Урановидобувна та уранопереробна промисловість

Відповідно до даних Всесвітньої ядерної асоціації (World Nuclear Association, WNA), основні запаси урану (96,5%) зосереджені в 15 країнах світу, з них – в Австралії (1673 тис.т.), Казахстані (651 тис.т.) і Канаді (485 тис.т.). Разом запаси зазначених трьох країн становлять понад 50 % світових.

Розвідані запаси урану, що видобуваються, в світі

(станом на грудень 2010 року)

В Україні видобування власного природного урану становить 500 – 800 т. на рік, що забезпечує потреби вітчизняної атомної енергетики лише на 30 %. Решту Україна купує в Росії, але до 2015 року має намір на 100% забезпечити себе власним ураном.

Відомості про розвідані запаси урану, а також їх поповнення та вичерпання, надані WNA, свідчать, що світовий річний видобуток урану становить приблизно 35 – 37 тис. т (близько 55% поточних потреб). Решта цієї сировини поповнюється за рахунок складських запасів (конверсійний уран), проте вже до 2015 року ці додаткові джерела будуть вичерпані. За прогнозами МАГАТЕ, річна потреба АЕС в урановій сировині до 2050 року зросте до 177 тис. т. (середній варіант), або навіть до 283 тис. т. (високий варіант). Навіть при середньому варіанті сумарна потреба ядерної енергетики за 50 років складе 5,35 млн. т. урану.

Україна належить до провідних урановидобувних країн світу.

Уранові родовища розташовані в основному в межах Кіровоградської області. За досить низького вмісту урану в рудах, родовища України мають низку особливостей, які забезпечують конкурентну здатність виробленого уранового концентрату:

• великі розміри уранових покладів, що дозволяє застосовувати високопродуктивні системи видобутку;
• висока міцність вміщуючих порід, що дозволяє проходити гірничі виробки без кріплення та проходити очисні блоки великих обсягів;
• невеликі водні притоки до гірничих виробок;
• досить прості заходи радіаційного захисту завдяки невеликому вмісту урану у рудах.

Схема розташування діючих та перспективних уранових родовищ

Основні запаси урану зосереджені в Кіровоградському урановорудному районі (КУРР), оцінювані запаси становлять понад 100 тис. т., з яких більше половини рентабельні; а також у Центральноукраїнському урановорудному районі (ЦУРР). Родовища Побузького УРР відпрацьовані в 1990-х роках. В експлуатації перебувають Ватутінське і Мічурінське родовища (КУРР, ЦУРР відповідно), Северинське – в резерві. Деякі родовища перебувають на стадії розвідки.

Промислові родовища урану України представлені ендогенними родовищами в альбітитах і екзогенними родовищами у відкладеннях платформного чохла Українського щита. Україна має 12 детально розвіданих уранових ендогенних родовищ із сумарними запасами, які в змозі забезпечити потреби діючих АЕС України ще на 100 років.

Найбільші з них розташовані в Кіровоградському рудному районі.

В Україні є, окрім традиційних ендогенних, і екзогенні – епігенетичні уранові родовища в осадовому чохлі Українського щита. Рентабельність їх видобування зростає через значний вміст в них ряду хімічних елементів: Мо (молібден), Re (реній), Se (селен), V (ванадій), Sc (скандій), що дає можливість комплексного використання мінеральної сировини. Собівартість видобування урану в них в 2,5 рази нижча традиційного, завдяки можливості розробки методами підземного вилуговування.

Метод підземного вилуговування, який застосовують в Україні, визнаний МАГАТЕ як самий екологічно чистий та безпечний спосіб розробки родовищ. Розроблення родовищ урану способом підземного вилуговування (ПВ) включає подавання в рудоносний пласт або блок хімічного реагенту, що переводить уран з мінералів у розчин, фільтрацію вилуговувального розчину через рудоносну товщу, повернення урановмісних розчинів на поверхню й наступне сорбційне вилучення урану з розчинів. Переведення урану в розчин у процесі ПВ здійснюється безпосередньо в надрах за допомогою робочого реагенту – водного розчину сірчаної кислоти (кислотний спосіб ПВ) або бікарбонату лугів (карбонатний спосіб ПВ).

