На головну

Уранові руди і мінерали

  1. До складу яких гірських порід входять перераховані мінерали в якості породоутворюючих? Дайте порівняльну оцінку їх стійкості при вивітрюванні і розчиненні
  2. Породообразующие мінерали і гірські породи
  3. Тема: Мінерали і їх фізичні властивості

Різниця складу, хімічних і фізичних властивостей уранових мінералів і вміщають їх руд, присутність в рудах ряду цінних попутних домішок визначають різноманіття і специфіку технологічних процесів і схем переробки уранової сировини і витрати реагентів.

Найбільш важливим показником якості та цінності уранових руд є зміст в них урану. розрізняють п'ять сортів руд:

1. дуже багаті (> 1% урану), вельми рідко зустрічаються;

2. багаті (1-0,5%), теж рідкісні;

3. середні (0,5-0,25%);

4. рядові (0,25-0,09%);

5. бідні (0,09% і менше до нижнього промислового мінімуму).

виділяють також шість основних груп руд, Що відрізняються по мінеральному і хімічному складу, що визначає спосіб гідрометалургійної переробки і хімічних реагентів. Найважливіше значення для здешевлення видобутку і виробництва природного урану має наявність в рудах корисних супутніх компонентів. Їх попутне комплексне вилучення поряд з ураном дозволяє знизити промисловий мінімум змісту урану в переробляються рудах до 0,01-0,03%.

За запасами уранових руд лідирують США, Канада, ПАР, Австралія і Казахстан. У Росії видобуток урану ведеться в м Краснокаменську (Читинська область) і Курганської області (методом підземного вилуговування).

Промислова технологія добування урану з руд використовує властивість розчинності оксидів урану в водних розчинах азотної, сірчаної та соляної кислот, а також в лужних розчинах. Практично в рідкий розчин з руди можна перевести майже весь уран. Технологічні процеси перекладу і концентрування металів, що містяться в подрібненої рудної маси, в розчини (вилуговування) і подальше селективне витягання металів з цих розчинів називаються гідрометалургійних процесами.

Таблиця 11

Характеристики деяких мінералів урану

 мінерал  Формула  колір  Зразковий склад і щільність  Походження і деякі месторожде-ня  розчинність
 Настуран (уранова смілка, смоляна обманка, уранові черні)  xUO2· yUO3· ZPbOОкісли: Fe, Co, Ni, V, Cu, Ca  Від смоляно-чорного до світло-сірого  (UO2+ UO3) -66-85%, ? = 4,5-7,7 г / см3  Гідротерап-формальні  Розчиняється в HNO3, HCl і H2SO4
 уранініт  UO2· yUO3· PbOОкісли: Th, Zn і ін.  Чорний, Бурова-то-чер-ний  (UO2+ UO3) -46-88%, ? = 8-10 г / см3  У гранітах, пегматитах; гідротерап-формальні  Добре розчиняється в розведеною HNO3 і концентрованої HCl
 Браннер  Метатітанат U, Th і V.  чорний  UO2 - До 29%; UO3 - До 42%; TiO2 - 31-43%; ThO2-8%; CaO-1,1-3,45%, Fe2O3-4%.  Магматічес-кое. Золотоносов-ні піски Айдахо (США)  Розкладається в гарячій HNO3 і концентрований-ної H2SO4

Промислове виробництво природного урану складається з наступних основних процесів (схема на рис.3):

· Видобуток руди і її транспортування на місце переробки;

· Дроблення, подрібнення, механічне збагачення видобутої руди, що дозволяє виявити і видалити пусту породу;

· Вилуговування з рудної маси урану за допомогою кислот або лугів і видалення збідненого рудної маси ( «хвостів») в хвостосховища;

· Селективне виділення урану з розчинів або пульп методами сорбції, екстракції або хімічного осадження;

· Отримання сухого уранового хімічного концентрату з різних уранових сполук з вмістом (в перерахунку на закис-окис урану) 75% і більше;

· Виділення попутних корисних хімічних сполук;

· Отримання чистих сполук природного урану (афінаж).

Руда видобувається і транспортується високомеханізованим способом із застосуванням сучасної техніки, з урахуванням специфічних вимог до техніки безпеки і охорони праці, встановлених для робіт з радіоактивними матеріалами і продуктами радіоактивного розпаду (радон і іншими радіонуклідами природного походження).

