1. Общие сведения по урану


Download 103.03 Kb.
Sana30.04.2023
Hajmi103.03 Kb.
#1407888
Bog'liq
реферат

Содержание


1. Общие сведения по урану..........……………………………………………………………...3
2. Состояние минерально-сырьевой базы мира и России………………………………….…7
3. Требования промышленности к запасам месторождений………………………..……….11
4. Требования промышленности к качеству минерального сырья……………………….…13
5. Технологические свойства урановых руд………………………………....…………….…15
6. Горнотехнические условия эксплуатации месторождений.......................……………….20
7. Роль географо- экологических условий…………………………………............................23
8. Список литературы…………....…………………..………………………………………...24

1. Общие сведения по урану.


Уран является самым тяжелым химическим элементом земной коры. Он обладает порядковым номером 92 и атомной массой 238,07. В природе известны три изотопа урана с различной распространенностью и периодами полураспада: U238 - 99,2739% - 4,51*109лет; U235 - 0,7205% - 7,13*108лет; U234- 0,0056% - 2,475*109 лет.
Уран-238 и уран- 235 являются родоначальниками двух радиоактивных рядов. Естественный распад 238U заканчивается накоплением стабильного изотопа 206Pb, а ряд 235U - изотопа 207Pb. Соотношение этих двух изотопов по достижению полного периода полураспада используется для определения для определения модельного возраста урановых руд.
Уран относится к элементам переменной валентности и в химических соединениях может находиться в состоянии U3+, U4+, U5+ и U6+. Ион U3+ не характерен для природных условий. Он отличается высокой восстановительной активностью и переходит в более стабильную форму U4+. Ион U5+ тоже неустойчив в природных условиях и достоверно известен лишь в искусственных соединениях. Ионы четырех- и шестивалентного урана имеют восмиэлектронную структуру внешней оболочки и обладают литофильными свойствами, высоким родством к кислороду и встречаются в природе в виде оксидов или солей кислородных кислот. Четырехвалентные соединения урана малорастворимы, а шестивалентный уран образует устойчивый в природе комплексный катион уранильной группы (UO2)2+, что обеспечивает возможность его водной миграции.
Наибольшее применение имеет изотоп урана 235U, в котором возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Поэтому этот изотоп используется как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии. Выделение изотопа U235 из природного урана — сложная технологическая проблема.

  • Небольшая добавка урана придаёт красивую жёлто-зелёную флуоресценцию стеклу.

  • Уранат натрия Na2U2O7 использовался как жёлтый пигмент в живописи.

  • Соединения урана применялись как краски для живописи по фарфору и для керамических глазурей и эмалей (окрашивают в цвета: жёлтый, бурый, зелёный и чёрный, в зависимости от степени окисления).

  • Некоторые соединения урана светочувствительны.

  • В начале XX века уранилнитрат широко применялся для усиления негативов и окрашивания (тонирования) позитивов (фотографических отпечатков) в бурый цвет.

  • Карбид урана-235 в сплаве с карбидом ниобия и карбидом циркония применяется в качестве топлива для ядерных реактивных двигателей (рабочее тело — водород + гексан).

  • Сплавы железа и обеднённого урана (уран-238) применяются как мощные магнитострикционные материалы.

Обеднённый уран после извлечения 235U и 234U из природного урана, оставшийся материал (уран-238) носит название «обеднённый уран», так как он обеднён 235-м изотопом. По некоторым данным, в США хранится около 560 000 тонн обеднённого гексафторида урана (UF6). Обеднённый уран в два раза менее радиоактивен, чем природный уран, в основном за счёт удаления из него 234U. Из-за того, что основное использование урана — производство энергии, обеднённый уран — малополезный продукт с низкой экономической ценностью. В основном его использование связано с большой плотностью урана и относительно низкой его стоимостью. Обеднённый уран используется для радиационной защиты (как это ни странно), — используется чрезвычайно высокое сечение захвата, и как балластная масса в аэрокосмических применениях, таких как рулевые поверхности летательных аппаратов. В каждом самолёте «Боинг-747» содержится 1500 кг обеднённого урана для этих целей. Ещё этот материал применяется в высокоскоростных роторах гироскопов, больших маховиках, как балласт в космических спускаемых аппаратах и гоночных яхтах, болидах формулы-1, при бурении нефтяных скважин.

