Урановые минералы

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Геолого-географический факультет

Кафедра геологии

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Кристаллография и минералогия»

Урановые минералы

ОГУ 21.05.02 4 6 14 062 ПЗ

                           

 

 

 

Руководитель работы

Ст. преподаватель

________________Е. Б. Савилова

«____»________________2014 г.

Исполнитель

Студент группы 13ПГ(с)ГС

_________________ М.О. Юланов

«____»_____________2014г.

 

 

 

Оренбург, 2014

 

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Геолого-географический факультет

Кафедра геологии

 

 

Задание на курсовую работу

по дисциплине «Кристаллография и минералогия»

направления подготовки (специальность) 21.05.02 ПГ(с)

Урановые минералы

 

 

Исходные данные: данные сети Интернет, а также публикации отечественных геологов по исследуемой проблеме.

Перечень подлежащих разработке вопросов:

 а) изучить свойства и практическое применение урановых минералов;

б) исследовать методы определения вещественного состава урановых минералов;

в) обосновать перспективы развития добычи урана и урановых минералов для современной России

Перечень графического материала:

Данная курсовая работа содержит 12 рисунков отображающие минералы урана.

 

Дата выдачи задания «____»______________ 2014 г.

Руководитель

старший преподаватель                      Е. Б. Савилова

Исполнитель

студент группы 13ПГ(с) ГС                  М.О. Юланов

Срок защиты работы « ___»_____________ 2014 г. 

АННОТАЦИЯ

В данной курсовой работе рассматриваются методы определения вещественного состава урановых минералов, их свойства и характеристики. на примере уранинита, карнотита, самарксита и других минералов, а также их практическое применение. Структура данной курсовой работы выглядит следующим образом: в первом раздел описаны методы определения вещественного состава урановых минералов. Во втором разделе отображается информация об уране. В третьем разделе рассмотрены свойства и характеристики урановых минералов, их практическое применение. Работа выполнена печатным способом на 29 страницах с использованием 3 источников, содержит 12 рисунков.

ABSTRACT

In the course of this paper deals with methods for determining the material composition of uranium minerals, their properties and characteristics. for example, uraninite, carnotite, samarksita and other minerals, as well as their practical application. The structure of the course work is as follows: The first section describes the methods for determining the material composition of uranium minerals. The second section displays information about the uranium. The third section deals with the properties and characteristics of uranium minerals, their practical application. The work is done by printing on __ pages using 3 sources, contains 14 images.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Цель данной курсовой работы- ознакомиться с минералами урана, изучить их характеристики, свойства диагностические признаки, месторождения и практическое применение.

Изучение урана и его минералов является актуальной задачей для ученых, так как данные минералы широко используются в промышленности, в геологии, в оборонном деле и в других сферах.

В курсовой работе наглядно иллюстрируются урановые минералы, описаны их физические и химические свойства, благодаря которым становится возможным проанализировать полезность и доступность каждого описанного минерала в геологической или любой другой деятельности.

Изучение вещественного состава урановых минералов проводится при помощи радиометрических методов, методов отпечатка и других методов которые описаны в курсовой работе.

 

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА УРАНОВЫХ МИНЕРАЛОВ

Для определения вещественного состава урановых минералов существует несколько методов. Выбор таких методов зависит от минералогических особенностей, размеров, форм выделений минералов и их парагенетических ассоциаций. В зависимости от использования излучений эти группы делятся на альфа-, бета-, гамма- излучения.

РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Эти методы основаны на ионизирующем действии радиоактивных излучений. Они позволяют определить общую радиоактивность руд и пород в штуфах и дать количественную оценку радиоактивности исследуемого материала в порошках. Различают две основные группы методов: ионизационные и импульсные. Ионизационные методы основаны на применении электрометров, а импульсные на применении различного типа счетчиков

Альфа- метод основан на измерении суммарной ионизации, возникшей в ионизационной камере под действием альфа-частиц, испускаемых поверхностным слоем исследуемого образца. На результаты измерений этим методом влияет сдвиг радиоактивного равновесия, влажность образца и пр., поэтому его применение ограничено. При ориентировочных измерениях он дает возможность установить наличие элементов ториевого ряда и примерно определить эманирование руды по торию.

