Μεταλλεύματος ουρανίου. Πώς εξορύσσεται το μετάλλευμα ουρανίου; Μεταλλεύμα ουρανίου στη Ρωσία

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Όταν ανακαλύφθηκαν τα ραδιενεργά στοιχεία του περιοδικού πίνακα, ένα άτομο κατέληξε τελικά σε μια εφαρμογή για αυτά. Αυτό συνέβη με το ουράνιο. Χρησιμοποιήθηκε τόσο για στρατιωτικούς όσο και για πολιτικούς σκοπούς. Το μετάλλευμα ουρανίου επεξεργάστηκε, το στοιχείο που προέκυψε χρησιμοποιήθηκε στις βιομηχανίες χρωμάτων και βερνικιών και γυαλιού. Αφού ανακαλύφθηκε η ραδιενέργεια του, άρχισε να χρησιμοποιείται στην πυρηνική ενέργεια. Πόσο καθαρό και φιλικό προς το περιβάλλον είναι αυτό το καύσιμο; Αυτό είναι ακόμα υπό συζήτηση.

Φυσικό ουράνιο

Στη φύση, το ουράνιο δεν υπάρχει στην καθαρή του μορφή - είναι συστατικό μεταλλεύματος και ορυκτών. Το κύριο μετάλλευμα ουρανίου είναι ο καρνοτίτης και το pitchblende. Επίσης, σημαντικά κοιτάσματα αυτού του στρατηγικού χημικού στοιχείου βρέθηκαν σε ορυκτά σπάνιων γαιών και τύρφης -ορθίτης, τιτανίτης, ζιρκόνιο, μοναζίτης, ξενοτίμη. Κοιτάσματα ουρανίου μπορούν να βρεθούν σε πετρώματα με όξινο περιβάλλον και υψηλές συγκεντρώσεις πυριτίου. Οι σύντροφοί του είναι ο ασβεστίτης, ο γαλήνιος, ο μολυβδενίτης κ.λπ.

Παγκόσμιες καταθέσεις και αποθεματικά

Μέχρι σήμερα, πολλά κοιτάσματα έχουν εξερευνηθεί σε ένα στρώμα 20 χιλιομέτρων της επιφάνειας της γης. Όλα αυτά περιέχουν τεράστιο αριθμό τόνων ουρανίου. Αυτή η ποσότητα είναι ικανή να παρέχει στην ανθρωπότητα ενέργεια για πολλές εκατοντάδες χρόνια.προς τα εμπρός. Οι κορυφαίες χώρες στις οποίες το μετάλλευμα ουρανίου έχει τον μεγαλύτερο όγκο είναι η Αυστραλία, το Καζακστάν, η Ρωσία, ο Καναδάς, η Νότια Αφρική, η Ουκρανία, το Ουζμπεκιστάν, οι ΗΠΑ, η Βραζιλία, η Ναμίμπια.

Τύποι ουρανίου

Η ραδιενέργεια καθορίζει τις ιδιότητες ενός χημικού στοιχείου. Το φυσικό ουράνιο αποτελείται από τρία από τα ισότοπά του. Δύο από αυτούς είναι οι πρόγονοι της σειράς ραδιενεργών. Τα φυσικά ισότοπα ουρανίου χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία καυσίμων για πυρηνικές αντιδράσεις και όπλα. Επίσης, το ουράνιο-238 χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή πλουτωνίου-239.

Τα ισότοπα ουρανίου U234 είναι θυγατρικά νουκλίδια του U238. Αναγνωρίζονται ως τα πιο ενεργά και παρέχουν ισχυρή ακτινοβολία. Το ισότοπο U235 είναι 21 φορές πιο αδύναμο, αν και έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τους παραπάνω σκοπούς - έχει την ικανότητα να διατηρεί μια πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση χωρίς πρόσθετους καταλύτες.

Εκτός από φυσικά, υπάρχουν και τεχνητά ισότοπα ουρανίου. Σήμερα υπάρχουν 23 τέτοια γνωστά, τα πιο σημαντικά από αυτά - U233. Διακρίνεται από την ικανότητα να ενεργοποιείται υπό την επίδραση αργών νετρονίων, ενώ τα υπόλοιπα απαιτούν γρήγορα σωματίδια.

