В зависимости от способа десорбции урана с анионитов на предприятиях ПСВ применяют различные методы его концентрирования и выделения из товарных десорбатов. В случае десорбции солевыми растворами уран, как правило, осаждают водными растворами аммиака в виде полиуранатов аммония или, в случае использования растворов едкого натра, в виде полиуранатов натрия. Осадки полиуранатов отжимают на фильтр-прессах и кек транспортируют на гидрометаллургический завод для дальнейшего аффинажа. В целях очистки урана от примесей его осаждение можно вести дробно, осаждая вначале при рН=3,6-3,8 железо и некоторые другие примеси, а после осветления маточника осаждая полиуранаты при рН=6,5-8,0. Содержание урана в получаемых химических концентратах в зависимости от их чистоты может колебаться от 40 до 64%. Маточники осаждения полиуранатов используют для приготовления десорбирующих растворов.
В некоторых случаях кек полиуранатов растворяют в крепкой серной кислоте и концентрированный по урану раствор отправляют на переработку в ГМЗ.
Иногда уран выделяют из подкисленных хлоридных десорбатов в виде пероксида.
При всей простоте и эффективности гидролитического способа выделения урана ему присущ серьёзный недостаток - накопление дисбалансного объема нитратных или хлоридных растворов, которые приходится сбрасывать в подземные горизонты вместе с оборотными, отработанными продуктивными растворами.
Этого недостатка лишен способ сернокислотной десорбции урана, так как уран из товарных десорбатов может быть сконцентрирован сорбционным или экстракционным способом и выделен в виде богатых содовых десорбатов или реэкстрактов с концентрацией урана 80...100 г/л, а очищенные растворы серной кислоты могут быть возвращены на десорбцию или использованы для выщелачивания руды.
Для концентрирования и выделения урана из сернокислых и нитратных десорбатов может быть использован процесс электродиализа с ионными мембранами. Установлено, что степень рекуперации реагентов - серной и азотной кислот, нитратных солей- в процессе электродиализа может достигать 70...80%, причем уран выделяется в виде богатых концентратов (гидратированный диоксид урана). Выделение урана из карбонат-бикарбонатных десорбатов может быть осуществлено термическим разложением углеаммонийных солей при температуре 90...100°С или 12О...13О°С с улавливанием отходящих газов и осаждением урана в виде смеси монокарбоната уранила, ураната и диураната аммония. При прокали вании полученного осадка на ГМЗ образуется смесь ди- и триоксида урана.
Другой возможный способ выделения урана из углеаммонийных десорбатов -осаждение его в виде кристаллов аммонийуранилтрикарбоната добавкой сухого бикарбоната аммония. Полученные кристаллы характеризуются значительно большей чистотой, чем обычные химические концентраты, и после транспортировки на ГМЗ даже без дополнительной перечистки могут быть подвергнуты термическому разложению с получением три-, диоксида или закиси-окиси урана в зависимости от режима прокаливания.
Осаждение из нитратных регенератов
В качестве осадителей в промышленной практике используются сухой бикарбонат аммония, раствор аммиака и раствор едкого натра.
При осаждении бикарбонатом аммония кристаллы аммониуранилтрикарбоната (АУТК) имеют высокую влажность (30-40%), содержание урана во влажных кристаллах колеблется от 25 до 45%.
Осадок сравнительно медленно фильтруется из-за получения очень мелких кристаллов АУТК.
Немаловажную роль при высаливании кристаллов АУТК имеет остаточная концентрация бикарбоната аммония, которую необходимо поддерживать в пределах 20-40 г/л. При этом содержание урана в растворе находится на уровне 11,5 г/л.
В процессе охлаждения урана из азотнокислых растворов бикарбонатом аммония или аммиаком до рН+24 растворы прозрачны, устойчивы. При дальнейшей нейтрализации до рН+5-6 наблюдается осаждение урана, причем с увеличением времени отстаивания полнота осаждения урана возрастает.
