ТЕХНОЛОГИИ / #6_2026
Урановая идиллия
Текст: Ирина ДОРОХОВА / Фото: Страна Росатом
На фото: Урановые растворы по трубам (справа) сливаются в пескоотстойники
В июне наша корреспондентка побывала на руднике «Далур», которому в этом году исполнилось 25 лет. Посмотреть, как происходит скважинное подземное выщелачивание, было ее давней мечтой. Она убедилась: это самый экологичный и экономичный способ добычи урана. Не только потому, что не приходится перемещать большие объемы горной массы, но и потому, что рабочие растворы со включением основных реагентов работают в замкнутом технологическом цикле.
На промплощадке Центральной залежи Хохловского месторождения в июне идиллическая картина: цветы в яркой зелени, поют птицы, в два бассейна из труб льются сверкающие на солнце струи. В одном бассейне — продуктивные растворы, содержащие уран. В другом — возвратные, в них урана нет. «Сложно сказать, где начало процесса, потому что он замкнут в кольцо», — комментирует начальник участка Алексей Дробахин.
Опытно-промышленные работы на Хохловском урановом месторождении начались в 2007 году, промышленная отработка — в 2013‑м. Сейчас отрабатываются четыре залежи: Центральная, Западная, Восточная и Дальневосточная (до последней очередь дошла в начале июня). Дюрягинскую залежь, самую западную, планируют запустить в конце 2026 — начале 2027 года.
Уран в голубых и зеленых тонах
Уранодобывающий комплекс Хохловского состоит из технологических полигонов на каждой залежи, двух локальных сорбционных установок (ЛСУ), четырех технологических пескоотстойников (по два возле каждой ЛСУ), вспомогательного оборудования, складов реагентов.
Мы идем к бассейнам — технологическим пескоотстойникам из монолитного бетона, выстланным прочной мембраной гидроизоляции. Емкость каждого — 1000 м3. Внутренние перегородки направляют поток змейкой. Твердые частицы оседают возле перегородок, и растворы очищаются. Насыщенные (они же продуктивные) растворы голубые и зеленоватые. Чем меньше срок отработки залежи, тем цвет глубже. Возвратные (хвостовые) растворы бледно-голубые.
Рядом с пескоотстойниками — две насосных: для продуктивных и возвратных растворов. В трубы, выходящие из отстойника с хвостовыми растворами, из узла подкисления подается раствор серной кислоты и нитрита натрия. Он необходим для выщелачивания урана в недрах. В каждой трубе, идущей на залежь, — индивидуально подобранный химический состав. Доукрепленный раствор подается через закачные скважины в продуктивный горизонт — на глубину примерно 600 метров. Там под воздействием кислой среды соли урана растворяются и перемещаются к откачным скважинам. В них установлены насосы, поднимающие продуктивные растворы на поверхность и далее направляющие их по трубам в пескоотстойник и на ЛСУ. «Принцип «сколько закачали, столько и откачали" — ключевой для метода СПВ. Его соблюдение позволяет избежать растекания растворов в пласте, подкачки пустых пластовых вод и падения качества растворов, то есть разубоживания», — говорит А. Дробахин.
За технологическими полигонами присматривает оператор. Ему не приходится постоянно обходить скважины — сотрудники сидят в операторской. Они обустроены на промплощадках, где идет сорбция. На Хохловском — на Центральной и Восточной залежах.
На экранах перед оператором — ряды разноцветных кружков. Зеленые обозначают откачные скважины, синие — закачные. Несколько серых — остановленных. Розовый цвет — знак отсутствия связи. По каждой скважине собираются данные: номер, объем реальной и плановой прокачки, время работы и пр. Сведения стекаются в базу, на их основе формируются статистика и аналитика; на основе последних составляются рекомендации операторам по технологическим режимам.
