مراحل شیمیایی چرخه سوخت (کامل)

مراحل شیمیایی چرخه سوخت 

فهرست مطالب:

1- ردیابی معدن

2- تغلیظ وتصفیه (ازمعدن تاکیک زرد)
        *شامل شستشووبازیابی و رسوب دهی استخراج حلال تعویض یونی

3- پالایش اورانیوم  ( کیک زرد تا Uf6 )
        *شامل  AUC UO3 UO2 UF4 UF6 

4- تبدیل UF6به UO2

5- تولید اورانیوم فی

***********************************************************************************************************

NEUTRON.BLOG.IR

*************************************************************************************************************

1- ردیابی معدن

توسط هواپیمایی درارتفاع پایین (بیشترمناطق کوهستانی)با یک آشکارسازگایگربزرگ ردیابی میشود.
سپس نمونه ای ازمناطق مشکوک درعمق های مختلف به آزمایشگاه میبرند اگرنمونه مناسب بود اقدام به عملیات میکنند.

ازمعدن تا کیک زرد
(درایران ساغند یزد)

گروه اول، سنگ معدن هایی با غلظت بالای اورانیوم و عمدتاً به صورت چهار ظرفیتی هستند غالبا اندازه ذرات بقدری ریز است که سنگ معدن اورانیوم باید در اسید سولفوریک حل و یا در محلول کربنات سدیم خیسانده شود که به روشهای گرانشیقابل تغلیظ می باشند و زمانی که سنگ معدن به صورت توده باشد کاربرد دارد. درهر دو مورد برای تبدیل اورانیوم به فرم شش ظرفیتی قابل انحلال، باید به محیط اکسیدان اضافه شود.

گروه دوم سنگ معدن ها در جدول، سنگ معدن های هیدراته شامل اورانیوم شش ظرفیتی هستند  که معمولا نرم بوده و به راحتی جدا می شوند ، دانسیته نسبتا پایین دارند وبه سهولت در اسید سولفوریک رقیق یا محلول کربنات سدیم حل می شوند.
اورانیوم های این گروه نمی توانند به روش گرانش ویژه یا شناور سازی تغلیظ شوند و باید توسط خیساندن، رسوب دهی انتخابی، استخراج حلال یا تعویض یونی تغلیظ شوند. این سنگهای معدنی (نوع دوم)، معمولا منشاء ثانویه دارند و توسط آب های زیرزمینی حاوی اورانیوم رسوب گیری شده اند.
گروه سوم در جدول شامل مقادیر نسبتا کمی از اورانیوم سه ظرفیتی همراه با مقادیری از اکسید دیر گداز از تیتانیوم، نئوبیوم یا تانتالوم هستند. برای تهیه اورانیوم آزاد از این سنگ معدن ها باید آنها را در اسید سولفوریک غلیظ داغ شستشو داد.

مثال : پسماند های بسیاری از معادن طلای آفریقای جنوبی حاوی مقدار کافی اورانیوم می باشند که اجازه می دهد بازیابی آنها با قیمتی اقتصادی و قابل رقابت صورت گیرد، زیرا قیمت معدن کاری و خرد کردن سنگ معدن برای طلایی که قبلاً استخراج گردیده است پرداخت شده است و بخش اعظم اورانیوم در آفریقای جنوبی به این روش تولید می گردد.

2- تغلیظ اورانیوم

(پس ازخردکردن سنگ معدن)

تنوع زیاد منابع طبیعی اورانیوم یک فرآیند واحد برای تغلیظ اورانیوم از همه سنگ معدن ها مناسب نیست.روشهای معمول که برای انواع معینی از سنگ معدن ها مناسب است مورد بحث قرار می گیرند:

تغلیظ گرانشی: تنها غنی ترین سنگ معدن های پیچبلاند را می توان با استفاده از روشهای گرانش ویژه که برای سایر فات به کار میرود تغلیظ نمود. ذرات پیچبلاند نسبت به ناخالصیهای فی غیر اورانیومی(کلوخه سنگها) دانسیته بیشتری دارند. اغلب سنگ معدن ها شامل مواد معدنی دیگری از قبیل اوتونیت یا کرنوتیت هستند که نرم بوده و ذرات آنها آنقدر کوچک است.که با روشهای گرانشی قابل بازیابی نیستند.

شناورسازی: شناورسازی که یک روش فوق العاده گزینشی برای تغلیظ سنگ معدن های بسیاری از فات معمول است، به ندرت برای اورانیوم قابل استفاده است زیرا تعداد کمی از مواد معدنی اورانیومی بصورت گزینشی قابل شناور سازی می باشند. شستشو بدلیل نامناسب بودن روشهای فیزیکی از قبیل جداسازی گرانشی ویژه یا شناورسازی، استخراج اورانیوم از سنگ معدن آن اغلب منحصرا بوسیله شستشوی شیمیایی انجام می گیرد. واکنشگرهای اصلی شستشو، سولفوریک اسید و محلول قلیایی کربنات هستند. نوع عامل شستشو به ماهیت و طبیعت ماده معدنی اورانیوم و ناخالصیهای کانی بستگی دارد. هنگامیکه ناخالصی ها از سیلیکا یا سایر مواد نامحلول در اسید باشد، شستشو با اسید سولفوریک ترجیح داده می شود، زیرا کم هزینه تر از کربنات بوده و مواد معدنی اورانیومی را سریعتر حل می کند.
مصرف اسید فقط در سنگ معدن های آمریکا به منظور بازیابی اورانیوم حدود 40-120 پوند بر تن می باشد.

ادامه مطلب