Сердечники бронебойных снарядов калибра 30 мм (пушки GAU-8 самолёта A-10) диаметром около 20 мм из обеднённого урана.


Самое известное применение обеднённого урана — в качестве сердечников для бронебойных снарядов. Большая плотность (в три раза тяжелее стали), делает закалённую урановую болванку чрезвычайно эффективным средством для пробивания брони, аналогичным по эффективности более дорогому и ненамного более тяжёлому вольфраму. Тяжёлый урановый наконечник также изменяет распределение масс в снаряде, улучшая его аэродинамическую устойчивость.
Подобные сплавы типа «Стабилла» применяются в стреловидных оперённых снарядах танковых и противотанковых артиллерийских орудий.
Процесс разрушения брони сопровождается измельчением в пыль урановой болванки и воспламенением её на воздухе с другой стороны брони (см. Пирофорность). Около 300 тонн обеднённого урана остались на поле боя во время операции «Буря в Пустыне» (по большей части это остатки снарядов 30-мм пушки GAU-8 штурмовых самолётов A-10, каждый снаряд содержит 272 г уранового сплава).
Такие снаряды были использованы войсками НАТО в боевых действиях на территории Югославии. После их применения обсуждалась экологическая проблема радиационного загрязнения территории страны.
Впервые уран в качестве сердечника для снарядов был применен в Третьем рейхе.
Обеднённый уран используется в современной танковой броне, например, танка M-1 «Абрамс».
Уран-233, искусственно получаемый в реакторах из тория (торий-232 захватывает нейтрон и превращается в торий-233, который распадается в протактиний-233 и затем в уран-233), может в будущем стать распространённым ядерным топливом для атомных электростанций (уже сейчас существуют реакторы, использующие этот нуклид в качестве топлива, например KAMINI в Индии) и производства атомных бомб (критическая масса около 16 кг).
Уран-233 также является наиболее перспективным топливом для газофазных ядерных ракетных двигателей.
В природе известно более ста урановых и урансодержащих минералов. Наибольшее практическое значение имеют следующие минералы: уранинит, настуран ( урановая смолка), урановая чернь, браннерит, кофеннит, отенит, торбернит, цейнирит, карнотит.
Минералы урана можно разделить на две группы: собственные минералы урана, в которых уран закономерно в ходит в кристаллическую решетку и является постоянным элементом молекулы химического соединения: а) минералы четырехвалентного урана, б) минералы уранила; урансодержащие минералы, в которых уран изоморфно входит в кристаллическую решетку;
Все минералы урана относятся к следующим классам химических соединений: оксиды, гидроксилы, титанаты, силикаты, сульфаты, карбонаты, арсенаты, фосфаты и молибдаты, в которых уран входит в виде постоянного иона четырехвалентного урана или комплексного иона - уранила.
На основе систематического анализа и обобщения информации о состоянии сырьевой базы и добыче урана в мире МАГАТЭ принята типизация урановых месторождений. В ней выделяются более 20 типов и подтипов экзогенных и эндогенных месторождений:

  1. Урановые месторождения типа несогласия.

  2. Урановые месторождения в песчаниках, среди которых выделяются: а) роловые месторождения, б) базальные русловые месторождения, в) пластовые месторождения.

  3. Урановые месторождения в кварцево-галечных конгломератах.

  4. Жильные урановые месторождения: а) месторождения в метаморфических и осодочных породах, б) месторождения в гранитоидах.

  5. Комплексные ураноносные брекчии.

  6. Урановые месторождения в массивах интрузивных пород.

  7. Ураноносные фосфориты.

  8. Урановые месторождения в вулканитах.

  9. Поверхностные урановые месторождения.

  10. Урановые месторождения в метасоматитах.

