Уран өнеркәсібі

КІРІСПЕ 3
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 5
1.1 Уран 5
1.1.1 Уран туралы тарихи мағлұмат 8
1.1.2 Уранның физика.химиялық қасиеттері 9
1.1.3 Уранның спецификалық қасиеттері 11
1.2 Уранның физико.химиялық қасиеттері және қосылыстары 12
1.3 Уранның гипергенез қабатындағы күйі 14
1.4 Уранның комлекс түзу қабілеттері 16
1.5 Уранның химиялық технологиясы 19
1.6 Уранды өндірудің жер асты шаймалау әдісі 20
1.7 Жер асты сілтісіздендіру жүйелері 21
1.8 Жер асты шаймалаудің физико.химиялық ерешелігі 22
1.9 Уранды кен жыныстарын шаймалау 25
1.10 Қышқылды шаймалаудың артықшылықтары және кемшіліктері 27
1.11 Уранды шаймалау технологиясында тотығу.тотықсыздану құбылыстары 27
1.12 Қызылқұм кен орнының геолого.гидрогеологиялық ерекшелітері 28
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 31
2.1 Элементтік анализ 31
2.2 Статикалық жағдайда шаймалау 31
2.3 Шаймалау бойынша зертханалық тәжірибелерді орындау әдістемесі 32
2.4 Зерттелінетін кен үлгісінің гранулометриялық (түйіршікті) құрамын елеуіштік әдіспен анықтау 33
2.5 Өнімдік ерітінділерден ауыр металдар мөлшерін анықтау 33
2.6 Көміртек қостотығының, органикалық көміртектің, жалпы күкірттің, темір сульфаттары, сульфидтері мен қағынның мөлшерін анықтау 33
3 НӘТИЖЕЛЕР МЕН ТАЛДАУЛАР 35
3.1 Элементтік анализ 35
3.2 Зерттелінген сынаманың сипаттамасы 35
3.3 Зерттелінген кен үлгісінің гранулометриялық құрамы 36
3.4 Кеннің минералдық құрамы. 36
3.5 Сканерлеуші электронды микроскопия және жартылайсандық элементтік анализ 38
3.6 Зерттеу улгісін статикалық шаймалау 47
3.6.1 Күкірт қышқылды шаймалау 47
3.6.2 Карбонаттық шаймалау 47
3.7 Фильтрациялық колонналарда уранды шаймалау 49
3.7.1 Сумен шаю сатысы 50
3.7.2 Күкірт қышқылды шаймалау сатысы 51
ҚОРЫТЫНДЫ 56
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ: 58
Гидрометаллургияда экономикалық және экологиялық тұрғыдан бүгінгі таңда ең тиімді уран өндіру әдісі болып табылатын жер асты ұңғымалық шаймалау мемлекетімізді атомдық энергетиканың негізігі отынын өндіруден дүние жүзінде бірінші орынға шығарды. 1954-ші жылдарда негізі қаланып, аз уақыт арасында дүние жүзінде кең қолданыс тапқан бұл әдіс, негізгі бөлігі аридтік зонада орналасқан Қазақ даласында, мемлекетіміздің гидрометаллургия өндірісі үшін таптырмас құралға айналды. Уранды жер асты ұңғымалық шаймалау әдісімен өндірудің өзіндік құны таулық әдісті қолдануға қарағанда 20–25%-ға төмен [1]. Бұл әдістің тағы бір айта кететін артықшылығы, таулық әдісті қолдану тиімсіз болып табылатын уран мөлшері 0,01–0,03%-ды құрайтын кендерді өңдеуге мүмкіндік беретіндігінде. Сонымен қатар, уран өндірудің қоршаған ортаға тигізетін кері әсері әлдеқайда азаяды. Жер асты ұңғымалық шаймалау әдісін қолданған аймақтарда жердің шөгуі және қопарылуы, бос жыныстардан және балланстан шыққан кендерден тұратын үйінділер болмайды. Уран қос тотығынның 100 кг өндіру кезінде 1 кг қатты қалдықтар түзіледі, ал таулық әдісте уран қос тотығының дәл сол мөлшерін алу үшін 100 000 кг қатты қалдықтар түзіледі. Оған қоса технологиялық үрдістен шаң-тозаң бөліну көздері жойылған, соның нәтижесінде атмосфераға бөлінетін радиоактивті заттардың көлемі біршама азайтылды. Жұмысшылар мен қызметкерлерге α- , β- және γ- сәулеленушілер әсері минималданған, өйткені уран радиоактивті отбасының жалпы γ-сәулеленуінің 98%-ы қышқылдық шаймалау кезінде жер астында қалатын радий және оның ыдырау өнімдеріне тиісті. Әдістің экологиялық, эконимикалық артықшылығы және технологиялылық кемшілігінің бірі негізгі кен түзуші жыныстардың жер астында шоғырланғандығында. Тек шаймалаушы агентпен әрекеттесетін кен жыныстарын көп жағдайда толық өңдеу мүмкін емес болып жатады. Сонымен қатар, жер асты ұңғымалық шаймалау әдісін қолдану барысында кен түзуші горизонттарының өткізгіштігі, шаймалаушы агентті таңдау, тотықтырғыштың тиімділігінің төмендігі не оның бағасының қымбаттығы сияқты үнемі туындап жататын мәселелер жеткілікті. Сондықтан жер асты ұңғымалық шаймалау әдісін зерттеу өзектілігін жоғалтпай, бүгінгі күнге дейін АҚШ, Франция, Ресей, Канада сияқты уран өндіруші алпауыттар осы салада үлкен зерттеу жұмыстарын жүргізуде.
1 Тураев Н.С., Жерин И.И. Химия и технология урана:Учебное пособие для вузов. – М.:ЦНИИАТОМИНФОРМ, 2005. –407 б.
2 Бровин К.Г, Грабников В.А., Шумилин М.В., Язиков В.Г. Прогноз, поиски, разведка и промышленная оценка месторождений урана для отработки подземным выщелачиванием. –Алматы: Ғылым, 1997. –384 б.
3 Мамилов В.А. Добыча урана мотодом подземного выщелачивания. –М.: Атомиздат, 1980. –284 б.
4 Жерин И.И., Амелина Г.Н. Химия тория, урана и плутония:Учебное пособие. –Томск:Издательство Томского политехнтческого университета, 2010. –147 б.
5 Скороваров Д.И. Справочник по геотехнологии урана. –М.: Энергоатомиздат, 1997. –672 б.
6 Громов Б.В Введение в химическую технологию урана: Учебник для вузов. –М.: Атомиздат, 1978. –336 б.
Тананаев И.Г. Уран: Учебное пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 91 б.
7 Кнунянц И.Л. Химический энциклопедический словарь. – М.:Советская энциклопедия, 1983. –790 б.
8 Галкин Н.П., Судариков Б.Н., Верятин У.Д., Шишков Ю.Д., Майоров А.А. Технология урана. – М.: Атомиздат, 1964. – 309 б.
9 Шевченко Б.В., Судариков Б.И. Технология урана. – М.: Атомиздат, 1961. 330 б.
10 Сазыкин Н.С. Сырьевые ресурсы урановой промышленности капиталических стран и их использование. – М.:Недра, 1968. –121 б.
11 Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии : Пособие по проектированию. – М.: Химия, 1991. 493 б.
12 Черняев И.И. Комплексные соединения урана. –М.: Наука, 1964. – 491 б.
13 Рябчиков Д.И., Сенявин М.М. Аналитическая химия урана. –М.: Академия наук СССР, 1962. –429 б.
14 Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Госхимиздат, 1971. – 784 б.
15 Каца Д.Д., Сиборга Г.Т. Морсса Л. Химия актиноидов. – М.: Мир. – Т. 1. – 1991. – 522 б.
16 Несмеянов А.Н. Радиохимия. – М.: Химия, 1978. – 559 б.
17 Емельянов В.С., Евстюхин А.И. Металлургия ядерного горючего. –М.: Атомиздат, 1968. – 483 б.
18 Сиборг Г.Т., Кац Д.Д. Химия актиноидных элементов. – М.: Атомиздат, 1960. – 542 б.
19 Власов В.Г., Жуковский В.М., Ткаченко Е.В., Бекетов А.Р. Кислородные соединения урана. – М.: Атомиздат, 1972. – 255 б.
20 Язиков В.Г., Забазнов В.Л., Петров Н.Н., Рогов А.Е. Геотехнология урана на месторождениях Казахстана. – Алматы, 2001. –442 б.