Бэта-метод основан на измерении суммарной ионизации, вызываемой бета-  и гамма- лучами радиоактивных элементов, или на подсчете отдельных бета-частиц. Импульсный бета-метод в настоящее время является основным методом, так как он позволяет анализировать малые навески пробы при значительно меньшей, по сравнению с другими методами, затрате времени.

Гамма-метод основан на подсчете отдельных гамма-квант при помощи различного типа счетчиков. Основными гамма-излучателями, как известно, являются RaB и RaC, составляющие 98% всего гамма-излучения ряда уран-радий, поэтому гамма-методом измеряется в пробе количество радия а не урана. В связи с этим любое смещение равновесия и эманиплексе с бета-методом при анализе неравновесных и комплексных руд. При измерении равновесных руд гамма-метод не имеет никаких преимуществ перед бета-методом и в лучшем случае дает равноценные результаты, являясь при этом менее чувствительным методом.

При радиометрических анализах в настоящее время используется следующая аппаратура: для ионизационных методов – электрометры, для импульсных методов – лабораторные радиометры и пересчетные установки.

К радиометрическим методам также относится и радиохимический метод.  
ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ МЕТОДЫ

Перловый анализ-основан на способности всех урановых минералов давать при сплавлении с фторидом натрия перл, люминесцирующий желтовато-зеленым цветом в ультрафиолетовых лучах. Перловый анализ является очень чувствительным, позволяющим быстро производить качественное и полуколичественное определение урана из минимального количества вещества, а также определять природу радиоактивности.

Количественное определение урана осуществляется методом сравнения испытуемых перлов с эталонными. Для этого в ушке платиновой проволочки сплавляют 50мг фторида натрия и приплавляют к нему 0.5 мг испытуемого минерала. Для полного перевода последнего в растворимое состояние необходимо сплавление перла проводить при температуре 800-900 градусов, иначе результат определения содержания урана может оказаться заниженным. Определению урана в перле мешает ниобий, который с фторидом натрия вызывает люминесценцию, несколько сходную с люминесценцией урана и отличающуюся лишь более слабой интенсивностью спектра. Производить количественное определение урана в минералах, содержащих ниобий, невозможно.

Гасителями люминесценции перлов являются: марганец, железо, медь, свинец и висмут, причем первые два элемента оказывают более сильное гасящее действие.

Люминесценция минералов. Этот анализ основан на способности соединений шестивалентного урана люминесцировать в ультрафиолетовых лучах.

Урановые минералы довольно полно изучены по люминесцентным свойствам в длинных волнах спектра.

Для наблюдения фотолюминесценции применяются кварцево-ртутные лампы различных конструкций, снабженные светофильтром Вуда. В полевых условиях могут быть использованы солнечные люминоскопы. Для наблюдения люминесценции используются спектрографы.

Люминесцентный анализ является очень важным для выявления и диагностики некоторых вторичных урановых минералов. Минералы, содержащие в своем составе медь, свинец, железо, марганец, висмут, обычно не люминесцируют.

При помощи этого анализа легко установить в породе мельчайшую вкрапленность люминесцирующих урановых минералов, неуловимых невооруженным глазом. 
МЕТОД ОТПЕЧАТКА

Метод отпечатка или контактный метод определения элементов в минералах детально разработан С.А. Юшко. Здесь он приводится с некоторым дополнением к способу определения урана. Этот метод прост и доступен и позволяет даже в полевых условиях обнаруживать урановые минералы в руде, определять характер распределения их в руде и при необходимости может заменить радиографический метод.