  11. Урановые месторождения в углях.

  12. Урановые месторождения в черных сланцах.

  13. а) Урановые месторождения в известняках (калькретный тип), б) урановые месторождения в детрите (в углистом и костном), в) урановые месторождения в доломитах.

2. Состояние минерально-сырьевой базы мира и России.
В начале XX века минерально-сырьевая база урана выглядела довольно скромно. Урановая руда добывалась как побочный продукт при разработке серебряных месторождений Рудных гор в Саксонии. При разработке Яхимовских месторождений наряду с рудами серебра, кобальта и других металлов в жилах встречалась тяжелая черная смолянистая руда, считавшиеся предвестником резкого падения содержания ценных металлов особенно серебра. Добыча урановых руд в Яхимове была начата в 1858 году попутно с добычей серебра. Урановая смолка использовалась для окраски стёкол и керамических изделий.
В связи с развитием работ по производству радия из урановых руд с 1914 г. началось освоение месторождений в США ( штаты Колорадо и Юта). В 1915 г. было открыто месторождение богатых урановых руд Шинколобве на территории Африки.
В этот период поиски урана проводились и в России. В Советском союзе было известно 5 мелких месторождений урана: Тюя-Муюнское (1901), Тобошарское (1926), Майлисуйское (1932), Уйгурское (1938), Адрасманское (1940).
Сейчас данные по минерально сырьевой базе урана по состоянию на 2005 год изложены в объединенном докладе Ядерного агентства организации Экономического сотрудничества и развития и Международного агентства по атомной энергии ( МАГАТЭ)

Таблица 1: извлекаемые запасы урана ( B+C1+C2) по ценовым категориям


( доллары США) на 01.01.2005 г. т.



Страна

< 40 долл./кг.

< 80 долл./кг.

< 130 долл./кг

Австралия

1 044 000

1 074 000

1 143 000

Казахстан

408 092

606 658

816 099

Россия1

144 102

572 402

584 402

Канада

371 800

443 800

443 800

США

-

102 000

342 000

ЮАР

143 149

248 752

340 596

Намибия

123 374

237 598

282 359

Бразилия

139 900

231 300

278 700

Нигер

172 816

225 459

225 459

Узбекистан

90 764

90 764

115 526

Украина

32 518

75 838

87 836

Другие

138 865

295 810

495 076

Всего

2 811 300

4 204 381

5 154 853

примечание: 1 - с учетом резервных месторождений



Таблица 2: Распределение извлекаемых запасов урана
по типам месторождений и ценовым категориям



Тип месторождений по классификации МАГАТЭ

< 40 долл./кг.

< 80 долл./кг.

< 130 долл./кг

Тыс. т

%

Тыс. т

%

Тыс. т

%

Песчаниковый1

849

31.5

1075

26,7

1380

26,3

Брекчиевый комплекс

770

28,6

775

19,2

778

14,8

Метосоматический

585

21,7

662

16,5

668

12,7

Несогласия

121

4,5

486

12,1

743

14,1

Жильный2

40

1,5

445

11,1

895

17,0

Интрузивный3

106

3,9

188

4,7

262

5,0

Кварцево-галечные конгломераты

136

5,0

225

5,6

314

6,0

Другие4

90

3,3

167

4,1

213

4,1

Всего

2697

100

4023

100

5253

100

Примечание 1- вместе с калькретами; 2 - в том числе и в вулканических депрессиях; 3 - вместе со щелочными интрузивами; 4 - черные сланцы, костный детрит, месторождения без указания типа.

Таблица 3
прогнозные ресурсы урана на 01.01.2005 года. тыс. т U3O8



Страна

Р1

Р12

Монголия

0,0

1390

США

1273

1340

ЮАР

110,3

112,9

Канада

150.0

700

Казахстан

310,0

500

Бразилия

300,0

500

Россия

104,5

545

Украина

15,3

255

Вьетнам

7,9

230

Колумбия

11,0

217

Другие

236,0

746

Всего

2518,8

7535,9

С учетом резервных месторождений данные по ресурсам России будут значительно изменены. Ресурсы категории Р1 только в Эльконском районе оцениваются в 279 тыс. т а всего 356 тыс. т., ресурсы Р12 по разным оценкам колеблются от 600 до 700 тыс.т.


