В каких породах содержится уран

В каких породах содержится уран thumbnail

Для производства атомной энергии принято использовать такой материал, как уран. Он представляет собой химический элемент, относящийся к семейству актинидов.

Химическая активность этого элемента обуславливает тот факт, что он не содержится в свободном виде. Для его производства используются минеральные образования под названием урановые руды. В них концентрируется такое количество топлива, которое позволяет считать добычу этого химического элемента экономически рациональной и выгодной. На данный момент в недрах нашей планеты содержание этого металла превышает запасы золота в 1000 раз (см. Всё о добыче золота. Где и как добывается золото?). В целом залежи данного химического элемента в грунте, водной среде и горной породе оцениваются в более чем 5 миллионов тонн.

Российская разработка, позволяющая добывать золото из каменного угля

Свойства урана

В свободной состоянии уран представляет собой серо-белый металл, которому свойственно 3 аллотропических модификации: ромбическая кристаллическая, тетрагональная и объемно центрированная кубическая решетки. Температура кипения этого химического элемента составляет 4200 °C.

Уран является химическим активным материалом. На воздухе этот элемент медленно окисляется, легко растворяется в кислотах, реагирует с водой, но при этом не взаимодействует с щелочами.

Урановая руда

Урановая руда: характеристики и классификации

Урановые руды в России принято классифицировать по различным признакам. Чаще всего они различаются условиями образования. Так, существуют эндогенные, экзогенные и метаморфогенные руды. В первом случае они представляют собой минеральные образования, сформировавшиеся под воздействием высоких температур, влажности и пегматитовых расплавов. Экзогенные урановые минеральные образования возникают в поверхностных условиях. Они могут формироваться непосредственно на поверхности земли. Это происходит из-за циркуляции подземных вод и накопления осадков. Метаморфогенные минеральные образования появляются, как результат перераспределения первично разнесенного урана.

В соответствии с уровнем содержания урана, эти природные образования могут быть:

  • супербогатыми (свыше 0,3%);
  • богатыми (от 0,1 до 0,3%);
  • рядовыми (от 0,05 до 0,1%);
  • убогими (от 0,03 до 0,05%);
  • забалансовыми (от 0,01 до 0,03%).

Современное применение урана

Слиток из урана

Сегодня уран чаще всего используется в качестве топлива для ракетных двигателей и ядерных реакторов. Учитывая свойства этого материала, он также предназначен для повышения мощности ядерного орудия. Этот химический элемент также нашел свое применение в живописи. Его активно применяют в качестве желтого, зеленого, бурого и черного пигментов. Уран также используется для производства сердечников для бронебойных снарядов.

Мирный атом: дорога в никуда или светлое будущее?

Добыча урановой руды в России: что для этого необходимо?

Добыча урановой руды открытым способом

Добыча радиоактивных руд осуществляется тремя основными технологиями. Если залежи руды сконцентрированы максимально близко к поверхности земли, то для их добычи принято использовать открытую технологию. Она предусматривает использование бульдозеров и экскаваторов, которые роют ямы большого размера и грузят полученные полезные ископаемые в самосвалы. Далее она отправляется в перерабатывающий комплекс.

При глубоком залегании этого минерального образования принято использовать подземную технологию добычи, предусматривающую создание шахты глубиной до 2-х километров. Третья технология существенно отличается от предыдущих. Подземное выщелачивание для разработки месторождений урана предполагает бурение скважин, через которые в залежи закачивается серная кислота. Далее осуществляется бурение еще одной скважины, которая необходима для выкачивания полученного раствора на поверхность земли. Затем он проходит процесс сорбции, позволяющий собрать соли этого металла на специальной смоле. Последний этап технологии СПВ – циклическая обработка смолы серной кислотой. Благодаря такой технологии концентрация этого металла становится максимальной.

Месторождения урановых руд в России

Россия считается одним из мировых лидеров по добыче урановых руд. На протяжении последних нескольких десятков лет Россия стабильно входит в топ-7 стран-лидеров по этому показателю.

Наиболее крупными месторождениями этих природных минеральных образований являются:

МесторождениеОбластьЗапасы чистого урана, тоннКомментарий
АргунскоеЧитинская область9481Самое крупное российское месторождение. Дает 93% от общего объема добычи.
ЖерловоеЧитинская область3485Общие запасы оценивают в 4137 тысяч тонн.
ХиагдинскоеБурятия11300 Разработка месторождений проходит методом подземного выщелачивания. Хиагдинское поле состоит из 8 месторождений.

