Uraniul ca mineral

  1. poveste
  2. Fiind în natură
  3. depozit
  4. recepție
  5. proprietățile fizice
  6. chimice
  7. cerere
  8. proprietăți fiziologice
  9. miniere de uraniu din lume
  10. miniere de uraniu din România
  11. costul
  12. surse de informații

Studiul de uraniu a început în 1896, chimistul francez Henri Becquerel a descoperit accidental razele Becquerel, care mai târziu redenumită radioactivitatea Mariya Kyuri. În același timp, chimistul francez Anri Muassanu a reușit să dezvolte o metodă de producere a uraniului metalic pur. În 1899 Rutherford a descoperit că radiația uraniu este de produse neomogene, există două tipuri de radiații - raze alfa și beta. Ei poartă sarcină electrică diferită; nu sunt identice în substanțele lor kilometraj și capacitatea de ionizare. Mai târziu, mai 1900 Pol Viyar a deschis a treia formă de radiații - raze gamma.

În 1938, fizicienii germani Otto Hahn și Fritz Strassmann a descoperit fenomenul neprevăzută care apare nucleul de uraniu iradiat de neutroni. Capturarea un neutron liber, a izotopilor de uraniu U miez 235 este divizată, alocat (pe un nucleu de uraniu) energie suficient de mare, în primul rând datorită energiei cinetice a fragmentelor și radiații. Mai târziu, teoria acestui fenomen a fost dovedit Lizoy Meytner și Otto Frishem. Aceasta descoperire a fost o sursă de uz civil și militar al energiei atomice.

În 1939-1940. Yu. B. Hariton și Ya. B. Zeldovich mai întâi demonstrat teoretic că o ușoară îmbogățire a uraniului natural și uraniu 235 poate crea condițiile de fisiune nucleară continuă, adică, da caracterul lanțului de proces

Fiind în natură

Uraniul este distribuit pe scară largă în natură. Clark uraniu este de 0,0003% (în greutate). Concentrație în apa de mare de 3 g / l. Cantitatea de uraniu din grosimea stratului litosferei 20 km este estimat la 1,3 x brumărel 14 m.

Principalele forme de descoperiri de uraniu în natură sunt uraninite, pehblendă (pehblendă) și mob uraniu. Ele diferă numai în formele de adresare; există dependent de vârstă: uraninite este predominant prezent în antice (rocile precambrian), pehblendă - vulcanic și hidrotermic - în principal în paleozoic și mai tineri de înaltă și medie-formațiuni; Uraniu mob - cea mai mare parte de tineri - cenozoic și formațiuni mai tinere - mai ales în roci sedimentare la temperatură joasă

depozit

Chiar prima etapă a producției de uraniu - concentrare. Rock este zdrobit și amestecat cu apă. componentele suspensiei grele sunt depozitate rapid. În cazul în care roca conține uraniu minerale primare, ele rezolva rapid: este minerale grele. minerale de uraniu secundare sunt mai ușor în acest caz, se stabilește înainte de gangă grele. (Cu toate acestea, nu întotdeauna este într-adevăr gol, și multe elemente utile pot fi în ea, inclusiv uraniu).

Următoarea etapă - percolarea concentrate de uraniu în soluție. Aplicați leșiere acidă și alcalină. Primul - mai ieftin, deoarece acidul sulfuric este utilizat pentru extracția uraniului. Dar, în cazul în care materia primă, cum ar fi, de exemplu, în pitchblende. Uraniul este în stare tetravalentă, această metodă nu se aplică: uraniu tetravalent în acid sulfuric este practic insolubil. În acest caz, necesitatea de a recurge la leșiere, fie alcaline, fie înainte de a oxida uraniul la starea hexavalent.

levigarea acidă nu este utilizat în acele cazuri în care concentratul de uraniu cuprinde dolomită sau magnezit, reacția cu acid sulfuric. În aceste cazuri, utilizați soda caustică (hidroxid de sodiu).

leșiere minereurilor de uraniu rezolvă problema de absorbție de oxigen. La încălzit la 150 ° C un amestec de minereu de uraniu cu minerale sulfuroase furnizat fluxul de oxigen. Astfel, din minerale sulfuroase format de acid sulfuric, care leaches uraniu.

În etapa următoare a soluției obținute este necesară pentru a izola selectiv uraniu. Metode moderne - extracție și ioni de schimb - permit să rezolve această problemă.

Soluția conține nu numai uraniu, ci alți cationi. Unele dintre ele, în anumite condiții, să se comporte ca uraniu: extras cu același solvent organic, sunt depozitate pe același rășini schimbătoare de ioni sunt precipitate în aceleași condiții. Prin urmare, pentru separarea selectivă a uraniului necesar să se utilizeze mai multe reacții redox în fiecare pas pentru a scapa de un companion nedorit. La rășini schimbătoare de ioni de uraniu moderne alocate în mod foarte selectiv.

Uraniul UO2 bioxid la o temperatură de 430 până la 600 ° C, expuse la uscat fluorhidric tetrafluoride UF4. Acest compus este redus uraniu metalic cu calciu sau magneziu.

proprietățile fizice

Uraniu - foarte grele, din metal lucios alb-argintiu. În formă pură este un pic mai moale decât oțelul, ductil, flexibil, are un mic proprietăți paramagnetice. Uraniul are trei forme alotropice: alpha (ortorombică, este stabil până la 667,7 ° C), beta (patrulateră, stabil de la 667,7 ° C la 774,8 ° C), gamma (cu volumetric centrata structură cubică, din 774 existente 8 ° C până la punctul de topire).