Уранодобывающий комплекс Хохловского состоит из технологических полигонов на каждой залежи, двух локальных сорбционных установок (ЛСУ), четырех технологических пескоотстойников (по два возле каждой ЛСУ), вспомогательного оборудования, складов реагентов.
Мы идем к бассейнам — технологическим пескоотстойникам из монолитного бетона, выстланным прочной мембраной гидроизоляции. Емкость каждого — 1000 м3. Внутренние перегородки направляют поток змейкой. Твердые частицы оседают возле перегородок, и растворы очищаются. Насыщенные (они же продуктивные) растворы голубые и зеленоватые. Чем меньше срок отработки залежи, тем цвет глубже. Возвратные (хвостовые) растворы бледно-голубые.
Рядом с пескоотстойниками — две насосных: для продуктивных и возвратных растворов. В трубы, выходящие из отстойника с хвостовыми растворами, из узла подкисления подается раствор серной кислоты и нитрита натрия. Он необходим для выщелачивания урана в недрах. В каждой трубе, идущей на залежь, — индивидуально подобранный химический состав. Доукрепленный раствор подается через закачные скважины в продуктивный горизонт — на глубину примерно 600 метров. Там под воздействием кислой среды соли урана растворяются и перемещаются к откачным скважинам. В них установлены насосы, поднимающие продуктивные растворы на поверхность и далее направляющие их по трубам в пескоотстойник и на ЛСУ. «Принцип «сколько закачали, столько и откачали" — ключевой для метода СПВ. Его соблюдение позволяет избежать растекания растворов в пласте, подкачки пустых пластовых вод и падения качества растворов, то есть разубоживания», — говорит А. Дробахин.
За технологическими полигонами присматривает оператор. Ему не приходится постоянно обходить скважины — сотрудники сидят в операторской. Они обустроены на промплощадках, где идет сорбция. На Хохловском — на Центральной и Восточной залежах.
На экранах перед оператором — ряды разноцветных кружков. Зеленые обозначают откачные скважины, синие — закачные. Несколько серых — остановленных. Розовый цвет — знак отсутствия связи. По каждой скважине собираются данные: номер, объем реальной и плановой прокачки, время работы и пр. Сведения стекаются в базу, на их основе формируются статистика и аналитика; на основе последних составляются рекомендации операторам по технологическим режимам.
«Умный полигон» на зеленой лужайке
Отправляемся на технологический полигон Восточной залежи. Это большая зеленая лужайка с аккуратно подстриженной травой и полевыми цветами в недоступных для косилки местах. Ряды труб длиной около 2,5 км не нарушают идиллического настроения.
Трубы соединяют выстроенные в ряд скважины. Интервалы между ними — несколько десятков метров. Их оголовки возвышаются над землей ненамного, так что местонахождение скважины угадывается благодаря шкафам с аппаратурой. Это оснастка «умного полигона» — системы автоматического управления технологическими процессами СПВ, разработанной Северским технологическим институтом НИЯУ МИФИ. Данные поступают по модему в диспетчерскую. Расходомеры фиксируют объемы перекачки. Запорно-регулирующие устройства позволяют дистанционно управлять подачей растворов; при необходимости (например, во время ремонтов и замены оборудования) можно перейти с автоматического управления на ручное и перекрыть трубу. Каждая скважина оснащена QR-кодом. «Наводишь планшет, и на нем появляется вся информация о скважине: время ее сооружения, конструкция, история отработки, «рабочий стаж», производительность, содержания — всё с обновлением данных», — рассказывает А. Дробахин. При откачных скважинах — пробоотборники. Из них регулярно берут пробы и анализируют содержание урана в продуктивных растворах. Сегодня это делается вручную, но планируется автоматизация.
Полигоны оборудованы камерами оптического и инфракрасного видения. Последние помогают отслеживать целостность труб — благодаря реагентам они всегда теплее окружающей среды. Контролируют и доступ. К гостям из леса — зайцам, лисам, косулям — уранщики относятся добродушно.
