Торий цена за грамм 2017

Торий цена за грамм 2017

К посту на СЛ — http://smart-lab.ru/blog/news/241694.php

— Почему собака чешет себе яйца? Потому что может!
— Почему Россия продаёт нефть? Потому что может!
— Почему нельзя спать на потолке? Неудобно. Одеяло сползает.

Классическая фраза «железного канцлера» Отто фон Бисмарка, данное им «Петербургской газете», издававшейся в Санкт-Петербурге на немецком языке, гласит следующее: «Политика есть учение о возможном».

Впоследствии «учение» заменили на «искусство», но смысл фразы не поменялся — политика имеет дело только с реальностью, с достижимыми целями, а всё то, что лежит за гранью возможного (реального), — это не политика, это благие пожелания, пустые декларации, фата-моргана и бесполезная трата времени.

Я стараюсь в своём журнале не писать о политике в её чистом, незамутнённом виде. Броуновское движение политических партий столь же осмысленно, как и поведение молекул идеального газа. Все они куда-то спешат и преисполнены своей важности. По факту же мы всегда можем измерять температуру и давление в колбе и всё рассказать о бесконечно сложной судьбе всех молекул этого газа.

Ведь экономика и наука — есть вещи, гораздо более детерминированные, нежели эфемерная и непостоянная политика. И да, экономика и наука — это тоже искусство возможного.
В науке есть вещи, невозможные по определению, такие как «вакуумная акустика», в экономике тоже есть "невозможная троица", однако, на деле, границы возможного и в науке, и в экономике гораздо уже, нежели оксюмороны, невозможность которых интуитивно понятна всем и каждому.

Засим, у нас воспоследует первая КДПВ (картинка для привлечения внимания):


Девушка, монацитовый песок, солнечный ожог. Холст, масло, неизвестный автор.

Начнём наш рассказ с разговора о нашем старом знакомом — суперстабильном, дважды ордена Ленина дважды чётном, радиоактивном изотопе тория 232Th.
Разговор о тории, как и в случае урана, лучше начать с его получения из неживой природы — то есть с повествования о его добыче.

В небольших количествах торий присутствует во всех горных породах (например, в граните), в грунтах и в почвах. Торий концентрируется в природе в нескольких минералах, в основном — в монаците — смешанном фосфате редкоземельных элементов (в основном – церия) и тория (до 12% ThО2).
В жизни монацит выглядит, как блестящий мелкий чёрный «песочек», и товарищи отдыхающие часто даже не понимают, что отдыхая где-нибудь на бразильской Копакабане, они, кроме яркого солнышка сверху, одновременно получают и живительную альфу, бету и гамму радиацию непосредственно снизу, прямо из весёлого песочка пляжа. Вот так — загорал на спине, а жопа почему-то тоже сгорела.
Именно по данному минералу оцениваются промышленные, рентабельные к отработке запасы тория в той или иной стране. Монацит в довольно больших прибрежных отложениях найден в Индии и в Южной Америке (привет, Бразилия!)

Содержание тория в земной коре в 3 раза выше содержания урана. Но проблема поиска месторождений тория сходна с проблемой поиска месторождений редкоземельных металлов — его способность к концентрации очень слабая и торий весьма неохотно собирается в сколь-либо значительные залежи, являясь очень рассеянным элементом земной коры.

В силу вышеизложенного момента сам торий обычно не добывается. Его в качестве побочного продукта извлекают при добыче редкоземельных элементов или урана. Во многих минералах, в том числе и в монаците, торий легко замещает атом редкоземельного элемента, что и объясняет сродство тория с месторождениями редких земель.

Монацит – минерал прочный, устойчивый против выветривания. При выветривании горных пород, особенно интенсивном как раз в тропической и субтропической зонах, когда почти все другие минералы разрушаются и растворяются водой, монацит не изменяется.
Ручьи и реки уносят его к морю вместе с другими устойчивыми минералами – цирконом, кварцем и минералами титана. Волны морей и океанов довершают работу по разрушению и сортировке минералов, накопившихся в прибрежной зоне. Под их влиянием происходит концентрирование тяжелых минералов, отчего пески морских пляжей, рядом с которыми с континента вытекали реки, выносившие монацит и другие минералы, приобретают темную окраску.
Так на пляжах формируются монацитовые россыпи – «чёрные пески» на картинке сверху.
Индийские монациты содержат в среднем 9,9% ThО2, бразильские — всего 6,8%.
Наиболее крупные месторождения этого типа находятся на южном и восточном побережьях Индии (штаты Керала, Мадрас, Андхра-Прадеш, Орисса) и на восточном берегу Бразилии (штаты Минас-Жераис, Баия, Эспирпту-Санту, Рио-де-Жанейро).
В песке пляжа содержание самого монацита в индийских россыпях варьирует от 0,5 до 2,0%, в бразильских, более богатых — от 2,0 до 5,0%, но кое-где попадаются участки практически сплошного «чёрного пляжа».

