MINERALES DE URANIO (a. minerales de uranio; n. Uranerze; f. minerais uraniferes, minerais d"uranium; i. minerales de urania, minerales uraniсos) - formaciones minerales naturales que contienen uranio en concentraciones, cantidades y compuestos tales que su producción industrial es económicamente viable.
Los principales minerales minerales: óxidos: uraninita, alquitrán de uranio, negro de uranio; silicatos - ataúd; titanatos - brannerita; silicatos de uranilo: uranofano, betauranotilo; vanadatos de uranilo: carnotita, tyuyamunita; Fosfatos de uranilo: otenita, torbernita. Además, el uranio en los minerales a menudo se incluye en minerales que contienen P, Zr, Ti, Th y TR (fluorapatita, leucoxeno, monacita, circón, ortita, torianita, davidita, etc.), o está en estado absorbido en materia carbonosa.
Los minerales de uranio generalmente se distinguen: súper ricos (más del 0,3% U), ricos (0,1-0,3%), ordinarios (0,05-0,10%), pobres (0,03-0,05%) y fuera de balance (0,01-0,03% ). Los muy grandes incluyen depósitos de uranio con reservas (miles de toneladas) de más de 50, grandes (de 10 a 50), medianos (de 1 a 10), pequeños (0,2-1,0) y muy pequeños (menos de 0,2).
Los minerales de uranio varían en términos de condiciones de formación, naturaleza de su aparición, composición mineral, presencia de componentes asociados y métodos de desarrollo. Los minerales de uranio sedimentarios (singenéticos exógenos) incluyen depósitos de estratos paleógenos del tipo organógeno-fosfato (depósitos de detritos de espinas de pescado enriquecidos en U y TR) y conglomerados que contienen uranio y guijarros de cuarzo del Proterozoico temprano de las áreas del lago Elliot en Canadá (con Th, Zr, Ti), Witwatersrand en Sudáfrica (con Au) y Jacobina en Brasil (con Au). Los minerales suelen ser ordinarios y pobres. Entre los depósitos de infiltración (epigenéticos exógenos) se encuentran los depósitos de infiltración en el suelo, en los reservorios y en las fisuras. Los principales entre ellos son los depósitos de coffinit-cherniye del tipo de infiltración de lecho, donde los minerales de uranio se encuentran en rocas permeables de cuencas artesianas y están controlados por los límites de las zonas de oxidación de lecho. Los depósitos de mineral tienen forma de rollos (cuerpos alargados en forma de media luna) o lentes. Los minerales son predominantemente ordinarios y pobres, a veces complejos con Se, Re, Mo, V, Sc (depósitos de las regiones áridas del CCCP, Wyoming, Níger).
Entre los depósitos de infiltración del suelo, de interés industrial se encuentran principalmente los depósitos de uranio y carbón, donde el uranio y la mineralización que lo acompaña se localizan en el techo de las capas, en contacto con arenas oxidadas, así como los depósitos cercanos a la superficie de minerales de carnotita en “calcreta”. ” e “hypcrete” (formaciones de suelo de carbonato y yeso de paleovalles fluviales) en Australia (depósito de Yilirri) y Namibia. Este grupo es adyacente a depósitos estratiformes de uranio-betún en rocas terrígenas y carbonatadas, donde el material mineral está representado por keritas y antraxolitas que contienen pechblenda (depósitos del cinturón de Grante en EE. UU., Banata en Rumania). Estos yacimientos, junto con los de infiltración, a veces se combinan en depósitos del tipo “arenisca” (minerales ordinarios y pobres). Sus posibles análogos metamorfoseados son los yacimientos del distrito mineral de Franceville en Gabón, entre ellos el singular yacimiento de Oklo. Los depósitos hidrotermales (temperatura media-baja epigenética endógena) son principalmente vetas y redes de vetas, con menos frecuencia en forma de láminas. Se dividen en uranio propiamente dicho (incluidas las vetas de carbonato de uranio), molibdeno-uranio (a menudo con Pb, As, Zn y otros calcófilos), titanio-uranio, fósforo-uranio (con Zr, Th). Los principales minerales minerales: pechblenda, coffinitita, brannerita (en minerales de uranio-torio), fluorapatita que contiene uranio (en minerales de fósforo-uranio). En las zonas de oxidación se desarrollan silicatos de uranilo secundarios, fosfatos de uranilo y arseniatos de uranilo. Los minerales son comunes y ricos. Este grupo incluye depósitos en estructuras vulcano-tectónicas y rocas de basamento de varias áreas del CCCP, Ore Mountains, Massif Central, Beaverlodge y Great Bear Lake en Canadá, EE. UU. (Marysvale), Australia (áreas de Mount Isa y Westmoreland) . Adyacentes a este grupo se encuentran los depósitos metasomáticos del tipo “disconformidad”, identificados en Canadá (distritos minerales de Rabbit Lake, Key Lake, etc.) y el norte de Australia (región de Alligator River). Se caracterizan por el control de la mineralización por superficies de discordancia estratigráfica, morfología en forma de lámina o de veta en lámina, inusual alto contenido Uranio en minerales (0, n - n%). Los principales minerales minerales: pechblenda, uraninita, coffinitita, brannerita. En Australia se ha descubierto un depósito estratiforme único de minerales complejos.
