Minéraux : minerais d'uranium. Minerai d'uranium. Comment est extrait le minerai d’uranium ? Minerai d'uranium en Russie

MINERAI D'URANIUM (a. minerais d'uranium; n. Uranerze; f. minéraux uraniferes, minéraux d'uranium; i. Minerales de urania, Minerales uraniсos) - formations minérales naturelles contenant de l'uranium dans des concentrations, quantités et composés auxquels sa production industrielle est économiquement faisable.

Les principaux minerais : oxydes - uraninite, goudron d'uranium, noir d'uranium ; silicates - cercueils; titanates - brannerite; silicates d'uranyle - uranophane, bétauranotyl; vanadates d'uranyle - carnotite, tyuyamunite ; phosphates d'uranyle - oténite, torbernite. De plus, l'uranium contenu dans les minerais fait souvent partie de minéraux contenant du P, Zr, Ti, Th et TR (fluorapatite, leucoxène, monazite, zircon, orthite, thorianite, davidite, etc.), ou est à l'état sorbé dans la matière carbonée.

On distingue généralement les minerais d'uranium : super riches (plus de 0,3 % d'U), riches (0,1-0,3 %), ordinaires (0,05-0,10 %), pauvres (0,03-0,05 %) et hors bilan (0,01-0,03 % ). Les très grands comprennent les gisements d'uranium avec des réserves (milliers de tonnes) de plus de 50, grandes - de 10 à 50, moyennes - de 1 à 10, petites - de 0,2 à 1,0 et très petites - de moins de 0,2.

Les minerais d'uranium varient en termes de conditions de formation, de nature d'occurrence, de composition minérale, de présence de composants associés et de méthodes de développement. Les minerais d'uranium sédimentaires (syngénétiques exogènes) comprennent des strates de gisements paléogènes de type organo-phosphate (dépôts de détritus d'arêtes de poisson enrichis en U et TR) et des conglomérats uranifères à galets de quartz du Protérozoïque inférieur des régions d'Elliot Lake au Canada (avec Th, Zr, Ti), Witwatersrand en Afrique du Sud (avec Au) et Jacobina au Brésil (avec Au). En règle générale, les minerais sont ordinaires et pauvres. Parmi les dépôts d'infiltration (épigénétiques exogènes), il y a les dépôts d'infiltration de sol, de réservoir et de fissure. Les principaux d'entre eux sont les gisements coffinit-cherniye du type à infiltration de lit, où les minerais d'uranium se trouvent dans les roches perméables des bassins artésiens et sont contrôlés par les limites des zones d'oxydation du lit. Les gisements de minerai ont la forme de rouleaux (corps allongés en forme de croissant) ou de lentilles. Les minerais sont majoritairement ordinaires et pauvres, parfois complexes avec Se, Re, Mo, V, Sc (gisements des régions arides du CCCP, Wyoming, Niger).

Parmi les gisements d'infiltration de sol, d'intérêt industriel figurent principalement les gisements d'uranium-charbon, où l'uranium et la minéralisation qui l'accompagne sont localisés dans le toit des couches, en contact avec des sables oxydés, ainsi que les gisements proches de la surface de minerais de carnotite dans des « calcrètes ». » et « hypcrete » (formations de sols carbonatés et gypseux des paléovallées fluviales) en Australie (gisement de Yilirri) et en Namibie. Ce groupe est adjacent aux gisements stratiformes d'uranium-bitume dans les roches terrigènes et carbonatées, où le minerai est représenté par des kérites et des anthraxolites contenant de la pechblende (gisements de la ceinture de Grante aux États-Unis, Banata en Roumanie). Ces objets minéralisés, ainsi que ceux d'infiltration, sont parfois regroupés en gisements de type « grès » (minerais ordinaires et pauvres). Leurs analogues métamorphisés possibles sont les gisements de la région minéralisée de Franceville au Gabon, parmi lesquels l'unique gisement d'Oklo. Les dépôts hydrothermaux (épigénétiques endogènes à température moyenne-basse) sont principalement des veines et des stockwerks filoniens, moins souvent en forme de feuille. Ils sont divisés en uranium proprement dit (y compris les veines de carbonate d'uranium), molybdène-uranium (souvent avec Pb, As, Zn et autres chalcophiles), titane-uranium, phosphore-uranium (avec Zr, Th). Les principaux minéraux du minerai : pitchblende, coffinitite, brannerite (dans les minerais d'uranium-thorium), fluorapatite contenant de l'uranium (dans les minerais de phosphore-uranium). Des silicates d'uranyle secondaires, des phosphates d'uranyle et des arséniates d'uranyle se développent dans les zones d'oxydation. Les minerais sont ordinaires et riches. Ce groupe comprend des gisements dans des structures volcano-tectoniques et des roches du socle d'un certain nombre de régions des régions du CCCP, des Monts Métallifères, du Massif Central, de Beaverlodge et du Grand Lac de l'Ours au Canada, aux États-Unis (Marysvale), en Australie (régions du Mont Isa et de Westmoreland). . A côté de ce groupe se trouvent des gisements métasomatiques de type « discordance », identifiés au Canada (districts minéralisés de Rabbit Lake, Key Lake, etc.) et en Australie du Nord (région d'Alligator River). Ils se caractérisent par un contrôle de la minéralisation par des surfaces de discordance stratigraphique, une morphologie en forme de feuille ou de veine en feuille, inhabituelle contenu élevé uranium dans les minerais (0, n - n%). Les principaux minéraux du minerai : pitchblende, uraninite, coffinitite, brannerite. Un gisement stratiforme unique de minerais complexes a été découvert en Australie.

