ملتقى الفيزيائيين العرب

مرحبا بكم يا اخواني...

هل هذه الطريقة عملية لتصنيع اليرانيوم؟:

ربما كان هذا من أهم الدروس التي قمت بوضعها علي الأطلاق
لأن الحصول علي مادة اليورانيوم من الصعوبات الجمه حتي لأجهزة المخابرات و الدول بكل إمكاناتها

و رغم أن اليورانيوم علي سواحلنا تحت أقدامنا
فهناك خطوط حمراء لإي أستخدامه

السر يكمن فيما يعرف بالرمال السوداء
و هي رمال تمتد من سواحل عمان إلي اليمن
و علي طول سواحل البحر الأحمر بضفتيه
و علي ساطئ المتوسط المصري

أنها رمال تبدو كطين أسود خشن و لا تتربي فوقها الصدفيات

تعـريف
الرمال السوداء رمال شاطئيه
ترسبت نتيجة لاصطدام مياه البحر بمصبات الوديان و الأنهار

و هي منتشره في بعض مناطق ساحل البحر الأحمر
والبحر العربي
و أغناها علي سواحل مصر المطلة علي البحر الأبيض من رشيد حتي رفح بطول‏400‏ كيلو متر

تنتشر هذه الرمال
بفعل التيارات البحرية والأمواج

وترجع الأهمية الاقتصادية للرمال السوداء الى احتوائها على نسب من المعادن التى لها مردرد تعديني

الألمنيت – FeTiO2
الروتيل - TiO2
اكاسيد حديدية - ماجنتيت
الزركون – Zr(SiO4)& ZrO2.Zr(SiO)4 – و يكون أحيانا خليك من Zr + U ) )
الثوريا
الجارنت
المونازيت – Ga.La.Y.Th – أملاح السيريوم و لبثوريوم
السليكا الثقيلة.
الليكوكزين
كما تحتوي الرمال السوداء علي كثير من الغازات النادرة
الذهب
و يقدر بحوالي نصف جرام في الطن
الكاسيتريت

الالمنيت والروتيل

الألمنيت
تستخدم في إنتاج معدن التيتانيوم
لصناعة هياكل الطائرات و الصواريخ ذات الأرتفاعات العاليه لمقاومة الظروف الكونيه

الروتيل
هو المادة الاساسية في صناعة البويات (الأصباغ).

الزركون
يستخدم تزجيج السيراميك
العالية على امتصاص النيترونات
ولذا يستخدم في المفاعلات النووية لكبح جماح التدفق النيتروني
الهيفنيوم
و يكون مصاحبا للزوكلنيوم في مركباته

أكاسيد الحديد
لإنتاج الحديد الصالح للاختزال المباشر
المونازيت
فوسفات للعناصر الأرضية النادرة

و هو غني بمعدن الثوريا - أكسيد الثوريوم
و يستخدم في المفاعلات النووية لأنتاج الطاقه

الجارنت
يستخدم في أغراض الصنفرة

السليكا الثقيلة
تستخدم الصنفرة.

أكسيد اليورانيوم الأسود

الهيفنيوم

الكاسيتيريت
و هو ثاني اكسيد القصدير خامة رئيسية للقصدير

يتم استخراج هذه المعادن عن طريق تجريف الرمال الشاطئيه من شاطئ البحر بإتجاة
الداخل ثم رفع هذه الرمال الى سطح الجرافة حيث يتم استخلاص المعادن الاقتصادية
تثاقليا وذلك بالاستفادة من فروق الوزن الواضحة بينها وبين بقية الرمال (حبيبات
المرو) ثم يتم إعادة الرمال مرة أخرى الى اماكنها بعد استخلاص المعادن
الاقتصادية.

التجهيز والمعالجة
يتم فصل المعادن الاقتصادية عن بعضها البعض فيزيائياً باستغلال الفروق الواضحة
في خواصها وقابليتها للتوصيل الكهروستاتيكي حيث يمكن بهذه الطريقة فصل المعادن
بصورة شبه كاملة.

أن استغلال هذه الرمال وتحويلها إلي منتجات اقتصادية تقدر بملايين الدولارات لا يكلف من الناحية التكنولوجية سوي بعض الأجهزة التي تعمل علي فصل رواسب هذه الرمال الثقيلة في أماكنها وإعادة الرمال الباقية إلي أماكنها مرة أخري حتي لاتكون هناك تغيرات بيئية أو في التضاريس وتتم هذه العملية باستخدام معدة عائمة تعتبر جرافة وشفاطة في نفس الوقت وتسمي دردج ــ وثمنها بخس جدا ــ وتنشأ لها بركة خاصة بعمق‏5‏ أمتار وتقوم بتقليب الرمال التي أمامها عند قاع البركة فتنهار هذه الرمال من القاع وكل ما فوقها‏,‏ ويتم شفط خليط الماء والرمال بطلمبة رمال ثم يدفع الخليط في أنبوبة إلي وحدة التركيز الأولي العائمة خلف الدردج لاستخلاص الركاز واعادة الرمال المتبقية إلي الخلف
ثم تدخل المرحلة الثانية وهي عملية استخلاص الركاز من الرمال وتعتمد علي الاختلاف البين في الوزن النوعي بين الركاز والعادم ولأنها تتم في وسط مائي فقد سميت هذه الوحدة بالوحدة الرطبة وغالبا ما يستخدم فيها نوعان من الأجهزة البسيطة التكنولوجية التي ترفع نسبة الركاز إلي‏40%
‏ ثم يدفع خليط الرمال والماء إلي النوع الثاني من الأجهزة وهو حلزوني حيث يتم رفع نسبة الركاز إلي‏90%‏ وبعدها يشحن الركاز عن طريق العمالة الي الوحدة التالية
وهي عملية تخليص الركاز من باقي الشوائب بحيث تصل إلي‏100%‏ تقريبا
ثم تدخل مرحلة جديدة علي جهاز يسمي بجهاز الفصل وفيه يتم فصل المعادن بالنقاوة المطلوبة وتستخدم فيه الطرق الكهربية والمغناطيسية
فمع بداية مراحل عمل الدردج حتي مرحلة الفصل لايستغرق ذلك سوي ساعات بسيطة وبتكاليف زهيدة‏,‏ فتكنولوجيا استخراج الرمال السوداء من أقل التكاليف التكنولوجية علي المستوي الجيولوجي في استخراج

