Что такое урановые рудники
Технология добычи урана
Мировые запасы
На данный момент добыча урана осуществляется на территории большого числа месторождений. В земном слое на глубине двадцати километров находится внушительное число тонн урановой руды, способной снабжать человечество топливом на множество столетий вперед. Уран добывают в 28 странах мира. Но основные мировые запасы принадлежат 10 государствам, которые делят 90% рынка.
Австралия. В этой стране находится 19 больших месторождений. Запасы U в них составляют 661 000 т (доля занимает 31,18% от всех мировых залежей).
Казахстан. Имеет 16 крупных точек добычи U. Объем залежей составляет 629 000 т, что составляет 11,81% от общей доли запасов в мире.
Россия. Доля РФ в мировой урановой промышленности равна 9,15%. Запасы U составляют 487 000 т. По прогнозам, добыча U увеличится до 830 тыс. тонн.
Канада. Запасы руды находится на отметке 468 000 т, что занимает 8,80% мирового рынка. Добыча урана составляет 9 тыс. тонн в год.
Нигер. Залежи урана в стране составляют 421 000 т, это 7,9% от общей доли мировых запасов. В 4 месторождениях добывают 4,5 тыс. тонн U в год.
ЮАР. Запасы U в стране составляют 297 000 т; что занимает около 6% доли мировых запасов. В ЮАР за год урана добывается 540 тонн.
Бразилия. Показатель страны равен 276700 тонн урановой руды. Добыча U за год составляет 198 тонн в год.
Намибия. Запасы урана в стране составляют 261 000 т. В Намибии есть четыре крупных месторождения U.
США. Общие запасы U в США составляют 207 000 т.
Китай. Показатель страны составляет 166 000 т. За год в КНДР добывается около 1,5 тыс. тонн урановой руды.
Крупнейшие мировые месторождения Урана
| № | Страна | Количество | Название месторождений | Объем добычи урана в год |
| 1 | Австралия | 19 | Олимпик Дам |
Источное, Намарусское Кореткондинское, Количканское, Дыбрынское
27957 тыс. тонн
3485 тыс. тонн
В России контроль над основными уранодобывающими активами осуществляет корпорация «Росатом». Она объединяет Международный горнорудный дивизион Uranium One и имеет портфель акций в США, Казахстане и Танзании.
Характеристики урановых руд
Виды урана
Помимо естественных изотопов, есть еще искусственные атомы U.
Их известно не менее 23 видов. Особого внимания заслуживает изотоп U233, образуется он при облучении тория-232 нейтронами и делится под влиянием тепловых нейтронов. Эта способность делает U233 оптимальным источником энергии для ядерных реакторов.
Классификация руды
Под понятием природная урановая руда понимается минеральное образование с большой концентрацией урана. При разработке урановых месторождений, как правило, смежно получают другие радиоактивные металлы – радий и полоний. Породы, в которых содержится уран, могут различаться по своему составу. Структура пластов оказывает влияние на способ добычи ценного металла.
По условиям образования руды можно разделить на:
По типу минерализации урановые руды различают:
Классификация по размерам зерен:
Ураносодержащая порода состоит из различных примесей, а именно различают:
Классификация по химическому составу:
Руда разделяется по способу обработки:
Процент содержания урана в руде может быть разный. По этому признаку порода подразделяется на:
Добывать уран имеет смысл, если его содержание в слое земли составляет не менее 0,5%. Если урана в слое породы менее 0,015%, его добыча осуществляется в качестве побочного продукта.
Способы добычи урановой руды
Известно три основных способа добычи урана:
Все эти способы зависят от многих факторов. Например, от глубины залежей породы, составу изотопов и т. д.
Способ открытой добычи применим в том случае, когда порода находится неглубоко и чтобы ее добыть, достаточно вооружиться спецтехникой:
Карьерный способ добычи урана используется уже довольно давно. Из плюсов данного метода – минимальный риск облучения горняков. Но существенным минусом открытого способа является невосполнимый экологический урон участку земли, который находится в разработке.