В 2005году уран добывали 19 стран мира из них 5 - менее 100 т ( Румыния, Германия, Пакистан, Франция, Венгрия), три от 100 до 500 т (Бразилия, Чехия, Индия). Четыре страны добывают от 500 до 1000 т ( Китай -730, Украина - 800, США-835, ЮАР -848), а семь государств более 1000 т в год - Узбекистан, Нигер, Намибия, Россия, Казахстан, Австралия, Канада.
Несмотря на бытующие легенды о десятках тысяч долларов за килограммовые или даже грамовые количества урана, реальная его цена на рынке не столь высока — стоимость килограмма необогащённой закиси-окиси урана U3O8 росла от $21 в январе 2002, достигла пиковых $300 в середине 2007 г. , в дальнейшем понижалась и колеблется между нынешними $90-130 за кг с некоторой тенденцией к росту. При этом следует понимать, что открытого мирового рынка урана как такового не существует, в отличие, например, от золота.
Разработка урановых руд рентабельна при цене на уран в районе 80 долл./кг. В настоящее время цена урана не позволяет налаживать эффективную разработку его месторождений, поэтому существуют прогнозы, что возможен рост цены на уран до 75-90 долл./кг к 2013—2014 гг.
К 2030 г. будут полностью отработаны крупные и доступные месторождения с запасами до 80 дол./кг и в освоение начнут вовлекаться труднодоступные месторождения с себестоимостью производства более 130 дол./кг урана.
Связано это с тем, что для запуска атомного реактора на необогащённом уране нужны десятки или даже сотни тонн топлива, а для изготовления ядерного оружия следует обогатить большое количество урана для получения пригодных для создания бомбы концентраций

Таблица 4
Ведущие производители урана в 2009 (tU) по данным World Nuclear Association



Ранг

Компания

Страна

Фактическое производство
(tU)

Процент мирового
производства (tU)

1

Areva

Франция

8 623

17

2

Cameco

Канада

8 000

16

3

Rio Tinto

Австралия, Великобритания

7 963

16

4

Казатомпром

 Казахстан

7 467

15

5

ARMZ

Россия

4 624

9

6

BHP Billiton

Австралия, Великобритания

2 955

6

7

Navoi

Узбекистан

2 429

5

8

Uranium One

Канада, Россия

1 368

3

9

Paladin Energy

Австралия

1 210

2

10

General Atomics

США

583

1




Промежуточный
итог




45 222

89




Всего




50 772

100




3. Требования промышленности к запасам месторождений урана.
По величине запасов урановых руд месторождения делятся на:

  • мелкие — запасы месторождений от 0,5 до 5 тыс. т;

  • средние — от 5 до 20 тыс. т;

  • крупные — от 20 до 100 тыс. т;

  • уникальные — более 100 тыс. т.

  • Уникальные и крупнейшие по запасам урановые месторождения мира приведены в таблице.

Название, страна

Промышленный тип

Способ отработки

Начало отработки

Компания-владелец

Эксплуатируемые месторождения урана







Олимпик-Дэм (OlympicDam) Австралия

брекчиевый

Подземный,
U попутно

1988

BHP Billiton

Россинг (Rossing), Намибия

интрузивный

открытый

1976

Rio Tinto

МакАртур-Ривер (McArthur River), Канада

несогласия

подземный

1999

Cameco

Инкай (Inkai), Казахстан

песчаниковый

СПВ

2007

Cameco:
Uranium One

Доминион Dominion, ЮАР

конгломератовый

Открытый и подземный

2007

Uranium One

Рейнжер Ranger, Австралия

несогласия

Открытый

1980

Rio-Tinto

Харасан Harasan, Казахстан

песчаниковый

СПВ

2008

Казатомпром

Мынкудук Mynluduk

песчаниковый

СПВ

2002

Казатомпром

Моинкум (Moynkum), Казахстан

песчаниковый

СПВ

2006

Казатомпром, AREVA

Неэксплуатируемые месторождения урана







Имурарен Imuraren, Нигер

песчаниковый

подземный

планируется

AREVA

Джабилука Jabiluka, Австралия

несогласия

подземный

планируется

Rio Tinto

Сигар Лейк (Cigar Lake), Канада

несогласия

подземный

строится

Cameco

Новоконгстантиновское


подземный

строится


Дружное (Эльконский р-н, Россия)

