యురేనియం ఖనిజాలు (a. యురేనియం ఖనిజాలు; n. యురేనెర్జ్; f. మినేరైస్ యురేనిఫెర్స్, మినెరైస్ డి "యురేనియం; మరియు. మినరల్స్ డి యురేనియా, మినరల్స్ యురేనియోస్) - యురేనియం కలిగిన సహజ ఖనిజ నిర్మాణాలు అటువంటి సాంద్రతలు, పరిమాణాలు మరియు సమ్మేళనాలలో యురేనియంను కలిగి ఉంటాయి. ఆర్థికంగా లాభసాటిగా ఉంటుంది.

ప్రధాన ఖనిజ ఖనిజాలు: ఆక్సైడ్లు - యురేనినైట్, యురేనియం పిచ్, యురేనియం నలుపు; సిలికేట్లు - శవపేటిక; టైటానేట్స్ - బ్రాన్నరైట్; యురేనిల్ సిలికేట్లు - యురానోఫేన్, బీటౌరానోటైల్; యురేనిల్ వనాడేట్స్ - కార్నోటైట్, త్యూయామునైట్; యురేనిల్ ఫాస్ఫేట్లు - ఓటెనిటిస్, టోర్బెర్నైట్. అదనంగా, ఖనిజాలలో యురేనియం తరచుగా P, Zr, Ti, Th మరియు TR (ఫ్లోరాపటైట్, ల్యూకాక్సేన్, మోనాజైట్, జిర్కాన్, ఆర్థైట్, థోరియానైట్, డేవిడైట్ మొదలైనవి) కలిగిన ఖనిజాల కూర్పులో చేర్చబడుతుంది లేదా శోషించబడిన స్థితిలో ఉంటుంది. కర్బన పదార్థం.

యురేనియం ఖనిజాలు సాధారణంగా ప్రత్యేకించబడ్డాయి: సూపర్ రిచ్ (0.3% కంటే ఎక్కువ U), రిచ్ (0.1-0.3%), సాధారణ (0.05-0.10%), పేద (0.03-0.05%) మరియు ఆఫ్-బ్యాలెన్స్ షీట్ (0.01-0.03% ) 50 కంటే ఎక్కువ నిల్వలు (వెయ్యి టన్నులు) కలిగిన యురేనియం నిక్షేపాలు చాలా పెద్దవి, పెద్దవి - 10 నుండి 50 వరకు, మధ్యస్థం - 1 నుండి 10 వరకు, చిన్నవి - 0.2-1.0 మరియు చాలా చిన్నవి - 0.2 కంటే తక్కువ .

యురేనియం ఖనిజాలు ఏర్పడే పరిస్థితులు, సంభవించే స్వభావం, ఖనిజ కూర్పు, అనుబంధిత భాగాల ఉనికి మరియు మైనింగ్ పద్ధతుల పరంగా విభిన్నంగా ఉంటాయి. అవక్షేపణ యురేనియం ఖనిజాలు (ఎక్సోజనస్ సింజెనెటిక్)లో ఆర్గానోజెనిక్-ఫాస్ఫేట్ రకానికి చెందిన బెడ్‌డెడ్ పాలియోజీన్ నిక్షేపాలు (U మరియు TRలో సమృద్ధిగా ఉన్న ఫిష్ బోన్ డెట్రిటస్ నిక్షేపాలు) మరియు ఎర్లీ ప్రొటెరోజోయిక్ క్వార్ట్జ్-పెబుల్ యురేనియం-బేరింగ్ సమ్మేళనాలు ఉన్నాయి. , Zr, Ti), దక్షిణాఫ్రికాలో విట్వాటర్‌రాండ్ (Auతో) మరియు బ్రెజిల్‌లో జాకోబినా (Auతో). ఖనిజాలు సాధారణంగా సాధారణమైనవి మరియు దౌర్భాగ్యమైనవి. చొరబాటు నిక్షేపాలలో (ఎక్సోజనస్ ఎపిజెనెటిక్), మట్టి-, రిజర్వాయర్- మరియు ఫిషర్-ఇన్‌ఫిల్ట్రేషన్ ప్రత్యేకించబడ్డాయి. వాటిలో ప్రముఖమైనవి బెడ్-ఇన్‌ఫిల్ట్రేషన్ రకానికి చెందిన కాఫినైట్-చెర్నియం నిక్షేపాలు, ఇక్కడ యురేనియం ఖనిజాలు ఆర్టీసియన్ బేసిన్‌ల పారగమ్య రాళ్లలో సంభవిస్తాయి మరియు బెడ్ ఆక్సీకరణ జోన్ల సరిహద్దులచే నియంత్రించబడతాయి. ధాతువు నిక్షేపాలు రోల్స్ (పొడుగుచేసిన కొడవలి ఆకారపు శరీరాలు) లేదా లెన్స్‌ల రూపంలో ఉంటాయి. ఖనిజాలు ప్రధానంగా సాధారణమైనవి మరియు పేలవమైనవి, కొన్నిసార్లు Se, Re, Mo, V, Sc (CCCPలోని శుష్క ప్రాంతాలలో నిక్షేపాలు, నైజర్‌లోని వ్యోమింగ్)తో సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి.

నేల-చొరబాటు నిక్షేపాలలో, పారిశ్రామిక ఆసక్తి ప్రధానంగా యురేనియం-బొగ్గు నిక్షేపాలు, ఇక్కడ యురేనియం మరియు అనుబంధ ఖనిజీకరణ పొరల పైభాగంలో, ఆక్సిడైజ్ చేయబడిన ఇసుకతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, అలాగే "కాల్క్రీట్స్"లో కార్నోటైట్ ఖనిజాల యొక్క ఉపరితల నిక్షేపాలు. మరియు ఆస్ట్రేలియా (యిలిర్రి నిక్షేపం) మరియు నమీబియాలో "హైప్‌క్రీట్స్" (నదీ పాలియోవాలీల కార్బోనేట్ మరియు జిప్సం మట్టి నిర్మాణాలు). ఈ సమూహం టెర్రిజెనస్ మరియు కార్బోనేట్ శిలలలోని స్ట్రాటిఫార్మ్ యురేనియం-బిటుమెన్ నిక్షేపాలతో ఆనుకొని ఉంటుంది, ఇక్కడ ధాతువు పదార్ధం పిచ్‌బ్లెండే-బేరింగ్ కెరైట్స్ మరియు ఆంత్రాక్సోలైట్‌లచే సూచించబడుతుంది (USAలోని గ్రాంటే బెల్ట్ నిక్షేపాలు, రొమేనియాలోని బనాటా). ఈ ధాతువు వస్తువులు, చొరబాటు వస్తువులతో కలిసి, కొన్నిసార్లు "ఇసుకరాయి" రకం (సాధారణ మరియు పేద ఖనిజాలు) నిక్షేపాలుగా మిళితం చేయబడతాయి. గాబన్‌లోని ఫ్రాన్స్‌విల్లే ధాతువు ప్రాంతం యొక్క నిక్షేపాలు వాటి రూపాంతరం చెందిన ప్రతిరూపాలు, వాటిలో ప్రత్యేకమైన ఓక్లో డిపాజిట్. హైడ్రోథర్మల్ డిపాజిట్లు (ఎండోజెనస్ ఎపిజెనెటిక్ మీడియం-తక్కువ ఉష్ణోగ్రత నిక్షేపాలు) ప్రధానంగా సిరలు మరియు సిర-స్టాక్‌వర్క్, తక్కువ తరచుగా షీట్‌లాగా ఉంటాయి. అవి యురేనియం సరైనవి (యురేనియం కార్బోనేట్ సిరలతో సహా), మాలిబ్డినం-యురేనియం (తరచుగా Pb, As, Zn మరియు ఇతర చాల్కోఫైల్స్‌తో), టైటానియం-యురేనియం, ఫాస్పరస్-యురేనియం (Zr, Thతో)గా విభజించబడ్డాయి. ప్రధాన ఖనిజ ఖనిజాలు: పిచ్‌బ్లెండే, కాఫినైట్, బ్రాన్నరైట్ (యురేనియం-థోరియం ఖనిజాలలో), యురేనియం-కలిగిన ఫ్లోరాపటైట్ (ఫాస్పరస్-యురేనియం ఖనిజాలలో). సెకండరీ యురేనిల్ సిలికేట్లు, యురేనిల్ ఫాస్ఫేట్లు మరియు యురేనిల్ లార్సెనేట్‌లు ఆక్సీకరణ మండలాలలో అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. ఖనిజాలు సాధారణమైనవి మరియు గొప్పవి. ఈ సమూహంలో CCCP, ఒరే పర్వతాలు, సెంట్రల్ ఫ్రెంచ్ మాసిఫ్, కెనడాలోని బీవర్‌లోడ్ మరియు గ్రేట్ బేర్ లేక్ ప్రాంతాలు, USA (మేరీస్‌వేల్), ఆస్ట్రేలియా (మౌంట్ ఇసా)లోని అనేక ప్రాంతాలలో అగ్నిపర్వత-టెక్టోనిక్ నిర్మాణాలు మరియు నేలమాళిగ శిలలలో నిక్షేపాలు ఉన్నాయి. మరియు వెస్ట్‌మోర్‌ల్యాండ్). కెనడా (రాబిట్ లేక్, కీ లేక్ మొదలైన వాటి యొక్క ధాతువు ప్రాంతాలు) మరియు ఉత్తర ఆస్ట్రేలియా (ఎలిగేటర్ నది ప్రాంతం)లో గుర్తించబడిన "అనుకూలత" రకానికి చెందిన మెటాసోమాటిక్ నిక్షేపాలు ఈ సమూహానికి ఆనుకుని ఉన్నాయి. స్ట్రాటిగ్రాఫిక్ అన్‌కాన్ఫార్మిటీ, షీట్ లాంటి లేదా షీట్ లాంటి సిరల స్వరూపం, ఖనిజాలలో అసాధారణంగా అధిక యురేనియం కంటెంట్‌లు (0, n - n%) ఉపరితలాల ద్వారా ఖనిజీకరణ నియంత్రణ ద్వారా ఇవి వర్గీకరించబడతాయి. ప్రధాన ఖనిజ ఖనిజాలు పిచ్‌బ్లెండే, యురేనినైట్, కాఫినైట్, బ్రానరైట్. ఆస్ట్రేలియాలో సంక్లిష్ట ఖనిజాల ప్రత్యేక స్ట్రాటిఫార్మ్ డిపాజిట్ కనుగొనబడింది.యురేనియం పరిశ్రమ.

80వ దశకంలో. మైనింగ్‌కు లాభదాయకంగా యురేనియం ఖనిజాలు 80 డాలర్లు / కిలో యురేనియం కంటే తక్కువ విలువైనవి. పారిశ్రామికంగా అభివృద్ధి చెందిన పెట్టుబడిదారీ మరియు అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాలలో సంభావ్యమైన వాటితో సహా యురేనియం యొక్క మొత్తం నిల్వలు మరియు వనరులు 14 మిలియన్ టన్నులుగా అంచనా వేయబడ్డాయి (అనుబంధ యురేనియం మినహా). ఈ దేశాలలో యురేనియం ఖనిజాల (వెయ్యి టన్నులు) ప్రధాన నిల్వలు ఆస్ట్రేలియా (465), కెనడా (180), దక్షిణాఫ్రికా, నైజర్, బ్రెజిల్, USA (133) మరియు నమీబియాలో కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి. మొత్తం నిల్వలలో సుమారు 31% "అనుకూలత" రకం డిపాజిట్లలో ఉన్నాయి, 25% - "ఇసుకరాయి" రకం, 16% - యురేనియం-బేరింగ్ సమ్మేళనాలు, 14% - "పోర్ఫిరీ" రకం మొదలైనవి.

1988లో ఈ దేశాలలో యురేనియం గాఢతతో కూడిన ప్రపంచ వార్షిక ఉత్పత్తి 37.4 వేల టన్నుల యురేనియం, సగటు ధర కిలోకు $30 (1989 ప్రారంభంలో).

యురేనియం (U) తవ్వకం ఆధునిక సమాజానికి చాలా ముఖ్యమైనది. ఇది అణు పరిశ్రమలో ఇంధనంగా ఉపయోగించే అత్యంత బరువైన లోహం, ఇది అణ్వాయుధాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. శాంతియుత ప్రయోజనాల కోసం, వారు గాజు మరియు పెయింట్స్ మరియు వార్నిష్ల ఉత్పత్తికి ఉపయోగిస్తారు. స్వచ్ఛమైన యురేనియం సహజ పరిస్థితులలో కనుగొనబడలేదు; ఇది ఖనిజాలు మరియు ధాతువులో భాగం.

ప్రపంచ నిల్వలు

ప్రస్తుతానికి, యురేనియం మైనింగ్ పెద్ద సంఖ్యలో నిక్షేపాల భూభాగంలో జరుగుతుంది. ఇరవై కిలోమీటర్ల లోతులో ఉన్న భూమి పొరలో అనేక శతాబ్దాలుగా మానవాళికి ఇంధనాన్ని సరఫరా చేయగల టన్నుల యురేనియం ధాతువు ఉంది. ప్రపంచంలోని 28 దేశాల్లో యురేనియం తవ్వకాలు జరుగుతున్నాయి. కానీ ప్రధాన ప్రపంచ నిల్వలు 90% మార్కెట్‌ను పంచుకునే 10 రాష్ట్రాలకు చెందినవి.

ఆస్ట్రేలియా. ఈ దేశంలో 19 పెద్ద డిపాజిట్లు ఉన్నాయి. వాటిలో U నిల్వలు 661,000 టన్నులు (వాటా మొత్తం ప్రపంచ డిపాజిట్లలో 31.18%).

కజకిస్తాన్. ఇది 16 పెద్ద U ఉత్పత్తి పాయింట్లను కలిగి ఉంది. డిపాజిట్ల పరిమాణం 629,000 టన్నులు, ఇది ప్రపంచంలోని మొత్తం నిల్వల వాటాలో 11.81%.

రష్యా. ప్రపంచ యురేనియం పరిశ్రమలో రష్యన్ ఫెడరేషన్ వాటా 9.15%. U నిల్వలు 487,000 టన్నులు. U ఉత్పత్తి 830,000 టన్నులకు పెరుగుతుందని అంచనా.

కెనడా ధాతువు నిల్వలు దాదాపు 468,000 టన్నులు, ఇది ప్రపంచ మార్కెట్‌లో 8.80% ఆక్రమించింది. యురేనియం తవ్వకం సంవత్సరానికి 9 వేల టన్నులు.

నైజర్ దేశంలో యురేనియం నిక్షేపాలు 421,000 టన్నులు, ఇది ప్రపంచ నిల్వల మొత్తం వాటాలో 7.9%. 4 డిపాజిట్లు సంవత్సరానికి 4.5 వేల టన్నుల U ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

దక్షిణ ఆఫ్రికా. దేశంలో U నిల్వలు 297,000 టన్నులు; ఇది ప్రపంచ నిల్వలలో 6% వాటాను ఆక్రమించింది. దక్షిణాఫ్రికాలో, సంవత్సరానికి 540 టన్నుల యురేనియం తవ్వబడుతుంది.

బ్రెజిల్. దేశం యొక్క సూచిక 276,700 టన్నుల యురేనియం ఖనిజం. సంవత్సరానికి U ఉత్పత్తి సంవత్సరానికి 198 టన్నులు.

నమీబియా. దేశం యొక్క యురేనియం నిల్వలు 261,000 టన్నులు. నమీబియాలో నాలుగు పెద్ద U నిక్షేపాలు ఉన్నాయి.

USA. USAలో మొత్తం U నిల్వలు 207,000 టన్నులు.

చైనా. దేశం యొక్క సూచిక 166,000 టన్నులు. సంవత్సరానికి 1.5 వేల టన్నుల యురేనియం ఖనిజం DPRKలో తవ్వబడుతుంది.

ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద యురేనియం నిక్షేపాలు

రష్యాలో, రోసాటమ్ కార్పొరేషన్ ప్రధాన యురేనియం మైనింగ్ ఆస్తులను నియంత్రిస్తుంది. ఇది యురేనియం వన్ యొక్క అంతర్జాతీయ మైనింగ్ విభాగాన్ని ఏకం చేస్తుంది మరియు USA, కజాఖ్స్తాన్ మరియు టాంజానియాలో షేర్ల పోర్ట్‌ఫోలియోను కలిగి ఉంది.

యురేనియం ఖనిజాల లక్షణాలు

యురేనియం రకాలు

సహజ యురేనియం 3 ఐసోటోపుల పరస్పర చర్యను కలిగి ఉంటుంది: U238, U235, U234. లోహం యొక్క రేడియోధార్మిక లక్షణాలు ఐసోటోప్‌లు 238 మరియు దాని కుమార్తె న్యూక్లియోటైడ్ 234 ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి. U లో ఈ అణువుల ఉనికి కారణంగా, యురేనియం అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లు మరియు అణు ఆయుధాల కోసం ఇంధన ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది. U235 ఐసోటోప్ యొక్క కార్యాచరణ 21 రెట్లు బలహీనంగా ఉన్నప్పటికీ, ఇది మూడవ పక్ష క్రియాశీల మూలకాలు లేకుండా అణు గొలుసు ప్రతిచర్యను నిర్వహించగలదు.

సహజ ఐసోటోపులతో పాటు, కృత్రిమ U అణువులు కూడా ఉన్నాయి.

కనీసం 23 జాతులు అంటారు. U233 ఐసోటోప్ ప్రత్యేక శ్రద్ధకు అర్హమైనది; థోరియం-232 థర్మల్ న్యూట్రాన్ల ప్రభావంతో న్యూట్రాన్లు మరియు విచ్ఛిత్తితో వికిరణం చేయబడినప్పుడు ఇది ఏర్పడుతుంది. ఈ సామర్థ్యం U233ని న్యూక్లియర్ రియాక్టర్లకు సరైన శక్తి వనరుగా చేస్తుంది.

ధాతువు వర్గీకరణ

సహజ యురేనియం ధాతువు యొక్క భావన యురేనియం యొక్క అధిక సాంద్రతతో ఖనిజ నిర్మాణాన్ని సూచిస్తుంది. యురేనియం నిక్షేపాల అభివృద్ధి సమయంలో, ఒక నియమం వలె, ఇతర రేడియోధార్మిక లోహాలు - రేడియం మరియు పోలోనియం - ప్రక్కనే పొందబడతాయి. యురేనియం కలిగిన రాళ్ళు కూర్పులో మారవచ్చు. పొరల నిర్మాణం విలువైన లోహాన్ని తవ్విన విధానాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.

నిర్మాణ పరిస్థితుల ప్రకారం, ధాతువును ఇలా విభజించవచ్చు:

• అంతర్జాత;
• బహిర్జాత;
• రూపాంతరము.

ఖనిజీకరణ రకం ప్రకారం, యురేనియం ఖనిజాలు వేరు చేయబడతాయి:

• ప్రాథమిక;
• ఆక్సిడైజ్డ్;
• మిశ్రమ.

ధాన్యం పరిమాణం వర్గీకరణ:

• చెదరగొట్టబడిన (<0,015 мм);
• జరిమానా-కణిత (0.015-0.1 మిమీ);
• జరిమానా-కణిత (0.1-3 మిమీ);
• మధ్యస్థ-కణిత (3 నుండి 25 మిమీ);
• ముతక-కణిత (> 25 మిమీ).

• మాలిబ్డినం;
• అనాడియం;
• యురేనియం-కోబాల్ట్-నికెల్-బిస్మత్;
• మోనోర్.

రసాయన కూర్పు ద్వారా వర్గీకరణ:

• కార్బోనేట్;
• ఐరన్ ఆక్సైడ్;
• సిలికేట్;
• సల్ఫైడ్;
• caustobiol.

ప్రాసెసింగ్ పద్ధతి ప్రకారం ధాతువు విభజించబడింది:

• సోడా ద్రావణం, ధాతువు యొక్క రసాయన కూర్పులో కార్బోనేట్ ఉన్నట్లయితే ఉపయోగించబడుతుంది;
• సిలికేట్ శిలలకు యాసిడ్ ఉపయోగించబడుతుంది;
• ఐరన్ ఆక్సైడ్ దాని కూర్పులో ఉంటే బ్లాస్ట్ ఫర్నేస్ పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది.

• పేద (< 0,1%);
• సాధారణ (0.25-0.1%);
• మీడియం (0.5-0.25%);
• రిచ్ (1–0.5%);
• చాలా రిచ్ (>1% U).

భూమి పొరలో దాని కంటెంట్ కనీసం 0.5% ఉంటే యురేనియం తవ్వడం అర్ధమే. రాతి పొరలో 0.015% కంటే తక్కువ యురేనియం ఉంటే, అది ఉప ఉత్పత్తిగా తవ్వబడుతుంది.

యురేనియం ఖనిజాన్ని తవ్వే పద్ధతులు

యురేనియం తవ్వడానికి మూడు ప్రధాన మార్గాలు ఉన్నాయి:

• ఓపెన్ (లేదా కెరీర్);
• గని (భూగర్భ);
• లీచింగ్.

ఈ పద్ధతులన్నీ అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, రాతి నిక్షేపాల లోతు నుండి, ఐసోటోపుల కూర్పు మొదలైనవి.

రాక్ లోతుగా లేనప్పుడు ఇది వర్తిస్తుంది మరియు దానిని తీయడానికి, ప్రత్యేక పరికరాలతో మిమ్మల్ని మీరు ఆయుధం చేసుకోవడం సరిపోతుంది:

• డంప్ ట్రక్కులు;
• బుల్డోజర్లు;
• లోడర్లు.

యురేనియం మైనింగ్ యొక్క క్వారీ పద్ధతి చాలా కాలంగా ఉపయోగించబడింది. ఈ పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనాల్లో ఒకటి మైనర్లకు రేడియేషన్ ఎక్స్పోజర్ యొక్క కనీస ప్రమాదం. కానీ బహిరంగ పద్ధతి యొక్క ముఖ్యమైన ప్రతికూలత అభివృద్ధిలో ఉన్న భూమికి కోలుకోలేని పర్యావరణ నష్టం.

వెలికితీత యొక్క మైనింగ్ పద్ధతి మరింత ఖరీదైనది, ఇది మెటీరియల్ పాయింట్ నుండి. యురేనియం తీయడానికి, గనులు రెండు కిలోమీటర్ల లోతు వరకు డ్రిల్లింగ్ చేయబడతాయి, ఈ గుర్తు కంటే లోతుగా మైనింగ్ నిర్వహిస్తే, ఇంధనం చాలా ఖరీదైనదిగా మారుతుంది. ఏదైనా సందర్భంలో, మైనింగ్ కంపెనీలు అన్ని సంబంధిత పరికరాలు, రేడియేషన్ రక్షణతో మైనర్లను సన్నద్ధం చేయవలసి ఉంటుంది. మరియు రాడాన్‌ను తీసివేయడానికి అవసరమైన వెంటిలేషన్ సిస్టమ్‌లను ఇన్‌స్టాల్ చేయండి మరియు తాజా గాలితో గనిని సరఫరా చేయండి. గని వద్ద, డ్రిల్లింగ్ మరియు బ్లాస్టింగ్ ద్వారా రాతి ద్రవ్యరాశి నుండి లోహాన్ని సంగ్రహిస్తారు.

యురేనియం తవ్వకం యొక్క లీచింగ్ పద్ధతి సరైనదిగా పరిగణించబడుతుంది. రాతిలో వెల్స్ డ్రిల్లింగ్ చేయబడతాయి, దీని ద్వారా ఒక పరిష్కారం పంప్ చేయబడుతుంది - ఒక ప్రత్యేక రసాయన కూర్పుతో ఒక లీచింగ్ ఏజెంట్. ఇది ధాతువు నిక్షేపాల లోతులలో కరిగిపోతుంది మరియు విలువైన లోహ సమ్మేళనాలతో సంతృప్తమవుతుంది.

ముగింపులు

భూగర్భ లీచింగ్ ఉపయోగించి యురేనియం తవ్వకం పైన వివరించిన పద్ధతుల కంటే పర్యావరణానికి చాలా తక్కువ హాని చేస్తుంది. కాలక్రమేణా, అభివృద్ధి చెందిన భూమి ప్లాట్‌లో పునరుద్ధరణ ప్రక్రియలు జరుగుతాయి. ఈ పద్ధతి యొక్క అనువర్తనం ఆర్థిక వ్యయాలను తగ్గించగలదు. కానీ అతనికి పరిమితులు ఉన్నాయి. ఇది ఇసుకరాయిలో మరియు నీటి మట్టం క్రింద మాత్రమే ఉపయోగించబడదు.

వీడియో: యురేనియం మైనింగ్

యురేనియం ధాతువు అనేది సహజమైన ఖనిజ నిర్మాణం, దీనిలో యురేనియం అటువంటి మొత్తాన్ని కలిగి ఉంటుంది, దానిని సేకరించేందుకు ఆర్థికంగా లాభదాయకంగా ఉంటుంది.

యురేనియం పరిమాణం ప్రకారం, ఖనిజ ఖనిజాలు:

• మహా ధనవంతులు. ఇటువంటి ఖనిజాలలో 0.3% U ఉంటుంది మరియు అటువంటి నిక్షేపాలలో ధాతువు 50 వేల టన్నులకు పైగా ఉంటుంది.
• రిచ్, 0.1 నుండి 0.3% వరకు కలిగి ఉంటుంది.
• సాధారణ, వాటి కూర్పులో 0.05-0.10% ఉంటుంది
• దయనీయమైన. అటువంటి ఖనిజాలలో 0.03-0.05% యురేనియం ఉంటుంది
• ఆఫ్-బ్యాలెన్స్ షీట్, దీనిలో 0.01-0.03% మాత్రమే ఉంది.

చాలా యురేనియం ఆమ్ల శిలలలో ఉంటుంది, ఇందులో చాలా సిలికాన్ ఉంటుంది. అత్యంత ముఖ్యమైన యురేనియం ఖనిజాలలో యురేనియం పిచ్ (యురేనినైట్) మరియు కార్నోటైట్ ఉన్నాయి.

