CC BY
20
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2017, том 60, №3-4_
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 539.01-539.12; 621.039
С.К.Ходжиев, Х.М.Назаров, М.М.Хочиён, М.З.Ахмедов, Б.Б.Баротов, М.С.Пулатов,
И.У.Мирсаидов
ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНСОДЕРЖАЩИХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ТАДЖИКИСТАН»
Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН Республики Таджикистан
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.Мирсаидовът 03.01.2017 г.)
Приведены результаты химического и минералогического анализа урансодержащих руд ме-
сторождения «Центральный Таджикистан». Анализ результатов показал, что руда является ура-носиликатной с содержанием SiO2 более 30%. Поэтому рекомендуются кислотные методы разложения руды.
У X' лУ
ралогический анализ, урансодержащ
Ключевые слова: переработка, химический анализ, минералогический анализ, урансодержащая руда.
Отдельные месторождения урансодержащих руд в Таджикистане были открыты в середине прошлого столетия. По содержанию урана они являются перспективными для переработки [1]. В настоящей работе приведены результаты химического и минералогического анализа урансодержащих руд месторождения «Центральный Таджикистан» с целью возможной их переработки.
Ранее в работах [2, 3] был проанализирован химический и минералогический состав руд месторождений «Северный Таджикистан».
Для выбора процесса выщелачивания руд месторождения «Центральный Таджикистан» были исследованы химический и минералогический составы проб, отобранных из канав и шурфов месторождения.
Пробоподготовка. Валовые образцы набивались в кюветы без использования прессования при постоянном контроле качества поверхности для приготовления максимально разориентирован-ных препаратов.
Оборудование и условия съемки. Рентгенодифракционный анализ порошковых препаратов (проба А) проводился при помощи рентгеновского дифрактометра ULTIMA-IV фирмы Rigaku (Япония). Рабочий режим - 40 кВ и 40 mA, медное излучение, никелевый фильтр, диапазон измерений -3-65°20, шаг по углу сканирования 0.02°20, фиксированная система фокусировочных щелей (рис.1).
Диагностика и анализ. Диагностика минерального состава проводилась методом сопоставления экспериментального и эталонных спектров из базы данных PDF-2 в программном пакете Jade 6.5, компании MDI.
<4
Адрес для корреспонденции: Назаров Холмурод. 734003, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул. Х.Хакимзода, 17а, Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН РТ. E-mail: [email protected]
Количественный анализ осуществлялся методом полнопрофильной обработки рентгеновских картин от неориентированных препаратов по методу Ритвельда в программном продукте программы BGMN. Погрешность расчётов количественных содержаний по методу Ритвельда обычно оценивается в 2-3%. Ошибка определения складывается из ошибок расчёта для каждой фазы и дается в весовых процентах. При этом для отдельных фаз ошибка определений будет отличаться и может составлять от 0.5 до 2-3%.
Результаты анализа показали, что минеральный состав пробы А состоит, %: кварц - 34.5; кальцит - 3.0; плагиоклазы (альбит) - 30.7; плагиоклазы (анортит) - 2.9; магнетит - 1.7; иллит-смектит смешанослойный минерал с преобладанием иллитовых межслоёв - 21.0; хлорит - 6.3 (табл.1).
Химический состав
приведён в табл.2.
