Урановый рудник что это

Уран: свойства, способы добычи и обогащения, применение

Уран – тяжёлый слаборадиоактивный металл серо-стального цвета с серебристо-белым глянцем. Современное использование данного химического элемента связано напрямую с атомной энергетикой. Также он является сырьём для получения другого важного в ядерной энергетике элемента – плутония.

Процесс открытия минерала и дальнейшее исследование его уникальных в физическом отношении свойств, напрямую связано с именами множества исследователей и учёных того времени. Среди которых можно выделить:

Естественно, что свой вклад в исследование этого основополагающего элемента ядерной физики и атомной энергетики, внесло множество учёных. Именно благодаря им были открыты следующие физико-химические свойства этого элемента:

Способы добычи

Уран распространён в природе. По этому показателю он занимает 38 место среди других химических элементов. Больше всего этот радиоактивный металл сосредоточен в осадочных породах: углистых сланцах и фосфоритах. Наиболее важными для добычи минералами (всего их, имеющих промышленное значение, насчитывается 15 видов) являются:

Метод извлечения урана на поверхность зависит от глубины залегания руд, породы месторасположения, состава изотопов и ряда иных признаков.

Открытый

Один из самых распространённых способов добычи полезных ископаемых при условии размещения их недалеко от наружного слоя земного грунта.

Именно его и приходится удалять, прибегая к вскрышным буровзрывным работам и перевозке пустой породы в отвалы. Для чего используется тяжёлая техника: бульдозеры, экскаваторы, погрузчики самосвалы. В дальнейшем с использованием того же оборудования разрабатывается ураносодержащее сырьё, затем отправляемое на переработку.

Строительство карьеров – дело достаточно дорогостоящее и объёмное по своим масштабам и привлекаемым ресурсам. Кроме того, оно связано с нанесением невосполнимого экологического ущерба месту разработки и окружающей местности.

Подземный

Способ ещё более затратный по сравнению с открытым методом, так как приходится проникать внутрь недр, чтобы достичь места залегания рудного тела. Другим неблагоприятным фактором является экономическое ограничение на строительство шахт, глубиной более 2 км, что нецелесообразно в связи со значительным удорожанием стоимости добытого минерального ресурса.

Однако, несмотря на эти обстоятельства и высокий уровень опасности для работающего персонала, именно этот способ позволяет добывать наиболее качественное сырьё. Технологический цикл подземной добычи включает в себя:

Скважинное подземное выщелачивание

В связи с множеством возникающих сложностей организационного и экономического порядка, всё чаще горнодобывающие предприятия начинают прибегать к методу скважинного подземного выщелачивания (СПВ).

Проведя геологические исследования, определяется контур месторождения, по периметру которого на необходимую глубину бурятся скважины. В них закачивается серная кислота – выщелачивающий реагент. Полученный раствор выкачивают уже через откачные скважины, пробуренные внутри контура.

Извлекаемую пульпу прогоняют через специальные сорбционные колонны, где урановые соли остаются на смоляных поверхностях. В дальнейшем эту смесь подвергают многократной очистке до получения сначала необходимой концентрации раствора, а затем – и до формирования закиси-окиси урана.

Обогащение урана

Добытая урановая руда содержит в своём составе 0,72% изотопов урана-235 ( 235 U). Остальную часть составляют:

Причины

Самостоятельно поддерживать ядерную реакцию способен только нуклид 235 U. Мало того, чтобы цепная реакция происходила стабильно – не важно: в ядерном реакторе или в атомном оружии – необходимо достичь его определённой концентрации, тем самым обеспечив высокую вероятность встречи нейтронов с атомами.

Именно для этого и проводится обогащение, то есть увеличение доли урана-235 в минерале. Однако, требуемый уровень концентрации этого изотопа в каждой из областей применения – свой.