Dans les années 80 Les minerais d'uranium dont le coût d'extraction était inférieur à 80 dollars/kg d'uranium étaient rentables pour l'exploitation minière. Les réserves et ressources totales d'uranium, y compris le potentiel, dans les pays capitalistes industrialisés et en développement sont estimées à 14 millions de tonnes (sans l'uranium associé). Les principales réserves de minerais d'uranium (en milliers de tonnes) de ces pays sont concentrées en Australie (465), au Canada (180), en Afrique du Sud, au Niger, au Brésil, aux États-Unis (133) et en Namibie. Environ 31 % des réserves totales sont des gisements de type « discordance », 25 % sont de type « grès », 16 % sont de conglomérats uranifères, 14 % sont de type « porphyre », etc.

La production annuelle mondiale de concentrés d'uranium dans ces pays en 1988 était de 37,4 mille tonnes d'uranium avec un coût moyen de 30 dollars le kg (début 1989).

Lorsque les éléments radioactifs du tableau périodique ont été découverts, l’homme a finalement trouvé une utilisation pour les utiliser. C'est ce qui s'est produit avec l'uranium. Il était utilisé à des fins militaires et pacifiques. Le minerai d'uranium était traité et l'élément obtenu était utilisé dans l'industrie des peintures, vernis et verre. Après la découverte de sa radioactivité, il a commencé à être utilisé dans Dans quelle mesure ce carburant est-il propre et respectueux de l'environnement ? Cela fait encore débat.

Uranium naturel

Dans la nature de l'uranium forme pure n'existe pas - c'est un composant des minerais et des minéraux. Les principaux minerais d'uranium sont la carnotite et la pitchblende. En outre, des gisements importants de ce minéral stratégique ont été découverts dans des minéraux de terres rares et de tourbe - orthite, titanite, zircon, monazite, xénotime. Les gisements d'uranium peuvent être trouvés dans des roches présentant un environnement acide et des concentrations élevées de silicium. Ses compagnons sont la calcite, la galène, la molybdénite, etc.

Dépôts et réserves mondiaux

À ce jour, de nombreux gisements ont été explorés dans une couche de 20 kilomètres la surface de la terre. Tous contiennent un grand nombre de tonnes d'uranium. Cette quantité peut fournir de l’énergie à l’humanité pendant plusieurs centaines d’années. Les principaux pays dans lesquels le minerai d'uranium se trouve en plus grandes quantités sont l'Australie, le Kazakhstan, la Russie, le Canada, l'Afrique du Sud, l'Ukraine, l'Ouzbékistan, les États-Unis, le Brésil et la Namibie.

Types d'uranium

La radioactivité détermine les propriétés élément chimique. L'uranium naturel est composé de trois isotopes. Deux d'entre eux sont les fondateurs de la série radioactive. Les isotopes naturels de l'uranium sont utilisés pour créer du combustible pour les réactions nucléaires et les armes. L'uranium 238 sert également de matière première pour la production de plutonium 239.

Les isotopes de l'uranium U234 sont des nucléides filles de l'U238. Ils sont reconnus comme les plus actifs et fournissent un fort rayonnement. L'isotope U235 est 21 fois plus faible, bien qu'il soit utilisé avec succès aux fins ci-dessus - il a la capacité de supporter sans catalyseurs supplémentaires.

En plus des isotopes naturels, il existe également des isotopes artificiels de l'uranium. Aujourd'hui, on en connaît 23, le plus important d'entre eux étant le U233. Il se distingue par sa capacité à s'activer sous l'influence de neutrons lents, alors que les autres nécessitent des particules rapides.

Classement du minerai

Bien que l’uranium puisse être trouvé presque partout – même dans les organismes vivants – les strates dans lesquelles on le trouve peuvent varier en type. Les méthodes d'extraction en dépendent également. Le minerai d'uranium est classé selon les paramètres suivants :

1. Conditions de formation - minerais endogènes, exogènes et métamorphogènes.
2. La nature de la minéralisation d'uranium est constituée de minerais d'uranium primaires, oxydés et mixtes.
3. Agrégats et granulométrie des minéraux - fractions de minerai à grains grossiers, à grains moyens, à grains fins, à grains fins et dispersées.
4. Utilité des impuretés - molybdène, vanadium, etc.
5. La composition des impuretés est le carbonate, le silicate, le sulfure, l'oxyde de fer, la caustobiolite.

Selon la classification du minerai d'uranium, il existe une méthode pour en extraire l'élément chimique. Le silicate est traité avec divers acides, des solutions de carbonate-soude, la caustobiolite est enrichie par combustion et l'oxyde de fer est fondu dans un haut fourneau.

Comment est extrait le minerai d’uranium ?

