Uraanimaak. Kuidas uraanimaaki kaevandatakse? Uraanimaak Venemaal

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Kui perioodilisuse tabeli radioaktiivsed elemendid avastati, mõtles inimene lõpuks nende jaoks välja rakenduse. Nii juhtus uraaniga. Seda kasutati nii sõjalistel kui ka tsiviilotstarbel. Töödeldi uraanimaaki, saadud elementi kasutati värvi- ja laki- ning klaasitööstuses. Pärast selle radioaktiivsuse avastamist hakati seda tuumaenergias kasutama. Kui puhas ja keskkonnasõbralik see kütus on? Selle üle arutatakse endiselt.

Looduslik uraan

Looduses uraani puhtal kujul ei eksisteeri – see on maagi ja mineraalide koostisosa. Peamine uraanimaak on karnotiit ja pigisegu. Samuti leiti selle strateegilise keemilise elemendi olulisi maardlaid haruldaste muldmetallide ja turba mineraalides - ortiit, titaniit, tsirkoon, monasiit, ksenotiim. Uraani ladestusi võib leida happelise keskkonnaga ja suure ränikontsentratsiooniga kivimites. Selle kaaslased on k altsiit, galeen, molübdeniit jne.

Maailma hoiused ja reservid

Praeguseks on uuritud paljusid maardlaid 20-kilomeetrisel maapinna kihil. Kõik need sisaldavad tohutul hulgal tonne uraani. See kogus on võimeline varustama inimkonda energiaga paljudeks sadadeks aastateks.edasi. Juhtivad riigid, kus uraanimaaki on suurima mahuga, on Austraalia, Kasahstan, Venemaa, Kanada, Lõuna-Aafrika, Ukraina, Usbekistan, USA, Brasiilia, Namiibia.

Uraani tüübid

Radioaktiivsus määrab keemilise elemendi omadused. Looduslik uraan koosneb kolmest selle isotoobist. Kaks neist on radioaktiivsete seeriate esivanemad. Uraani looduslikke isotoope kasutatakse tuumareaktsioonide ja relvade kütuse tootmiseks. Uraan-238 on ka tooraine plutoonium-239 tootmisel.

Uraani isotoobid U234 on U238 tütarnukliidid. Neid peetakse kõige aktiivsemateks ja need pakuvad tugevat kiirgust. Isotoop U235 on 21 korda nõrgem, kuigi seda on eduk alt kasutatud ülalnimetatud eesmärkidel – sellel on võime säilitada tuumaahelreaktsioon ilma täiendavate katalüsaatoriteta.

Lisaks looduslikele on uraani isotoobid ka tehislikud. Tänaseks on selliseid teada 23, neist olulisim - U233. Seda iseloomustab võime aktiveeruda aeglaste neutronite mõjul, ülejäänud aga vajavad kiireid osakesi.

Maagide klassifikatsioon

Kuigi uraani võib leida peaaegu kõikjal – isegi elusorganismides – võivad seda sisaldavad õmblused olla erinevat tüüpi. See sõltub ka ekstraheerimismeetoditest. Uraanimaak klassifitseeritakse järgmiste parameetrite järgi:

1. Tekkimistingimused – endogeensed, eksogeensed ja metamorfogeensed maagid.
2. Uraani mineralisatsiooni olemus on uraani primaarsed, oksüdeeritud ja segatud maagid.
3. Koondsuurus jamineraalide terad – jämedateralised, keskmiseteralised, peeneteralised, peeneteralised ja hajutatud maagi fraktsioonid.
4. Puhatus - molübdeen, vanaadium jne.
5. Eemuste koostis – karbonaat, silikaat, sulfiid, raudoksiid, kaustobioliit.

Sõltuv alt uraanimaagi klassifitseerimisest on olemas viis sellest keemilise elemendi eraldamiseks. Silikaati töödeldakse erinevate hapetega, karbonaati sooda lahustega, kaustobioliiti rikastatakse põletamisel ja raudoksiidi sulatatakse kõrgahjus.