Единственным же в мире коренным месторождением ториевых руд, имеющим промышленное значение, на котором торий сумел таки обмануть свою природу и собраться в рудные жилы в сколь-либо пристойном количестве, является жильное месторождение Стинкасмкрааль в ЮАР.

Есть свои собственные «чёрного пляжи» и на территории бывшего СССР. Причём — в самой что ни на есть курортной зоне. На побережье Азовского моря — начиная от Бердянска и заканчивая Таганрогом. Каждый год тысячи отдыхающих в буквальном смысле «едут на юг за свежей дозой». Ну и детишек везут оздоравливать. Так что — очередной фактик Вам в копилочку концепции «мирного атома, который в каждый дом».

Не буду голословным — благо по некоторым монацитовым песочкам под Бердянском я походил буквально своими ногами. Активность «чёрных пляжей» составляет: Таганрог — 9 938 мкР/ч, Мариуполь — 2 236 мкР/ч, Бердянск — 1 908 мкР/ч. Радиационный фон в районе 4-го энергоблока ЧАЭС, если что, можно посмотреть здесь.
Сейчас на промплощадке ЧАЭС 68 мкР/ч. Фонит не по-детски. Ловите последние тёплые деньки уходящего сезона на Азове!

Возможно кто-нибудь, когда-нибудь и будет добывать эти пески, хотя бы для того, чтобы не облучать отдыхающих. Но добывать их будут скорее из-за ферротитана, циркона или рутила, а не для извлечения тория. Почему — расскажу чуть ниже.


В этих ящиках сосредоточено 6000 тонн тория. Определите страну по фотографии.

В СССР поиск ториевых руд начался ещё до Второй Мировой войны. В 1937 была организована Красноярская поисково-тектоногеохимическая партия №3 Западносибирского отделения Союзредметразведки.
Партией были подсчитаны первые тория, которые относились к Таракскому месторождению и составили 2763 тонн нашего старого знакомого — минерала монацита. Ведь, кроме концентрации россыпей на побережьях современных морей, часто россыпи устойчивых минералов ассоциированы с морями древними, уже давным-давно пересохшими и погребёнными. Например, именно такой погребённой россыпью является знаменитое Малышевское месторождение титановых и циркониевых руд под Днепропетровском, расположенное в районе Вольногорска.

Полномасштабная геологическая разведка ториевых руд была начата в СССР после окончания Второй Мировой войны, в рамках проекта создания ядерного оружия.

В августе 1946 Лаврений Берия направляет Иосифу Сталину письмо с представлением на утверждение проекта постановления Совета Министров СССР об организации в Министерстве цветной металлургии Второго главного управления. Задачей этого управления было руководство предприятиями по добыче ториевых руд, получению окиси тория и металлического тория для наработки 233U в специальных ядерных реакторах. Постановление было утверждено 13 августа 1946 года. В 1949 на месторождении монацитовых песков (запасы тория более 1000 тонн) в Алданском районе Якутской АССР была начата промышленная добыча тория.

Однако, уже к середине 1950-х годов быстрая наработка плутония позволила СССР отказаться от более затратного в добыче и более капризного в дальнейшем превращении в изотоп урана 233U тория.
Торий был отставлен в сторону, но, как и всегда у этих «запасливых русских», был аккуратно сложен в Красноуфимске, на складах, сейчас принадлежащих государственной компании «Урал-монацит»., тогда входившего в предприятие со скромной вывеской «Средне-Уральский машиностроительный завод».


Вот так выглядит ториевый склад снаружи. Заботливые люди подпёрли падающие стены.
Экономика — искусство возможного.

Сейчас на складах предприятия хранится 82 653 тонны монацитового концентрата. Монацитовый песок был аккуратно собран на месторождениях России, Монголии, Китая и Вьетнама. Кроме того, огромные запасы тория в качестве военного трофея были вывезены из гитлеровской Германии. Немцы экспериментировали с торием, рассматривая его в качестве потенциального компонента для создания ядерного оружия. Советская армия конфисковала ториевый монацит у гитлеровской Германии и вывезла в СССР. Сейчас он также находится в красноуфимских складах.

Читайте также:  Не поддерживается игра на андроиде

В среднем, монацит, хранящийся на этих складах, имеет следующий состав: сумма редкоземельных оксидов Ln2О3 — 54%, оксид фосфора P2О5 — 22,2%, оксид тория ThО2 — 7,8%, оксид урана U3О8 — 0,6%, оксид циркония ZrО2 — 3,0%, оксид титана TiО2 — 2,2%.

То есть, около 6 000 тонн тория уже находится буквально «на складе» в полностью готовом к дальнейшей переработке виде.

Монацитовый песок находится в деревянных ящиках ( 1 620 000 штук! ), складированных в деревянных складах. Именно эти ящики и это здание приведены на фотографиях выше.
К началу XXI века и тара, и склады сильно разрушились, что создало радиационную опасность для населения.
В 2002 принято решение о строительстве завода по переработке монацита с целью улучшения экологической обстановки в этом районе. Однако из-за протестов, это решение было отменено.

В настоящее время над старыми складами строят металлические ангары.


Новая страна, новая экономика, новые границы возможного.

В начале 2000-х годов в Красноуфимске предполагалось строительство на территории складов небольшой фабрики по переносу монацитового концентрата в новую герметичную тару. Тогда концентрат можно было бы хранить ещё сто лет, вплоть до появления потребности в тории. Однако и вопрос строительства такой фабрики был торпедирован усилиями местных «зелёных» и подогреваемой слухами о «жутких опасностях тория» общественностью.

Поэтому в 2010 году было принято другое решение — ОАО «Уральский электрохимический комбинат» станет головным предприятием в «кластере производства редкоземельных металлов», который создается в Свердловской области. Об этом журналистам сообщил министр промышленности и науки Свердловской области Александр Петров. По его словам, накануне подписано соглашение между правительством региона и Ростатом по переработке монацитового концентрата, который находится в Красноуфимске. А 25 ноября будет подготовлен план мероприятий реализации проекта. «В состав кластера мы привлекаем предприятия, производящие электродвигатели, различную приводную технику, топливные элементы и накопители энергии. Также проявили интерес металлурги, в частности, ОАО УК «Росспецсплав», так как редкоземельные металлы являются основой для получения спецсплавов и спецсталей» — сообщил Александр Петров.
В общем, ничего с переработкой монацита не заржавело и процесс, как говорится, пошёл.

Поэтому, скоро красноуфимцы смогут избавится от опасного соседства с торием.
Ведь как пишут здесь: «внутри «саркофагов» уровень излучения зашкаливает: стены старых деревянных хранилищ рассыпались, мешки порвались, ящики развалились от старости. Монацитовый концентрат лежит на поверхности: дозиметр пищит и показывает отметку в 3 500 мкР/час.»

Красноуфимцы! Надо ехать на Азов. Там под Таганрогом на диких пляжах веселее, чем у вас в неусыпно охраняемых и контролируемых складах.


Азовское море — суровый песок!

Хорошо, скажут внимательные читатели. А почему идут такие непонятные пляски вокруг тория? Что мешает взять — и разом освоить хотя бы 80 000 тонн монацитового песка в Красноуфимске? Ведь там уже всё, как в старой песне «взорвано, уложено, сколото». «Чёрное золото» монацита лежит и буквально просит — переработайте меня!

Всё дело в том, что торий — это Неуловимый Джо ядерной энергетики. Его никто не хочет ловить. И, если в период «ядерной гонки» разные страны ещё вели эксперименты с торием и с получаемым из него233U, то теперь торий просто лежит — и ждёт своего часа. Просто он пока невыгоден — ни в добыче, ни в извлечении, ни в наработке из него делящегося материала. 238U удобнее добывать, удобнее нарабатывать из него плутоний. Да, наука говорит, что ториевая энергетика возможна и, более того энергетически даже выгодна. Но — ториевая энергетика практически по всем статьям проигрывает ураново-плутониевой. Поэтому младшая сестрёнка науки — экономика, ненавязчиво говорит нам: подождите со своим торием, разберитесь с ураном в конце-то концов.