21 Полькин С.И., Адамов Э.В. Обогащение руд цветных и редких металлов. – М.: Недра, 1975. – 480 б.
22 Левин А.И. Теоретические основы электрохимии. – М.:Металлургия, 1972. – 543 б.
23 Зефиров А.П. Термодинамические свойства неорганических веществ:Справочник.– М.: Атомиздат, 1965. – 460 б.
24 Раков Э.Г., Хаустов С.В. Процессы и аппараты производства радиоактивных и редких металлов. – М.: Металлургия, 1993. – 384 б.
25 Кедровкий О.Л. Комплексы подземного выщелачивания. – М.: Недра, 1992. – 262 б.
26 Судариков Б.Н., Раков Э.Г. Процессы и аппараты урановых производств. – М.: Машиностроение, 1969. –383 б.
27 Смирнов Ю.В., Ефремов З.И., Скороваров Д.И., Иванов Г.Ф. Гидрометаллургическая переработка ураново-рудного сырья. – М.: Атомиздат, 1979. –280 б.
28 Жиганов А.Н., Гузеев В.В., Андреев Г.Г. Технология диоксида урана для керамического ядерного топлива. – Томск, 2002. – 326 б.
29 Карапетьянц М.Х., Карапетьянц М.Л. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ. – М.: Химия, 1968. – 471б.
30 Титаева Н.А. Ядерная геохимия. – М.: МГУ баспасы, 2000. –336 б.
31 Коваленко В.И., Тихонов С.А., Измоденов Ю.А. Обогащение неметаллических полезных ископаемых. – М.: Кедр, 1967. – 246 б.
32 Грабников В.А. Геотехнологические исследования при разведке металлов. – М.:Недра, 1983.
33 Андреев Г.Г., Пермяков О.Е. Химическая кинетика гетерогенных некаталитических процессов в технологии ядерного топлива. – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2000. – б. 35–39
34 Шаталов В.В., Садыков Р.Х., Фазлуллин М.Н., Абдульманов И.Г. Ядерная энергетика: тенденции в потребностях и поставках урана: Атомная техника за рубежом. – 1997. – №10. – б. 13–18
35 Школьник В.С. Перспективы развития атомного комплекса Казахстана: Доклад на 2-ой Международной научно-практической конференции Актуальные проблемы урановой промышленности. –Алматы, 10–13 июля 2002. – б. 3–6
36 Андреев И.Ю., Головин В.Ф., Литвиненко В.Г., Овсейчук В.А., Шелудченко В.Г., Филоненко В.С. Комплексная технология переработки урановых руд агитационными и перколяционными методами: Горный журнал. – 2003. – №6. – б. 45–47
37 Торежогин М.У. О некоторых особенностях использования технологии подземного выщелачивания урана на месторождениях песчаникового типа в Казахстане и США: Сборник докладов научно-практической конференции Актуальные проблемы отработки урановых месторождений методом ПВ. – Алматы, 2000. – б. 147–156
38 Зинченко В.М. Статическая модель выходной кривой подземного выщелачивания урана: Доклад на II Международной научно-практической конференции Актуальные проблемы урановой промышленности. – Алматы, 2002. – б. 62–69
39 Калошин А.А., Евтеева Л.И., Забазнов В.Л., Патрин А.П., Зинченко В. М. Виды кольматации скважин при подземном скважинном выщелачивании урана и методы борьбы: Доклад на II Международной научно-практической конференции Актуальные проблемы урановой промышленности. – Алматы, 2002. –б. 38–44
        
        МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 3
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 5
1.1 Уран 5
1.1.1 Уран туралы тарихи мағлұмат 8
1.1.2 ... ... ... ... спецификалық қасиеттері 11
1.2 Уранның физико-химиялық қасиеттері және қосылыстары 12
1.3 Уранның гипергенез қабатындағы күйі 14
1.4 Уранның комлекс түзу қабілеттері 16
1.5 ... ... ... ... ... жер асты шаймалау әдісі 20
1.7 Жер асты сілтісіздендіру жүйелері 21
1.8 Жер асты шаймалаудің физико-химиялық ... ... кен ... ... ... ... артықшылықтары және кемшіліктері 27
1.11 Уранды шаймалау технологиясында тотығу-тотықсыздану құбылыстары 27
1.12 Қызылқұм кен орнының геолого-гидрогеологиялық ерекшелітері 28
2 ТӘЖІРИБЕЛІК ... ... ... ... жағдайда шаймалау 31
2.3 Шаймалау бойынша зертханалық тәжірибелерді орындау әдістемесі 32
2.4 ... кен ... ... ... құрамын елеуіштік әдіспен анықтау 33
2.5 Өнімдік ерітінділерден ауыр металдар ... ... ... ... ... көміртектің, жалпы күкірттің, темір сульфаттары, сульфидтері мен қағынның мөлшерін анықтау 33
3 НӘТИЖЕЛЕР МЕН ТАЛДАУЛАР 35
3.1 Элементтік анализ 35
3.2 Зерттелінген ... ... ... кен ... ... ... Кеннің минералдық құрамы. 36
3.5 Сканерлеуші электронды микроскопия және жартылайсандық элементтік анализ 38
3.6 Зерттеу улгісін статикалық ... ... ... ... ... ... ... колонналарда уранды шаймалау 49
3.7.1 Сумен шаю сатысы 50
3.7.2 Күкірт қышқылды шаймалау сатысы 51
ҚОРЫТЫНДЫ 56
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ: 58
КІРІСПЕ
Гидрометаллургияда экономикалық және экологиялық ... ... ... ең ... уран ... ... болып табылатын жер асты ұңғымалық шаймалау мемлекетімізді атомдық энергетиканың негізігі отынын өндіруден дүние жүзінде бірінші ... ... ... ... ... ... аз уақыт арасында дүние жүзінде кең қолданыс тапқан бұл әдіс, негізгі ... ... ... орналасқан Қазақ даласында, мемлекетіміздің гидрометаллургия өндірісі үшін таптырмас құралға айналды. ... жер асты ... ... ... ... өзіндік құны таулық әдісті қолдануға қарағанда 20 - 25%-ға төмен [1]. Бұл әдістің тағы бір айта кететін ... ... ... ... ... ... ... уран мөлшері 0,01 - 0,03%-ды құрайтын кендерді өңдеуге мүмкіндік беретіндігінде. Сонымен қатар, уран өндірудің қоршаған ортаға ... кері ... ... ... Жер асты ... шаймалау әдісін қолданған аймақтарда жердің шөгуі және қопарылуы, бос жыныстардан және балланстан шыққан кендерден тұратын үйінділер болмайды. Уран қос ... 100 кг ... ... 1 кг ... ... ... ал таулық әдісте уран қос тотығының дәл сол мөлшерін алу үшін 100 000 кг ... ... ... Оған қоса ... ... ... бөліну көздері жойылған, соның нәтижесінде атмосфераға бөлінетін радиоактивті заттардың көлемі біршама азайтылды. Жұмысшылар мен ... α- , β- және γ- ... ... ... өйткені уран радиоактивті отбасының жалпы γ-сәулеленуінің 98%-ы қышқылдық ... ... жер ... ... ... және оның ыдырау өнімдеріне тиісті. Әдістің экологиялық, эконимикалық артықшылығы және технологиялылық кемшілігінің бірі негізгі кен ... ... жер ... ... Тек ... агентпен әрекеттесетін кен жыныстарын көп жағдайда толық өңдеу мүмкін емес болып жатады. Сонымен қатар, жер асты ұңғымалық шаймалау әдісін қолдану ... кен ... ... ... ... ... таңдау, тотықтырғыштың тиімділігінің төмендігі не оның бағасының қымбаттығы сияқты ... ... ... ... жеткілікті. Сондықтан жер асты ұңғымалық шаймалау әдісін зерттеу өзектілігін жоғалтпай, бүгінгі күнге дейін АҚШ, ... ... ... ... уран ... ... осы ... үлкен зерттеу жұмыстарын жүргізуде.
Барланған уран кеніштерінің жер асты ... ... ... ... мүмкіндігін анықтау мақсатында зертханаларда шаймалау үрдісін модельдеу сынақтары жүзеге асырылады. Технологиялық тұрғыдан бұл сынақтарға өте үлкен көңіл бөлінеді. Өйткені бұл ... ... ... ... ... уран ... максималды мөлшерлері, шаймалаушы агент сияқты технологиялық үрдісті жүзеге асыруға қажетті негізгі параметрлер толыққанды анықталады және осы ... ... ... ... ... мүмкіндік береді.
Жоғарыда айтылғанның барлығын тұжырымдай келе, берілген жұмыстың мақсаты уранды динамикалық шаймалау ... орын ... ... ... ... ... табылды.
Белгіленген мақсатқа жету барысында келесідей міндеттер қойылды:
* Тақырып бойынша басылымдық материалдармен танысу;
* Зерттеу объектісі болып табылатын уран кені ... ... ... ... ... Уран кені ... ... статикалық жағдайда күкірт қышқылды және карбонаттық шаймалау;
* Уранды динамикалық шаймалау кезінде орын ... ... ... ... ... ... ... коллонкаларында шаймалау тәжірибесін жүргізу.
Зерттеу жұмыстары барысында алынған нәтижелер Ақбастау, ... ... уран ... ... ... ... ... үрдісті жетілдіруде ұсыныстар дайындау кезінде үлкен үлесін тигізуі мүмкін.
Берілген зерттеу жұмысы Дүние жүзілік банктің ... ... ... шебінде жасалған.
1 ӘДЕБИ ШОЛУ
1.1 Уран
Уран табиғатта үш изотоптың 238U, 235U және 234U ... ... ... ... ... табиғатта таралуы жайлы мәліметтер бірнеше жұмыстарда келтірілген. Солардың ішіндегі сенімдісі келесі кестеде көрсетілген Холденнің ... ... ... ... 1 - ... ... ... таралуы және ядролық қасиеті [46]
Изотоптың массалық саны
Таралуы, %
Жартылай ыдырау периоды,
Лет
Ыдырау типі
Негізгі сәулелену энергиясы, МэВ
1
2
3
4
5
234
0,005+-0,001
2,45·105
2·1016
Α
СД
4,777 (72 %)
4,723 (28 %)
235
0,720+-0,001
7,037·108
3,5·1017
Α
СД
4,397 (57 %)
4,367 (18 ... (77 ... (23 ... айта ... жағдай, табиғи қосылыстардағы уран изотоптарының қатынасы өзгеруі мүмкін (абсолютті шамадан +-0,1 % арасында). 234U изотобы 238U изотобының ... ... ... ... болатындықтан бұл екі изотоп бір-бірімен тығыз байланысты.
Уран табиғатта екі түрлі ... ... ... +4 ([Rn]f2) және +6 ([Rn]f0). ... ... ... ... U(III) және U(V) ... ... ...
Уран (IV) өзінің қосылыстарында иттрийлі ауыр лантаноидтар тобы мен Th (IV), Y (III) химиялық қасиетіне жақын U4+ ионы ... ... ... ... ... U4+ ионы ... ... болып табылады. Ол тек күшті қышқылды ерітінділерде кездеседі және ерітіндінің қышқылдығы төмендеген кезде U(OH)4 түзе отырып гидролизденеді. U(OH)4 гидроксиді суда аз ... ... ... ... ... UO2 диоксиді іс-жүзінде 3000С-қа дейін сумен әрекеттеспейді, Тұз қышқылында (HCl) ерімейді, бірақ азот ... (HNO3) және ... ... ... ... U(IV) қосылыстарының ішінде UCl4 пен U(SO4)2 басқалардан қарағанда суда ... ... ... себебінен U(IV) күштіқышқылды сульфатты, хлоридті және нитратты ерітінділерге тұрақты болады. U(IV) силикаттары ... ... ... болады.
U(IV) 8 координациялық санымен комплексті қосылыстар түзуге бейім келеді. U4+-тің карбонатты, сульфитті, оксалатты және де басқа ... бар. ... ... ... ... ... ... келесі кестеде көрсетілген.
Уран буының атом спектрін зерттеуде оның ... ... ... ... 5f36d7s2 ... ... Бұл мәлімет оның ауыр актиноидты элементтер тобына жатанын растайды. Уранның химиялық ... ... оның ... ... (5а және 6d ... тым жақындығында.
Кесте 2 - Уранның комплексті қосылыстарының тұрақтылық константала- ры ... (VI) - ... ... ... ең ... ... дәрежесіне ие болатын уран. U6+ секілді ірі катион үшін оның алты валенттігі ... ... ... Ол ... ... және сулы ерітіндіде көзді ашып-жұмғанша гидролизденіп, уранил UO22+ екі валентті катионын түзеді. Уранилді топ UO22+ - ... ... ... және оған ... ... екі ... ... құралған компактті сызықты қосылыс болып табылады. Мұндай қосылыстың максималды ұзындығы 6,84 Å, ал минималды ... - 6,04 Å, ... - 2,64 Å. UO22+ -нің ... иондық радиусы жуық шамамен 3,22 Å -ге тең және табиғатта тараған ... ... ... ... ... ... ... байланысты UO22+ химиялық қосылыстарда изоморфты түрде басқа катиондарды өзіне қосып алып табиғатта өзінің жеке минералдарын ... ... ... және ... қосылыстары салыстырмалы түрде сулы ерітінділерде ерігіш және тұрақты болып келеді. Ең ... бірі ... ... ... табылады. Суда жақсы ерігіштері уранил сульфаты мен оксигалогениді болып табылады. UF6 мен UCl6 ұшқыш болып келеді, бірақ су ... ... оңай ... оксигалогенидке айналады.
Органикалық қышқылдарда уранның көптеген тұздары ерігіш болып келеді. U(VI) - ның ... қиын ... ... фосфаттар, арсенаттар және ванадаттар болып табылады.
U(VI) геохимияда маңызды рөл ... ... ... ... ... ... Комплекстүзгіштік қабілеті мен түзілген комплекстің беріктігі туралы мәліметтерді төмендегі кестеден көруге болады.
Кесте 3 - [UO2]2+ ... ... ... ... ... ... ... (250С) [32]
Реакция
К
1
2
Комплекске түспейді
0,24
0,88
6,40
76,00
7,1·10[2]
2,2·10[6]
3,5·10[4]
2,9·10[10]
6,5·10[11]
8,3·10[12]
2·10[18]
Табиғи жағдайларда карбонатты, сульфатты, фторидті, фосфатты және гидроксокомплексті комплексті қосылыстар маңызды мағынаға ие. Уранил ионымен комплекстүзу ... ... ... ... ... ... F- > NO3- > Cl- > ClO4- ;
екізарядты: CO32- > C2O42- > SO42- .
Уранил аквагидрокомплекстері акватоптардың уранил ... ... ... ... енуі ... ... және [UO2(OH)n(H2O)6n]2-n күйіндегі формада болады. Мұндағы n-нің мәні 0-ден 6-ға дейін өзгереді.
Карбонатты комплекстердің ішінде сулы ерітіндіде тек [UO2(CO3)3]4- және ... ... ғана ... болады. Біріншісі ерітіндіде CO32- иондары артық мөлшерде болғанда кездеседі, ... ... ... ... ... өтеді.
Келесі саты суда әлсіз еритін уранил карбонатының UO2CO3 ... ... ... ... ... ... ... тек фтордың жоғары концентрациялары шоғырланған орталарда түзіледі. Уранилдің сульфатты комплексті қосылыстары құрылысы ... ... ... ... ... бірақ беріктігі бойынша тек қана карбонаттыдан ғана емес, сонымен қоса ... ... де ... ... 1 - 250С ... lg ∑CO2 ... ... уранил иондарының аудандарының қатынасы
1.1.1 Уран туралы тарихи ... жылы ... ... ... деген атпен белгілі ауыр қара кеннен жаңа элементті - уранды ... уран ... ат сол ... ... ашылған уран планетасының құрметіне қойылған.
Клапроттан кейін уранмен басқа да зерттеушілер айналысқан, бірақ ешкім таза металдық уран ала алмады. Тек 1891 жылы ... уран ... ... натрий немесе калиймен тотықсыздандыру арқылы металдық уран алған.
ХІХ ғасырдың алғашқы жартысында уранның ... ... ... ... ... ... фарфор және эмаль бояуларында өте жақсы сары ... ... ... ... жылы ... ... кенде радиоактивтілікті ашты. Осы уақыттан бастап уранның минералдарына назар көп бөлінді.
Содан соң Мария ... және Пьер Кюри ... ... ... ... Уран ... ... өзгеріс болды: бұрын зауыт жұмысының басты мақсаты уран тұздарын өндіру болса, ендігі мақсат радийды өндіру болды, ал уран ... өнім ... ... ... әрқашан тек уранмен ғана кездеседі, кейде тек ... ... ... ... ... концентрацияда урансыз кездеседі.