Proprietățile radioactive ale anumitor izotopi de uraniu (izotopi naturali evidențiate):

chimice

Uraniul poate expune starea de oxidare a + III + VI. Compuși de uraniu de formă (III) soluții instabile și roșii sunt agenți reducători puternici:

Compușii de uraniu (IV) sunt cele mai stabile și formează soluții apoase de verde.

Compuși de uraniu (V) sunt instabile și ușor disproporționată în soluție apoasă:

uraniu metalic punct de vedere chimic foarte activ. Rapid oxidat în aer, acesta este acoperit cu un film iridescent de oxid. Pulberea de uraniu fin se aprinde spontan în aer și se aprinde la o temperatură de 150-175 ° C, formând U3 O8. La 1000 ° C uraniu se combină cu azot pentru a forma o nitrură, uraniu galben. Apa poate coroda metal, încet, la temperatură joasă, rapid și la un nivel ridicat, precum și o pulbere fin divizată de uraniu. Uraniul este dizolvat în acid clorhidric, acid azotic și alți acizi pentru a forma săruri de tetravalent, dar nu reacționează cu alcalii. Uraniul dislocă hidrogen din acizi anorganici și soluții de săruri de metale, cum ar fi mercur, argint, cupru, staniu, platină și aur. Cu puternice tremurânde particule de uraniu metalic începe să strălucească. Uraniul are patru grade de oxidare - III-VI. Compușii hexavalent includ trioxid de uraniu (oxid de uranil) UO3 și clorură de uranil (uranilhlorid) UO2 Cl2. UCl4 tetraclorură de uraniu și de dioxid de uraniu UO2 - exemple de uraniu tetravalent. Substanțele care conțin uraniu tetravalent, în general instabil și să caute să hexavalent sub o expunere prelungită la aer. Sărurile de uranil precum uranilhlorid dezintegrează în prezența unei lumini strălucitoare sau organice.

cerere

combustibil nuclear

Cel mai utilizat este uraniu izotopul 235 U, care poate fi de reacție nucleară în lanț autoîntreținută. Prin urmare, acest izotop este folosit drept combustibil în reactoarele nucleare și în arme nucleare. Izolarea U 235 izotopului de uraniu natural - (. A se vedea de separare a izotopilor) o problemă tehnologică complexă.

Izotopul U 238 este capabil să împartă prin bombardament cu neutroni de mare energie, această caracteristică este utilizată pentru a crește puterea armelor termonucleare (neutroni utilizate generate de reacția de fuziune).

Ca rezultat al captura neutronilor urmat de # 946, 238 U-descompunere poate fi convertit la 239 Pu, care este apoi utilizat drept combustibil nuclear.

Uraniu-233, produs artificial în reactoare toriu (toriu-232 captează un neutron și transformate în toriu-233, care se dezintegreaza la protactiniu-233 și apoi în U-233), poate deveni în viitor un combustibil nuclear comun pentru centralele nucleare (acum Reactoare exista care folosesc acest nuclid drept combustibil, de exemplu, Kamini India) și de fabricare a bombelor atomice (masa critică de circa 16 kg).

Uraniul 233 este, de asemenea, cea mai promițătoare de combustibil pentru motor rachetă nucleară fază gazoasă.

efect fiziologic

Uraniul și compușii săi sunt toxici. In special aerosoli uraniu periculoase și compușii săi. Pentru aerosoli de solubili în apă, compuși de uraniu MPC în aer de 0,015 mg / m³ pentru formele insolubile de uraniu MPC 0,075 mg / m³. Atunci când sunt ingerate acte de uraniu pe toate organele, ca obschekletochnym otravă. Uranus este aproape ireversibil, și multe alte metale grele, se leaga de proteine, în primul rând la grupele de sulfură de aminoacizi, afectând funcția lor. Uraniul mecanism molecular de acțiune este legată de capacitatea sa de a inhiba activitatea enzimelor. Prima afecteaza rinichii (apar proteine ​​și zahăr în urină, oligurie). În intoxicația posibile încălcări cronice ale sângelui și a sistemului nervos.

miniere de uraniu din lume

10 țări care furnizează 94% din producția mondială de uraniu

Producție în România

Restul de 7% a fost preparată prin in situ leșiere ZAO "Dalur" (regiune Kurgansk), SA "Khiagda" (Buriatia).

Minereul de uraniu rezultat concentrat prelucrat în instalații mecanice Chepetsky.

În ciuda legenda predominantă a zeci de mii de dolari pe kilogram sau chiar cantitate gramovye de uraniu, prețul său real în piață nu este foarte mare - costuri neamenajate oxid de uraniu U3 O8 mai puțin de 100 de dolari pe kilogram. Acest lucru se datorează faptului că rulează un reactor nuclear pe uraniu neamenajate nevoie de zeci sau chiar sute de tone de combustibil, precum și pentru fabricarea de arme nucleare ar trebui să îmbogățească cantități mari de uraniu potrivite pentru o bombă pentru a crea concentrații.