Календарный план дисциплины
|
№ |
Тема |
Кол-во часов |
| 1 | Краткая история развития урановой промышленности и создания Сибирского химического комбината. Области применения урана и тория. |
1 |
| 2 | Геохимия, месторождения, руды и минералы урана и тория. |
1 |
| 3 | Методы разработки месторождений урана и тория. |
1 |
| 4 | Механическая переработка и обогащение урановых руд. Методы переработки ториевых руд. |
1 |
| 5 | Химическое выщелачивание урана из руд. Переработка рудных концентратов тория. Извлечение тория из рудных растворов и его очистка от примесей. |
3 |
| 6 | Ионообменная сорбция урана из рудных растворов и пульп. |
2 |
| 7 | Экстракция урана из рудных растворов. |
2 |
| 8 | Осаждение урана из растворов (производство химических концентратов). |
2 |
| 9 | Получение чистых солей урана из растворов (производство химических концентратов). |
2 |
| 10 | Производство оксидов урана. |
2 |
| 11 | Сырьевые источники для получения фтороводорода и фтора. Месторождения флюорита, апатита фосфоритов. |
1 |
| 12 | Промышленные фторирующие реагенты. Безводный фтороводород, физико–химические свойства. |
1 |
| 13 | Способы получения фтороводорода. Получение фтороводорода сульфатизацией флюорита. |
4 |
| 14 | Разделение смеси HF–H2O. Очистка фтороводорода и фтористоводородной кислоты. |
4 |
| 15 | Элементный фтор: физ.-химич. свойства и методы получения. |
2 |
| 16 | Основы электролитического производства фтора. Промышленные электролизеры. Очистка фтора. |
4 |
| 17 | Неорганические фториды, их классификация, общая характеристика и свойства. |
2 |
| 18 | Гидрометаллургические и пирометаллургические методы получения неорганических фторидов. |
4 |
| 19 | Фториды урана: их физико–химические свойства и методы получения. |
4 |
| 20 | Производство UF4 и UF6 – технология и аппаратура. |
2 |
| 21 | Очистка UF4 и UF6, их применение и безопасность труда. |
2 |
| 22 | Пирогидролиз фторидов урана. |
2 |
| 23 | Значение и место UF6 в атомной технике. Разделение изотопов урана. |
2 |
| Итого: |
51 час |
|
| Самостоятельная работа студентов: |
85 часов |
|
Тематический план дисциплины
- Введение. Предмет и задачи дисциплины. Роль дисциплины в подготовке инженеров-технологов. Связь изучаемой дисциплины с другими специальными дисциплинами. Литература. Краткая история развития урановой промышленности и создания Сибирского химического комбината. Области применения урана и тория.
- Геохимия, месторождения, руды и минералы урана. Распространенность урана в природе. Образование месторождений и их классификация. Основные урановые руды и минералы. Технологическая характеристика урана из различных его месторождений. Доисторические природные ядерные реакторы. Феномен «Окло».
- Методы разработки урановых месторождений. Классификация методов. Разработка месторождений подземным способом. Камерно-столбовая система. Разработка месторождений открытым (карьерным) способом. Примеры организации горных работ в разных странах. Тенденции развития промышленности добычи урана.
- Механическая переработка и обогащение урановых руд. Дробление, измельчение, классификация. Методы обогащения урановых руд. Классификация методов. Радиометрическое обогащение, лазерное, гравитационное и флотационное обогащение.
- Химическое выщелачивание урана из руд. Физико-химические основы процесса. Зависимость скорости выщелачивания от различных факторов. Кислотное выщелачивание. Выщелачивание три- и диоксида урана. Расход серной кислоты и поведение примесей. Карбонатное выщелачивание. Расход соды и поведение примесей. Аппаратурное оформление выщелачивания. Перколяционный метод выщелачивания. Кучное выщелачивание как разновидность перколяционного метода. Агитационный метод. Автоклавное выщелачивание как разновидность агитационного метода. Подземное выщелачивание через скважины и в шахтных блоках. Бактериальное выщелачивание.
- Ионообменная сорбция урана из рудных растворов и пульп. Физико-химические основы процесса. Характеристика и классификация ионитов. Статика и динамика сорбции. Аппаратурное оформление сорбции. Сорбция из осветленных растворов. Сорбция из пульп. Новые типы сорбционных аппаратов.
