Quặng uranium. Quặng uranium được khai thác như thế nào? Quặng uranium ở Nga

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Khi các nguyên tố phóng xạ trong bảng tuần hoàn được phát hiện, một người cuối cùng đã đưa ra một ứng dụng cho chúng. Đây là những gì đã xảy ra với uranium. Nó được sử dụng cho cả mục đích quân sự và dân sự. Quặng uranium đã được xử lý, nguyên tố thu được được sử dụng trong các ngành công nghiệp sơn, véc ni và thủy tinh. Sau khi tính phóng xạ của nó được phát hiện, nó bắt đầu được sử dụng trong năng lượng hạt nhân. Nhiên liệu này sạch và thân thiện với môi trường như thế nào? Điều này vẫn đang được tranh luận.

Uranium tự nhiên

Trong tự nhiên, uranium không tồn tại ở dạng tinh khiết - nó là một thành phần của quặng và khoáng chất. Quặng uranium chính là carnotite và pitchblende. Ngoài ra, các mỏ đáng kể của nguyên tố hóa học chiến lược này đã được tìm thấy trong các khoáng chất đất hiếm và than bùn - orthite, titanite, zircon, monazit, xenotime. Trầm tích uranium có thể được tìm thấy trong đá có môi trường axit và nồng độ silic cao. Bạn đồng hành của nó là canxit, galena, molybdenit, v.v.

Tiền gửi và dự trữ thế giới

Cho đến nay, nhiều trầm tích đã được khám phá trong một lớp dài 20 km của bề mặt trái đất. Tất cả chúng đều chứa một số lượng lớn hàng tấn uranium. Số lượng này có khả năng cung cấp năng lượng cho nhân loại trong hàng trăm năm.ở đằng trước. Các quốc gia dẫn đầu về khối lượng quặng uranium lớn nhất là Úc, Kazakhstan, Nga, Canada, Nam Phi, Ukraine, Uzbekistan, Mỹ, Brazil, Namibia.

Các loại uranium

Độ phóng xạ xác định tính chất của một nguyên tố hóa học. Uranium tự nhiên được tạo thành từ ba trong số các đồng vị của nó. Hai trong số chúng là tổ tiên của loạt phóng xạ. Các đồng vị tự nhiên của uranium được sử dụng để tạo nhiên liệu cho các phản ứng hạt nhân và vũ khí. Ngoài ra, uranium-238 còn dùng làm nguyên liệu để sản xuất plutonium-239.

Đồng vị uranium U234 là nuclêôtit con của U238. Chúng được công nhận là hoạt động tích cực nhất và cung cấp bức xạ mạnh. Đồng vị U235 yếu hơn 21 lần, mặc dù nó đã được sử dụng thành công cho các mục đích trên - nó có khả năng duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân mà không cần thêm chất xúc tác.

Ngoài tự nhiên, còn có các đồng vị nhân tạo của uranium. Ngày nay, có 23 người được biết đến như vậy, quan trọng nhất trong số đó - U233. Nó được phân biệt bởi khả năng kích hoạt dưới tác động của các neutron chậm, trong khi phần còn lại yêu cầu các hạt nhanh.

Phân loại quặng

Mặc dù uranium có thể được tìm thấy ở hầu hết mọi nơi - ngay cả trong các cơ thể sống - các đường nối chứa nó có thể thuộc nhiều loại khác nhau. Điều này cũng phụ thuộc vào các phương pháp khai thác. Quặng uranium được phân loại theo các thông số sau:

1. Điều kiện hình thành - quặng nội sinh, ngoại sinh và biến chất.
2. Bản chất của quá trình khoáng hóa uranium là quặng uranium sơ cấp, bị oxy hóa và hỗn hợp.
3. Kích thước tổng hợp vàcác hạt khoáng chất - các phân đoạn quặng hạt thô, hạt trung bình, hạt mịn, hạt mịn và phân tán.
4. Tính hữu dụng của tạp chất - molypden, vanadi, v.v.
5. Thành phần tạp chất - cacbonat, silicat, sunfua, oxit sắt, caustobiolitic.

Tùy thuộc vào cách phân loại quặng uranium, có một cách để chiết xuất một nguyên tố hóa học từ nó. Silicat được xử lý với các axit khác nhau, cacbonat - với các dung dịch soda, caustobiolitic được làm giàu bằng cách đốt cháy và oxit sắt được nấu chảy trong lò cao.