На Восточной залежи чередуются ряды откачных и закачных скважин. Расстояния между ними порядка 40 метров. Закачных скважин вдвое больше, так что если в первые приходит, условно, по 3 м3, то из вторых извлекается по 6 м3. Бывает, что на одну откачную скважину работают три-четыре закачные. Такая схема направляет все растворы в нужном направлении, на откачку, исключая растекания за контур блока.
Безмятежность летнего дня ничто не нарушает, оборудование работает без участия человека и незаметно для посторонних. Едем на ЛСУ‑2.
Отправляемся на технологический полигон Восточной залежи. Это большая зеленая лужайка с аккуратно подстриженной травой и полевыми цветами в недоступных для косилки местах. Ряды труб длиной около 2,5 км не нарушают идиллического настроения.
Трубы соединяют выстроенные в ряд скважины. Интервалы между ними — несколько десятков метров. Их оголовки возвышаются над землей ненамного, так что местонахождение скважины угадывается благодаря шкафам с аппаратурой. Это оснастка «умного полигона» — системы автоматического управления технологическими процессами СПВ, разработанной Северским технологическим институтом НИЯУ МИФИ. Данные поступают по модему в диспетчерскую. Расходомеры фиксируют объемы перекачки. Запорно-регулирующие устройства позволяют дистанционно управлять подачей растворов; при необходимости (например, во время ремонтов и замены оборудования) можно перейти с автоматического управления на ручное и перекрыть трубу. Каждая скважина оснащена QR-кодом. «Наводишь планшет, и на нем появляется вся информация о скважине: время ее сооружения, конструкция, история отработки, «рабочий стаж», производительность, содержания — всё с обновлением данных», — рассказывает А. Дробахин. При откачных скважинах — пробоотборники. Из них регулярно берут пробы и анализируют содержание урана в продуктивных растворах. Сегодня это делается вручную, но планируется автоматизация.
Полигоны оборудованы камерами оптического и инфракрасного видения. Последние помогают отслеживать целостность труб — благодаря реагентам они всегда теплее окружающей среды. Контролируют и доступ. К гостям из леса — зайцам, лисам, косулям — уранщики относятся добродушно.
На Восточной залежи чередуются ряды откачных и закачных скважин. Расстояния между ними порядка 40 метров. Закачных скважин вдвое больше, так что если в первые приходит, условно, по 3 м3, то из вторых извлекается по 6 м3. Бывает, что на одну откачную скважину работают три-четыре закачные. Такая схема направляет все растворы в нужном направлении, на откачку, исключая растекания за контур блока.
Безмятежность летнего дня ничто не нарушает, оборудование работает без участия человека и незаметно для посторонних. Едем на ЛСУ‑2.
Цех переработки продуктивных растворов. В емкостях ионообменная смола отмывается после денитрации
Круговорот ионообменной смолы
ЛСУ‑2 на Восточной залежи Хохловского месторождения была запущена в 2025 году, поэтому оборудование и инфраструктура там самые современные. Посменно работают всего четыре человека (на обычных, не "умных" полигонах — примерно вдвое больше). Работники присматривают за технологическими параметрами, обслуживают кислото- и смоловозы.
Ионообменная смола для СПВ — это упругие шарики диаметром 1−2 мм. Ее загружают в сорбционные колонны сверху. Объем каждой — 50 м3. Через смолу снизу, противотоком, подается продуктивный раствор, из которого на смолу селективно осаждается уран. Богатую смолу порционно, примерно раз в 1−1,5 часа, выгружают снизу в накопительную емкость. Пустая смола (в начале пути по колонне) светлая, насыщенная (в конце) — темная.
Также в колоннах установлены дренажные кассеты. Это полые «стаканы» из мелкой сетки. В них отфильтровываются пустые растворы, которые переливом отводятся из колонны в технологический пескоотстойник с хвостовыми растворами. Там они доукрепляются — и для растворов начинается новый круг.