1 г радий өндіру үшін жуық шамамен 4 т таза уран смола кенін өңдеу керек. 1896 ... ... ... ... ... ... радийға көңіл аударыла бастады.
1939 жылы уран ядросы ыдырау кезінде көп ... ... ... анықталды. Осыдан бастап атом энергиясының көзі ретінде уранға деген назар арта бастады.
1.1.2 Уранның физика-химиялық қасиеттері
Уранның кейбір қасиеттері ... ... ... , уранның ІІІ топ элементтерімен ұқсас екені анықталды.
12 - кестеде ІІІ топтың ұқсас металдары ретінде молибден, вольфрам, уран және ... ... ... ... Ең ... ... уранға қарай ауысқанда, тығыздығы мен балқу температурасының төмендеуіне көңіл аударылды, онда әдеттегідей ... ... ... бұл ... ... 4 - ... ... уран және алюминийдің қасиеттері
Қасиеттері
Мо
W
U
Al
1
2
3
4
5
Тығыздығы,г/см3
10,2
19,3
18,7
2,7
Балқу темпер.оС
2625+-50
3410+-20
1133+-2
659
Қалыпты потенциал, В
>0,127В
>0,127В
-1,4
-1,3
Суға қатынасы
Тұрақты
Тұрақты
Суда аздап ериді
Суда аздап ериді
Сұйыт. HCl және H2SO4-ке қатынасы
Әрекеттес-
Пейді
Әрекеттеспейді
Ериді
Оңай ериді
Сұйыт.HNO3-ке қатынасы
Әрекеттес-
Пейді
Әрекеттеспейді
Енжарланады
Енжарланады
Ауа ... ... ... ... ... ... қасиеттері
Қара, ыдырамай-
Ды
Қара, ыдырамайды
Сары, сумен ыдырап СН3, СН2СН2 бөледі
Анық жасыл, сумен ыдырап СН3 бөледі
Сулфоқышқыл-
дар түзуі
Түзеді
Түзеді
Жоқ
Жоқ
Куркумамен реакциялары
Жоқ
Жоқ
Түзеді
Түзеді
Табиғи қосылыстардың (минералдардың) сипаттамасы
Молибдат-
Тар
Вольфрамат-
Тар
Оксидтер, ... ... ... ... ... ... ... оксидтің сипаттамасы
Қышқылды
Қышқылды
Амфотерлі
Амфотерлі
1947 жылдан бастап шығатын барлық химиялық анықтамаларда және периодтық жүйенің кестелерінде уран VІ топ ... ... яғни ... ... және ... ... ретінде қаралды.
12 - кестедегіден басқа қасиеттерінде біріншіден молибден мен вольфрамның арасында, екіншіден уран мен ... ... ... ... ... ... жағынан вольфрам мен уран қасиеттерінде ұқсастық жоқ. Бұл жағдай уранның VІ топқа емес, ІІІ топқа жататынын дәлелдейді.
Уран, плутоний, нептуний ... ... ... - алты тән. ... ... ... 92, ... салмағы - 238,07, табиғи уран үш изотоптан тұрады: 99,28 % U238; 0,7 % U235; 0,006 % U234. ... ... U235 ... ... ие, ... атомдық техникада маңызы зор. Уранның табиғи изотоптары - α - ... ... ... периодымен өте жоғары шамалармен өлшенеді: 4,5 ∙ 109 жыл U238, 7,13 ∙ 108 жыл U235 және 2,48 ∙ 105 жыл U234 ... ... ... ... ... ... 240-қа ... изотоптар алынған, өмір сүру мерзімдері әр түрлі, жартылай ыдырау периоды - 1,3 мин. тең. ... ... 18,7 ... тең. ... және ... температурасы: tб = 1105-1850 оС-ға дейін ауытқиды. Бірақ 1150оС температураны жоғарыланған деп есептеп, 1133оС - дағы температураны ... деп ... ... температурасы 3500оС; жаңа берілген мәліметтер бойынша - 3927оС. С.Сиборг және Кац бірнеше төмен шамаларды келтіреді - ... 2-4 ∙ 104 ... ... - ... ... ... механикалық өңдеуге жақсы беріледі. Уранның үш кристалдық модификациясы белгілі: α - ... ... ... ... ... және 668оС-қа дейінгі температурада өмір сүреді, β - модификация тетрагональды ... ... ... ... және γ - ... ... ... торлы, 774оС-тан жоғарыда металл балқығанша өмір сүреді. ... ... α және γ - ... ұшырайды.
Таза уранның қаттылығы мен беріктігі жоғары емес, сондықтан оның механикалық ... ... үшін ... ... ... түзуге көп жұмыстар жүргізілген.
Уран металл күйінде өте реакцияға түскіш. Компактты металл ауада оңай тотығады да, ... ... ... қабықпен, сосын қара түспен қапталады, ал ұнтақ уран немесе оның ұсақ жұқа таяқшасы ауада, әсіресе, механикалық әсер еткенде оңай ... ... ... ... ... ... күкіртпен, галогендермен және азот оксидтерімен әрекеттеседі.
Компактты уран суықта ақырын, ал қыздырғанда суды тез ыдыратады, мына реакция жүреді:
U + 2H2O --> UO2 + 2H2 ... ... ... әлі ... ... ... оны ... гидридке айналдырады, содан металл өте тез бұзылады.
Сулы бу уранмен дәл солай әрекеттеседі, ал 150-250оС температурада әсіресе ... уран ... және ... ... + ... --> 3UO2 + 4UH3 ... және Кац бұл ... ... ... ... ... өтеді деп көрсеткен.
Уран қышқылдарға қатысты қызықты және практикалық маңызы зор. Тұз қышқылы уранды тез ерітеді, сұйытылған тұз ... ... ... 10 г уран ... 1 ... ... ... қышқылы уранмен мүлде әрекеттеспейді. Азот қышқылы уранды ... ... ... ... ... ... ... бірі, оның өте үлкен энергия мөлшерін бөлетін ядроларды бөлуге бейімділігі, бұл қасиеті тек нейтрондар ашылғаннан кейінгі, яғни 1930-1932 ... ... ... ... ... ... протон салмағына тең, бірақ заряды жоқ бөлшек. Сондықтан нейтрондар бөлшекке бөлінбейді, ... ... ... ... және ядро ... ене алады, сондықтан "снарядтың" өте күшті түрі ядролық реакцияларда қолданылатын, яғни, атомдағы ядролар өзгеруімен ... ... ... сипаты нейтрон жылдамдығына тәуелді: нейтрондармен реакциының осы немесе басқа түрімен барлық элемент (гелийден басқа, гелийдің ядросы өте ... ... ... 1933 жылы ... ядромен қапталатыны анықталды. Мұнда ядро өзгеруі келесі сызбанұсқа бойынша өзгеріске ұшырайды:
Xzm + n --> Xzm+1 + γ ... ... --> X[m]+1 z+1 + ... ... ... ... бойынша бастапқы элемент изотопының түзілуі өтеді. Осы изотоптың ядро салмағы бастапқы ядро салмағынан бір шамаға үлкен. Егер ядроның осы күйі ... ... онда ... өтеді, нәтижесінде нейтрон келесі сызбанұсқалық ауысуға ұшырайды:
n = p + e - ... ... ... ... ... ... және заряд түзілген протон нәтижесінде жоғарылайды. (2) сызбанұсқада көрсетілген процесс өтуі және жаңа ... ... ... ... ... ... ... ашылу заряды 92-ден жоғары, яғни "трансуран" немесе "зауран" элементтерін алуға мүмкіншілік береді. Уранды нейтрондармен ... жаңа ... ... периодтық жүйенің ортасындағы жақсы белгілі элементтер - ... ... ... және т.б. ... ... ... ... табылды.
1938 жылы уран шынында да бөлініп, периодтық жүйенің ортаңғы бөлігіндегі элементтерін беретіні ... ... ... Бұл ... ... ... салмағынан аз және реакция өте көп энергия мөлшері бөлінуімен жүреді. Есептеулер бойынша, 1 гр көмір атомы жануымен ... 1 гр уран ... ... 50 млн. есе көп ... бөлінеді.
1941 жылы алғаш рет төменде жазылған элементтердің микромөлшері алынды. ... ... ... жаңа ... түзілуі тек уранның көбірек таралған, қарапайым изотобы мен атом салмағы 238 болған нейтронмен жоғарыдағы (2) ... ... ... ... ... атомдық салмағы 235, уранның құрамында тек 0,7% нейтрондар әсерінен энергияны көп мөлшерде бөле ... ... ... ... ... элементінің 94 ядросы да ұшырайды, плутоний (Рu) деп аталады.