Вы хотите цифр? Их есть у меня.

Мировое производство тория в период 1978-2010 годов составило примерно 150-200 тонн ThО2 в год.
В 2000-м году мировое производство монацитового концентрата для извлечения всех металлов, содержащихся в нём, составляло около 12 000 тонн в год.
Торий, который в монаците, как мы помним, составляет не много, ни мало, а 6-12% по массе, исходя из уровня производства монацитового концентрата в мире и реальной мировой потребности в тории — в большей степени отправлялся в отвалы.

Мировая потребность в тории на современном этапе достаточно низкая, во всем мире в 2000 году его потребление составило 200 тонн, и то — при производстве специальных сплавов. К середине 1990-х годов рыночная продажа монацитового концентрата практически прекратилась — ввиду отсутствия спроса на него. Весь добываемый монацитовый концентрат перерабатывается в мире теми же компаниями, которые его и извлекают из недр — причём, как вы поняли не с целью извлечения тория, а для получения оксидов постоянно сопутствующих ему редкоземельных минералов.

В 1997 году базисная цена на оксид тория составляла 65.55$ за килограмм, 82.50$ за 99.9% чистоту и 107.25$ за килограмм металлического тория 99.99% чистоты. Налетай — подешевело?

Состояние же редкоземельной промышленности России показывает ещё более жёсткий экономический подход к добыче тория и редкоземельных металлов. Экономика — это искусство возможного и в экономике каждый процент имеет значение. Особенно — если это процент содержания минерала в породе, а не банковский процент по невозвратному потребительскому кредиту. С физической экономикой шутки плохи, она хоть и младшая сестра науки, но с идиотами в кино не ходит.

Рассеянный торий в России, как и везде в мире, основном концентрируется там же, где и редкоземельные минералы. По количеству запасов РЗЭ Россия занимает второе место в мире после Китая. Причём речь идёт именно о месторождениях, то есть о геологических структурах, рентабельных к освоению.
Более 68% этих объектов находится в Мурманской области, кроме того они разведаны в Республике Саха (Якутия) и в Иркутской области.

Содержание редкоземельных элементов в рудах большинства российских месторождений значительно ниже, чем китайских: на разрабатываемых месторождениях Китая средние содержания оксидов редкоземельных металлов в рудах достигают 5%, в российских объектах – редко превышают 1%.
Основная часть балансовых запасов редкоземельных металлов (и тория!) России (почти 82%) связана с апатитовыми рудами, причём 70% запасов заключено в апатит-нефелиновых рудах Хибинской группы месторождений в Мурманской области.
Среднее содержание суммы оксидов редкоземельной группы здесь не превышает 0,4%. Многие из этих месторождений активно разрабатываются, однако при применяемой сегодня технологии из руд извлекается только фосфор и в небольших количествах — титан; редкоземельные же элементы, а тем более — торий, остаются в материале складируемых отвалов обогатительных фабрик.

Когда-нибудь настанет время извлечь и РЗМ, и торий из этих отвалов. Его там, мягко говоря, дохрена и больше.

В природных водах содержится особенно мало тория: в пресной воде 2 на 10 в минус 9 степени %, в морской воде 1 на 10 в минус 9 степени %. То есть — в море у нас 1 атом тория на сто миллиардов других атомов, а пресной воде таких атомов — аж вдвое больше. Та же фигня у нас и с другими редкоземельными металлами.

Поэтому, если Вы читаете, что «японцы налаживают производство РЗМ из морской воды», то знайте — вас дурят. Причём — самым наглым образом. Легче наладить такое производство в пресном водоёме. В два раза легче.
А на отвалах апатитов такое производство наладить в сто миллионов раз легче.
А вот «доедят» китайцы последние богатые месторождения РЗМ во Внутренней Монголии — будет праздник редкоземелья и на нашей улице.

Читайте также:  Какую автомойку выбрать для автомобиля форум

Вот ведь они, лежат, апатитовые отвалы, природу своим непотребным видом портят. Бери — не хочу, вас ещё и экологи в попу поцелуют поддержат:


Хотите тория? Да вот же он!

Вот такие пирожки с торием.

А господина Острецова с его энергией-то — надо послать на красноуфимские склады. Осваивать торий.
Там тория целых 6000 тонн — хватит на постройку любого исследовательского реактора, ещё и на ускорители разные останется. И содержание там не 0,4% по сумме оксидов, как в апатитовых отвалах, не две миллиардных доли процента, как в пресной воде, а целых 7,8% только по торию!
Бери, пользуйся, твори, пробуй.

Ведь наука — это искусство возможного. Сможет непризнанный гений доказать свои идеи — честь ему и хвала.
Самое главное при этом — лишь не впасть в ересь вакуумной акустики.
Поскольку есть вещи, невозможные по определению.

И в экономике этих вещей, к сожалению, гораздо больше, чем в науке.

* данные US Geological Survey

В США торий производился как побочный продукт очистки монацита при производстве редкоземельных металов. Сам монацит получался как побочный продукт обработки тяжело-минеральных песков полезных ископаемых циркония и титана. В 2012 году монацит не призводился внутри США как коммерческий продукт. По существу все ториевые соединения и сплавы, потребляемые промышленностью США, были получены от импорта, запасов ранее импортированных материалов или материалов, ранее полученных из американских правительственных запасов. Восемь компаний занимались переработкой тория и изготовлением различных форм, содержащих торий, для неэнергетического использования, таких как катализаторы, высокотемпературная керамика и сварочные электроды. Использование тория в большинстве продуктов вообще уменьшилось из-за его естественной радиоактивности. Ориентировочная стоимость ториевых составов, используемых американской промышленностью, составляла 400,000 долларов, и не изменилась по сравнению с данными на 2011 год.
Внутренняя добыча руды отношения тория в монаците прекратилась на территории США в конце 1994 года, поскольку мировой спрос на руды, содержащие естественный радиоактивный торий, уменьшился. Импорт и существующие запасы составили по существу весь торий, потребляемый в Соединенных Штатах в 2012 году. Внутренний спрос на ториевые сплавы, соединения, металл и руды демонстрировал долгосрочную тенденцию снижения.
Торий имеет ряд областей применения, в которых подчас играет незаменимую роль. Положение этого металла в Периодической системе элементов и структура ядра предопределили его применение в области мирного использования атомной энергии.
Торий-232 — четно-четный изотоп (четное число протонов и нейтронов), поэтому не способен делиться тепловыми нейтронами и быть ядерным горючим. Но при захвате теплового нейтрона 232Th превращается в 233U. Уран-233 способен к делению подобно урану-235 и плутонию-239, что открывает более чем серьёзные перспективы для развития атомной энергетики (уран-ториевый топливный цикл, реакторы на быстрых нейтронах). В атомной энергетике применяются карбид, оксид и фторид тория (в высокотемпературных жидкосолевых реакторах) совместно с соединениями урана и плутония и вспомогательными добавками.
Так как общие запасы тория в 3-4 раза превышают запасы урана в земной коре, то атомная энергетика при использовании тория позволит на сотни лет полностью обеспечить энергопотребление человечества.