Comme dans toute entreprise minière, il existe une certaine technologie et des méthodes pour extraire l’uranium de la roche. Tout dépend aussi de l'isotope qui se trouve dans la couche lithosphérique. Le minerai d'uranium est extrait de trois manières. Il est économiquement réalisable d'isoler un élément d'une roche lorsque sa teneur est de 0,05 à 0,5 %. Il existe des méthodes d'extraction par mine, carrière et lixiviation. L'utilisation de chacun d'eux dépend de la composition des isotopes et de la profondeur de la roche. L'exploitation en carrière de minerai d'uranium est possible dans des gisements peu profonds. Le risque d'exposition aux radiations est minime. Il n'y a aucun problème avec l'équipement - les bulldozers, les chargeuses et les camions à benne basculante sont largement utilisés.

L’exploitation minière est plus complexe. Cette méthode est utilisée lorsque l'élément se trouve à une profondeur allant jusqu'à 2 kilomètres et est économiquement rentable. La roche doit contenir une forte concentration d’uranium pour qu’elle vaille la peine d’être exploitée. La galerie offre une sécurité maximale, grâce à la manière dont le minerai d'uranium est extrait sous terre. Les travailleurs reçoivent des vêtements spéciaux et les horaires de travail sont strictement limités. Les mines sont équipées d'ascenseurs et d'une ventilation améliorée.

La lixiviation – la troisième méthode – est la plus propre du point de vue environnemental et de la sécurité des employés des sociétés minières. Une solution chimique spéciale est pompée à travers un système de puits forés. Il se dissout dans la formation et est saturé de composés d'uranium. La solution est ensuite pompée et envoyée vers les usines de transformation. Cette méthode est plus progressive, elle permet de réduire les coûts économiques, bien qu'il existe ligne entière restrictions.

Dépôts en Ukraine

Le pays s'est avéré être l'heureux propriétaire des gisements de l'élément à partir duquel il est produit. Selon les prévisions, les minerais d'uranium de l'Ukraine contiennent jusqu'à 235 tonnes de matières premières. Actuellement, seuls des gisements contenant environ 65 tonnes ont été confirmés. Un certain montant a déjà été développé. Une partie de l’uranium était utilisée au niveau national et une autre partie était exportée.

Le principal gisement est considéré comme la région minéralisée d'uranium de Kirovograd. La teneur en uranium est faible - de 0,05 à 0,1 % par tonne de roche, ce qui signifie que le coût du matériau est élevé. En conséquence, les matières premières obtenues sont échangées en Russie contre des barres de combustible finies pour les centrales électriques.

Le deuxième grand gisement est Novokonstantinovskoye. La teneur en uranium de la roche a permis de réduire le coût de près de 2 fois par rapport à Kirovograd. Cependant, depuis les années 90, aucun développement n'a été réalisé ; toutes les mines ont été inondées. En raison de la détérioration des relations politiques avec la Russie, l'Ukraine pourrait se retrouver sans carburant pour

Minerai d'uranium russe

En termes de production d'uranium, la Fédération de Russie occupe la cinquième place parmi les autres pays du monde. Les plus célèbres et les plus puissants sont Khiagdinskoye, Kolichkanskoye, Istochnoye, Koretkondinskoye, Namarusskoye, Dobrynskoye (République de Bouriatie), Argunskoye, Zherlovoye. Dans la région de Chita, 93 % de tout l'uranium russe extrait est extrait (principalement par des méthodes de carrière et de mine).

La situation est un peu différente avec les gisements de Bouriatie et de Kurgan. Le minerai d'uranium en Russie dans ces régions est déposé de telle manière qu'il permet l'extraction des matières premières par lixiviation.

Au total, des gisements de 830 tonnes d'uranium sont prévus en Russie ; il existe environ 615 tonnes de réserves confirmées. Il s'agit également de gisements en Yakoutie, en Carélie et dans d'autres régions. L’uranium étant une matière première stratégique mondiale, les chiffres peuvent être inexacts, car une grande partie des données sont classifiées et seule une certaine catégorie de personnes y a accès.

Dans un message de l'ambassadeur d'Irak auprès de l'ONU Mohammed Ali al-Hakim en date du 9 juillet, on dit que les extrémistes de l'Etat islamique (État islamique en Irak et au Levant) seraient à leur disposition. L'AIEA (Agence internationale de l'énergie atomique) s'est empressée de déclarer que les substances nucléaires précédemment utilisées par l'Irak ont ​​des propriétés peu toxiques, et donc les matériaux saisis par les islamistes.

Une source gouvernementale américaine proche de la situation a déclaré à Reuters que l'uranium volé par les militants n'était probablement pas enrichi et qu'il était donc peu probable qu'il soit utilisé pour fabriquer des armes nucléaires. Les autorités irakiennes ont officiellement informé les Nations Unies de cet incident et les ont appelées à "prévenir la menace de son utilisation", rapporte RIA Novosti.

Les composés d'uranium sont extrêmement dangereux. AiF.ru explique quoi exactement, ainsi que qui et comment peut produire du combustible nucléaire.

Qu’est-ce que l’uranium ?

