Уран като минерално

  1. история
  2. Да бъдеш в природата
  3. депозит
  4. приемане
  5. физични свойства
  6. химични свойства
  7. приложение
  8. физиологични свойства
  9. уранодобива в света
  10. уранодобива в България
  11. цена от
  12. източници на информация

Уранът проучване започва през 1896 г., френският химик Анри Бекерел случайно открива Бекерел лъчи, които по-късно преименувана на Мария Кюри радиоактивност. В същото време, френският химик Анри Muassanu успя да разработи метод за получаване на чист метал уран. През 1899 г. Ръдърфорд открива, че уран радиация е нехомогенни продукти, има два вида лъчи - алфа и бета лъчи. Те носят различни електрически заряд; не са идентични в техните пробег вещества и йонизиращо способност. По-късно, май 1900 Pol Viyar отвори третата форма на излъчване - гама лъчи.

През 1938 г. немските физици Ото Хан и Фриц Щрасман откриват непредсказуем феномен настъпили уран ядро ​​облъчен от неутрони. Запис на свободен неутрон, уран изотоп U сърцевина 235 се разделя, разпределената (на един уран ядро) достатъчно голяма енергия, главно поради кинетичната енергия на фрагментите и радиация. По-късно, теорията на това явление е доказано Lizoy Meytner и Ото Frishem. Това откритие е източник на гражданските и военните използване на атомната енергия.

През 1939-1940. Yu. Б. Харитон и Ya. Б. Зелдович първо теоретично показа, че леко обогатяване на природен уран и уран-235 може да се създадат условия за непрекъснато ядреното делене, което е, да даде знак на процеса верига

Да бъдеш в природата

Уранът е широко разпространен в природата. Clark уран е 0,0003% (тегл.) Концентрация в морска вода 3 гр / л. Количеството на уран в дебелината на слоя на литосферата 20 км се оценява на 1,3 х 14 октомври м.

Основните форми на уран открития в природата са uraninite, уранинит (уранинит) и уран тълпа. Те се различават само във формите на адрес; има възраст зависи: uraninite е предимно присъства в древните (докамбрийски скали) пехбленда - вулканичен и хидротермална - най-вече в палеозойската и по-млади високо и средно формации; Уранът тълпа - най-вече младите - Cenozoic и по-младите формации - главно в нискотемпературни седиментни скали

депозит

Първият етап на производството на уран - концентрация. Rock се натрошава и се смесва с вода. Тежки компоненти окачване са депозирани бързо. Ако скалата съдържа уран първични минерали, те уредят бързо: той е тежки минерали. Вторични уранови минерали са по-лесни в този случай се установява пред тежка скална маса. (Въпреки това, не винаги това е наистина празна, както и много полезни елементи могат да бъдат в нея, включително уран).

На следващия етап - излужването на концентрати на уран в разтвор. Прилагане на кисела и алкална излугване. Първият - по-евтино, тъй като сярна киселина се използва за добив на уран. Но ако в суровината, като, например, в пехбленда. Уран е в състояние на четиривалентен, този метод не е приложим: четиривалентен уран в сярна киселина е практически неразтворим. В този случай, необходимостта да се или да прибягват до алкална излужване, или предварително окисляване на уран за хексавалентна.

Киселина излугване не се използва в случаите, когато концентрат съдържа уран доломит или магнезит, взаимодействие със сярна киселина. В тези случаи се използва сода каустик (натриев хидроксид).

извличане на уранова суровина решава проблема за поглъщане на кислород. В загрява до 150 ° С смес от уранова руда с сулфидни минерали подава кислород поток. Така от серни минерали образува сярна киселина, която извлича урана.

В следващия етап от получения разтвор е необходимо да се изолира селективно уран. Съвременни методи - екстракция и йонообменни - позволяват да се реши този проблем.

Решението не само съдържа уран, но и други катиони. Някои от тях при определени условия се държи като уран: екстрахира по същия органичен разтворител, се нанася върху същата йонообменни смоли се утаяват при същите условия. Ето защо, за селективно разделяне на уран необходимо да се използва много реакция редокс във всяка стъпка, за да се отърве от спътник нежелателно. В съвременните йонообменни смоли уран разпределят много избирателно.

Уран UO2 диоксид при температура 430 до 600 ° С изложени да изсъхне флуороводород тетрафлуорид UF4. Това съединение се редуцира метален уран с калций или магнезий.