аты рентгенофлуоресцентного анализа пробы аты рентгенофлуоресцентного анализа пробы
Таблица 1
V \ а Определяемый элемент, %
Sr As 1 гп Си № 1 Со 1 Fe Мп V ТС вш и
0.0467 0.1145 | 0.0264 0.1797 0.0013 1 0.0027 1 3.9281 0.2135 0.0025 0.4345 0.0201 0.3608
Химический анализ пробы А
О
Таблица 2
Определяемый элемент, %
Al As Б Ба Бе Б1 Са Cd Со Сг
8.2 0.007 0.011 0.011 3^10"4 6^10"4 1.55 <5^10-4 0.002 0.016
Си Fe К М8 Мп Мо Na Ni РЬ Re
0.004 3.5 30.87 0.68 0.05 0.001 2.59 0.002 0.025 <0.001
Sb Sc Se Si Sn Sr ТС V Zn Zr
0.01 8-10~4 0.006 0.022 0.027 0.019 0.31 0.006 0.015 0.019
Ga № Та W Се Dy Ег Ей Gd Но
0.004 0.024 0.007 0.004 0.005 5^10"4 0.001 2-10-4 0.001 <5^10-4
La Lu м Рг Sm ТЬ Тт Y Yb и
0.003 2-10~4 0.004 9-10"4 3^10"4 <5^10-4 <5-10-4 0.003 4-10-4 0.31
Термический анализ образца А. Методом дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) проведено исследование двух представленных образцов. Синхронно записывались кривые ДСК и термогравиметрии (ТГ) на приборе NETZSCH STA 449. Условия съемки: скорость - 10 градус/мин, тигли корундовые с закрытыми крышками, навеска ~ 50 мг, атмосфера воздуха и аргона.
По термическим кривым были идентифицированы следующие минералы: каолинит, кварц, слюда, доломит.
Каолинит. Кривым ДСК каолинита свойственны три основных эффекта - два эндотермических (при 81 и 518°С) и экзотермический (893°С). Первый эндоэффект связан с несовершенством структуры минерала и отвечает за удаление адсорбированной на поверхности воды. Потеря массы
при этом составляет 0.65%. Второй эндоэффект связан с дегидросилизацией каолинита. Потеря массы
туомосомоптвреит
умом при
персности минерала и образовании шпинелевой фазы.
в интервале температур 400-600°С составляет 1.38%, что соответствует 9.9% каолинита, присутствующего в пробе. Незначительный экзоэффект с максимумом при температуре 893°С говорит о дис-
.
Кварц идентифицируется по характерному для него пику с максимумом при температуре а-Р-перехода 571°С.
Карбонат. На кривой ДСК в интервале температур 650-800°С отмечается эндоэффект, связанный с термической диссоциацией доломита, присутствующего в образце. Температура максимума эндоэффекта составляет 726.7°С. С этим процессом также связан небольшой эндоэффект с максимумом при температуре 775°С. По количественным данным термогравиметрического анализа можно рассчитать количественное соотношение примеси доломита в образце:
С = МсМ(СО)3 а _ — а _ 4.181.6 = 6.7%.
) _ ^^ аа_4.181.
(—) пМо 11
ри темп
удаление конституционной воды и распад решетки минерала. Небольшой экзоэффект с температурой максимума при температуре 824.5°С связан с окислением
обы А.
почвы с шифрами ЕТ-14-05 (масса 201.6 г) и ЕТ-14-06 (масса 202.4 г). Для анализа проб, содержащих изотопы урана, использовалась инструкция НСАМ №433-ЯФ рег. номер №46-и-П/99-03 «Методика выполнения измерений удельной активности изотопов урана (234, 238) в почвах, грунтах, горных породах и строительных материалах на их основе альфа-спектрометрическим методом с радиохимической подготовкой». Методика предназначена для количественного определения удельной активности изотопов урана (и-234, и-238) в пробах почв, грунтов, горных пород и строительных материалов на их основе. Диапазон измеряемой активности - от 5 до 104 Бк/кг по каждому изотопу. Суммарная неопределённость результата измерений не более 30% (при Р=0.95). Минимальное значение измеряемой удельной активности изотопов урана составляет 5 Бк/кг (при аналитической навеске пробы 0.005 кг).
Слюда. Высокотемпературный эндоэффект при температуре, близкой к 1000°С, отвечает за
ас
.5°С связан с окислением железа. Результаты альфа-спектрометрии пробы А. Для анализа представлены две пробы озолённой
Измерения выполнены на двенадцатиканальном радиометре-спектрометре альфа-излучения Alpha Analyst (производство фирмы Канберра Индастриз, США, зав. №13000025) с детекторами излучения Alpha Pips, оснащённым программным обеспечением Genie 2000 Alpha Analyst.