Кроме атомной энергетики, торий в виде металла с успехом применяется в металлургии (легирование магния и др.), придавая сплаву повышенные эксплуатационные характеристики (сопротивление разрыву, жаропрочность). Отчасти торий в виде окиси применяется в производстве высокопрочных композиций как упрочнитель (для авиапромышленности). Оксид тория из-за его наивысшей температуры плавления из всех оксидов (3350 K) и неокисляемости идёт на производство наиболее ответственных конструкций и изделий, работающих в сверхмощных тепловых потоках, и может быть идеальным материалом для облицовки камер сгорания и газодинамических каналов для МГД-электростанций. Тигли, изготовленные из окиси тория, применяются при работах в области температур около 2500-3100°C. Ранее оксид тория применялся для изготовления калильных сеток в газовых светильниках.
Торированные катоды прямого накала применяются в электронных лампах, а оксидно-ториевые — в магнетронах и мощных генераторных лампах. Добавка 0,8-1% ThO2 к вольфраму стабилизирует структуру нитей ламп накаливания. Ксеноновые дуговые лампы почти всегда имеют торированные катод и анод, поэтому незначительно радиоактивны. Оксид тория применяется как элемент сопротивления в высокотемпературных печах. Торий и его соединения широко применяют в составе катализаторов в органическом синтезе.
В 2012 году потребление тория, согласно оценкам, увеличилось по сравнению с предыдущим годом, и было значительным, прежде всего, в катализаторах, микроволновых трубах и оптическом оборудовании. Увеличение затрат на контроль радиоактивности и стремление ведущих производителей изделий с содержанием тория избавляться от данного металла стали причиной все большего использования заменителей — материалов без тория. Реальные и потенциальные затраты, связанные с разрешением органов государственного регулирования и нормами федерального права в США, определяющими контроль радиоактивности тория, ограничили его коммерческую ценность. Вероятно, что использование тория продолжит уменьшаться, если дешевые решения с его использованием не будут найдены или новая технология, такая, например, как a непролиферативное ядерное топливо, создаст возобновленный спрос.
В 2012 году в Австралии, предприятие в Mount Weld, Западная Австралия, производила монацитовый концентрат жуе второй год. С сентября 2012 года 14,400 тонн концентрата, содержащего 5,200 тонн окисей редких земель и некоторое количество тория, были готовы к экспорту и ожидали запуска предприятия по дальнейшей переработке концентрата в Малайзии. В Южной Африке планы состояли в том, чтобы в стадии реализации продолжить добывать и обрабатывать монацит на действующем предприятии по производству редких земель Steenkampskraal. Когда потребуется, торий, произведенный во время производства редких земель, может быть продан или сохранен локально в восстанавливаемой форме. В 2012 году государственный доклад по предприятию Steenkampskraal содержал данные о ресурсах приблизительно 14,000 тонн окисей редких земель.
В США цены на торий снизились до 73,7 долл./кг в 2009 году, по сравнению с 96,55 долл./кг в 2008 году. На основе данных в течение сентября 2012 года средние цены на импортированные в США ториевые соединения уменьшились до 68 долл./кг по сравнению с 70 долл./кг (вес брутто) в среднем за 2011 год.
Во Франции цены на ториевые компоненты также снизились в последние годы и в 2012 году составили 153 долл./кг по равнению с 158 долл./кг годом ранее.

Цены на торий, долл./кг ThO2

Нерадиоактивные замены были найдены во многих областях применения тория. Соединия иттрия заменили торий в лампах накаливания. Сплав магния, содержащий лантаниды, иттрий и цирконий, способен заменить торий в космической промышленности.

Торий
← Актиний | Протактиний →

90 Ce

Th

Ubb
Внешний вид простого вещества Серый, мягкий, ковкий, вязкий, слаборадиоактивный металл Свойства атома Название, символ, номер Торий / Thorium (Th), 90 Атомная масса
(молярная масса) 232,03806(2) [1] а. е. м. (г/моль) Электронная конфигурация [Rn] 6d 2 7s 2 Радиус атома 180 пм Химические свойства Ковалентный радиус 165 пм Радиус иона (+4e) 102 пм Электроотрицательность 1,3 (шкала Полинга) Степени окисления 4 Энергия ионизации
(первый электрон) 670,4 (6,95) кДж/моль (эВ) Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) 11,78 г/см³ Температура плавления 2028 K Температура кипения 5060 K Уд. теплота плавления 16,11 кДж/моль Уд. теплота испарения 513,7 кДж/моль Молярная теплоёмкость 26,23 [2] Дж/(K·моль) Молярный объём 19,8 см³/моль Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки кубическая
гранецентрированая Параметры решётки 5,080 Å Температура Дебая 100,00 K Прочие характеристики Теплопроводность (300 K) (54,0) Вт/(м·К) Номер CAS 7440-29-1 6d 2 7s 2

То́рий — химический элемент, принадлежащий к актиноидам; тяжёлый слаборадиоактивный металл.

Содержание

История [ править | править код ]

Впервые торий выделен Йёнсом Берцелиусом в 1828 году из минерала, позже получившего название торит (содержит силикат тория). Первооткрыватель назвал элемент по имени бога грома из скандинавской мифологии — Тора.

Нахождение в природе [ править | править код ]

Торий почти всегда содержится в минералах редкоземельных элементов, которые служат одним из источников его получения. Содержание тория в земной коре — 8—13 г/т, в морской воде — 0,05 мкг/л. В магматических породах содержание тория уменьшается от кислых (18 г/т) к основным (3 г/т). Значительное количество тория накапливается в связи с пегматитовыми и постмагматическими процессами, при этом его содержание увеличивается с повышением количества калия в породах. Основная форма нахождения тория в породах в виде основной составной части уран-ториевых, либо изоморфной примеси в акцессорных минералах. В постмагматических процессах в определённых благоприятных условиях (обогащённость растворов галогенами, щелочами и углекислотой) торий способен мигрировать в гидротермальных растворах и фиксироваться в скарновых уран-ториевых и гранат-диопсидовых ортитсодержащих месторождениях. Здесь главными минералами тория являются монацитовый песок и ферриторит. Накапливается торий также в некоторых грейзеновых месторождениях, где он концентрируется в ферриторите либо образует минералы, содержащие титан, уран и др. Входит в состав, в виде примесей, наряду с ураном, в почти любые слюды, (флогопит, мусковит и др.) — породообразующих минералов гранита. Поэтому граниты некоторых месторождений (ввиду слабой, но при длительном воздействии на человека опасной радиации) запрещено использовать в качестве наполнителя для бетона при строительстве.

Читайте также:  Как хранить водку долго

Месторождения [ править | править код ]

Торий содержится в основном в 12 минералах.

Добыча [ править | править код ]

При получении тория торийсодержащие монацитовые концентраты подвергают вскрытию при помощи кислот или щелочей. Редкоземельные элементы извлекают экстракцией с трибутилфосфатом и сорбцией. Далее торий из смеси соединений металлов выделяют в виде диоксида, тетрахлорида или тетрафторида.

Металлический торий затем выделяют из галогенидов или оксида методом металлотермии (кальций-, магний- или натрийтермии) при 900—1000 °С:

T h F 4 + 2 C a ⟶ T h + 2 C a F 2 <displaystyle <mathsf <4>+2Calongrightarrow Th+2CaF_<2>>>>

электролизом ThF4 или KThF5 в расплаве KF при 800 °С на графитовом аноде.

Цена тория уменьшилась до 73,37 $/кг (2009), по сравнению с 96,55 $/кг (2008). [4]

Химические свойства [ править | править код ]

Торий относится к семейству актинидов. Тем не менее специфическая конфигурация электронных оболочек делает его близким Ti, Zr, Hf по некоторым свойствам.

Торий способен проявлять степени окисления +4, +3 и +2. Наиболее устойчива +4. Степени окисления +3 и +2 торий проявляет в галогенидах с Вr и I, полученных действием сильных восстановителей в твердой фазе. Ион Th 4+ отличается сильной склонностью к гидролизу и образованию комплексных соединений.

Торий плохо растворяется в основны́х кислотах. Он растворим в концентрированных растворах НСl (6-12 моль/л) и HNO3 (8-16 моль/л) в присутствии иона фтора. Легко растворим в царской водке. Не реагирует с едкими щелочами.

При нагреве взаимодействует с водородом, галогенами, серой, азотом, кремнием, алюминием и рядом других элементов. Например, в атмосфере водорода при 400—600°С образует гидрид ThH2.

Физические свойства [ править | править код ]

Торий — серебристо-белый блестящий, мягкий, ковкий металл. Металл пирофорен, потому порошок тория рекомендуют хранить в керосине. На воздухе чистый металл медленно тускнеет и темнеет, при нагревании воспламеняется и горит ярко белым пламенем с образованием диоксида. Относительно медленно корродирует в холодной воде, в горячей воде скорость коррозии тория и сплавов на его основе очень высока.

До 1400°С торий имеет кубическую гранецентрированную решетку, выше этой температуры устойчива кубическая объемно-центрированная. При температуре 1,4°К торий проявляет сверхпроводящие свойства.

Температура плавления 1750°С; температура кипения 4788°С. Энтальпия плавления 19,2, испарения 513,7 кДж/моль. Работа выхода электронов 3,51 эВ. Энергии ионизации M → M+ , M+ → M2+, M2+ → M3+, M3+ → M4+ составляют 587, 1110, 1978 и 2780 кДж/моль соответственно.

Изотопы [ править | править код ]

На 2012 г. известны 30 изотопов тория и ещё 3 возбуждённых метастабильных состояния некоторых его нуклидов.

Только один из нуклидов тория (торий-232) обладает достаточно большим периодом полураспада по отношению к возрасту Земли, поэтому практически весь природный торий состоит только из этого нуклида. Некоторые из его изотопов могут определяться в природных образцах в следовых количествах, так как входят в радиоактивные ряды радия, актиния и тория и имеют исторические, ныне устаревшие названия:

Наиболее стабильными изотопами являются 232 Th (период полураспада составляет 14,05 миллиардов лет), 230 Th (75 380 лет), 229 Th (7340 лет), 228 Th (1,9116 года). Остальные изотопы имеют периоды полураспада менее 30 дней (большинство из них имеют периоды полураспада менее 10 минут) [5] .