En los años 80 Los minerales de uranio con un costo de extracción inferior a 80 dólares por kg de uranio eran rentables para la minería. Las reservas y recursos totales de uranio, incluido el potencial, en los países capitalistas industrializados y en desarrollo se estiman en 14 millones de toneladas (sin el uranio asociado). Las principales reservas de minerales de uranio (miles de toneladas) de estos países se concentran en Australia (465), Canadá (180), Sudáfrica, Níger, Brasil, Estados Unidos (133) y Namibia. Aproximadamente el 31% de las reservas totales son depósitos del tipo “disconformidad”, el 25% son del tipo “arenisca”, el 16% son conglomerados que contienen uranio, el 14% son del tipo “pórfido”, etc.
La producción anual mundial de concentrados de uranio en estos países en 1988 fue de 37,4 mil toneladas de uranio con un costo promedio de 30 dólares por kg (principios de 1989).
Cuando se descubrieron los elementos radiactivos de la tabla periódica, al hombre finalmente se le ocurrió un uso. Esto sucedió con el uranio. Fue utilizado tanto para fines militares como pacíficos. Se procesó el mineral de uranio y el elemento resultante se utilizó en las industrias de pinturas y barnices y del vidrio. Tras descubrirse su radiactividad, se empezó a utilizar en ¿Qué tan limpio y respetuoso con el medio ambiente es este combustible? Esto todavía se está debatiendo.
uranio natural
En la naturaleza del uranio forma pura no existe, es un componente de minerales y minerales. Los principales minerales de uranio son la carnotita y la pechblenda. Además, se encontraron depósitos importantes de este mineral estratégico en tierras raras y minerales de turba: ortita, titanita, circón, monacita, xenotima. Los depósitos de uranio se pueden encontrar en rocas con un ambiente ácido y altas concentraciones de silicio. Sus compañeros son calcita, galena, molibdenita, etc.
Depósitos y reservas mundiales
Hasta la fecha, se han explorado muchos depósitos en una capa de 20 kilómetros. superficie de la tierra. Todos ellos contienen una gran cantidad de toneladas de uranio. Esta cantidad puede proporcionar energía a la humanidad durante muchos cientos de años. Los principales países en los que se encuentran los mayores volúmenes de mineral de uranio son Australia, Kazajstán, Rusia, Canadá, Sudáfrica, Ucrania, Uzbekistán, Estados Unidos, Brasil y Namibia.
Tipos de uranio
La radioactividad determina las propiedades. elemento químico. El uranio natural está compuesto por tres isótopos. Dos de ellos son los fundadores de la serie radiactiva. Los isótopos naturales de uranio se utilizan para crear combustible para reacciones y armas nucleares. El uranio-238 también sirve como materia prima para la producción de plutonio-239.
Los isótopos de uranio U234 son nucleidos hijos del U238. Son reconocidos como los más activos y proporcionan una fuerte radiación. El isótopo U235 es 21 veces más débil, aunque se utiliza con éxito para los fines anteriores: tiene la capacidad de funcionar sin catalizadores adicionales.
Además de los naturales, también existen isótopos artificiales de uranio. Hoy en día se conocen 23 de ellos, el más importante de ellos es el U233. Se distingue por su capacidad para activarse bajo la influencia de neutrones lentos, mientras que el resto requiere partículas rápidas.
Clasificación de minerales
Aunque el uranio se puede encontrar en casi todas partes, incluso en organismos vivos, los estratos en los que se encuentra pueden variar en tipo. Los métodos de extracción también dependen de esto. El mineral de uranio se clasifica según los siguientes parámetros:
- Condiciones de formación: minerales endógenos, exógenos y metamorfogénicos.
- La naturaleza de la mineralización de uranio son minerales de uranio primario, oxidado y mixto.
- Agregado y tamaño de grano de minerales: fracciones de mineral de grano grueso, de grano medio, de grano fino, de grano fino y dispersas.
- Utilidad de las impurezas: molibdeno, vanadio, etc.
- La composición de las impurezas es carbonato, silicato, sulfuro, óxido de hierro, caustobiolita.
Dependiendo de cómo se clasifique el mineral de uranio, existe un método para extraer del mismo el elemento químico. El silicato se trata con varios ácidos, el carbonato con soluciones de soda, la caustobiolita se enriquece mediante combustión y el óxido de hierro se funde en un alto horno.
¿Cómo se extrae el mineral de uranio?