Степени

Практическое применение имеют три степени обогащения урана, имеющие соответствующие процентному содержанию названия:

Технологии

В основе значительного количества технологий обогащения лежат стандартные физические процессы обретения различного ускорения телами, обладающими разной массой. Именно на этом принципе основано абсолютное большинство апробированных обогатительных методов.

Существует также целый ряд лазерных технологий, пока что не получивших широкой промышленной эксплуатации.

Применение

Ядерное топливо

Основным направлением использования всех видов изотопов металлического урана является атомная энергетика. Именно в ядерных реакторах происходит регулируемая цепная реакция, позволяющая вырабатывать гигантские электрические мощности. Причём применение находит как низкообогащённый, так и высокообогащённый уран (в реакторах на быстрых нейтронах).

Геология

Геохронологическое использование урана (уран-свинцовый метод радиоизотопного датирования) даёт возможность определять возраст геологических пород и минералов. Это открывает широкие перспективы для исследования протекания геологических процессов в недрах нашей планеты.

Другие сферы

Также, некоторые соединения урана входят в состав красителей. Они (соединения) в своё время использовались в фотографии для улучшения световых показателей негативов и позитивов.

Месторождения в России и мире

Список крупнейших мировых ураносодержащих месторождений по странам мира:

Мировые запасы

Планетарные запасы урана оцениваются по-разному. Согласно данным Всемирной ядерной ассоциации в 2017 году они составляли 6,1426 млн. тонн.

В других источниках указывается цифра в 5,5 млн. тонн. Хотя, при этом оговаривается, что разведанные запасы составляют 3,3 млн. тонн, а 2,2 – предполагаемые. Ещё не обнаруженные залежи оцениваются в 10,2 млн. тонн. В процентном соотношении урановые запасы размещены следующим образом по странам и континентам:

Страны, добывающие уран

Топ мировых стран-добытчиков (всего их насчитывается 14) ядерного топлива в 2018 году:

Источник

Добыча урановой руды в России. «Большая тройка»

По данным Всемирной ядерной ассоциации, Россия занимает 7 место по добыче урана в мире. Так, за 2019 год наши предприятия получили 2911 т стратегически важного металла, применяемого в разных отраслях промышленности. И так уж сложилось, что крупнейшие урановые предприятия сосредоточены всего в трёх регионах России.

Где добывают уран?

Богатейшие действующие месторождения урановых руд расположены в Забайкальском крае, Бурятии и Курганской области. Все предприятия по производству урана контролирует горнорудный дивизион «Росатома» «Атомредметзолото». Под его контролем находятся настоящие аксакалы отрасли — «ППГХО имени Е.П Славского», «Хиагда» и «Далур».

Забайкальский уран

Забайкальский край, 1968 год. Здесь начинается история появления крупнейшего отечественного предприятия по добыче урана — «Приаргунского производственного горно-химического объединения имени Е. П. Славского».

Огромные запасы радиоактивного сырья, залегающие в юго-восточной части Читинской области, были обнаружены геологами в 1963 году. Здесь разместилось Стрельцовское рудное поле, которое объединило в своих недрах 19 урановых и молибденово-урановых месторождений. В 1968 году на суровых сибирских недрах приступили к освоению первых участков, тогда же возле нового уранового центра был основан город Краснокаменск.

Сейчас «ППГХО» разрабатывает рудник №1, №8 и «Глубинный», хотя раньше действовало гораздо больше активов. К примеру, в состоянии консервации пребывают рудники №2 и №4 с общими запасами в 18,5 тысячи т урана. Рудник №2 «заморозили» в 2014 году из-за «экономической неэффективности», вызванной низкими ценами на уран. А рудник №4 был закрыт на доработку запасов традиционным горно-шахтным способом.

Так или иначе, все силы «ППГХО» перебросил на возрождение другого закрытого рудника — №6. Раньше это был один из крупнейших центров российской добычи урана. Здесь отрабатывали залежи Аргунского и Жерловского месторождений, общие запасы которых достигают 40,9 тысячи т.