При рН=7,17,5 полнота выделения кристаллов АУТК наибольшая: содержание урана в карбонатном маточнике -0,61-0,84 г/л.
При осаждении химконцентрата аммиаком при рН более 7,6 удается снизить содержание урана в маточнике до содержания менее 0,1 г/л, независимо от исходного содержания урана.
Осаждением урана щелочью удается получить химконцентрат в виде диураната натрия с содержанием урана во влажном осадке 26-45%. Остаточная концентрация урана в маточнике составляет 0,005-0,008 г/л температуре осаждения 3045 °С, и - возрастает до 0,036-0,078 г/л при температуре 70 °С. Влажность химконцентрата колеблется в пределах 30%. Скорость фильтрации невысока и практически не зависит от температуры осаждения химконцентрата.
Использование более концентрированных растворов щелочи позволит уменьшить разбавление исходных регенератов.
Химконцентрат, осажденный бикарбонатом аммония, по сравнению с осажденным щелочью обладает более высокой скоростью осветления (в 15+20 раз) и скоростью фильтрации в (10+15 раз). Недостатком осаждения бикарбонатом аммония является его высокий удельный расход (30+35 кг/кг урана).
Имеются исследования по безреагентному осаждению кристаллов из нитратных товарных регенератов. При упаривании товарных регенератов получаются пересыщенные растворы, из которых при охлаждении выпадают кристаллы. Для увеличения скорости и полноты осаждения необходимо добавлять в упаренный товарный регенерат в качестве «затравки» кристаллы, полученные при десорбции урана нитратсодержащими растворами.
20.02.2013БАБР.ру
Выступление известного российского специалиста по радиационной безопасности Владимира Кузнецова с результатами обследования некоторых районов города Ангарска, вопреки ожиданиям, не стало сенсационным.
Напомним, 11 февраля в зале заседания Законодательного собрания Иркутской области Владимир Кузнецов и его помощница Марина Хвостова провели презентацию результатов радиологического исследования Юго-Западного и Юго-Восточного кварталов Ангарска, вплотную прилегающих в Ангарскому электролизно-химическому комбинату (АЭХК). Результат исследований оказались вполне утешительными - в большинстве случае уровень гамма-излучения не превышал 13-15 микрорентген в час, что даже несколько ниже природного фона.
Конечно, учитывая, что исследование проведено на деньги Росатома, можно было бы усомниться в его объективности - однако еще задолго до Кузнецова иркутские экологи тщательно обследовали все окрестности АЭХК и убедились в том, что комбинат действительно не «фонит». Что, впрочем, неудивительно: ведь АЭХК строился еще в советские времена, когда требования к секретности были чрезвычайно высокими. В число этих требований входило и отсутствие повышенного фона.
Впрочем, технология производства на АЭХК и не предполагает какой-либо повышенной радиации. Концентрат природного урана (так называемый «желтый кек») восстанавливают безводным аммиаком до окиси урана, затем обрабатывают ее плавиковой кислотой, получая тетрафторид урана. Затем тетрафторид урана в струе горящего водорода подвергается соединению с фтором, в результате чего получается гексафторид урана.
Этот процесс идет на химическом заводе АЭХК. Сам по себе процесс является не ядерным, а химическим, и никаких ядерных процессов при этом не происходит. Конечно, цех получения гексафторида урана имеет повышенный фон радиации, но он вполне безопасен при четырехчасовом рабочем дне. А главное - эта радиация не выходит за пределы цеха.
Получаемый исходный продукт - гексафторид урана - имеет более 99% урана-238 с крайне низким уровнем радиоактивности, менее 1% урана-235 и десятую долю процента урана-234 . Для обогащения гексафторид направляется на обогатительный завод, где методом каскадного центрифугирования газообразный гексафторид доводится до содержания изотопа урана-235 в 5% .
