Механизм образования инфильтрационных месторождений урана и их типы
Введение.
Глава 1. Характеристика урановых руд и их месторождения в России.
Глава 2. Механизм образования инфильтрационных месторождений урана.
Глава 3. Типы инфильтрационных месторождений урана.
Заключение.
Библиографический список.Введение
В последние несколько все большей актуальности набирает тема ядерной энергетики. Для производства атомной энергии принято использовать такой материал, как уран. Он представляет собой химический элемент, относящийся к семейству актинидов. Химическая активность этого элемента обуславливает тот факт, что он не содержится в свободном виде. Для его производства используются минеральные образования под названием урановые руды. В них концентрируется такое количество топлива, которое позволяет считать добычу этого химического элемента экономически рациональной и выгодной. На данный момент в недрах нашей планеты содержание этого металла превышает запасы золота в 1000 раз. В целом залежи данного химического элемента в грунте, водной среде и горной породе оцениваются в более чем 5 миллионов тонн.
Свойства урана
В свободном состоянии уран представляет собой серо-белый металл, которому свойственно три аллотропических модификации:
- ромбическая кристаллическая;
- тетрагональная;
- объемно-центрированная кубическая решетки.
Температура кипения этого химического элемента составляет 4200 °C.
Уран является химическим активным материалом. На воздухе этот элемент медленно окисляется, легко растворяется в кислотах, реагирует с водой, но при этом не взаимодействует с щелочами.
В настоящее время в мире отсутствует реальная альтернатива атомной энергетике, даже несмотря на технические трудности, связанные с освоением урановых месторождений, а также возможные аварийные ситуации на АЭС. Никакие «возобновляемые» источники энергии - солнечная, ветровая и даже гидроэнергетика - не способны существовать как основные источники энергии в режимах постоянной устойчивой нагрузки. На сегодняшний день перед страной стоят серьезные проблемы обеспечения ураном действующих и строящихся АЭС из-за быстрого исчерпания складских запасов и отсутствия достаточного количества подготовленных, для рентабельного освоения месторождений природного урана. В связи с этим, в современных экономических условиях крайне важна задача поисков новых и разведки ранее открытых месторождений, рентабельных для освоения.
Уран был открыт еще в XVIII веке. В 1789 году немецкий ученый Мартин Клапрот сумел произвести из руды металлоподобный уран. Что интересно, этот ученый также является первооткрывателем титана и циркония.
Соединения урана активно используют в сфере фотодела. Этот элемент применяется для окрашивания позитивов и усиления негативов.
Главным отличием урана от других химических элементов является естественная радиоактивность. Атомы урана имеют свойство самостоятельно изменяться с течением времени. При этом они испускают лучи, невидимые глазу человека.
Сегодня уран чаще всего используется в качестве топлива для ракетных двигателей и ядерных реакторов. Учитывая свойства этого материала, он также предназначен для повышения мощности ядерного орудия. Этот химический элемент также нашел свое применение в живописи. Его активно применяют в качестве желтого, зеленого, бурого и черного пигментов. Уран также используется для производства сердечников для бронебойных снарядов.
Глава 1.
Характеристика урановых руд и их месторождения в России.
Урановыми рудами называют природные образования, содержащие метал в значительной концентрации. Часто совместно с ураном в руде находятся другие радиоактивные элементы, такие как полоний и радий.
Ураноносная рудная формация объединяет многочисленные инфильтрационные месторождения урана, сформировавшиеся в результате фильтрации вод аэрации и грунтовых, а также напорных вод артезианских бассейнов в переслаивающихся песчано-глинистых толщах пород, в основном мезозоя и кайнозоя.
Уран является химическим активным материалом. На воздухе этот элемент медленно окисляется, легко растворяется в кислотах, реагирует с водой, но при этом не взаимодействует с щелочами.
В настоящее время в мире отсутствует реальная альтернатива атомной энергетике, несмотря на технические трудности, связанные с освоением урановых месторождений, а также возможные аварийные ситуации на АЭС. Никакие "возобновляемые" источники энергии - солнечная, ветровая и даже гидроэнергетика - не способны существовать как основные источники энергии в режимах постоянной устойчивой нагрузки. На сегодняшний день перед страной стоят серьезные проблемы обеспечения ураном действующих и строящихся АЭС из-за быстрого исчерпания складских запасов и отсутствия достаточного количества подготовленных, для рентабельного освоения месторождений природного урана. В связи с этим, в современных экономических условиях крайне важна задача поисков новых и разведки ранее открытых месторождений, рентабельных для освоения.
Ураносодержащая порода классифицируется по размерам зерен минералов:
крупнозернистые – в поперечнике свыше 25 мм;
среднезернистые – от 3 до 25 мм;
мелкозернистые – от 0,1 до 3 мм;
тонкозернистые – от 0,015 до 0,1 мм;
дисперсные – менее 0,015 мм.
От размеров зерен зависит, каким способом будет осуществляться обогащение.
Урановая руда классифицируется по содержанию примесей;
уран-молибденовые;
уран-кобальт-никель-висмут;
уран-ванадиевые;
моноруда.
По химическому составу различают руду:
силикатную;
карбонатную;
сульфидную;
железо-окисную;
каустобиолиевую.
По химическому составу определяют, каким способом порода будет перерабатываться:
из карбонатных руд уран выделяется содовым раствором;
из силикатных – кислотой;
из железо-окисных – путем доменной плавки.