Ионообменная смола тоже работает в замкнутом цикле. После сорбции насыщенную смолу везут на центральную производственную площадку, в цех переработки продуктивных растворов — на десорбцию. Там нас встречает первый заместитель гендиректора «Далура», главный инженер Роман Занин.
Он продолжает рассказ о технологии переработки урана. Насыщенную смолу отмывают от илов, затем отправляют на десорбцию раствором, содержащим 20 г/л серной кислоты и 80 г/л нитрат-ионов. Насыщаясь ураном по мере прохождения через слой насыщенной смолы, десорбирующий раствор становится товарным десорбатом. После десорбции смолу подают на регенерацию: в колонне денитрации прогоняют через нее растворы с высоким (порядка 40 г/л) содержанием серной кислоты. Нитраты вытесняются, сульфаты остаются. У нитратов свой круг в техпроцессе — на их основе готовится десорбирующий раствор. Отрегенерированную смолу отмывают, загружают в смоловозы и развозят по ЛСУ для очередного цикла сорбции урана из продуктивных растворов.
ЛСУ‑2 на Восточной залежи Хохловского месторождения была запущена в 2025 году, поэтому оборудование и инфраструктура там самые современные. Посменно работают всего четыре человека (на обычных, не "умных" полигонах — примерно вдвое больше). Работники присматривают за технологическими параметрами, обслуживают кислото- и смоловозы.
Ионообменная смола для СПВ — это упругие шарики диаметром 1−2 мм. Ее загружают в сорбционные колонны сверху. Объем каждой — 50 м3. Через смолу снизу, противотоком, подается продуктивный раствор, из которого на смолу селективно осаждается уран. Богатую смолу порционно, примерно раз в 1−1,5 часа, выгружают снизу в накопительную емкость. Пустая смола (в начале пути по колонне) светлая, насыщенная (в конце) — темная.
Также в колоннах установлены дренажные кассеты. Это полые «стаканы» из мелкой сетки. В них отфильтровываются пустые растворы, которые переливом отводятся из колонны в технологический пескоотстойник с хвостовыми растворами. Там они доукрепляются — и для растворов начинается новый круг.
Ионообменная смола тоже работает в замкнутом цикле. После сорбции насыщенную смолу везут на центральную производственную площадку, в цех переработки продуктивных растворов — на десорбцию. Там нас встречает первый заместитель гендиректора «Далура», главный инженер Роман Занин.
Он продолжает рассказ о технологии переработки урана. Насыщенную смолу отмывают от илов, затем отправляют на десорбцию раствором, содержащим 20 г/л серной кислоты и 80 г/л нитрат-ионов. Насыщаясь ураном по мере прохождения через слой насыщенной смолы, десорбирующий раствор становится товарным десорбатом. После десорбции смолу подают на регенерацию: в колонне денитрации прогоняют через нее растворы с высоким (порядка 40 г/л) содержанием серной кислоты. Нитраты вытесняются, сульфаты остаются. У нитратов свой круг в техпроцессе — на их основе готовится десорбирующий раствор. Отрегенерированную смолу отмывают, загружают в смоловозы и развозят по ЛСУ для очередного цикла сорбции урана из продуктивных растворов.
Желтые «коржи»
Путь урана, в отличие от сернокислых растворов, смолы и нитратов, прямой. После десорбции он с помощью сжиженного аммиака осаждается из товарного десорбата. «На каждой стадии переработки содержание урана в промежуточном продукте повышается. В смоле оно порядка 12 г/л, в товарном десорбате — 20 г/л, в готовом продукте — более 70%», — разъясняет Р. Занин.
Многостадийное растворение и осаждение урана повторяют природные процессы формирования месторождений песчаникового типа — в течение миллионов лет уран осаждался из насыщенных кислородом вод на восстановительном барьере. Цель человека — получить концентрат, поэтому сегодня процессы идут быстро и интенсивно.
