Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Технологии урановых добывающих и перерабатывающих предприятий

Содержание:

Введение. 2

1.
Аналитический обзор рассматриваемого процесса. 4

1.1.
Теория процесса. 4

1.2. Краткий
обзор существующих методов производства. 7

2.
Технологическая часть. 10

2.1.
Технологическая схема. 10

2.2.
Материальный расчет. 11

2.3.
Аппаратурный расчет. 14

2.4.
Механический расчет. 15

2.5.
Гидравлический расчет. 16

2.6.
Охрана труда. Охрана окружающей среды. Пожаро-взрывобезопасность  17

Заключение. 21

Список
используемой литературы.. 22

Введение:

Природный уран состоит из
взаимодействия 3 изотопов: U238, U235, U234. На радиоактивные свойства металла
влияют изотопы 238 и его дочерний нуклеотид 234. Благодаря присутствию в
составе U именно этих атомов, уран используют при производстве топлива для
атомных электростанций и ядерного оружия. Хотя активность U235 изотопа в 21 раз
слабее, он способен сохранять цепную ядерную реакцию без сторонних активных
элементов.

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.

Известно три основных способа
добычи урана:

открытый (или карьерный);

шахтный (подземный);

выщелачивающий.

Подземное выщелачивание

Подземное выщелачивание

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:

самосвалами;

бульдозерами;

погрузчиками.

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.

Заключение:

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.

Международное агентство по
атомной энергии (МАГАТЭ) опубликовало руководство по техническим и
нетехническим аспектам экологических вопросов при добыче урана (и других видов
добычи, связанных с радиоактивными материалами): уроки, извлеченные из программ
восстановления окружающей среды, Серия МАГАТЭ по ядерной энергетике,
2014.Международная организация по стандартизации (ИСО), базирующаяся в Женеве,
разработала ряд мировых стандартов по управлению качеством (серия 9000) и по управлению
окружающей средой (серия 14000). Последние касаются минимизации вредных
воздействий и достижения постоянного совершенствования с помощью формальной
системы экологического менеджмента (СЭМ), которая подлежит внешнему аудиту.

ISO 14001 является наиболее
признанной в мире системой EMS, позволяющей организациям демонстрировать
рациональное управление окружающей средой. Многие горнодобывающие компании были
сертифицированы как соответствующие его требованиям. В Австралии и Канаде
крупные компании по добыче урана либо имеют сертификат ISO 14001, либо близки к
нему. Это также является основой для других сертификаций ISO, таких как аудит,
отчетность и оценка жизненного цикла.

Фрагмент текста работы:

1. Аналитический обзор
рассматриваемого процесса

1.1. Теория процесса Урановые руды залегают как на
поверхностных, так и на очень глубоких месторождениях (например, от 300 до 1200
метров или от 1000 до 4000 футов). Глубокие руды иногда залегают в пластах
толщиной до 30 метров. Как и в случае с рудами других металлов, поверхностные
урановые руды легко добываются с помощью крупногабаритного землеройного
оборудования, в то время как глубокие месторождения добываются традиционными
методами вертикального ствола и дрейфа.

Урановые руды, как правило,
содержат лишь небольшое количество ураносодержащих минералов, и они не
поддаются выплавке прямыми пирометаллургическими методами; вместо этого для
извлечения и очистки урана необходимо использовать гидрометаллургические процедуры.
Физическая концентрация значительно снизила бы нагрузку на
гидрометаллургические технологические схемы, но ни один из традиционных методов
обогащения, обычно используемых при переработке полезных ископаемых, например,
гравитация, флотация, электростатика и даже ручная сортировка—как правило,
применимы к урановым рудам. За редким исключением, методы обогащения приводят к
чрезмерной потере урана в хвостохранилища.

Гидрометаллургической переработке
урановых руд часто предшествует стадия высокотемпературного прокаливания. Обжиг
обезвоживает содержание глины во многих рудах, удаляет углеродсодержащие
материалы, окисляет соединения серы до безвредных сульфатов и окисляет любые
другие восстановители, которые могут помешать последующим операциям выщелачивания.

Обжаренные урановые руды
выщелачивают из их урановой ценности как кислотными, так и щелочными водными
растворами. Для успешной работы всех систем выщелачивания уран должен либо
изначально присутствовать в более стабильном шестивалентном состоянии, либо
окисляться до этого состояния в процессе выщелачивания.

Кислотное выщелачивание обычно осуществляется п