1.2 Уранның физико-химиялық қасиеттері және қосылыстары
Уран -- өте ... ... ... ... Таза ... ол болаттан жұмсағырақ, төзімді иілгіш және парамагниттік қасиетке ие [8,17]. Уранның 3 ... түрі бар: ... ... ... 667,7 °C-қа ... ... β-уран (құрылымы төртбұрышты, 667,7 °C - 774,8 °C аралығында тұрақты), γ-уран (көлемдік ортаға келтірілген кубтық құрылымды, 774,8 ... ... ... ... ... ... қасиеттері:
Уран +2 және +6 аралығында тотығу дәрежелерін көрсете алады ... 5 - ... ... дәрежесіне сай оксидтері мен гидроксидтерінің қасиеттері
Тотығу дәрежесі
Оксиді
Гидроксиді
Қасиеті
Түрі
Ескерту
+3
Болмайды
-
-
U[3+], UH3
Күшті тотықсыздандырғыш
+4
UO2
Болмайды
Негіздік
UO2, галогенидтері
Суда және ауада тұрақты
+5
Болмайды
Болмайды
-
Галогенидтері
Суда диспропорцияланып кетеді
+6
UO3
UO2(OH)2
Амфотерлі
UO22+ (уранил)UO42- (уранат)U2O72- ... және ... ... ... U3O8 ... бар. Мұнда тотығу дәрежесі уран (V) және (VI) оксидтерінің қоспасынан құралған [8, 20].
Тотығу дәрежелерінің және ... ... ... уран ... ... ... VI B топшасының элементтеріне ұқсас болып келеді (хромға, молибденге, вольфрамға) [4].
Химиялық уран активті, ауада тотығады және түсті оксид ... ... ... ... басқа бейметалдармен реакциясы төменгі кестеде көрсетілген.
Уран сумен төмен температураларда да әрекеттесіп:
U + 2H2O = UO2 + 2H2 ... ... ... ... уран ... UO2 ... U4+ тұздарын береді (сутекті бөліп шығады). Тотықтырғыш қышқылдарда (азот және күкірт қышқылдарында) уран уранил UO22+ тұздарын түзеді.Уран сілтілермен ... ... 6 - ... кейбір бейметалдармен реакциясы
Бейметалл
Шарттары(жағдайы)
Өнімдер
F2
20[o]C, қызулы
UF6
Cl2
180[o]C (ұсақталған уранға)500 -- 600[o]C (кесек уран)
UCl4, UCl5, UCl6 қоспасы
Br2
650[o]C, бірқалыпты
UBr4
I2
350[o]C, бірқалыпты
UI3, UI4
S
250-300[o]C ... ... ... ... ... U2Se3
N2
450-700[o]C азот қысымында жанады1300[o]
UN1.75UN2UN
P
600-1000[o]C
U3P4
C
800-1200[o]C
UC, UC2
1.3 Уранның гипергенез қабатындағы күйі
Уранның 2, 3, 4, 5, ... ... ... ... гипергенез қабатында, яғни жер қыртысының жоғарғы бөлігінде, уран тек 4 және 6 ... ... ... ... 5 ... күйінің болуы да мүмкін [1, 4, 6, 7, 14].
Гипергенез ... уран ... таза ... ... себебі, уран күшті тотықсыздандырғыштық қасиетке ие, мысалы, қышқылдық ортада U0/U3+ тотығу-тотықсыздану потенциялы +1,8В, сондықтан оңай тотығады [1, ... ... орта ... ... ... болып табылады [4]:
(7)
Әлсіз қышқылдық, сілтілік және бейтарап орталарда уранды тіпті су ... ... ... ортада әрекеттесу төменгідей [1]:
(8)
Сілтілік ортада:
(9)
Бейтарап ортада баяу болса да уранды 4-валенттіге дейін тотықтырады:
(10)
Еківалентті уранның тұрақсыздығы ... сулы ... ... байқалмаған. Жер қыртысында металдар әдетте жер асты суларымен ... ... ... ... ... түрі ... Үшвалентті уран да химиялық тұрақсыздық қасиетімен сипатталады [4, 14]:
Қышқыл ортада уран (III) ... ... ... ... ауадағы оттекмен тотығады [4]:
(11)
Оттек болмаған жағдайда әлсіз қышқыл және әлсіз сілтілік ортада сумен тотығады [7].
Әлсіз қышқыл ... ... ... реакциялар уран (ІІІ) иондарының U3+ гипергенез қабатында бола ... ... ... уран сулы ... ... ... ... көбіне диспропорцияланады [1, 7].
Уран (V) иондары ерітінділерде UO2+ катион түрінде кездеседі. Бұл катион рН=2-4 аралығында тұрақты ... ... ... тұрақсыз болуы төмендегі сызбада көрсетілгендей диспропорциялану реакциясымен түсіндіріледі [1, 7]:
(14)
(15)
(16)
Ерітіндінің иондық күшінің артуы уранның(V) ... ... ... ... ... ... ... уран жоғарыда аталған валентті түрлеріне қарағанда химиялық тұрақты, және жер қыртысында төртвалентті күйінде бірқатар минералдар түзеді [1, 4]. Олар көбіне ... ... және ... ... ... ... ие ... - UO2. Оған қоса төртвалентті уран түрлі оксидтер ... ... ... ... ... тюямунит-CaO*2UO3*U2O5*8H2O) күрделі танталдардың (Пирохлор-микролит-(Na,Ca,U)2(Ta,Nb,Ti)2O6(O,OH,F)), ниобаттардың (Эвксенит-поликраз-(Y,U,Са,Th,Се)(Nb,Та,Ti)2O6), сирек кездесетін металдардың фосфаттарының құрамында (Тюямунит-Ca(UO2)2(VO4)2.nН2О, n = 4-10), ... ... ... ... (орнын басады), кездеседі [1, 4, 6, 7].
Уран (IV) минералдары төмен ерігіштік қасиетке ие және табиғи жағдайларда ... ... ... ... уран ... UO2 ... уран ... UO3 дейін тотығады [4].
Уран (IV) иондары U+4 сулы ... ... оңай U+6 ... ... . ... ... тотықтырғыштар қатысынсыз, тек күшті қышқылды сульфатты және хлоридті орталарда ... ... ... ортада Fe3+ тотықтырғышы қатысында U(IV) оңай тотығады [14]:
(17)
Сол сияқты ауадағы оттек те төртвалентті уранды тотықтырады. ... ... ... ... ортаның қышқылдығына тәуелді, себебі протонның немесе гидроксил иондарының босауымен қоса ... ... ... ... ... ... қарағанда тотығу жылдамдығы жоғары. Әлсіз қышқыл және бейтарап ортада тотығу жылдамдығының ... ... ... U4+ оттек құрамдас UO22+-ке, уранил ионына, дейін гидролизденбеген U4+-ке қарағанда оңай тотығатын оттек ... ... U(OH)3+ ... және ... да формаларының түзілуімен түсіндіріледі [4].
Уранның алтывалентті күйінің ерітінділерде тұрақтылығы жоғары. Тек кейбір тотықсыздандырғыщтар ғана ... ... ... Мұндай тұрақтылық барлық қосылыстардың құрамында уран(VI) уранил-ион UO22+ түрінде болуымен түсіндіріледі. Уранил ионы қосылыс құрамына толығымен кіреді және ... ... ... ... ... ... ... қасиетімен ерекшеленеді. Бұл уран мен оттек арасында ковалентті байланыс түзіп болғасын 6d және 5f-орбиталарының бір бөлігі бос қалады, нәтижесінде ... ... екі ... ... ... ... бос орбиталарымен әрекеттесуі жүреді, яғни қосымша еселі байланыстар түзіледі [1].
.. ..
: O = U = O :
. . . ... ... ... ... ... ... ... немесе оттектің әсерінен уран(IV) қосылыстарының тотығуы нәтижесінде түзіледі [1, 4, 14].
Уранил ірі катиондар қатарына жатады, сондықтан табиғи суларда уранил-ионының өте аз ... де ... ... ... ... минералдары түзіледі.
Сулы ерітінділерде уранил-ион формасындағы уран(VI) амфотерлі қасиетке ие. рН2,5 кезінде UO22+ тобы ... ... және ... ... ... ... ... болмағанда еркін немесе комплекс түрінде бола алады [14].
1.4 ... ... түзу ... ... актиноидтар тобына жатады және химиялық өте активті қасиетке ие. ... ... ... 5p6 5d10 5f36S2 ... ... ... 5f, 6d және 7s ... дейгелері қатысады, сонымен қатар 5f және 6d энергетикалық деңгейлерінің электрондары өте жақын. Осыдан ... ... ... ... және ... ... түзу ... түсіндіріледі [6, 14].
Күшті қышқылды сульфаты және хлоридті ерітінділерде ... ... ... SO42- және Cl- ... уран ... (U4+) ... ... түзу құбылысымен түсіндіріледі [1, 13, 14].
Сульфатты комплекс үшін ішкі сферасының тұрақтылығы ... ... тән, оған ... ... ... сульфат иондарының артық немесе жетіспеушілігі, температура және т.б. едәуір ықпал етеді. Концентрлі сульфат иондары бар ерітінділерде анионды комплекстер ... [13, ... ... су ... өте көп ... ... ... топтарын ығыстырып, аква-сульфатты анионды және бейтарап комплекстер түзеді.
(21)
Сульфат тобының ығысуы ары қарай жалғасып ... ... ... аяқталады:
Төртвалентті уран сулы ерітінділерде ерітіндіге қышқыл реакция бере отырып күшті гидролизденеді. Гидролиз ... ... [6, 13, ... ... гидролизденсе уран(IV) гидроксиді U(OH)4 түзіледі [14].
Әлсіз сілтілік ортада карбонат иондары қатысында уран (IV) карбонатты комплекс түзеді. Уран (IV) ... ... ... ... ... ... аммонийдің карбонат иондары бар ерітінділерде жоғары ерігіштік тән. Карбонаты ерітінділерде төртвалентті уранның тотығуы сульфатты ерітінділерге қарағанда жылдамырақ. Карбонатты ерітінділердің жоғарғы рН ... ... ... және ... ... төртвалентті уранның гидролизденуіне алып келеді.
Күкірт қышқылы ерітіндісінде рН2,5 кезінде уран(VI) уранил-ион түрінде, мұнда сульфат тобы диссоцирленген: ... ... ... ... мөлшерде болса, онда уранил сульфат комплекстері түзіледі:
(24)
рН>2,5 кезінде уранил ... ... өте ... себебі бұл рН аралығында уранил-ион гидролизденеді. Гидролиз реакциялары күрделі және рН-қа, ерітіндінің минералды құрамына, комплекс ... ... ... және ... ... ионының концентрациясына тәуелді. Төмендегідей сызба бойынша деп болжайды:
(25)
(26)
(27)
(28)
(29)
(30)
(31)
(32)
(33)
Гидролиз реакциясының соңғы ... ... ... UO2(OH)2 ... және оның ... түсуімен аяқталады. Ерітіндідегі уранил ионының концентрациясына тәуелді уранил гидроксиді тұна бастауы рН 4-7 аралығында жатыр.
Комплекс түзуші лигандтар қатысында ... ... ... ... ... ... болғанда:
(34)
Бейтарап, әлсіз сілтілік карбонатты ерітінділерде уран(VI) карбонаты комплекс күйінде болады. рН0.1% [2].
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
2.1 Элементтік анализ
Массасы 1 грамм болатын ... кен ... ... ... кен ... Mars ... ыдырату жүйесінде патша сұйықтығымен С:Қ=20:1 қатысында ыдыратудан ... Agilent 7000 ... ... ... масс-спектрометрдің көмегімен жүзеге асырылды.
2.2 Статикалық жағдайда шаймалау
Массасы 1 грамм болатын кен сынамасы герметикалық жабылатын пластикалық сынамаға салынып, шаймалаушы ... ... ... етіп ... 1 ... шайқағышта қалдырылды. 1 тәуліктен кейін сынамадан еріткішті центрифугада (5000 ... ... ... дистелденген сумен шйқап, еріткіштің кезекті бөлігін қосып, шайқау ... ... ... ... ... кесте түрінде берілген.
Кесте 7 - Статикалық жағдайда күкірт қышқылды ... ... уран кені (Ar)
+ H2O (Ar)
2 ... ... бөліп алу
+ H2O natural (Ar)
1 тәулік шайқау,
еріткішті бөліп алу
+ H2SO4 2,5 % (Ar) 40мл 1 ... ... ... ... H2SO4 2,5 % (Ar) 40мл 1 тәулік шайқау,
еріткішті бөліп алу
+ H2SO4 2,5 % (Ar) 40мл 1 тәулік шайқау,
еріткішті ... ... H2SO4 2,5 % (Ar) 40мл 3 ... ... бөліп алу
+ 1% HNO3 in 2,5 % H2SO4 (Ar) 40мл 1 ... ... ... алу ... уран ... natural
2 ... ... бөліп алу
+ H2O natural
1 тәулік шайқау,
еріткішті бөліп алу
+ H2SO4 2,5 %40мл 1 ... ... ... алу
+ H2SO4 2,5 % 40мл 1 тәулік шайқау,
еріткішті бөліп алу
+ H2SO4 2,5 % 40мл 1 ... ... ... алу
+ H2SO4 2,5 % 40мл 3 ... ... ... алу
+ 1% HNO3 in 2,5 % H2SO4 40мл 1 тәулік ... ... ... 8 - ... ... ... гидрокарбонатты шаймалау сызба-нұсқасы
Ақбастау кен үлгісі (Ar)
+ 40 мл NH4HCO3 1,5 % (Ar) 1 ... ... ... ... 40 мл NH4HCO3 1,5 % (Ar) 1 ... ... ... алу
+ 40 мл NH4HCO3 1,5 % (Ar) 1 тәулік шайқау,
еріткішті бөліп алу
+ 40 мл NH4HCO3 1,5 % (Ar) + 0.005 % KMnO4 1 ... ... ... алу
+ 40 мл NH4HCO3 1,5 % (Ar) + 0.005 % KMnO4 2 тәулік шайқау,
еріткішті бөліп алу
Ақбастау кен ... ... 40 мл NH4HCO3 1,5 % ... ... ... алу
+ 40 мл NH4HCO3 1,5 % 1тәулік шайқау,
еріткішті бөліп алу
+ 40 мл NH4HCO3 1,5 % ... ... ... ... 40 мл NH4HCO3 1,5 % + 0.005 % KMnO4 1 ... ... ... алу
+ 40 мл NH4HCO3 1,5 % + 0.005 % KMnO4 2 тәулік шайқау,
еріткішті бөліп алу
Инкай кен ... кен ... ... ... ... ... орындау әдістемесі
Біріккен технологиялық сынаманы 1Т фильтрациялық шаймалау ... ... ... үшін ... 1 м (ВНИИХТ конструкциясы) органикалық шыныдан жасалынған фильтрациялық колонна қолданылды. Фильтрациялық колоннаға нығыздау барысында ... кен ... (γск) = 1,69 г/см3 ... массасына дейін нығыздалды, бұл оның гранулометриялық құрамына сай келеді. Колоннаның шетінен су ағыны (шаймалау ерітіндісінің) біркелкі таралу үшін 2 см ... ... ... қабаты (кварцты құм) тиеледі. Колоннадан шығатын жерде шыны үшайыр орнатылады, және де құйылатын орын ... ... ... ... ... құрғап кетпеу үшін колоннаның жоғарғы бөлігі деңгейінен асып тұруы керек.
Нығыздалғаннан кейін фильтрациялық колонна жыныстан қысылған ауаны шығару үшін ... және ... мен ... ... ... үшін ... ... ылғалданады. Осыдан кейін колонна көлденең орнатылады. Шаймалау ерітіндісін фильтрациялық колоннаға ... үшін ... ... ... ... Мариот түтікшесі қолданылды. Ерітіндінің берілуі бөлме температурасында атмосфералық қысымда орындалды.
16002055245
Сурет 3 - ... ... ... ... ... ... ... қондырғының сызбасы
Сынақты жүргізу үрдісінде фильтрат сынамалары 12 сағаттан кейін алынып отырылды. Фильтрат сынамаларынан уранның, жалпы темірдің, кальций, магний, ... ... ... радийдің, бос күкірт қышқылының мөлшері анықталды, рН пен Еh шамалары ...