Метод отпечатка основан на получении нерастворимого осадка соли уранила при действии на раствор проявителем. Растворителем являются минеральные кислоты различных концентраций, переводящие уран в раствор в виде уранилнитрата. Проявителем служит 5%-ный раствор ферроцианида калия. Взаимодействуя с нитратом уранила, он дает не растворимый в воде красновато-коричневый осадок комплексной соли, фиксипующийся на фотографической, чертежной или фильтровальной бумаге. На последней получается менее четкие отпечатки, но она незаменима в полевых условиях, когда нужно определить распределение урановых минералов в штуфе без пришлифовки последнего. Для получения отпечатка фильтровальную бумагу надо смочить растворителем, завернуть в нее штуф так, чтобы она плотно прилегала к его поверхности, подержать 2-3 минуты и, не разворачивая, покапать проявителем. Красновато-коричневые пятна, выступившие на фильтровальной бумаге, указывают на участки шуфа, содержащие урановые минералы. Этот способ помогает легко ориентироваться при отборе материала для изготовления шлифов. 
УРАН И ЕГО СВОЙСТВА

Ура́н (устаревший вариант ура́ний) — химический элемент с атомным номером 92 в периодической системе, атомная масса 238,029; обозначается символом U (лат. Uranium), относится к семейству актиноидов.

Уран широко распространён в природе. Содержание в земной коре составляет 0,0003 % (вес.), концентрация в морской воде 3 мкг/л. Количество урана в слое литосферы толщиной 20 км оценивается в 1,3·1014 т, в морской воде — в 109—1010 т

Основная масса урана находится в кислых породах с высоким содержанием кремния. Значительная масса урана сконцентрирована в осадочных породах, особенно богатых органикой. В больших количествах как примесь уран присутствует в ториевых и редкоземельных минералах (ортит, сфен CaTiO3[SiO4], монацит (La,Ce)PO4, циркон ZrSiO4, ксенотим YPO4 и др.). Важнейшими урановыми рудами являются настуран (урановая смолка, уранинит) и карнотит. Основными минералами — спутниками урана являются молибденит MoS2, галенит PbS, кварц SiO2, кальцит CaCO3, гидромусковит и др..

Россия по запасам урана, с учетом резервных месторождений, занимает 3-е место в мире (после Австралии и Казахстана). В месторождениях России содержится почти 550 тыс. т запасов урана, или немногим менее 10 % его мировых запасов; около 63 % их сосредоточено в Республике Саха (Якутия). Основными месторождениями урана в России являются: Стрельцовское, Октябрьское, Антей, Мало-Тулукуевское, Аргунское молибден-урановые в вулканитах (Забайкальский край), Далматовское урановое в песчаниках (Курганская область), Хиагдинское урановое в песчаниках (Республика Бурятия), Южное золото-урановое в метасоматитах и Северное урановое в метасоматитах (Республика Якутия). Кроме того, выявлено и оценено множество более мелких урановых месторождений и рудопроявлений.

Природный уран состоит из смеси трёх изотопов: 238U (изотопная распространённость 99,2745 %, период полураспада T1/2 = 4,468·109 лет), 235U (0,7200 %, T1/2 = 7,04·108 лет) и 234U (0,0055 %, T1/2 = 2,455·105 лет)[8]. Последний изотоп является не первичным, а радиогенным, он входит в состав радиоактивного ряда 238U.

Радиоактивность природного урана обусловлена в основном изотопами 238U и его дочерним нуклидом 234U. В равновесии их удельные активности равны. Удельная активность изотопа 235U в природном уране в 21 раз меньше активности 238U.

На данный момент известно 23 искусственных радиоактивных изотопа урана с массовыми числами от 217 до 242. Наиболее важный из них — 233U (T1/2 = 1,59·105лет) получается при облучении тория-232 нейтронами и способен к делению под воздействием тепловых нейтронов, что делает его перспективным топливом для ядерных реакторов. Наиболее долгоживущим из изотопов урана, не встречающихся в природе, является 236U с периодом полураспада 2,39·107 лет.

Изотопы урана 238U и 235U являются родоначальниками двух радиоактивных рядов. Конечными элементами этих рядов являются изотопы свинца 206Pb и 207Pb.