Шахтный способ добычи более затратный, с материальной точки зрения. Для извлечения урана бурят шахты, глубиной до двух километров, если добычу производить глубже этой отметки, топливо получится очень дорогое. В любом случае горнодобывающие компании обязаны снарядить шахтеров всем сопутствующим оборудованием, защитой от радиации. И Установить необходимые вентиляционные системы, способствующие выведению радона и снабжающие шахту свежим воздухом. На руднике металл извлекается из горного массива буровзрывным способом.
Выщелачивающий метод добычи урана считается оптимальным. В горной породе пробуриваются скважины, через которые закачивается раствор – выщелачивающий реагент, обладающий особым химическим составом. Он растворяется в недрах рудных залежей и насыщается соединениями ценного металла.
Далее, ураносодержащий раствор отправляется на поверхность и попадает на специальные обрабатывающие предприятия, где из него получают конечный продукт.
Выводы
Добыча урана при помощи подземного выщелачивания наносит ощутимо меньше вреда экологии, чем методы, изложенные выше. Со временем на разрабатываемом участке земли происходят процессы рекультивации. Применение данного метода сможет снизить экономические затраты. Но у него есть свои ограничения. Его не используют только в песчанике и ниже уровня грунтовых вод.
Видео: Добыча урана
Основные данные о добыче урана в России и в мире
Характеристики урановых руд
Урановыми рудами называют природные образования, содержащие метал в значительной концентрации. Часто совместно с ураном в руде находятся другие радиоактивные элементы, такие как полоний и радий.
Ураносодержащая порода классифицируется по размерам зерен минералов:
От размеров зерен зависит, каким способом будет осуществляться обогащение.
Урановая руда классифицируется по содержанию примесей;
По химическому составу различают руду:
По химическому составу определяют, каким способом порода будет перерабатываться. Например:
Руда классифицируется по содержанию урана:
Из породы, которая содержит уран в пределах 0,01 – 0,015%, металл извлекается как побочный продукт.
Месторождения урана в России
Содержание урана в земной коре невелико, в мире не так много крупных месторождений. В России можно выделить следующие:
По оценкам специалистов, в России самые перспективные месторождения сегодня находятся на этапе разработки:
Общие запасы урана в России оцениваются в 800 тыс. т.
Как осуществляется добыча урановых руд
Урановые месторождения в России разрабатываются двумя способами:
Добыча урана открытым способом осуществляется в том случае, когда пласты полезной породы залегают неглубоко под землей.
Для выемки руд используют машинную технику:
Обязательным условием разработки месторождений открытым способом в России является последующее его закрытие. Осуществляется оно покрывающими пластами, а на восстановленной поверхности проводят рекультивацию.
Более высокосортную руду добывают подземным способом. Он заключается в оборудовании шахт или штолен. Сегодня технические возможности не ограничивают добычу по глубине, но превышение двух километров делает добычу нерентабельной.
Основной проблемой подземного способа добычи является выбросы радона – радиоактивного газа. Он может быстро распространяться и создавать высокие концентрации в атмосфере рудника. Один атом радона живет 5 суток. Основная задача при проектировании шахты – обеспечить эффективную систему вентиляции. Чтобы атомы газа не скапливались, а поднимались на поверхность. Часто вентиляционные системы и трубы используются не для подачи в шахту кислорода, а для выведения радона. Воздух при этом подается искусственным способом. Шахта предприятия ППГХО в России потребляет 1410 м 3 воздуха в минуту. Вентиляционные установки работают непрерывно, даже когда шахта не эксплуатируется.
Схема добычи урана методом подземного (скважинного) выщелачивания
Метод подземного выщелачивания – современная прогрессивная технология. Ее использование наносит наименьший урон по экологии региона. Суть способа заключается в следующем:
Несмотря на весомые преимущества, использовать этот способ можно только в песчанике и ниже уровня подземных вод.
Ситуация в мире
На первом месте Австралия
Второе место по объемам добычи у Казахстана
Третье место у России
Четвертое место – Канада
Пятое место – Нигер
Вторая пятерка стран по объемам запасов урана выглядит следующим образом:
По прогнозам специалистов до 2025 года в мире будет увеличиваться количество атомных станций. Этот рост будет провоцировать больший спрос на уран – увеличение на 44% (80–100 тыс. т). Поэтому во всем мире ведется тенденция к использованию вторичных источников урана:
Но содержания металла в этих источниках невелико. Такая ситуация ежегодно приводит к росту стоимости. С 2008 года наблюдается стремительное увеличение: с 26 долларов за 1 кг до 64 долларов в 2015 году.
Видео: Как добывают уран
Урановая руда: свойства, применение, добыча
В последние несколько все большей актуальности набирает тема ядерной энергетики.
Для производства атомной энергии принято использовать такой материал, как уран. Он представляет собой химический элемент, относящийся к семейству актинидов.
Химическая активность этого элемента обуславливает тот факт, что он не содержится в свободном виде. Для его производства используются минеральные образования под названием урановые руды. В них концентрируется такое количество топлива, которое позволяет считать добычу этого химического элемента экономически рациональной и выгодной. На данный момент в недрах нашей планеты содержание этого металла превышает запасы золота в 1000 раз (см. Всё о добыче золота. Где и как добывается золото?). В целом залежи данного химического элемента в грунте, водной среде и горной породе оцениваются в более чем 5 миллионов тонн.
Свойства урана
В свободной состоянии уран представляет собой серо-белый металл, которому свойственно 3 аллотропических модификации: ромбическая кристаллическая, тетрагональная и объемно центрированная кубическая решетки. Температура кипения этого химического элемента составляет 4200 °C.
Уран является химическим активным материалом. На воздухе этот элемент медленно окисляется, легко растворяется в кислотах, реагирует с водой, но при этом не взаимодействует с щелочами.
Урановая руда
Урановая руда: характеристики и классификации
Урановые руды в России принято классифицировать по различным признакам. Чаще всего они различаются условиями образования. Так, существуют эндогенные, экзогенные и метаморфогенные руды. В первом случае они представляют собой минеральные образования, сформировавшиеся под воздействием высоких температур, влажности и пегматитовых расплавов. Экзогенные урановые минеральные образования возникают в поверхностных условиях. Они могут формироваться непосредственно на поверхности земли. Это происходит из-за циркуляции подземных вод и накопления осадков. Метаморфогенные минеральные образования появляются, как результат перераспределения первично разнесенного урана.
В соответствии с уровнем содержания урана, эти природные образования могут быть:
Современное применение урана
Сегодня уран чаще всего используется в качестве топлива для ракетных двигателей и ядерных реакторов. Учитывая свойства этого материала, он также предназначен для повышения мощности ядерного орудия. Этот химический элемент также нашел свое применение в живописи. Его активно применяют в качестве желтого, зеленого, бурого и черного пигментов. Уран также используется для производства сердечников для бронебойных снарядов.
Добыча урановой руды в России: что для этого необходимо?
Добыча радиоактивных руд осуществляется тремя основными технологиями. Если залежи руды сконцентрированы максимально близко к поверхности земли, то для их добычи принято использовать открытую технологию. Она предусматривает использование бульдозеров и экскаваторов, которые роют ямы большого размера и грузят полученные полезные ископаемые в самосвалы. Далее она отправляется в перерабатывающий комплекс.
При глубоком залегании этого минерального образования принято использовать подземную технологию добычи, предусматривающую создание шахты глубиной до 2-х километров. Третья технология существенно отличается от предыдущих. Подземное выщелачивание для разработки месторождений урана предполагает бурение скважин, через которые в залежи закачивается серная кислота. Далее осуществляется бурение еще одной скважины, которая необходима для выкачивания полученного раствора на поверхность земли. Затем он проходит процесс сорбции, позволяющий собрать соли этого металла на специальной смоле. Последний этап технологии СПВ – циклическая обработка смолы серной кислотой. Благодаря такой технологии концентрация этого металла становится максимальной.
