WEB-ресурс научно-практических конференций

К.т.н. Дятчин В.З., Рудченко С.М. ^* , к.т.н. Ляшенко В.И. ^**

^* ОКВУЗ «Институт предпринимательства «Стратегия», г. Желтые Воды, Украина ; ^** ГП Укр НИПИИпромтехнологии , Украина

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СКЛАДИРОВАНИЯ ОТХОДОВ УРАНОВЫХ РУД В ХВОСТОХРАНИЛИЩЕ

Анализ мировой практики, существующих тенденций в обращении с отходами переработки радиоактивных руд показывает, что перспективным способом создания хвостохранилищ является комбинированный, при котором отходы переработки укладываются в специально оборудованное естественное углубление с ограждающей дамбой, часть которой сооружается из инертных грунтов, а часть отсыпается из переработанного рудного материала в смеси с вяжущим [1].

Переработку добываемого уранминерального сырья предусматривается осуществлять на ГМЗ , территориально расположенном на промплощадке предприятия отрабатывающего запасы Новоконстантиновского месторождения урановых руд подземным способом.

Недостатком существующей технологии отработки урановых месторождений является накопление на дневной поверхности в отвалах и хвостохранилищах большого количества отходов ГМЗ и пустой породы, что оказывает отрицательное воздействие на окружающую среду и население, которое вынуждено проживать в зоне влияния урановых объектов. Особенно это касается территории Кировоградской области, имеющей развитое сельскохозяйственное производство и плодородные почвы в районах добычи и первичной переработки

уранового сырья.

Анализ деятельности промышленных предприятий показывает, что основной вклад в загрязнение окружающей среды при добыче и переработке полезных ископаемых вносят отходы переработки руд – хвосты. Хвосты переработки руд, как правило, представляют собой измельченные до крупности менее 15 мм частицы, легко разносимые ветром с высохших участков хвостохранилищ .

По данным СЭС г. Кривого Рога запыленность воздуха при средней скорости ветра 7-8 м/ с составила З0-З7 мг/м ³ на расстоянии 100 м от сухого пляжа хвостохранилища и 1-6 мг/м ³ на расстоянии l км [2].

Наибольшую опасность представляют сухие пляжи действующих хвостохранилищ , имеющиеся при любом способе складирования хвостов, как при намывном, так и при наливном. При средней скорости ветра 3,5 м/с с 1 га сухого

пляжа хвостохранилища может быть поднято в воздух 2,5-3 т пыли за сутки, а

при скорости ветра 5,0 м/с – до 5 т/сутки и более. Площади сухих пляжей действующих хвостохранилищ составляют десятки и даже сотни гектаров, и поэтому они являются основным источником пылевого загрязнения территории, прилегающей к хвостохранилищам .

В хвостах переработки урановой руды остается 99,8% радия и полония от их исходного содержания в руде, поэтому места их складирования усугубляют загрязнения прилегающей территории радиоактивными элементами (табл. 1).

Таблица 1. Содержание радионуклидов в хвостах ГМЗ

Известные методы закрепления пылящих поверхностей практически не применимы на действующих, эксплуатируемых хвостохранилищах . Поэтому наиболее эффективным средством борьбы с одним из видов загрязнения территории – пылением является смачивание поверхности хвостов водой путем постоянного поддержания уровня прудка в наливных хвостохранилищах или постоянным орошением пляжей намывных хвостохранилищ . Однако применение этого способа на больших площадях хвостохранилищ связано с большими расходами воды и затратами на эксплуатацию поливного или оросительного устройства.

В мировой практике основным способом охраны окружающей природной

среды и человека от вредного влияния промышленных отходов, содержащих радионуклиды, является их хранение в изолированных условиях, пока произойдет окончательный распад радионуклидов. С целью организованого экологически

безопасного хранения отходов переработки уранового сырья Новоконстантиновского месторождения предполагается строительство хранилища, которое отвечает современным санитарно-гигиеническим и противорадиационным требованиям [3].

На площадке хранилища отходов предусматривается строительство комплекса подготовки хвостов к иммобилизации и приготовлении закладочной смеси, рассчитанного на максимальную часовую производительность ГМЗ .

Целью технологии обезвоживания хвостов ГМЗ и приготовления твердеющих смесей для закладки выработанного пространства и укладки на длительное хранение является максимальное обезвоживание и получение твердеющей смеси с максимальным содержанием хвостов.

С целью исключения влияния радиации на население и окружающую среду при отработке Новоконстантиновского месторождения урановых руд отходы ГМЗ предполагается складировать в хвостохранилище в иммобилизированном состоянии – в виде твердеющей смеси.

В практике деятельности предприятий в области обращения с отходами переработки радиоактивных материалов наиболее полно применяется иммобилизация (отверждение), позволяющая значительно снизить их выщелачиваемость , стабилизировать физико-механические и радиологические свойства. Для решения этой проблемы в развитых уранодобывающих государствах, в том числе и Украине, проводятся исследования перспективных методов отверждения отходов гидрометаллургического передела и так называемого (сухого) способа укладки хвостов в хранилище.

Укладку искусственного массива на хранилище отходов из хвостов ГМЗ предполагается вести "блоками", объемом равным месячной производительности комплекса подготовки хвостов к иммобилизации и соответствует радиационной безопасности. После укладки блок оставляется на месяц для набора прочности, в это время осуществляется укладка соседнего блока. Через месяц блок, набравший требуемую прочность для передвижения по его поверхности техники, рекультивируют .

Требуемая прочность для формирования массива хранилища твердых отходов с последующей работой техники на его поверхности при рекультивации должна составлять 2?3 МПа для верхнего несущего слоя, для остальных слоев – 1?1,5 МПа [3].

Однако окончательный вывод по оптимальному составу смеси с учетом оптимизации условий транспортировки можно сделать после проведения исследований. По предложению фирмы Engineering Dobersek Gm B Н V (Германия) необходимо провести тестирование, определиться с реологическими свойствами, углом растекания твердеющей смеси.

По предложенной технологической схеме подготовки x вocтов к иммобилизации их обезвоживают до получения пульпы, с содержанием 80% твердого и направляют на смешение с цементом в смеситель 3 (рис.1).

Рис. 1 . Схема раскладки бетонопровода на картах хвостохранилища

На конвейер 11 с обезвоженными хвостами дозируют хлоридные добавки. В бетоносмеситель 3 дозаторами 6 подают вяжущее . Подготовленную смесь откачивают на укладку в хранилище 8 поршневыми бетононасосами 10 по бетонопроводу 7. Через отводы 9 на бетонопроводе 7 твердеющую смесь с хвостами ГМЗ укладывают в хранилище 8 в заранее подготовленные карты. В картах (ячейках) смесь затвердевает, образуя монолитные блоки. После отверждения уложенной смеси поверхность хранилища 8 рекультивируют .

Выводы: 1. Монолитные блоки в хранилище предотвратят выделение газа радона в атмосферу. Кроме того, быстро отвердевшая поверхность уложенных хвостов позволит передвижение по ней автомобилям и другой техники, ускорив процесс рекультивации хранилища.

2.   Наиболее перспективным направлением, уменьшающим загрязнение окружающей среды, следует считать утилизацию и использование твердых отходов переработки руд, что позволит уменьшить объем и площадь хвостохранилищ , а так же снизить капитальные затраты.

Список использованных источников:

1. Антоненко Л.К. Проблемы эксплуатации хвостохранилищ и пути их решения / Л.К. Антоненко , В.Г. Зотеев // Горный журнал. – 1998. – №1. – С. 65 – 67.

2. Ляшенко В.И. Активация компонентов твердеющей закладочной смеси на горных предприятиях / В.И. Ляшенко , В.И. Голик, А.Н. Разумов // Цветная металлургия. – 1991. – №10. – С. 5 – 10.

3. Ляшенко В.И. Охрана окружающей природной среды и защита населения в уранодобывающих регионах / В.И. Ляшенко // Екологія довкіллі та безпека життєдіяльності. – 2004. – №3. – С. 56 – 70.