Курсовая работа по теме

«Уран в пятиметальной формации»

Составила: Ромашова Д. А.

группа РМБА-08

Проверил: Баюшкин И. М.

Москва, 2011 г.

Введение

Написание данной курсовой работы позволило мне ознакомиться с минералами урана, его парагенетическими ассоциациями, рудами, особенностями его извлечения, его промышленными типами.

Во время написания курсовой работы мною было изучено два шлифа. При этом были изучены следующие учебные пособия:

1. Минералогия и геохимия редких и радиоактивных металлов. Учебное пособие для вузов/ В.Я. Терехов, Н.И. Егоров, И.М. Баюшкин, Д.А. Минеев. – М.: Энергоатомиздат, 1987;

2. Определение рудных минералов под микроскопом, том 1. Методическое руководство/ И.С. Волынский. – М.: Издательство «Недра», 1966.

На написание данной курсовой работы ушло две недели.

Выражаю благодарность за помощь в написании работы Баюшкину Илье Михайловичу и Трофимову Николаю Степановичу.

Глава 1

Литературный обзор

Наиболее известны месторождения пятиметальной U-Ag-Bi-Ni-Co формации (нередко с Cu, Se, Au, Pd, Pt) Европы, Африки, Северной Америки, а также Австралии, Центральной Азии. Месторождения представлены системами карбонатных (и иного состава) жил, характеризуются полиминеральным составом, многократным чередованием однотипных и разнотипных минеральных ассоциаций, обилием гематита. Они образованы из гидротермальных растворов повышенной щёлочности, при устойчивых и относительно низких температурах – 230-150℃ и ниже. Характерные, минералы – арсениды и антимониды Ni-Co, с которыми ассоциируют мышьяк, висмут, серебро и амальгама серебра, разнообразные сульфиды и селениды Ag, Bi, Pb, Hg, Ni-Co-Cu-Fe, уранинит. Состав жил зависит от вмещающих пород: в серпентинитах – тальк-карбонатный, в кварцевых диоритах – кварц-карбонатный, в кремнекислых породах – кварцевый. Поскольку данные породы залегают среди базитов, среди жильных минералов преобладает Fe-доломит.

Минералогия урана имеет почти двухсотлетнюю историю, но основные открытия и описания минералов связаны с возросшим интересом к урану как к источнику радия и как к минеральному сырью атомной энергетики.

Урановые минералы характеризуются сложным и переменным химическим составом, что обусловливает их химических свойств. Многие из этих минералов имеют сходные внешние признаки и оптические свойства, метамиктны и рентгеноаморфны, легко подвергаются преобразованием под воздействием наложенных процессов, находятся в тонких срастаниях с другими минералами. Оценка внешних свойств и признаков, даже дополненная оптической характеристикой, для отдельных минералов может оказаться недостаточной. В таких случаях диагностика и характеристика минералов проводится на основе комплекса современных методов анализа.

Современная минералогия насчитывает более 160 собственно урановых и урансодержащих минералов различного генезиса. Главные минеральные формы представлены в основном соединениями четырёх- и шестивалентного урана.

Различия строения и размеров четырёх- и шестивалентных ионов урана обусловливают существенные различия их геохимического поведения, способность к изоморфизму, особенности типов химических соединений и кристаллохимическую конституцию образуемых ими минералов.

Минералы урана делятся на две группы: гипогенные и гипергенные. Среди гипогенных встречаются оксиды и титанаты урана, силикаты и фосфаты U⁴⁺, а среди гипергенных: гидроксиды урана и уранила, силикаты, сульфаты, карбонаты, ванадаты, молибдаты, теллуриды и селениды уранила, урановые слюдки.

Вторые под микроскопом не диагностируемы и их нужно изучать с помощью других видов анализа.

Глава 2

Собственные исследования

Во время написания данной курсовой работы мною было изучено и описано два шлифа и определены следующие минералы:

В первом шлифе наблюдается ассоциация коффинита, настурана, пирита, халькопирита, галенита и жильного карбоната. Это более ранняя стадия данной формации.

Во втором шлифе среди жильного карбоната самородный висмут и диарсенид (саффлорит – раммельсбергит) образуют дендриты. Центр дендритов выполняет висмут, краевые части – саффлорит - раммельсбергит.

Под микроскопом нельзя точно определить минеральный состав, для его уточнения можно провести рентгеноструктурный и рентгеноспектральный анализы.

Глава 3

Геохимические особенности урана

Уран, наряду с Fr, Ra, Ac, Th, Pa, относится к группе радиоактивных элементов (по классификации А.Н. Заварицкого). Периоды полураспада его изотопов таковы: ²³⁸U – 4,51*10⁹ лет, ²³⁵U – 7,13*10⁸ лет, ²³⁴U – 2,475*10⁵ лет.

Конечными продуктами распада урана являются радиогенный ²⁰⁶Pb для ²³⁸U и ²⁰⁷Pb для ²³⁵U.

Из природных руд для целей промышленного использования получают металлический уран. В химических соединениях он может находиться в валентных состояниях U³⁺, U⁴⁺, U⁵⁺ и U⁶⁺.

Ион U³⁺ имеет высокую восстановительную активность: способен разлагать воду, восстанавливая водород до атомарного состояния, и переходить в U⁴⁺. U³⁺ не встречается в природных условиях и может быть получен только искусственно.

U⁵⁺ известен в соединениях U₂O₅, UCl₅, UF₅ и др., большинство из которых неустойчивы.

В природных условиях наиболее устойчивы U⁴⁺ и U⁶⁺. Ионы четырёхвалентного урана устойчивы в растворах с восстановительным режимом; в окислительной обстановке U⁴⁺ быстро окисляется в щелочной и слабокислой среде и значительно медленнее в сильнокислой.

Кларк урана 2,5*10^-4%, причём содержание его в земной коре равно 4*10^-4% (в гранитном слое) и 1*10^-4% (в базальтовом), в мантии его содержание мало – 0,012*10^-4%, в ядре – 0,003*10^-4%.