- Экстракция урана из рудных растворов. Физико-химические основы процесса. Характеристика и классификация экстрагентов. Статика экстракции. Аппаратурное оформление экстракции.
- Осаждение урана из растворов (производство химических концентратов). Теоретические основы процесса. Осаждение из растворов после выщелачивания. Осаждение из десорбатов и реэкстрактов. Аппаратура для осаждения и сушки концентратов урана.
- Получение чистых солей урана из концентратов (аффинаж). Экстракционный аффинаж с использованием ТБФ. Осадительный аффинаж урана.
- Производство оксидов урана. Характеристика оксидов и области их применения. Получение триоксида из уранилнитрата (денитрация). Получение оксидов из оксалатов и из аммонийуранилтрикарбоната. Восстановление высших оксидов до диоксида урана. Аппаратурное оформление денитрации и восстановления триоксида до диоксида урана.
- Сырьевые источники для получения фторирующих реагентов. Фторсодержащие руды и минералы. Выбор фторсодержащих руд и минералов.
- Фторирующие реагенты. Безводный фтороводород и фтористоводородная кислота. Физико–химические свойства.
- Производство безводного фтороводорода. Способы получения. Производство безводного фтороводорода сульфатизацией флюорита.
- Производство фтора. Состав электролита. Анодные материалы. Промышленные электролизеры.
- Очистка фтора. Получение сжатого фтора.
- Улавливание фтора из сбросных газов. Абсорбционные способы улавливания. Поглощение фтора растворами щелочей. Улавливание фтора на натронной извести. Улавливание фтора на активированном оксиде алюминия. Методы анализа фтора.
- Общая характеристика фторидов урана, тория и плутония. Основные определения.
- Производство фторидов урана, тория и плутония. Гидрометаллургические методы. Пирометаллургические (термические) методы.
- Технология тетрафторида урана. Физико–химические свойства тетрафторида урана. Получение тетрафторида урана из диоксида термическими методами. Термодинамика и кинетика процесса гидрофторирования.
- Гидрофторирование в шнековых реакторах. Гидрофторирование в «кипящем» слое. Применение для гидрофторирования виброреакторов.
- Гидрофторирование диоксида урана плавиковой кислотой. Применение фторидов аммония для фторирования. Использование фреонов в процессе фторирования.
- Получение тетрафторида урана восстановлением его гексафторида. Сравнение достоинств и недостатков гидрометаллургических и термических методов получения тетрафторида урана.
- Технология получения гексафторида урана. Общая характеристика и физико–химические свойства. Способы получения и использование элементного фтора для фторирования соединений урана.
- Технология получения гексафторида урана методами прямого фторирования. Термодинамические и кинетические обоснования фторирования. Влияние температуры и парциального давления фтора на процесс фторирования.
- Чистота гексафторида урана и поведение примесей при фторировании
- Конструкции аппаратов и технологические схемы получения гексафторида урана. Фторирование в шнековых реакторах. Фторирование в пламенных реакторах. Фторирование оксидов урана.
- Выделение гексафторида урана из газовой фазы после фторирования. Вымораживание в виде твердого вещества. Конденсация в жидком виде. Абсорбция инертными растворителями.
- Очистка отходящих газов. Требования к гексафториду урана. Методы отделения гексафторидов U от летучих фторидов. Сорбционные методы. Сорбция на фторидах натрия и кальция.
- Методы разделения изотопов U. Электромагнитный, газодиффузионный, центробежный, лазерный и др. методы.
- Переработка гексафторида урана. Цель переработки и виды перерабатываемого продукта. Гидролиз гексафторида урана в водной среде.
- Восстановление гексафторида урана водородом. Превращение гексафторида урана в диоксид в пламенном реакторе. Пирогидролиз UF6.
- Кинетика процесса пирогидролиза и восстановления. Получение U3O8 или диоксида урана из гексафторида урана, обедненного изотопом U235.
- Металлургия урана и тория.
- Конструкционные материалы, применяемые во фторидных технологиях.
- Безопасность труда при работе с ураном и торием. Токсикологическая характеристика соединений урана и тория. Радиационная характеристика урана. Мероприятия по безопасной работе с ураном и торием.