铀处理

铀处理，准备用于各种产品的矿石。

铀，虽然非常密集的(每立方厘米19.1克)是一种相对较弱的非难熔金属。的确，铀的金属性质似乎介于银和其他真正的金属和非金属元素之间，因此它在结构应用上没有价值。铀的主要价值在于其同位素的放射性和裂变性质。在自然界中，几乎所有的金属(99.27%)都是由铀- 238；剩下的部分包括铀- 235(0.72%)和铀234(0.006%)。在这些天然存在的同位素中，只有铀-235可以通过中子辐照直接裂变。然而，铀238在吸收一个中子后就形成了铀- 239，后一种同位素最终衰变成钚- 239——一个裂变材料非常重要的核能还有核武器。另一种可裂变同位素，铀- 233，可由钍-232的中子辐照形成。

即使在室温下，细小的铀金属也会与氧和氮发生反应。在较高的温度下，它与各种合金金属反应形成金属间化合物化合物．由于铀原子形成了奇异的晶体结构，与其他金属形成固溶的情况很少发生。在室温和它之间熔点在1132°C(2070°F)的温度下，金属铀以三种晶体形式存在，称为铀α(α),β(β),γ (γ)相。从α相到β相的转变发生在668°C(1234°F)，从β相到γ相的转变发生在775°C(1427°F)。γ铀具有体心立方(bcc)。晶体结构，而β铀具有四方结构。然而，α相在一个高度不对称斜方晶系的结构。这各向异性这种扭曲的结构使得合金金属的原子很难取代铀原子，也很难在晶格中占据铀原子之间的空间。只有钼和铌被观察到能与铀形成固溶合金。

历史

德国化学家马丁·海因里希·克拉普罗斯他于1789年在沥青铀矿中发现了铀元素。克拉普罗斯以1781年发现的天王星命名了这种新元素。然而，直到1841年，这位法国化学家Eugene-Melchior Peligot表明克拉普罗斯得到的黑色金属物质确实是复合二氧化铀。Péligot通过金属钾还原四氯化铀制备了实际的金属铀。

的发现和阐明之前核裂变在美国，铀的少数实际用途(而且是非常小的)是在陶瓷着色和作为一个催化剂在某些特殊应用中。今天，铀在军事和商业上的核应用价值很高，即使是低品位的矿石也具有巨大的经济价值。金属铀通常是用化学方法生产的艾姆斯的过程是由美国化学家发明的F.H. Spedding和他的同事在1942年爱荷华州立大学艾姆斯。在这个过程中，金属是从四氟化铀中通过镁热还原得到的。

矿石

地壳中铀的含量约为百万分之二，这反映了铀在自然界的广泛分布。据估计，海洋的容量为4.5 × 10⁹大量的这种元素。铀是重要的组成在150多种不同的矿物中，作为另外50种矿物的次要成分。在岩浆热液脉和伟晶岩中发现的原生铀矿物包括沥青铀矿而且沥青铀矿(后者为铀矿的一种)。这两种矿石中的铀以铀的形式存在二氧化铀，由于氧化作用，在确切的化学成分上可能有所不同作文从UO₂对UO_2.67．其他具有重要经济价值的铀矿有奥土铀矿，一种水合的磷酸铀酰钙;toberite，一种水合铜铀酰磷酸;棺材石，一种黑色水化铀硅酸盐;还有钒酸钾，一种黄色水合钒酸铀酸钾。

据估计，已知的低成本铀储量的90%以上都在加拿大，南非,美国澳大利亚、尼日尔、纳米比亚、巴西、阿尔及利亚和法国。大约50%到60%的储量在砾岩岩层中艾略特湖，位于休伦湖在加拿大安大略省。，而在威特沃特斯兰德南非的金矿。砂岩地层科罗拉多高原而且怀俄明盆地美国西部的许多地区也蕴藏着大量的铀。

采矿与选矿

铀矿石产于存款既接近地表，又非常深(例如,300至1200米，或1000至4000英尺)。深部矿石有时出现在厚达30米的煤层中。与其他金属矿石一样，地表铀矿很容易用大型土方设备开采，而深部铀矿则用传统的竖井和漂移法开采。

铀矿石通常只含有少量的含铀矿物，而这些不是有义务的直接火法冶炼:用直接火法冶炼;相反,湿法冶金的必须采用提取和提纯铀的程序。物理浓缩将大大降低湿法冶金处理回路的负荷，但矿物加工中通常采用的传统选矿方法都没有例如,重力法、浮选法、静电法、甚至手工分选法一般都适用于铀矿石。除了少数例外，浓缩方法会导致铀过多地流失到尾矿中。

提取和精炼