2.4 ... кен ... ... ... құрамын елеуіштік әдіспен анықтау
Зерттелінетін кен үлгісінің гранулометриялық құрамын анықтау ГОСТ 12536-79 сәйкес қазіргі ... ... ... жүргізілді. Сараптаманың осы түрі перколяциялық процестің негізгі компоненті зерттелінетін кеннің түйіршікті құрамын толық ... үшін ... ... ... ... ... ... процесі колматация процесімен қиындайды, негізгі себебі кеннің матрицалық компоненттерінің химиялық айналымдары мен еруі және де ... ... ... ... табылады. Түйірлердің өлшемдері тағы да перколяциялық жүйедегі еріткіштің диффузиясын анықтау үшін қажет.
2.5 ... ... ауыр ... ... анықтау
Өнімдік ерітінділердің құрамындағы ауыр металдардың мөлшерін анықтау индуктивті байланысқан плазмалы оптико-эмиссиялық ... ... ... ... Көміртек қостотығының, органикалық көміртектің, жалпы күкірттің, темір сульфаттары, сульфидтері мен қағынның мөлшерін анықтау
Кеннің зерттелінетін үлгісіндегі көміртек қостотығы, органикалық ... ... ... ... ... ... мен қағының мөлшерін анықтау жалпы қабылданған ГОСТ бойынша АҚ ... (2 ... ... ... анықтау кеннің карбонаты құраушысының мөлшерін анықтау үшін қажет, себебі осы шама шаймалаудің қышқылдық немесе карбонаты сызбасын пайдаланудың дұрыстығын анықтайды. Сонымен ... ... ... ... мәліметтер көміртек диоксидімен газды кольматацияның туындауын болжауға мүмкіндік береді. ... ... ... ... ... үшін ... ... көміртек пен сульфидтердің мөлшері бойынша мәліметтер берілген кенді дененің түзілу процесін анықтауға мүмкіндік береді, бұл өз ... сол ... ... ... шаймалау мүмкіндігін болжауға мүмкіндік береді, мысалы, сумен, ... ... ... ... микроағзаларды пайдалану салдарымен. Кенді қабат көптеген ондаған километр квадратқа жайылуы мүмкін болғандықтан уранның мөлшері бойынша, тағы құрамында уран бар ... ... ... ... кең ... ... ... кенді аймақтың жалпы қуаттылығын зерттеу қажеттілігі туындайды. Зерттелінетін кен үлгісіндегі темірдің (екі және үш валентті) мөлшерін ... жеке ... ... ... ... үшін ... Алайда, екі- және үшвалентті темірдің мөлшерін анықтаудың негізгі мақсаты кенді қабаттың өзінің тотығу қабілеттілік бағасы мен ... ... қосу ... ... болып табылады.
Кесте 9 - Негізгі сараптамалар жүргізілген нормативті ... ... түрі ... ... ... ... ...
№ 230-Х инструкция
Органикалық көміртек мөлшерін анықтау
ГОСТ 2358.9-79
Жалпы күкірттің мөлшерін анықтау
СТ РК ... ... ... анықтау
СТ РК 1355-2005
Темір қағының мөлшерін анықтау
№ 50-Х ... ... ... ... РК ... ... МЕН ТАЛДАУЛАР
3.1 Элементтік анализ
Алдыңғы тарауда айталап кеткендей, ... ... ... ... ... ... индуктивті байланысқан плазмалы масс-спектрометр аналитикалық құрылғысымен жүзеге асырылды. Алынған нәтижелер бойынша жер асты ұңғымалық шаймалау әдісімен өңделетін бұл кен ... ... 10 - ... уран ... ... металдардың мөлшері
Үлгі
Th мг/кг
Ca
г/кг
V
мг/кг
Mn
мг/кг
Co
мг/кг
Cu мг/кг
Zn мг/кг
Ba мг/кг
Pb мг/кг
Акбастау
3,8
16,9
54
23
8,4
18,3
185
909,5
8,4
3.2 ... ... ... ... ... ... фильтрациялық колоннада зертханалық сынақтарды жүргізу талаптарына сәйкес алдын ала дайындалады. Геотехнологиялық көрсеткіштерді есептеу барысында қателік болмау үшін ... тас пен ... тас ... ... 2 мм ... ... ... және барабанды қондырғыда 8 сағат бойы сынаманың мұқият орташалануы жүргізіледі. Орташалаудың дұрыстығын бақылау үшін және уранның мөлшерін анықтау үшін 6 ... ... ... жүргізілді, ал басқа компоненттердің мөлшерін анықтау үшін - 2 ... ... ... ... ... ... зерттеу нәтижелері жақсы ұқсастыққа ие, бұл сынаманың орташалануының дұрыстығын көрсетеді. 2 кестеде зерттелінген кен ... ... ... анықтаудың орташа мәндері келтірілген.
Кесте 11 - ... кен ... ... ... мен ... ... жалпы %
Fe2+
%
Fe3+ %
Sжалпы %
Sсульфат ... ... ... ... ... ... ... тұрғандай кенде уранның елеулі мөлшері - 0,225 %, сонымен қатар радий - 0,17 % бар, ... ... ... ... анықтау көрсетті: рений - < 0,00004 %, скандий - 0,000322 % және ... - BaSO4↓ ... - ауыр ... + H2X ... + H2SO4+ nH2O ...
(кизерит, немесе эпсомит т.б.) + H2X ... ... ... ... ... ... әрекеттесу С:Қ қатынасы 0,3- 0,9 аралығында жүретіндігін көреміз. Осы диапазонда рН = 4,13 - 2,24 ... ... ... ... ... ие боялды. Өнімдік ерітінділердің құрамындағы мырыш, мыс, титан, вольфрам, никель, марганец, цирконий және хром мөлшерлерін ... ... ... ... ... ... анықтау нәтижелері төменгі кестеде көрсетілген.
Кесте 16 - Динамикалық шаймалау кезінде алынған өнімдік ерітінділердегі бір ... ауыр ... ... ... , г/л

Сынама
рН
Анықталған элементтер
Zn
мг/л
Cu
мг/л
Ti
мг/л
W
мг/л
Ni
мг/л
Mn
мг/л
Zr
мг/л
Cr
мг/л
25,0
14
4,13
40,76
0,202
0,046
0,775
17,18
157,63
0,20
0,49
15
3,43
42,15
0,204
0,047
0,772
17,00
156,29
0,25
1,75
16
2,85
39,88
1,36
0,12
0,72
15,15
138,61
0,33
3,27
17
2,52
29,39
3,27
0,24
0,58
11,94
117,81
0,44
3,86
18
2,38
23,22
5,75
0,30
0,45
9,45
101,63
0,59
4,73
19
2,24
16,41
9,97
1,23
0,22
6,68
83,81
1,32
7,57
16 - кестеден көрініп тұрғандай өнімдік ерітіндіде, никель, марганец және вольфрам иондарының рН мәні 4,13 ... ... 40,76, 17,18, 157,63 және 0,775 мг/г ... рН мәні 2,24 кезінде мырыш пен марганец иондарының мөлшері 2 есеге, ал никель мен вольфрам ... ... 3 есе ... ... Осы ... мыс, ... ... және хром иондарының концентрациясы сәйкесінше 0,202, 0,046, 0,20, және 0,49 ... 9,97 (мыс ионы үшін ... 50 есе), 1,23 ... ионы үшін ... 27 есе), 1,32 (цирконий ионы үшін 6,6 есе) және 7,57 мг/г- ға ... ионы үшін 15 есе) ... ... ... Кен ... ... барысында зерттеу объектісінің органикалық және сульфидтік тотықсыздану пластында түзілгендігі және берілген кен үлгісінде карбонаттар анықталмағандықтан оның күкірт қышқылды ... өте ... ... ... кен түзуші жыныстарды сканерлік электрондық микроспия және жартылай сандық элементтік анализ нәтижелері бойынша уран және де ... да ... ... кен ... ... ... шоғырланатындығы сонымен қатар, олардың типтік саздық минералдарда ғана шоғырланатындығы анықталды. Үлгінің минералдақ құрамын зерттеу тхнологиялық үлгінің негізін ... аса) ... ... ... хлорит және иллит, мусковит, полыгорскит сияқты алеврито саздық минералдар құрайтындығы анықталды. Кальцит және доломит ... ... ... ... ... нәтижелері бойынша үлгі құрамынан 16 г/кг мөлшерінде кальций, 900 мг/кг мөлшерінде барий анықталды. Аналитикалық сараптама нәтижелері бойынша берілген кен ... ... ... темір мөлшері 1,2 %- құрады, оның ішінде 0,69%-ы Fe2+ және 0,51%-ы Fe3+ тұрады; сульфидтер мөлшері ... ... ... ... ...
* ... кен үлгісін статикалық жағдайда күкірт қышқылды және карбонаттық шаймалау жүзеге асырылды. Жүргізілген ... екі ... ... ... С:Қ ... 40:1 ... әрекеттестіру арқылы күкірт қышқылының 2,5%-дық ерітіндісімен шаймалау кезінде 1 тәулік ішінде уранның 99 %-ы алынған болса, амоний ... ... ... ... тек 88% ғана ... ... ... тәжірибе барысында берілген кенді шаймалау үшін қосымша тотықтырғыштар қосудың қажеті жоқ екені анықталды. Шаймаланған кен үлгісін сканерлеуші электрондық микроскоп және ... ... ... ... ... ... кен ... барий сульфатының пайда болатындығы дәлелденді және кен үлгісін күкірт қышқылымен шаймалаудан кейін де кен түзуші ... ... ... уран қалатындығы анықталды.
* Қойылған міндеттерді орындай келе колонкалық шаймалау ... ... ... ... оны іске қосу ... ... бір ... технологиялық параметрлері анықталды. Технологиялық үлгінің тиімді кеуектілігі 33,42%-ды құрады және де 0,1 мм-ден төмен фракциясы 28,84%-ды құрайтындығы анықталды. Сонымен қатар, ... ... ... ... ... және ... тиімділігі анықталған күкірт қышқылымен динамикалық шаймалау жүзеге асырылды.
* Кен үлгісін динамикалық шаймалау тәжірибелері барысында жүретін негізгі физико-химиялық үрдістер ... ... және ... қышқылды шаймалау барысында сүзілу коэффициентінің төмендеуі механикалық және химиялық кольматация нәтижесінде түзілетіндігі, сонымен қатар, С:Қ қатынасы 0,3- тен ... кен ... ... ... ... қатынас 0,8-де негізгі уран түзуші минералдардың толық еріп, күкірт ... ... ... ... ... ... ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:
* Тураев Н.С., Жерин И.И. Химия и технология урана:Учебное пособие для вузов. - М.:ЦНИИАТОМИНФОРМ, 2005. - 407 ... ... К.Г, ... В.А., ... М.В., ... В.Г. ... ... разведка и промышленная оценка месторождений урана для отработки ... ... - ... ... 1997. - 384 ... Мамилов В.А. Добыча урана мотодом подземного выщелачивания. - М.: Атомиздат, 1980. - 284 ... ... И.И., ... Г.Н. ... ... урана и плутония:Учебное пособие. - Томск:Издательство Томского политехнтческого университета, 2010. - 147 ... ... Д.И. ... по ... урана. - М.: Энергоатомиздат, 1997. - 672 ... ... Б.В ... в ... ... ... Учебник для вузов. - М.: Атомиздат, 1978. - 336 б.
Тананаев И.Г. Уран: ... ... - М.: НИЯУ ... 2011. - 91 б.
* Кнунянц И.Л. Химический энциклопедический словарь. - ... ... 1983. - 790 ... ... Н.П., ... Б.Н., ... У.Д., ... Ю.Д., Майоров А.А. Технология урана. - М.: Атомиздат, 1964. - 309 ... ... Б.В., ... Б.И. ... ... - М.: ... 1961. 330 ... Сазыкин Н.С. Сырьевые ресурсы урановой промышленности капиталических стран и их использование. - ... 1968. - 121 ... ... Ю.И. ... ... и ... химической технологии : Пособие по проектированию. - М.: ... 1991. 493 ... ... И.И. ... ... ... - М.: Наука, 1964. - 491 б.
* Рябчиков Д.И., Сенявин М.М. Аналитическая ... ... - М.: ... наук ... 1962. - 429 б.
* Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Госхимиздат, 1971. - 784 ... Каца Д.Д., ... Г.Т. ... Л. ... ... - М.: Мир. - Т. 1. - 1991. - 522 ... ... А.Н. Радиохимия. - М.: Химия, 1978. - 559 ... ... В.С., ... А.И. ... ядерного горючего. - М.: Атомиздат, 1968. - 483 ... ... Г.Т., Кац Д.Д. ... ... ... - М.: ... 1960. - 542 б.
* Власов В.Г., Жуковский В.М., Ткаченко Е.В., Бекетов А.Р. ... ... ... - М.: Атомиздат, 1972. - 255 б.
* Язиков В.Г., Забазнов В.Л., Петров Н.Н., ... А.Е. ... ... на ... ... - Алматы, 2001. - 442 б.
* Полькин С.И., Адамов Э.В. ... руд ... и ... ... - М.: ... 1975. - 480 ... Левин А.И. Теоретические основы электрохимии. - М.:Металлургия, 1972. - 543 ... ... А.П. ... свойства неорганических веществ:Справочник. - М.: Атомиздат, 1965. - 460 б.
* Раков Э.Г., Хаустов С.В. Процессы и аппараты ... ... и ... ... - М.: ... 1993. - 384 ... ... О.Л. Комплексы подземного выщелачивания. - М.: Недра, 1992. - 262 б.
* ... Б.Н., ... Э.Г. ... и ... урановых производств. - М.: Машиностроение, 1969. - 383 ... ... Ю.В., ... З.И., ... Д.И., ... Г.Ф. ... ... ураново-рудного сырья. - М.: Атомиздат, 1979. - 280 б.
* Жиганов А.Н., Гузеев В.В., Андреев Г.Г. ... ... ... для ... ... топлива. - Томск, 2002. - 326 б.
* Карапетьянц М.Х., Карапетьянц М.Л. Основные термодинамические константы неорганических и ... ... - М.: ... 1968. - ... ... Н.А. Ядерная геохимия. - М.: МГУ ... 2000. - 336 ... ... В.И., ... С.А., ... Ю.А. ... неметаллических полезных ископаемых. - М.: Кедр, 1967. - 246 ... ... В.А. ... ... при разведке металлов. - М.:Недра, 1983.
* Андреев Г.Г., Пермяков О.Е. Химическая кинетика гетерогенных некаталитических процессов в ... ... ... - Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2000. - б. 35 - 39
* Шаталов В.В., ... Р.Х., ... М.Н., ... И.Г. ... ... ... в ... и поставках урана: Атомная техника за рубежом. - 1997. - №10. - б. 13 - 18
* ... В.С. ... ... ... ... Казахстана: Доклад на 2-ой Международной научно-практической конференции Актуальные проблемы урановой промышленности. - Алматы, 10 - 13 июля 2002. - б. 3 - 6
* ... И.Ю., ... В.Ф., ... В.Г., ... В.А., Шелудченко В.Г., Филоненко В.С. Комплексная технология переработки урановых руд агитационными и перколяционными методами: Горный журнал. - 2003. - №6. - б. 45 - 47
* ... М.У. О ... ... ... ... ... выщелачивания урана на месторождениях песчаникового типа в Казахстане и США: Сборник ... ... ... ... проблемы отработки урановых месторождений методом ПВ. - ... 2000. - б. 147 - ... ... В.М. ... модель выходной кривой подземного выщелачивания урана: Доклад на II Международной научно-практической конференции Актуальные проблемы урановой промышленности. - ... 2002. - б. 62 - 69
* ... А.А., ... Л.И., ... В.Л., ... А.П., ... В. М. Виды кольматации скважин при подземном ... ... ... и ... ... ... на II Международной научно-практической конференции Актуальные проблемы урановой промышленности. - Алматы, 2002. - б. 38 - 44

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 47 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
"ҚАЗАТОМПРОМ" БІРЛЕСТІГІНІҢ ЭКОНОМИКАЛЫҚ, ӘЛЕУМЕТТІК ЖӘНЕ САЯСИ ГЕОГРАФИЯЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ55 бет
Оңтүстік Қазақстан облысының экономикалық – географиялық жағдайы55 бет
Оңтүстік Қазақстан облысының әлеуметтік-экономикалық дамуының негізгі бағыттары14 бет
Қазақстан Республикасының экономикалық жағдайы20 бет
Қазақстанның атом энергетикасы22 бет
Қоршаған ортаның радиоактивті ластануы және атом энергетикасы37 бет
С.торайғыров пен а.байтұрсынов, м.дулатовтың шығармашылығына арналған бейне фильм сценариі4 бет
Дүние жүзілік отын-энергетика кешені және атом энергетикасы15 бет
Химиялық энергия және шикізат. Қазақстандағы уран кен орындары, түсті металлургия және пайдалы қазба кен орындары12 бет
"Жігер Ақ" сүт өнеркәсібі кәсіпорындарының қазіргі жағдайы және даму тенденциялары23 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь