Жалпы металлургия
жүктеу/скачать 2.35 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Жоспар 1 Уран элементі және оның сипаттамасы
- Уран кенін өңдеу процестерінің сипаттамасы
| Бақылау сұрақтары:
1 Скандий, иттрий, лантан металдарының сипаттамасы Дәріс 15. Радиоактивті металдар өндірісі (уран, радий, полоний, торий) Жоспар 1 Уран элементі және оның сипаттамасы 1789ж Клапрот ашқан уран, ұзақ уақыт бойы практикада қолданылмады. 1896ж Беккерел уранның минералдарының радиоактивтілігін ашқанға дейін, уранның қосылыстары ғана қолданылды, олар живописьте (уран сарысы) жəне əйнекті, фарфорды жəне эмалды (уранның тотығы – шала тотығы) бояу үшін қолданылды. 1898ж Мария жəне Пьер Кюрилер радийді ашқаннан кейін, уран кендері негізінен радийді алу үшін өндірілді. 1942ж жылдан бастап мұндай кендерді өндірудегі негізгі мақсат - металдық уранды алу; радий жəне уран кендерінің басқа элементтері жолсерік өнімдер ретінде алынады. Уран атомдық техниканың маңызды материалы болып табылады. Ол атомдық реакторлардың негізгі отыны ретінде қызмет етеді. Уранның екі изотопы U235 жəне U233 ақырын нейтрондарындағы бөлінудің тізбектік реакцияларына қабілетті. U235 қосылысының табиғиурандағы мөлшері 0,71% ғана құрайды. U235 сəулелендіргенде жылу нейтрондарын бөлетін жалғыз табиғи изотоп болып табылады, U233 торийді жылу нейтрондармен сəулелендіру арқылы жасанды жолмен алады. Бөлінуге қабілетті, үшінші элемент, ядролы реакторларда, уранның негізгі изотопы U92238 келесі екі β – айналулармен, U235 бөлінуінде түзілген нейтрондарының бір бөлігін жұту нəтижесінде алынатын плутоний Pn94 239 : U92 238+n0 1→ U92 239 →β 23 мин Np93 239→β 23 күн →Pn94 239. Ядролы реакторларда алюминийден немесе цирконийден жасалған қабықшалармен қапталған блоктар түрінде металдық уран қолданылады. Уранды тотық немесе карбид түрінде қолданатын реакторлар белгілі. Атомдық техникаға қолдануға тазалығы өте жоғары, əсіресе, жылу нейтрондарының қамту қимасы үлкен элементтердің қоспасынан таза уран қажет. Қазіргі кезде тазалығы өте жоғары уранның əлемдік өндірісі жылына ондаған мың тоннаны құрайды. Уранның басқа қолданылатын аймақтары – мысалға фототехника, живопись, керамикалық өнеркəсіп уранның қосылыстарын жалпы тұтынудың аздаған пайызын ғана қолданады. Уран кенін өңдеу процестерінің сипаттамасы Кенді қайта өңдеу кезінде пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық процестер қолданылады. Жоғары температуралы пирометаллургиялық процестер қара металлургияда және түсті металлургияда мыс, мырыш, қорғасын және т.б. металдарды алу кезіндегі негізгі процестер болып табылады. Уран және басқа да сирек металдар технологиясында негізгі рөл гидрометаллургиялық әдістерге бөлінеді, өйткені кендегі уран, торий, сирек жер элементтері, тантал және ниобий, молибден, алтын, платиноидтар құрамы аз және пирометаллургиялық процестерді қолданудың мағынасы жоқ. Гидрометаллургиялық процестер кендерден, концентраттардан, өндірістік жартылай өнімдер мен қалдықтардан оларды химиялық реагенттердің су ерітінділерімен өңдеу кезінде алынған ерітінділерден металл немесе оның химиялық қосылыстарын бөліп алу (сілтілеу) болып табылады. Гидрометаллургиялық процестер бірқатар артықшылықтарға ие. Біріншіден, оларды қолдану төмен температурада қарапайым аппаратурада реагенттердің аз шығындарымен кедей және қиын байытылатын кендерден металдарды іріктеп алуды қамтамасыз етеді. Кейбір жағдайларда металдарды ерітіндіге тікелей кен денесінен шығару мүмкін, мысалы, уран мен мысты кендерден жер астында сілтілеу кезінде. Бай кендер бірте-бірте өңделгендіктен, кедей және күрделі кендер пайдалануға беріледі. Кедей кендер үшін кеннен металды жоғары алуға көптеген жағдайларда байытудың физикалық әдістерін (флотация, гравитациялық және радиометрлік байыту және т.б.) гидрометаллургиялық операциялармен ұштастыра отырып ғана қол жеткізуге болады, оның нәтижесінде химиялық концентрат алынады. Гидрометаллургиялық әдістерді техногендік кен орындарын (байыту фабрикаларының қалдықтары, ескі үйінділер) қайта өңдеу үшін де пайдалануға болады, бұл кейбір жағдайларда қолда бар кен орындарын қайта өңдеу рентабельділігі мүмкін. Екіншіден, гидрометаллургиялық процестерді пайдалану кезінде көптеген құнды құрамдастарды жоғары алумен шикізатты кешенді қайта өңдеуді жүзеге асыруға болады. Үшіншіден, гидрометаллургиялық процестердің экономикалық тиімділігі ион алмасу процестері, экстракция, сүзгісіз схемаларды пайдалану, автоклавты тотықтырғыш сілтілеу және т. б. сияқты алудың селективті әдістерін әзірлеуге және енгізуге байланысты өсті. Төртіншіден, пирометаллургиялық процестерді гидрометаллургиялық процестерді ауыстыру энергия тұтынуды, шаң түзуді төмендетіп, еңбек жағдайын жақсартады, сондай-ақ атмосфераның зиянды төгінділермен ластануын күрт қысқартады. Қазіргі заманғы өнеркәсіпте бай уран кендерінің жоқтығына байланысты (уран концентрациясы 30% - ға дейін жететін, келіспейтін 14 канадалық кен орындары және құрамында 3% - ға дейін уран бар австралиялық кендерді қоспағанда) кендерді жер астында шаймалау әдісі пайдаланылады. Бұл өндірудің ең тиімді және экологиялық таза тәсілдерінің бірі карьерлерді де, шахталарды да талап етпейді. Уран кендерін сілтілеудің басты мақсаты уран минералдарын неғұрлым толық және селективті еріту болып табылады. Сілтісіздендіру - уранды оның орналасқан жерінде алу кезіндегі операциялардың бастысы болып табылады, өйткені ол түпкі өнімнің алынуын және құнын анықтайды. Минералдардың және құрамында уран бар кендердің алуан түрлілігіне қарамастан, уранды сілтілеу үшін әдетте минералды қышқылдардың немесе сілтілі металдар карбонаттарының тұздарының су ерітінділерін пайдаланады. Еріткішке ПСВ кезінде мынадай талаптар қойылады: - уранды ерітіндіге толық ауыстыруды қамтамасыз ету; - реагенттің төмен құны және оның халық шаруашылығында болуы; 15 - сілтілеу процесіндегі селективтілік; - қолданылатын материалдар аппаратурасының коррозиялық төзімділігін қамтамасыз ету; - уран минералдарын еріту үшін "жұмсақ" жағдайларды қолдау мүмкіндігі; - сілтісіздендірілетін кен массасында поралар мен капиллярлардың кольматациясына әкелетін жағдайларды болдырмау. Әдебиеттер: нег. 2 [353-430], [518-520], қос. 3 [140-157, 291-305] жүктеу/скачать 2.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|