Ταξινόμηση μεταλλεύματος

Αν και το ουράνιο μπορεί να βρεθεί σχεδόν παντού - ακόμη και σε ζωντανούς οργανισμούς - οι ραφές που το περιέχουν μπορεί να είναι διαφορετικών τύπων. Αυτό εξαρτάται επίσης από τις μεθόδους εκχύλισης. Το μετάλλευμα ουρανίου ταξινομείται σύμφωνα με τις ακόλουθες παραμέτρους:

1. Συνθήκες σχηματισμού - ενδογενή, εξωγενή και μεταμορφογενή μεταλλεύματα.
2. Η φύση της ανοργανοποίησης ουρανίου είναι πρωτογενής, οξειδωμένα και μικτά μεταλλεύματα ουρανίου.
3. Συνολικό μέγεθος καικόκκοι ορυκτών - χονδρόκοκκο, μεσαίο, λεπτόκοκκο, λεπτόκοκκο και διάσπαρτα κλάσματα μεταλλεύματος.
4. Χρησιμότητα ακαθαρσιών - μολυβδαίνιο, βανάδιο κ.λπ.
5. Σύνθεση προσμίξεων - ανθρακικό, πυριτικό, σουλφίδιο, οξείδιο σιδήρου, καυστοβιόλιθο.

Ανάλογα με τον τρόπο ταξινόμησης του μεταλλεύματος ουρανίου, υπάρχει τρόπος να εξαχθεί ένα χημικό στοιχείο από αυτό. Το πυριτικό άλας επεξεργάζεται με διάφορα οξέα, το ανθρακικό - με διαλύματα σόδας, το καυστοβιολικό εμπλουτίζεται με καύση και το οξείδιο του σιδήρου τήκεται σε υψικάμινο.

Πώς εξορύσσεται το μετάλλευμα ουρανίου

Όπως σε κάθε επιχείρηση εξόρυξης, υπάρχει μια συγκεκριμένη τεχνολογία και μέθοδοι εξαγωγής ουρανίου από πετρώματα. Όλα εξαρτώνται επίσης από το ισότοπο που βρίσκεται στο στρώμα της λιθόσφαιρας. Το μετάλλευμα ουρανίου εξορύσσεται με τρεις τρόπους. Οικονομικά δικαιολογημένη απομόνωση στοιχείου από πέτρα είναι όταν περιέχεται σε όγκο 0,05-0,5%. Υπάρχει μέθοδος εξόρυξης ορυχείου, λατομείου και έκπλυσης. Η χρήση καθενός από αυτά εξαρτάται από τη σύνθεση των ισοτόπων και το βάθος του βράχου. Η εξόρυξη λατομείου μεταλλεύματος ουρανίου είναι δυνατή με ένα ρηχό φαινόμενο. Ο κίνδυνος έκθεσης είναι ελάχιστος. Δεν υπάρχουν προβλήματα με τα μηχανήματα - χρησιμοποιούνται ευρέως μπουλντόζες, φορτωτές, ανατρεπόμενα φορτηγά.

Η παραγωγή ορυχείων είναι πιο δύσκολη. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται όταν το στοιχείο εμφανίζεται σε βάθος έως και 2 χιλιομέτρων και είναι οικονομικά βιώσιμο. Το πέτρωμα πρέπει να περιέχει υψηλή συγκέντρωση ουρανίου προκειμένου να εξορυχθεί εύστοχα. Στην αγγελία παρέχειμέγιστη ασφάλεια, αυτό οφείλεται στον τρόπο με τον οποίο εξορύσσεται υπόγεια μεταλλεύματα ουρανίου. Οι εργαζόμενοι παρέχονται με φόρμες, οι ώρες εργασίας είναι αυστηρά περιορισμένες. Τα ορυχεία είναι εξοπλισμένα με ανελκυστήρες, ενισχυμένο αερισμό.