Рудник №6 законсервировали в перестроечные времена. В течение многих лет «дочка» «АРМЗ» безуспешно пыталась возобновить проект. В 2018-году предприятие заявило о его «вступлении в новую эру развития».

Промышленники решили достроить рудник и вместе с ним создать новую производственную инфраструктуру, которая позволит ежегодно выпускать до 2,5 тысячи т закиси-окиси урана. Проект активно реализуется и сегодня — по последним данным, сейчас на руднике возводят надшахтные комплексы.

В целом минерально-сырьевая база «ППГХО» оценивается в 97,8 тысячи т урана, которых хватит до конца 2030 года. Действующие рудники предприятия обеспечивают по меньшей мере 56% общего объёма производства российского урана.

По итогам 2019 года дивизион «АРМЗ» добыл более 0,9 млн т руды, перевыполнив план на 7%. Полученное сырьё «ППГХО» использует для производства закиси-окиси урана, которая затем перенаправляется для дальнейшего обогащения на предприятия ядерного топливного цикла «Росатома».

В том же 2019-ом объёмы выпуска готовой продукции составили 1600 т, а выручка от продаж достигла 11,9 млн рублей, что на 24% больше, чем в 2018-ом. В дальнейшем урановый дивизион рассчитывает увеличить объёмы переработки до 1 млн т руды в год.

Кроме того, «ППГХО» поэтапно переходит на отработку залежей более безопасным методом. Так, с апреля 2020 года на Гидрометаллургическом заводе горно-химического объединения стартовал проект по техперевооружению участка кучного выщелачивания урановой руды.

Параллельно предприятие запустило локальное производство аккумуляторной техники «ARGO». Уже сейчас в подземных рудниках работает 7 погрузочно-доставочных машин, в 2021 году будет введено в эксплуатацию ещё 8 единиц техники.

Урановые месторождения «Хиагды»

Дочернее подразделение «АРМЗ» «Хиагда» контролирует бурятские активы, расположенные в черте Хиагдинского рудного поля. Первые месторождения на территории современного уранового кластера обнаружили ещё в 80-ые. Череда масштабных геологоразведочных работ позволила выявить без малого 45 тысяч т урана.

Промышленная разработка бурятских богатств началась на стыке нулевых. «Хиагда» была открыта в 1997 году, и уже через пару лет горняки опробовали извлекать уран методом подземного выщелачивания. Для опытно-промышленных испытаний выбрали Хиагдинское месторождение в Баунтовском районе. По сей день оно считается флагманским уранодобывающим центром, поскольку располагает 10,8 тысяч т урановых запасов.

Вторым стратегически важным добычным активом «АРМЗ» с недавних пор стало Источное месторождение, в недрах которого залегает более 2 тысяч т урана. «Хиагда» приступила к его разработке в 2017 году, а первая партия сырья была получена только в 2019-ом.

К слову: в 2020 году российские учёные создали на базе Источного первую 3D-модель уранового месторождения. С его помощью операторы дистанционно «перемещаются» в горных выработках подземного рудника.

Сегодня «АРМЗ» расценивает «Хиагду» как самое перспективное подразделение. За 2019 года предприятие добыло 1 тысячу т руды, достигнув «стартовой» проектной мощности.

Согласно программе развития, деятельность «Хиагды» прогнозируется на срок до 2055 года. Потому что в перспективе — отработка залежей других месторождений Хиагдинского рудного поля. Начнём с того, что перед наступлением 2020 года предприятие завершило масштабный проект по строительству всех ключевых инфраструктурных объектов на территории центральной производственной площадки.

Уже во второй половине 2020-ого «Хиагда» вышла на завершающий этап подготовки к началу освоения месторождения-соседа Вершинное, запасы которого превышают 4,6 тысячи т урана. Следующий этап наращивания добычных активов — старт промышленной разработки Количиканского месторождения, запланированный на 2021 год.

