Urāna rūda. Kā tiek iegūta urāna rūda? Urāna rūda Krievijā

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Kad tika atklāti periodiskās tabulas radioaktīvie elementi, kāds cilvēks galu galā nāca klajā ar tiem pielietojumu. Tas notika ar urānu. To izmantoja gan militāriem, gan civiliem mērķiem. Tika apstrādāta urāna rūda, iegūtais elements tika izmantots krāsu un laku un stikla rūpniecībā. Pēc tā radioaktivitātes atklāšanas to sāka izmantot kodolenerģijā. Cik tīra un videi draudzīga ir šī degviela? Tas joprojām tiek apspriests.

Dabīgais urāns

Dabā urāns neeksistē tīrā veidā – tas ir rūdas un minerālu sastāvdaļa. Galvenā urāna rūda ir karnotīts un piķa maisījums. Tāpat ievērojamas šī stratēģiskā ķīmiskā elementa atradnes tika atrastas retzemju un kūdras minerālos – ortītā, titanītā, cirkonā, monacītā, ksenotīmā. Urāna nogulsnes var atrast iežos ar skābu vidi un augstu silīcija koncentrāciju. Tā pavadoņi ir kalcīts, galēns, molibdenīts utt.

Pasaules noguldījumi un rezerves

Līdz šim zemes virsmas 20 kilometru slānī ir izpētītas daudzas atradnes. Visi no tiem satur milzīgu skaitu tonnu urāna. Šis daudzums spēj nodrošināt cilvēci ar enerģiju daudzus simtus gadu.uz priekšu. Vadošās valstis, kurās urāna rūdas ir lielākais apjoms, ir Austrālija, Kazahstāna, Krievija, Kanāda, Dienvidāfrika, Ukraina, Uzbekistāna, ASV, Brazīlija, Namībija.

Urāna veidi

Radioaktivitāte nosaka ķīmiskā elementa īpašības. Dabiskais urāns sastāv no trim tā izotopiem. Divi no tiem ir radioaktīvās sērijas priekšteči. Dabiskos urāna izotopus izmanto, lai radītu degvielu kodolreakcijām un ieročiem. Urāns-238 kalpo arī kā izejviela plutonija-239 ražošanai.

Urāna izotopi U234 ir U238 meitas nuklīdi. Tie ir atzīti par visaktīvākajiem un nodrošina spēcīgu starojumu. Izotops U235 ir 21 reizi vājāks, lai gan tas ir veiksmīgi izmantots iepriekšminētajiem mērķiem – tam piemīt spēja uzturēt kodola ķēdes reakciju bez papildu katalizatoriem.

Papildus dabiskajiem, ir arī mākslīgie urāna izotopi. Šodien ir zināmi 23 tādi, no kuriem svarīgākais - U233. Tas izceļas ar spēju aktivizēties lēnu neitronu ietekmē, savukārt pārējiem ir nepieciešamas ātras daļiņas.

Rūdu klasifikācija

Lai gan urānu var atrast gandrīz visur – pat dzīvos organismos – šuves, kas to satur, var būt dažāda veida. Tas ir atkarīgs arī no ekstrakcijas metodēm. Urāna rūdu klasificē pēc šādiem parametriem:

1. Veidošanās apstākļi - endogēnas, eksogēnas un metamorfogēnas rūdas.
2. Urāna mineralizācijas būtība ir primārās, oksidētās un jauktās urāna rūdas.
3. Kopējais izmērs unminerālu graudi - rupjgraudainas, vidēji graudainas, smalkgraudainas, smalkgraudainas un izkliedētas rūdas frakcijas.
4. Piemaisījumu lietderība - molibdēns, vanādijs utt.
5. Piemaisījumu sastāvs - karbonāts, silikāts, sulfīds, dzelzs oksīds, kaustobiolīts.

Atkarībā no tā, kā urāna rūda tiek klasificēta, ir veids, kā no tās iegūt ķīmisko elementu. Silikātu apstrādā ar dažādām skābēm, karbonātu - ar sodas šķīdumiem, kaustobiolītu bagātina dedzinot, bet dzelzs oksīdu kausē domnā.