метасомативый

подземный

планируется

АРМЗ

Итатая/Санта Китерия Itataia/Santa Quiteria, Бразилия

метасоматитовый

подземный

планируется


4. Требования промышленности к качеству минерального сырья.


Важным фактором, определяющим выбор технологической схемы, является требование ядерной чистоты урана, предназначенного для использования в ядерных реакторах. Содержание некоторых элементов в ядерном топливе (Cd, B, P.З.Э. и др.) не должно превышать 10–6 – 10–5 % масс. Для достижения такой чистоты ядерных материалов требуются специальные методы очистки.
Специфику технологических схем переработки урановых руд определяют состав и свойства сырья. Обычно содержание урана в рудах колеблется от десятых до сотых долей процента. Из-за тонкой вкрапленности минералов урана в рудах последние не поддаются механическому обогащению и извлечение урана из руд в большинстве случаев проводится химическим путѐм.
Таким образом, химико-технологические схемы переработки урановых руд с учѐтом выше перечисленных условий представляют собой довольно сложные и многостадийные процессы.
Основными технологическими характеристиками урановых руд являются:
• химический состав нерудной составляющей (вмещающей породы);
• «контрастность» руды;
• крупность зѐрен урановых минералов и их агрегатов.

По химическому составу вмещающей породы урановые руды подразделяются на следующие разновидности:


а) силикатные, состоящие в основном из силикатных минералов;
б) карбонатные, содержащие более 15% карбонатов;
в) железо-окисные, представляющие собой комплексные железо-урановые руды;
г) сульфидные, содержащие более 20 % сульфидных минералов;
д) фосфатные, содержащие более 8 % P2O5 и др.

Химический состав нерудной составляющей играет решающее значение при выборе способа их химической переработки. Из силикатных руд уран выщелачивают кислотами; из карбонатных – содовыми растворами; сульфидные руды предварительно подвергают обжигу; железо-окисные руды подвергают переплавке, а затем уран выщелачивают из шлака и т.д.


Другой важной характеристикой урановых руд является «контрастность» – степень неравномерности содержания урана в кусковой фракции горной массы. По «контрастности» руды подразделяются:
а) «контрастные» – смесь богатых штуфов, содержащих основную массу урана и породы с низким содержанием урана, содержание урана в штуфах превышает в десятки раз среднее содержание урана во всей горнорудной массе;
б) «слабоконтрастные» – руды с более или менее равномерным распределением урана по всей горнорудной массе; могут быть руды с небольшим превышением урана в штуфах (в 3 – 5 раз).
«Контрастность» руд играет важную роль при выборе метода их обогащения: «контрастные» руды обогащают исключительно радиометрическим методом; для «слабоконтрастных» руд радиометрический метод обогащения непригоден, их обогащают либо гравитационным, либо флотационным методом.
По размерам зѐрен урановых минералов и их агрегатов руды подразделяются на следующие разновидности:
• крупнозернистые – с размером зерен 25–300 мм;
• среднезернистые (3–25 мм);
• мелкозернистые (0,1–3 мм);
• тонкозернистые (0,015–0,1 мм);
• субмикроскопические (0,001–0,015 мм);
• коллоидно-дисперсные (> 0,001 мм).
Размеры зѐрен и агрегатов определяют, в основном, степень измельчения руд при их обогащении и гидрометаллургической переработке.

5. Технологические свойства урановых руд.