టేబుల్ 1. యురేనియం ఖనిజాల జాబితా

యురేనియం తవ్వకం

యురేనియం మూడు విధాలుగా తవ్వబడుతుంది:

• ధాతువు భూమి యొక్క ఉపరితలానికి దగ్గరగా ఉన్న సందర్భాలలో బహిరంగ పద్ధతి అనుకూలంగా ఉంటుంది. మైనింగ్ కోసం, బుల్డోజర్ల సహాయంతో లోతైన మరియు వెడల్పు గల రంధ్రం త్రవ్వడం అవసరం, ఆపై తవ్విన ఖనిజాన్ని ఎక్స్కవేటర్లతో డంప్ ట్రక్కుల్లోకి లోడ్ చేయడం అవసరం, ఇది రాక్ను ప్రాసెసింగ్ కాంప్లెక్స్కు పంపిణీ చేస్తుంది.
• ధాతువు గణనీయమైన లోతులో ఉంటే భూగర్భ మైనింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ పద్ధతి మునుపటి కంటే చాలా ఖరీదైనది. రాతిలో యురేనియం యొక్క అధిక సాంద్రత నిరూపించబడిన సందర్భాలలో మాత్రమే ఇది ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ పద్ధతిని అమలు చేయడానికి, నిలువు షాఫ్ట్ను డ్రిల్ చేయడం అవసరం, దాని నుండి క్షితిజ సమాంతర పనిని మళ్లించాలి. యురేనియం గనులు రెండు కిలోమీటర్ల లోతులో ఉంటాయి. మైనర్లు ధాతువును వెలికితీస్తారు, సరుకు రవాణా ఎలివేటర్‌లను ఉపయోగించి పైకి పంపుతారు, ఆ తర్వాత అది ప్రాసెసింగ్ కోసం పంపబడుతుంది.
• బోర్‌హోల్ ఇన్-సిటు లీచింగ్ (ISL). ఈ పద్ధతి ద్వారా ఉత్పత్తి కోసం, షడ్భుజి యొక్క మూలల్లో 6 బావులను డ్రిల్ చేయడం అవసరం. ఈ బావులు సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని యురేనియం నిక్షేపాలలోకి పంపుతాయి. మొత్తం నిర్మాణం మధ్యలో, మరొక బావి డ్రిల్లింగ్ చేయబడుతోంది, దీని ద్వారా యురేనియం లవణాలతో సంతృప్త పరిష్కారం పంపబడుతుంది. తరువాత, పరిష్కారం అనేక సార్లు శోషణకు లోబడి ఉంటుంది. తుది ఉత్పత్తి యురేనియం ఆక్సైడ్.

యురేనియం గనులు

తాజా సమాచారం ప్రకారం, మన గ్రహం మీద 440 వాణిజ్య రియాక్టర్లు ఉన్నాయి, వీటికి ఏటా 67 వేల టన్నుల యురేనియం అవసరం.
ప్రపంచంలో యురేనియం తవ్వకం ఆస్ట్రేలియా, కజకిస్తాన్ మరియు రష్యా మూడు రాష్ట్రాలలో కేంద్రీకృతమై ఉంది. ప్రపంచంలోని యురేనియంలో ఆస్ట్రేలియా 31%, కజాఖ్స్తాన్ - 12%, రష్యా మరియు కెనడా - 9% ఉన్నాయి. రష్యాలో యురేనియం మైనింగ్ ప్రధానంగా యాకుటియాలోని రిపబ్లిక్ ఆఫ్ సఖా భూభాగంలో జరుగుతుంది. మొత్తంగా, రష్యన్ ఫెడరేషన్ 550 వేల టన్నుల యురేనియం నిక్షేపాలను కలిగి ఉంది. యాకుటియాతో పాటు, ట్రాన్స్‌బైకాలియా మరియు బురియాటియాలో యురేనియం నిక్షేపాలు ఉన్నాయి.
ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, ప్రపంచంలోని నిల్వలు అణుశక్తితో సంబంధం లేని దేశాలలో ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, ఫ్రెంచ్ కంపెనీలు తమ సొంత అవసరాల కోసం నైజర్‌లో యురేనియంను తవ్వుతాయి. కానీ USA, చైనా, భారతదేశం, ఫ్రాన్స్, జపాన్, దక్షిణ కొరియాలలో యురేనియం కొరత తీవ్రంగా ఉంది. అందువల్ల, నేడు యురేనియం ధాతువు నిక్షేపాలపై నియంత్రణ కోసం దేశాల మధ్య శత్రుత్వాలు ఉన్నాయి. క్లిష్ట పరిస్థితి ఆఫ్రికాలో ఉంది. అక్కడ యురేనియం కారణంగా అంతర్యుద్ధాలు చెలరేగుతాయి, చాలా మంది చనిపోతున్నారు.

యురేనియం పరమాణు సంఖ్య 92 కలిగిన ఆక్టినైడ్ కుటుంబానికి చెందిన రసాయన మూలకం. ఇది అత్యంత ముఖ్యమైన అణు ఇంధనం. భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో దీని సాంద్రత మిలియన్‌కు 2 భాగాలు. ముఖ్యమైన యురేనియం ఖనిజాలలో యురేనియం ఆక్సైడ్ (U 3 O 8), యురేనినైట్ (UO 2), కార్నోటైట్ (పొటాషియం యురేనిల్ వనాడేట్), ఓటెనైట్ (పొటాషియం యురేనైల్ ఫాస్ఫేట్) మరియు టోర్బెర్నైట్ (హైడ్రస్ కాపర్ మరియు యురేనైల్ ఫాస్ఫేట్) ఉన్నాయి. ఇవి మరియు ఇతర యురేనియం ఖనిజాలు అణు ఇంధనం యొక్క మూలాలు మరియు తెలిసిన అన్ని తిరిగి పొందగల శిలాజ ఇంధన నిక్షేపాల కంటే అనేక రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి. 1 కిలోల యురేనియం 92 U 3 మిలియన్ కిలోల బొగ్గుకు అంత శక్తిని ఇస్తుంది.

ఆవిష్కరణ చరిత్ర

రసాయన మూలకం యురేనియం దట్టమైన, ఘనమైన వెండి-తెలుపు లోహం. ఇది సాగేది, సున్నితంగా ఉంటుంది మరియు పాలిష్ చేయవచ్చు. మెటల్ గాలిలో ఆక్సీకరణం చెందుతుంది మరియు చూర్ణం చేసినప్పుడు మండుతుంది. విద్యుత్ యొక్క సాపేక్షంగా పేలవమైన కండక్టర్. యురేనియం యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ ఫార్ములా 7s2 6d1 5f3.

ఈ మూలకాన్ని 1789లో జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త మార్టిన్ హెన్రిచ్ క్లాప్రోత్ కనుగొన్నారు, అతను కొత్తగా కనుగొన్న యురేనస్ గ్రహం పేరు పెట్టాడు, ఈ లోహం 1841లో ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత్త యూజీన్-మెల్చియర్ పెలిగోట్ చేత యురేనియం టెట్రాక్లోరైడ్ (UCl 4) నుండి తగ్గించడం ద్వారా వేరుచేయబడింది. పొటాషియం.

రేడియోధార్మికత

1869లో రష్యన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త డిమిత్రి మెండలీవ్ చేత ఆవర్తన పట్టికను రూపొందించడం ద్వారా యురేనియం అత్యంత బరువైన మూలకంపై దృష్టి సారించింది, 1940లో నెప్ట్యూనియం కనుగొనబడే వరకు అది అలాగే ఉండిపోయింది. 1896లో ఫ్రెంచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త హెన్రీ బెక్వెరెల్ అందులో రేడియోధార్మికత యొక్క దృగ్విషయాన్ని కనుగొన్నాడు. . ఈ ఆస్తి తరువాత అనేక ఇతర పదార్ధాలలో కనుగొనబడింది. రేడియోధార్మిక యురేనియం దాని అన్ని ఐసోటోపులలో 238 U (99.27%, సగం జీవితం - 4,510,000,000 సంవత్సరాలు), 235 U (0.72%, సగం జీవితం - 713,000,000 సంవత్సరాలు) మరియు 2034% (0) మిశ్రమాన్ని కలిగి ఉందని ఇప్పుడు తెలిసింది. సగం జీవితం - 247,000 సంవత్సరాలు). భౌగోళిక ప్రక్రియలు మరియు భూమి యొక్క వయస్సును అధ్యయనం చేయడానికి రాళ్ళు మరియు ఖనిజాల వయస్సును నిర్ణయించడం ఇది సాధ్యపడుతుంది. ఇది చేయుటకు, వారు సీసం మొత్తాన్ని కొలుస్తారు, ఇది యురేనియం యొక్క రేడియోధార్మిక క్షయం యొక్క తుది ఉత్పత్తి. ఈ సందర్భంలో, 238 U అనేది ప్రారంభ మూలకం, మరియు 234 U అనేది ఉత్పత్తులలో ఒకటి. 235 U ఆక్టినియం క్షయం శ్రేణికి దారితీస్తుంది.