Kā tiek iegūta urāna rūda

Tāpat kā jebkurā kalnrūpniecības biznesā, pastāv noteikta tehnoloģija un metodes urāna ieguvei no iežiem. Viss ir atkarīgs arī no tā, kurš izotops atrodas litosfēras slānī. Urāna rūda tiek iegūta trīs veidos. Ekonomiski pamatota elementa izolēšana no iežiem ir tad, ja tas ir 0,05-0,5% tilpumā. Ir raktuvju, karjeru un izskalojumu ieguves metode. Katra no tiem izmantošana ir atkarīga no izotopu sastāva un iežu dziļuma. Urāna rūdas ieguve karjerā ir iespējama ar seklu. Iedarbības risks ir minimāls. Ar tehniku problēmu nav - plaši tiek izmantoti buldozeri, iekrāvēji, pašizgāzēji.

Ražošana raktuvēs ir grūtāka. Šo metodi izmanto, ja elements atrodas dziļumā līdz 2 kilometriem un ir ekonomiski dzīvotspējīgs. Lai iezis varētu lietderīgi iegūt, tām ir jāsatur liela urāna koncentrācija. Reklāmā sniegtmaksimāla drošība, tas ir saistīts ar veidu, kā urāna rūda tiek iegūta pazemē. Strādnieki nodrošināti ar kombinezonu, darba laiks stingri ierobežots. Raktuves ir aprīkotas ar liftiem, uzlabotu ventilāciju.

Izskalošana ir trešā metode – tīrākā no vides un ieguves uzņēmuma darbinieku drošības viedokļa. Caur urbto aku sistēmu tiek sūknēts īpašs ķīmiskais šķīdums. Tas izšķīst rezervuārā un kļūst piesātināts ar urāna savienojumiem. Pēc tam šķīdumu izsūknē un nosūta uz pārstrādes rūpnīcām. Šī metode ir progresīvāka, ļauj samazināt ekonomiskās izmaksas, lai gan tās pielietošanai ir vairāki ierobežojumi.

Noguldījumi Ukrainā

Valsts izrādījās laimīga tā elementa atradņu īpašniece, no kuras tiek ražota kodoldegviela. Saskaņā ar prognozēm, urāna rūdas Ukrainā satur līdz 235 tonnām izejvielu. Pašlaik ir apstiprinātas tikai atradnes, kurās ir aptuveni 65 tonnas. Zināma summa jau ir izstrādāta. Daļa urāna tika izmantota vietējā tirgū, daļa tika eksportēta.

Kirovogradas urāna rūdas reģions tiek uzskatīts par galveno atradni. Urāna saturs ir zems - no 0,05 līdz 0,1% uz tonnu iežu, tāpēc materiāla izmaksas ir augstas. Rezultātā iegūtās izejvielas Krievijā tiek apmainītas pret gatavām degvielas stieņiem spēkstacijām.

Otrais lielākais depozīts ir Novokonstantinovska. Urāna saturs klintī ļāva gandrīz 2 reizes samazināt izmaksas salīdzinājumā ar Kirovogradskoje. Taču attīstība nav veikta kopš 90. gadiem, visas raktuves ir applūdušas. Politisko attiecību saasināšanās ar Krieviju dēļ Ukraina var palikt bez degvielas atomelektrostacijām.

Krievijas urāna rūda

Urāna ieguves ziņā Krievijas Federācija ir piektajā vietā starp citām pasaules valstīm. Slavenākās un spēcīgākās ir Khiagdinskoje, Količkanskoje, Istohnoje, Koretkondinskoje, Namarusskoje, Dobrinskoje (Burjatijas Republika), Argunskoje, Žerlovoje (Čitas apgabals). Čitas reģionā tiek ražoti 93% no visa Krievijā saražotā urāna (galvenokārt ar atklātās šahtas un raktuvju metodēm).

Situācija ar atradnēm Burjatijā un Kurganā ir nedaudz atšķirīga. Urāna rūda Krievijā šajos reģionos tiek nogulsnēta tādā veidā, ka ir iespējams iegūt izejvielas ar izskalošanos.

Kopā Krievijā tiek prognozētas 830 tonnu urāna atradnes, apstiprinātās rezerves ir aptuveni 615 tonnas. Tās ir arī atradnes Jakutijā, Karēlijā un citos reģionos. Tā kā urāns ir stratēģiska globāla izejviela, skaitļi var nebūt precīzi, jo daudzi dati ir klasificēti, un tiem ir piekļuve tikai noteiktai cilvēku kategorijai.