В природных условиях распространены в основном изотопы 234U, 235U и 238U с относительным содержанием 234U:235U:238U = 0,0054 : 0,711 : 99,283. Почти половина радиоактивности природного урана обусловлена изотопом 234U, который, как уже отмечено, образуется в ходе распада 238U. Для отношения содержаний 235U : 238U, в отличие от других пар изотопов и независимо от высокой миграционной способности урана, характерно географическое постоянство: 238U/235U = 137,88. Величина этого отношения в природных образованиях не зависит от их возраста. Многочисленные натурные измерения показали его незначительные колебания. Так, в роллах величина этого отношения относительно эталона изменяется в пределах 0,9959—1,0042, в солях — 0,996—1,005. В урансодержащих минералах (настуран, урановая чернь, циртолит, редкоземельные руды) величина этого отношения колеблется в пределах 137,30—138,51, причём различие между формами UIV и UVI не установлено; в сфене — 138,4. В отдельных метеоритах выявлен недостаток изотопа 235U. Наименьшая его концентрация в земных условиях найдена в 1972 г. французским исследователем Бужигесом в местечке Окло в Африке (месторождение в Габоне). Так, в природном уране содержится 0,720 % урана 235U, тогда как в Окло оно уменьшается до 0,557 %. Это послужило подтверждением гипотезы о существовании природного ядерного реактора, который стал причиной выгорания изотопа 235U. Гипотеза была высказана Джорджем Ветриллом (George W. Wetherill) из Калифорнийского университета в Лос­-Анджелесе, Марком Ингрэмом (Mark G. Inghram) из Чикагского университета и Полом Курода (Paul K. Kuroda), химиком из Университета Арканзаса, ещё в 1956 г. описавшим процесс. Кроме этого, в этих же округах найдены природные ядерные реакторы: Окелобондо, Бангомбе (Bangombe) и др. В настоящее время известно 17 природных ядерных реакторов.

Физические свойства урана:

Уран — очень тяжёлый, серебристо-белый глянцеватый металл. В чистом виде он немного мягче стали, ковкий, гибкий, обладает небольшимипарамагнитными свойствами. Уран имеет три кристаллические модификации:

  •  (стабильна до 667,7 °C), ромбическая сингония, пространственная группа C mcm, параметры ячейки a = 0,2858 нм, b = 0,5877 нм, c = 0,4955 нм, Z = 4;

  •  (стабильна от 667,7 °C до 774,8 °C), тетрагональная сингония, пространственная группа P 42/mnm, параметры ячейки a = 1,0759 нм, c = 0,5656 нм, Z = 30;

  •  (существующей от 774,8 °C до точки плавления), кубическая сингония, пространственная группа I m3m, параметры ячейки a = 0,3524 нм, Z = 2.

Применение урана:

Ядерное топливо

Наибольшее применение имеет изотоп урана 235U, в котором возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Поэтому этот изотоп используется как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии. Выделение изотопа U235 из природного урана — сложная технологическаяпроблема (см. разделение изотопов).

Приведем некоторые цифры для реактора мощностью 1000 МВт, работающего с нагрузкой в 80 %, и вырабатывающего 7000 ГВт·ч в год. Работа одного такого реактора в течение года требует 20 тонн уранового топлива с содержанием 3,5 % U-235, который получают после обогащения примерно 153 тонн природного урана.

Изотоп U238 способен делиться под влиянием бомбардировки высокоэнергетическими нейтронами, эту его особенность используют для увеличения мощности термоядерного оружия (используются нейтроны, порождённые термоядерной реакцией).

В результате захвата нейтрона с последующим β-распадом 238U может превращаться в 239Pu, который затем используется как ядерное топливо.

Уран-233, искусственно получаемый в реакторах из тория (торий-232 захватывает нейтрон и превращается в торий-233, который распадается впротактиний-233 и затем в уран-233), может в будущем стать распространённым ядерным топливом для атомных электростанций (уже сейчас существуют реакторы, использующие этот нуклид в качестве топлива, например KAMINI в Индии) и производства атомных бомб (критическая масса около 16 кг).

Уран-233 также является наиболее перспективным топливом для газофазных ядерных ракетных двигателей.

Тепловыделяющая способность урана:

1 тонна обогащенного урана  по тепловыделяющей способности  равна 1 миллиону 350 тысячам тонн  нефти или природного газа.

