25.06.2019

Кислотный метод

На месторождении в Бурятии запустили экспериментальный полигон. В отличие от других он имеет цифровую копию. На производственной площадке с использованием системы «Умный полигон» добывают уран. Это самый экономичный, современный и безопасный способ.

Называется такой способ «метод подземного скважинного выщелачивания», причём без прямого участия человека. Выщелачивание – это перевод в раствор одного или нескольких компонентов твёрдого материала. Для получения урана из рудного поля в скважину закачивают раствор серной кислоты. По словам генерального директора АО «Хиагда» Андрея Гладышева, «сам метод позволяет отрабатывать месторождение в месте естественного залегания руд. Никакого контакта человека с продуктами распада урана нет». Сетка труб – это всё, что может заметить зоркий взгляд обывателя на этом полигоне. Всё самое интересное происходит под землёй. Раствор серной кислоты проникает в продуктивный пласт, вымывает уран и выносит его на поверхность. Наиболее радиоактивный элемент радий-226 остаётся в недрах земли. Именно поэтому такой способ добычи урана считается самым безопасным в мире. Как рассказывает первый заместитель генерального директора, главный инженер АО «Хиагда» Анатолий Михайлов, «основное требование для разработки таких месторождений – это пористость породы, руды залегают в песках. То есть они фильтрационные. И обводнённость данных песков. На данном горизонте должна быть элементарная вода». Проходим чуть дальше, где геотехнолог Александр Авдеев показывает породу, из которой добывают урановую руду. Эта руда залегает на глубине около 200 метров, как будто в капсуле из твёрдых пород. За счёт этого раствор не растекается за её пределы.

Ярче и выше
Все данные система «Умный полигон» собирает дистанционно, цифровой двойник месторождения показывает изменения концентрации урана. Чем ярче цвет, тем она выше. Андрей Гладышев поясняет: «Информация совершенно разного рода – от геологической, геофизической, гидрогеологической, технической, как насосы работают. Всё это вместе нужно обработать и выдать какой-то результат». Количество заливаемого в скважину раствора раньше регулировали вручную, это был очень трудоёмкий и длительный процесс. Теперь же автоматизированная система сама определяет его количество, контролирует концентрацию серной кислоты, направление потока, давление, расход раствора. Это позволяет поддерживать оптимальный режим добычи, что снижает себестоимость. По словам руководителя направления дирекции по информационным технологиям АО «Атомредметзолото» Романа Рудина, «диспетчер с помощью интерфейса управляет оборудованием скважины. Интерфейс передаёт команды на нижний уровень автоматизации, который находится непосредственно на полигоне в виде шкафов управления. Он преобразует сигналы из диспетчерской в управляющие сигналы для исполнительных механизмов». И хотя на полигоне всё оборудование автоматическое, однако расход и мера раствора всё же дублируются механически. Принцип простой – раствор, обогащённый ураном, проходит через перегородку с прорезью со шкалой раствора. Гамма-излучение в таком растворе есть, но оно не превышает фоновых значений таких крупных городов, как Москва и Санкт-Петербург. По словам Андрея Гладышева: «У нас персонал группы «А» и «B», которые непосредственно взаимодействуют с ядерным материалом, у них государством определены нормы радиационной безопасности. Средняя доза персонала группы «А» сопоставима с обычным населением. Это дорогого стоит».

Из жидкого в твёрдый
От сетки труб на «умном полигоне», символически расположенных в виде буквы У, раствор с ураном поступает в основной цех, без защитного костюма входить сюда запрещено. Задача специалистов – выделить из раствора ценный уран. Чтобы его получить, жидкость с металлом сначала пропускают через смолу, концентрируют, потом извлекают готовый порошок. Сам же раствор серной кислоты снова обогатят и вернут обратно в скважины. Цикл замкнут, так что вреда для экологии нет. Любую партию готовой продукции проверяют на содержание урана, влаги и сульфатов. В каждой лаборатории своё исследование. В одной, например, изучают растворы. Здесь Анна Днепровская с коллегами проводит до 50 исследований в сутки. Работают и днём, и ночью. По результатам исследований меняется и цифровой двойник месторождения. Вносить изменения необходимо оперативно, поэтому за пультом управления постоянно находится оператор. Работают тут в две смены. Кстати, особенность «умного полигона» состоит в том, что техника работает в любую погоду. Зимой температура нередко опускается до –50, а летом поднимается до +40. Под нами – вечная мерзлота. При этом оборудование работает исправно, все показатели в норме.

Всего на руднике занято 500 человек, один из критериев оценки работы – объём добычи урана, снижение его себестоимости. С применением «умного полигона» и ПСР добывать уран стали заметно эффективнее. Ведущий специалист проекта «Эффективный регион» АО «Хиагда» Алексей Сабигатуллин показывает рукой: «Вот у нас карта потока – текущее состояние, а вот здесь уже карта целевого состояния. Мы убрали всё лишнее». Роман Рудин, руководитель направления дирекции по информационным технологиям АО «Атомредметзолото», добавляет: «Можно говорить о 7–10% сокращения жизненного цикла, а это определённый расходный материал, электроэнергия, поддержание добычного комплекса. Это значительные затраты, которых мы можем избежать. Снижение нагрузки на оборудование – это гарантия того, что добыча урана станет выгоднее и ещё безопаснее для окружающей среды. Хотя платформа «умный полигон» пока работает в тестовом режиме, она уже показала свою эффективность. Именно поэтому в будущем планируется внедрять систему и на остальных месторождениях хиагдинского рудного поля.