Руда классифицируется по содержанию урана:
очень богатая – содержит свыше 1% металла;
богатая – от 1 до 0,5%;
средняя – от 0,5 до 0,25%;
рядовая – от 0,25 до 0,1%;
бедная – менее 0,1%.
Из породы, которая содержит уран в пределах 0,01 – 0,015%, металл извлекается как побочный продукт.
Месторождения урана в России.
Содержание урана в земной коре невелико, в мире не так много крупных месторождений
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
.
В России можно выделить следующие месторождения урана:
Жерловое – расположено в Читинской области, запасы оцениваются в 4137 тыс. т. По содержанию металла – молибденовые – 0,082% урана и 0,227% молибдена. Чистого урана лишь 3485 т;
Аргунское – расположено в Читинской обрасти. Запасы руды категории С1– 13025 тыс. т, из них урана – 27957 т, категории С2 – 7990 тыс., из них 9481 т чистого урана. Это самое крупное месторождение. Оно дает 93% от общероссийского объема добычи;
Источное, Дыбрынское, Количкановское, Кореткондинское – месторождения, расположенные в Республике Бурятия. В этом районе разведданных запасов порядка 17,7 тыс т, а прогнозные ресурсы – 12,2 тыс т;
Хиагдинское – расположено в Бурятии. Запасы урановой руды – 11,3 тыс т.
По оценкам специалистов, в России самые перспективные месторождения сегодня находятся на этапе разработки:
Эльконское – расположено в Якутии, по прогнозам там 346 тыс. т руды;
Малиновское – в Западной Сибири;
Витимское и Алданское – в Восточной Сибири;
Дальневосточное – расположено на побережье Охотского моря;
В Карелии возле Онежского и Ладожского озер.
Общие запасы урана в России оцениваются в 800 тыс. т.
Как осуществляется добыча урановых руд
Урановые месторождения в России разрабатываются двумя способами:
открытым;
подземным.
Добыча урана открытым способом осуществляется в том случае, когда пласты полезной породы залегают неглубоко под землей.
Для выемки руд используют машинную технику:
бульдозеры – для вскрытия породы;
ковшевые погрузчики;
самосвалы для транспортировки.
Обязательным условием разработки месторождений открытым способом в России является последующее его закрытие. Осуществляется оно покрывающими пластами, а на восстановленной поверхности проводят рекультивацию.
Более высокосортную руду добывают подземным способом. Он заключается в оборудовании шахт или штолен. Сегодня технические возможности не ограничивают добычу по глубине, но превышение двух километров делает добычу нерентабельной.
Основной проблемой подземного способа добычи является выбросы радона – радиоактивного газа. Он может быстро распространяться и создавать высокие концентрации в атмосфере рудника. Один атом радона живет 5 суток. Основная задача при проектировании шахты – обеспечить эффективную систему вентиляции. Чтобы атомы газа не скапливались, а поднимались на поверхность. Часто вентиляционные системы и трубы используются не для подачи в шахту кислорода, а для выведения радона. Воздух при этом подается искусственным способом. Шахта предприятия ППГХО в России потребляет 1410 м3 воздуха в минуту. Вентиляционные установки работают непрерывно, даже когда шахта не эксплуатируется.
Метод подземного выщелачивания – современная прогрессивная технология. Ее использование наносит наименьший урон по экологии региона. Суть способа заключается в следующем:
бурится скважина;
в нее закачивается щелочной состав;
после взаимодействия с урановой породой происходит выщелачивание металла;
насыщенный ураном химический состав выкачивается на поверхность.
Несмотря на весомые преимущества, использовать этот способ можно только в песчанике и ниже уровня подземных вод.
Человечество изобрело три основных способа добычи урана:
открытый;
подземный;
скважинное подземное выщелачивание.
Открытый способ является самым первым, его выбирают при неглубоком залегании месторождения. Важны также такие критерии, как мощность пустых пород над рудным телом (вскрыша), содержание урана и технологические свойства руд.
Максимальная глубина карьеров не превышает 300 метров. Бывают и исключения: на некоторых рудниках Южной Африки руда залегает настолько близко к поверхности, что мощность вскрыши не превышает десятков метров, и добраться до урана можно с помощью бульдозеров. Открытый способ используется сегодня в Австралии, на месторождении «Рейнджер», в Намибии («Россинг»).
В России 99 % добычи ведется под землей. Есть подходящее для открытого способа неразработанное месторождение – «Березовое» в Забайкалье, однако пока его экономика недостаточно привлекательна, прежде всего из-за небольших запасов. «Оно вообще-то неплохое, но масштаб у него маленький – всего около 600 тонн урана. Руда при этом хорошо перерабатываемая, ее добытчики называют «сахарная руда» – настолько она хорошо растворяется», – комментирует И. Солодов.
Однако таких месторождений на планете становится все меньше, в основном урановые руды залегают на глубине 300-700 метров. Доля урана, добываемого открытым способом, составляет лишь 13 % от мировой добычи и со временем будет уменьшаться. Если открытым способом месторождение разработать нельзя, то приходится спускаться под землю.
Горным способом обычно добывают руду более высокосортную, чем открытым способом, для того чтобы компенсировать значительные капитальные затраты на сооружение шахт и горных выработок; вредное воздействие радона на горнорабочих можно исключить, регулярно проветривая горные выработки – это тоже стоит денег.
Глава 2.
Механизм образования инфильтрационных месторождений урана.
Инфильтрация - это просачивание поверхностных вод в толщу осадков или горных пород
50% доклада недоступно для прочтения
Закажи написание доклада по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Задать вопрос
