НЕРЕШЕННАЯ МОНАЦИТОВАЯ ПРОБЛЕМА

Фото: Michael Sander
Текст: Михаил Бондарь

Совместное предприятие Ростеха и группы Ист выиграло аукцион правительства Свердловской области на покупку монацитового концентрата, хранящегося на складах предприятия «Уралмонацит» в районе Красноуфимска. Покупка «красноуфимских монацитов» и сотрудничество со Свердловской областью — часть программы по решению глобальной задачи, стоящей перед Ростехом, по обеспечению потребностей российской промышленности в стратегическом сырье к 2017 году. Госкорпорация также подписала соглашение о сотрудничестве с правительством Свердловской области, предполагающее возможность создания в регионе предприятий по производству высокотехнологичной продукции на основе редкоземельных металлов.

Уже более двадцати лет идут обсуждения возможных путей решения монацитовой проблемы. Когда слишком много специалистов говорят о проблеме, сложно понять основную суть вопроса и разобраться в информационном потоке, полном противоречий. Но ведь никто не запрещает нам попытаться? Добыча монацита в XX веке прежде всего связана с ураном, чуть меньше с торием и совсем не связана с редкими землями. В красноуфимском концентрате до 54 процентов редких земель! По сути, монацит — это редкоземельный концентрат. Химическую формулу монацита (Се, La, Nd, Th) PO4 составляют фосфаты лантана и церия, неодима с примесью тория и урана (Таблица 1). Ядерная энергетика нуждается в гадолинии, эрбии и диспрозии. Монацитовый концентрат имеет потенциал обеспечить энергетический комплекс по гадолинию на 372%, по эрбию на 72%, по диспрозию на 88%.

Как появился монацит?

История возникновения запасов монацитового концентрата объемом более 82 тысяч тонн удивительна. Изучив географию «складирования», мы узнали, что красноуфимский монацит — это концентрат, собранный по всему миру. Поэтому содержание в нем ценнейших компонентов можно измерять только средними значениями.

Его свозили, выкупали, забирали из различных точек Земли: из поселка Таежный Красноярского края брали сырье, а концентрат получали в Озерном на Урале; из штата Керала в Индии с берега Малабара и Траванкара везли через Индийское море; с бразильских берегов Байи и Эсперито Санто; с Фанрейнсдорпа в ЮАР; даже с острова Мадагаскар. Его добывали из монацит-пирохлор-крандаллитовых руд и монацитовых песков. Доподлинно происхождение красноуфимского монацитового концентрата неизвестно, так как большую часть времени вся информация проходила под грифом «Секретно». Сейчас можно судить по вполне достоверным фактам, что правительство Индии в 1947 году запретило вывоз монацита, из Бразилии везти морским транспортом было дорого… Корея, Вьетнам и Китай это сырье могли отдавать по дружбе. Главное не детали, а суть вопроса: в России есть склад монацита, усредненного по среднемировому уровню состава. На тот момент это была стратегия СССР. Для того чтобы Россия стала преемником этой стратегии, должны были совпасть цели.

В 1956 году монацит начали складировать в крафт-мешках, помещенные в деревянные ящики, и хранить в деревянных складах постройки 40-х годов. После этого ветхие здания обнесли металлическими коробами. В итоге до отказа были заполнены 19 деревянных складов и построены еще 4 металлических. Таким образом, «география» монацита завершилась: монацитовый концентрат получил постоянную прописку в Свердловской области.

Предприятие, юридически ответственное за склады, в разное время называлось по-разному: предприятие «п/я 118», предприятие «Каменный пояс», филиал комбината «Победа» Госкомрезерва РФ. После передачи в ведомство правительства области и оформления областью прав собственности монацитовый концентрат стал достоянием Свердловской области, ее руководства и жителей. Было создано предприятие ГУ «УралМонацит», ответственное за охрану окружающей среды и мониторинг экологической обстановки в регионе, но весь комплекс проблем, связанный с красноуфимским монацитом, перешел в наследство области. Проблемы создают условия хранения концентрата, которые не отвечают нормам радиационной безопасности. Допустима консервация складов монацитового концентрата (до 50–100 лет) после перетаривания его в металлические контейнеры, отвечающие нормам НП-0202000 («Сбор, переработка, хранение и кондиционирование твердых радиоактивных отходов»). И сегодня уже существуют примеры «консервирования» монацитового вопроса — стоит обратиться к казахским коллегам из АО «УМЗ», которые решили проблему хранения собственного монацитового концентрата в размере около 8 тысяч тонн: деревянные ящики и крафт-мешки были заменены на спецконтейнеры, которые были успешно захоронены. Так что подобный опыт перетаривания у «УМЗ» есть. Он положительный и не затратный, иначе был бы выбран другой путь решения проблемы. А то, что SАRЕКО (совместное предприятия НАК «Казатомпром» и японской SumitomoAtom) не перерабатывает монацит, доказывает, что технологии рабочей нет. Притом, что ИХМЗ и УМЗ — предприятия-побратимы.

