Уран относится к рассеянным элементам. Благодаря высокой химической активности он находится в чрезвычайно разнообразных формах; число включающих его минералов превышает 200. Для месторождений характерны 2 генетических типа: гидротермальный (растянутость рудного тела по глубине) и гидрогенный (пластовые залежи). Это в значительной степени определяет способ добычи - подземный (для первого типа) или открытый (карьерный) для второго. Возникшая в 1940-х гг. промышленная добыча урана первоначально базировалась на традиционном способе горной индустрии - подземной разработке с глубокими шахтными проходками (600...900 м), формируемыми буровым и буровзрывным способами. Высокая степень механизации шахт (80...90%) обеспечивает производительность подземного способа 8... 10 м3/чел.-смену. Технически решены специфические проблемы урановых производств, обусловленные радиоактивным загрязнением атмосферы рудников, а также повышенным тепловыделением из пород и шахтных вод.
С начала 1960-х гг. для отдельных месторождений получил развитие открытый способ. Применение высокопроизводительных роторных комплексов позволяет достигнуть выработки 80... 110 м3/чел.-смену.
Для бедных месторождений экономично применение подземного выщелачивания с нагнетанием в рудное тело через 10-15-сан-тиметровые скважины (с обсадкой трубами из полихлорвинила, стекловолокна, стали) выщелачивающего агента с окислителем. В результате с продуктовым потоком на поверхность извлекают U308 с содержанием 30...60 мг/л для последующей обработки.
Ввиду многообразия рудных носителей урана технологии извлечения урана и используемое оборудование могут существенно различаться.
Основными стадиями, как правило, являются:
- механическая обработка руд: дробление, измельчение, классификация, обогащение (гравитационные, флотационные, магнитные, радиометрические методы);
- выщелачивание урана (сернокислотный, карбонатный процессы или их сочетание), проводимое перколяционными, агитационными, автоклавными способами. Автоклавное выщелачивание, позволяющее достигать высоких температур (430 К) и давлений (6 МПа), наиболее эффективно для трудновскрываемых руд. Характерные параметры процессов выщелачивания приведены в табл. В.З. 1;
- получение технического оксида урана (и308) из щелоков с использованием преимущественно ионообменных процессов (катионо-или анионообменная сорбция), экстракции (ди-2-этилгексилфосфорная кислота, триалкиламины, трибутилфосфат) или процессов, сочетающих сорбцию и экстракцию;
- аффинажная очистка технической закиси-окиси («желтого кека») или аммонийной (натриевой) соли урановой кислоты с содержанием урана не менее 65 % преимущественно экстракцией трибутилфосфатом с последующим осаждением, например, аммонийно-карбонатной соли NH4U02(C03)3, прокаливанием ее до U3Og с одновременным восстановлением до товарного диоксида U02.
Аффинажные стадии могут осуществляться либо непосредственно на рудоперерабатывающих производствах, либо на специальных заводах; в России такими завершающими предприятиями являются Машиностроительный завод (МСЗ, г. Электросталь) и Новосибирский завод химических концентратов (НЗХК).
Химические технологии выделения урана из руд обеспечивают требуемую ядерную чистоту получаемых продуктов (свыше 99,95 %); содержание отдельных, в частности нейтрон-поглощающих элементов, при этом составляет менее КГ3...КГ5 %.
Рудодобывающая урановая индустрия продолжает развиваться и совершенствоваться. Решению задач компенсации больших трудозатрат и снижения стоимости добычи редкоземельных и других элементов с получением фосфатных, нитратных и комплексных удобрений. Для России важной проблемой является разведка и освоение новых ураноносных месторождений приемлемой рентабельности.