Около 99,4% земного урана представляет собой уран-238, оставшиеся 0,6% приходятся на уран-235, применяемый при разработках ядерного оружия.
Уран — один из наиболее изученных металлов таблицы Менделеева, ученым хорошо известны его геологические и химико-технологические свойства. Знания о происхождении урановых месторождений, об условиях их образования и колоссальные объемы геологоразведочных работ позволили в 1950–1980-х годах практически на всех континентах выявить крупные месторождения и мегапровинции урана.
Существует 3 основных способа добычи урана.
1 – ОТКРЫТЫЙ
Подходит для тех случаев, когда рудное тело находится близко к поверхности. Открытая разработка урановых месторождений традиционная как и для многих других полезных ископаемых:
- буро-взрывные работы по вскрыше и по руде
- экскавация погрузочным оборудованием на транспортные средства
- транспортировка ураносодержащего сырья с забоя (места добычи) до перерабатывающих мощностей
- собственно переработка: дробление, измельчение, обогащение / выщелачивание
2 – ПОДЗЕМНЫЙ
Подземная добыча ведётся при глубоком залегании рудного тела и в связи с высокой себестоимостью данного способа является экономически оправданным при высокой концентрации урана в породе. Технически ограничений по глубине залегания руд при подземном методе разработки не существует, но на сегодняшний день самые глубокие урановые рудники не превышают 2 км. Дальнейшее углубление рудника ведет к чрезмерному увеличению себестоимости добытого урана.
При подземном способе добычи наиболее опасным фактором является радон, который может распространяться на значительные расстояния и создавать в рудничной атмосфере высокие концентрации. Среднее время жизни атома радона — 5,5 суток. При организации радиационной защиты главная проблема состоит в том, что по мере отработки запасов постоянно увеличивается доля общерудничного дебита радона, выделяющегося из отработанных горных выработок.
Ключевые этапы подземной добычи:
- отбойка руды
- погрузка руды на транспорт (ЖД транспорт, шахтные самосвалы)
- откатка руды до приемного бункера
- транспортировка руды на поверхность в скипе
- транспортировка на поверхности до перерабатывающих мощностей
Добытая руда транспортируется на перерабатывающий комплекс. Руду измельчают, смешивают с водой и удаляют ненужные примеси. Дальше проводят выщелачивание концентрата, обычно с помощью серной кислоты. Из раствора с помощью ионно-обменных смол выделяется осадок солей урана, имеющих характерный желтый цвет, за что они получили название желтый кек (от англ. yellow cake).
Желтый кек еще содержит достаточно много примесей, от которых его очищают на аффинажном производстве и после прокаливанием получают закись-окись урана (U3O8) - конечный продукт.
3 - СКВАЖИННОЕ ПОДЗЕМНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ (СПВ)
При СПВ по внешнему контуру бурят скважины, через которые в рудное тело закачивают серную кислоту. Во внутреннем контуре также бурят скважины и через них выкачивают на поверхность раствор, насыщенный солями урана.
Продуктивный раствор пропускают через сорбционные колонны, в которых соли урана собираются на специальной смоле. Смолу в свою очередь снова обрабатывают серной кислотой и так несколько раз, пока концентрация урана в растворе не станет достаточной. А дальше снова желтый кек, очистка и получение закиси окиси-урана.
Вот так в реальности выглядит поверхностный комплекс уранодобывающего комплекса по скважинному подземному выщелачиванию.
_________
Еще больше интересных статей и новостей из горнодобывающей отрасли на нашем флагманском ресурсе - ROSMINING.RU (Росмайнинг Ру)
Мы в соцсетях: Фейсбук, Вконтакте, Инстаграм