Добыча и переработка радиоактивного минерального сырья

 

Из всего уранопроизводящего комплекса добыча и переработка урановых руд дает самый большой объем радиоактивных отходов, которые по физическому состоянию подразделяются на твердые ижидкие. Специфическая особенность уранового и ториевого производства – наличие во всех видах отходов радионуклидов с большим периодом полураспада. Обычно промышленное содержание урана в рудах находится в интервале 0.02-0.03%. Руды с меньшей концентрацией этого радиоактивного элемента считаются забалансовыми . «Пустые» породы содержат тысячные доли процента урана. Последние две категории минерального вещества, как и сами балансовые руды, относятся к материалам, представляющим опасность для окружающей среды, поскольку они на расстоянии 10 см от их поверхности создают мощность эквивалентной дозы более 0.1 мЗв/ч. Отвалы пустых пород, содержание РН в которых намного превышают кларковые, занимают на рудниках и карьерах многие тысячи квадратных метров и являются источниками локального загрязнения местности. В результате ветровой эрозии происходит сдувание пыли с поверхности отвалов, а также твердых продуктов распада постоянно выделяющегося радона и перенос этого материала на значительные расстояния.

Рис. 1. Пример ореола загрязнения подземных вод ураном в районе хвостохранилища.

                      Естественная объемная активность воды 0.3 Бк/л: a – план; б – вертикальный разрез.

 

Отвалы забалансовых руд и пустой породы подвергаются постоянному воздействию атмосферных осадков, которые выщелачивают РН и загрязняют ими грунтовые воды и гидрографическую сеть, что, в конечном счете, приводит к сверхнормативному загрязнению радиоактивными веществами донных отложений.

Дополнительный источник загрязнения окружающей среды – жидкие отходы, к которым относятся шахтные воды, насыщенные радионуклидами.

Другим звеном уранового производства являются обогатительные предприятия и заводы по гидрометаллургической переработке радиоактивных руд, где главный вид отходов – хвосты переработки рудной массы, насыщенные радиоактивными жидкостями. Весь этот материал удаляется в намывные хвостохранилища , которые являются неотъемлемой частью гидрометаллургического производства урана и тория и главным источником местного загрязнения окружающей среды радионуклидами. Вокруг хвостохранилища со временем образуется постоянно функционирующий как наземный, так и подземный ореолы распространения радионуклидов (рис.5.23). Кроме того радиоактивные руды часто транспортируются по железной дороге с грубейшими нарушениями техники безопасности.

Немалый вклад в загрязнение природной среды радионуклидами вносят и химические комбинаты по производству оружейного плутония и вторичной переработке отработанного на АЭС ядерного топлива. Высокоактивные сточные воды на этих предприятиях собираются в герметичные контейнеры, а малоактивные воды сбрасываются в открытые водоемы.

В качестве дополнительного источника естественных РН, поступающих в биосферу в результате деятельности человека, можно назвать добычу и переработку сырья, используемого для производства фосфорных удобрений, поскольку добываемые фосфориты и апатитовая руда характеризуются повышенным содержанием природного урана.

Уголь как источник естественной радиации

 

Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов.

Основа образования угля – растительные остатки, произраставшие миллионы лет назад. Вместе с тем, уголь всегда содержит природные радиоактивные вещества уранового и актиноуранового рядов (²³⁸U и продукты его распада ²³⁴U, ²²⁶Ra, ²²²Rn, ²¹⁰Pb, ²¹⁰Po и т.д.; ²³⁵U и продукты его распада ²¹⁹Rn и т.д.), ториевого ряда (²³²Th и продукты его распада ²²⁰Rn, ²¹⁶Po), а также долгоживущий радиоактивный изотоп ⁴⁰K.

Таким образом, естественная радиоактивность угля формируется за счет природных радионуклидов. Уран в окислительных условиях земной поверхности, как правило, присутствует в виде хорошо растворимых соединений, и поэтому значительно более широко рассеян, чем торий, хотя среднее содержание урана в земной коре почти на порядок ниже, чем тория.

В углях в результате инфильтрации уран концентрируется в низкомолекулярном органическом веществе торфов, лигнитов, бурых углей. Большая часть урана находится в виде мелкодисперсных оксидов. В антрацитах и каменных углях количество урана незначительно.

Концентрация РН в разных угольных пластах различается в сотни раз. В среднем содержание радионуклидов в угле примерно соответствует гранитным кларкам. За счет привнесенного урана содержание радионуклидов может увеличиваться.

Так, в подмосковном угле содержание урана в среднем составляет 9.15 г/т, а тория 11.65 г/т. Радиоактивность золы и выбрасываемых в атмосферу твердых частиц, образующихся при его сжигании, превышает 370 Бк/кг(достигая временами 520 Бк/кг), в то время как при сжигании кузбасских углей радиоактивность составляет 20-40 Бк/кг.

По мере выработки месторождения концентрация радионуклидов в угле может меняться.

Таблица 1

Удельные активности естественных радионуклидов в углях некоторых

Российских месторождений

Месторождения углей	Удельная активность, Бк/кг
	40K			226Ra			232Th
	уголь	зола	шлак	уголь	зола	шлак	уголь	зола	шлак
Интинское	152	420	393	15	39	43	18	37	46
Райчихинское	137	399		38	89		34	90
Нерюнгринское	67	180		38	142		35	160
Ургальское	46	186	282	12	78	87	8	56	65
Харанорское	61	404	373	24	83	89	19	67	69
Чегдомынское	153		472	51		151	33		117
Лучегорское (Бикинское)	47	334	299	21	89	90	10	70	54

 

На рис. 2 в качестве иллюстрации приведены характерные удельные активности основных изотопов – ⁴⁰K, ²²⁶Ra и ²³²Th для 10 российских месторождений. В табл. 1 приведены аналогичные данные для Интинского и основных дальневосточных месторождений угля с учетом изменения концентрации РН в золе и шлаке.

 

Рис. 2. Средние значения удельной активности радионуклидов ⁴⁰К, ²²⁶Ra, ²³²Th:

---

Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 275; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!