При переработке различного минерального сырья, содержащего естественные радионуклиды, в частности, торий и продукты его распада, в отходах производства -отработанных расплавах, шламах, хвостах и т.п. - происходит накопление радиоактивных металлов. При их дальнейшей переработке образуются вторичные РАО, которые подлежат захоронению на специальных полигонах - хранилищах спецотходов (ХСО). Типичным примером могут служить отходы, образующиеся при хлорировании лопаритовых концентратов - отработанные расплавы солевого оросительного фильтра (СОФ), содержащие до 2% тория. Опыт эксплуатации действующей технологии переработки растворов, полученных при растворении расплава СОФ в воде, показывает, что она обеспечивает требуемую степень дезактивации растворов от Th и Ra, однако при этом образуется весьма значительное количество радиоактивных кеков -гидратно-сульфатных осадков, направляемых в ХСО. Это требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат на строительство и содержание ХСО и в конечном итоге приводит к повышению себестоимости товарной продукции и снижению ее конкурентоспособности.
В связи с этим, для обеспечения снижения массы вторичных РАО, направляемых на захоронение, проведены исследования по усовершенствованию действующей технологии переработки расплава СОФ с целью повышения степени концентрирования Th и Ra в рамках существующей аппаратурно-технологической схемы процесса в целом. Для этого было проведено обследование системы образования РАО, подлежащих захоронению. Проведен анализ состава и массы кеков, вывозимых в ХСО, за 20 лет. Предложены пути модернизации технологии при условии сохранения требуемой степени дезактивации. Изучено влияние условий осаждения соединений тория и соосаждения радия с коллекторами из растворов на массу образующихся при этом осадков и степень дезактивации. Найдены оптимальные условия, обеспечивающие повышение степени концентрирования радионуклидов и, соответственно, сокращение массы РАО, подлежащих захоронению, в 1,5 - 2,0 раза.
Для реализации способов переработки и дезактивации растворов разработаны усовершенствованные аппаратурно-технологические схемы процессов (Свидетельства РФ на полезные модели по заявкам № 23620; 23878; 24591). Важно при этом отметить, что данные схемы не требуют существенной реконструкции участка, а лишь предполагают переобвязку оборудования и замену реагентов.
Расчеты показывают, что в условиях действующего производства, экономический эффект от снижения капитальных затрат на строительство ХСО и транспортных расходов составит свыше 10 млн руб./год.
* Работа выполняется в рамках межотраслевой Программы сотрудничества Минобразования РФ и Министерства по атомной энергии РФ по направлению "Научно-инновационное сотрудничество" на 2000 - 2003г. Раздел 2. "Разработка физико-химических основ обращения с радиоактивными отходами". № гос. регистр. 01200115730 и 01200215770.