З огляду на нерівномірність концентрації і розподілу уранових мінералів в рудної маси потрібно застосовувати сортування руди на різні за змістом цінних мінералів сорти і виявляти і відкидати пусту породу, тобто застосовувати збагачення руди урановими мінералами. існує кілька методів механічного збагачення руд: Радіометричний, гравітаційний і флотація.

радіометричне збагачення засноване на використанні специфічної властивості уранових руд - радіоактивності. Метод заснований на вимірюванні різної інтенсивності гамма-випромінювання від окремих шматків (при максимальному розмірі 200-300 мм) або від порції дробленої і подрібненої маси. За допомогою автоматичного сепарує пристрою вдається впорядкувати руду на багаті і бідні по урану сорти і відокремити з невеликими витратами пусту породу (від 10 до 50% загальної маси збагачувати руди), направивши її в відвали. Радіометричне збагачення застосовується в кілька стадій. Починається воно безпосередньо в забоях рудників, де перевірці піддаються вагонетки з рудою, і триває на гідрометалургійному заводі, де процес ведеться на потоці руди, що переміщується стрічковими транспортерами.

Якщо ж уранові мінерали розсіяні по всій рудної маси і асоційовані з мінералами порожньої породи, а, крім того, забруднені мулом або глиною, то в цьому випадку застосовуються гравітаційне і флотационное збагачення.

гравітаційне збагачення засноване на різниці щільності ряду уранових матеріалів (6,5-10,5 г / см3) І мінералів порожньої породи (зазвичай 2,5-2,7 г / см3). У гравітаційному методі використовується закон падіння твердих тіл в рідкому (зазвичай водної) середовищі або водних суспензіях, що вимагає значного дроблення і подрібнення руди. Гравітаційне збагачення успішно комбінують з іншими процесами, наприклад з флотацією.

флотаційне збагачення грунтується на відмінності смачиваемости мінеральних часток подрібненої (<0,3 мм) руди, завдяки чому частинки одних мінералів прилипають до бульбашок повітря і піднімаються разом з ними на поверхню пульпи, утворюючи піну, а частки інших залишаються в пульпі. Додавання різних флотаційних реагентів (колектори, піноутворювача, активатори, депрессори та ін.) Збільшує або зменшує природну смачиваемость мінералів і дозволяє краще їх розділяти.

Кожен спосіб збагачення пред'являє свої вимоги до ступеня попереднього дроблення або подрібнення руд: для радіометричного збагачення - 25-300 мм, гравітаційного - 0,07-0,1 мм, флотаційного - 0,07-0,15 мм. При процесах збагачення руд втрачається (надсилається в відвали) від 5 до 15% урану.

Уранові руди, в залежності від умов їх залягання, видобувають відкритим способом (у кар'єрах або шахтах). На подальшу переробку надходять шматки руди різного розміру. У більшості випадків руди мають нерівномірно розсіяне за обсягом тонке вкраплення уранових мінералів (розміром ~ 10-100 мкм), які закриті або екрановані порожньою породою. Тому першою технологічною операцією є розтин (оголення) уранових мінералів, звільнення їх від огортає породи. Таке розтин здійснюється дробленням і подрібненням. Тонке подрібнення перед гідрометалургійної обробкою дозволяє оголити уранові мінерали хоча б в одній площині, що забезпечує їх пряме хімічну взаємодію з розчинником.

Витрати на дроблення і подрібнення досить великі і досягають 10-15% всіх витрат на отримання уранового концентрату.

Для дроблення великих шматків використовуються величезні щокові (розчавлюють) і конусні (стирається) дробарки. Більш тонкий помел виконується за допомогою, кульових і стрижневих млинів. Весь процес проходить зазвичай в кілька стадій. Недостатньо подрібнена руда, пройшовши гідравлічні класифікатори (гідроциклони), знову повертається в млин.

 




Джерела енергії | Особливості ядерного палива і його використання в атомній енергетиці | Типова схема ядерного паливного циклу. Коефіцієнт повернення палива в цикл | Атомна енергетика в світі та в Росії. Стан, перспективи | Радіоактивні ізотопи і іонізуючі випромінювання в різних областях природознавства, медицини | Основні терміни та визначення | Основні визначення в області вплив радіації на живий організм | додаткові визначення | Природні джерела радіації | космічні промені |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати