2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА УРАНА
Сырьевые источники урана
Среднее содержание урана в земной коре 3 • 10-4 % (по массе). Урановые минералы встречаются на всех стадиях эндогенного (первичного) минералообразования: магматической, пегматитовой и гидротермальной. Кроме того, уран встречается преимущественно в высшей степени окисления, в экзогенных и метаморфогенных месторождениях. Известно около 200 минералов урана. Они представлены соединениями четырехвалентного урана (преимущественно оксидами) и шестивалентного урана (соли уранила).
К важнейшим минералам группы оксидов относятся ура ни UO2 и настуран (или урановая смолка) U3О8. По современным воззрениям они представляют одну минеральную фазу переменного состава UOx, где x изменяется от 2 до 2,6.
Содержание урана в уранините колеблется от 46,5 до 88,2 %. Обычно присутствуют также 0,1 - 3 % и более ТhO2 1 - 2 % и более лантаноидов, а также продукты радиоактивного распада урана.
К другим минералам группы оксидов относятся браннерит - титано-силикат (U, Са, Fе2+, Тh)3(Тi, Si)5О16 и давидит — минерал сложного состава (Fе2+, Се, U)(Тi4+, Fе3+ , U 3+,Cr3+)3(O,ОН)7.
К группе экзогенных минералов, образующихся на земной поверхности, относятся:
карнотит - уранилванадат калия К2(UО2)2(VО4)2•nН2O);
тюямунит - уранилванадат кальция Са(UO2)2(VO4)2•nН2О;
атенит - Са(UO2)2(РО4)2 • (РО4)2 • nH2О;
торбернит - Сu(UO2)2(РО4)2 • nН2О.
Среди эндогенных месторождений наибольшее значение имеют гидротермальные, в которых уран представлен в основном настураном и браннеритом.
Экзогенные месторождения также являются важным промышленным источником урана. Во многих из них уран тесно ассоциируется с органическими соединениями (битумы, угли), молибденом, ванадием, селеном. Кроме того, уран легко задерживается всеми фосфатными образованиями (фосфориты, костные остатки рыб и др.).
Наиболее крупные месторождения урана в капиталистических и развивающихся странах расположены в Канаде, США, ЮАР, Австралии, Намибии, Нигере, Франции, Испании, Португалии. Запасы урана в месторождениях оцениваются примерно в 5 - 6 млн.т
Извлечение урана из руд
Конечными продуктами переработки рудного сырья являются чистые химические соединения, из которых получают металлический уран. Технология производства химических соединений из рудного сырья, как правило, состоит из двух стадий: получения технического продукта — "химического концентрата" и очистки (аффинажа) с получением необходимых соединений высокой чистоты.
Продукты первой стадии — преимущественно октаоксид триурана (закись — окись) U3О8, диуранат натрия Nа2U2О7 или аммония (NН4)2U2О7. Исходным соединением для производства урана большей частью служит тетрафторид урана UF4.
Урановые руды обычно бедные (0,005 — 0,5 % U3О8). Механические методы обогащения (радиометрическая сортировка, разделение в тяжелых суспензиях, гравитационные методы, флотация) имеют ограниченное применение и редко приводят к получению богатых концентратов.
Для извлечения урана большей частью применяют способ выщелачивания его из руды растворами минеральных кислот или соды. Выщелачиванию иногда предшествуют подготовительные операции обжига руды (с целью удаления органических составляющих, окисления сульфидов, удаления мышьяка, разложения карботанов, "пассивирования" оксидов железа). В результате выщелачивания получают бедные растворы, содержащие 0,5 — 2 г/л урана. Для извлечения и концентрирования урана большей частью применяют сорбцию на ионообменных смолах или жидкостную экстракцию.
Do'stlaringiz bilan baham: |