Переработка урана в желтый кек (U3O8)
Уран, добываемый открытым и подземным способом нуждается в дальнейшей переработке для получения желтого кека (U3O8). Переработка урана, добываемого методом ПВ немного отличается.
В обычных шахтах есть мельницы, в которых руда измельчается для высвобождения минеральных частиц, а затем выщелачивается серной кислотой для растворения оксидов урана. Затем раствор обрабатывается для извлечения урана. Затем продукт упаковывается в 200-литровые стальные бочки, которые запечатываются для транспортировки. U3O8 лишь слегка радиоактивен. По данным Всемирной ядерной ассоциации, уровень радиации в одном метре от бочки со свежепереработанным U3O8 примерно вдвое меньше, чем на коммерческом реактивном самолете. На фабриках, где уран добывается методом ПВ процесс извлечения урана схож, но отсутствует необходимость дробления, помола и первичного выщелачивания. Последовательность этапов представлена на рисунке ниже. В целом существует два основных метода извлечения U3O8 из насыщенного раствора кислотного выщелачивания (щелока): ионный обмен (IX) или экстракция растворителем (SX). Извлечение IX, которое представляет собой полунепрерывный цикл, использует смолу или полимер, которые затем удаляются с помощью раствора сильной кислоты или хлорида. Затем этот промежуточный раствор осаждают добавлением аммиака, перекиси водорода, каустической соды или едкого магнезия. Извлечение SX, которое представляет собой непрерывный процесс загрузки/отпарки, использует органическую жидкость, такую как керосин, для переноса экстрагирующего химического растворителя (часто третичного амина), который удаляет уран из выщелачивающего раствора. Загруженные растворители обрабатываются для удаления примесей, а затем десорбируются с использованием аммиачно-сульфатного раствора. Затем этот промежуточный раствор осаждают путем добавления газообразного аммиака, хотя в более ранних операциях использовали едкий натр и магнезию.
С некоторыми рудами, например, найденными на щелочных рудниках ПВ в США, щелочной выщелачивающий раствор обрабатывают кислотой для удаления карбонатов, нейтрализуют щелочью и затем осаждают перекисью водорода. Процессы IX, SX и щелочного выщелачивания заканчиваются обезвоживанием осадка фильтрованием с последующей сушкой с получением U3O8.
Затраты на производство желтого кека (U3O8)
Как показано на диаграмме ниже, себестоимость единицы продукции на урановом руднике сильно зависит от используемого метода добычи, при этом затраты на ПВ обычно самые низкие, тогда как на открытых и подземных работах затраты, как правило, выше. Также обратите внимание, что около половины эксплуатируемых сегодня шахт имеют полную удельную себестоимость выше, чем спотовая цена на U3O8. Полная себестоимость единицы продукции, показанная на диаграмме ниже, включает все затраты, связанные с производством каждой единицы продукции, включая добычу, общие и административные расходы на руднике и капитальные затраты на поддержание производства.
По стране Казахстан имеет самые низкие затраты на единицу продукции, в то время как на уровне компании самый низкий показатель у Uranium One, за которым следует Казатомпром.