На этом весь процесс на АЭХК заканчивается. Пятипроцентный ГФУ грузится в контейнеры и отправляется на завод по изготовлению топливных элементов атомных станций. И в штатном режиме работы АЭХК никаких утечек радиации, казалось бы, происходить не должно.
Но.
Во-первых, нужно куда-то девать «пустую» породу, оставшуюся после этапа восстановления «желтого кека». Уровень радиоактивности этой отработанной породы крайне низок - но он в любом случае выше естественного фона. Предполагаемый объем этих отходов - сотни тонн в год. Атомщики не говорят, куда они складируют остатки «желтого кека» - а экологам остается лишь довольствоваться слухами.
Во-вторых, в ходе всех метаморфоз урана, на комбинате остаются большие объемы различных жидкостей, в том числе и весьма химически активных. Контактируя с урановой рудой, эти жидкости также ионизируются и становятся радиоактивными. Куда утилизируются эти жидкости - является тайной за семью печатями.
В-третьих - и это самое главное. В ходе производственной деятельности огромный объем оборудования, вышедшего из строя, должен подвергаться утилизации. А это - десятки и сотни тонн радиоактивного металла. Что происходит с ним - это тоже секрет.
Проблема в том, что на территории самого АЭХК никто не разрешит делать измерения. Комбинат для своих нужд такие измерения, безусловно, проводит - но их результаты являются секретными.
Измерения, сделанные экологами на золоотвале ТЭЦ-10, показывают достаточно высокие уровни гамма-излучения. Правда, объяснение этому может быть и не связано с урановой промышленностью - в природном угле достаточно урана, который при сжигании частично улетучивается в воздух, а частично остается в золе. Любопытно, однако, что в угольных бункерах той же ТЭЦ-10 гамма-излучение все-таки ниже, чем в золоотвале.
Само собой, высокие уровни гамма-излучения и возле обеих ангарских ТЭЦ. Конечно, они, как и золоотвал, удалены от жилой зоны. Но дым из труб распространяется очень далеко, а вместе с ним - и повышенный радиоактивный фон. Измерения экологов, сделанные вдоль улицы Декабристов (идущей фактически от АЭХК до АНХК и ТЭЦ-9), наглядно демонстрирует постепенное повышение радиоактивного фона по мере приближения к промзоне АНХК.
При этом, как бы ни хотелось некоторым читателям получить сенсационную информацию, но все-таки фон гамма-излучения в Ангарске, даже в самых проблемных районах, не превышает 30 микрорентген в час. К слову сказать, в Иркутске, где нет уранового производства (а скоро не будет вообще никакого), фон несколько выше.
Тема Ангарского ЭХК, однако, продолжает беспокоить жителей Иркутска и Ангарска. Дело в том, что комбинат весьма неудачно расположен. Он находится между Иркутском и Ангарском, которые фактически сливаются в один город. К югу от АЭХК, на незначительном расстоянии, проходит Московский тракт. А на территории АЭХК, как было сказано выше, находится достаточно опасное химическое производство. И, кроме того, размещено огромное хранилище так называемого «отвального» (то есть представляющего собой неиспользуемое в производстве вещество) гексафторида урана.
Само собой, в штатном режиме химический завод АЭХК не представляет серьезной угрозы. Но. Мы живем в сложном мире. И что произойдет завтра, не знает никто.
Отнюдь не хотелось бы создавать какую-то панику или нагнетать страхи. Вероятность какого-либо ЧП, действительно, мала. Но она есть.
Для справки
Максимальная разовая ПДК плавиковой кислоты в воздухе - 0,02 миллиграмма на кубометр.
ПДК фтора в воздухе - 4 миллиграмма на литр.
ПДК паров гексафторида урана в воздухе - 0,015 миллиграмм на кубометр.
С грехом пополам чиновники МАГАТЭ выкарабкались из бюрократических препон и сочинили резолюцию по ядерной программе Ирана. Мягкая резолюция мало чем отличается от прошлых вариантов, а о санкциях в ней даже речь не заходит. Судя по всему, Иран так и продолжит делать "желтый кек", а мир на это пока закроет глаза.
Чрезвычайная сессия Совета управляющих МАГАТЭ, посвященная текущей ситуации, сложившейся вокруг ядерной программы Ирана, была созвана еще во вторник, однако темпы написания итоговой резолюции вряд ли можно назвать чрезвычайными.
Пока чиновники Международного агентства по атомной энергетике вели напряженный торг за формулировки конкретных параграфов проекта резолюции, в Иране успели, не спеша и в присутствии инспекторов, снять пломбы с оборудования Исфаханского ядерного центра и полностью возобновить работу.
Еще в понедельник Иран частично возобновил работы в Исфаханском ядерном центре на том оборудовании, где не были установлены пломбы МАГАТЭ. Началась подача концентрата урановой руды, включающей первую часть технологического процесса по конверсии урана. После снятия пломб с другого оборудования, которое произошло в среду, Исфаханский ядерный центр постепенно переходит на полное использование своих мощностей.
На предприятии началась конверсия урана - переработка урановой руды в газ (гексафторид урана). В принципе, следующим этапом после получения газа является выделение нужного компонента урана, а это, в свою очередь, уже последний шаг для создания готового уранового топлива. Но, по утверждениям иранской стороны, полученное после переработки ураносодержащих руд очищенное вещество, известное под названием "желтый кек", будет просто храниться в специальных емкостях. Действительно: ведь в ядерном центре в Исфахане нет газовых центрифуг для производства урана.
В среду любопытные инспекторы из МАГАТЭ установили на заводе в Исфахане видеокамеры для наблюдения за процессом переработки урана.
Видимо, пока инспекторам остается только смотреть телевизор - остановить производство никто не в силах. По сути, об этом говорит текст резолюции, мало чем отличающийся от прошлых предупреждений Ирану.
В окончательном проекте резолюции, который попал в распоряжение агентства Reuters в четверг днем, МАГАТЭ выражает "cерьезную озабоченность" началом переработки урана на ядерном заводе в Исфахане. Совет управляющих МАГАТЭ в резолюции призывает Иран снова полностью остановить работу ядерного центра. Проект резолюции также поручает главе МАГАТЭ Мухаммеду эль-Барадею подготовить доклад по иранской ядерной программе к 3 сентября.
Хотя в кулуарах штаб-квартиры МАГАТЭ постоянно упоминают слово "санкции", никаких карательных решений против Ирана на данной сессии принято не было и не будет.
Дело в том, что обострение иранского "ядерного кризиса" уже привело к резкому росту цены на нефть, подобравшейся к 65 долларам за баррель. Сложно себе даже представить, что случится с нефтяным рынком в случае гипотетической передачи иранского досье в Совет Безопасности ООН, о чем говорилось в кулуарах МАГАТЭ.
Всю бесперспективность подобного развития событий понимают и в Тегеране. Вчера представитель Ирана Сирус Насери дал понять чиновникам МАГАТЭ, что передача вопроса о его ядерной программе на рассмотрение Совета Безопасности ООН будет "крупным просчетом".
В ЕС и США это сознают и без Насери. Генсек ООН Кофи Аннан призвал страны Европейского союза лишь продолжить диалог с Тегераном, несмотря на решение возобновить работы по конверсии урана на ядерном объекте в Исфахане. Так что теперь все вовлечённые в конфликт стороны будут заниматься поиском такого выхода из создавшегося положения, который позволит сохранить хотя бы видимость благополучного исхода, в то время как иранские специалисты в свете объективов видеокамер МАГАТЭ продолжат путь к обогащению урана.
Урановая промышленность Казахстана по объемам поступления в бюджет страны уступает, пожалуй, только нефтедобыче. В этой отрасли работают более 25 тысяч человек, однако из-за режимности объектов гости на урановых рудниках - крайне редкое явление.
Сегодня в мы увидим как работает добывающее предприятие «Орталык», расположенное в Сузакском районе Южно-Казахстанской области
Рабочая смена сотрудников ТОО «Добывающее предприятие «Орталык» начинается с обязательного медицинского осмотра
У работников уранодобывающего предприятия измеряют давление, температуру, а также проверяют на алкотестер. Хотя, по словам врача, спиртное на объекте строго запрещено, и не было ни одного случая, чтобы последний тест был «провален»
После медосмотра - завтрак в столовой рудника
Специфика производства создает дополнительные требования безопасности - рабочую одежду сотрудники надевают в отдельной раздевалке, выход в ней в вахтовый поселок и чистую зону рудника запрещен
Мастер смены выдает наряд - задание, определяющее содержание, место работы, время ее начала и окончания, условия безопасного выполнения, необходимые меры безопасности
Одной из мер безопасности является ношение в цехах респираторов. Это связано с тем, что при производстве урана используются такие реагенты, как серная кислота, селитра аммиачная
Добыча урана полностью автоматизирована. В операторской можно отследить все процессы, которые происходят на объекте
Добыча урана на «Орталык», как и на всех других предприятиях Казахстана, ведется методом подземного скважинного выщелачивания. Этот метод выбран потому, что является наиболее экологически чистым. Радиационный фон на месторождениях не отличается от радиационного фона крупных городов
Принцип метода подземного выщелачивания заключается в следующем: под землю в ураноносные слои закачивается 2-процентный раствор серной кислоты, который, взаимодействуя с породами, растворяет уран, затем этот обогащенный ураном раствор выкачивается на поверхность. Над каждой скважиной стоит щит управления насосом
В этом помещении на территории полигона со скважинами находится узел распределения растворов
Сотрудникам выдают очки и шляпы, которые спасают от невероятной жары
Через эти трубы в скважины закачивается раствор серной кислоты. Аналогично выглядят и откачные скважины, которые выкачивают уран из-под земли
Затем по трубам раствор с ураном направляется в цех переработки продуктивных растворов (цикл сорбции-регенерации).
При таком методе добычи на «Орталыке» используется около 15 тонн серной кислоты в час
В производстве урана все процессы автоматизированы, однако возможно и ручное управление
В этот цех поступает раствор урана - товарный десорбат урана
Раствор взаимодействует с углеаммонийной солью, чтобы получить концентрат природного урана - «желтый кек»
Проверка показаний пресс-фильтра
Желтый кек или концентрат природного урана - конечный продукт предприятия, который упаковывается в специальные контейнеры. Собственно урана в этом соединении около 45-50%. В этом году планируется добыть 2000 тонн урана. Само месторождение рассчитано на 25 лет работы.
Погружные насосы практически не нуждаются в ремонте, они вырабатывают порядка 30 тысяч часов работы. Однако необходимо постоянно проводить ревизию и в случае необходимости менять рабочие колеса
Параллельно с непосредственной добычей урана в лаборатории проводятся исследования, которые позволяют наиболее эффективно отрабатывать месторождение.
По принятым стандартам в растворе, направляемых обратно в недра, после переработки должно оставаться не более 3 миллиграммов урана на литр, однако по результатам проб потери не превышали 1,2 миллиграммов.
После окончания рабочей смены у сотрудников непременно проверяется доза излучения
Когда мы ехали на предприятие, то ожидали, что вахтовый поселок уранщиков будет выглядеть, как в старые добрые времена - вагончики, в которых ютятся рабочие. Однако вахтовый поселок на "Орталыке" выглядит совершенно иначе - это современный комплекс зданий, в которых есть все, что необходимо человеку для отдыха после работы.
После ужина многие работники проводят время за настольным теннисом.
В вахтовом поселке есть и свое мини-футбольное поле