Оценка возможности доизвлечения урана из радиоактивных отходов хвостохранилища «Западное»

Сорока Ю. Н., Мочанов А. И., Подрезов А. А., Каулько Е. а., Центр радиоэкологического мониторинга, Желтые Воды, Днепропетровская обл., Украина
Коровин В. Ю., Институт геотехнической механики им. Н. С. Полякова Национальной академии наук Украины, Днепропетровск, Украина
Погорелов Ю. Н., Меркулов В. А., Валяев А. М., Днепродзержинский государственный технический университет, Днепродзержинск, Днепропетровская обл., Украина

ПО «Приднепровский химический завод» — одно из первых предприятий по переработке урановых руд и концентратов на территории бывшего Советского Союза. На протяжении многих лет завод был базовым по разработке гидрометаллургических технологий селективного извлечения урана. За период деятельности предприятия образовано девять хранилищ радиоактивных отходов (РАО).

Хвостохранилище «Западное», созданное в 1949 г., эксплуатировали до 1954 г. Оно сооружено в огражденном насыпными грунтовыми дамбами глиняном карьере, располагавшемся в овраге. При размещении отходов применяли как гидронамывной, так и насыпной способ. В настоящее время на площади 60 тыс. м² находится 0,77 млн т твердых РАО объемом 0,35 млн м³. Их общая активность достигает 1,8^.10¹⁴ Бк. После окончания накопления РАО на поверхности хвостохранилища размещали нерадиоактивный производственный и строительный мусор, металлолом.

В пределах контура хвостохранилища при полевых работах в 2000 г. пробурено шесть разведочных скважин глубиной от 5,5 до 19,0 м, в 2009 г. — восемь скважин глубиной от 3,0 до 17,5 м.

Нами обобщены и обработаны данные о физических и химических свойствах, а также радионуклидном составе РАО хвостохранилища «Западное», полученные в ходе исследований в 2000 и 2009 гг. Согласно оценке методом расчетных блоков, в нем содержится 106 т урана.

Изучен процесс выщелачивания урана из РАО серной кислотой в присутствии окислителя — азотной кислоты. На рис. 1 представлена кинетика выщелачивания РАО раствором 15 % H₂SO₄+ 1,5 % HNO₃ при температуре 70 °С и соотношении твердой и жидкой фаз 1 : 1.

Рис. 1. Кинетика выщелачивания урана

При температуре 70 °С в течение 6 ч извлекается 70—80 % урана.

Остаточная кислотность после вскрытия РАО хвостохранилища «Западное» в 3,3—4,9 раза больше, чем после вскрытия РАО хвостохранилища «Центральный Яр». По-видимому, это объясняется разными кислотно-щелочными свойствами отходов, что обусловлено отличием видов уранового сырья и технологий, применявшихся в цехах № 2, 22 и 5 ПО «Приднепровский химический завод».

Изучена кинетика сорбции урана анионитом АМП (рис. 2) из пульпы, полученной в результате вскрытия радиоактивных отходов раствором 15 % H₂SO₄ + 1,5 % HNO₃ при температуре 90 °С и соотношении твердой и жидкой фаз 1 : 1.

Рис. 2. Кинетика сорбции урана

Установлено, что в течение 8 ч из раствора извлекается 84 % урана. Применение сорбционного выщелачивания позволяет дополнительно извлечь из отходов до 15 % урана.

Таким образом, показана принципиальная возможность переработки отходов хвостохранилища «Западное» сернокислотным методом с применением сорбционного выщелачивания урана из пульпы и использованием анионита АМП.

Assessing the Potential for Uranium Additional Recovery from Radioactive Waste Contained at the Zapadnoye Tailing Dump

Soroka Yu. N., Mochanov A. I., Podrezov A. A., Kaulko E. A., Centre for Radio-Ecological Monitoring, Zhovty Vody, Dnipropetrovsk Oblast, Ukraine
Korovin V. Yu., N. S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics, National Academy of Sciences of Ukraine, Dnipropetrovsk, Ukraine
Pogorelov Yu. N., Merkulov V. A., Valyaev A. M., Dniprodzerzhinsk State Technical University, Dniprodzerzhinsk, Dnipropetrovsk Oblast, Ukraine

The paper presents the data on physical and chemical properties of radioactive waste accumulated at the Zapadnoye dump site (Pridneprovskiy Chemical Plant) based on the surveys undertaken in 2000 and 2009.

It also describes the results of uranium waste treatment using sulphuric acid in the presence of nitric acid to recover uranium, and demonstrates that the AMP anion-exchange resin can be used to recover uranium.

Главная страница

Сведения об авторах

Сорока Юрий Николаевич, канд. техн. наук, директор, Центр радиоэкологического мониторинга, ул. И. Франко, 2, Желтые Воды, Днепропетровская обл., 52210, Украина. Тел./факс (05652) 3-23-39. E-mail
Мочанов Александр Иванович, нач. лаборатории, Центр радиоэкологического мониторинга, ул. И. Франко, 2, Желтые Воды, Днепропетровская обл., 52210, Украина. Тел./факс (05652) 3-23-39. E-mail
Подрезов Алексей Аркадьевич, зам. нач. лаборатории, Центр радиоэкологического мониторинга, ул. И. Франко, 2, Желтые Воды, Днепропетровская обл., 52210, Украина. Тел./факс (05652) 3-23-39. E-mail
Каулько Елена Анатольевна, ст. инженер, Центр радиоэкологического мониторинга, ул. И. Франко, 2, Желтые Воды, Днепропетровская обл., 52210, Украина. Тел./факс (05652) 3-23-39. E-mail
Коровин Вадим Юрьевич, канд. хим. наук, зав. лабораторией, Институт геотехнической механики им. Н. С. Полякова НАН Украины, ул. Симферопольская, 2а, Днепропетровск, 49005, Украина. Тел./факс (0569) 53-88-12. E-mail
Погорелов Юрий Николаевич, ст. науч. сотр., Научно-учебный центр «Сорбент», Днепродзержинский государственный технический университет, ул. Днепростроевская, 2, Днепродзержинск, Днепропетровская обл., 51918, Украина. Тел./факс (0569) 53-88-12. E-mail
Меркулов Виктор Анатольевич, ст. науч. сотр., Научно-учебный центр «Сорбент», Днепродзержинский государственный технический университет, ул. Днепростроевская, 2, Днепродзержинск, Днепропетровская обл., 51918, Украина. Тел./факс (0569) 53-88-12. E-mail
Валяева Елена Вадимовна, ст. науч. сотр., Научно-учебный центр «Сорбент», Днепродзержинский государственный технический университет, ул. Днепростроевская, 2, Днепродзержинск, Днепропетровская обл., 51918, Украина. Тел./факс (0569) 53-88-12. E-mail