Геология:

Основное применение урана в геологии — определение возраста минералов и горных пород с целью выяснения последовательности протекания геологических процессов. Этим занимается геохронология. Существенное значение имеет также решение задачи о смешении и источниках вещества.

В основе решения задачи лежат уравнения радиоактивного распада:

где 238Uo, 235Uo — современные концентрации изотопов урана;  ;   —постоянные распада атомов соответственно урана 238U и 235U.

Весьма важным является их комбинация:

.

Здесь

В связи с тем, что горные породы содержат различные концентрации урана, они обладают различной радиоактивностью.


 

 

 

 

 

 

 

Рис.№1: минерал уран

 

МИНЕРАЛЫ УРАНА

Урановые минералы - это минералы в которых уран присутствует в виде основного компонента, и в состав которых входит в виде изоморфной примеси.

В наше время известно около 100 различных урановых минералов, 12 из которых активно используются в промышленности для получения радиоактивных материалов. Наиважнейшими минералами являются окислы урана (уранит и его разновидности – настуран и урановая чернь), его силикаты (коффинит), титаниты (давидит и браннерит), а также водные фосфаты и урановые слюдки.

Урановые руды классифицируют по различным признакам. В частности, их различают по условиям образования. Одним из видов являются, так называемые, эндогенные руды, которые отложились под воздействием высоких температур и давления из пегматитовых расплавов и водных  растворов. Эндогенные руды характерны для складчатых областей и активизированных платформ. Экзогенные руды формируются в близкоповерхностных условиях и даже на поверхности Земли в процессе накопления осадков (сингенетические руды) или в результате циркуляции грунтовых вод (эпигенетические руды). Возникают преимущественно на поверхности молодых платформ. Метаморфогенные руды, возникшие при перераспределения первично рассеянного урана в процессе метаморфизма осадочных толщ. Метаморфогенные руды характерны для древних платформ.

Кроме того, урановые руды подразделяют на природные типы и технологические сорта. По характеру урановой минерализации различают: первичные урановые руды – (содержание U4 + не менее 75% от общего количества), окисленные урановые руды (содержат в основном U6 +) и смешанные урановые руды, в которых U4 + и U6 + находятся примерно в равных соотношениях. От степени окисления урана зависит технология их обработки. По степени неравномерности содержания U в кусковой фракции горной породы («контрастности») выделяют весьма контрастные, контрастные, слабо контрастные и неконтрастные урановые руды. Этот параметр определяет возможность и целесообразность обогащения урановых руд.

По размерам агрегатов и зёрен урановых минералов выделяются: крупнозернистые  (свыше 25 мм в поперечнике), среднезернистые (3–25 мм), мелкозернистые (0,1–3 мм), тонкозернистые (0,015–0,1 мм) и дисперсные (менее 0,015 мм) урановые руды. Размеры зёрен урановых минералов также определяют возможность обогащения руд. По содержанию полезных примесей урановые руды бывают: урановые, уран-молибденовые, уран-ванадиевые, уран-никель-кобальт-висмут-серебряные и другие.

По химическому составу примесей урановые руды разделяют на: силикатные (состоят в основном из силикатных минералов), карбонатные (более 10–15% карбонатных минералов), железоокисные (железо-урановые руды), сульфидные (более 8–10% сульфидных минералов) и каустобиолитовые, состоящие в основном из органического вещества.

Химический состав руд часто определяет способ их переработки. Из силикатных руд уран выделяется кислотами, из карбонатных – содовыми растворами. Железо-окисные руды подвергаются доменной плавке. Каустобиолитовые урановые руды иногда обогащаются путём сжигания.

По содержанию урана выделяются 5 сортов руд: очень богатые руды (свыше 1% урана); богатые (1–0,5%), средние (0,5–0,25%), рядовые (0,25–0,1%) и бедные (менее 0,1%). Из руд, содержащих 0,01–0,015% урана, он извлекается в качестве побочного продукта.