Общая технологическая схема получения урана из руды представлена на Рис.1. Рассмотрим отдельные стадии общей схемы.
Механическая обработка урановых руд
Целью механической обработки руд является подготовка их к выщелачиванию. В механическую обработку руд входят следующие операции: дробление, измельчение, классификация дробленой руды, обогащение.
Дробление и измельчение руд
Урановые руды добывают либо открытым способом, либо шахтным. С рудников на дальнейшую переработку поступают куски руды размером до 1 метра. В исходной руде минералы урана очень сильно рассеяны. В большинстве случаев размер зѐрен урановых минералов в руде составляет от 0,01 до 1 мм. Минералы в руде практически полностью экранированы минералами пустой породы. Поэтому первой стадией переработки руд является их дробление и измельчение.
В зависимости от специфики последующей переработки руды дробятся и измельчаются до определенных размеров частиц:
• для радиометрического обогащения – до 25 – 300 мм;
• для гравитационного обогащения – до 1 – 10 мм;
• для обжига – до 0,3 – 3 мм;
• для флотационного обогащения – до 0,07 – 0,13 мм;
• для выщелачивания – до 0,07 – 0,6 мм.

На сырьевых урановых заводах принято стадийное дробление и измельчение, чаще всего в 3 стадии: крупное дробление, среднее дробление и тонкое измельчение.


Основным показателем дробления и измельчения является степень дробления (измельчения), которая определяется как отношение диаметров кусков до и после дробления (измельчения):


Рис. 1 Общая схема переработки урансодержащих руд
Радиометрическое обогащение урановых руд.
Радиометрическое обогащение основано на использовании специфического свойства урановых руд – радиоактивности. Механическое разделение руды на продукты с различным, в том числе и отвальным содержанием урана происходит на основе измерения интенсивности γ-излучения отдельных кусков (или порций) руды.
Выщелачивание урановых руд и концентратов
Главная цель выщелачивания урана из руд и рудных концентратов – селективное растворение урановых минералов. Эффективность этого процесса определяется степенью извлечения урана в раствор, а также расходом химикатов на вскрытие минералов. Полного обнажения минералов при этом не требуется. Для количественного извлечения урана при выщелачивании достаточно, чтобы минерал был вскрыт лишь в одной плоскости.
Несмотря на многообразие типов урановых минералов и руд, все методы химической переработки сводятся к разложению их кислотными или карбонатными растворами. Выбор реагента, прежде всего, зависит от:

  • типа руды,

  • характера урановых минералов,

  • состава пустой породы,

  • стоимости реагента для выщелачивания.

Такие урановые минералы как уранинит, настуран, в состав которых входят труднорастворимые оксиды, вскрываются только кислотами, чаще всего концентрированными. В случае же карбонатных руд выгоднее применять для вскрытия карбонатные растворы.


Важную роль при выборе реагента для выщелачивания играет стоимость реагента. Если сравнить стоимости химических реагентов, пригодных для выщелачивания урана, то окажется, что самая дешѐвая – серная кислота H2SO4. По сравнению с ней HNO3 дороже в 1,5 раза, HCl – в 2,5 раза, Na2CO3 – в 1,5 раза, NaHCO3 – в 2 раза и (NH4)2CO3 – в 4 раза.

Выделение урана из пульп и растворов после сернокислотного выщелачивания
На ранних стадиях развития урановой технологии единственным методом выделения урана из растворов после выщелачивания его из руд был осадительный метод, суть которого заключается в осаждении урана в виде труднорастворимых соединений. Основные недостатки, свойственные для этого метода – большой расход химического реагента-осадителя и сравнительно низкое содержание урана в осадке. Позднее в урановой промышленности были внедрены более прогрессивные методы – сорбционный (ионообменный) и экстракционный.
Осаждение химических концентратов из урансодержащих растворов
Завершающим этапом гидрометаллургического производства является осаждение химических концентратов, их обезвоживание, сушка и прокалка. Химические концентраты осаждают из уран-содержащих регенератов и реэкстрактов растворами гидроксидов – аммония NH4OH, натрия NaOH, кальция Са(OH)2 или оксидами кальция СаО или магния MgO.
В подавляющем большинстве случаев используют растворы гидроксида аммония. Количество осадителя берут из расчета остаточной концентрации урана в маточнике не более 1 – 3 мг U на 1 л. Осаждение проводят при температуре 60 – 80 °С. При этом образуются оранжевые осадки переменного состава.
Обогащение урана по U235 (в виде U235F6)
Для обогащения урана по U235 используют UF6, т.к. при сравнительно низких температурах его можно перевести в газообразное состояние (tвозг. = 56,4 °C). Кроме этого, фтор имеет только один изотоп с атомным весом 19 и, соответственно, не влияет на процесс разделения изотопов U238 и U235.
Для обогащения урана применяют следующие способы:
1) газовая диффузия;
2) термодиффузия;
3) электромагнитная сепарация;
4) центрифугирование;
5) дробная перегонка;
6) электролиз.
При этом, в зависимости от последующих целей, можно получить следующие степени обогащения по U235 : 1,8 %; 3 %; 5 %; 20 %; 90 %. UF6 (обогащенная фракция), поступающий с разделительных заводов, должен быть переработан до соединений урана, которые используются в качестве ядерного топлива. Обедненный по U235 гексафторид либо складируется, либо перерабатывается до соединений урана, которые могут быть использованы для изготовления зоны воспроизводства ядерных реакторов (получения плутония) или других нужд. Следующая ступень в технологии урана – это переработка обогащенного UF6.

6. Горнотехнические условия эксплуатации месторождений


Открытый способ разработки применяют при неглубоком залегании месторождения. При открытом способе добычи используются бульдозеры для вскрытия и разработки, бульдозеры и ковшовые погрузчики для погрузки и самосвалы для вывоза руды из карьера. После завершения горных работ карьер вновь наполняют покрывающими пластами и на реконструированной поверхности проводят рекультивацию.
Считается, что радиационная опасность карьеров для персонала значительно меньше, чем подземных шахт. Тем не менее, загрязнение поверхностных и грунтовых вод часто порождает проблемы, из-за необходимости засыпки карьера отработанной породой и рекультивации после окончания горнодобывающих пород. Существуют правила и законы, определяющие меры по охране окружающей среды как обязательный элемент при проектировании добычи. Они оговаривают следующие требования:

  • предварительные оценки воздействия на окружающую среду;

  • постепенное проведение программы восстановления, включая восстановление ландшафтов и лесных массивов;

  • посадка эндогенной флоры;

  • восстановление эндогенной дикой природы;

  • одномоментные и долговременные проверки соответствия состояния окружающей среды существующим нормам.

Главная задача при подземной разработке, это транспортировка руды на поверхность. Для этого используют или горизонтальный проход от склона рельефа вглубь горы (штольня), или вертикальный (иногда наклонный) проход вглубь горной выработки (шахта).
Подземным способом обычно добывают руду более высокосортную, чем открытым способом: дополнительные расходы по проходке глубоко под землю компенсируются только высоким качеством руд. Технически, ограничений по глубине залегания руд при подземном методе разработки, не существует, но на сегодняшний день самые глубокие урановые рудники не превышают 2 км. Дальнейшее углубление рудника ведет к чрезмерному увеличению себестоимости добытого урана.
При подземном способе добычи наиболее опасным фактором является радон, который может распространяться на значительные расстояния и создавать в рудничной атмосфере высокие концентрации. Среднее время жизни атома радона — 5,5 суток. При организации радиационной защиты главная проблема состоит в том, что по мере отработки запасов постоянно увеличивается доля общерудничного дебита радона, выделяющегося из отработанных горных выработок. При правильной организации проветривания большая часть его направляется непосредственно на поверхность. Другой особенностью формирования общерудничного дебита этого газа является то, что радон выносится из рудного массива преимущественно фильтрационными, а из отработанных участков — конвекционными потоками воздуха. Следовательно, для снижения объема выделения радона в действующие выработки схема вентиляции должна быть организована таким образом, чтобы направить эти потоки непосредственно в исходящую воздушную струю рудника. В настоящее время на всех рудниках применяют систему искусственного общешахтного проветривания. Так, на предприятии ОАО «ППГХО» свежий воздух объемом 1410 м3/с подается в шахты тремя главными вентиляционными установками.
Установлен непрерывный режим работы выздухораспределительных устройств и вентиляционных дверей. Принятые меры позволили значительно снизить дебит радона в рабочее пространство рудников и поддерживать величину эквивалентной равновесной объемной активности радона на рабочем уровне, соответствующем допустимым нормам. На подземных горных работах мониторинг очистного блока проводят не менее трех раз в месяц, остальных выработок — один раз в месяц. Ежедневно в конце смены результаты всех измерений и лабораторных обработок проб долгоживущих нуклидов и радона фиксируется, после обработки данных выдаются документы установленных форм.

7. Роль геолого-экологических условий


Уран по своей природе не радиоактивен. Опасность представляют продукты распада урана — радий и радон. При извлечении урана основная радиоактивность остаётся на месте залегания руды. Вместе с тем, при добыче и переработке образуются отвалы пустой породы и хвосты обогащения, которые требуют к себе повышенного внимания.
При добыче урана традиционным способом (шахты и карьеры) и его переработке образуются отвалы пустой породы и урановые хвосты. По своему составу и возможному воздействию на окружающую среду потенциально более опасны хвостохранилища. В этой связи вопросы обращения с хвостохранилищами, образующимися в результате добычи и переработки урановых руд, представляют наибольшую актуальность. В добывающей отрасли многих стран мира разработаны и применяются на практике руководства и законодательные акты по всем аспектам эксплуатации хвостохранилищ: от проектирования до эксплуатации.
В целом проблеме рекультивации хвостохранилищ и экологической безопасности прилегающих к рудникам территорий уделяется большое внимание во всех странах мира. Практика стран — лидеров отрасли показывает, что разработанные программы дезактивации уранодобывающих объектов реализуются успешно и в полном объеме, а совершенствование законодательной базы в значительной степени обеспечивает поддержку подобных проектов, направленных на сохранение безопасности жизнедеятельности жителей регионов и экологической обстановки в целом.
Уранодобывающие компании рассматривают проблемы экологии при добыче урана в качестве ключевого фактора, оказывающего непосредственное влияние на развитие уранодобывающих проектов. Ответственность уранового бизнеса перед окружающей средой и обществом — главный лозунг компаний-лидеров и компаний, стремящихся войти в круг избранных.
Сегодня обязательным условием при получении разрешения на добычу урана является разработка и общественная защита отчетов о воздействии уранового производства на окружающую среду (Environmental Impact Assessment) и ежегодные социально-экологические отчеты Sustainable Development.
В мире ежегодно извлекается из недр миллиарды тонн разных руд, угля, строительных материалов и пустых пород. Естественно, такое значительное количество добываемой горной массы за один год, а тем более в течение многих лет не может не влиять на окружающую среду. В течение последних десятилетий быстрыми темпами развивается уранодобывающая промышленность, которая, безусловно, оказывает определенное влияние на экологию региона добычи, так же, как и любая другая добывающая отрасль. Однако современные технологии позволяют это воздействие минимизировать.

8. Список литературы



  1. Геолого-промышленные типы месторождений урана. В. Е. Бойцов, А.А. Верчеба. Москва 2008 год;

  2. Требования промышленности к качеству минерального сырья. Справочник для геологов выпуск 67 УРАН Ю.Л. Черносвитов Москва 1959;

  3. Уран - 2005 (ресурсы, производство, потребности) "Минеральное сырье" серия геолого-экономическая № 20 Тарханов А. В. Москва 2006год;

Интернет ресурсы

  1. http://www.armz.ru/

  2. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BD_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82)#.D0.A1.D1.82.D0.BE.D0.B8.D0.BC.D0.BE.D1.81.D1.82.D1.8C - уран ( элемент)




Download 103.03 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling