Уранът като минерал

Уран според GR.doc

Уран според GR.doc

1. История
2. Да бъдеш сред природата
3. Място на раждане
4. Касова бележка
5. Физични свойства
6. Химични свойства
7. Приложение
8. Физиологични свойства
9. Добив на уран в света
10. Добив на уран в България
11. Цена
12. Източници на информация

Дори в древни времена (I век пр. н. е.) естественият уранов оксид се използва за направата на жълта глазура за керамика. Изследванията върху урана се развиха като верижната реакция, която генерира. Отначало информацията за неговите свойства, като първите импулси на верижна реакция, идваше с дълги прекъсвания, от случай на случай. Първата важна дата в историята на урана е 1789 г., когато немският естествен философ и химик Мартин Хайнрих Клапрот редуцира златисто-жълтата "земя", извлечена от саксонската смола руда, до черно металоподобно вещество. В чест на най-далечната известна тогава планета (открита от Хершел осем години по-рано), Клапрот, считайки новото вещество за елемент, го нарече уран (с това той искаше да подкрепи предложението на Йохан Боде да нарече новата планета „Уран“ вместо „Звездата на Георг“, както предложи Хершел). В продължение на петдесет години уранът на Клапрот се смяташе за метал. Едва през 1841 г. френският химик Юджийн Мелхиор Пелигот (на френскиEugene-Melchior Péligot(1811-1890)) доказва, че въпреки характерния метален блясък, уранът на Клапрот не е елемент, а оксид на UO2. През 1840 г. Пелигот успява да получи истински уран - тежък метал със сиво-стоманен цвят - и да определи неговото атомно тегло. Следващата важна стъпка в изследването на урана е направена през 1874 г. от Д. И. Менделеев. Въз основа на периодичната система, която разработи, той постави урана в най-отдалечената клетка на своята маса. Преди това атомното тегло на урана се смяташе за равно на 120. Великият химикудвои тази стойност. След 12 години предсказанието на Менделеев се потвърждава от опитите на немския химик Цимерман.

Изследването на урана започва през 1896 г.: френският химик Антоан Анри Бекерел случайно открива лъчите на Бекерел, които Мария Кюри по-късно преименува на радиоактивност. По същото време френският химик Анри Моасан успява да разработи метод за получаване на чист метален уран. През 1899 г. Ръдърфорд открива, че излъчването на уранови препарати е неравномерно, че има два вида излъчване - алфа и бета лъчи. Те носят различен електрически заряд; далеч от същия диапазон на веществото и йонизиращата способност. Малко по-късно, през май 1900 г., Пол Вилард открива трети вид радиация - гама лъчите.

Ърнест Ръдърфорд провежда през 1907 г. първите експерименти за определяне на възрастта на минералите при изследване на радиоактивния уран и торий [4] въз основа на теорията за радиоактивността, която той създава заедно с Фредерик Соди (Soddy, Frederick, 1877-1956; Нобелова награда за химия, 1921 г.). През 1913 г. Ф. Соди въвежда понятието изотопи (от старогръцки ἴ σος - „равен“, „еднакъв“ и τόπος - „място“), а през 1920 г. той прогнозира, че изотопите могат да се използват за определяне на геоложката възраст на скалите. През 1928 г. Niggot осъзнава, а през 1939 г. A. O. K. Nier (Nier, Alfred Otto Carl, 1911 - 1994) създава първите уравнения за изчисляване на възрастта и прилага масспектрометър за разделяне на изотопи.

През 1938 г. немските физици Ото Хан и Фриц Щрасман откриват непредсказуем феномен, който се случва с ядрото на уран, когато е облъчено с неутрони. При улавяне на свободен неутрон ядрото на изотопа на уран 235 U се разделя и се освобождава достатъчно голяма енергия (на едно ядро ​​на уран), главно поради кинетичната енергия на фрагментите и радиацията. По-късно теорията за това явление беше обоснованаЛизе Майтнер и Ото Фриш. Това откритие беше източникът както на мирно, така и на военно използване на вътрешноатомната енергия.

През 1939-1940г. Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зелдович за първи път теоретично показаха, че при леко обогатяване на естествения уран с уран-235 е възможно да се създадат условия за непрекъснато делене на атомните ядра, т.е. да се придаде верижен характер на процеса

Да бъдеш сред природата

Уранът е широко разпространен в природата. Урановият кларк е 0,0003% (тегл.), концентрацията в морската вода е 3 µg/l. Количеството уран в слой от литосферата с дебелина 20 km се оценява на 1,3 × 10 14 тона.

50

40

50

57

50

Основните форми на уран, които се срещат в природата, са уранинит, настил (уранкатран) и черен уран. Те се различават само по формите на възникване; има възрастова зависимост: уранинитът присъства главно в древни (докамбрийски скали), настил - вулканогенни и хидротермални - главно в палеозойски и по-млади високо- и среднотемпературни образувания; ураново черно - главно в млади - кайнозойски и по-млади образувания - главно в нискотемпературни седиментни скали

Депозити

Съдържанието на уран в земната кора е 0,0003%, намира се в повърхностния слой на земята под формата на четири вида находища. Първо, това са вени от уранинит или катран уран (ураниев диоксид UO2), много богат на уран, но рядък. Те са придружени от отлагания на радий, тъй като радият е пряк продукт от изотопния разпад на урана. Такива вени има в Заир, Канада (Голямото мечо езеро), Чешката република и Франция. Вторият източник на уран са конгломерати от ториева и уранова руда, заедно с руди от други важни минерали. Конгломератите обикновено съдържат достатъчно количество злато и сребро за извличане, а уранът и торият стават съпътстващи елементи. Големи находища на тези руди има в Канада, Южна Африка, България и Австралия. Третият източник на уран са седиментни скали и пясъчници, богати на минерала карнотит (калиев уранил ванадат), който освен уран съдържа значително количество ванадий и други елементи. Такива руди има в западните щати на САЩ. Желязно-урановите шисти и фосфатните руди представляват четвъртия източник на находища. Богати находища има в шистите на Швеция. Някои фосфатни руди в Мароко и Съединените щати съдържат значителни количества уран, а фосфатните находища в Ангола и Централноафриканската република са още по-богати на уран. Мнозинстволигнитите и някои въглища обикновено съдържат примеси на уран. Богати на уран лигнитни залежи са открити в Северна и Южна Дакота (САЩ) и битуминозни въглища в Испания и Чехия.

Първият етап от производството на уран е концентрацията. Скалата се натрошава и се смесва с вода. Тежките суспендирани компоненти се утаяват по-бързо. Ако скалата съдържа първични уранови минерали, те се утаяват бързо: това са тежки минерали. Вторичните уранови минерали са по-леки, в който случай тежките отпадъчни скали се утаяват по-рано. (Той обаче далеч не винаги е наистина празен; може да съдържа много полезни елементи, включително уран).

Следващият етап е излугването на концентратите, прехвърлянето на урана в разтвор. Приложете киселинно и алкално излугване. Първият е по-евтин, тъй като сярната киселина се използва за извличане на уран. Но ако в суровината, като например в уранкатран, уранът е в четиривалентно състояние, тогава този метод не е приложим: четиривалентният уран практически не се разтваря в сярна киселина. В този случай трябва или да се прибегне до алкално излугване, или да се окисли предварително уран до шествалентно състояние.

Минерал	Основен състав на минерала	Съдържание на уран, %
Уранинит	UO2, UO3 + ThO2, CeO2	65-74
Карнотит	K2(UO2)2(VO4)2 2H2O
Казолит	PbO2 UO3 SiO2 H2O
Самарскит	(Y, Er, Ce, U, Ca, Fe, Pb, Th) (Nb, Ta, Ti, Sn)2O6	3.15-14
бранерит	(U, Ca, Fe, Y, Th)3Ti5O15	40
Туямунит	CaO 2UO3 V2O5 nH2O	50-60
зейнерит	Cu(UO2)2(AsO4)2 nH2O	50-53
Отенит	Ca(UO2)2(PO4)2 nH2O
Шрекингерит	Ca3NaUO2(CO3)3SO4(OH) 9H2O	25
Уранофан	CaO UO2 2SiO2 6H2O
фергюсонит	(Y, Ce)(Fe, U)(Nb, Ta)O4	0,2-8
Торбернит	Cu(UO2)2(PO4)2 nH2O
кофинит	U(SiO4)1-x(OH)4x

---