Это только один из вариантов решения проблемы монацита. Пока технология получения группового концентрата РЗМ и его последующей дезактивации существует на бумаге и не отработана, монацит хотя бы не будет представлять опасности для области.

По мнению источника, пожелавшего остаться неназванным, строительство перерабатывающего завода на месте хранения концентрата (проект ТЭИ ВНИКИЭТ) может привести Свердловскую область к утрате контроля над результатами работы всего комплекса. К тому же завод имел бы ограниченный срок эксплуатации, так как на нем нечего перерабатывать, кроме концентрата. А технология, по которой получали бы концентрат редких земель, торий, уран и тринатрийфосфат, предложенная ВНИКИЭТ, не была успешной с точки зрения дезактивации — в итоге объем радиоактивных отходов увеличился бы в 10 раз…

Спрос на монацитовый концентрат сегодня достаточно низок. Цена монацитового концентрата на рынке колеблется от 200 до 270 долларов за тонну, полученные деньги сравнимы с затратами перетаривания.

Переработка монацитового концентрата с целью выделения тория как главного продукта в условиях развития ториевой энергетики теоретически возможна, но пока ториевая энергетика находится на стадии обсуждения. Потребление тория за последний год не превысило 200 тонн, и то в качестве добавки в сплавы. Но шанс, что именно торий станет коммерческим продуктом наряду с редкими землями, есть. Индия и Норвегия активно разрабатывают эту проблему, может, и нам стоит прислушаться? Ведь мы могли пойти по ториевому пути в 40-х годах. Весь мир строил реакторы на уране, перерабатывал урановые руды, процеживал крупицы идущего в ядерный арсенал оружейного плутония.

Торий всегда был интересен как сырье для получения урана, но должен был стать и основой новой энергетической программы. Во время холодной войны вопрос энергетики не стоял, нужен был скорее «военный» атом, нежели мирный. С торием все складывалось не просто, он не годится для оружия, но является фертильным элементом: при облучении в потоке нейтронов ядерного реактора торий становился ураном-233. В 1945 году на заседаниях Технического совета Спецкомитета по инициативе И.В. Курчатова было предложено нарабатывать уран из тория, попутно запуская ториевый энергетический цикл.

Было понятно, что работа с торием сложнее, чем с ураном, но запасы тория на планете в 4–5 раз больше, и все это знали, все хотели преодолеть сложности, казавшиеся непреодолимыми.

В период с 1946 по 1952 год ториевая проблема неоднократно обсуждалась на заседаниях Научно-технического совета при Совете министров СССР. Стояла задача — наработать урана в объеме, позволяющем готовить новые бомбы. Параллельно крайне успешно развивалась и, главное, работала программа по созданию плутониевых бомб, что и стало одной из причин сворачивания ториевой оружейной программы. Выпуск плутония-239 был хорошо налажен, технология эффективна, и, чтобы не изобретать велосипед, ториевую технологию стоило отложить до лучших времен. Преимуществ у урана-233 по сравнению с плутонием-239 как начинки ядерного оружия почти и не было (поэтому бомбы СССР всегда были лучше и смертоносней американских). Эти доводы были приведены, осмыслены, и ториевая оружейная программа закрылась. Но стояла под вопросом и светлая сторона тория — энергетическая.

В результате 17 октября 1953 года И.В. Курчатов направил министру среднего машиностроения В.А. Малышеву подробное письмо, посвященное всем стоящим проблемам использования тория для нарабатывания оружейного урана и возможному развитию ядерной энергетики на базе ториевого цикла: «…Начиная с 1945 года у нас ведутся научно-исследовательские работы, имеющие целью выяснить перспективы и пути применения тория для получения атомной энергии. В настоящее время можно сделать следующий основной вывод: установлена принципиальная возможность использования тория как для производства делящегося ядерного горючего — урана-233, так и для получения энергии…» Особо никто не внял Курчатову, так как в этом же письме было сказано, что экономическая рентабельность ториевых реакторов не доказана и что необходимо провести гигантский комплекс мероприятий и испытаний. Так ториевая энергетика была отложена в «долгий» ящик.

… Монацитовая проблема имеет шанс быть решенной, но пока это произойдет и будет получено стратегическое сырье (программа ставит сроком реализации 2017 год), до этого из долгого «деревянного» ящика красноуфимскому концентрату, может, и стоит переехать в безопасный для окружающей среды металлический ящик. Он не будет «долгим»: уже сегодня над созданием действующей (не на бумаге) технологии усиленно трудятся ученые и технологи, объявляются конкурсы на НИОКР и НИР — все это повышает шансы рождения новой технологии. Проблема красноуфимского монацитового концентрата начала решаться, в отличие от ситуации десятилетней давности. Сегодня мы уже знаем, кто будет отвечать за монацит. Время покажет, каким будет алгоритм действий и к какой прибыли он приведет. Главное, что лед тронулся. Журнал «Редкие земли» будет следить за развитием ситуации.