Крупнейшие месторождения по добыче урана в мире – страны лидеры

Добыча урановой руды в шахте

Мировым лидером по добыче урана считается Австралия. В этом государстве сконцентрировано более 30% всех мировых запасов. Наиболее крупными австралийскими месторождениями являются Олимпик Дам, Биверли, Рейнджер и Хонемун.

Что такое руда? Какие виды руды бывают? Как её добывают? Страны-лидеры по добыче руды

Главным конкурентом Австралии считается Казахстан, на территории которого содержится практически 12% мировых запасов топлива. На территории Канады и ЮАР сконцентрировано по 11% мировых запасов урана, в Намибия – 8%, Бразилии – 7%. Россия замыкает семерку лидеров с 5%. В список лидеров также входят такие страны, как Намибия, Украина и Китай.

Крупнейшими мировыми урановыми месторождениями являются:

Читайте также:  В каких продуктах содержится фосфор и фтор
МесторождениеСтранаНачало обработки
Олимпик-ДэмАвстралия1988
РоссингНамибия1976
МакАртур-РиверКанада1999
ИнкайКазахстан2007
ДоминионЮАР2007
РейнджерАвстралия1980
ХарасанКазахстан2008

Запасы и объемы добычи урановой руды в России

Разведанные запасы урана в нашей стране оцениваются в более чем 400 тысяч тонн. При этом показатель прогнозируемых ресурсов составляет более 830 тысяч тонн. По состоянию на 2017 год в России действует 16 урановых месторождений. Причем 15 из них сосредоточены в Забайкалье. Главным месторождением урановой руды считается Стрельцовское рудное поле. В большинстве отечественных месторождениях добыча осуществляется шахтным способом.

Интересные факты об урановой руде

  • Уран был открыт еще в XVIII веке. В 1789 году немецкий ученый Мартин Клапрот сумел произвести из руды металлоподобный уран. Что интересно, этот ученый также является первооткрывателем титана и циркония.
  • Соединения урана активно используют в сфере фотодела. Этот элемент применяется для окрашивания позитивов и усиления негативов.
  • Главным отличием урана от других химических элементов является естественная радиоактивность. Атомы урана имеют свойство самостоятельно изменяться с течением времени. При этом они испускают лучи, невидимые глазу человека. Эти лучи делятся на 3 вида – гамма-, бета- альфа-излучения (см. Что такое радиация? Действие радиации на организм. Характеристика зон радиоактивного заражения.).

Источник

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 30 сентября 2019;
проверки требуют 6 правок.

Урановые минералы (минералы урана, минералогия урана) — группа минералов, в состав которых входит элемент уран (№ 92 U 238).
Они важны для минералогии, горного дела, охраны здоровья и природы. Большая часть минералов урана встречается в малом количестве и является минералогической редкостью[1].

Урановые минералы встречаются в урановых рудах, которые содержат уран в концентрациях, количествах и соединениях, при которых его промышленная добыча экономически целесообразна[2]. Уран является элементом-индикатором многих геологических процессов.

Типы[править | править код]

Минералы, в которых содержится уран, в зависимости от концентрации элемента делятся на два типа: урановые и содержащие малое количество урана:

урановые

  • окислы урана (безводные и водные)
  • силикаты урана
  • карбонаты урана
  • сульфаткарбонаты урана
  • сульфаты урана
  • фосфаты урана
  • арсенаты урана
  • ваданаты урана
  • молибдаты урана

ураносодержащие

  • Органические соединения урана
  • Силикаты тория, содержащие уран
  • Танталониобаты, содержащие уран
  • Тантаты, содержащие уран

Собственные минералы урана отчетливо делятся на[3]:

  • первичные минералы U (IV) — содержат уран в форме иона U4+. Основные минералы — безводные оксиды.
  • вторичные минералы U (VI) — соответствуют зоне окисления и характеризуются яркой (желтой, зелёной, оранжевой, белой и т. д.) окраской, свойственной солям уранила.

Методы[править | править код]

Минералы урана и их состав определяются различными методами:

  • радиометрические
  • люминесцентные[4]
  • радиографические
  • метод отпечатка
  • химический анализ
  • оптические и электронно-микроскопические
  • cпектральный анализ
  • Кристаллохимический.