Quặng uranium được khai thác như thế nào

Như trong bất kỳ doanh nghiệp khai thác nào, có một công nghệ và phương pháp nhất định để chiết xuất uranium từ đá. Mọi thứ cũng phụ thuộc vào đồng vị nào nằm trong lớp thạch quyển. Quặng uranium được khai thác theo ba cách. Việc tách một nguyên tố ra khỏi đá là hợp lý về mặt kinh tế là khi nó được chứa trong khối lượng 0,05-0,5%. Có một mỏ, mỏ đá và phương pháp khai thác rửa trôi. Việc sử dụng mỗi loại phụ thuộc vào thành phần của các đồng vị và độ sâu của đá. Khai thác mỏ quặng uranium có thể xảy ra ở mức độ nông. Nguy cơ phơi nhiễm là tối thiểu. Không có vấn đề gì với máy móc - máy ủi, máy xúc, xe ben được sử dụng rộng rãi.

Sản xuất mỏ khó hơn. Phương pháp này được sử dụng khi phần tử xảy ra ở độ sâu tới 2 km và có hiệu quả kinh tế. Đá phải chứa một nồng độ uranium cao để có thể được khai thác nhanh chóng. Trong adit cung cấpan ninh tối đa, điều này là do cách khai thác quặng uranium dưới lòng đất. Người lao động được cung cấp áo yếm, thời gian làm việc bị hạn chế nghiêm ngặt. Các mỏ được trang bị thang máy, tăng cường hệ thống thông gió.

Rửa trôi là phương pháp thứ ba - sạch nhất theo quan điểm môi trường và an toàn cho nhân viên của doanh nghiệp khai thác. Một dung dịch hóa chất đặc biệt được bơm qua hệ thống giếng khoan. Nó hòa tan trong bể chứa và trở nên bão hòa với các hợp chất uranium. Sau đó dung dịch này được bơm ra ngoài và đưa đến các nhà máy xử lý. Phương pháp này tiến bộ hơn, nó cho phép giảm chi phí kinh tế, mặc dù có một số hạn chế đối với ứng dụng của nó.

Tiền gửi ở Ukraine

Quốc gia này hóa ra là một chủ sở hữu hạnh phúc của các mỏ chứa nguyên tố mà từ đó nhiên liệu hạt nhân được sản xuất. Theo dự báo, quặng uranium ở Ukraine chứa tới 235 tấn nguyên liệu thô. Hiện tại, chỉ có khoảng 65 tấn tiền gửi đã được xác nhận. Một số tiền nhất định đã được tính toán. Một phần uranium được sử dụng trong nước, một phần được xuất khẩu.

Kirovograd vùng quặng uranium được coi là mỏ chính. Hàm lượng uranium thấp - từ 0,05 - 0,1% / tấn đá, do đó giá thành vật liệu cao. Do đó, các nguyên liệu thô thu được sẽ được trao đổi ở Nga để lấy thanh nhiên liệu thành phẩm cho các nhà máy điện.

Khoản tiền gửi chính thứ hai là Novokonstantinovskoye. Hàm lượng uranium trong đá làm cho nó có thể giảm giá thành so với Kirovogradskoye gần 2 lần. Tuy nhiên, sự phát triển đã không được thực hiện kể từ những năm 90, tất cả các mỏ đều bị ngập lụt. Do mối quan hệ chính trị với Nga trở nên trầm trọng hơn, Ukraine có thể không có nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân.

Quặng uranium của Nga

Về khai thác uranium, Liên bang Nga đứng ở vị trí thứ 5 trong số các quốc gia khác trên thế giới. Nổi tiếng và mạnh mẽ nhất là Khiagdinskoye, Kolichkanskoye, Istochnoye, Koretkondinskoye, Namarusskoye, Dobrynskoye (Cộng hòa Buryatia), Argunskoye, Zherlovoe (vùng Chita). Khu vực Chita sản xuất 93% tổng lượng uranium của Nga được sản xuất (chủ yếu bằng phương pháp khai thác mỏ và lộ thiên).

Hơi khác là tình hình tiền gửi ở Buryatia và Kurgan. Quặng uranium ở Nga trong những vùng này được lắng đọng theo cách có thể khai thác nguyên liệu thô bằng cách rửa trôi.

Tổng cộng, dự đoán trữ lượng 830 tấn uranium ở Nga, có khoảng 615 tấn trữ lượng được xác nhận. Đây cũng là tiền gửi ở Yakutia, Karelia và các khu vực khác. Vì uranium là một nguyên liệu thô chiến lược trên toàn cầu, nên các số liệu có thể không chính xác, vì nhiều dữ liệu đã được phân loại, chỉ một số người nhất định mới có quyền truy cập vào chúng.