Месторождения урановых руд в России
Россия считается одним из мировых лидеров по добыче урановых руд. На протяжении последних нескольких десятков лет Россия стабильно входит в топ-7 стран-лидеров по этому показателю.
Наиболее крупными месторождениями этих природных минеральных образований являются:
| Месторождение | Область | Запасы чистого урана, тонн | Комментарий |
| Аргунское | Читинская область | 9481 | Самое крупное российское месторождение. Дает 93% от общего объема добычи. |
| Жерловое | Читинская область | 3485 | Общие запасы оценивают в 4137 тысяч тонн. |
| Хиагдинское | Бурятия | 11300 | Разработка месторождений проходит методом подземного выщелачивания. Хиагдинское поле состоит из 8 месторождений. |
Крупнейшие месторождения по добыче урана в мире – страны лидеры
Мировым лидером по добыче урана считается Австралия. В этом государстве сконцентрировано более 30% всех мировых запасов. Наиболее крупными австралийскими месторождениями являются Олимпик Дам, Биверли, Рейнджер и Хонемун.
Главным конкурентом Австралии считается Казахстан, на территории которого содержится практически 12% мировых запасов топлива. На территории Канады и ЮАР сконцентрировано по 11% мировых запасов урана, в Намибия – 8%, Бразилии – 7%. Россия замыкает семерку лидеров с 5%. В список лидеров также входят такие страны, как Намибия, Украина и Китай.
Крупнейшими мировыми урановыми месторождениями являются:
| Месторождение | Страна | Начало обработки |
| Олимпик-Дэм | Австралия | 1988 |
| Россинг | Намибия | 1976 |
| МакАртур-Ривер | Канада | 1999 |
| Инкай | Казахстан | 2007 |
| Доминион | ЮАР | 2007 |
| Рейнджер | Австралия | 1980 |
| Харасан | Казахстан | 2008 |
Запасы и объемы добычи урановой руды в России
Разведанные запасы урана в нашей стране оцениваются в более чем 400 тысяч тонн. При этом показатель прогнозируемых ресурсов составляет более 830 тысяч тонн. По состоянию на 2017 год в России действует 16 урановых месторождений. Причем 15 из них сосредоточены в Забайкалье. Главным месторождением урановой руды считается Стрельцовское рудное поле. В большинстве отечественных месторождениях добыча осуществляется шахтным способом.
Добыча урановой руды в России. «Большая тройка»
По данным Всемирной ядерной ассоциации, Россия занимает 7 место по добыче урана в мире. Так, за 2019 год наши предприятия получили 2911 т стратегически важного металла, применяемого в разных отраслях промышленности. И так уж сложилось, что крупнейшие урановые предприятия сосредоточены всего в трёх регионах России.
Где добывают уран?
Богатейшие действующие месторождения урановых руд расположены в Забайкальском крае, Бурятии и Курганской области. Все предприятия по производству урана контролирует горнорудный дивизион «Росатома» «Атомредметзолото». Под его контролем находятся настоящие аксакалы отрасли — «ППГХО имени Е.П Славского», «Хиагда» и «Далур».
Забайкальский уран
Забайкальский край, 1968 год. Здесь начинается история появления крупнейшего отечественного предприятия по добыче урана — «Приаргунского производственного горно-химического объединения имени Е. П. Славского».
Огромные запасы радиоактивного сырья, залегающие в юго-восточной части Читинской области, были обнаружены геологами в 1963 году. Здесь разместилось Стрельцовское рудное поле, которое объединило в своих недрах 19 урановых и молибденово-урановых месторождений. В 1968 году на суровых сибирских недрах приступили к освоению первых участков, тогда же возле нового уранового центра был основан город Краснокаменск.
Сейчас «ППГХО» разрабатывает рудник №1, №8 и «Глубинный», хотя раньше действовало гораздо больше активов. К примеру, в состоянии консервации пребывают рудники №2 и №4 с общими запасами в 18,5 тысячи т урана. Рудник №2 «заморозили» в 2014 году из-за «экономической неэффективности», вызванной низкими ценами на уран. А рудник №4 был закрыт на доработку запасов традиционным горно-шахтным способом.
Так или иначе, все силы «ППГХО» перебросил на возрождение другого закрытого рудника — №6. Раньше это был один из крупнейших центров российской добычи урана. Здесь отрабатывали залежи Аргунского и Жерловского месторождений, общие запасы которых достигают 40,9 тысячи т.
Рудник №6 законсервировали в перестроечные времена. В течение многих лет «дочка» «АРМЗ» безуспешно пыталась возобновить проект. В 2018-году предприятие заявило о его «вступлении в новую эру развития».
Промышленники решили достроить рудник и вместе с ним создать новую производственную инфраструктуру, которая позволит ежегодно выпускать до 2,5 тысячи т закиси-окиси урана. Проект активно реализуется и сегодня — по последним данным, сейчас на руднике возводят надшахтные комплексы.
В целом минерально-сырьевая база «ППГХО» оценивается в 97,8 тысячи т урана, которых хватит до конца 2030 года. Действующие рудники предприятия обеспечивают по меньшей мере 56% общего объёма производства российского урана.
По итогам 2019 года дивизион «АРМЗ» добыл более 0,9 млн т руды, перевыполнив план на 7%. Полученное сырьё «ППГХО» использует для производства закиси-окиси урана, которая затем перенаправляется для дальнейшего обогащения на предприятия ядерного топливного цикла «Росатома».
В том же 2019-ом объёмы выпуска готовой продукции составили 1600 т, а выручка от продаж достигла 11,9 млн рублей, что на 24% больше, чем в 2018-ом. В дальнейшем урановый дивизион рассчитывает увеличить объёмы переработки до 1 млн т руды в год.
Кроме того, «ППГХО» поэтапно переходит на отработку залежей более безопасным методом. Так, с апреля 2020 года на Гидрометаллургическом заводе горно-химического объединения стартовал проект по техперевооружению участка кучного выщелачивания урановой руды.
Параллельно предприятие запустило локальное производство аккумуляторной техники «ARGO». Уже сейчас в подземных рудниках работает 7 погрузочно-доставочных машин, в 2021 году будет введено в эксплуатацию ещё 8 единиц техники.
Урановые месторождения «Хиагды»
Дочернее подразделение «АРМЗ» «Хиагда» контролирует бурятские активы, расположенные в черте Хиагдинского рудного поля. Первые месторождения на территории современного уранового кластера обнаружили ещё в 80-ые. Череда масштабных геологоразведочных работ позволила выявить без малого 45 тысяч т урана.
Промышленная разработка бурятских богатств началась на стыке нулевых. «Хиагда» была открыта в 1997 году, и уже через пару лет горняки опробовали извлекать уран методом подземного выщелачивания. Для опытно-промышленных испытаний выбрали Хиагдинское месторождение в Баунтовском районе. По сей день оно считается флагманским уранодобывающим центром, поскольку располагает 10,8 тысяч т урановых запасов.
Вторым стратегически важным добычным активом «АРМЗ» с недавних пор стало Источное месторождение, в недрах которого залегает более 2 тысяч т урана. «Хиагда» приступила к его разработке в 2017 году, а первая партия сырья была получена только в 2019-ом.
К слову: в 2020 году российские учёные создали на базе Источного первую 3D-модель уранового месторождения. С его помощью операторы дистанционно «перемещаются» в горных выработках подземного рудника.
Сегодня «АРМЗ» расценивает «Хиагду» как самое перспективное подразделение. За 2019 года предприятие добыло 1 тысячу т руды, достигнув «стартовой» проектной мощности.