Применение [ править | править код ]

Торий имеет ряд областей применения, в которых подчас играет незаменимую роль. Положение этого металла в Периодической системе элементов и структура ядра предопределили его применение в области мирного использования атомной энергии.

Торий-232 — чётно-чётный изотоп (чётное число протонов и нейтронов), поэтому не способен делиться тепловыми нейтронами и быть ядерным горючим. Но при захвате теплового нейтрона 232 Th превращается в 233 U по схеме:

232 T h → 1 n 233 T h → β − 233 P a → β − 233 U <displaystyle <mathsf <^<232>Th<xrightarrow[<>]<^<1>n>> ^<233>Th<xrightarrow[<>]<eta ^<->>> ^<233>Pa<xrightarrow[<>]<eta ^<->>> ^<233>U>>>

Уран-233 способен к делению подобно урану-235 и плутонию-239, что открывает более чем серьёзные перспективы для развития атомной энергетики (уран-ториевый топливный цикл, реакторы на быстрых нейтронах, LFTR). В атомной энергетике применяются карбид, оксид и фторид тория (в высокотемпературных жидкосолевых реакторах) совместно с соединениями урана и плутония и вспомогательными добавками.

Так как общие запасы тория в 3—4 раза превышают запасы урана в земной коре, то атомная энергетика при использовании тория позволит на сотни лет полностью обеспечить энергопотребление человечества.

Кроме атомной энергетики, торий в виде металла с успехом применяется в металлургии (легирование магния и др.), придавая сплаву повышенные эксплуатационные характеристики (сопротивление разрыву, жаропрочность). Отчасти торий в виде окиси применяется в производстве высокопрочных композиций как упрочнитель (для авиапромышленности). Оксид тория из-за его наивысшей температуры плавления из всех оксидов (3350 K) и неокисляемости идёт на производство наиболее ответственных конструкций и изделий, работающих в сверхмощных тепловых потоках, и может быть идеальным материалом для облицовки камер сгорания и газодинамических каналов для МГД-электростанций. Тигли, изготовленные из оксида тория, применяются при работах в области температур около 2500—3100 °C. Ранее оксид тория применялся для изготовления калильных сеток в газовых светильниках.

Торированные катоды прямого накала применяются в электронных лампах, а оксидно-ториевые — в магнетронах и мощных генераторных лампах. Добавка 0,8—1 % ThO2 к вольфраму стабилизирует структуру нитей ламп накаливания. Ксеноновые дуговые лампы почти всегда имеют торированные катод и анод, поэтому незначительно радиоактивны. Оксид тория применяется как элемент сопротивления в высокотемпературных печах. Торий и его соединения широко применяют в составе катализаторов в органическом синтезе.

Оксид тория(IV) в 30-40-е годы XX века использовался в медицине в составе рентгеноконтрастного препарата «Торотраст», затем его использование было прекращено из-за значительной канцерогенности. Также, оксид тория в середине XX века применялся для изготовления ториевого стекла для линз некоторых оптических приборов и объективов фотоаппаратов (Canon Lens, Asahi Opt. Co. Japan, Yashica, Ernst Leitz, Olympus, Fuiji Photo Film Co., Tokyo Kogaku) [ источник не указан 167 дней ] .

Биологическая роль [ править | править код ]

Торий постоянно присутствует в тканях растений и животных. Коэффициент накопления тория (то есть отношение его концентрации в организме к концентрации в окружающей среде) в морском планктоне — 1250, в донных водорослях — 10, в мягких тканях беспозвоночных — 50—300, рыб — 100. В пресноводных моллюсках его концентрация колеблется от 3⋅10 −7 до 1⋅10 −5 %, в морских животных от 3⋅10 −7 до 3⋅10 −6 %. Торий поглощается главным образом печенью и селезёнкой, а также костным мозгом, лимфатическими узлами и надпочечниками; плохо всасывается из желудочно-кишечного тракта. У человека среднесуточное поступление тория с продуктами питания и водой составляет 3 мкг; выводится из организма с мочой и калом (0,1 и 2,9 мкг соответственно). Торий малотоксичен, однако как природный радиоактивный элемент вносит свой вклад в естественный фон облучения организмов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector