Отделение переработки урановой руды с получением концентрата

За последние полвека в ряде стран возникла новая крупная отрасль хозяйства, связанная с добычей и переработкой атомного сырья. Налажено производство ядерного топлива, конструкционных материалов, необходимых в реакторостроении, а также целого ряда вспомогательных продуктов, используемых в ядерных реакторах. Особенно широкий размах получило производство природного урана.
В настоящее время, как по количеству перерабатываемых руд, так и по количеству получаемой в концентратах окиси уран прочно занял место в группе промышленных металлов.
Промышленная добыча и переработка урановых руд была начата около века назад. С 1906 года перерабатывалась на радий урановая смоляная руда месторождения Яхимово (Чехословакия); уран извлекался в качестве побочного продукта. В 1913 году начата промышленная переработка на радий карнотитовых руд плато Колорадо (США). Крупнейшее урановое месторождение Шинколобве (Республика Конго) разрабатывалось с целью добычи радия с 1923 года. С 1933 года началась промышленная добыча и переработка на радий урановых руд другого крупного месторождения - Эльдорадо на берегу Большого Медвежьего озера (Канада). К 1938 году практически всё производство радия было связано с эксплуатацией этих двух крупнейших месторождений урановых руд.
За период с 1906 по 1939 год было получено всего 1000 г. радия и выделено попутно около 4000 т. урана. Это количество урана значительно превышало потребности в нём ряда отраслей промышленности (например, в стекольной - для окраски стёкол).
С открытием цепной ядерной реакции деления в 1939 году положение в урановорудной промышленности резко изменилось. Количество урана, извлекаемое попутно с радием, уже не удовлетворяло все возрастающий спрос. Потребовалось перерабатывать на уран руды, извлечение радия из которых было нецелесообразным. Это послужило началом бурного развития добычи урана в последующие годы. За 10 лет добыча урана увеличилась с 200 до 40000 т. в год.
В годы наивысшего подъёма добычи урана в зарубежных странах были построены и действовали многочисленные урановые заводы: в США -28, в Канаде - 19, в ЮАР - 17, в Австралии - 6, во Франции - 6 и, по крайней мере, по одному урановому заводу в Англии, Индии, Аргентине, Швеции, Италии, ФРГ, Испании, Португалии, Габоне, Японии. Мексике, Бразилии, Конго (Заир), некоторых других странах.
Современная урановая промышленность - новая крупнейшая и быстро развивающаяся отрасль химико-металлургической промышленности, в которой сконцентрированы последние достижения химической технологии, гидрометаллургии, автоматизации, кибернетики, приборостроения, контрольно-измерительной и вычислительной техники. Она является одной из самых передовых среди других отраслей химической индустрии в некоторых промышленно развитых странах. В урановой промышленности широко применяют новые процессы: ионный обмен на синтетических ионообменных смолах; жидкостную экстракцию органическими растворителями; используют высокопроизводительное оборудование, совершенную аппаратуру.
Во второй половине 20-го века в СССР создана совершенно новая отрасль индустрии - атомная промышленность. Построены современные горнорудные предприятия по добыче и обогащению урановых руд. Пущены заводы по переработке урановых руд химическими методами с широким применением ионообменной сорбции и экстракции. Действуют аффинажные заводы по производству металлического урана и некоторых его соединений исключительной чистоты (с содержанием примесей 10-5%). Построены ядерные реакторы, атомные электростанции. Организованы уникальные производства урана-235 и плутония-239. Получены многие трансурановые элементы.
Быстрому развитию урановой промышленности в период 1940 - 1960 гг. способствовали использование урана для военных целей, гонка вооружения и политика холодной войны. Создание огромных запасов неиспользуемого атомного оружия привело к уменьшению спроса на уран и сокращению его производства. Максимальное количество урана было произведено в 1960 году, а к 1966 году его производство снизилось до 43% этого количества, что сопровождалось закрытием и консервацией некоторых урановых заводов или работой их не на полную мощность. Однако примерно с 1967 года наметился, правда, довольно медленный, рост производства урана. Совершенно определённо проявилась качественно новая тенденция развития потребления урана и использования атомной энергии, обусловивших новый подъём производства. Речь идёт о мирном использовании атомной энергии. Теперь уран понадобился для развивающейся атомной энергетики.
Одна из важнейших операций получения высокочистого урана – операция извлечения урановых руд из месторождений, обогащение руд и переведение урана в раствор. Это наиболее дорогостоящие операции из всех этапов, поэтому внимание им уделено особое – качественное и наиболее оптимальное проведение их будет обуславливать дальнейшую цену на системы на основе, как самого металлического урана, так и его соединений для использования в атомной энергетике.

Задание на проектирование 5
Введение 6
1 Выбор и обоснование технологической схемы 9
2 Материальный баланс 15
2.1 Измельчение 15
2.2 Классификация 15
2.3 Выщелачивание. 15
2.4 Сорбция 17
2.4.1 Определение числа ступеней сорбции 18
2.4.2 Поведение примесей при сорбции 19
2.5 Отмывка смолы 20
2.6 Десорбция 20
2.7 Нейтрализация 21
2.8 Фильтрация Fe(OH)3 21
2.9 Осаждение диураната 22
2.10 Сгущение 22
2.11 Фильтрация 23
2.12 Приготовление десорбирующего раствора 24
2.13 Сводный материальный баланс 25
3 Выбор оборудования 26
3.1 Выбор основного оборудования 26
3.1.1 Измельчение 26
3.1.2 Классификация 26
3.1.3 Выщелачивание 27
3.1.4 Сорбция 27
3.1.5 Отмывка от пульпы 29
3.1.6 Десорбция 30
3.1.7. Нейтрализация 30
3.1.8 Фильтрация Fe(OH)3 30
3.1.9 Осаждение диураната 31
3.1.10 Сгущение 31
3.1.11 Фильтрация 31
3.1.12 Приготовление десорбирующего раствора. 31
3.2 Вспомогательное оборудование 32
4 Техника безопасности 34
5 Организация гражданской обороны 35
6 Строительная часть 36
7 Экономическая часть 38
7.1 Расчёт капитальных затрат 38
7.2 Расчет численности рабочих 39
7.3 Организация и планирование заработной платы 42
7.4 Расчет годового фонда заработной платы 43
7.5 Планирование себестоимости продукции 47
7.6 Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования 48
7.7 Цеховые расходы 49
7.8 Финансово-экономическая оценка проекта 50
7.8.1 Общие инвестиции 50
7.8.2 Источники и условия финансирования проекта 51
7.8.3 Производственные издержки 52
7.8.4 Чистые доходы и денежные потоки 53
7.8.5 Оценка экономической эффективности инвестиций 56
Заключение 59
Список литературы 60