физични свойства

Уран - много тежък, сребристо-бял лъскав метал. В чиста форма е малко по-мек от стомана, сферографитен, гъвкав, има малък парамагнитни свойства. Уран има три алотропна форми: алфа (орторомбична, е стабилен до 667,7 ° С), бета (четириъгълна, стабилна от 667,7 ° С до 774,8 ° С), гама (с обемен центрирана кубична структура, от съществуващите 774 8 ° с до точката на топене).

Радиоактивни свойства на някои изотопи на уран (естествени изотопи подчертани):

химични свойства

Уран да проявяват окисление на + III до VI +. уранови съединения (III) форма нестабилни разтвори и червено са силни редуциращи агенти:

уранови съединения (IV) са най-стабилни и образуват водни разтвори на зелено.

уранови съединения (V) са нестабилни и лесно несъразмерни във воден разтвор:

Химически високо активна метален уран. Бързо се окислява във въздуха, тя е покрита с филм от преливащи оксид. фин прах уран запалва спонтанно във въздуха и се запалва при температура 150-175 ° С, образувайки U3 О8. В 1000 ° С уран комбинира с азот за образуване на нитрид, уран жълто. Водата може да корозират метал, бавно при ниска температура, и бързо при висока, както и фино разделен прах на уран. Уран се разтваря в солна киселина, азотна киселина и други киселини за образуване на соли на четиривалентен, но не реагира с основи. Уран измества водород от неорганични киселини и разтвори на соли на метали като живак, сребро, мед, калай, платина и злато. Със силни трепереха уран метални частици започват да светят. Уран има четири степени на окисление - III-VI. Шествалентен съединения включват уран триоксид (уранил оксид) UO3 и уранил хлорид (uranilhlorid) UO2 Cl2. UCl4 уран тетрахлорид и уран диоксид UO2 - примери на четиривалентен уран. Веществата, които четривалентен уран, като цяло нестабилна и се стреми да шествалентен при продължително излагане на въздух. Уранил соли като uranilhlorid разпадат в присъствието на ярка светлина или органични.

приложение

ядрено гориво

Най-широко използван е уран изотоп 235 U, който може да бъде самоподдържаща се ядрена верижна реакция. Ето защо, този изотоп се използва като гориво в ядрените реактори и в ядрени оръжия. Изолиране на U 235 изотоп на естествен уран - (. Виж изотопно отделяне) комплекс технологичен проблем.

изотоп U 238 е в състояние да се разделят чрез бомбардиране с високоенергийни неутрони, тази функция се използва за увеличаване на силата на водородна бомба (използвани неутрони, генерирани от реакцията на синтез).

В резултат на улавяне на неутрони, последван от # 946, 238 U-затихване може да бъде превърнато до 239 Pu, която след това се използва като ядрено гориво.

Уран-233, синтезирано в торий реактори (торий-232 улавя неутрон и се превръща в торий-233, който се разпада до протактиний-233 и след това в U-233), може в бъдеще да се превърне в обща ядрено гориво за ядрени централи (сега реактори съществуват, които използват този нуклеиди като гориво, например КАМИНИ Индия) и производствени атомни бомби (критична маса от около 16 кг).

Уран-233 също е най-обещаващ горивото за газова фаза ядрени ракетни двигатели.

физиологичен ефект

Уран и неговите съединения са токсични. Особено опасни уран аерозоли и неговите съединения. За аерозоли на водоразтворими MPC уранови съединения във въздуха от 0,015 мг / m³ за неразтворимите форми на уран MPC 0.075 мг / m³. При поглъщане на уран актове за всички органи, както obschekletochnym отрова. Уран е почти необратимо, и много други тежки метали, се свързват към протеини, предимно на сулфидни групи на аминокиселини, накърнява тяхната функция. Уран молекулен механизъм на действие е свързано с неговата способност да инхибира активността на ензимите. Първият засяга бъбреците (появи протеин и захар в урината, олигурия). При хронични интоксикации възможни нарушения на кръвта и нервната система.

уранодобива в света

10-те страни, които осигуряват 94% от световното производство на уран

Минната индустрия в България

Останалите 7% се получава чрез ин ситу извличане ЗАО "Dalur" (област Kurgansk), АД "Khiagda" (Бурятия).

Получената уранова руда концентрат обработват в Chepetsky механичен завод.

Въпреки преобладаващия легендата за десетки хиляди долари на килограм или дори gramovye количество уран, реалната му цена на пазара не е много висока - неуголемени уранов оксид U3 O8 струва по-малко от 100 долара за килограм. Това се дължи на факта, че работи с ядрен реактор на неуголемени уран нужда десетки или дори стотици тонове гориво, както и за производството на ядрени оръжия трябва да се обогати големи количества уран, подходящи за бомба, за да създадете концентрации.