Взяли на вооружение
За весь "атомный" период в мире накопилось более 1,5 миллиона тонн обедненного гекса-фторида урана (ОГФУ) - так называемых "хвостов" обогащения. И ежегодно его объемы увеличиваются. Это головная боль для всех ядерных держав.
Ранее ОГФУ просто складировали в герметичных стальных контейнерах, доказавших свою надежность. Однако, по оценкам экспертов, стратегическим направлением должна была стать переработка ОГФУ с переводом его в наиболее удобную для хранения форму - закись-окись урана.
Именно по этому перспективному пути пошли российские атомщики. И расчет оказался верным.
- Пионером была Франция, где в 1983 году пустили первую W-установку, а в 1994-м - вторую. Изучив все имевшиеся технологии, госкорпорация "Рос-атом" сделала выбор в пользу "Кожема" (затем эта компания называлась AREVA NC, ныне - ORANO) как наиболее удачного варианта обращения с ОГФУ. В основе решения лежал прагматизм: французы не просто опробовали промышленную установку, а накопили значительный опыт ее эксплуатации, - вспоминает первостроитель "W-ЭХЗ", начальник отдела исследования и контроля производства Сергей Андреев.
Контракт с компанией "Кожема", ОАО "Техснабэкспорт", инжиниринговой фирмой SGN и ФГУП "ПО "ЭХЗ" на создание производства по переработке ОГФУ был подписан 25 марта 2005 года. Свой вклад в подготовку проектной и конструкторской документации внесли специалисты Восточно-Европейского головного научно-исследовательского и проектного института энергетических технологий (Санкт-Петербург) и Ведущего научно-исследовательского института химической технологии (Москва), но основной объем лег на плечи заводских отделов.
Всего через четыре года смонтированная на сибирской земле установка (кстати, ЭХЗ до сих пор - единственное подобное предприятие в России) переработала первую партию сырья.
Уже позднее передовой опыт внедрили в США и Великобритании.
Догнать и перегнать
Установка "W-ЭХЗ" позволяет переводить ОГФУ в наиболее удобную для долговременного хранения форму закись-окись урана. По сути, речь идет о веществе, близком к природному состоянию урановых руд. Продукт химически устойчив, легко поддается консервации, удобен при транспортировке, его можно хранить сколь угодно долго.
- Есть и еще один важный момент. Перерабатывая ОГФУ, мы замыкаем цикл использования фтора. Вещество добывают и используют для обогащения урана, а затем получается, что оно как бы "замораживается" в ОГФУ. С помощью установки "W-ЭХЗ" наше предприятие фактически вновь возвращает ценный ресурс в оборот. И, значит, уменьшает нагрузку на недра, существенно сокращает скорость исчерпания природных запасов, - отмечает генеральный директор АО "ПО "Электрохимический завод" Сергей Филимонов.
Параллельно с закисью-окисью урана установка "W-ЭХЗ" производит ценный рыночный материал - фтористоводородную (плавиковую) кислоту, которую используют в широком спектре химических производств. Реализуя серьезные объемы такой продукции, зеленогорское предприятие уже стало заметным игроком на отечественном и мировом рынках. Ее охотно покупают химические, металлургические, горно- и нефтегазодобывающие компании, в частности, производители фторопластов, хладонов, фреонов, а также предприятия "Росатома" - для конверсии урана.
Примечательный факт: ЭХЗ продвинулся значительно дальше своих французских коллег, что с уважением признают и создатели установки. На ее базе сибиряки создали уникальный участок ректификации 70-процентной фтористоводородной кислоты и теперь получают дополнительные товарные продукты: безводный фтористый водород и 40-процентную фтористоводородную кислоту. В результате удалось серьезно повысить экономическую эффективность установки и снизить себестоимость переработки обедненного гексафторида урана. За год заводчане перерабатывают более 10 тысяч тонн ОГФУ, производят до пяти тысяч тонн фтористоводородной кислоты.
Сейчас называть установку ЭХЗ французской можно уже очень условно. Открывая ее, представитель AREVA признавался, что чувствует здесь себя как дома, поскольку даже стены помещения, где размещается "W", выкрашены в тот же цвет. Но за 10 лет специалисты ЭХЗ серьезно адаптировали технологию под отечественные реалии, дополнив и усовершенствовав ее российскими наработками.
Это хорошо видно по двум рядам столов на пульте дистанционного управления. На одном мониторы отображают показатели зарубежного оборудования, на другом - данные отечественных агрегатов и инфраструктуры.
- Мы впервые в мире смогли обеспечить прямую подачу ОГФУ с разделительного производства в узел обесфторивания. Все происходит без каких-либо промежуточных стадий, которые есть у французских коллег. Минуем стадии конденсации, транспортировки и испарения гексафторида урана. И технология продолжает совершенствоваться. Рационализаторских предложений от сотрудников поступает множество. Часть из них уже внедрена. Каждое направлено на обеспечение большей безопасности процессов, их бесперебойности, надежности работы оборудования, - делится начальник отдела управления проектами ЭХЗ Рустам Кулиев.
И еще одно важное замечание. Во время пресс-тура по промплощадке журналисты не раз удивленно озирались по сторонам в поиске сотрудников. Наконец, пересекая безлюдный цех в очередной раз, спросили у организаторов: "А где работники?" Оказалось, что фактически все операции здесь автоматизированы и осуществляются дистанционно. Как пояснили в компании, высокая степень автоматизации стала одним из главных факторов выбора французской технологии. Ручные операции на установке "W-ЭХЗ" сведены к минимуму. Человек привлекается в основном только для контроля. Это позволило серьезно повысить эффективность труда, обеспечить - как и полагается современному предприятию атомной отрасли - безусловное соблюдение жестких правил охраны труда, радиационной, промышленной и экологической безопасности.
С заботой о завтрашнем дне
Между тем вскоре переработанные "хвосты" могут стать будущим атомной энергетики. ЗОУ - готовый к применению материал для изготовления зон воспроизводства реакторов на быстрых нейтронах. Используемую схему специалисты называют замкнутым ядерным циклом: сгорая, топливо производит - причем в большем объеме - новое топливо.
И это будущее совсем не за горами, поскольку запасы природного урана небесконечны.
Современная атомная энергетика, основанная на разомкнутом или открытом ядерно-топливном цикле, крайне неэффективна. Она использует в основном изотоп 235U, которого в природном уране всего 0,711 процента. В реакторах на быстрых нейтронах в качестве топливного материала будет применяться изотоп 238U. Даже в природном сырье его около 99,289 процента. Еще больше такого урана накоплено в ОГФУ.
Словом, запасы перспективного сырья огромны. Обедненный уран в основном как раз и состоит из 238U. И в этой форме он может храниться фактически вечно, обеспечивая энергетическим ресурсом многие поколения.Впрочем, на предприятии не сомневаются, что найдут продукции и другое полезное применение. Например, получаемая из ОГФУ закись-окись урана отлично подходит для формирования барьеров биологической защиты.
За годы функционирования "W-ЭХЗ" переработала более 93& тысяч тонн ОГФУ - более 10 процентов от общего объема "хвостов", образовавшихся на отраслевых предприятиях страны. Сегодня используемый на заводе обедненный уран полностью идет в переработку. В планах - переход и к запасам, накопленным ранее.
Заместитель генерального директора по техническому развитию ЭХЗ Владимир Пучков сообщил, что в 2020-м рядом с первой установкой начнут строить вторую очередь мощностью 10 тысяч тонн ОГФУ в год. Создание площадки в рамках программы стратегического развития предприятия рассчитано на три года. Контракт с французской стороной на поставку оборудования для второй очереди установки уже подписан.
- "W-ЭХЗ" - результат реализации нашей экологической политики, предусматривающей снижение уровня потенциального негативного влияния производственных факторов на окружающую среду. Мы делом доказываем свою заинтересованность и ответственность, понимая, что вкладываем деньги не только в благополучие и привлекательность предприятия. Внедрение здесь, на сибирской земле, успешной французской технологии для перевода обедненного гексафторида урана в безопасную для хранения форму - это наш вклад в решение одной из актуальных проблем атомной отрасли, - подчеркнул гендиректор предприятия Сергей Филимонов.
В компании отмечают: обеспечивая надежную эффективную работу генерирующих энергетических мощностей, ЭХЗ заботится о будущих поколениях, не оставляя после себя опасного наследия.
Справка
АО "ПО "Электрохимический завод" (г. Зеленогорск) - одно из четырех предприятий разделительно-сублиматного комплекса Топливной компании Росатома "ТВЭЛ". Датой рождения ЭХЗ считается 30 октября 1962 года - день выпуска первой продукции химического цеха. Основной вид продукции предприятия - низкообогащенный уран, используемый для производства топлива атомных электростанций. Предприятие входит в число крупнейших мировых производителей изотопной продукции в промышленных масштабах и ряда других высокотехнологичных продуктов.