После осаждения главная задача — удалить лишнюю влагу. Это происходит в несколько этапов. Сначала — сгущение при постоянном перемешивании механической мешалкой, чтобы осадок не оседал слишком быстро. Жидкость сливается, а сгущенная пульпа насосом перекачивается на пресс-фильтры и распределяется между салфетками — полыми плитами фильтра. Там жидкость отжимается и через каналы салфеток отводится и возвращается в техпроцесс для подготовки десорбирующих растворов. «Осадок — желтые спрессованные „коржи" — остается между салфетками“, — комментирует Р. Занин. Похоже, именно эта стадия дала полиуранату аммония название „желтый кек“ (от англ. yellow cake — "желтый торт, корж»). «Коржи» промываются водой, чтобы удалить примеси, и просушиваются воздухом. В помещении для фильтрации безлюдно, только один рабочий счищает плотно спрессованный порошок с салфеток в емкость. Он все еще слишком влажный, поэтому поступает на установку сушки, а оттуда — по шлангу, подсоединенному к загрузочной крышке, — в транспортно-упаковочные комплекты — синие бочки. Их закрывают транспортировочными крышками и отправляют для переработки на предприятия Топливного дивизиона «Росатома».
Путь урана, в отличие от сернокислых растворов, смолы и нитратов, прямой. После десорбции он с помощью сжиженного аммиака осаждается из товарного десорбата. «На каждой стадии переработки содержание урана в промежуточном продукте повышается. В смоле оно порядка 12 г/л, в товарном десорбате — 20 г/л, в готовом продукте — более 70%», — разъясняет Р. Занин.
Многостадийное растворение и осаждение урана повторяют природные процессы формирования месторождений песчаникового типа — в течение миллионов лет уран осаждался из насыщенных кислородом вод на восстановительном барьере. Цель человека — получить концентрат, поэтому сегодня процессы идут быстро и интенсивно.
После осаждения главная задача — удалить лишнюю влагу. Это происходит в несколько этапов. Сначала — сгущение при постоянном перемешивании механической мешалкой, чтобы осадок не оседал слишком быстро. Жидкость сливается, а сгущенная пульпа насосом перекачивается на пресс-фильтры и распределяется между салфетками — полыми плитами фильтра. Там жидкость отжимается и через каналы салфеток отводится и возвращается в техпроцесс для подготовки десорбирующих растворов. «Осадок — желтые спрессованные „коржи" — остается между салфетками“, — комментирует Р. Занин. Похоже, именно эта стадия дала полиуранату аммония название „желтый кек“ (от англ. yellow cake — "желтый торт, корж»). «Коржи» промываются водой, чтобы удалить примеси, и просушиваются воздухом. В помещении для фильтрации безлюдно, только один рабочий счищает плотно спрессованный порошок с салфеток в емкость. Он все еще слишком влажный, поэтому поступает на установку сушки, а оттуда — по шлангу, подсоединенному к загрузочной крышке, — в транспортно-упаковочные комплекты — синие бочки. Их закрывают транспортировочными крышками и отправляют для переработки на предприятия Топливного дивизиона «Росатома».
Упакованный в бочки желтый кек на складе готовой продукции
Мобильные перспективы
«Вишенка на желтом тортике" — осмотр мобильной сорбционной установки (МСУ) на Верхне-Уксянской залежи Далматовского месторождения. Это собственная разработка специалистов „Далура“ и "Русбурмаша», буровой компании в контуре Горнорудного дивизиона. МСУ понадобились для отработки небольших и удаленных залежей. «Между Верхне-Уксянской и центральной производственными площадками — дорога федерального значения, поселок и сельскохозяйственные угодья, поэтому получить разрешение на прокладку трубопроводов было бы очень сложно», — объясняет Р. Занин. Площадка компактная: на технологическом полигоне всего 17 откачных скважин. Сорбционная установка тоже небольшая, совокупная мощность всего 160 м3 в час. (Для сравнения, мощность ЛСУ‑2 на Восточной залежи примерно вшестеро больше.) Около двух месяцев блок находился в стадии закисления: растворы закачивали и откачивали, но сорбцию не проводили. Такой режим необходим перед запуском добычи, он длится до появления в растворе кондиционных содержаний. 19 июня в честь 25‑летия «Далура» на МСУ в рамках подготовки к добычной эксплуатации провели пробные запуски растворов на колонны. Предполагается, что установка проработает восемь — десять лет. Подобную строят на Дюрягинской залежи Хохловского месторождения.
На Добровольном месторождении, опытно-промышленная эксплуатация которого началась в январе 2025 года, планируют построить новейшую разработку «Далура" — мобильную сорбционно-десорбционную установку; она даст возможность привозить на центральную площадку товарный десорбат. Капитальные затраты на мобильные установки ниже благодаря экономии времени, денег и материалов из-за отказа от заглубленных фундаментов. Операционные затраты тоже ниже, так как меньше объемы перевозимых материалов и урансодержащего промежуточного продукта.
«Запуск Добровольного в промышленную эксплуатацию — задача номер один. На ее решение у нас всего пять лет. Сроки крайне сжатые, поэтому параллельно с подсчетом запасов наш дивизиональный институт — "ВНИПИпромтехнологии" — уже начал проектировать. Не запустим — запасы будут заканчиваться, производство — снижаться. Запустим — будем с ураном до 2045 года», — комментирует гендиректор «Далура» Динис Ежуров.
Я желаю ему и предприятию удачи. А он приглашает меня на следующий юбилей. Надеюсь, встретимся.
«Вишенка на желтом тортике" — осмотр мобильной сорбционной установки (МСУ) на Верхне-Уксянской залежи Далматовского месторождения. Это собственная разработка специалистов „Далура“ и "Русбурмаша», буровой компании в контуре Горнорудного дивизиона. МСУ понадобились для отработки небольших и удаленных залежей. «Между Верхне-Уксянской и центральной производственными площадками — дорога федерального значения, поселок и сельскохозяйственные угодья, поэтому получить разрешение на прокладку трубопроводов было бы очень сложно», — объясняет Р. Занин. Площадка компактная: на технологическом полигоне всего 17 откачных скважин. Сорбционная установка тоже небольшая, совокупная мощность всего 160 м3 в час. (Для сравнения, мощность ЛСУ‑2 на Восточной залежи примерно вшестеро больше.) Около двух месяцев блок находился в стадии закисления: растворы закачивали и откачивали, но сорбцию не проводили. Такой режим необходим перед запуском добычи, он длится до появления в растворе кондиционных содержаний. 19 июня в честь 25‑летия «Далура» на МСУ в рамках подготовки к добычной эксплуатации провели пробные запуски растворов на колонны. Предполагается, что установка проработает восемь — десять лет. Подобную строят на Дюрягинской залежи Хохловского месторождения.
На Добровольном месторождении, опытно-промышленная эксплуатация которого началась в январе 2025 года, планируют построить новейшую разработку «Далура" — мобильную сорбционно-десорбционную установку; она даст возможность привозить на центральную площадку товарный десорбат. Капитальные затраты на мобильные установки ниже благодаря экономии времени, денег и материалов из-за отказа от заглубленных фундаментов. Операционные затраты тоже ниже, так как меньше объемы перевозимых материалов и урансодержащего промежуточного продукта.
«Запуск Добровольного в промышленную эксплуатацию — задача номер один. На ее решение у нас всего пять лет. Сроки крайне сжатые, поэтому параллельно с подсчетом запасов наш дивизиональный институт — "ВНИПИпромтехнологии" — уже начал проектировать. Не запустим — запасы будут заканчиваться, производство — снижаться. Запустим — будем с ураном до 2045 года», — комментирует гендиректор «Далура» Динис Ежуров.
Я желаю ему и предприятию удачи. А он приглашает меня на следующий юбилей. Надеюсь, встретимся.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