Затем на очереди освоение Дыбрынского месторождения, удалённого от центровой промплощадки. Специально для него «Хиагда» построит установку по производству урана из продуктивных растворов путём извлечения на специальную смолу. По задумке горняков, насыщенная смола будет транспортироваться для дальнейшей переработки в главный производственный корпус без необходимости использования трубопроводов.

Как ранее отмечал замглавы «АРМЗ» Виктор Святецкий, Дыбрынское станет первым урановым месторождением в России, полностью переведённым на цифровые технологии, которые соединят процесс добычи от отдельной скважины до уровня целого предприятия.

В более долгосрочной перспективе у «Хиагды» намечена реализация проектов освоения пока нетронутых месторождений Намаруское, Кореткондинское и Тетрахское.

«Поступательное развитие «Хиагды» позволит обеспечивать более 30% производства стратегического металла для нужд Госкорпорации «Росатом», — заявил в августе 2020 года Виктор Святецкий.

Уран Урала

«Далур» вступил на путь «уранового короля» Курганской области в 2001 году. Основная деятельность подразделения «АРМЗ» сосредоточена на трёх месторождениях: Далматовском, Хохловском и Добровольном. Общая сырьевая база лицензионных участков оценивается в 18,5 тысячи т урана.

Поиски уральских запасов начались в Звериноголовском районе. Крупные залежи Далматовского месторождения геологи открыли в 1979 году, в 80-ых развернулась промышленная отработка — в те времена на участке получали примерно по 45 т в год. Однако в 1995 году Далматовский проект приостановили из-за отсутствия финансирования. Только с основанием «Далура» участок расконсервировали, и сейчас общие объёмы добычи достигают 500 т в год.

В ноябре 2019 года «Далур» начал геологоразведку на урановом месторождении Добровольное. По своим масштабам участок сравним с Далматовским: в его контуре содержится чуть более 7 тысяч т урана. А в октябре прошлого года комплекс ГРР успешно завершили, подтвердив промышленную целесообразность проекта.

«Далур» планирует построить для отработки Добровольного опытно-промышленный комплекс скважинного подземного выщелачивания, производительность которого по продуктивным растворам достигнет 60 м 3 /ч. С помощью него предприятие будет производить пульпу диураната аммония. Старт опытно-промышленных работ назначен на текущий 2021 год.

Лицензию на третье месторождение в Шумихинском районе – Хохловское – «Далур» получил в 2004 году. В 2008-2009 годах была проведена геологоразведка, специалисты предприятия также протестировали технологию подземного выщелачивания.

Но реализация проекта затянулась на несколько лет: так, в 2019 году «дочка» «АРМЗ» снова взялась за подготовку к освоению участка. В ноябре прошлого года предприятие ввело в эксплуатацию ряд инфраструктурных объектов: склад химикатов, подстанцию, водонапорную башню. Сейчас продолжается строительство прирельсовой базы для транспортировки химреагентов на ж/д дороге Курган – Челябинск, которая значительно сократит время доставки.

В проекты освоения месторождений Добровольное и Хохловское «Далур» вложит около 35 млрд рублей.

На текущий год «Далур» вовсе запланировал перебазироваться с Далматовского месторождения на Хохловское. Как ранее говорил гендиректор предприятия Николай Попонин, на новом участке планируется добывать основной объём урана.

Источник

Урановая руда: свойства, применение, добыча

В последние несколько все большей актуальности набирает тема ядерной энергетики.

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.

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:

Современное применение 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.

Добыча урановой руды в России: что для этого необходимо?

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:

Крупнейшие месторождения по добыче урана в мире – страны лидеры

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.

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:

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.

Источник

Урановый курорт: раньше здесь делали бомбы, а теперь принимают туристов

Сегодня рудники заброшены, но закончился ли в них уран и правильно ли провели консервацию? Фактрум разобрался, опасны ли для людей скрытые урановые рудники, и что диггерам удалось найти в недрах Бештау.

