- •«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
9.6.1 Тотыксыздандырғыштық және рафинадтық балқыту үрдістерін бір аппаратта біріктіріп жүргізу (дингот-үрдісі)
Рафинадтау алдындағы уранды қайта балқыту үрдісін алып тастау үрдісінің айқын ерекшеліктері және сол арқылы үрдістің қарапайымдануы бұрыннан белгілі болған.
Сондықтан, АҚШ КАЭ-сінің деректеріндегі кейбір зауыттарда (мысалы, Уэлдон-Спринге) тікелей құйма деп аталатын үрдісті қолдану туралы, («дингот - direct ingot) хабарламасы кызығушылық тудырды, яғни бұл жағдайда балқыма масштабын 2т-ға дейін және уран балқымасын бұдан да артық көбейтуге мүмкіндік туады.
Металдық уран алудың (дингот-үрдісі) нобайы 9.5-суретте көрсетілген.
9.5-сурет. Металдық уран алудың нобайы (— - кәдімгі нобайы; -- - «дингот» нобайы; ---- - қайтымды өнім)
9.7 Жылу бөлгіш элементтерді (жбэл-ді) дайындау
Тұтастай металдық уран өзектері бар жылу болгіш элементтерді (ЖБЭЛ-ді) әдетте сымдар, пластинкалар, түтіктер түрінде дайындайды. Радиациялық ықпал ету әсерін азайту үшін, металдың белгілі-бір құрылысын қалыптастыру үшін арнайы шаралар қолданады. Уранды өзектерді герметикалық қабықтарға салады. Қабық материалын таңдап алу реактордың жұмыс істеу шарттарына байланысты, дегенмен де әдетге бұл алюминий, магнокс, циркалой, тот баспайтын құрыш және басқалар.
Жалпы айтқанда, ЖБЭЛ-ді дайындаудың технологиялық операцияларының жалпы нобайы мынадай түрде болады: металдық уранды, оның қосылыстарын кальций немесе магний көмегімен тотықсыздандыру арқылы алу; құймаларды вакуум ішінде рафинадтық балқыту әдісімен алу; құймаларды қажет конфигурацияда немесе әртүрлі температурада қысыммен (соғу, пресстеу, созу) өндеу әдістерімен дайындау; металдың қажетті микроқұрылысын құру үшін өзектерді термиялық өңдеу; өзектерді механикалық өңдеу; қорғағыш қабатты конструкциялық материалдардан жасау.
9.8 Металлургиялық өндіріс қалдықтарын қайта өңдеу
Пирометаллургиялық операциялар сатыларында, сонымен бірге уран құймалары мен ұнтақтарын механикалық қайта өңдеу кезінде алынған, құрамында уран бар қалдықтарға уранның үлкен көлемі және жоғары мөлшері тән. Барлық қалдықтарды үш топқа бөлуге болады:
1) уранға аса бай қалдықтар – құймалар мен сымдар, металл кесінділері мен жоңқалары, жарамсыз бұйымдар. Оларды, әдетте, тазартатын пештерге салады;
2) тотықсыздандырғыштық балқытудың құрамы бай қалдықтары (уран мөлшері 10%-ға дейін), уранды үстел үстіндегі классификациялаудан қалған шламдар, рафинадталған балқыма шлагы. Бұл материалдардың бір бөлігін тотықсыздандыру балқымасы кезінде қайтымды материал ретінде пайдаланады, ал келесі бөлігін құрамы бай уранды концентрат ала отырып, уранның шала тотық-тотығына дейін күйдіреді;
3) тұндырғыштардағы, скрубберлердегі, ұрынды тигельдердегі, сынықтардағы құрамы кедей шлактар, шаң, тұнбалар. Бұларды жинастырады және күрделі гидрометалургиялық қайта өңдеуге түсіреді. Соңғы уақытта, кейбір кезде оларды, фторлаудың аффинаждық қасиеттерін пайдалана отырып, уранды жақсылап бөліп алуға және оны қоспалардан тазартуға мүмкіндік беретін, тікелей фторлауды қолданады. Мұндай әдісті қолдану кезінде уранның жоғалу шығыны өте үлкен емес, бұл құрамында уран-235 изотобы бар, жоғары байытылу дәрежелі урандық қалдықтарды қайта өндеу жағдайында маңызды.