Список минералов[править | править код]

Минералоги урана[править | править код]

  • Бетехтин, Анатолий Георгиевич
  • Курбатов, Сергей Михайлович
  • Лабунцов, Александр Николаевич
  • Мелков, Вячеслав Гаврилович
  • Ненадкевич, Константин Автономович
  • Щербаков, Дмитрий Иванович
  • и другие минералоги.

См. также[править | править код]

  • Урановые руды
  • Урановые рудники
  • Военная геология
  • Секретные минералы
  • Радиогеология

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Минералы урана: справочник. М.: ГНТИ лит. по геол. и охр. недр, 1957. 407 c.
  2. ↑ Урановые руды // Горная энциклопедия.
  3. ↑ Минералы урана // Ядерная геохимия. М.: Изд-во МГУ, 2000. C. 48-49.
  4. Мелков В. Г., Свердлов З. М. Люминесцентный метод обнаружения урановых минералов и руд // Доклады АН СССР. 1941. Т. 31. № 4. С. 158.

Литература[править | править код]

  • Курбатов С. М. Новое месторождение соединений урана и ванадия в Минусинском уезде Енисейской губернии // Известия РАН. Серия 6. 1925. Т. 19. № 9/11. С. 315—322.
  • Барсуков В. Л., Герасимовский В. И., Германов А. И., Ермолаев Н. П., Коченов А. В., Макаров Е. С., Наумов Г. Б., Соколова Н. Т., Тарасов Л. С., Тугаринов А. И., Щербина В. В. Основные черты геохимии урана. М.: Издательство Академии наук СССР, 1963. 352 с.
  • Черников А. А., Пеков И. В., Минина Е. Л. К истории изучения минералов урана отечественными исследователями // Записки Всероссийского минералогического общества. 1997. Т. 126. № 4. С. 111—128.
  • Задов А. Е., Чуканов Н. В., Пеков И. В. Уранпирохлор из ультращелочного пегматита в Ловозерском массиве // Карбонатиты Кольского полуострова. СПб.: СПбГУ, 1999. С. 57-58.
  • Кравченко С.М., Березина И.Г. Уран в базальтах и долеритах: по данным f-радиографии. М.: Недра, 1975. 119 с. Тираж 1000 экз.
  • Пеков И. В. Урановая минерализация и поведение урана в ультращелочных пегматитах Ловозерского массива, Кольский полуостров // Традиционные и новые направления в минералогических исследованиях: годичная сессия МО ВМО: Тезисы докладов. 2001. С. 115—116.
  • Ферсман А. Е. О возрасте урановых минералов в пегматитовых жилах // Известия АН СССР. Серия 6. 1926. Т. 20. № 9. С. 775—780.
  • Ядерная геология. М.: Иностранная литература, 1956. 555 с.
Читайте также:  В морской воде содержится 5 соли какую часть

Журналы и серийные издания сборников

  • Материалы по геологии урановых месторождений. — ВИМС
  • Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. — ВИМС и ВСЕГЕИ.

Ссылки[править | править код]

  • Список минералов русской Википедии.

Источник

В таблице Менделеева химический элемент под названием уран имеет атомный номер 92. Простой уран представляет собой тяжелый металл глянцевого серебристо-белого оттенка. Главный элемент атомной энергетики и сырье для получения другого главного энергетического элемента — плутония, он причастен ко многим большим открытиям XX в.

1. Уран — это вещество, которое в массовом сознании ассоциируется исключительно с ядерной энергетикой. Хотя правильнее было бы связать его с космосом, ведь ученые считают, что он появляется только при взрывах сверхновых звезд. При этом на нашей планете урана не так уж и мало — по своей распространенности в земной коре он занимает 38-ое место. Больше всего его содержится в различных осадочных породах. Проблема состоит в том, что он в значительной степени рассеян, и его мощных месторождений не так много. Содержание урана в земной коре составляет 0,0003 % (вес), концентрация в морской воде — 3 мкг/л. В промышленности используют около 15 минералов урана. Это урановая смолка — её основой служит оксид четырехвалентного урана, урановая слюдка — различные силикаты, фосфаты и более сложные соединения с ванадием или титаном на основе шестивалентного урана.

