- •«Металлургия» кафедрасы
- •Мазмұны
- •1 Уран жаратылысы
- •1.1 Жер қыртысындағы уран
- •1.2 Уранның көп таралу жолдары
- •1.3 Уран геосфераларын құру
- •1.4 Уран пегматиттері
- •1.5 Тау жыныстарында кездесетін уран түрлері
- •1.6 Уранның маңызды минералдары
- •1.7 Уранды минерализациялау
- •1.7.1 Уранды минералдарды классификациялау
- •1. Бақылау сұрақтары
- •2 Уранның физика-химиялық қасиеттері
- •2.1 Уранның физика-химиялық қасиеттерінің жалпы сипаттамасы
- •2.2 Уранның негізгі қосындылары
- •2.2.1 Уран гидриді
- •2.2.2 Уран оксиді
- •2.2.3 Уран фторидтері
- •2.3 Сулы ерітінділерінен алынатын уран қосылыстары
- •2.4 Уранил нитраты
- •2.5 Уранил сульфаты
- •2.6 Уранил оксалаты
- •2.7 Уранды кеннің жалпы сұлбасы
- •2. Бақылау сұрақтары
- •3 Уранды кен орындары
- •3.1 Уранның қалдықты (тұнбаланған) кен орындарын құру
- •3.2 Уранның гидротермальды кен орындары
- •3.3 Уран өндіру әдістері
- •3.3.1 Дағдылы әдіспен өнім өндіру
- •3.3.2 Жерасты шаймалау әдісімен өнім өндіру
- •3.4 Қазақстанда орналасқан уранның кен орындары
- •3.4.1 «Cтепное» кен орыны
- •3.4.2 «Центральноe» кен орыны
- •3.4.3 «№6 Кен басқармасы» кен орыны
- •3.5 Уранды қайта өңдеу кен орыны
- •3.5.1 Солтүстiк Қазақстан кен орыны
- •3.5.2 Грачев және Косашы кен орындары
- •3.5.3 Көксор, Шат, Глубинное, Ағаш кен орындары
- •3.5.4 Есiл, Шоқпақ, Қамыс кен орындары
- •3.5.5 Оңтүстiк Қазақстан кен орыны
- •3.5.6 Қордай кен орыны
- •3.5.7 Ботабұрым мен Жусандала кен орындары
- •3.5.8 Қызылсай кен орны
- •3.6 Уран кендері құрылысының ерекшеліктері
- •3. Бақылау сұрақтары
- •4 Уран кендерін байыту
- •4.1 Уран кендерін байытудың ерекшеліктері
- •4 Бақылау сұрақтары
- •5 Шаймалау үрдісін анықтау
- •5.1 Уранды шаймалау үрдісін анықтау
- •5.2 Шаймалау үрдісінің кинетикасы
- •5.3 Уран кендерін қысым астында қышқылды шаймалау
- •5.4 Уранды кенді карбонаттық шаймалау
- •5.4.1 Карбонаттық шаймалаудың химиясы
- •5.5 Қышқылдық шаймалау
- •5.5.1 Уранның үштотығын шаймалау
- •5.5.2 Уран диоксидін шаймалау
- •5.6 Жерасты шаймалау
- •5.7 Бактериялық шаймалау
- •5.7.1 Бактериялық шаймалаудың физика- химиялық негіздері
- •5.7.2 Бактериялық шаймалаудың шарттары
- •5.8 Уран кендерін шаймалау техникасындағы қазіргі заманғы беталысы (бетбағыты)
- •5. Бақылау сұрақтары
- •6 Урандық ерітінділерді қайта өндеудің собциялық әдістері
- •6.1 Ион алмасу сорбциясының физика-химиялық негіздері
- •6.2 Уран технологиясындағы ион алмасы шайырларына қойылатын талаптар
- •6.3 Иониттердің ғылыми классификациясы
- •6.4 Уранды ерітінділерден сорбциялаудың негізгі заңдылықтары
- •6.5 Уранның күкірт қышқылды ерітінділерден сорбциясы үшін аниониттер мен катиониттердің қолданылуы
- •6.5.1 Күштінегізді анионнттермен сорбциялау
- •6.5.2 Күшті қышқылды катиониттермен сорбциялау
- •6.5.3 Екінші класты ионитгермен сорбциялау
- •6.6 Уранды ерітінділерділерден сорбциялаудың технологиялық нобайлары
- •6.7 Кендік қоймалжындардан уранды сорбциялық бөліп алу
- •6.7.1 Уранды қоймалжыңнан cорбциялаудың шет елдік тәжірибесі
- •6.7.2 Қазақстандағы уранды коймалжыңнан бөліп алудың сорбциялық технологиясының дамуы.
- •6.8 Карбонаттық ерітінділер мен қоймалжыннан уранды бөліп алу үшін ион алмасу шайырларын қолдану
- •6.9 Ионалмасу сорбциялық үрдістеріне арналған қондырғылар
- •6 Бақылау сұрақтары
- •7 Уранды экстракциялаудың физика- химиялық негіздері
- •7.1 Экстракцияның жалпы сипаттамасы
- •7.2 Экстракциялық жүйелерге фазалар ережелерін қолдану
- •7.3 Экстракция кезіндегі фазалық таралу заңы
- •7.4 Уран қосылыстарының экстракциясының механизмімен экстрагенттердің классификациясы
- •7.5 Сұйылтқыштар
- •7 Бақылау сұрақтары
- •8. Уран технологиясындағы аффинаж
- •8.1 Уран қосылыстарындағы «ядорлық тазалық» түсінігі
- •8.2 Уран қосылыстарының «ядорлық тазалық» дәрежелері
- •8.3 Уран технологиясындағы аффинаж әдістері
- •8.3.1 Асқын тотықтық тазалау
- •8.3.2 Карбонаттық тазалау
- •8.3.3 Уранның экстракциялық аффинажы
- •8.5 Англиядағы уран аффинажы
- •8.6 Франциядағы уран аффинажы
- •8.7 Уран аффинажы үшін басқа экстрагенттерді қолдану мүмкіндігі
- •8. Бақылау сұрақтары
- •9. Уран металлургиясы
- •9.1 Металдық уран және оның қасиеттері
- •9.2 Металдық уран алудың әдістері
- •9.3 Уран металлтермиясының термодинамикалық негіздері
- •9.4 Металдық уранды, оның өзінің тотықтарынан өндіру
- •9.5 Металдық уранды уран тетрафторидінен өндіру
- •9.5.1 Уран тетрафторидін кальциймен тотыксыздандыру
- •9.5.2 Үздіксіз металтермиялық тотықсыздандыру
- •9.5.3 Уран тетрафторидін магниймен тотықсыздандыру
- •9.6 Рафинадтық балқыту
- •9.6.1 Тотыксыздандырғыштық және рафинадтық балқыту үрдістерін бір аппаратта біріктіріп жүргізу (дингот-үрдісі)
- •9.7 Жылу бөлгіш элементтерді (жбэл-ді) дайындау
- •9.8 Металлургиялық өндіріс қалдықтарын қайта өңдеу
- •9 Бақылау сұрақтары
- •10 Қоршаған ортаны қорғау
- •Қорытынды
- •Әдебиеттер тізімі
- •5В070900 мамандығыының студенттері үшін
3.5.8 Қызылсай кен орны
Экологиялық зерттеулердің 1997-98 жылдардағы нәтижесiнде, екiншi кезектегi қауiптi радиациялық объектiлер есебiнде Ближний, №1, 3, 4, 7, 11 және Жамантас салаларының кәсiп алаңшалары, сонымен бiрге №2 кәсiп алаңшасы мен кен байыту фабрикасы бөлiп қаралды. Ең әсер ететiнi, барлық кәсiп алаңшаларында бар баланстан тыс кен мен үйiндiлеп қышқылдандыру қалдықтары. «Южполиметалл» ӨБ жобасына сәйкес бұл жұмыстарды орындау құны 2 100 мың АҚШ доллары немесе 304 500 мың теңге.
Ауданның елсiз екенiн ескере отырып және үйiндi материалдарын қолдану ықтималдығының аздығына байланысты, баланстан тыс кен мен үйiндiлеп қышқылдандыру қалдықтарын, радиоактивтiк үйiндiлердiң шаңдануын болдырмайтын, бос жыныс қабатымен (iрi фракциялар) жабу, сонымен бiрге үйiнділер мен карьерлердiң айналасына ескертпе белгiлерiн қою сияқты қорғау шараларымен шектелуге болады. Карьерлердi тереңдiгi 1,0 метр болатын ормен қоршау қажет.
Көп жылғы зерттеулер дәлелдегендей, Қазатомөнеркәсіп қолданатын жер асты ұңғымалы шаймалау әдісі (ЖҰШ) қоршаған ортаға ешқандай теріс ықпалын тигізбейді. Атом энергиясы жөніндегі халықаралық агенттік (МАГАТЭ) бұл технологияны кен орындарын игерудің экологиялық ең таза әрі ең қауіпсіз әдісі ретінде мойындаған.
Жер асты ұңғымалы шаймалау кенді жер бетіне шығармастан, табиғи уран иондарын жер қойнауының өзінде өнімді қойыртпаққа айналдыру арқылы құмдақ типтес кен орындарын игеру әдісі болып саналады. Кейін қопсытуға көп шығын талап ететін өндірістің дәстүрлі (шахталық және карьерлік) әдістерінен айырмашылығы сол, құрамында ураны бар кен жер астында қалатын ЖҰШ әдісі жоғары экологиялық қауіпсіздігімен, аз шығындарымен және технологиялық операциялардың қарапайымдылығымен ерекшеленеді.
Қазатомөнеркәсіп Оңтүстік Қазақстан облысы аумағында күкірт қышқылымен шаймалауды қолданудың өте бай тәжірибесіне ие.
Жер асты шаймалау әдісі – тұйық циклдағы үдеріс болып, ол өз ішіне мынадай негізгі сатыларды қамтыған:
1. Ұңғыманы бұрғылау, техникалық құрал-жабдықтарды орнату және технологиялық полигонды құру:
Уранды дененің нұсқасына қарай полигонды ашудың екі сызықтық немесе гексагональды түрі қолданылуы мүмкін.
2. Жіберу ұңғымалары арқылы әлсіз қосылымдағы күкірт қышқылы ерітіндісін кенді көкжиекке енгізу.
Оңтүстік Қазақстан облысындағы кен орындарының көпшілігі саз балшықтан тұратын жоғарғы және төменгі су өткізбейтін жыныстарға ие, бұл шаймалауды тек ураны бар аймаққа шоғырландыруға септігін ттигізеді.
3. Негізгі үдерістің бәрі жер қойнауында жүзеге асады, сол жерде уран өнімді қойыртпаққа айналады.
4. Өнімді қойыртпақ жер бетіне көтеріліп, ион алмасатын тізбектерде сорбция және десорбциялаудан өтеді. Сонан соң тауарлы десорбат сары кек алынғанша тұндырылып, кептіріледі.
Айталық, жылына 500 тонна табиғи уранды қайта өңдейтін кешені бар жерасты шаймалау кеніші дәл сондай қуатқа ие кәдімгі гидрометаллургиялық зауыттың төрттен бір аумағына сыйып кетер еді.
5. Сары кек Қазатомөнеркәсіптің үш аффинаждау зауытының бірінде уран тотығы-шала тотығына айналдырылып өңделеді.
6. Болашақта уран өндіруші барлық кәсіпорындар өндіріс орнының өзінде ASTM сапалы уран концентраты түріндегі түпкі өнімді шығаруды жоспарлап отыр.
Карьерлік немесе шахталық әдіспен уран өндіруден айырмашылығы сол, кен орны жер асты шаймалау әдісімен игерілгенде жоғары деңгейлі радиацаясы бар қалдықтарды сақтау үшін арнайы қоймалар салудың қажеті болмайды.
Оңтүстік Қазақстанның уран кен орындарындағы табиғи гидрогеохимиялық ортаның техногендік ықпал етуден кейін өзін өзі қалпына келтіру қабілетіне ие екендігі анықталған. Біртіндеп табиғи қалпына келтіру есебінен біршама жай болса да, кен орналасқан сулы көкжиектегі жерасты суларын рекультивациялау үдерісі тұрақты жүргізіледі. Қазатомөнеркәсіп сондай-ақ, бұл үдерісті айтарлықтай қарқынды етудің әдістерін жасап шығып, ол рекультивацияны он еселеп жылдамдата түсті.
Қалдық қойыртпақтың табиғи жолмен минералсызданатына Иіркөл кен орнында өткізілген 13 жылдық бақылаулардың нәтижелері мысал бола алады.
Сонымен, Оңтүстік Қазақстанда қолданылатын жер асты ұңғымалы шаймалау әдісі ғылымға белгілі өндірістік әдістердің ішіндегі экономикалық және экологиялық тұрғыдан ең қауіпсізі деп қарастыра аламыз.
Уранның әлемдiк қорының 80 пайызы 9 ел үлесiне тиедi. Олар: Австралия, Қазақстан, Канада, ОАР, Намибия, Нигерия, Ресей, Бразилия және АҚШ. Атап өтерлiгi, уран өндiрiсiнде алғы шептегi үш мемлекеттiң бiрi - Канада мен Австралиядан кейiн тұрған Қазақстан. Соңғы зерттеу қорытындылары ел аумағында 1 млн. тоннаға жуық табиғи уран қоры бар екенiн айқындап бердi.
Уран қоры Қазақстанның оңтүстiк бөлiгiнде шоғырланған. Бүгiнде уран кенiшiнiң төрт торабы бар. Солтүстiк торапта Уанас, Шығыс Мыңқұдық, Ыңғай, Ақдала, оңтүстiк Ыңғай, Батыс Мыңқұдық, орталық Мыңқұдық және Буденовское кенiштерi орналасса, шығысында оңтүстiк Мойынқұм, оңтүстiк Мойынқұм-1, Төртқұдық, Қанжуған, оңтүстiк Мойынқұм-2, батыс торапта солтүстiк Қарамұрын, оңтүстiк Қарамұрын, Қарасан-1, Иiркөл және оңтүстiк торапта iрi «Заречное» кенiштерi бар. Рас, бұлардың кейбiрi уран өндiрумен қазiрдiң өзiнде айналысып жатса, құрылысы бiтпеген келесiлерi алдағы екi-үш жыл iшiнде өз жұмыстарын бастайды деп жоспарланып отыр.
