Уран – важный элемент, являющийся топливом для атомных электростанций. От некоторых других радиоактивных элементов он отличается тем, что не имеет стабильных изотопов, из-за чего, любой отдельно взятый атом урана будет радиоактивным. В природе встречается Уран, который на 99,2% состоит из 238-U изотопа. Примерный период полураспада – 4,5 млрд лет.
Особенности добычи Урана
Практически невозможно встретить минералы Урана на поверхности – они залегают глубоко под землей, в среднем, на глубине 400 м. Для добычи Урана не строят карьеры и шахты – это крайне дорогая и не выгодная технология. В России, и в других странах наиболее часто применяется метод скважинного подземного выщелачивания. Главное преимущество в том, что при таком способе добычи остается нетронутой окружающая среда, а также не загрязняются грунтовые воды.
Как работает система добычи Урана
На небольшом участке с подтвержденным урановым месторождением устанавливают систему труб, через которые под землю закачивается сильно разбавленная серная кислота в концентрации 7 гр. на 1 литр.
Такой метод добычи используется только в тех случаях, когда доказано, что порода, содержащая уран, сверху и снизу отделена водоупорными пластами, то есть над слоем урана должен находиться толстый слой глины. В этом случае земные слои напоминают «пирог» в котором чередуются песчаные и глинистые слои, а на большой глубине, ниже уровня грунтовых вод, залегают урановые залежи.
Алгоритм работы системы по добыче Урана:
- Кислота закачивается под землю, после чего начинается целый ряд реакций. В результате концентрация кислоты сильно снижается из-за того, что она расходуется на разные процессы – она взаимодействует с глиной и песком.
- Выполняется откачивание жидкости из-под земли через другую трубу. Всегда важно соблюдать баланс, чтобы не допустить проваливания земли из-за образовавшихся пустот, поэтому откачивают ровно столько же материала, сколько закачали под землю.
- Использованный раствор сливают в специальный бассейн, в котором от раствора отделают твердые взвеси пород. Такой бассейн – продуманное инженерное сооружение, не представляющее никакой опасности для окружающей среды.
- Раствор поступает на сорбцию, в специальные колонны, со впитывающими шариками – они поглощают весь Уран из жидкости.
- Очищенная жидкость, не содержащая Уран, отправляется в соседний бассейн, в который добавляют небольшое количество серной кислоты, до первоначального значения – 7 гр на литр. Таким образом, раствор зациклен, и используется для дальнейшего извлечения урана.
- Жидкость с Ураном идет дальше – из сорбционных колон в десорбционные. В результате на выходе получается раствор с высоким содержанием Урана. Вместо 19 гр на литр в этом растворе содержится 80 гр на литр.
- Готовую смесь перегоняют в цистерну и закрывают. Саму цистерну хорошо моют, а дозиметрист проводит контрольную проверку. Цистерны отвозят на другое предприятие.
- На месте урановую смесь переливают в реактор с мешалкой, в которых Уран охлаждают, добавляя бикарбонат аммония. Остаток кислоты нейтрализуется и происходит осаждение частиц урана, а полученный осадок, который плавает в воде, отделяют от нее.
В результате получается все еще жидкая пульпа, которую в дальнейшем также фильтруют для выделения жидкости. Полностью высушенный продукт после прессования и сушилки погружается в бочки и отправляются на временное хранение, а затем поступают на другое предприятие, где получают оксиды урана.