Kuidas uraanimaaki kaevandatakse

Nagu igas kaevandusettevõttes, on uraani kivist eraldamiseks olemas teatud tehnoloogia ja meetodid. Kõik oleneb ka sellest, milline isotoop on litosfäärikihis. Uraanimaaki kaevandatakse kolmel viisil. Elemendi eraldamine kivimist on majanduslikult põhjendatud, kui selle sisaldus on 0,05–0,5%. On olemas kaevandus, karjäär ja leostusmeetod. Igaüks neist oleneb isotoopide koostisest ja kivimi sügavusest. Madalal juhul on uraanimaagi kaevandamine karjäärist võimalik. Kokkupuute oht on minimaalne. Masinaga probleeme pole – laialdaselt kasutatakse buldoosereid, laadureid, kallurautosid.

Kaevanduse tootmine on keerulisem. Seda meetodit kasutatakse juhul, kui element esineb kuni 2 kilomeetri sügavusel ja on majanduslikult tasuv. Kivim peab sisaldama suures kontsentratsioonis uraani, et seda saaks otstarbek alt kaevandada. Redaktsioonis pakkudamaksimaalne turvalisus, see on tingitud uraanimaagi kaevandamise viisist maa all. Töötajad on varustatud kombinesoonidega, tööaeg on rangelt piiratud. Kaevandused on varustatud liftide ja täiustatud ventilatsiooniga.

Leostamine on kolmas meetod – keskkonna ja kaevandusettevõtte töötajate ohutuse seisukoh alt puhtaim. Spetsiaalne keemiline lahus pumbatakse läbi puurkaevude süsteemi. See lahustub reservuaaris ja küllastub uraaniühenditega. Seejärel pumbatakse lahus välja ja saadetakse töötlemisettevõtetesse. See meetod on progressiivsem, see võimaldab vähendada majanduskulusid, kuigi selle rakendamisel on mitmeid piiranguid.

Hoiused Ukrainas

Riik osutus tuumakütuse tootmiseks kasutatava elemendi maardlate õnnelikuks omanikuks. Prognooside kohaselt sisaldavad Ukraina uraanimaagid kuni 235 tonni toorainet. Praegu on kinnitust leidnud vaid umbes 65 tonni sisaldavad maardlad. Teatud summa on juba välja töötatud. Osa uraanist kasutati siseriiklikult, osa eksporditi.

Kirovogradi uraanimaagi piirkonda peetakse peamiseks leiukohaks. Uraani sisaldus on madal - 0,05–0,1% kivimi tonni kohta, seega on materjali maksumus kõrge. Selle tulemusena vahetatakse saadud tooraine Venemaal elektrijaamade valmis kütusevarraste vastu.

Teine suurem hoius on Novokonstantinovski. Uraani sisaldus kivimis võimaldas vähendada kulusid võrreldes Kirovogradskojega peaaegu 2 korda. Arendust pole aga 90ndatest saadik tehtud, kõik kaevandused on üle ujutatud. Seoses poliitiliste suhete süvenemisega Venemaaga võib Ukraina jääda ilma tuumaelektrijaamade kütuseta.

Vene uraanimaak

Uraani kaevandamise osas on Venemaa Föderatsioon teiste maailma riikide seas viiendal kohal. Tuntumad ja võimsamad on Khiagdinskoje, Kolichkanskoje, Istotšnoje, Koretkondinskoje, Namarusskoje, Dobrynskoje (Burjaatia Vabariik), Argunskoje, Žerlovoe (Tšita piirkond). Tšita piirkond toodab 93% kogu Venemaal toodetud uraanist (peamiselt avakaevude ja kaevandusmeetoditega).

Veidi erinev on olukord Burjaatia ja Kurgani maardlatega. Nendes piirkondades ladestatakse Venemaal uraanimaaki nii, et see võimaldab toorainet leotamise teel eraldada.

Kokku ennustatakse Venemaal 830 tonni uraani maardlaid, kinnitatud varusid on umbes 615 tonni. Need on ka maardlad Jakuutias, Karjalas ja teistes piirkondades. Kuna uraan on strateegiline ülemaailmne tooraine, ei pruugi need arvud olla täpsed, kuna paljud andmed on salastatud ja neile on juurdepääs ainult teatud kategooria inimestel.