చైన్ రియాక్షన్ తెరవడం

జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు ఒట్టో హాన్ మరియు ఫ్రిట్జ్ స్ట్రాస్‌మాన్ 1938 చివరిలో స్లో న్యూట్రాన్‌లతో పేలినప్పుడు దానిలో అణు విచ్ఛిత్తిని కనుగొన్న తర్వాత రసాయన మూలకం యురేనియం విస్తృత ఆసక్తి మరియు తీవ్రమైన అధ్యయనానికి సంబంధించిన అంశంగా మారింది. 1939 ప్రారంభంలో, ఇటాలియన్ మూలానికి చెందిన అమెరికన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఎన్రికో ఫెర్మీ అణువు యొక్క విచ్ఛిత్తి యొక్క ఉత్పత్తులలో గొలుసు ప్రతిచర్యను ఉత్పత్తి చేయగల ప్రాథమిక కణాలు ఉండవచ్చు అని సూచించారు. 1939లో, అమెరికన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు లియో స్జిలార్డ్ మరియు హెర్బర్ట్ ఆండర్సన్, అలాగే ఫ్రెంచ్ రసాయన శాస్త్రవేత్త ఫ్రెడరిక్ జోలియట్-క్యూరీ మరియు వారి సహచరులు ఈ అంచనాను ధృవీకరించారు. ఒక పరమాణువు విచ్ఛిత్తి సమయంలో సగటున 2.5 న్యూట్రాన్లు విడుదలవుతాయని తదుపరి అధ్యయనాలు చూపించాయి. ఈ ఆవిష్కరణలు మొదటి స్వీయ-నిరంతర న్యూక్లియర్ చైన్ రియాక్షన్ (12/02/1942), మొదటి అణు బాంబు (07/16/1945), సైనిక కార్యకలాపాలలో మొదటి ఉపయోగం (08/06/1945), మొదటి అణు జలాంతర్గామికి దారితీసింది. (1955) మరియు మొదటి పూర్తి స్థాయి అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ (1957).

ఆక్సీకరణ స్థితులు

రసాయన మూలకం యురేనియం, ఒక బలమైన ఎలక్ట్రోపోజిటివ్ మెటల్, నీటితో చర్య జరుపుతుంది. ఇది ఆమ్లాలలో కరుగుతుంది, కానీ ఆల్కాలిస్లో కాదు. ముఖ్యమైన ఆక్సీకరణ స్థితులు +4 (UO 2 ఆక్సైడ్, UCl 4 వంటి టెట్రాహలైడ్‌లు మరియు గ్రీన్ వాటర్ అయాన్ U 4+) మరియు +6 (UO 3 ఆక్సైడ్, UF 6 హెక్సాఫ్లోరైడ్ మరియు UO 2 2+ యురేనిల్ అయాన్‌లో వలె) . సజల ద్రావణంలో, యురేనియం యురేనిల్ అయాన్ యొక్క కూర్పులో చాలా స్థిరంగా ఉంటుంది, ఇది సరళ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది [O = U = O] 2+ . మూలకం +3 మరియు +5 స్థితులను కూడా కలిగి ఉంది, కానీ అవి అస్థిరంగా ఉంటాయి. రెడ్ U 3+ ఆక్సిజన్ లేని నీటిలో నెమ్మదిగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. UO 2 + అయాన్ యొక్క రంగు తెలియదు ఎందుకంటే ఇది చాలా పలుచన ద్రావణాలలో కూడా అసమానతకు లోనవుతుంది (UO 2 + ఏకకాలంలో U 4+కి తగ్గించబడుతుంది మరియు UO 2 2+కి ఆక్సీకరణం చెందుతుంది).

అణు ఇంధనం

స్లో న్యూట్రాన్‌లకు గురైనప్పుడు, యురేనియం పరమాణువు యొక్క విచ్ఛిత్తి సాపేక్షంగా అరుదైన ఐసోటోప్ 235 U.లో సంభవిస్తుంది. ఇది మాత్రమే సహజమైన ఫిస్సైల్ మెటీరియల్, మరియు దీనిని ఐసోటోప్ 238 U నుండి వేరు చేయాలి. అయితే, శోషణ మరియు ప్రతికూల బీటా క్షయం తర్వాత, యురేనియం -238 సింథటిక్ మూలకం ప్లూటోనియంగా మారుతుంది, ఇది స్లో న్యూట్రాన్ల చర్య ద్వారా విభజించబడింది. అందువల్ల, సహజ యురేనియంను కన్వర్టర్ మరియు బ్రీడర్ రియాక్టర్లలో ఉపయోగించవచ్చు, దీనిలో విచ్ఛిత్తికి అరుదైన 235 U మద్దతు ఇస్తుంది మరియు ప్లూటోనియం 238 U యొక్క పరివర్తనతో ఏకకాలంలో ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఫిస్సైల్ 233 Uను అణు ఇంధనంగా ఉపయోగించడం కోసం ప్రకృతిలో విస్తృతంగా ఉన్న థోరియం-232 ఐసోటోప్ నుండి సంశ్లేషణ చేయవచ్చు. సింథటిక్ ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాలను పొందే ప్రాథమిక పదార్థంగా యురేనియం కూడా ముఖ్యమైనది.

యురేనియం యొక్క ఇతర ఉపయోగాలు

రసాయన మూలకం యొక్క సమ్మేళనాలు గతంలో సిరామిక్స్ కోసం రంగులుగా ఉపయోగించబడ్డాయి. హెక్సాఫ్లోరైడ్ (UF 6) అనేది 25 °C వద్ద అసాధారణంగా అధిక ఆవిరి పీడనంతో (0.15 atm = 15,300 Pa) ఘనపదార్థం. UF 6 రసాయనికంగా చాలా రియాక్టివ్‌గా ఉంటుంది, అయితే ఆవిరి స్థితిలో దాని తినివేయు స్వభావం ఉన్నప్పటికీ, UF 6 సుసంపన్నమైన యురేనియంను పొందేందుకు గ్యాస్ వ్యాప్తి మరియు గ్యాస్ సెంట్రిఫ్యూజ్ పద్ధతుల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ఆర్గానోమెటాలిక్ సమ్మేళనాలు ఒక ఆసక్తికరమైన మరియు ముఖ్యమైన సమ్మేళనాల సమూహం, దీనిలో మెటల్-కార్బన్ బంధాలు లోహాన్ని సేంద్రీయ సమూహాలకు కలుపుతాయి. యురేనోసీన్ అనేది ఆర్గానోరేనియం సమ్మేళనం U(C 8 H 8) 2, దీనిలో యురేనియం అణువు C 8 H 8 సైక్లోక్టాటెట్రేన్‌తో బంధించబడిన సేంద్రీయ వలయాల యొక్క రెండు పొరల మధ్య శాండ్‌విచ్ చేయబడింది. 1968లో దీని ఆవిష్కరణ ఆర్గానోమెటాలిక్ కెమిస్ట్రీ యొక్క కొత్త రంగాన్ని ప్రారంభించింది.

క్షీణించిన సహజ యురేనియం రేడియేషన్ రక్షణ సాధనంగా, బ్యాలస్ట్, కవచం-కుట్లు ప్రక్షేపకాలు మరియు ట్యాంక్ కవచంలో ఉపయోగించబడుతుంది.

రీసైక్లింగ్

రసాయన మూలకం, చాలా దట్టమైన (19.1 గ్రా / సెం.మీ 3) అయినప్పటికీ, సాపేక్షంగా బలహీనమైన, లేపే పదార్థం. నిజానికి, యురేనియం యొక్క లోహ లక్షణాలు వెండి మరియు ఇతర నిజమైన లోహాలు మరియు నాన్-లోహాల మధ్య ఎక్కడో ఉంచినట్లు అనిపిస్తుంది, కాబట్టి ఇది నిర్మాణ పదార్థంగా ఉపయోగించబడదు. యురేనియం యొక్క ప్రధాన విలువ దాని ఐసోటోపుల యొక్క రేడియోధార్మిక లక్షణాలు మరియు విచ్ఛిత్తి సామర్థ్యంలో ఉంటుంది. ప్రకృతిలో, దాదాపు మొత్తం (99.27%) లోహం 238 U కలిగి ఉంటుంది. మిగిలినవి 235 U (0.72%) మరియు 234 U (0.006%). ఈ సహజ ఐసోటోపులలో, కేవలం 235 U మాత్రమే నేరుగా న్యూట్రాన్ రేడియేషన్ ద్వారా విచ్ఛిత్తి చేయబడుతుంది. అయినప్పటికీ, అది గ్రహించబడినప్పుడు, 238 U 239 Uని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది చివరికి 239 Puగా క్షీణిస్తుంది, ఇది అణు శక్తి మరియు అణు ఆయుధాలకు గొప్ప ప్రాముఖ్యత కలిగిన విచ్ఛిత్తి పదార్థం. మరొక ఫిసైల్ ఐసోటోప్, 233 U, 232 Th తో న్యూట్రాన్ రేడియేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది.

స్ఫటికాకార రూపాలు

యురేనియం యొక్క లక్షణాలు సాధారణ పరిస్థితులలో కూడా ఆక్సిజన్ మరియు నైట్రోజన్‌తో ప్రతిస్పందిస్తాయి. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఇది ఇంటర్‌మెటాలిక్ సమ్మేళనాలను ఏర్పరచడానికి విస్తృత శ్రేణి మిశ్రమ లోహాలతో చర్య జరుపుతుంది. మూలకం యొక్క పరమాణువులచే ఏర్పడిన ప్రత్యేక స్ఫటిక నిర్మాణాల కారణంగా ఇతర లోహాలతో ఘన పరిష్కారాలు ఏర్పడటం చాలా అరుదు. గది ఉష్ణోగ్రత మరియు 1132 °C ద్రవీభవన స్థానం మధ్య, యురేనియం లోహం ఆల్ఫా (α), బీటా (β) మరియు గామా (γ) అని పిలువబడే 3 స్ఫటికాకార రూపాల్లో ఉంటుంది. α- నుండి β-స్థితికి పరివర్తన 668 °C మరియు β నుండి γ - 775 °C వద్ద జరుగుతుంది. γ-యురేనియం శరీర-కేంద్రీకృత క్యూబిక్ క్రిస్టల్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అయితే β టెట్రాగోనల్‌ను కలిగి ఉంటుంది. α దశ అత్యంత సుష్టమైన ఆర్థోహోంబిక్ నిర్మాణంలో అణువుల పొరలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ అనిసోట్రోపిక్ వక్రీకరించిన నిర్మాణం యురేనియం అణువులను భర్తీ చేయకుండా లేదా క్రిస్టల్ లాటిస్‌లో వాటి మధ్య ఖాళీని ఆక్రమించకుండా మిశ్రమ లోహ పరమాణువులను నిరోధిస్తుంది. మాలిబ్డినం మరియు నియోబియం మాత్రమే ఘన ద్రావణాలను ఏర్పరుస్తాయని కనుగొనబడింది.

ఖనిజాలు

భూమి యొక్క క్రస్ట్ యురేనియం యొక్క మిలియన్‌కు 2 భాగాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ప్రకృతిలో దాని విస్తృత పంపిణీని సూచిస్తుంది. మహాసముద్రాలలో ఈ రసాయన మూలకం 4.5 x 109 టన్నులు ఉన్నట్లు అంచనా వేయబడింది. యురేనియం 150 కంటే ఎక్కువ విభిన్న ఖనిజాల యొక్క ముఖ్యమైన భాగం మరియు మరొక 50 యొక్క చిన్న భాగం. ఇగ్నియస్ హైడ్రోథర్మల్ సిరలలో మరియు పెగ్మాటైట్‌లలో కనిపించే ప్రాథమిక ఖనిజాలలో యురేనినైట్ మరియు దాని రకాలైన పిచ్‌బ్లెండే ఉన్నాయి. ఈ ఖనిజాలలో, మూలకం డయాక్సైడ్ రూపంలో సంభవిస్తుంది, ఇది ఆక్సీకరణ కారణంగా UO 2 నుండి UO 2.67 వరకు మారవచ్చు. యురేనియం గనుల నుండి ఇతర ఆర్థికంగా ముఖ్యమైన ఉత్పత్తులు ఆటోనైట్ (హైడ్రేటెడ్ కాల్షియం యురేనిల్ ఫాస్ఫేట్), టోబెర్నైట్ (హైడ్రేటెడ్ కాపర్ యురేనిల్ ఫాస్ఫేట్), కాఫినైట్ (బ్లాక్ హైడ్రేటెడ్ యురేనియం సిలికేట్) మరియు కార్నోటైట్ (హైడ్రేటెడ్ పొటాషియం యురేనిల్ వనాడేట్).

ఆస్ట్రేలియా, కజాఖ్స్తాన్, కెనడా, రష్యా, దక్షిణాఫ్రికా, నైజర్, నమీబియా, బ్రెజిల్, చైనా, మంగోలియా మరియు ఉజ్బెకిస్తాన్‌లలో 90% కంటే ఎక్కువ తక్కువ-ధర యురేనియం నిల్వలు ఉన్నాయని అంచనా వేయబడింది. కెనడాలోని అంటారియోలోని హురాన్ సరస్సుకు ఉత్తరాన ఉన్న ఇలియట్ సరస్సు యొక్క సమ్మేళన రాతి నిర్మాణాలలో మరియు దక్షిణాఫ్రికాలోని విట్వాటర్‌రాండ్ బంగారు గనిలో పెద్ద నిక్షేపాలు కనుగొనబడ్డాయి. కొలరాడో పీఠభూమిలో మరియు పశ్చిమ యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని వ్యోమింగ్ బేసిన్‌లో ఇసుక నిర్మాణాలు కూడా గణనీయమైన యురేనియం నిల్వలను కలిగి ఉన్నాయి.

గనుల తవ్వకం

యురేనియం ఖనిజాలు ఉపరితలానికి సమీపంలో మరియు లోతైన (300-1200 మీ) నిక్షేపాలలో కనిపిస్తాయి. భూగర్భంలో, సీమ్ యొక్క మందం 30 మీటర్లకు చేరుకుంటుంది. ఇతర లోహాల ఖనిజాల మాదిరిగానే, ఉపరితలం వద్ద యురేనియం తవ్వకం పెద్ద భూమి-కదిలే పరికరాల ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది మరియు లోతైన నిక్షేపాల అభివృద్ధి నిలువు సంప్రదాయ పద్ధతుల ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. మరియు వంపుతిరిగిన గనులు. 2013లో యురేనియం గాఢత ప్రపంచ ఉత్పత్తి 70 వేల టన్నులకు చేరుకుంది.అత్యంత ఉత్పాదక యురేనియం గనులు కజాఖ్స్తాన్ (మొత్తం ఉత్పత్తిలో 32%), కెనడా, ఆస్ట్రేలియా, నైజర్, నమీబియా, ఉజ్బెకిస్తాన్ మరియు రష్యాలో ఉన్నాయి.

యురేనియం ఖనిజాలు సాధారణంగా తక్కువ మొత్తంలో యురేనియం-బేరింగ్ ఖనిజాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటిని ప్రత్యక్ష పైరోమెటలర్జికల్ పద్ధతుల ద్వారా కరిగించలేము. బదులుగా, యురేనియంను సంగ్రహించడానికి మరియు శుద్ధి చేయడానికి హైడ్రోమెటలర్జికల్ విధానాలను ఉపయోగించాలి. ఏకాగ్రతను పెంచడం వల్ల ప్రాసెసింగ్ సర్క్యూట్‌లపై భారం గణనీయంగా తగ్గుతుంది, అయితే ఖనిజ ప్రాసెసింగ్ కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే గురుత్వాకర్షణ, ఫ్లోటేషన్, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ మరియు మాన్యువల్ సార్టింగ్ వంటి సాంప్రదాయిక పద్ధతుల్లో ఏదీ వర్తించదు. కొన్ని మినహాయింపులతో, ఈ పద్ధతులు యురేనియం యొక్క గణనీయమైన నష్టానికి దారితీస్తాయి.

బర్నింగ్

యురేనియం ఖనిజాల యొక్క హైడ్రోమెటలర్జికల్ ప్రాసెసింగ్ తరచుగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత గణన దశకు ముందు ఉంటుంది. ఫైరింగ్ మట్టిని డీహైడ్రేట్ చేస్తుంది, కర్బన పదార్థాలను తొలగిస్తుంది, సల్ఫర్ సమ్మేళనాలను హానిచేయని సల్ఫేట్‌లకు ఆక్సీకరణం చేస్తుంది మరియు తదుపరి ప్రాసెసింగ్‌లో జోక్యం చేసుకునే ఇతర తగ్గించే ఏజెంట్‌లను ఆక్సీకరణం చేస్తుంది.