Como en cualquier negocio minero, existen determinadas tecnologías y métodos para extraer uranio de la roca. Todo también depende de qué isótopo se encuentre en la capa de la litosfera. El mineral de uranio se extrae de tres formas. Es económicamente viable aislar un elemento de la roca cuando su contenido es del 0,05-0,5%. Existen métodos de extracción de minas, canteras y lixiviación. El uso de cada uno de ellos depende de la composición de los isótopos y de la profundidad de la roca. La extracción de mineral de uranio en canteras es posible en depósitos poco profundos. El riesgo de exposición a la radiación es mínimo. No hay problemas con el equipo: se utilizan ampliamente excavadoras, cargadoras y camiones volquete.
La minería minera es más compleja. Este método se utiliza cuando el elemento se encuentra a una profundidad de hasta 2 kilómetros y es económicamente rentable. La roca debe contener una alta concentración de uranio para que valga la pena extraerla. El túnel proporciona la máxima seguridad, esto se debe a la forma en que se extrae el mineral de uranio bajo tierra. Los trabajadores reciben ropa especial y el horario de trabajo está estrictamente limitado. Las minas están equipadas con ascensores y ventilación mejorada.
La lixiviación, el tercer método, es el más limpio desde el punto de vista medioambiental y de seguridad de los empleados de las empresas mineras. Se bombea una solución química especial a través de un sistema de pozos perforados. Se disuelve en la formación y está saturado con compuestos de uranio. Luego, la solución se bombea y se envía a las plantas de procesamiento. Este método es más progresivo, permite reducir costes económicos, aunque existen toda una serie restricciones.
Depósitos en Ucrania
El país resultó ser el afortunado propietario de los yacimientos del elemento a partir del cual se produce. Según las previsiones, los minerales de uranio de Ucrania contienen hasta 235 toneladas de materias primas. Actualmente sólo se han confirmado depósitos que contienen unas 65 toneladas. Ya se ha desarrollado una cierta cantidad. Parte del uranio se utilizó en el país y otra parte se exportó.
Se considera que el depósito principal es la zona de mineral de uranio de Kirovogrado. El contenido de uranio es bajo: del 0,05 al 0,1% por tonelada de roca, por lo que el coste del material es elevado. Como resultado, las materias primas resultantes se intercambian en Rusia por barras de combustible terminadas para centrales eléctricas.
El segundo gran depósito es Novokonstantinovskoye. El contenido de uranio en la roca permitió reducir el costo casi 2 veces en comparación con Kirovogrado. Sin embargo, desde los años 90 no se ha llevado a cabo ninguna explotación; todas las minas han quedado inundadas. Debido al empeoramiento de las relaciones políticas con Rusia, Ucrania podría quedarse sin combustible para
mineral de uranio ruso
En términos de producción de uranio, la Federación de Rusia ocupa el quinto lugar entre otros países del mundo. Los más famosos y poderosos son Khiagdinskoye, Kolichkanskoye, Istochnoye, Koretkondinskoye, Namarusskoye, Dobrynskoye (República de Buriatia), Argunskoye, Zherlovoye. En la región de Chita, el 93% de todo el uranio ruso extraído se extrae (principalmente mediante métodos de cantera y mina).
La situación es un poco diferente con los yacimientos de Buriatia y Kurgan. El mineral de uranio en Rusia en estas regiones se deposita de tal manera que permite la extracción de materias primas mediante lixiviación.
En total, en Rusia se prevén yacimientos de 830 toneladas de uranio; las reservas confirmadas son unas 615 toneladas; Estos también son depósitos en Yakutia, Karelia y otras regiones. Dado que el uranio es una materia prima estratégica a nivel mundial, las cifras pueden ser inexactas, ya que muchos de los datos están clasificados y sólo una determinada categoría de personas tiene acceso a ellos.
En un mensaje del embajador iraquí ante la ONU Mohammed Ali al-Hakim del 9 de julio, se dice que los extremistas del ISIS (Estado Islámico de Irak y Levante) están a su disposición. La OIEA (Organismo Internacional de Energía Atómica) se apresuró a declarar que las sustancias nucleares utilizadas anteriormente por Irak tienen propiedades poco tóxicas y, por tanto, los materiales incautados por los islamistas.
Una fuente del gobierno estadounidense familiarizada con la situación dijo a Reuters que el uranio robado por los militantes probablemente no estaba enriquecido y, por lo tanto, era poco probable que se utilizara para fabricar armas nucleares. Las autoridades iraquíes notificaron oficialmente este incidente a las Naciones Unidas y les pidieron que "prevengan la amenaza de su uso", informa RIA Novosti.
Los compuestos de uranio son extremadamente peligrosos. AiF.ru habla sobre qué exactamente, quién y cómo puede producir combustible nuclear.
¿Qué es el uranio?
El uranio es un elemento químico con número atómico 92, un metal brillante de color blanco plateado, designado en la tabla periódica con el símbolo U. En su forma pura, es ligeramente más blando que el acero, maleable, flexible, se encuentra en corteza terrestre(litosfera) y en agua de mar y prácticamente nunca se encuentra en su forma pura. El combustible nuclear se produce a partir de isótopos de uranio.
El uranio es un metal pesado, de color blanco plateado y brillante. Foto: Commons.wikimedia.org / El cargador original fue Zxctypo en en.wikipedia.
Radiactividad del uranio
En 1938 el alemán los físicos Otto Hahn y Fritz Strassmann Irradió el núcleo de uranio con neutrones e hizo un descubrimiento: al capturar un neutrón libre, el núcleo del isótopo de uranio se divide y libera una enorme energía debido a la energía cinética de los fragmentos y la radiación. En 1939-1940 Yuliy Khariton Y Yákov Zeldovich Por primera vez explicó teóricamente que con un pequeño enriquecimiento de uranio natural con uranio-235, es posible crear las condiciones para la fisión continua de los núcleos atómicos, es decir, darle al proceso un carácter de cadena.
¿Qué es el uranio enriquecido?
El uranio enriquecido es uranio que se produce utilizando Proceso tecnológico de aumento de la proporción del isótopo 235U en el uranio. Como resultado, el uranio natural se divide en uranio enriquecido y uranio empobrecido. Después de extraer el 235U y el 234U del uranio natural, el material restante (uranio-238) se denomina "uranio empobrecido" porque está empobrecido en el isótopo 235. Según algunas estimaciones, Estados Unidos almacena unas 560.000 toneladas de hexafluoruro de uranio empobrecido (UF6). El uranio empobrecido es la mitad de radiactivo que el uranio natural, principalmente debido a la eliminación del 234U. Dado que el uso principal del uranio es la producción de energía, el uranio empobrecido es un producto de bajo uso y bajo valor económico.
En la energía nuclear sólo se utiliza uranio enriquecido. El isótopo de uranio más utilizado es el 235U, en el que es posible una reacción nuclear en cadena autosostenida. Por tanto, este isótopo se utiliza como combustible en reactores nucleares y armas nucleares. El aislamiento del isótopo U235 del uranio natural es una tecnología compleja que no muchos países pueden implementar. El enriquecimiento de uranio permite la producción nuclear armas nucleares- dispositivos explosivos monofásicos o de una sola etapa en los que la principal producción de energía proviene de la reacción nuclear de fisión de núcleos pesados con la formación de elementos más ligeros.
El uranio-233, producido artificialmente en reactores a partir de torio (el torio-232 captura un neutrón y se convierte en torio-233, que se desintegra en protactinio-233 y luego en uranio-233), puede convertirse en el futuro en un combustible nuclear común para la energía nuclear. plantas (ya existen reactores que utilizan este nucleido como combustible, por ejemplo KAMINI en India) y la producción de bombas atómicas (masa crítica de unos 16 kg).
El núcleo de un proyectil de calibre 30 mm (cañón GAU-8 de un avión A-10) con un diámetro de unos 20 mm está hecho de uranio empobrecido. Foto: Commons.wikimedia.org / El cargador original fue Nrcprm2026 en en.wikipedia
¿Qué países producen uranio enriquecido?
- Francia
- Alemania
- Holanda
- Inglaterra
- Japón
- Rusia
- Porcelana
- Pakistán
- Brasil
10 países producen el 94% de la producción mundial de uranio. Foto: Commons.wikimedia.org / KarteUrangewinnung
¿Por qué son peligrosos los compuestos de uranio?
El uranio y sus compuestos son tóxicos. Los aerosoles de uranio y sus compuestos son especialmente peligrosos. Para los aerosoles de compuestos de uranio solubles en agua, la concentración máxima permitida (MPC) en el aire es de 0,015 mg/m³, para las formas insolubles de uranio la MAC es de 0,075 mg/m³. Cuando el uranio ingresa al cuerpo, afecta a todos los órganos, siendo un veneno celular general. El uranio, como muchos otros metales pesados, se une casi irreversiblemente a las proteínas, principalmente a los grupos sulfuro de aminoácidos, alterando su función. El mecanismo molecular de acción del uranio está asociado con su capacidad para suprimir la actividad enzimática. Los riñones se ven afectados principalmente (aparecen proteínas y azúcar en la orina, oliguria). Con la intoxicación crónica, es posible que se produzcan trastornos de la hematopoyesis y del sistema nervioso.
Uso de uranio con fines pacíficos
- Una pequeña adición de uranio le da al vidrio un hermoso color amarillo verdoso.
- El uranio sódico se utiliza como pigmento amarillo en la pintura.
- Los compuestos de uranio se utilizaban como pinturas para pintar sobre porcelana y para vidriados y esmaltes cerámicos (pintados en colores: amarillo, marrón, verde y negro, según el grado de oxidación).
- A principios del siglo XX, el nitrato de uranilo se utilizaba ampliamente para realzar los negativos y colorear (tintar) los positivos (impresiones fotográficas) de color marrón.
- Como potentes materiales magnetoestrictivos se utilizan aleaciones de hierro y uranio empobrecido (uranio-238).
Un isótopo es una variedad de átomos de un elemento químico que tienen el mismo número atómico (ordinal), pero diferentes números másicos.
Elemento del grupo III de la tabla periódica, perteneciente a los actínidos; Metal pesado y ligeramente radiactivo. El torio tiene numerosas aplicaciones en las que a veces desempeña un papel irremplazable. La posición de este metal en la tabla periódica de elementos y la estructura del núcleo predeterminaron su uso en el campo de los usos pacíficos de la energía atómica.
*** Oliguria (del griego oligos - pequeño y ouron - orina): disminución de la cantidad de orina excretada por los riñones.
Una característica del desarrollo de depósitos de uranio es la posibilidad de utilizar métodos de extracción tanto convencionales (a cielo abierto y subterráneo) como subterráneos (pozo, bloque) y métodos de lixiviación en pilas. Prevalencia en el mundo de varias maneras Minería de uranio: subterránea 37%, a cielo abierto 24%, minería asociada 18%, lixiviación subterránea de pozo 12%, indeterminada 7%.
Al extraer y producir uranio, se toman varias precauciones para proteger la salud del personal:
- - El nivel de polvo se controla cuidadosamente para minimizar la entrada de sustancias emisoras de y o a en el cuerpo. El polvo es la principal fuente de exposición radiactiva. Normalmente contribuye con 4 mSv/año a la dosis anual que recibe el personal.
- - La exposición radiactiva externa del personal en minas, fábricas y vertederos de residuos es limitada. En la práctica, el nivel de exposición externa a minerales y desechos suele ser tan bajo que tiene poco efecto en el aumento de la dosis anual permitida.
- - La ventilación natural de los depósitos abiertos reduce el nivel de exposición al radón y sus isótopos hijos. El nivel de exposición al radón no supera el 1% del nivel permitido para la exposición continua del personal. Las minas subterráneas están equipadas con sistemas de ventilación para alcanzar el mismo nivel. En las minas subterráneas de Australia y Canadá, la dosis de radiación promedio es de ~3 mSv/año.
- - Existen estrictas normas de higiene para el personal que trabaja con concentrado de óxido de uranio, ya que es químicamente tóxico, como el óxido de plomo. En la práctica, se toman precauciones para proteger el sistema respiratorio de la ingestión de toxinas, similares a las que se utilizan cuando se trabaja en fundiciones de plomo.
Detengámonos un poco más en los principales métodos de extracción de materias primas de uranio.
Método minero de extracción de uranio.- uno de los principales métodos de producción de uranio. La organización del trabajo es similar a los métodos de extracción de otros metales, pero también existen diferencias. Los minerales de uranio se presentan con mayor frecuencia en forma de capas estrechas, lo que conduce a la formación de minas en forma de acumulaciones ramificadas. Dado que la extracción de mineral de uranio se lleva a cabo en el mismo horizonte con la formación de galerías y bloques mineros ubicados cerca del transporte principal, la formación de polvo es en gran medida localizada. La falta de circulación de aire de un bloque a otro no provoca su contaminación mutua y la formación de polvo en las minas de uranio no es grande.
Cuando se explotan minas subterráneas de uranio, el agua de la mina se bombea constantemente y se envía a la planta hidrometalúrgica a un sistema tecnológico cerrado de circulación de agua. La potente ventilación evita que el radón se concentre en el aire. Si, después del final del turno de trabajo, se apaga la ventilación, las concentraciones atmosféricas de radón y sus productos hijos aumentan drásticamente y, por lo tanto, antes del inicio del siguiente turno, es necesario reducir estas concentraciones al máximo. permisible
El principal peligro para los mineros de uranio proviene de la inhalación de aire que contiene radón liberado del mineral. Los minerales de uranio, además del uranio, contienen todos los demás miembros de la serie radiactiva, en la que es el nucleido principal. El mayor peligro para la salud de los mineros son los siguientes elementos de esta familia: 222 Rn, 21t *Pb, 211 Bi y 21 "Po. El contenido de radón en la atmósfera de la mina está determinado por la tasa de emanación, la tasa de ventilación y la vida media del radón. Los productos hijos inmediatos de la descomposición del radón tienen una vida media corta y se acumulan rápidamente en la atmósfera, incluso si el radón ingresa a la mina sin productos hijos.
Debido al hecho de que la nocividad relativa de los productos derivados del radón es mayor que la nocividad del radón en sí, el control de la contaminación radiactiva del aire en las minas de uranio se puede llevar a cabo basándose en sus productos de desintegración. Como nivel de trabajo aceptable para el contenido de productos hijos de la desintegración del radón en la atmósfera de una mina, se propone un valor de "energía latente" igual a 1,3*15 MeV/l de aire.
Un método popular de extracción de uranio son los tajos abiertos (algunos de ellos tienen hasta 500 m de profundidad). Se cree que el peligro de radiación para los mineros de estas canteras es mucho menor que el de las minas subterráneas. Sin embargo, para ambiente La extracción de uranio a cielo abierto puede representar un grave peligro debido al arrastre de polvo. Los cambios en el paisaje, la alteración de la cubierta vegetal y los efectos adversos sobre la fauna local son consecuencias inevitables. minería a cielo abierto. La difícil tarea es rellenar la cantera con roca gastada y recuperarla una vez finalizadas las operaciones mineras.
Existen normas y leyes que definen medidas de protección ambiental, estipulan requisitos como evaluaciones preliminares
evaluaciones de impacto ambiental; implementación gradual de un programa de restauración, que incluya la restauración de paisajes y bosques, la plantación de flora endógena, la restauración de endógena fauna; así como comprobar el cumplimiento del medio ambiente con las normas vigentes.
Arroz. 4. Extracción de uranio mediante el método de lixiviación subterránea.
Extracción por solución
(lixiviación in situ) implica inyectar un líquido alcalino o ácido (como ácido sulfúrico) a través de pozos en los depósitos de mineral de uranio y bombearlos de regreso. Este método no requiere la extracción de mineral del sitio minero, pero sólo puede usarse cuando los depósitos de uranio están ubicados en un acuífero en roca permeable y no son demasiado profundos (-200 m).
Las ventajas de esta tecnología son un riesgo reducido de accidentes y exposición a la radiación para el personal, un bajo costo y no requiere mucho espacio para el almacenamiento de desechos. Las principales desventajas son el riesgo de que los líquidos de lixiviación se desvíen del depósito de uranio y la posterior contaminación de las aguas subterráneas, y la imposibilidad de restaurar las condiciones naturales en la zona de lixiviación una vez finalizadas las operaciones. La mezcla contaminada resultante se transporta a embalses o se envía a pozos de eliminación profundos.
Lixiviación - extracción de uno o más componentes de minerales, concentrados, residuos de producción con una solución acuosa que contenga un álcali, ácido u otro reactivo, así como el uso ciertos tipos bacterias; Un caso especial de extracción de la fase sólida. La lixiviación suele ir acompañada de reacción química, como resultado de lo cual el componente extraído pasa de una forma insoluble en agua a soluble.
Lixiviación in situ - lixiviación in situ de minerales de uranio. Implica inyectar ácido sulfúrico en la masa mineral y elimina el problema del almacenamiento de relaves, pero en condiciones desfavorables puede provocar contaminación de las aguas subterráneas.
La lixiviación se basa en la capacidad de la sustancia extraída para disolverse mejor que otras. Disolventes: una solución de amoníaco, ácidos, álcalis, cloruros metálicos o de cloro, sulfatos, etc. La lixiviación puede ir acompañada de oxidación del material extraído para convertir compuestos poco solubles en fácilmente solubles (lixiviación oxidativa). Como oxidantes se utilizan gases (aire, oxígeno), sustancias inorgánicas líquidas y sólidas (HN0 3, Mn0 2, KMn0 4, etc.), bacterias (lixiviación bacteriana).
La lixiviación in situ en pozos se utiliza en el desarrollo de depósitos de yacimientos. Las condiciones para su aplicabilidad son la alta permeabilidad y el contenido de agua del entorno mineral. Cuando se utiliza este método, el campo se divide en polígonos, perforados secuencialmente mediante sistemas de pozos de inyección y bombeo, con dos o tres o más pozos de bombeo por cada pozo de inyección. El tiempo de lixiviación del uranio de las rocas en cada sitio es de 1 a 3 años. Dependiendo de la composición de las soluciones de trabajo utilizadas, se distinguen un esquema ácido para la lixiviación de uranio (soluciones de ácido sulfúrico) y un esquema de carbonato (soluciones de carbonatos-bicarbonatos de sodio y amonio).
La lixiviación in situ implica bombear una solución de lixiviación bajo tierra directamente a un yacimiento o a una capa de mineral especialmente preparado y bombear la solución que se ha filtrado a través de la capa de mineral hasta la superficie. Hay dos opciones principales para la lixiviación subterránea: pozo (sin eje) y mina (bloque). En las minas subterráneas, minas antiguas o especialmente creadas, se utilizan cámaras subterráneas preparadas con mineral caído y se utilizan túneles o galerías para recolectar la solución del producto.
La lixiviación subterránea, generalmente utilizada cuando la profundidad del yacimiento no supera los 100 m, permite incorporar minerales de uranio de baja ley a la industria minera, reducir drásticamente el volumen de inversiones de capital y el tiempo de construcción de las empresas. aumentar varias veces la productividad laboral, reducir significativamente el impacto nocivo sobre la naturaleza (no alterar el paisaje, reducir drásticamente la cantidad de desechos sólidos y sustancias nocivas transportadas a la superficie de la tierra, y es relativamente sencillo restaurar las áreas de desechos).
La lixiviación de pozos subterráneos es un método para desarrollar depósitos de mineral sin elevar el mineral a la superficie mediante la transferencia selectiva de iones de uranio naturales a una solución productiva directamente en el subsuelo. Este método se lleva a cabo perforando pozos a través de yacimientos de uranio, suministrando una solución a los yacimientos de uranio, elevando soluciones que contienen uranio a la superficie y extrayendo uranio de ellas mediante unidades de intercambio iónico de sorción, agregando ácido a las aguas madre y bombeando. devolverlos al subsuelo. Durante la lixiviación del pozo no se produce ningún cambio en el estado geológico del subsuelo, ya que no se excava la masa minera.
Durante el proceso de lixiviación de pozo, menos del 5% de la radiactividad pasa a un estado móvil en el subsuelo y sale a la superficie, en comparación con el 100% con los métodos tradicionales de extracción de uranio. No es necesario construir depósitos de relaves para almacenar los desechos alto nivel radiación. El entorno hidrogeoquímico natural de los depósitos de uranio suele ser capaz de autocurarse del impacto antropogénico. Debido a la restauración gradual de las condiciones redox naturales, se produce un proceso lento pero irreversible de recuperación de aguas subterráneas en acuíferos que contienen minerales. Existen métodos para intensificar significativamente este proceso, acelerando la recuperación decenas de veces.
Sin embargo, el método de lixiviación mediante pozo es un método de minería bastante peligroso desde el punto de vista medioambiental. La solución lixiviante que contiene uranio puede escaparse del yacimiento de la zona a través de fracturas en la roca o roturas en las capas impermeabilizantes y luego extenderse a través del acuífero. Esto puede provocar la contaminación de las aguas subterráneas a grandes distancias de la mina. Además del uranio, las soluciones de lixiviación también disuelven otros minerales, por lo que no sólo el uranio, sino también elementos se vuelven móviles: radio, arsénico, vanadio, molibdeno, cadmio, níquel, plomo, etc., y se concentran mil veces. Los minerales se precipitan de la solución mediante lixiviación subterránea para formar calcita, yeso y otros minerales. La precipitación resultante puede reducir o incluso bloquear completamente el flujo de solución a través de las zonas que contienen uranio, lo que puede provocar resultados impredecibles o el cierre prematuro de la mina.
La lixiviación en pozos produce grandes cantidades aguas residuales y soluciones que deben eliminarse de forma ambientalmente aceptable. Entre ellos se incluyen el agua de lavado y los residuos líquidos de la planta de enriquecimiento de uranio. Estos fluidos se mezclan y reinyectan en la misma agua subterránea que estuvo involucrada en la extracción de uranio, o se inyectan en un acuífero profundo lejos de otros usuarios de agua subterránea. Estos desechos líquidos contienen altas concentraciones de radionúclidos y metales pesados, y el área donde se distribuyen debe ser restaurada después del cierre de la mina.
La lixiviación en pilas es el proceso de obtención de componentes útiles mediante la disolución de materias primas minerales preparadas (minerales triturados de baja ley o relaves de plantas de procesamiento) y su colocación en una pila especial, con posterior separación (precipitación) de las soluciones circulantes.
La lixiviación en pilas se utiliza para procesar minerales que contienen componentes útiles fácilmente solubles; dichos minerales deben ser relativamente porosos y económicos. La lixiviación en pilas se utiliza a veces para reprocesar los vertederos de desechos resultantes de procesos mineros aguas arriba. Para cargar el mineral se prepara una superficie ligeramente inclinada e impenetrable a las soluciones lixiviantes. Se crean depresiones de captación a lo largo y a lo ancho de esta superficie para el drenaje. Después de la carga, el mineral se llena con una cantidad de solución de lixiviación suficiente para saturar todo su espesor. La solución penetra entre las partículas de mineral y disuelve los componentes útiles. Después de un cierto período de tiempo, el material se seca, se retira la costra formada por los componentes valiosos disueltos y la roca suelta procesada se lava al sistema de drenaje.
La lixiviación por percolación se utiliza en el procesamiento de minerales mal triturados y que no contienen lodo natural o arcilla. Este es un proceso bastante lento. La lixiviación por infiltración se realiza en tanques adecuados para la carga y descarga. El fondo del tanque debe ser un filtro eficaz que permita bombear la solución hacia adentro y hacia afuera. Los tanques se cargan con mineral triturado de una fracción determinada. La solución de lixiviación se bombea al tanque y se absorbe en el mineral. Después del tiempo de retención requerido, la solución con los componentes lixiviados se bombea y el mineral se lava para eliminar cualquier solución de lixiviación restante.
El proceso de lixiviación puede liberar polvo, radón y líquido de lixiviación. Una vez que se completa el proceso de lixiviación, especialmente si el mineral contiene sulfuro de hierro, una vez expuesto al agua y al aire, puede comenzar la producción bacteriana continua de ácido en los vertederos, lo que lleva a una lixiviación espontánea de uranio durante muchos siglos, contaminando las aguas subterráneas.
¿Cómo se extrae el uranio en Kazajstán? aslán Escrito el 27 de marzo de 2017.
La industria del uranio de Kazajstán en términos de ingresos para el presupuesto del país quizás ocupa el segundo lugar después de la producción de petróleo. En esta industria trabajan más de 25 mil personas, sin embargo, debido al régimen de las instalaciones, los huéspedes de las minas de uranio son extremadamente ocurrencia rara.
Hoy veremos cómo funciona la empresa minera Ortalyk, ubicada en el distrito de Suzak de la región del sur de Kazajstán.
El turno de trabajo de los empleados de OOO "Ortalyk Mining Enterprise" comienza con un examen médico obligatorio
A los trabajadores de una empresa minera de uranio se les mide la presión arterial y la temperatura y también se les realiza una prueba con un alcoholímetro. Aunque, según el médico, el alcohol está estrictamente prohibido en el centro y no hubo un solo caso en el que la última prueba “fallara”
Después del reconocimiento médico - desayuno en el comedor de la mina.
Las características específicas de la producción crean requisitos de seguridad adicionales: los empleados se ponen la ropa de trabajo en un vestuario separado y están prohibidos en el campamento de turnos y en el área limpia de la mina;
El capataz de turno emite una orden: una tarea que define el contenido, el lugar de trabajo, los horarios de inicio y finalización, las condiciones para una ejecución segura y las medidas de seguridad necesarias.
Una de las medidas de seguridad es el uso de respiradores en los talleres. Esto se debe a que en la producción de uranio se utilizan reactivos como el ácido sulfúrico y el nitrato de amonio.
La extracción de uranio está totalmente automatizada. En la sala de control se pueden realizar seguimiento de todos los procesos que ocurren en la instalación.
La extracción de uranio en Ortalyk, como en todas las demás empresas de Kazajstán, se realiza mediante lixiviación en pozos subterráneos. Se eligió este método porque es el más respetuoso con el medio ambiente. El fondo de radiación en los campos no difiere del fondo de radiación en las grandes ciudades.
El principio del método de lixiviación subterránea es el siguiente: se bombea una solución de ácido sulfúrico al 2% bajo tierra hacia las capas que contienen uranio, que, al interactuar con las rocas, disuelve el uranio, luego esta solución enriquecida con uranio se bombea a la superficie. Sobre cada pozo hay un panel de control de bombas.
En esta sala en el territorio del vertedero con pozos hay una unidad de distribución de solución.
Los empleados reciben gafas y gorros para protegerse del increíble calor.
A través de estas tuberías se bombea una solución de ácido sulfúrico a los pozos. Los pozos de bombeo que bombean uranio del suelo tienen un aspecto similar.
Luego, la solución con uranio se envía a través de tuberías al taller para procesar soluciones productivas (ciclo de sorción-regeneración).
Con este método de extracción se utilizan en Ortalyk unas 15 toneladas de ácido sulfúrico por hora.
En la producción de uranio, todos los procesos están automatizados, pero también es posible el control manual.
Este taller recibe una solución de uranio - desorbato de uranio comercial
La solución reacciona con la sal de carbonato de amonio para obtener un concentrado de uranio natural, la "torta amarilla".
Comprobación de las lecturas del filtro de presión.
La torta amarilla o concentrado de uranio natural es el producto final de la empresa, que se envasa en contenedores especiales. En realidad, el uranio en este compuesto es aproximadamente del 45 al 50%. Este año está previsto extraer 2.000 toneladas de uranio. El campo en sí está diseñado para 25 años de operación.
Las bombas sumergibles prácticamente no requieren reparaciones; duran alrededor de 30 mil horas de funcionamiento. Sin embargo, es necesario inspeccionar constantemente y, si es necesario, cambiar los impulsores.
Paralelamente a la extracción directa de uranio, el laboratorio realiza investigaciones que permiten el desarrollo más eficiente del depósito.
Según las normas aceptadas, en la solución devuelta al subsuelo después del procesamiento no deberían quedar más de 3 miligramos de uranio por litro, pero según los resultados de las muestras, las pérdidas no superaron los 1,2 miligramos.
Después de terminar su turno de trabajo, los empleados deben controlar su dosis de radiación.
Cuando fuimos a la empresa, esperábamos que el campo de trabajadores del uranio se viera como en los viejos tiempos. buenos tiempos- remolques en los que viven los trabajadores. Sin embargo, el campamento rotativo de Ortalyk tiene un aspecto completamente diferente: es un moderno complejo de edificios que tiene todo lo que una persona necesita para relajarse después del trabajo.
Después de cenar, muchos trabajadores pasan tiempo jugando al ping-pong.
El campo de rotación también cuenta con su propio campo de minifútbol.