L'uranium est un élément chimique de numéro atomique 92, un métal brillant blanc argenté, désigné dans le tableau périodique par le symbole U. Sous sa forme pure, il est légèrement plus mou que l'acier, malléable, flexible, que l'on trouve dans la croûte terrestre(lithosphère) et dans eau de mer et on ne le trouve pratiquement jamais sous sa forme pure. Le combustible nucléaire est fabriqué à partir d’isotopes d’uranium.

L'uranium est un métal lourd, blanc argenté et brillant. Photo : Commons.wikimedia.org/ Le téléchargeur original était Zxctypo sur en.wikipedia.

Radioactivité de l'uranium

En 1938, l'Allemand les physiciens Otto Hahn et Fritz Strassmann a irradié le noyau d'uranium avec des neutrons et fait une découverte : capturant un neutron libre, le noyau isotopique de l'uranium se divise et libère une énorme énergie due à l'énergie cinétique des fragments et du rayonnement. En 1939-1940 Yuliy Khariton Et Yakov Zeldovitch pour la première fois, il a été théoriquement expliqué qu'avec un léger enrichissement de l'uranium naturel en uranium 235, il est possible de créer des conditions pour la fission continue des noyaux atomiques, c'est-à-dire de donner au processus un caractère en chaîne.

Qu’est-ce que l’uranium enrichi ?

L'uranium enrichi est de l'uranium produit à partir de processus technologique d'augmentation de la part de l'isotope 235U dans l'uranium. En conséquence, l’uranium naturel est divisé en uranium enrichi et en uranium appauvri. Une fois que l'235U et l'234U sont extraits de l'uranium naturel, la matière restante (uranium-238) est appelée « uranium appauvri » car elle est appauvrie en isotope 235. Selon certaines estimations, les États-Unis stockeraient environ 560 000 tonnes d’hexafluorure d’uranium appauvri (UF6). L'uranium appauvri est deux fois moins radioactif que l'uranium naturel, principalement en raison de l'élimination de l'234U. Étant donné que la principale utilisation de l’uranium est la production d’énergie, l’uranium appauvri est un produit peu utilisé et de faible valeur économique.

Dans l'énergie nucléaire, seul l'uranium enrichi est utilisé. L’isotope de l’uranium le plus largement utilisé est l’235U, dans lequel une réaction nucléaire en chaîne auto-entretenue est possible. Cet isotope est donc utilisé comme combustible dans les réacteurs nucléaires et les armes nucléaires. L’isolement de l’isotope U235 de l’uranium naturel est une technologie complexe que peu de pays peuvent mettre en œuvre. L'enrichissement de l'uranium permet la production nucléaire arme nucléaire- les engins explosifs monophasés ou mono-étagés dont la principale production d'énergie provient de la réaction nucléaire de fission de noyaux lourds avec formation d'éléments plus légers.

L'uranium 233, produit artificiellement dans des réacteurs à partir du thorium (le thorium 232 capte un neutron et se transforme en thorium 233, qui se désintègre en protactinium 233 puis en uranium 233), pourrait à l'avenir devenir un combustible nucléaire commun pour l'énergie nucléaire. des centrales nucléaires (il existe déjà des réacteurs qui utilisent ce nucléide comme combustible, par exemple KAMINI en Inde) et la production de bombes atomiques (masse critique d'environ 16 kg).

Le noyau d'un projectile de calibre 30 mm (canon GAU-8 d'un avion A-10) d'un diamètre d'environ 20 mm est constitué d'uranium appauvri. Photo : Commons.wikimedia.org/ Le téléchargeur d'origine était Nrcprm2026 sur en.wikipedia

Quels pays produisent de l’uranium enrichi ?

• France
• Allemagne
• Hollande
• Angleterre
• Japon
• Russie
• Chine
• Pakistan
• Brésil

10 pays produisant 94 % de la production mondiale d’uranium. Photo : Commons.wikimedia.org / KarteUrangewinnung

Pourquoi les composés de l'uranium sont-ils dangereux ?

L'uranium et ses composés sont toxiques. Les aérosols d'uranium et de ses composés sont particulièrement dangereux. Pour les aérosols de composés d'uranium solubles dans l'eau, la concentration maximale admissible (CMP) dans l'air est de 0,015 mg/m³, pour les formes insolubles d'uranium, la CMA est de 0,075 mg/m³. Lorsque l’uranium pénètre dans l’organisme, il affecte tous les organes et constitue un poison cellulaire général. L'uranium, comme beaucoup d'autres métaux lourds, se lie de manière presque irréversible aux protéines, principalement aux groupes sulfure d'acides aminés, perturbant ainsi leur fonction. Le mécanisme moléculaire d'action de l'uranium est associé à sa capacité à supprimer l'activité enzymatique. Les reins sont principalement touchés (apparition de protéines et de sucres dans les urines, oligurie). En cas d'intoxication chronique, des troubles de l'hématopoïèse et du système nerveux sont possibles.

Utilisation de l'uranium à des fins pacifiques

• Un petit ajout d'uranium donne au verre une belle couleur jaune-vert.
• L'uranium sodique est utilisé comme pigment jaune en peinture.
• Les composés d'uranium étaient utilisés comme peintures pour la peinture sur porcelaine et pour les émaux et émaux céramiques (peints en couleurs : jaune, marron, vert et noir, selon le degré d'oxydation).
• Au début du XXe siècle, le nitrate d'uranyle était largement utilisé pour rehausser les négatifs et colorer (teinter) les positifs (tirages photographiques) en brun.
• Les alliages de fer et d'uranium appauvri (uranium 238) sont utilisés comme matériaux magnétostrictifs puissants.

