Шаталов В.В., Никонов В.И., Коцарь М.Л., Болдырев В.А., Никольский А.Л.

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии» г. Москва, Россия

В периоды 2012-2020 и в 2021-2030 гг. запланирован ввод 25 и 30 ГВт мощностей АЭС (по 2 ГВт в 2012, 2013 гг. и по 3 ГВт, начиная с 2014 г.). Потребности в металлическом цирконии реакторной чистоты увеличиваются к 2013 г. примерно в полтора раза по сравнению с 2007 г., а в 2020 и 2030 гг. - в два и более чем в три раза соответственно.

Выпуск металлического циркония для нужд АЭС осуществляется в ОАО «Чепецкий механический завод» (г. Глазов). Основным сырьём для получения металлического циркония является цирконовый концентрат (65 % диоксида циркония).

Потребности в нём для нужд атомной энергетики РФ в 2010, 2015, 2020 и 2030 гг. оцениваются в 4,7, 5,7, 8,7 и 11 тыс. тонн соответственно. Возможно также использование бадделеитового концентрата (БК), содержащего 96-99 % диоксида циркония.

Этот концентрат характеризуется повышенным уровнем содержания радиоактивных элементов. Расход бадделеитового концентрата на производство реакторного циркония в 1,5 раза ниже по сравнению с циркониевым концентратом. Цена циркония в БК в 2,5 - 3 раза выше цены циркония в циркониевом концентрате.

Циркониевая промышленность России находится в полной зависимости от импорта циркониевых концентратов. Основным источником рудных концентратов Украинского сырья служит Малышевское месторождение (производится 30 тыс. т в год или 61,9 % добычи из недр СНГ). Это месторождение практически будет истощено к 2010 году. Предлагаемые на внешнем мировом рынке концентраты из Австралии, Китая и Казахстана имеют либо низкое качество, либо повышенный уровень концентрации радиоактивных элементов.

Единственным в России производителем циркониевого сырья является Ковдорский ГОК, который способен выпускать от 3 до 6 тыс. т в год бадделеитового концентрата, Большая часть БК, выпускаемого Ковдорским ГОКом, экспортируется в Норвегию, Японию и др. страны.

Потребление БК в РФ в 2000 г. составляло 200 т при выпуске ~6,2 тыс. т. Предполагается дальнейшее совершенствование технологии обогащения БК и реконструкция фабрик, что даст возможность поднять производство бадделеита до 8 тыс. т в год. Других действующих источников циркониевого сырья в России в настоящее время нет.

Потребности атомной отрасли России в цирконовом и бадделеитовом концентратах в период до 2030 г. могут быть удовлетворены за счёт реконструкции Ковдорского ГОКа или освоения одного или нескольких новых месторождений цирконовых руд РФ - Улуг - Танзенского (республика Тува), Катугинского (Читинская обл.), Бешпагирского (Ставропольский край), Центрального (Тамбовская область), Лукояновского (Горьковская обл.), Тарского (Омская обл.), Туганского (Томская обл.).

Гафний не имеет собственных рудных минералов и сопутствует цирконию в рудах. Он извлекается из отходов производства реакторного циркония.

Мировые запасы гафния превышают 1 млн. т. Содержание оксида гафния в цирконовом и бадделеитовом концентратах составляет 0,5-2 и 1-3 % соответственно.

Собственные потребности РФ в металлическом гафнии в настоящее время не превышают 2 т/год. Большие перспективы открываются в области организации производства диоксида и других соединений гафния, в частности гафната диспрозия - поглощающего нейтроны материала нового поколения, который по физической эффективности и радиационной стойкости значительно превосходит применяемый в настоящее время титанат диспрозия.

Замена титаната диспрозия на гафнат диспрозия в 20 действующих блоках ВВЭР-1000 России и Украины потребует выпуска ~ 5 т оксида гафния. Планируемый ввод в 2012-2020 гг. АЭС общей мощностью 25 ГВт потребует выпуска еще ~ 6,5 тонн оксида гафния. В 2021 - 2030 г. при вводе дополнительных 30 ГВт мощностей АЭС перспективная потребность в оксиде гафния на весь период составит примерно 7,5 т.

Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья