Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
Различие состава, химических и физических свойств урановых минералов и вмещающих их руд, присутствие в рудах ряда ценных попутных примесей определяют многообразие и специфику технологических процессов и схем переработки уранового сырья и расход реагентов. В табл. 6.4 приведены характеристики некоторых типичных минералов урана.
Наиболее важный показатель качества и ценности урановых руд — содержание в них урана. Различают пять сортов руд:
1) очень богатые (>1% урана), но весьма редко встречающиеся;
2) богатые (1—0,5%), тоже редко встречающиеся; 3) средние (0,5—0,25%); 4) рядовые (0,25—0,09%); 5) бедные (0,09% и менее— до нижнего промышленного минимума). Капиталовложения в уранодобывающую промышленность и стоимость добываемого природного урана прежде всего зависят от концентрации урана в рудах и условий их залегания в недрах.
Урановые руды характеризуются также минеральным и химическим составом горнорудной массы, что определяет выбор способа гидрометаллургической переработки, состав и расход химических реагентов. Выделяют шесть основных групп, различающихся по химическому составу нерудной составляющей (так называемые вмещающие породы): силикатные и алюмосиликатные, карбонатные; сульфидные; железоокисные; фосфатные (с малым — до 10%, средним — до 20% и большим — более 20% содержанием Р2О5); каустоболитовые руды, содержащие ураноносные угли, твердые битумы, сланцы н пр. (такие руды целесообразно сжигать и из золы извлекать уран). Руды классифицируют также по размеру зерна урансодержащих минералов и по контрастности, т. е. неравномерности содержания урана в кусках горной породы, что играет определяющую роль в процессах обогащения руд.
Важнейшее значение для удешевления стоимости добычи и производства природного урана имеет наличие в рудах полезных сопутствующих компонентов. Их попутное комплексное извлечение наряду с ураном позволяет снизить и нижний предел (промышленный минимум) содержания урана в перерабатываемых рудах до 0,01—0,03% при существующей технологии производства природного урана.
По запасам относительно дешевых (менее 66 дол/кг U3Os) урановых руд первые места в капиталистическом мире занимают США, Канада, ЮАР, Австралия, которые контролируют 85—90% вероятных и разведанных достоверных запасов этих руд. В последние годы выявлены богатые залежи урана в Бразилии, Аргентине, Нигере, Габоне и Анголе.
До 1977 г. запасы урана в капиталистических странах оценивались по двум стоимостным категориям (до 33 и 33—66 дол/кг U3O8). С 1977 г. счет ведется по другой шкале: менее 66 и 66— 110 дол/кг U3O8 или менее 80 и 130 дол/кг U (табл. 6.5).
Миверал
Настуран (урановая смолка, смоляная обманка, урановые черни) Уранинит
Браииерит
Кариотнт
Давиднт
Ураиофаи н бета-ураио-тил
Ткийяуиит Отеиит (аутугійт)
Уранапатит
Формула
JcUO2- 1/UO3 zPbO
Оквслы Fe, Со, Ni, V, Cu,
Ca
UO2 •^UO3-PbO Окислы Th, Zn и др.
Метатитаиат U, Th и V
K2O •2UO3 V2O5 •3H2O
Титаиат Fe, содержащий редкие земли и ураи
CaO •2UO3 •2SiO2 •6H2O
Ca О •2UO3 •V2O5 •8H2O (ураиоваиадат кальция) CaOU03P205-8H20
xCa„(P04)6Ca(F, OH)X X^Ca9(PO4J6UO2
Цвет
От смоляио-черного до светло-серого
Черный, буровато-чер-иый
Черный
Ярко-желтый илн зеле-иовато-желтый
От темио-коричиевого до черного
Желтый, желто-зелеиый Желтый
Зеленый, зелеиовато-желтый, серо-желтый
Желто-зелеиый
Запасы урана в США и Канаде классифицируются по четырем категориям, характеризующим степень их разведанности:
1) разведанные (детальные или достоверные);
2) вероятные, размещающиеся на флангах разрабатываемых известных месторождений и обнаруженные во вновь разведанных месторождениях;
3) возможные — по геологическим прогнозам;
4) предполагаемые (теоретические) — в новых районах или во вмещающих породах, из которых ранее добыча не производилась.
После 1975 г. резко возросли объемы бурения на поиск урана в США, которые в 1978 г. составили свыше 15 тыс. км. Среднее содержание іЗзОз в перерабатываемой руде в США снизилось в 1982 г. до 0,119% (против 0,154% в 1977 г.). 160
Примерный состав, плотность
о/ .
Происхождение и некоторые месторождения
Растворимость
U(Vf-UO3 (66—85 %); р= =4,5-f-7,7 г/см3
UO2-HJO3 (46-88 %); р=8-?-10 г/см3
UO2 (до 29%), UO3 (до 42 %), TiO2 (31—43 %), ThO2 (до 8.%), CaO (1,1—3,45%), Fe2O3 (до 4%); р = 4,5-^-5,4 г/см3 UO2 (23%), V2O5 (20%), K2O (10,5%), H2O (6%) Примеси: окислы Na, Mg, Ca, Pb и др.; p=3,7-f-4,46 г/см3
Окислы U1 Fe, Ti, много
скандия;
р=4,48 г/см3
UO3 (60—67 %),
SiO2 (14—18%),
CaO (7%), H2O (14%);
р=3,8-*-3,9 г/см3
UO3 (45-52 %);
р = 3,3+4,4 г/см3
UO3 (62%), P2O5 (15%)
CaO (6%), H2O (15,7 %)
Окиси Ba, Mg, Fe и др.;
р=3н-3,2 г/см3
UO2 сорбирован в фосфат ном веществе
Гидротермальные
В гранитах, пегматитах; гидротермальные
Магматическое. Зоютэ-иосиые пески Айдахо (США)
В эоие выветривания осадочных пород (песчаники с органическими остатками). Шт. Юта, Колорадо (США), Катанга (Заир), Радиум-Хилл (Австралия) В гранитах и кварцевых жилах. Радиум-Хилл (Австралия)
