Уран (U) - найважчий елемент, що зустрічається на Землі в природних умовах. З 2 основних ізотопів урану в земній корі 99,3% за масою доводиться на уран-238 і лише 0,7% на уран-235, який і використовується при виробництво атомних реакторів.
Уран використовують і для військових, і для мирних цілей. Уранова руда перероблялася, отриманий елемент застосовувався в лакофарбової і скляної промисловості. Після того як була виявлена його радіоактивність, його стали використовувати в атомній енергетиці. Наскільки чистим і екологічним є дане паливо? Про це сперечаються досі.
природний уран
У природі урану в чистому вигляді не існує - він є компонентом руди і мінералів. Основна уранова руда - це карнотіт і настуран. Також значні поклади цього стратегічного хімічного елемента виявлені в рідкоземельних і торфіевих мінералах - ортіте, титанів, циркон, монацит, ксенотіма. Поклади урану можна виявити в породах з кислим середовищем і високими концентраціями кремнію. Його супутники - кальцит, галеніт, молибденит і ін
Є на світі компанія під назвою Uranium One, якій належать найбільші уранові родовища в Казахстані, Африці, Австралії та США. На компанію припадає до 30% світового видобутку урану. Але мало хто знає, що Uranium One, колись заснована, як канадсько-південно-африканський консорціум, зараз на 100% належить «Росатому».
У світі безперервно йде найжорстокіша боротьба за контроль над рудниками і родовищами урану. Це питання стратегічне. Той, хто тримає в руках джерела урану, не тільки тримає за горло всю світову атомну енергетику, але і може впливати на ринок ядерної зброї.
Світові родовища і запаси
На сьогоднішній день розвідано безліч родовищ в 20-кілометровому шарі земної поверхні. У всіх них міститься величезна кількість тонн урану. Це кількість здатне забезпечити людство енергією на багато сотень років вперед. Країнами-лідерами, в яких уранова руда знаходиться в найбільшому обсязі, є Австралія, Казахстан, Росія, Канада, ПАР, Україна, Узбекистан, США, Бразилія, Намібія.
В СРСР на територіях Казахстану, Киргизії, Росії, Таджикистану, Узбекистану та України були проведені системні роботи з пошуку та розвідки родовищ урану. Були створені гірничо-хімічні комбінати, які видобували уран в шахтах і на копальнях. Добутий уран прямував до військової область, на забезпечення паливом АЕС і в стратегічні резерви. Але на початку 90-х все зламалося.
Російська уранова руда
По видобутку урану Російська Федерація знаходиться на п'ятому місці серед інших країн світу. Найвідоміші і потужні - це Хіагдінское, Колічканское, Істочне, Кореткондінское, Намарусское, Добринське (республіка Бурятія), Аргунську, жерловой (Читинська область). У Читинській області проводиться видобуток 93% від усього видобутого російського урану.
Як добувають уран
Зазвичай всі чули про страшні і жахливі уранові рудники, але при цьому мало хто уявляє собі, як же видобувають навіть звичайні залізо і мідь, не кажучи вже про уран. Тому спочатку на пальцях про цій нелегкій справі.
Існують 3 основних способи видобутку урану. Перший спосіб - відкритий, підходить для тих випадків, коли рудне тіло знаходиться близько до поверхні землі. При відкритому способі видобутку просто риють бульдозерами велику яму і екскаваторами вантажать руду в самоскиди, які везуть її до переробному комплекс.
Другий спосіб - підземний - використовується при глибокому заляганні рудного тіла. Спосіб цей дорожчий і, відповідно, підходить при високій концентрації урану в породі. При підземному способі пробуріваются вертикальна шахта, від якої відходячи горизонтальні вироблення. Глибина шахт може доходити до двох кілометрів. У горизонтальних штреках шахтарі довбають породу, піднімають руду наверх на спеціальних вантажних ліфтах і також везуть далі на переробний комплекс.
Що відбувається на переробному комплексі? Дану схему можна вважати класичною, хоча вона аж ніяк не єдина і має багато нюансів. Породу подрібнюють, змішують з водою і видаляють непотрібні домішки. Далі проводять вилуговування концентрату, зазвичай за допомогою сірчаної кислоти. З розчину за допомогою іонно-обмінних смол виділяється осад солей урану, мають характерний жовтий колір, за що вони отримали назву жовтий кек (від англ. Yellow cake). Жовтий кек ще містить досить багато домішок, від яких його треба очищають на афінажних проізвосдтве і після прожарювання отримують закис-окис урану (U3O8) - кінцевий продукт, яким навіть торгують на біржі.
Я спеціально розповів про переробку, але нічого не сказавши про третій спосіб видобутку. Він кардинально відрізняється від перших двох і називається свердловинне підземне вилуговування (СПВ). При СПВ бурять 6 свердловин по кутах шестикутника, через які в рудне тіло закачують сірчану кислоту. У центрі шестикутника бурять ще одну свердловину і через неї викачують на поверхню розчин, насичений солями урану. Продуктивний розчин пропускають через сорбційні колони, в яких солі урану збираються на спеціальній смолі. Смолу в свою чергу знову обробляють сірчаної кислотою і так кілька разів, поки концентрація урану в розчині не стане достатньою. А далі знову жовтий кек, очищення та отримання закису окису-урану
Небезпеки уранових рудників
Прийнято вважати, що уранові рудники - це моторошно небезпечна річ, але в даний час уранові шахти при дотриманні техніки безпеки не більш небезпечні для здоров'я шахтарів, ніж вугільні. Найбільшу небезпеку там представляє скоріше не радіація, а пил, що містить частинки урану і інших важких металів, потрапляння яких в організм може привести до важких захворювань внутрішніх органов.Также може бути небезпечно наявність в повітрі радіоактивного газу радону, але при працюючій вентиляції його концентрації мінімальні. При використанні ж підземного вилуговування шкідливість виробництва для робітників стає не вище, ніж для офісних працівників - ні пилу, ні радону)) Жартую, звичайно
При шахтному способі небезпеки в цілому ті ж, що і при відкритому, але відходів все-таки утворюється менше. Серед плюсів також відсутність ями.
Тому вважається, що найменш шкідливим для екології є підземне вилуговування. Стверджується, що через 4-5 років на місці вироблення вже можна буде займатися сільським господарством. Але не варто забувати, що підземне вилуговування може сильно погіршити якість підземних вод, та й робота з сірчаною кислотою навряд чи сприяє підвищенню родючості. Плюс застосування підземного вилуговування обмежена: його можна використовувати тільки в піщанику і нижче рівня грунтових вод