2. Ещё в древнейшие времена природная окись урана использовалась для изготовления жёлтой посуды. Так, возле Неаполя найден осколок жёлтого стекла, содержащий 1 % оксида урана и датируемый 79 годом н. э. И всё-таки важной датой в истории исследования урана стал 1789 год. Тогда немецкий ученый Мартин Генрих Клапрот впервые восстановил из руды металлоподобный уран. Кстати, Клапрот также стал первооткрывателем циркония и титана.

3. Название было дано в честь самой далёкой из известных в те времена планет — Урана, которую в свою очередь открыл в 1781 году Уильям Гершель.

4. Почти 50 лет полученный тогда уран считали чистым металлом, однако, в 1840 году химик из Франции Эжен-Мелькьор Пелиго смог доказать, что материал, полученный Клапротом, несмотря на подходящие внешние признаки, вовсе не металл, а оксид урана. Чуть позже все тот же Пелиго получил настоящий уран — очень тяжелый металл серого цвета. Именно тогда впервые и был определен атомный вес такого вещества, как уран.

5. В 1874 году Дмитрий Менделеев сделал еще один важный шаг по изучению этого элемента. Он разместил уран в самой дальней клетке своей таблицы, удвоив ранее предположенное значение атомного веса элемента. И лишь спустя 12 лет опытным путем было доказано, что великий химик не ошибался в своих расчетах.

6. Между прочим, благодаря урану в 1896 году Антуан Анри Беккерель случайно открыл лучи, которые впоследствии были названы радиоактивностью. К 1900 году были открыты три типа излучения урановых препаратов — альфа-, бета- и гамма-лучи.

7. Всем известно, что уран — это радиоактивный элемент. Насколько велика его радиоактивность? Самым долгоживущим считается, пожалуй, уран -238. Его период полураспада длится 4,4 млрд. лет. Кстати, именно этот изотоп считается самым распространенным — это около 99% всего урана, находящегося в природе. Учитывая же его период полураспада, можно сказать, что его радиоактивность мала, и его альфа-частицы не преодолевают даже слоя эпидермиса на коже человека. Существует история о том, как академик Курчатов после работы с уранов просто протирал руки салфеткой или платком, и лучевой болезнью он не страдал. А так ученые установили 23 искусственных изотопа урана, которые являются радиоактивными. Изотопами называются атомы одного и того же элемента, имеющие различный атомный вес, который указывается цифрами после названия элемента.

8. В начале 80-х годов производство урана в капиталистических странах составляло около 50 000 г в год (в пересчете на U3Os). Примерно треть этого количества давала промышленность США. На втором месте — Канада, далее ЮАР. Нигор, Габон, Намибия. Из европейских стран больше всего урана и его соединений производит Франция, однако ее доля была почти в семь раз меньше, чем США. Сегодня Австралия по запасам урана, с учетом резервных месторождений, занимает 1-е место в мире, после идёт Казахстан и Россия.

9. В России основным урановорудным регионом является Забайкалье. Самое крупное российское месторождение — это Аргунское (Читинская область). Дает 93% от общего объема добычи. Разведанные запасы урана в нашей стране оцениваются в более чем 400 тысяч тонн. При этом показатель прогнозируемых ресурсов составляет более 830 тысяч тонн. По состоянию на 2017 год в России действует 16 урановых месторождений.

Читайте также:  Какой витамин содержится в печеньях

10. По физическим свойствам уран очень тяжелый металл. В чистом виде он гибкий, ковкий и немного мягче стали. Металл имеет очень высокую плотность, примерно на 70% плотнее свинца, но менее плотный, чем золото.

11. Блеск чистого металлического урана напоминает блеск серебра. И все-таки, если дать куску металла побыть на воздухе всего лишь несколько минут, то его поверхность тускнеет и приобретает легкий коричневый оттенок — эта пленка есть результат соединения урана с кислородом (оксид урана), а процесс образования такой пленки называется окислением. При образовании пленки на поверхности металла, кислород прекращает поступать внутрь образца и, как следствие, дальнейшее развитие процесса окисления не возможно.

12. Уран имеет температуру плавления 2075 ° F (1 135 ° C) и температуру кипения 7,468 ° F (4113 ° C). Кстати уран способен самовоспламеняться при температуре от 150 до 175°C в порошкообразном состоянии. Если довести температуру до 1000 градусов Цельсия, хим. элемент уран соединиться с азотом. Образуется нитрид металла. Это вещество желтого цвета.