Печальная история крупнейшего уранового рудника

На первый взгляд, такое соседство может показаться невероятным. Кавказские Минеральные Воды — основной поставщик минеральной воды в России и один из самых экологически чистых курортов. Приезжая отдыхать, люди даже не подозревают, что глубоко под землёй покоятся урановые месторождения. Конечно, рудники запечатаны. Но разве это останавливает любопытных людей и безбашенных диггеров?

Лермонтовский рудник № 1. Фото: Википедия

Лермонтовский рудник № 1 начал полноценно функционировать в 1952 году. Он объединил две выработки — Восточную и Западную. Крупные урановые залежи обнаружили ещё в 1930 году, но производственных сил для создания рудника не хватало. Через два года после создания рудника на поверхности открылись горно-химическое предприятие и металлургический завод. Все работы велись в условиях строжайшей секретности. Согласно материалам, добычу урана курировал сам Лаврентий Берия. Для работы на КМВ собрали кадры со всей страны, зарплата шахтёра, работающего на руднике, по тем временам была космической — более 400 рублей в месяц. Однако рабочие расплачивались за высокий доход собственным здоровьем. Многие умирали от рака лёгких, малокровия, лейкоза, разрушения щитовидки, силикоза. Почти никто из рабочих не дожил до 50 лет. Рядом с урановой выработкой быстро выросло кладбище, которому дали название «Рудник № 2».

Добыча драгоценного урана длилась в течение 23 лет, после чего коридоры, пробуренные в Бештау, начали рассыпаться. Постоянные обвалы и гибель рабочих не оставили руководству выбора — Лермонтовский рудник № 1 закрыли. Было экономически невыгодно добывать уран в столь сложных условиях. В 1980 году рудник наглухо законсервировали. Промышленные предприятия напрочь отказались «тянуть» невыгодный рудник. В 2000 году была проведена повторная консервация месторождения: любые доступные входы были опечатаны. Так почему же диггеры до сих пор находят способ проникнуть внутрь?

Слабоумие и отвага

В недрах Бештау — огромный город-лабиринт. Диггеров консервация, проведённая в 2000 году, нисколько не смутила. Искатели острых ощущений снова и снова создают входы, пробираясь внутрь опасного объекта. Неоднократно из недр Бештау извлекали охотников за цветным металлом. Дело в том, что рудник законсервировали вместе со всеми технологическими постройками. Перекрытия, балки, кабели, рамы, лестницы — настоящий клад для любителей халявы.

Заядлые диггеры активно наставляют новичков в разнообразных сообществах. По мнению исследователей, тоннелей бояться нечего. Для собственной безопасности достаточно иметь счётчик Гейгера, «заправиться» йодом и принимать его недели две после путешествия. Настоящие эксперты бьют тревогу: мало того, что дозиметры в руднике зашкаливают, так ещё и стенки тоннелей нестабильны. Провалиться в недра разработки можно, просто гуляя по лесу, наступив на слабый слой грунта.

Смертоносное соседство

По разным данным, уровень радиации внутри горы находится на отметке 40–80 миллирентген в час. Такая дозировка превышает норму почти в три раза. Кроме того, шахты-тоннели наполнены опасным газом радоном, который образуется вследствие полураспада радия. Отследить концентрацию обычными дозиметрами невозможно. Специальные исследования показали, что в некоторых штольнях концентрация радона достигает 100 000 беккерелей в час (норма — 200 беккерелей в час).

Специалисты отмечают, что Лермонтовский район никогда не отличался благоприятным радиационным фоном. Горы, которые находятся неподалёку от Бештау, также окружены опасным «ореолом» смертоносного излучения. Медицинские сводки неутешительны: раком лёгких здесь болеют чаще в 1,5 раза, а от рака молочной железы женщины умирают в 2,5 раза чаще. Процент детской смертности также выше среднего. Туристу, который Лермонтов видит проездом, ничего не грозит. А вот постоянного соседства с урановыми месторождениями люди не выдерживают.

Источник