Как уже говорилось выше, содержание урана в земной коре достаточно невелико. В России имеется несколько месторождений урановых руд:

Жерловое и Аргунское месторождения. Располагаются в Краснокаменском районе Читинской области. Запасы Жерлового месторождения составляют 4137 тысяч тонн руды, в которых содержится всего лишь 3485 тонн урана (среднее содержание 0,082%), а также 4137 тонн молибдена (содержание 0,227%). Запасы урана на Аргунском месторождении по категории С1 составляют 13025 тысяч тонн руды, 27957 тонн урана (среднее содержание 0,215%) и 3598 тонн молибдена (при среднем содержании 0,048%). Запасы по категории С2 составляют: 7990 тысяч тонн руды, 9481 тонн урана (при среднем содержании 0,12%) и 3191 тонн молибдена (среднее содержание 0,0489%). Здесь добывается примерно 93% всего российского урана.

5 урановых месторождений (Источное, Количканское, Дыбрынское, Намарусское, Кореткондинское) расположены на  территории Республики Бурятия. Суммарные разведанные запасы  месторождений составляют 17,7 тысяч  тонн урана, прогнозные ресурсы  оцениваются еще в 12,2 тысяч тонн.

Хиагдинского урановое месторождение. Добыча ведется методом скважинного подземного выщелачивания. Разведанные запасы этого месторождения по категории C1+C2 оценены в 11,3 тысяч тонн. Месторождение расположено на территории республики Бурятия.

Радиоактивные материалы применяются не только для создания ядерного оружия и топлива. Так, например, уран в небольших количествах добавляют в стекло, для придания ему цвета. Уран входит в состав различных металлических сплавов, применяется в фотографии и других сферах.

Главные урановые минералы: оксиды — уранинит, урановая смолка, урановая чернь; силикаты — коффинит; титанаты — браннерит; уранилсиликаты — уранофан, бетауранотил; уранил-ванадаты — карнотит, тюямунит; уранилфосфаты —отенит, торбернит. Кроме того, уран в рудах нередко входит в состав минералов, содержащих Р, Zr, Ti, Th и TR (фторапатит, лейкоксен, монацит, циркон, ортит, торианит, давидит и др.), или находится в сорбированном состоянии в углистом веществе. 
УРАНИНИТ

Уранинит - минерал, безводный окисел урана (U4+) с идеализированной формулой UO2(справедлива только для синтетических материалов). Все природные Уранинит наряду с UO2 содержат и UO3; соотношение UO2 к UO3 выражается величиной т. н. кислородного коэффициента, который колеблется от UO2,17до UO2,92.

Химический состав

Как известно из химии, уран с кислородом даёт или закись урана UO2, называемую также двуокисью (чёрного цвета), и аморфную трехокись урана UO3 (жёлтого цвета). Но химический состав встречающихся в природе кристаллов уранинита не отвечает приводимой формуле, он является промежуточным между UO2 и UO3 и может достигать U3O8. Наличие в составе уранинита U+6, вероятно, обязано процессу окисления. Содержит Rа, Ас, Ро и другие продукты радиоактивных превращений. Как конечный продукт радиоактивного распада U и Тh в уранинитах всегда присутствует радиогенный РЬ (изотопы РЬ206, РЬ207 и РЬ208). Содержание его нередко достигает 10-20%. Однако в урановых рудах часто устанавливается и обычный свинец (за счёт включений галенита), содержащий, кроме указанных изотопов, также изотоп РЬ204 в постоянном количестве (около 10%) по отношению к другим изотопам. Некоторые разности уранинита, носящие специальные названия клевеит или нивенит, содержат редкие земли (Се, Lа, Еr..), а также Y. Их количество достигает нескольких процентов (до 12%). Для крупнокристаллических разностей, встречающихся в пегматитах, характерно содержание Тh. Изредка в значительных количествах (до 7,5%) присутствует Zr. Устанавливаются также газы: Не, Ar, N, СО2 и др. Гелий во всех случаях является результатом радиоактивного распада. Почти постоянно присутствует Н2O, входящая в состав при изменении вещества.