Согласно программе развития, деятельность «Хиагды» прогнозируется на срок до 2055 года. Потому что в перспективе — отработка залежей других месторождений Хиагдинского рудного поля. Начнём с того, что перед наступлением 2020 года предприятие завершило масштабный проект по строительству всех ключевых инфраструктурных объектов на территории центральной производственной площадки.
Уже во второй половине 2020-ого «Хиагда» вышла на завершающий этап подготовки к началу освоения месторождения-соседа Вершинное, запасы которого превышают 4,6 тысячи т урана. Следующий этап наращивания добычных активов — старт промышленной разработки Количиканского месторождения, запланированный на 2021 год.
Затем на очереди освоение Дыбрынского месторождения, удалённого от центровой промплощадки. Специально для него «Хиагда» построит установку по производству урана из продуктивных растворов путём извлечения на специальную смолу. По задумке горняков, насыщенная смола будет транспортироваться для дальнейшей переработки в главный производственный корпус без необходимости использования трубопроводов.
Как ранее отмечал замглавы «АРМЗ» Виктор Святецкий, Дыбрынское станет первым урановым месторождением в России, полностью переведённым на цифровые технологии, которые соединят процесс добычи от отдельной скважины до уровня целого предприятия.
В более долгосрочной перспективе у «Хиагды» намечена реализация проектов освоения пока нетронутых месторождений Намаруское, Кореткондинское и Тетрахское.
«Поступательное развитие «Хиагды» позволит обеспечивать более 30% производства стратегического металла для нужд Госкорпорации «Росатом», — заявил в августе 2020 года Виктор Святецкий.
Уран Урала
«Далур» вступил на путь «уранового короля» Курганской области в 2001 году. Основная деятельность подразделения «АРМЗ» сосредоточена на трёх месторождениях: Далматовском, Хохловском и Добровольном. Общая сырьевая база лицензионных участков оценивается в 18,5 тысячи т урана.
Поиски уральских запасов начались в Звериноголовском районе. Крупные залежи Далматовского месторождения геологи открыли в 1979 году, в 80-ых развернулась промышленная отработка — в те времена на участке получали примерно по 45 т в год. Однако в 1995 году Далматовский проект приостановили из-за отсутствия финансирования. Только с основанием «Далура» участок расконсервировали, и сейчас общие объёмы добычи достигают 500 т в год.
В ноябре 2019 года «Далур» начал геологоразведку на урановом месторождении Добровольное. По своим масштабам участок сравним с Далматовским: в его контуре содержится чуть более 7 тысяч т урана. А в октябре прошлого года комплекс ГРР успешно завершили, подтвердив промышленную целесообразность проекта.
«Далур» планирует построить для отработки Добровольного опытно-промышленный комплекс скважинного подземного выщелачивания, производительность которого по продуктивным растворам достигнет 60 м 3 /ч. С помощью него предприятие будет производить пульпу диураната аммония. Старт опытно-промышленных работ назначен на текущий 2021 год.
Лицензию на третье месторождение в Шумихинском районе – Хохловское – «Далур» получил в 2004 году. В 2008-2009 годах была проведена геологоразведка, специалисты предприятия также протестировали технологию подземного выщелачивания.
Но реализация проекта затянулась на несколько лет: так, в 2019 году «дочка» «АРМЗ» снова взялась за подготовку к освоению участка. В ноябре прошлого года предприятие ввело в эксплуатацию ряд инфраструктурных объектов: склад химикатов, подстанцию, водонапорную башню. Сейчас продолжается строительство прирельсовой базы для транспортировки химреагентов на ж/д дороге Курган – Челябинск, которая значительно сократит время доставки.
В проекты освоения месторождений Добровольное и Хохловское «Далур» вложит около 35 млрд рублей.
На текущий год «Далур» вовсе запланировал перебазироваться с Далматовского месторождения на Хохловское. Как ранее говорил гендиректор предприятия Николай Попонин, на новом участке планируется добывать основной объём урана.