Характерные особенности состава урановых и урансодержащих минералов

1. Обилие разнообразных соединений. Но! Все они содержат кислород.

2. Среди природных соединений урана нет сульфидов, арсенидов, галогенидов, нитратов. Это объясняется литофильностью урана или большой подверженностью гидролизу хорошо растворимых солей.

3. Следствием высокой химической активности урана является большое число сопутствующих элементов. Кроме того, урану сопутствуют дочерние элементы радиоактивного распада.

4. Большая часть урана земной коры сосредоточена в урансодержащих минералах, в которых он изоморфно замещает другие элементы.

5. При обилии различных соединений и кристаллических форм наиболее характерным свойством урановых и урансодержащих минералов является их радиоактивность.

Классификация урановых минералов по происхождению (по генезису)

1. Минералы пегматитовых жил, т.е. минералы первичного (эндогенного) происхождения.

1.1. Минералы группы уранинита - k UO₂∙l UO₃∙m PbO, где k: l ≥ 3, средний состав оксидов UO_2,14-2,28.

Пегматитовые породы – это продукты остаточной кристаллизации магматических расплавов. При застывании силикатных и алюмосиликатных расплавов соединения урана и другие редких элементов ликвировали и кристаллизовались в последнюю очередь. Поскольку ионные радиусы многих редких металлов близки, то они изоморфно замещали друг друга в минералах. Следует также учитывать, что при повышенных температурах границы изоморфной смесимости могут значительно расширяться.

Ионные радиусы по Гольдшмидту (в пикометрах)

U^4+ -		Ce^4+ -
Th^4+ -		Zr^4+ -
Ca^2+ -		Ta^5+ -
Y^3+ -		Nb^5+ -

Какая-то часть урана в уранинитах всегда окислена. Степень окисления довольно удовлетворительно отвечает возрасту горной породы. Это объясняется происходящим в процессе радиоактивного распада урана перераспределением кислорода:

₉₂U²³⁸ → ₈₂Pb²⁰⁶ + 8 ₂He⁴ + 6 _-1β⁰

₉₂U²³⁵ → ₈₂Pb²⁰⁷ + 7 ₂He⁴ + 4 _-1β⁰

тогда:

m UO₂ → n PbO + (m-n) UO_2+n/(m-n)

1.2. Урансодержащие танталониобаты, титанаты и титанониобаты.

2. Минералы гидротермального происхождения.

2.1. Все разновидности настурана, т.е. U₃O₈.

2.2. Водные оксиды урана и уранаты, представляющие собой продукты окисления настурана, окисления и гидролиза многих других минералов.

3. Минералы осадочного происхождения, т.е. образовавшиеся в процессах (в зонах) вторичных изменений – в зонах поверхностного метаморфизма (экзогенные минералы).

3.1. Карбонаты, сульфаты, молибдаты и др.

3.2. Урановые слюдки, общий состав котрых можно выразить формулой Me(UO₂)₂(XO₄)₂∙H₂O, где Me = Fe(II), Cu(II), Ca, Mg; X = P, V, As.

3.3. Органические соединения: тухолит, карбуран и др. Наиболее вероятное их происхождение – это результат процессов сорбции урана и сопутствующих элементов на естественных сорбентах из растворов.

Классификация урановых руд по определяющим технологию признакам

Руды – это горные породы, вмещающие урановые либо урансодержащие минералы, извлечение урана из которых экономически целесообразно.

Руды можно классифицировать по различным параметрам.

1. По характеру урановой минерализации.

1.1. Эндогенные.

1.2. Гидротермальные.

1.3. Экзогенные.

1.4. Смешанного происхождения.

2. По химическому составу горных пород, вмещающих урановые либо урансодержащие минералы.

2.1. Силикатные (кварцитовые) и алюмосиликатные.

2.2. Карбонатные.

2.3. Сульфидные.

2.4. Железо-оксидные.

2.5. Фосфатные.

2.6. Каустобалитовые (урансодержащие угли, битумы, сланцы и др.)

3. По размерам минеральных агрегатов.

3.1. Крупнозернистые (25-300 мм).

3.2. Среднезернистые (3-25 мм).

3.3. Мелкозернистые (0,1-3 мм).

3.4. Тонкозернистые (15-100 мкм).

3.5. Эмульсионные или субмикроскопические (1-15 мкм).

3.6. Коллоидно-дисперсные, т.е. находящиеся в состоянии тонкого рассеяния (< 1 мкм).

4. По контрастности включений урановых и урансодержащих минералов.

4.1. Контрастные – различающиеся содержанием урана в пробах в 5-10 раз и более.

4.2. Среднеконтрастные – 3-5 кратное различие по содержанию урана.

4.3. Слабоконтрастные – с относительно равномерным распределением в них урана.

5. По содержанию урана в рудах.

5.1. Руды 1 сорта – очень богатые – с содержанием урана > 1%.

5.2. Руды 2 сорта – богатые – с содержанием урана 0,5 – 1,0 %.

5.3. Руды 3 сорта – средние – с содержанием урана 0,25 – 0,5 %.

5.4. Руды 4 сорта – рядовые – с содержанием урана 0,09 – 0,25 %.

5.5. Руды 5 сорта – бедные – с содержанием урана менее 0,09 %, но превышающим промышленный минимум.

5.6. Несортные руды – «убогие» или забалансные – содержание в них урана ниже промышленного минимума, который в настоящее время составляет 0,02- 0,04 %.

Понятие «промышленный минимум» может сильно изменяться и определяется только производственными затратами на извлечение урана и текущей ценой урана на рынке.

Дата добавления: 2014-01-07