Структура и облик

Кристаллизуется в кубической сингонии. Кристаллическая структура идеального уранинита аналогична структурефлюорита, гексаоктаэдрический вид симметрии m3m, пространственная группа Fm3m. В природных уранинитах, в связи с вхождением в структуру уранильных групп UO2+, симметрия кристаллической решётки снижается и возникает примитивная кубическая структура; наиболее часто встречающиеся формы кристаллов - кубы, октаэдрыи их комбинации. 
Облик кристаллов кубический с подчиннным развитием граней октаэдра и ромбического додекаэдра. Встречаются октаэдрические, изредка ромбододекаэдрические кристаллы, вросшие в породу, размеры их обычно небольшие (иногда до 1 см.). двойники прорастания по флюоритовому закону редки. Чаще наблюдаются в виде характерных агрегатов - колломорфных почковидных форм сферолитового строения. Такие разности называют урановой смоляной рудой, урановой смолкой, настураном (от греч. "настое" - плотный). Характерны также матовые сажистые налёты или порошковатые массы, называемые урановой чернью.

Свойства

Цвет чёрный со смоляным блеском. Хрупок. Твёрдость 5–6, плотность 8–10 г/cм3 (у настурана 6–9,2 г/cм3). Под паяльной трубкой не плавится, окисленные разности уранинита довольно легко растворимы в HNO3, H2SO4 и в HF. А в HCl он растворяется медленно и с трудом.

Нахождение

Собственно уранинит - высокотемпературный минерал, характерен для гранитных и сиенитовых пегматитов в ассоциации со сложными ниобо-тантало-титанатами урана (самарскит, колумбит, пирохлор и др.), цирконом, монацитом; встречается также в гидротермальных, скарновых и осадочных месторождениях. Настуран образуется в основном в низкотемпературных гидротермальных и осадочных месторождениях; спутниками настурана являютсясульфиды, арсениды Ni и Co, самородные висмут, мышьяк и серебро, карбонаты и др. Урановые черни особенно характерны для гидротермальных сульфидно-урановых и осадочных месторождений.

Уранинит легко изменяется в зоне окисления и служит исходным материалом для образования гидроокислов, силикатов, фосфатов и др. минералов U6+. Все разновидности уранинита являются основой урановых руд. Крупные месторождения уранинита известны в Канаде (Большое Медвежье озеро), США (район Джилпин в Колорадо), Африке (Казоло и Шинколобве в респ. Конго), Австралии, Чехии (Яхимов), Франции и в России тоже.

В уранинитовых рудах содержится радий в кол-вах до неск. стотысячных долей процента по отн. к урану. Получаемые при обработке урановых руд препараты радия применяются в медицине для лечения злокач. опухолей.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.№2: минерал уранинит

 

КАРНОТИТ

Карнотит - минерал, островной уранил-ванадат калия из группы карнотита семейства урановых слюдок, химическая формула K2[UO2]2[VO4]2 ×3H2O. Назван в честь французского горного инженера и химика М.А. Карно.

Свойства

Цвет канареечно- или лимонно-желтый. Блеск тусклый (в землистых массах), перламутровый на плоскостях спайности; прозрачен до просвечивающего. Излом ступенчатый, неровный. Спайность весьма совершенная по (001). Сильно радиоактивен.

Морфология

Кристаллы мелкие, обычно плохо образованные, изредка мелкие сферолиты. Чаще образует землистые и порошковатые массы, иногда налёты и корочки. В Австралии, на месторождении Радиум-Хилл наблюдались налеты карнотита на давидите, представляющие собой продукт изменения последнего.

Происхождение и месторождения

Распространен в зоне выветривания осадочных пород, главным образом песчаников, обогащенных органическими остатками. Встречается в виде вкрапленности в песчаниках. Продукт окисления первичных минералов урана и ванадия. Впервые был найден в ванадиеносных песчаниках юрского возраста в штатах Юта и Колорадо (США). Встречен также в известковистых песчаниках в провинции Шаба (Демократическая Республика Конго), Радиум-Хилл (Австралия), в Мексике, Марокко, Австралии. Важная руда урана и ванадия.