Уран как добывают – Как добывают Уран — Интернет-издание «ФЕНИКС-СЛОВО»

Уран(U) – самый тяжелый элемент, встречающийся на Земле в естественных условиях. Из 2 основных изотопов урана в земной коре 99,3% по массе приходится на уран-238 и лишь 0,7% на уран-235, который и используется при производство атомных реакторов.

Уран используют и для военных, и для мирных целей. Урановая руда перерабатывалась, полученный элемент применялся в лакокрасочной и стекольной промышленности. После того как была обнаружена его радиоактивность, его стали использовать в атомной энергетике. Насколько чистым и экологичным является данное топливо? Об этом спорят до сих пор. 

Природный уран

В природе урана в чистом виде не существует – он является компонентом руды и минералов. Основная урановая руда – это карнотит и настуран. Также значительные залежи этого стратегического химического элемента обнаружены в редкоземельных и торфиевых минералах – ортите, титаните, цирконе, монаците, ксенотиме. Залежи урана можно обнаружить в породах с кислой средой и высокими концентрациями кремния. Его спутники – кальцит, галенит, молибденит и др.

Есть на свете компания под названием Uranium One, которой принадлежат крупнейшие урановые месторождения в Казахстане, Африке, Австралии и США. На компанию приходится до 30% мировой добычи урана. Но мало кто знает, что Uranium One, когда-то основанная, как канадско-южно-африканский консорциум, сейчас на 100% принадлежит «Росатому».

В мире непрерывно идет жесточайшая борьба за контроль над рудниками и месторождениями урана. Это вопрос стратегический. Тот, кто держит в руках источники урана, не только держит за горло всю мировую атомную энергетику, но и может влиять на рынок ядерного оружия.

Мировые месторождения и запасы

На сегодняшний день разведано множество месторождений в 20-километровом слое земной поверхности. Во всех них содержится огромное число тонн урана. Это количество способно обеспечить человечество энергией на много сотен лет вперед. Странами-лидерами, в которых урановая руда находится в наибольшем объеме, являются Австралия, Казахстан, Россия, Канада, ЮАР, Украина, Узбекистан, США, Бразилия, Намибия.

В СССР на территориях Казахстана, Киргизии, России, Таджикистана, Узбекистана и Украины были проведены системные работы по поиску и разведке месторождений урана. Были созданы горно-химические комбинаты, которые добывали уран в шахтах и на рудниках. Добытый уран направлялся в военную область, на обеспечение топливом АЭС и в стратегические резервы. Но в начале 90-х всё сломалось. 

Российская урановая руда 

По добыче урана Российская Федерация находится на пятом месте среди прочих стран мира. Самые известные и мощные – это Хиагдинское, Количканское, Источное, Кореткондинское, Намарусское, Добрынское (республика Бурятия), Аргунское, Жерловое (Читинская область). В Читинской области производится добыча 93% от всего добываемого российского урана.

Всего в России прогнозируются залежи в 830 т. тонн урана, подтвержденных запасов имеется около 615 т. тонн. Это еще месторождения в Якутии, Карелии и других регионах. Поскольку уран является стратегическим мировым сырьем, цифры могут быть неточными, так как многие данные являются засекреченными, доступ к ним имеет только определенная категория людей. 

Как добывают уран 

Обычно все слышали про страшные и ужасные урановые рудники, но при этом мало кто представляет себе, как же добывают даже обычные железо и медь, не говоря уже про уран. Поэтому сначала на пальцах об этом нелегком деле.

Существуют 3 основных способа добычи урана. Первый способ – открытый, подходит для тех случаев, когда рудное тело находится близко к поверхности земли. При открытом способе добыче просто роют бульдозерами большую яму и экскаваторами грузят руду в самосвалы, которые везут ее к перерабатывающему комплекс. 

Второй способ – подземный – используется при глубоком залегании рудного тела. Способ этот более дорогостоящий и, соответственно, подходит при высокой концентрации урана в породе. При подземном способе пробуривается вертикальная шахта, от которой отходя горизонтальные выработки. Глубина шахт может доходить до двух километров. В горизонтальных штреках шахтеры долбят породу, поднимают руду наверх на специальных грузовых лифтах и также везут дальше на перерабатывающий комплекс. 

Что происходит на перерабатывающем комплексе? Данную схему можно считать классической, хотя она отнюдь не единственная и имеет много нюансов. Породу 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 надо очищают на аффинажном произвосдтве и после прокаливанием получают закись-окись урана (U3O8) – конечный продукт, которым даже торгуют на бирже. 