L'isotope est une variété d'atomes d'un élément chimique qui ont le même numéro atomique (ordinal), mais des nombres de masse différents.

Un élément du groupe III du tableau périodique, appartenant aux actinides ; métal lourd et légèrement radioactif. Le thorium a de nombreuses applications dans lesquelles il joue parfois un rôle irremplaçable. La position de ce métal dans le tableau périodique des éléments et la structure du noyau ont prédéterminé son utilisation dans le domaine des utilisations pacifiques de l'énergie atomique.

*** Oligurie (du grec oligos - petit et ouron - urine) - une diminution de la quantité d'urine excrétée par les reins.

Une caractéristique du développement des gisements d'uranium est la possibilité d'utiliser à la fois les méthodes d'exploitation conventionnelles (à ciel ouvert et souterraines) et les méthodes souterraines (forage, bloc) et de lixiviation en tas. Prévalence dans le monde de diverses façons extraction d'uranium : souterraine 37 %, mine à ciel ouvert 24 %, exploitation minière associée 18 %, lixiviation souterraine en forage 12 %, indéterminée 7 %.

Lors de l’extraction et de la production d’uranium, diverses précautions sont prises pour protéger la santé du personnel :

• - Le niveau de poussière est soigneusement contrôlé pour minimiser l'entrée de substances émettrices de y ou de a dans le corps. La poussière est la principale source d'exposition radioactive. Il contribue généralement à hauteur de 4 mSv/an à la dose annuelle reçue par le personnel.
• - L'exposition radioactive externe du personnel dans les mines, les usines et les décharges est limitée. En pratique, le niveau d’exposition externe provenant des minerais et des déchets est généralement si faible qu’il a peu d’effet sur l’augmentation de la dose annuelle admissible.
• - La ventilation naturelle des champs ouverts réduit le niveau d'exposition au radon et à ses isotopes filles. Le niveau d'exposition au radon ne dépasse pas 1 % du niveau admissible pour une exposition continue du personnel. Les mines souterraines sont équipées de systèmes de ventilation pour atteindre le même niveau. Dans les mines souterraines australiennes et canadiennes, la dose moyenne de rayonnement est d’environ 3 mSv/an.
• - Il existe des normes d'hygiène strictes pour le personnel travaillant avec du concentré d'oxyde d'uranium, car il est chimiquement toxique, comme l'oxyde de plomb. En pratique, des précautions sont prises pour protéger le système respiratoire de l'ingestion de toxines, similaires à celles utilisées lors du travail dans les fonderies de plomb.

Arrêtons-nous un peu plus en détail sur les principales méthodes d'extraction des matières premières d'uranium.

Méthode d'extraction de l'uranium- l'une des principales méthodes de production d'uranium. L'organisation du travail est similaire aux méthodes d'extraction d'autres métaux, mais il existe également des différences. Les minerais d'uranium se présentent le plus souvent sous forme de couches étroites, ce qui conduit à la formation d'une mine sous forme de galeries ramifiées. L'exploitation du minerai d'uranium s'effectuant sur un seul horizon avec formation de galeries et de blocs miniers situés à proximité du transport principal, la formation de poussières est largement localisée. Le manque de circulation de l'air d'un bloc à l'autre ne provoque pas leur contamination mutuelle, et la formation de poussières dans les mines d'uranium est faible.

Lors de l'exploitation de mines souterraines d'uranium, l'eau de mine est constamment pompée et envoyée à l'usine hydrométallurgique dans un système de circulation d'eau technologique fermé. Une ventilation puissante empêche le radon de se concentrer dans l'air. Si, après la fin du quart de travail, la ventilation est coupée, alors les concentrations atmosphériques de radon et de ses produits filles augmentent fortement, et donc, avant le début du quart de travail suivant, il est nécessaire de réduire ces concentrations au maximum permis

Le principal danger pour les mineurs d’uranium vient de l’inhalation d’air contenant du radon rejeté par le minerai. Les minerais d'uranium, en plus de l'uranium, contiennent tous les autres membres de la série radioactive, dont il est le nucléide parent. Les éléments suivants de cette famille constituent le plus grand danger pour la santé des mineurs : 222 Rn, 21t *Pb, 211 Bi et 21"Po. La teneur en radon dans l'atmosphère de la mine est déterminée par le taux d'émanation, le taux de ventilation et la demi-vie du radon. Les descendants immédiats de la désintégration du radon ont une demi-vie courte et s'accumulent rapidement dans l'atmosphère, même si le radon pénètre dans la mine sans descendants.

Étant donné que la nocivité relative des produits de filiation du radon est supérieure à la nocivité du radon lui-même, le contrôle de la pollution radioactive de l'air dans les mines d'uranium peut être effectué sur la base de ses produits de désintégration. Comme niveau de travail acceptable pour la teneur en produits de filiation du radon dans l'atmosphère d'une mine, une valeur d'« énergie latente » égale à 1,3*15 MeV/l d'air est proposée.