Для определения активности радионуклидов регистрация импульсов проводилась в следующих энергетических диапазонах:
Нуклид Энергии основных пиков, кэВ Выход, % Средневзвешенная энергия, кэВ Левая граница зоны интересов, кэВ Правая граница зоны интересов, кэВ
232U 5263 5320 31 68 5302 5225 5395
234U 4723 4776 27 72 4761 4630 4830
4364 11
235U 4370 4395 6 55 4388 4345 4455
238U 4147 4196 23 77 4184 4055 Л • J 4260
С>7 . ,
Спектры приведены на рис.2. Результаты измерений представлены в табл.
V
Удельная активность изотопов урана в предоставленных пробах
4-/
бл.3.
Таблица 3
Удельная активность, Бк/г
U238 I U235 и234
50.26±15.08 | 2.05±0.62 V vT 49.24±14.77
,1024т
§ 1 768--
I I 512+
\3 ф
§ s
^ ш
256^
^^ -\J /V <5-
к. т" >• "У'-
о • С > А
Рис.2. Альфа-спектр изотопов урана, содержаг
В™
лизов п
новых
Таким
энергия альфа-частиц, МэВ держащихся в навеске (масса 0.2530 г) пробы ЕТ-14-06. ерения 21600 секунд.
образом, результаты анализов пробы позволяют определить методы переработки ура-
соде
месторождения «Центральный Таджикистан». Так как руда является ураносиликатной и держание SiO2 равно 34.5%, поэтому рекомендуется применение кислотного выщелачивания.
, поэтому , поэтому
Поступило 03.01.2017 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Разыков З.А., Гусаков Э.Г., Марущенко А.А. и др. - Урановые месторождения Таджикистана. -Худжанд: ООО «Хуросон», 2001, с.107-115.
2. Назаров Х.М., Мирсаидов И.У., Баротов Б.Б. и др. Извлечение урана из природных урансодержащих руд месторождений Северного Таджикистана. - Мат-лы VI Нумановских чтений. - Душанбе, 2009, с.228-231.
3. Назаров Х.М., Хакимов Н., Мирсаидов И.У. и др. Карбонатное выщелачивание урановых руд месторождения «Танзим». - Материалы семинаров «2011 год - Международный год химии» и «Радиационная безопасность Таджикистана». - Душанбе, 2011, с.27-29.
С.К.Ходжиев, Х.М.Назаров, М.МДочиён, М.З.Ахмедов, Б.Б.Баротов, М.С.Пулатов,
И.У.Мирсаидов
Э^ТИМОЛИЯТИ КОРКАРДИ МАЪДАЩОИ УРАНДОР АЗ КОНИ
«ТОЧИКИСТОНИ МАРКАЗЙ»
Агентии амнияти ядрои варадиатсионии Академияи илмхои Цум^урии Тоцикистон
Дар кори мазкур натичахои тахлили химиявй ва минералогии маъданхои урандор аз кони «Точикистони Марказй» оварда шудаанд. Тахлили натичахо нишон доданд, ки маъдан бо
микдори зиёда аз 30% 8Ю2 доштанаш ураносиликатй мебошад. Аз ин ру, усули тачзияи кисло-
\
тавии маъдан тавсия карда мешавад. Калима^ои калидй: коркард, тахлили химиявй, тахлили минералоги, маъдани урандошта.
hmedov, B.
S.K.Khojiev, Kh.M.Nazarov, M.M.Hojiyon, M.Z.Akhmedov, B.B.Barotov, M.S.Pulatov, I.U.Mirsaidov PROCESSING POSSIBILITIES OF URANIUM-CONTAINING ORES OF «CENTRAL TAJIKISTAN» DEPOSIT
Nuclear and Radiation Safety Agency of Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan
In this paper the results of chemical and mineralogical composition analysis of uranium ores from the "Central Tajikistan" deposit are presents. Analysis of the results showed that the ore is uranium-silicate containing SiO2 more than 30 per cent. Therefore, acidic methods of ore decomposition are recommended. Key words: processing, chemical analysis, mineralogical analysis, uranium-bearing ore.