Η έκπλυση είναι η τρίτη μέθοδος - η πιο καθαρή από περιβαλλοντική άποψη και την ασφάλεια των εργαζομένων της εξορυκτικής επιχείρησης. Ένα ειδικό χημικό διάλυμα αντλείται μέσω ενός συστήματος γεωτρήσεων. Διαλύεται στη δεξαμενή και γίνεται κορεσμένος με ενώσεις ουρανίου. Το διάλυμα στη συνέχεια αντλείται και αποστέλλεται σε μονάδες επεξεργασίας. Αυτή η μέθοδος είναι πιο προοδευτική, επιτρέπει τη μείωση του οικονομικού κόστους, αν και υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί για την εφαρμογή της.

Καταθέσεις στην Ουκρανία

Η χώρα αποδείχθηκε ευτυχής κάτοχος κοιτασμάτων του στοιχείου από το οποίο παράγεται το πυρηνικό καύσιμο. Σύμφωνα με τις προβλέψεις, τα μεταλλεύματα ουρανίου στην Ουκρανία περιέχουν έως και 235 τόνους πρώτων υλών. Επί του παρόντος, έχουν επιβεβαιωθεί μόνο κοιτάσματα που περιέχουν περίπου 65 τόνους. Ένα συγκεκριμένο ποσό έχει ήδη υπολογιστεί. Μέρος του ουρανίου χρησιμοποιήθηκε εγχώρια, μέρος εξήχθη.

Η περιοχή μεταλλεύματος ουρανίου Kirovograd θεωρείται το κύριο κοίτασμα. Η περιεκτικότητα σε ουράνιο είναι χαμηλή - από 0,05 έως 0,1% ανά τόνο πετρώματος, επομένως το κόστος του υλικού είναι υψηλό. Ως αποτέλεσμα, οι πρώτες ύλες που προκύπτουν ανταλλάσσονται στη Ρωσία με τελικές ράβδους καυσίμου για σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.

Το δεύτερο σημαντικό κοίτασμα είναι το Novokonstantinovskoye. Η περιεκτικότητα σε ουράνιο στο βράχο κατέστησε δυνατή τη μείωση του κόστους σε σύγκριση με το Kirovogradskoye σχεδόν 2 φορές. Ωστόσο, ανάπτυξη δεν έχει γίνει από τη δεκαετία του '90, όλα τα ορυχεία έχουν πλημμυρίσει. Λόγω της επιδείνωσης των πολιτικών σχέσεων με τη Ρωσία, η Ουκρανία μπορεί να μείνει χωρίς καύσιμα για πυρηνικούς σταθμούς.

Ρωσικό μετάλλευμα ουρανίου

Όσον αφορά την εξόρυξη ουρανίου, η Ρωσική Ομοσπονδία βρίσκεται στην πέμπτη θέση μεταξύ άλλων χωρών στον κόσμο. Τα πιο διάσημα και ισχυρά είναι τα Khiagdinskoye, Kolichkanskoye, Istochnoye, Koretkondinskoye, Namarusskoye, Dobrynskoye (Δημοκρατία της Buryatia), Argunskoye, Zherlovoe (περιοχή Chita). Η περιοχή Chita παράγει το 93% του συνόλου του ρωσικού ουρανίου που παράγεται (κυρίως με μεθόδους ανοιχτού λάκκου και εξόρυξης).

Λίγο διαφορετική είναι η κατάσταση με τα κοιτάσματα στη Buryatia και στο Kurgan. Το μετάλλευμα ουρανίου στη Ρωσία σε αυτές τις περιοχές εναποτίθεται με τέτοιο τρόπο που καθιστά δυνατή την εξόρυξη πρώτων υλών με έκπλυση.

Συνολικά, προβλέπονται κοιτάσματα 830 τόνων ουρανίου στη Ρωσία, υπάρχουν περίπου 615 τόνοι επιβεβαιωμένων αποθεμάτων. Αυτά είναι επίσης κοιτάσματα στη Γιακουτία, την Καρελία και άλλες περιοχές. Δεδομένου ότι το ουράνιο είναι μια στρατηγική παγκόσμια πρώτη ύλη, τα στοιχεία μπορεί να μην είναι ακριβή, καθώς πολλά από τα δεδομένα είναι ταξινομημένα, μόνο μια συγκεκριμένη κατηγορία ανθρώπων έχει πρόσβαση σε αυτά.