13. Уран может разъедать вода, при высоких температурах этот процесс будет происходить быстро, а при низких — медленно.

14. Делящиеся изотопы урана способны вызывать ядерную цепную реакцию, делая металл важным для выработки тепла в ядерных энергетических реакторах и производства расщепляющегося материала для ядерного оружия. Впервые уран в качестве сердечника для снарядов был применён в Третьем рейхе. Первая атомная бомба, использованная во Второй мировой войне, упала на Хиросиму, Япония, в 1945 году, содержала ядро урана. Сегодня ядерные бомбы обычно производятся из других материалов, таких как плутоний.

15. Один килограмм 235U теоретически может производить 20 тераджоулей энергии, что эквивалентно энергии, полученной из 1500 тонн угля.

16. Первую управляемую цепную реакцию провел в 1942 году Энрико Ферми в Чикагском университете, причем управляли реактором вручную — задвигая и выдвигая графитовые стержни при изменении потока нейтронов. Первая электростанция была построена в Обнинске в 1954 году.

17. В ядерных реакторах отрабатывается лишь незначительная часть загруженного урана, связано это с зашлаковыванием топлива продуктами деления: 235U выгорает, цепная реакция постепенно затухает. Однако ТВЭЛы по-прежнему заполнены ядерным горючим, которое необходимо снова употребить. Для этого старые тепловыделяющие элементы демонтируют и отправляют на переработку — их растворяют в кислотах, а уран извлекают из получившегося раствора методом экстракции, осколки деления, от которых нужно избавиться, остаются в растворе. Таким образом, получается, что урановая промышленность практически безотходное химическое производство!

18. Соединения урана используются для изготовления желтой краски для живописи по фарфору и керамике, а в начале ХХ века уранилнитрат применялся для усиления негативов и окрашивания позитивов.

19. В микроколичествах уран обнаруживается в тканях растений, животных и человека (соединения урана всасываются в желудочно-кишечном тракте (около 1 %), в лёгких — 50 %).

20. Ученые предполагают, что уран в мизерных количествах необходим для нормального функционирования организма человека, животных и растений. Однако его роль в физиологии до сих пор не выяснена. Установлено, что среднее содержание 92-го элемента в организме человека составляет порядка 9∙10-5 г (Международная комиссия по радиационной защите). Правда, эта цифра несколько колеблется для различных районов и территорий.

21. Ураново-свинцовым методом геологам удалось узнать возраст самых древних минералов, при исследовании метеоритных пород удалось определить примерную дату зарождения нашей планеты. Благодаря «урановым часам» определили возраст лунного грунта. Что интересно, оказалось, что уже в течение 3 млрд лет на Луне нет вулканической деятельности и естественный спутник Земли остается пассивным телом. Ведь даже самые молодые куски лунного вещества прожили срок больше возраста древнейших земных минералов.

Ещё по теме:

Алюминий
Барий
Берилий
Ванадий
Висмут
Вольфрам
Галий
Гафний
Германий
Железо
Золото
Индий
Иридий
Кадмий
Калий
Кальций
Кобальт
Литий
Магний
Марганец
Медь
Молибден
Натрий
Никель
Ниобий
Олово
Осмий
Палладий
Платина
Рений
Родий
Ртуть
Рубидий
Рутений
Свинец
Серебро
Стронций
Сурьма
Таллий
Тантал
Титан
Уран
Хром
Цинк
Цирконий

Ваш Промблогер №1 Игорь (ZAVODFOTO)! Подписывайтесь на мой канал, я Вам ещё много чего интересного покажу: https://zen.yandex.ru/zavodfoto

Р. S. Уважаемые собственники и акционеры, представители пресс-служб компаний, отделы маркетинга и другие заинтересованные лица, если на Вашем предприятие есть, что показать — «Как это делается и почему именно так!», смело приглашайте в гости. Для этого пишите мне сюда: akciirosta@yandex.ru Берите пример с лидеров!

На данный момент я уже лично посетил более 400 предприятий, а вот и ссылки на все мои промрепортажи:

Почему наша промышленность самая лучшая в мире: https://zavodfoto.livejournal.com/4701859.html

Я всегда рад новым друзьям, добавляйтесь и читайте меня в:

LiveJournal / Instagram / Facebook / ВК / Одноклассники / twitter  / Golos.io / Telegram / Яндекс.Дзен /

Источник