Цей метод відрізняється від традиційних способів високим рівнем ресурсозберігання і економічністю, дозволяє знизити забруднення навколишнього середовища і екологічні наслідки. Після видобування таким способом не залишається відвалів та покинутих шахт. За даними численних моніторингів, зокрема по родовищу Ірколь (Казахстан), протягом 15 років відбувається повне відновлення підземного горизонту.

Видобуток і переробка уранової руди на території України почали здійснювати наприкінці 1940-х років. Ці роботи здійснювалися в умовах секретності без дотримання вимог екологічної безпеки.

В той час переробку уранової руди здійснювали Державне підприємство «Східний гірничо-збагачувальний комбінат» (ДП «СхідГЗК») та Виробниче об’єднання «Придніпровський хімічний завод» (ВО «ПХЗ»).

На даний момент повний цикл робіт з видобутку та переробку уранових руд здійснює лише одне підприємство – ДП «СхідГЗК». До складу ДП «СхідГЗК» входять дві діючі шахти – Смолінська і Інгульська, які за своїм енергетичним еквівалентом рівноцінні 60-ти вугільним шахтам (майже одна третина всього Донбасу). Смолінська шахта розробляє Ватутінське родовище, Інгульська – Мічурінське та Центральне. Северинське родовище знаходиться в резерві й ряд родовищ – підготовлені до розвідки. Видобування уранової руди на Смолінській та Інгульській шахтах здійснюється підземним способом.

Полігон купного вилуговування на Смолінській шахті

На околицях м. Кіровоград розташовані Центральне та Мічурінське родовище. Інгульська шахта, що розробляє ці родовища, експлуатується з 1969 року, її запаси становлять до 10 тис тонн в перерахунку на збагачену сировину. Підземні роботи на шахті ведуться на глибині 300 м.

Ватутінське родовище урану розташовано в смт. Смоліно Маловисківського району Кіровоградської області. Воно належить до натрій-уранової формації гідротермально-метасоматичних родовищ. Родовище експлуатується з 1973 року. Його запаси становлять близько 30 тис тонн в перерахунку на збагачену сировину. Вміст урану в 1,7 рази вищий, ніж у Мічурінському та Центральному родовищах, але найбільш продуктивна частина родовища виснажена, гірничі роботи на даний час ведуться на глибині 640 м. Виведення з експлуатації діючих шахт передбачається у 2020-2025 рр.

Переробка уранових руд і отримання уранового концентрату (U3О8) здійснюється на Гідрометалургійному заводі м. Жовті Води (ГМЗ).

В процесі переробки уранових руд на ГМЗ утворюються відходи (хвости) з підвищеним вмістом радіонуклідів природного походження, які за допомогою пульпопроводу розміщуються у спеціально обладнаному хвостосховищі «Балка «Щербаківська», що знаходиться в 5 км від м. Жовті Води.

Станом на кінець 2010 року у хвостосховищі «Балка «Щербаківська» зберігалося 37,4 млн.т відходів уранового виробництва загальною активністю 3,89*1014 Бк.

Фахівцями ДП «СхідГЗК» постійно здійснюються пилопридавлюючі заходи на території хвостосховища, ведеться постійний контроль технічного стану об’єктів ГМЗ, радіаційний моніторинг навколишнього середовища, як на території заводу, так і в його санітарно-захисній зоні, дозиметричний контроль персоналу.

В рамках виконання Державної цільової економічної програми «Ядерне паливо України» здійснюються заходи з масштабної модернізації та реконструкції підприємств, що входять до складу ДП «СхідГЗК». Метою цих робіт є збільшення видобутку уранових руд й водночас зменшення впливу від діяльності підприємств ДП «СхідГЗК» на населення та довкілля. Було розроблено низку проектів щодо технічного переоснащення виробничих потужностей, реконструкції поверхневих комплексів та відпрацювання нижніх горизонтів Смолінської та Інгульської шахт, більшість з яких отримали позитивний висновок Державної експертизи ядерної та радіаційної безпеки.

ВО «ПХЗ» з 1949 по 1991 року переробляло доменний шлак, урановмісні концентрати та уранову руду. На території підприємства та поза його межами утворено сім хвостосховищ («Західне», «Центральний Яр», «Південно-східне», «Дніпровське», «Сухачівське» (перша та друга секції) та «Лантанова фракція»), два сховища відходів уранового виробництва («ДП-6» та «База С») і цех для отримання окису-закису урану з азотнокислих розчинів (будівля № 103). У хвостосховищах накопичено до 42 млн. т відходів переробки уранових руд загальною активністю 2,7х1015Бк (середня питома активність – 6,4 кБк/кг), а у сховищах відходів уранового виробництва «ДП-6» та «База С» накопичено до 0,2 млн. т відходів уранового виробництва загальною активністю 4,4х1014Бк (середня питома активність – 2,2 МБк/кг). Загальна площа хвостосховищ – 2,43 млн., а сховищ відходів уранового виробництва – 0,25 млн. кв. метрів. Потужність експозиційної дози перебуває в межах від 30 до 35000 мкР/г.

В рамках Державної цільової екологічної програми приведення в безпечний стан уранових об’єктів виробничого об’єднання «Придніпровський хімічний завод» здійснюються роботи із здійснення ліквідаційно-рекультиваційних заходів на об’єктах колишнього ВО «ПХЗ».

Мета зазначеної програми – ліквідація негативних екологічних наслідків діяльності колишнього ВО «ПХЗ», забезпечення захисту людей та природного середовища від іонізуючого випромінювання, приведення уранових об’єктів колишнього ВО «ПХЗ» в екологічно безпечний стан, сприяння сталому розвитку виробничої і соціальної інфраструктури території, що зазнала шкідливого впливу в результаті розвитку уранового виробництва об’єднання ВО «ПХЗ».

Виконання заходів Програми здійснює Державне підприємство «Бар’єр».

ІІ секція хвостосховища «Сухачівське»

З метою збільшення видобутку уранової руди з 2000 року на території Кіровоградської області здійснюється будівництво ДП «Дирекція державного підприємства, що будується на базі Новокостянтинівського родовища (с.Олексіївка, Маловисківський р-н) є найперспективнішим. Його запаси оцінюють як найбільші в Європі і їх вважають п’ятими в світі за потужністю. Експерти стверджують, що розробка Новокостянтинівського родовища з запасами урану в 100-150 тис.т. із розрахунку на збагачену сировину дозволить Україні зайняти 2-е місце серед урановидобувних країн світу, і дійшли висновку, що Україні вистачить урану на 100 років для 20 реакторів за рахунок ресурсів Кіровоградщини.

Новокостянтинівське родовище в Кіровоградській області

Будівництво Новокостянтинівського родовища уранових руд почалося в 1984 році, але згодом, у зв`язку з планами конверсії оборонних галузей промисловості, будівництво було законсервоване, а з 1989 року припинене і фінансування. На момент відновлення будівництва родовище було розкрите трьома стовбурами, два з яких на горизонті 300 м були збиті між собою горизонтальними гірськими виробленнями і готові до ведення гірських робіт з підготовки до видобутку.

Запасів діючих шахт за нинішнього рівня видобутку з поступовим загасанням вистачить ще на 15-20 років.

Джерела:

1. http://www.world-nuclear.org/info/inf75.html;
2. http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Nzvdpu_geogr/2008_15/rozvutok%20yranodobyvnoi%20galyzi.pdf;
3. Доповідь Держатомрегулювання України про стан ядерної та радіаційної безпеки в Україні у 2010 році.