يتم أستخلاص الثوريوم من المونازيت , يمعالجته بالصودا الكاويه , مع التسخين عدة ساعات , حتي تذوب هذه العناصر في المحلول , ثم يعاد ترسيبها , و تنقيتها بالوسائل الكيميائية

يستخلص اليورانيوم بالطريقة الحمضية بواسطة حمض الكبريتيك
أو بالطريقة القلوية بواسطة كربونات الكالسيوم
و ذلك علي أساس عامل الأذابة

أستخلاص المواد المشعه الثقيله بطريقة سهله و بسيطه

أولا : لن يمانع أحد أخي المجاهد من أن تملأ طنجرة بهذه الرمال

ثانيا : أحضر قمعا زجاجيا له محبس - آي يمكنك أن تضع فيه ماء و تتحكم في تسريب الماء من فتحة القمع

ثالثا : أحضر كمية من الزئبق الحر من إحدي شركات الكيماويات ( زئبق الترمومتر الفضي ) - حوالي نصف كيلو

رابعا : أغسل الرمال بالصودا الكاويه جيدا مع الغليان في الماء
ثم أغسل الرمال بالماء الجاري لتتخلص من آى أثر للصودا الكاوية في الرمال

خامسا : جفف الرمال جيدا من الماء

سادسا : أملأ ربع القمع بالزئبق و نصفه بالمال السوداء , لاحظ من خلال زجاج القمع ستجد أن الرمال تطفو علي وجه الزئبق , و المواد المشعه كاليورانيوم و الثوريوم و الراديوم ستكون مترسبه لأسفل

سابعا : أفتح صنبور القمع و لا تسمح إلا للمواد السوداء المترسبه بالنزول

هذه يا أخي في الله الأكاسيد المشعه أغلبها من اليورانيوم و الثوريوم

=======================================

الأن حصلنا علي الأكسيد
هل تريد تحويله إلي المعدن النفيس

هاك الطريقة

و هي طريقه رائعة و سهله لأستخلاص المعادن نقية من أكاسيدها
فالمعادن كالكروم مثلا ليس من المتاح صهرها في بلادنا نظرا لما تتطلبه من فرق جهد فائق من أجل تحلبلها كهربيا بالقوس الكهربي مع دفع كهربي عالي
و لكن هناك طريقة كيماوية نجحت في أستخلاص كريات الكروم الذهبية اللون بها
غير أن الكريات فقدت تماسكها مع مرور الوقت و تحولت إلي مجزأ دقيق

هذه الطريقه مستخلصة من تفاعل الوثرميت
الذي نحصل منه علي الياقوت الأحمر الصناعي أو الكورندوم

في تفاعل وثرميت الكورندوم
ألومنيوم مجزأة + أكسيد حديد + أكسيد كروم أحمر و يشعل بشريط الماغنسيوم

و هنا ينفصل مصهور الحديد النقي علي هيئته المعدنيه و نحصل علي يللورات الكورندوم
و يتوقف نمو البلورات الحمراء للياقوت هنا علي طول مدة الأشتعال و توافر الأكسيجين

بينما في تفاعل الحصول علي المعدن النقي للكروم
نلف الألومنيوم المجزأ مع أكسيد الكروم الأحمر أو الأخضر في رقاقة من فويل الألومنيوم
و نضع في منتصف اللفافة و المخلوط بداخلها شريط مغنسيوم مزدوج
نحصل علي لفافة كلفافة التبغ
نغمسها في الكيروسين حتي تتشبع
و نشعلها
و ستنتج كريات جميلة من معدن الكروم النقي كما سبق أن أوضحنا بعاليه

ملحوظه
درجة حرارة الأشتعال 3000 درجة مئويه - في حين درجة حرارة سطح الشمس 6000 درجة مئويه
و لا تنطفئ بآي و سيلة سوي بأنتهاء التفاعل

و من أهم الأحتياطات هنا أن يوجد فيبر سيراميك نقي فوق 95 % حتي يمكنه تحمل درجة الحرارة
أو أناء ضخم مبطن بكمية كبيرة من الألومينا

و لاحظ أن اللومينا هي المادة الوحيدة القادرة علي أنهاء التفاعل و تثبيطه

هذا هو التفاعل و هذه هي عوامل الأمن الخاصة به

و هذا ما سنفعله هنا بالضبط
نلف الألومنيوم المجزأ مع أكسيد اليورانيوم و الثوريوم الذي حصلنا عليه من الرمال
و نلفه في رقاقة من فويل الألومنيوم
و نضع في منتصف اللفافة و المخلوط بداخلها شريط مغنسيوم مزدوج
نحصل علي لفافة كلفافة التبغ
نغمسها في الكيروسين حتي تتشبع
و نشعلها
و ستنتج كريات جميلة من معدن اليورانيوم النقي مستقله عن كريات معدن الثوريوم النقي و مستقله كذلك عن آي معدن مشع أخر مع هذا المخلوط الرملي
كما سبق أن أوضحنا بعاليه