Une méthode populaire d'extraction de l'uranium consiste à exploiter des mines à ciel ouvert (certaines d'entre elles atteignent 500 m de profondeur). On pense que le danger radiologique de ces carrières pour les mineurs est bien moindre que celui des mines souterraines. Cependant, pour environnement L’extraction d’uranium à ciel ouvert peut présenter un grave danger en raison de l’entraînement de poussière. Modifications des paysages, perturbation du couvert végétal, effets néfastes sur la faune locale sont des conséquences inévitables. l'exploitation minière à ciel ouvert. La tâche difficile consiste à remblayer la carrière avec des roches usées et à les récupérer une fois les opérations minières terminées.

Il existe des règles et des lois qui définissent les mesures de protection de l'environnement, stipulent des exigences telles que des mesures préalables

évaluations d'impact environnemental; mise en œuvre progressive d'un programme de restauration, comprenant la restauration des paysages et des forêts, la plantation de la flore endogène, la restauration des plantes endogènes faune; ainsi que de vérifier la conformité de l'environnement aux normes en vigueur.

Riz. 4. Extraction d'uranium par lixiviation souterraine.

Extraction par solution

(lixiviation in situ) consiste à injecter un liquide alcalin ou acide (tel que l'acide sulfurique) à travers des forages dans des gisements de minerai d'uranium et à les pomper. Cette méthode ne nécessite pas l'enlèvement du minerai du site minier, mais ne peut être utilisée que là où les gisements d'uranium sont situés dans un aquifère en roche perméable et ne sont pas trop profonds (-200 m).

Les avantages de cette technologie sont un risque réduit d'accidents et d'exposition aux radiations pour le personnel, un faible coût et ne nécessite pas beaucoup d'espace pour le stockage des déchets. Les principaux inconvénients sont le risque de détournement des liquides de lixiviation du gisement d'uranium et de contamination ultérieure des eaux souterraines, ainsi que l'incapacité de rétablir les conditions naturelles dans la zone de lixiviation après la fin des opérations. Le mélange contaminé qui en résulte est soit transporté vers des réservoirs, soit envoyé vers des puits d'élimination profonds.

Lessivage - extraction d'un ou plusieurs composants de minerais, concentrés, déchets de production avec une solution aqueuse contenant un alcali, un acide ou un autre réactif, ainsi que l'utilisation certains types bactéries; un cas particulier d'extraction de la phase solide. Le lessivage s'accompagne généralement de réaction chimique, à la suite de quoi le composant extrait passe d'une forme insoluble dans l'eau à une forme soluble.

Lessivage sur place - la lixiviation in situ des minerais d'uranium. Elle consiste à injecter de l'acide sulfurique dans la masse de minerai et élimine le problème du stockage des résidus, mais dans des conditions défavorables, elle peut provoquer une contamination des eaux souterraines.

La lixiviation est basée sur la capacité de la substance extraite à mieux se dissoudre que les autres. Solvants - une solution d'ammoniac, d'acides, d'alcalis, de chlorures métalliques ou de chlore, de sulfates, etc. La lixiviation peut s'accompagner d'une oxydation de la matière extraite afin de convertir des composés peu solubles en composés facilement solubles (lixiviation oxydative). Les gaz (air, oxygène), les substances inorganiques liquides et solides (HN0 3, Mn0 2, KMn0 4, etc.), les bactéries (lixiviation bactérienne) sont utilisés comme oxydants.

La lixiviation in situ par forage est utilisée dans le développement de gisements réservoirs. Les conditions pour son applicabilité sont une perméabilité élevée et une teneur en eau élevée de l'environnement minéralisé. Lors de l'utilisation de cette méthode, le champ est divisé en polygones, forés séquentiellement par des systèmes de puits d'injection et d'extraction, avec deux ou trois puits d'extraction ou plus par puits d'injection. Le temps de lixiviation de l'uranium des roches sur chaque site est de 1 à 3 ans. Selon la composition des solutions de travail utilisées, on distingue un schéma acide pour la lixiviation de l'uranium (solutions d'acide sulfurique) et un schéma carbonate (solutions de carbonates-bicarbonates de sodium et d'ammonium).

La lixiviation in situ consiste à pomper une solution de lixiviation sous terre directement dans un gisement de minerai ou dans une couche de minerai spécialement préparé et à pomper la solution qui a percolé à travers la couche de minerai jusqu'à la surface. Il existe deux options principales pour la lixiviation souterraine : le forage (sans puits) et la mine (bloc). Dans les mines souterraines, les mines anciennes ou spécialement créées, des chambres souterraines préparées avec du minerai dégringolé sont utilisées et des galeries ou des galeries sont utilisées pour collecter la solution du produit.

La lixiviation souterraine, généralement utilisée lorsque la profondeur du gisement ne dépasse pas 100 m, permet d'impliquer des minerais d'uranium à faible teneur dans l'industrie minière, de réduire considérablement le volume des investissements en capital et le temps de construction des entreprises, augmenter plusieurs fois la productivité du travail, réduire considérablement l'impact néfaste sur la nature (ne pas perturber le paysage, réduire considérablement la quantité de déchets solides et de substances nocives transportées à la surface de la terre et il est relativement simple de restaurer les zones de déchets).

La lixiviation par forage souterrain est une méthode de développement de gisements de minerai sans remonter le minerai à la surface en transférant sélectivement des ions d'uranium naturel dans une solution productive directement dans le sous-sol. Cette méthode consiste à forer des puits à travers des gisements d'uranium, à fournir une solution aux gisements d'uranium, à soulever des solutions contenant de l'uranium à la surface et à en extraire l'uranium à l'aide d'unités d'échange d'ions par sorption, en ajoutant de l'acide aux liqueurs mères et en pompant. les retourner dans le sous-sol. Lors du lessivage des forages, il n'y a aucun changement dans l'état géologique du sous-sol, puisque le massif minier n'est pas excavé.

Au cours du processus de lixiviation des forages, moins de 5 % de la radioactivité est transférée à un état mobile dans le sous-sol et ramenée à la surface, contre 100 % avec les méthodes traditionnelles d'extraction de l'uranium. Il n’est pas nécessaire de construire des décharges pour stocker les déchets haut niveau radiation. L’environnement hydrogéochimique naturel des gisements d’uranium est généralement capable de s’auto-réparer face à l’impact anthropique. En raison de la restauration progressive des conditions redox naturelles, un processus lent mais irréversible de récupération des eaux souterraines dans les aquifères minéralisés se produit. Il existe des méthodes permettant d'intensifier considérablement ce processus, en accélérant la récupération des dizaines de fois.

Cependant, la méthode de lixiviation par forage est une méthode d'exploitation minière plutôt dangereuse d'un point de vue environnemental. La solution uranifère lixiviée peut s'échapper du gisement de la zone par des fractures dans la roche ou des ruptures dans les couches d'étanchéité et se propager ensuite à travers l'aquifère. Cela peut entraîner une contamination des eaux souterraines à de grandes distances de la mine. En plus de l'uranium, les solutions de lixiviation dissolvent également d'autres minéraux, de sorte que non seulement l'uranium, mais aussi les éléments deviennent mobiles : radium, arsenic, vanadium, molybdène, cadmium, nickel, plomb, etc., et ils sont concentrés au millième. fois. Les minéraux sont précipités de la solution par lixiviation souterraine pour former de la calcite, du gypse et d'autres minéraux. Les précipitations qui en résultent peuvent réduire, voire bloquer complètement, le flux de solution à travers les zones uranifères, entraînant des résultats imprévisibles ou une fermeture prématurée de la mine.

La lixiviation en forage produit de grandes quantités Eaux usées et les solutions qui doivent être éliminées d'une manière écologiquement acceptable. Il s'agit notamment des eaux de lavage et des déchets liquides de l'usine d'enrichissement de l'uranium. Ces liquides sont mélangés et réinjectés dans les mêmes eaux souterraines qui ont servi à l’extraction de l’uranium, ou injectés dans un aquifère profond loin des autres utilisateurs des eaux souterraines. Ces déchets liquides contiennent de fortes concentrations de radionucléides et de métaux lourds et la zone où ils sont distribués devra être restaurée après la fermeture de la mine.

La lixiviation en tas est le processus d'obtention de composants utiles par dissolution préparée (minerais broyés de faible teneur ou résidus d'une usine de traitement) et placée dans une pile spéciale de matières premières minérales, suivie de leur séparation (précipitation) des solutions en circulation.

La lixiviation en tas est utilisée pour traiter des minerais contenant des composants utiles facilement solubles ; ces minerais doivent être relativement poreux et peu coûteux. La lixiviation en tas est parfois utilisée pour retraiter les décharges résultant des processus miniers en amont. Pour charger le minerai, on prépare une surface légèrement inclinée, impénétrable aux solutions de lixiviation. Des dépressions de captage sont créées le long et à travers cette surface pour le drainage. Après chargement, le minerai est rempli d'une quantité de solution de lixiviation suffisante pour saturer toute son épaisseur. La solution pénètre entre les particules de minerai et dissout les composants utiles. Après un certain temps, le matériau est séché et la croûte formée par les composants précieux dissous est éliminée, et la roche meuble traitée est lavée dans le système de drainage.

La lixiviation par percolation est utilisée dans le traitement de minerais mal concassés et ne contenant pas de boue naturelle ni d'argile. Il s'agit d'un processus plutôt lent. La lixiviation par infiltration est réalisée dans des réservoirs bien adaptés au chargement et au déchargement. Le fond du réservoir doit être un filtre efficace, permettant à la solution d'être pompée et pompée à travers celui-ci. Les réservoirs sont chargés de minerai concassé d'une certaine fraction granulométrique. Ensuite, la solution de lixiviation est pompée dans le réservoir et absorbée dans le minerai. Après le temps de maintien requis, la solution contenant les composants lixiviés est pompée et le minerai est lavé pour éliminer toute solution de lixiviation restante.

Le processus de lixiviation peut libérer de la poussière, du radon et du liquide de lixiviation. Une fois le processus de lixiviation terminé, surtout si le minerai contient du sulfure de fer, une fois exposé à l’eau et à l’air, une production bactérienne continue d’acide dans les décharges peut commencer, conduisant à une lixiviation spontanée de l’uranium sur plusieurs siècles, contaminant les eaux souterraines.

Comment l’uranium est-il extrait au Kazakhstan ? aslan écrit le 27 mars 2017

L'industrie de l'uranium du Kazakhstan en termes de revenus pour le budget du pays est peut-être juste derrière la production pétrolière. Plus de 25 000 personnes travaillent dans cette industrie. Cependant, en raison du régime des installations, les invités des mines d'uranium sont extrêmement nombreux. un événement rare.

Aujourd'hui, nous verrons comment fonctionne l'entreprise minière Ortalyk, située dans le district de Suzak de la région du sud du Kazakhstan.

Le quart de travail des employés d'Ortalyk Mining Enterprise LLP commence par un examen médical obligatoire

Les travailleurs d'une entreprise minière d'uranium font mesurer leur tension artérielle et leur température et sont également testés avec un alcootest. Bien que, selon le médecin, l'alcool soit strictement interdit dans l'établissement, et qu'il n'y ait pas eu un seul cas où le dernier test a été « échoué ».

Après la visite médicale - petit-déjeuner à la cantine de la mine

Les spécificités de la production créent des exigences de sécurité supplémentaires - les employés enfilent des vêtements de travail dans un vestiaire séparé ; il est interdit de sortir dans le camp de quart et dans la zone propre de la mine.

Le chef d'équipe émet un ordre - une tâche qui définit le contenu, le lieu de travail, les heures de début et de fin, les conditions d'exécution en toute sécurité, les mesures de sécurité nécessaires

L'une des mesures de sécurité consiste à porter des respirateurs dans les ateliers. Cela est dû au fait que dans la production d'uranium, des réactifs tels que l'acide sulfurique et le nitrate d'ammonium sont utilisés.

L'extraction de l'uranium est entièrement automatisée. Dans la salle de contrôle, vous pouvez suivre tous les processus qui se déroulent dans l'installation

L'extraction de l'uranium à Ortalyk, comme dans toutes les autres entreprises du Kazakhstan, est réalisée par lixiviation par forage souterrain. Cette méthode a été choisie car elle est la plus respectueuse de l'environnement. Le fond de rayonnement dans les champs ne diffère pas du fond de rayonnement dans les grandes villes

Le principe de la méthode de lixiviation souterraine est le suivant : une solution d'acide sulfurique à 2 % est pompée sous terre dans des couches uranifères qui, en interaction avec les roches, dissolvent l'uranium, puis cette solution enrichie en uranium est pompée vers la surface. Au-dessus de chaque puits se trouve un panneau de commande de pompe

Dans cette salle sur le territoire de la décharge avec puits se trouve une unité de distribution de solution

Les employés reçoivent des lunettes et des chapeaux pour se protéger de la chaleur incroyable.

Une solution d'acide sulfurique est pompée dans les puits par ces canalisations. Les puits de pompage qui extraient l’uranium du sol se ressemblent.

Ensuite, la solution contenant de l'uranium est envoyée par des canalisations vers l'atelier de traitement des solutions productives (cycle de sorption-régénération).

Avec cette méthode d'extraction, environ 15 tonnes d'acide sulfurique par heure sont utilisées à Ortalyk

Dans la production d'uranium, tous les processus sont automatisés, mais un contrôle manuel est également possible

Cet atelier reçoit une solution d'uranium - désorbat d'uranium commercial

La solution réagit avec le sel de carbonate d'ammonium pour obtenir un concentré d'uranium naturel - « gâteau jaune »

Vérification des lectures du filtre à pression

Le Yellowcake ou concentré d'uranium naturel est le produit final de l'entreprise, qui est conditionné dans des conteneurs spéciaux. En fait, l'uranium dans ce composé représente environ 45 à 50 %. Cette année, il est prévu d'extraire 2 000 tonnes d'uranium. Le champ lui-même est conçu pour 25 ans d'exploitation.

Les pompes submersibles ne nécessitent pratiquement aucune réparation ; elles durent environ 30 000 heures de fonctionnement. Cependant, il est nécessaire d'inspecter constamment et, si nécessaire, de changer les roues.

Parallèlement à l'extraction directe de l'uranium, le laboratoire mène des recherches permettant la valorisation la plus efficace du gisement.

Selon les normes acceptées, il ne devrait pas rester plus de 3 milligrammes d'uranium par litre dans la solution renvoyée au sous-sol après traitement, mais selon les résultats des échantillons, les pertes n'ont pas dépassé 1,2 milligrammes.

À la fin de leur quart de travail, les employés doivent faire vérifier leur dose de rayonnement.

Lorsque nous sommes allés à l'entreprise, nous nous attendions à ce que le camp des travailleurs de l'uranium ressemble à celui d'autrefois bon temps- des caravanes dans lesquelles vivent les travailleurs. Cependant, le camp de rotation d'Ortalyk est complètement différent : il s'agit d'un complexe moderne de bâtiments dotés de tout ce dont une personne a besoin pour se détendre après le travail.

Après le dîner, de nombreux travailleurs passent du temps à jouer au tennis de table.

Le camp tournant possède également son propre terrain de mini-football