Я специально рассказал про переработку, но ничего не сказав про третий способ добычи. Он кардинально отличается от первых двух и называется скважинное подземное выщелачивание (СПВ). При СПВ бурят 6 скважин по углам шестиугольника, через которые в рудное тело закачивают серную кислоту. В центре шестиугольника бурят еще одну скважину и через нее 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. 

Опасности урановых рудников 

Принято считать, что урановые рудники – это жутко опасная вещь, но в настоящее время урановые шахты при соблюдении техники безопасности не более опасны для здоровья шахтеров, нежели угольные. Наибольшую опасность там представляет скорее не радиация, а пыль, содержащая частицы урана и других тяжелых металлов, попадание которых в организм может привести к тяжелым заболеваниям внутренних органов.Также может быть опасно наличие в воздухе радиоактивного газа радона, но при работающей вентиляции его концентрации минимальны. При использовании же подземного выщелачивания вредность производства для рабочих становится не выше, чем для офисных работников – ни пыли, ни радона)) Шучу, конечно

Для экологии самым опасным является открытый способ добычи – это и огромная яма на месте рудника, и пыль с содержанием радиоактивных элементов, и хвостохранилища отработанной породы, которая за счет продуктов распада урана сохраняет около 85% радиационного фона извлекаемой руды. Опасно не только радиационное загрязнение продуктами распада урана, такими, как радон, радий, торий, но и общее загрязнение территории, в том числе солями тяжелых металлов (мышьяка, свинца, меди), ядовитыми для организма, и сульфидами, которые при взаимодействии с водой могут образовывать серную кислоту. Ну и никто не отменял всевозможные производственные аварии и разрушения вследствие стихийных бедствий, риск которых всегда присутствует. 

При шахтном способе опасности в целом те же, что и при открытом, но отходов все-таки образуется меньше. Среди плюсов также отсутствие ямы.

Поэтому считается, что наименее вредным для экологии является подземное выщелачивание. Утверждается, что через 4-5 лет на месте выработки уже можно будет заниматься сельским хозяйством. Но не стоит забывать, что подземное выщелачивание может сильно ухудшить качество подземных вод, да и работа с серной кислотой вряд ли способствует повышению плодородия. Плюс применение подземного выщелачивания ограничено: его можно использовать только в песчанике и ниже уровня грунтовых вод.

salik.biz

Как добывают уран — Yvision.kz

Урановая отрасль с начала своего развития является постоянным объектом различных открытых и закрытых обсуждений. Большинство эскпертов-экономистов считают, что именно за атомной энергетикой — будущее человечества, а уран называют «топливом будущего». Понятно, что прошлогодняя авария на АЭС Фукусима-1 значительно поколебала уверенность многих стран в атомной энергетике, но общемировая тенденция всё равно осталась непоколебимой и ежегодно всё больше электроэнергии производится именно на АЭС. Например, в России доля АЭС в производстве энергии составляет 17,6%, в США — 19,2%, в Южной Корее — 34,6%, во Франции — 77,7% (данные Всемирной ядерной ассоциации за 2011 год).

Казахстанская урановая промышленность по сути осталась нам от советской эпохи. Понятно, что в СССР на территории одной республики не строили ни одного производства полного цикла, поэтому Казахстану достались лишь отдельные звенья ядерного цикла, а именно добыча урана и производство таблеток. Чтобы было ясно место этих звеньев в общей цепи, продемонстрирую схему, в которой зелёным обозначены имеющиеся у нас в стране производства (собственно схему «заимствовал» с сайта Казатомпрома).

Как гражданина страны меня всегда интересовало, насколько работоспособна такая урановая промышленность Казахстана, способна ли она в будущем обеспечить нашу страну достаточным количеством ресурсов, не «раздербанили» ли её как «нефтянку» между множеством иностранных компаний. Поэтому когда меня пригласили в блог-тур Казатомпрома на урановые рудники, я, ни секунды не сомневаясь, дал своё согласие. Не смущало даже, что объекты, которые предстояло посетить находились в пустыне на расстоянии 200-300 км пути друг от друга по бездорожью, пыли и жаре. За несколько дней группе блогеров удалось посетить несколько предприятий по добыче урана, посмотреть, как бурят скважины для урановых шахт, чем живут вахтовые посёлки уранодобывателей, а также населённые пункты, сформировавшиеся ещё в советское время вокруг урановых предприятий.

Так как в настоящий момент на территории Казахстана нет ни одной атомной электростанции, то понятно, что добываемый уран в настоящее время весь уходил на экспорт. Когда я учился в школе, в учебниках по географии было написано, что по запасам урана Казахстан занимает второе место в мире. В большей своей части те учебники уже давным давно устарели, но эти данные остались верны и сейчас. В Казахстане под землёй расположены 12% от мирового запаса урана (известные запасы).

Источник: составлено мной по данным Всемирной ядерной ассоциации (данные МАГАТЭ немного отличаются — по ним на Казахстан приходится 19% разведанных запасов).

В плане добычи пропорции заметно отличаются от вышеуказанной схемы. На настоящий момент на рынке урана заметно выделяются три «лидера»: Казахстан, Канада и Австралия. Именно данные по добыче в этих странах я и решил вынести в отдельную гистограмму, потому что они очень интересны и показательны. Ещё в начале 2000-х годов добыча урана в стране не достигала и 2000 тонн (при том что у нас находится крупнейшее в мире месторождение Инкай), и мы уступали в этом не только лидерам, но и Намибии, Нигеру, и даже соседнему Узбекистану. Причины этого очевидны, в стране ещё не было достаточно средств для разведки и добычи урана. Начиная с 2004 года было введено в действие 16 новых рудников, за счёт чего в 2009 году Казахстан вышел на первое место по производству урана. Сейчас можно сказать, что на каждой АЭС в мире треть топлива (если точнее 33,9%) поставляется из Казахстана.

Разведка

Очень важным моментом в любой добывающей деятельности (но на который в большинстве отраслей откровенно закрывают глаза) является геологическая разведка. Сами геологи при встрече с нами гордо заявили, что именно с них начинается урановая промышленность страны. Оно и неспроста — во-первых, пока они не выяснят, где находится уран, добычу никто и не начнёт, и, во-вторых, «Волковгеология» — действительно старейшее предприятие в составе Казатомпрома, созданное ещё в 1948 году.

По их шутке, раньше весь инвентарь геологов состоял непосредственно из самого геолога, рюкзака с едой и походной палке. Но шутка остаётся шуткой, потому что для того, чтобы подтвердить запасы урана, а затем подготовить для добычи скважины палкой да едой не обойтись. Хотя для тех, кто хочет взглянуть на работу геологов Казатомпрома глазами романтика я рекомендую замечательный пост Тимура Кубекова «В гостях у геологов». В жизни же всё гораздо банальнее — компьютеры и новейшая техника, но менее интересной эта работа не становится. Зато скорость работы техника увеличивает заметно — только за 3 последних года геологи смогли увеличить известные запасы урана на 70 тысяч тонн.

На фото: подготовительное бурение на месторождении Южный Инкай (Сузакский район ЮКО). За месяц на этом участке геологи бурят по 60 скважин.

Здесь нужно отметить ещё один интересный факт. При измерении радиационного фона на месторождении оказалось, что он лишь незначительно отличается от радиационного фона Шымкента, который находится более чем в 400 км отсюда. Уверен, что в Павлодаре, например, этот радиационный фон ещё больше. Ещё в школе я писал научную работу о том, что теплоэлектростанции при сжигании угля выделяют гораздо большее количество радиации, чем АЭС. Дозиметров у нас в семипалатинской школе не было, месторождений урана тоже, поэтому своими глазами убедился в верности того доклада только сейчас.

Добыча

Честно говоря, добыча урана у меня до блог-тура прочно ассоциировалась с фразой «сгнить на урановых рудниках», представлял себе карьеры, где открытым способом добывают радиоактивное топливо. В жизни всё естественно оказалось менее кроваво, что, конечно же, не должно не радовать. В рамках блог-тура мы были на двух уранодобывающих предприятиях — СП «Катко» (совместное казахстанско-французское предприятие) и Орталык (100% казахстанский). Оба предприятия находятся в Сузакском районе Южно-Казахстанской области, поверхность которого почти полностью покрыта пустынями Моинкум и Бетпак-Дала.

На СП «Катко» директор-француз сразу предупредил, что фотографировать в рабочих зданиях нельзя, хотя в принципе любой желающий может найти информацию о подземном выщелачивании урана в Интернете. Это ещё раз подтвердило моё убеждение, что необходимо предпринимать меры, чтобы зарубежные инвесторы работали в Казахстане более открыто (понимая специфику урановой отрасли — хотя бы в случае непосредственного приглашения журналистов/блогеров). Хотя и не понять их было тоже нельзя, старожилы предприятий рассказывали, что в советское время даже за сказанное слово «уран» могло ожидать уголовное преследование. Такие времена, конечно, прошли, но после этого я немного расстроился, потому что опасался, что на Орталыке нас тоже будет ждать запрет на съёмку. К счастью, опасения не оправдались, и там нам удалось своими глазами посмотреть и заснять весь процесс, в том числе увидеть готовый продукт уранодобывающих предприятий — так называемый жёлтый кек, в котором содержится 60% урана.

В Казахстане уран добывается методом подземного выщелачивания. Простыми словами: под землю под большим давлением закачивается раствор (в основном состоящий из серной кислоты), этот раствор растворяет уран и обратно уже выкачивается с различными солями урана, откуда уже в дальнейшем можно будет извлечь сам металл.

Если на фотографиях выше были показаны только пробуренные скважины, то в готовом варианте они выглядят так. С одной стороны заливается раствор, с другой он уже выкачивается с солями урана.

Узел распределения растворов:

Далее раствор с ураном направляется в цикл регенерации, где, взаимодействуя с раствором аммиачной селитры, уран переходит в состав концентрированного раствора — так называемый товарный десорбат урана (на фото ниже в трубках виден жёлтый раствор — это и есть товарный десорбат).

Из товарного десорбата с помощью осадителей и получается конечный продукт предприятия — жёлтый кек (он же закисьокись урана или просто U₃O₈), который упаковывается в специальные контейнеры.

На СП «Катко» конечная продукция немного отличается — там производят «уран бочками», то есть урановый концентрат, поэтому и «тара» другая.

П. С. Для полного представления об отечественной урановой промышленности, бесспорно, было бы ещё интересно посмотреть на завод по производству урановых таблеток, но он нахо

yvision.kz

Как добывают Уран — sozero

В мире непрерывно идет жесточайшая борьба за контроль над рудниками и месторождениями урана. Это вопрос стратегический. Тот, кто держит в руках источники урана, не только держит за горло всю мировую атомную энергетику, но и может влиять на рынок ядерного оружия.

В СССР на территориях Казахстана, Киргизии, России, Таджикистана, Узбекистана и Украины были проведены системные работы по поиску и разведке месторождений урана. Были созданы горно-химические комбинаты, которые добывали уран в шахтах и на рудниках. Добытый уран направлялся в военную область, на обеспечение топливом АЭС и в стратегические резервы. Но в начале 90-х всё сломалось.

Всего в России прогнозируются залежи в 830 т. тонн урана, подтвержденных запасов имеется около 615 т. тонн. Это еще месторождения в Якутии, Карелии и других регионах. Поскольку уран является стратегическим мировым сырьем, цифры могут быть неточными, так как многие данные являются засекреченными, доступ к ним имеет только определенная категория людей.

Существуют 3 основных способа добычи урана. Первый способ – открытый, подходит для тех случаев, когда рудное тело находится близко к поверхности земли. При открытом способе добыче просто роют бульдозерами большую яму и экскаваторами грузят руду в самосвалы, которые везут ее к перерабатывающему комплекс.

Для экологии самым опасным является открытый способ добычи — это и огромная яма на месте рудника, и пыль с содержанием радиоактивных элементов, и хвостохранилища отработанной породы, которая за счет продуктов распада урана сохраняет около 85% радиационного фона извлекаемой руды. Опасно не только радиационное загрязнение продуктами распада урана, такими, как радон, радий, торий, но и общее загрязнение территории, в том числе солями тяжелых металлов (мышьяка, свинца, меди), ядовитыми для организма, и сульфидами, которые при взаимодействии с водой могут образовывать серную кислоту. Ну и никто не отменял всевозможные производственные аварии и разрушения вследствие стихийных бедствий, риск которых всегда присутствует.

При шахтном способе опасности в целом те же, что и при открытом, но отходов все-таки образуется меньше. Среди плюсов также отсутствие ямы.

Поэтому считается, что наименее вредным для экологии является подземное выщелачивание. Утверждается, что через 4-5 лет на месте выработки уже можно будет заниматься сельским хозяйством. Но не стоит забывать, что подземное выщелачивание может сильно ухудшить качество подземных вод, да и работа с серной кислотой вряд ли способствует повышению плодородия. Плюс применение подземного выщелачивания ограничено: его можно использовать только в песчанике и ниже уровня грунтовых вод.

sozero.livejournal.com