Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ГОСЫ МИГ -05.doc
Скачиваний:
19
Добавлен:
23.08.2019
Размер:
4.61 Mб
Скачать

4. По геологической карте построить геологический разрез, определить формы залегания горных пород.

5. Высчитать средние содержания золота среднеарифметическим и средневзвешенным способами по исходным данным:

6. Геохимия урана и тория.

Уран. Элемент III группы периодич системы. Назван в честь планеты Уран. Атомный номер 92. Атомный вес 238,0289. Относится к актиноидам. Это сереб­ристо-белый радиоактивный, ковкий, пластичный металл. Реагирует с кислотами, со щелочами не реаг. Плотность урана 19,12 г/см3. Температура плавления 1135°С.

Природный уран состоит из трех изотопов: 234U (0,0056%), период полураспада Т1/2 0,245млн. лет; 235U (0,7205%), период полураспада Т1/2 0,704 млрд. лет; 238U (99,274%), Т1/2 4,46 млрд. лет.

При распаде 238U получается в качестве конечного продукта 207Рb, при распаде 235U - конечный продукт 206Рb.

Радиус атома урана 1,53 А. Радиус иона U4+ 0,95 А, радиус иона U6+ 0,8 А. В водных растворах этот ион U6+ дает комплекс - уранил-ион (UО2)2+.

Растворы, содержащие U3+ - красного цвета, содержащие U4+ - зеленого цвета, а растворы, содержащие уранил-ион (UО2)2+ - желтого цвета. В минералах урана проявляется совершенный изовалентный изоморфизм иона U4+ с Th4+ и несовершенный - с Zr4+.С ионами К+ и Са2+ отмечается совершенный гетеровалентный изоморфизм, а с ионами Pb2+, Y3+ и ∑Y3+ - несовершенный гетеровалентный.

Главные промыш минералы урана: урановая смолка - UO2, уранинит -(U,Th)O2, карнотит - K2(UО2)2[VO4]2×3H2O, тюямунит - Ca(U02)2[V04]×nH2О, отенит -Са(UО2)[Р04]2 ×10Н2O, торнбернит - Cu(U02)2[P04]2×nH20, уранофан CaU2[Si04]2(OH)6×3H20, браннерит - (U,Ca,Fe,Y,Th)(Ti,Fe)2O6.

Кларк урана в земной коре 2,5×10-4%. Менее всего урана в ультраосновных породах – 3×10-7, в основных его - 5×10-5, в средних - 1,8×10-4, в кислых - 3,5×10-4, в осадочных - 3,2×10-4%.

В литре морской воды содержится 0,003 мг урана.

Наиболее важный промышл тип урановых месторождений-метаморфизованные конгломераты. Получают уран также из пегматитов, скарнов, альбититов, кварцевых, карбонатных, флюорит-баритовых жил и из ураноносных песчаников, мергелей, углей, битумов и фосфоритов. Различают убогие руды (содержа­ние урана от 0,03 до 0,05%), рядовые руды (от 0,05 до 0,1%), богатые руды (от 0,1 до 0,3%) и супербогатые руды (более 0,3% U).

Уран используется как топливо в атомных реакторах и в атомном оружии.

Минералы урана определяются по радиоактивности. Из-за радиоактивности уран и опасен. ПДК на содержание растворимых соединений урана в воде 0,015 мг/л.

Основные реакции на уран:

1. М-лы урана радиоактивны. Поместив порошок уранового минерала на закрытую фотопластинку, через сутки ее проявляют. Получается темное пятно.

2.Сплав с фосфорной солью в окислительном пламени желтовато-зеленый, в восстановительном пламени - зеленый.

3. Растирают смесь уранового минерала, например урановую смолку, с сульфатом железа - Fe2(S04)3 и сульфатом меди - CuS04. Затем добавляют ферроцианид калия -K4[Fe(CN)6] и растирают снова. Появляется черно-синий цвет. Добавляют тиосульфат натрия - Na2S203 и снова растирают. Уран вызывает буро-красную окраску.

4. Минерал сплавляют с KHS04 или с K2S207, либо растворяют минерал в конц. HN03. Помещают этот раствор на фильтр, добавляют каплю KJ. Йод дает бурую окра­ску. Добавляют гипосульфит (Na2S203×5H20) - окраска от йода исчезает. Добавляют 5% раствор K4[Fe(CN)6]. Уран дает бурый цвет. Если в урановом минерале нет железа, то раствор минерала капают на фильтр и добавляют K4[Fe(CN)6] - от урана появляется бу­рый цвет.

Торий. Элемент III группы периодич системы. Назван в честь Тора - скандинавского бога грома. Атомный номер 90. Атомный вес 232,0381. Относится к актиноидам. Это серебристый, радиоактивный, мягкий, ковкий, пластичный металл. Плотность тория 11,724 г/см3. Температура плавления 1750°С.

На воздухе торий покрывается окисной пленкой. Медленно реагирует с кислотами.

Природный торий состоит из одного изотопа: 232Th (период полураспада Т1/2 =14 млрд. лет), конечным продуктом его радиоактивного распада является 208Рb.

Радиус атома тория 1,80 А. Радиус иона Th4+ 0,99 А.

В минералах тория проявляется совершенный изовалентный изоморфизм с ионом U4+ и несовершенный - с Zr4+. С ионами Са2+ и ∑Се3+ отмечается совершенный гетеровалентный изоморфизм, а с ионами Fe3+ и Y3+ - несовершенный гетеровалентный.

Главные промышленные минералы тория: торит - Th[Si04], торианит - ТhO2, циркон - Zr[Si04], монацит - (Ce,La)[P04], ортит - Ce2Fe2Al[Si04][Si207]0(0H). Минералы тория определяется по радиоактивности.

Кларк тория в земной коре 1,3×10-3%.

Менее всего тория в ультраосновных породах - 5×10-7, в основных - 3×10-4, в средних- 7×10-4, в кислых- 1,8×10-3, в осадочных-1,1×10-3%.

В литре морской воды содержится 0,00005 мг тория.

Наиболее важный промышл тип ториевых месторождений - россыпи монацита. Получают торий также из пегматитов, пирохлоровых карбонатитов, метаморфизованных конгломератов, скарнов.

Применяется торий в ядерных элементах, как катализатор, для катодов и нитей накаливания электроламп и в других отраслях техники.

В природном уране нет изотопа 233U, а при распаде этого изотопа выделяется больше нейтронов, чем при радиоактивном распаде 235U и 239Pu. 233U получают при об­лучении нейтронами 232Th, поэтому этот U-Th цикл в атомных реакторах на тепловых нейтронах является основным конкурентом U-Pu цикла в реакторах на быстрых нейтро­нах. Именно из-за этого и считается торий стратегическим видом сырья. Ториевые реак­торы есть, но в них образуется много высокоактивных изотопов, да и сам торий дороже урана. К тому же уран легче получить технологически. Однако запасы тория втрое превыш запасы U.

Торий опасен из-за радиоактивности. Его ПДК 0,05 мг/м3.

Основные реакции на торий:

1. Минерал сплавляют с пирофосфатом калия K2S207 либо разлагают конц. H2S04 при нагревании. К капле полученного в серной кислоте раствора минерала добавляют каплю аммиака. Выпадает белый осадок гидроокиси тория Th(OH)4, растворяющийся в соляной или в серной кислоте.

2. К капле раствора гидроокиси тория в соляной кислоте добавляют раствор Na3P04. Образуется аморфный осадок фосфата тория, нерастворимый ни в кислотах, ни в щелочах.