లీచింగ్

యురేనియం కాల్చిన ఖనిజాల నుండి ఆమ్ల మరియు ఆల్కలీన్ సజల ద్రావణాలతో సంగ్రహించబడుతుంది. అన్ని లీచింగ్ సిస్టమ్‌లు విజయవంతంగా పనిచేయాలంటే, రసాయన మూలకం మొదట్లో మరింత స్థిరమైన 6-వాలెంట్ రూపంలో ఉండాలి లేదా ప్రాసెసింగ్ సమయంలో ఈ స్థితికి ఆక్సీకరణం చెందాలి.

యాసిడ్ లీచింగ్ సాధారణంగా ధాతువు మరియు లిక్సివియంట్ మిశ్రమాన్ని పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద 4-48 గంటల పాటు కదిలించడం ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. ప్రత్యేక పరిస్థితులలో తప్ప, సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది pH 1.5 వద్ద తుది మద్యాన్ని పొందేందుకు సరిపోయే పరిమాణంలో అందించబడుతుంది. సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ లీచింగ్ స్కీమ్‌లు సాధారణంగా టెట్రావాలెంట్ U 4+ నుండి 6-వాలెంట్ యురేనిల్ (UO 2 2+) ఆక్సీకరణం చేయడానికి మాంగనీస్ డయాక్సైడ్ లేదా క్లోరేట్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. నియమం ప్రకారం, U 4+ యొక్క ఆక్సీకరణకు సుమారు 5 కిలోల మాంగనీస్ డయాక్సైడ్ లేదా టన్నుకు 1.5 కిలోల సోడియం క్లోరేట్ సరిపోతుంది. ఏదైనా సందర్భంలో, ఆక్సిడైజ్డ్ యురేనియం సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్‌తో చర్య జరిపి 4-యురేనిల్ సల్ఫేట్ కాంప్లెక్స్ అయాన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

కాల్సైట్ లేదా డోలమైట్ వంటి ప్రాథమిక ఖనిజాలను కలిగి ఉన్న ధాతువు 0.5-1 మోలార్ సోడియం కార్బోనేట్ ద్రావణంతో లీచ్ చేయబడుతుంది. వివిధ కారకాలు అధ్యయనం చేయబడ్డాయి మరియు పరీక్షించబడినప్పటికీ, యురేనియం యొక్క ప్రధాన ఆక్సీకరణ ఏజెంట్ ఆక్సిజన్. ఖనిజాలు సాధారణంగా వాతావరణ పీడనం వద్ద మరియు నిర్దిష్ట రసాయన కూర్పుపై ఆధారపడిన కాల వ్యవధిలో 75-80 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద గాలిలో లీచ్ అవుతాయి. క్షారము యురేనియంతో చర్య జరిపి తక్షణమే కరిగే సంక్లిష్ట అయాన్ 4-ని ఏర్పరుస్తుంది.

తదుపరి ప్రాసెసింగ్ ముందు, యాసిడ్ లేదా కార్బోనేట్ లీచింగ్ ఫలితంగా ఏర్పడే పరిష్కారాలను తప్పనిసరిగా స్పష్టం చేయాలి. బంకమట్టి మరియు ఇతర ధాతువు ముద్దలను పెద్ద ఎత్తున వేరుచేయడం అనేది పాలియాక్రిలమైడ్‌లు, గ్వార్ గమ్ మరియు జంతు జిగురుతో సహా ప్రభావవంతమైన ఫ్లోక్యులేటింగ్ ఏజెంట్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా సాధించబడుతుంది.

వెలికితీత

సంక్లిష్ట అయాన్లు 4- మరియు 4- అయాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ రెసిన్ల యొక్క సంబంధిత లీచింగ్ సొల్యూషన్స్ నుండి శోషించబడతాయి. ఈ ప్రత్యేక రెసిన్లు, వాటి సోర్ప్షన్ మరియు ఎలుషన్ గతిశాస్త్రం, కణ పరిమాణం, స్థిరత్వం మరియు హైడ్రాలిక్ లక్షణాల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి, స్థిర మరియు కదిలే మంచం, బాస్కెట్ రకం మరియు నిరంతర స్లర్రి అయాన్ మార్పిడి రెసిన్ పద్ధతి వంటి వివిధ ప్రాసెసింగ్ సాంకేతికతలలో ఉపయోగించవచ్చు. సాధారణంగా, సోడియం క్లోరైడ్ మరియు అమ్మోనియా లేదా నైట్రేట్ల ద్రావణాలు శోషించబడిన యురేనియంను ఎలిట్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

ద్రావకం వెలికితీత ద్వారా యాసిడ్ ధాతువు మద్యం నుండి యురేనియంను వేరు చేయవచ్చు. పరిశ్రమలో, ఆల్కైల్ ఫాస్పోరిక్ ఆమ్లాలు, అలాగే ద్వితీయ మరియు తృతీయ ఆల్కైలామైన్‌లు ఉపయోగించబడతాయి. సాధారణ నియమం వలె, 1 g/l కంటే ఎక్కువ యురేనియం కలిగిన ఆమ్ల ఫిల్ట్రేట్‌ల కోసం అయాన్ మార్పిడి పద్ధతుల కంటే ద్రావకం వెలికితీతకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది. అయితే, ఈ పద్ధతి కార్బోనేట్ లీచింగ్‌కు వర్తించదు.

యురేనియం తరువాత నైట్రిక్ యాసిడ్‌లో కరిగి యురేనిల్ నైట్రేట్‌గా తయారవుతుంది, సంగ్రహించి, స్ఫటికీకరించబడి, UO 3 ట్రైయాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. తగ్గిన UO2 డయాక్సైడ్ హైడ్రోజన్ ఫ్లోరైడ్‌తో చర్య జరిపి టెట్రాఫ్లోరైడ్ UF4ను ఏర్పరుస్తుంది, దీని నుండి లోహ యురేనియం 1300 °C ఉష్ణోగ్రత వద్ద మెగ్నీషియం లేదా కాల్షియం ద్వారా తగ్గించబడుతుంది.

టెట్రాఫ్లోరైడ్‌ను 350 °C వద్ద ఫ్లోరినేట్ చేసి UF 6 హెక్సాఫ్లోరైడ్‌ను ఏర్పరచవచ్చు, ఇది గ్యాస్ వ్యాప్తి, గ్యాస్ సెంట్రిఫ్యూగేషన్ లేదా ద్రవ ఉష్ణ వ్యాప్తి ద్వారా సుసంపన్నమైన యురేనియం-235ని వేరు చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

పర్యావరణానికి హాని కలిగించని చౌకైన శక్తి వనరు కోసం అన్వేషణలో, ప్రపంచ శాస్త్రీయ సంఘం అణుశక్తి రంగంపై దృష్టి పెట్టింది. ఇప్పటి వరకు శక్తిని ఉత్పత్తి చేసేందుకు నిర్మిస్తున్న అణు రియాక్టర్ల సంఖ్య వందల్లో ఉంది. యురేనియం ఖనిజాన్ని అణుశక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ముడిసరుకుగా ఉపయోగిస్తారు. ఇది ఆక్టినైడ్ కుటుంబానికి చెందిన పదార్ధాలను కలిగి ఉంటుంది. కొన్ని అంచనాల ప్రకారం, భూమి బంగారం కంటే 1000 రెట్లు ఎక్కువ యురేనియం ఖనిజాన్ని కలిగి ఉంది. అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లకు ఇంధనం పొందేందుకు, ఇది ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది.

యురేనియం ఖనిజాల లక్షణాలు

ఉచిత రూపంలో యురేనియం ధాతువు బూడిద-తెలుపు లోహంతో ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది, ఇది చాలా పెద్ద మొత్తంలో వివిధ మలినాలను కలిగి ఉంటుంది. శుద్ధి చేయబడిన యురేనియం రసాయనికంగా క్రియాశీల పదార్ధంగా పరిగణించబడుతుందని గుర్తుంచుకోవాలి. యురేనియం యొక్క భౌతిక, యాంత్రిక మరియు రసాయన లక్షణాలను పరిశీలిస్తే, మేము ఈ క్రింది అంశాలను గమనించాము:

1. ఈ రసాయన మూలకం యొక్క మరిగే స్థానం 4,200 డిగ్రీల సెల్సియస్, ఇది దాని ప్రాసెసింగ్ ప్రక్రియను చాలా క్లిష్టతరం చేస్తుంది.
2. గాలిలో, యురేనియం ఆక్సీకరణం చెందుతుంది, ఆమ్లాలలో కరిగిపోతుంది మరియు నీటితో చర్య జరుపుతుంది. అయినప్పటికీ, ఈ రసాయన మూలకం ఆల్కాలిస్‌తో సంకర్షణ చెందదు, దీనిని దాని లక్షణం అని పిలుస్తారు.
3. ఒక నిర్దిష్ట ప్రభావంతో, పదార్ధం చాలా పెద్ద మొత్తంలో శక్తికి మూలంగా మారుతుంది. ఈ సందర్భంలో, సాపేక్షంగా చిన్న మొత్తంలో మైనింగ్ ఏర్పడుతుంది, వీటిని పారవేయడంతో నేడు చాలా కొన్ని సమస్యలు ఉన్నాయి.

భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో దాని ఏకాగ్రత 0.002% ఉన్నందున చాలా మంది యురేనియం అరుదైన రసాయన మూలకాన్ని పరిగణిస్తారని గుర్తుంచుకోవాలి. ఈ రసాయన మూలకం యొక్క సాపేక్షంగా తక్కువ సాంద్రతతో, ప్రత్యామ్నాయ పదార్ధం ఇంకా కనుగొనబడలేదు. వాస్తవానికి, యురేనియం యొక్క నిరంతర మైనింగ్ మరియు అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లు లేదా ఇంజిన్లకు శక్తినివ్వడానికి తగినంత నిల్వలు ఉన్నంత వరకు.

యురేనియం నిక్షేపాలు

భూమి యొక్క ప్రేగులలో ప్రశ్నార్థకమైన పదార్ధం యొక్క సాపేక్షంగా చిన్న నిల్వలు మరియు పదార్థానికి డిమాండ్లో స్థిరమైన పెరుగుదలతో, దాని ధర పెరుగుతుందని ఊహించడం కష్టం కాదు. ఇటీవల, చాలా పెద్ద సంఖ్యలో యురేనియం నిక్షేపాలు కనుగొనబడ్డాయి, ఆస్ట్రేలియా దాని ఉత్పత్తిలో అగ్రగామిగా పరిగణించబడుతుంది. నిర్వహించిన అధ్యయనాలు మొత్తం నిల్వలలో 30% కంటే ఎక్కువ ఈ దేశ భూభాగంలో కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయని సూచిస్తున్నాయి. అతిపెద్ద డిపాజిట్లు:

1. బీవర్లీ;
2. ఒలింపిక్ ఆనకట్ట;
3. రేంజర్.

ఒక ఆసక్తికరమైన విషయం ఏమిటంటే, యురేనియం ధాతువు మైనింగ్ రంగంలో కజకిస్తాన్ ఆస్ట్రేలియాకు ప్రధాన పోటీదారుగా పరిగణించబడుతుంది. ప్రపంచ నిల్వలలో 12% కంటే ఎక్కువ ఈ దేశ భూభాగంలో కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి. పెద్ద విస్తీర్ణం ఉన్నప్పటికీ, ప్రపంచంలోని నిల్వలలో రష్యా కేవలం 5% మాత్రమే కలిగి ఉంది.

కొంత సమాచారం ప్రకారం, రష్యా నిల్వలు 400,000 టన్నుల యురేనియం. 2017 చివరి నాటికి, 16 డిపాజిట్లు కనుగొనబడ్డాయి మరియు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. ఆసక్తికరంగా, వాటిలో 15 ట్రాన్స్‌బైకాలియాలో కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి. చాలా యురేనియం ఖనిజం స్ట్రెల్ట్సోవ్స్కీ ధాతువు క్షేత్రంలో కేంద్రీకృతమై ఉంది.

గతంలో గుర్తించినట్లుగా, యురేనియం ధాతువు ఇంధనంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది దాని నిక్షేపాల కోసం కొనసాగుతున్న శోధనను నిర్ణయిస్తుంది. నేడు, యురేనియం తరచుగా రాకెట్ ఇంజిన్లకు ఇంధనంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అణ్వాయుధాల ఉత్పత్తిలో, ఈ మూలకం దాని శక్తిని పెంచడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. కొంతమంది తయారీదారులు పెయింటింగ్‌లో ఉపయోగించే పిగ్మెంట్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి దీనిని ఉపయోగిస్తారు.

యురేనియం ఖనిజాల మైనింగ్

యురేనియం ఖనిజం వెలికితీత అనేక దేశాలలో స్థాపించబడింది. ఈ రోజు ధాతువు మైనింగ్ కోసం మూడు సాంకేతికతలను ఉపయోగించవచ్చని గుర్తుంచుకోవాలి:

1. యురేనియం భూమి యొక్క ఉపరితలానికి దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు, ఆవిష్కరణ సాంకేతికత ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది చాలా సులభం మరియు పెద్ద ఖర్చులు అవసరం లేదు. ఎక్స్కవేటర్లు మరియు ఇతర సారూప్య ప్రత్యేక పరికరాలు ముడి పదార్థాలను ఎత్తడానికి ఉపయోగిస్తారు. డంప్ ట్రక్కులలోకి ఎత్తడం మరియు లోడ్ చేసిన తర్వాత, అది ప్రాసెసింగ్ ప్లాంట్లకు పంపిణీ చేయబడుతుంది. ఈ సాంకేతికత చాలా పెద్ద సంఖ్యలో ప్రతికూలతలను కలిగి ఉందని గమనించండి, అయితే ఉత్పత్తి సౌలభ్యం కారణంగా, ఇది విస్తృతంగా మారింది. నిక్షేపాల అభివృద్ధి సమయంలో, క్వారీలు పొందబడతాయి, దీని ప్రాంతం అనేక చదరపు కిలోమీటర్లకు చేరుకుంటుంది. మైనింగ్ ధాతువు యొక్క ఈ పద్ధతి పర్యావరణానికి కోలుకోలేని హానిని కలిగిస్తుందని గుర్తుంచుకోవాలి. యురేనియం యొక్క ఉపరితల మైనింగ్‌లో చాలా పెద్ద సంఖ్యలో పెద్ద మైనింగ్ కంపెనీలు నిమగ్నమై ఉన్నాయి.
2. భూమి యొక్క మందంలో ధాతువు యొక్క లోతైన ప్రదేశంతో, గనుల సృష్టి జరుగుతుంది. సాంకేతికత అమలులో చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది, ఇది పదార్థం యొక్క యాంత్రిక వెలికితీతకు కూడా అందిస్తుంది. యురేనియం మరియు ఇతర ఖనిజాలను తవ్విన గనులు చాలా పెద్ద సంఖ్యలో ఉన్నాయి. భూమి యొక్క మందంలో గ్యాస్ లేదా నీటి అడుగున నదుల పాకెట్స్ కనుగొనబడినందున, రాతి వెలికితీత యొక్క ఇటువంటి పద్ధతి చాలా ఎక్కువ ప్రమాదాలతో ముడిపడి ఉంటుంది. ఖజానాల కూలిపోవడం గని యొక్క మాత్‌బాల్లింగ్, కార్మికుల మరణానికి మరియు ఖరీదైన పరికరాలకు నష్టం కలిగించడానికి దారితీస్తుంది. అయినప్పటికీ, ప్రశ్నలో ఉన్న రాక్ యొక్క లోతైన సంఘటన విషయంలో, దానిని వేరొక విధంగా వెలికి తీయడం దాదాపు అసాధ్యం.
3. మూడవ పద్ధతి సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ పంప్ చేయబడిన బావులు ఏర్పడటం. గతంలో బాగా చేసిన దగ్గర, రెండవది సృష్టించబడుతుంది, ఇది ఇప్పటికే పొందిన పరిష్కారాన్ని పెంచడానికి రూపొందించబడింది. సోర్ప్షన్ ప్రక్రియ పూర్తయిన తర్వాత, ఉపరితలంపై రెసిన్లను పోలి ఉండే పదార్థాలను పెంచగల పరికరాలు వ్యవస్థాపించబడ్డాయి. ఫలిత రెసిన్‌ను ఉపరితలంపైకి పెంచిన తర్వాత, అది ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది మరియు యురేనియం వేరుచేయబడుతుంది.

భూగర్భ లీచింగ్

ఇటీవల, యురేనియం మైనింగ్ యొక్క మూడవ పద్ధతి ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతోంది. రసాయన మూలకాల యొక్క కనీస కంటెంట్‌తో కావలసిన పదార్ధం యొక్క అధిక సాంద్రతను సాధించడానికి ఇది మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. ఏది ఏమైనప్పటికీ, ఈ సాంకేతికతకు ఖచ్చితమైన భౌగోళిక సర్వేలు అవసరం, ఎందుకంటే సందేహాస్పద రసాయనం యొక్క నిక్షేపణపై బావులు తప్పనిసరిగా వేయాలి. లేకపోతే, యాసిడ్ జోడించబడినప్పుడు, తక్కువ యురేనియం గాఢతతో సోర్ప్షన్ ప్రక్రియ చాలా కాలం పడుతుంది.

రష్యా భూభాగంలో, చాలా సందర్భాలలో, యురేనియం మైనింగ్ యాంత్రిక వెలికితీత ద్వారా నిర్వహించబడుతుంది. అదనంగా, అణు ఇంధనం ఉత్పత్తికి ముడి పదార్థాల వెలికితీత చైనా మరియు ఉక్రెయిన్‌లో నిర్వహించబడుతుంది.