Способ складирования радиоактивных хвостов

 

Использование: изобретение относится к горноперерабатывающей промышленности и может быть использовано при складировании радиоактивных складов обогатительных фабрик. Сущность изобретения: способ складирования радиоактивных хвостов предусматривает создание двух карт хвостохранилища с возможностью гравитационного перепуска воды из верхней карты в нижнюю. В верхней карте хвостохранилища формируют слой цеолитов таким образом, что его верхняя часть выступает над водной поверхностью на 1/4 его мощности. Свободную поверхность верхней карты и надводную часть сорбирующего радон слоя экранируют полиэтиленовой пленкой. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к горноперерабатывающей промышленности и может быть использовано при складировании радиоактивных складов обогатительных фабрик.

Известен способ намывного сооружения (а.с.СССР N 812875), обеспечивающий равномерное распределение частиц пульпы различной крупности по фронту за счет одновременного сосредоточенного выпуска пульпы из пульпопровода, подача пульпы в который производится в различных направлениях.

Недостатком данного способа является то, что его применение не обеспечивает сбор газов продуктов распада радиоактивных элементов в горной массе.

Наиболее близким к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ складирования хвостов (см. например, "Атомная техника за рубежом", 1975, N 11, с.14-19), включающий формирование нескольких хвостовых бассейнов, установленных последовательно, окруженных дамбами и снабженных антифильтрационными слоями.

Недостатками данного способа являются недостатки указанные выше.

Цель предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности складирования при хранении радиоактивной массы за счет охраны окружающей среды путем сбора радона.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование антифильтрационного слоя, водозаборных сооружений, складирование радиоактивных песков, ложе хвостохранилища формируют двумя ярусами (картами) на наклонном рельефе местности, образуя на антифильтрационном основании верхнюю и нижнюю дамбы с антифильтрационным покрытием, причем в массиве верхней дамбы создают перепускной трубопровод, а перед самой верхней дамбой формируют массив из сорбирующих радон пород, например, цеолитов, таким образом, чтобы его верхняя часть выступала над поверхностью хвостохранилища. Причем в верхней части массива цеолитов формируют газособирающее устройство, например, сеть перфорированных трубопроводов. Сам массив цеолитов (его верхнюю часть) покрывают совместно с поверхностью верхней карты хвостохранилища экраном, например, пленкой, оставляя только отверстие под место ввода хвостов из пульпопровод.

При переработке радиоактивных руд на гидрометаллургическом заводе или обогатительной фабрике, образуемые отходы (хвосты) по пульпопроводу подают в верхнюю карту хвостохранилища. При попадании хвостов в верхнюю карту хвостохранилища пески осаждаются, а воды через дренирующее устройство (трубопровод) мигрируют в нижнюю карту. При этом происходит известный природный процесс (см. например, Черников А.А. Поведение урана в зоне гипергенеза. М. Недра, 1981, с.62), но ранее не используемый в технике и технологии, а именно, насыщение за 10 дней отвальных вод радоном, выделяющимся из радиоактивных пород. Необходимо отметить, что в закрытых структурах радон накапливается в значительных количествах даже при низкой радиоактивности выделяющих его пород.

При обеспечении такого стока из верхней карты, когда подаваемая вода только на десятые сутки попадает к месту ее спуска в нижнюю карту, массив цеолитов, обладающих сорбционными свойствами, насытится радоном, а затем, по мере поступления новых порций радона, будет отдавать излишки в перфорированный трубопровод, расположенный в верхней части этого массива в другое собирающее устройство типа вытяжки, а оттуда радон может поступать в лечебные воды санатория (профилактория и т.д.) или просто аккумулироваться в емкостях.

На чертеже представлен вариант схемы формируемого хвостохранилища при осуществлении предложенного способа. Хвостохранилище включает антифильтрационный слой 1, верхнюю 2 и нижнюю 3 дамбы, антифильтрационные экраны 4, перепускной трубопровод 5, массив цеолитов 6, перфорированный трубопровод 7, верхнюю 8 и нижнюю 9 карты хвостохранилища, антифильтрационное покрытие 10, пульпопровод 11. Способ осуществляется следующим образом. В подготовленной выемке (в ложбине и т.д.) формируют антифильтрационный слой 1. Затем в верхней горизонтальной части выемки формируют дамбу 2, в основание которой закладывают дренажный трубопровод 5, а в нижней части выемки формируют дамбу 3, образуя тем самым две карты хвостохранилища. Боковые поверхности дамб 2 и 3 покрывают антифильтрационным экраном 4. Одновременно в верхней карте хвостохранилища перед трубопроводом 5 формируют слой 6 из цеолитов так, чтобы его верхняя часть выступала над зеркалом хвостохранилища на 1/4 всей мощности. Причем в верхней части слоя 6 закладывают вытяжное устройство, например, перфорированный трубопровод 7. Затем слой 6 и верхнюю карту покрывают экраном 10, причем оставляя запас для возможности заполнения хвостохранилища хвостами.

При направлении хвостов с помощью пульпопровода 11 в верхнюю карту происходит осаждение твердой фракции (песка) в ее пределах, а нижняя фаза через перепускное устройство 5 (трубопровод) сбрасывается в нижнюю карту. При этом сбрасываемая вода проходит через слой 6, где происходит выделение радона (длину верхней карты формируют так, чтобы воды хвостохранилища попадали к слою 6 после 9-ти дней миграции).

Слой 6 сорбирует радон, а излишки отдает в трубопровод 7. В результате в нижней карте будет хранится очищенная от радона вода, а сам радон может быть собран в емкости и отправлен к потребителю.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит складирование хвостов обогащения урановых руд.

Первоначально производят подготовку (планировку) выемки размерами, например, 500 300 30м и ее покрытие полиэтиленовой пленкой 1. Затем производят формирование дамб 2 и 3, из гальки, высотой, например, 4 м. Причем в нижней части верхней дамбы 2 формируют перепускной трубопровод 5, а боковые поверхности дамб покрывают антифильтрационным слоем 4 полиэтиленовой пленкой. Перед верхней дамбой 2 формируют слой 6 из дробленных цеолитов, мощностью 2,5 м и высотой 3 м, в верхней части которого закладывают сеть перфорированного трубопровода 7. Слой 6 и часть верхней карты хвостохранилища покрывают экраном 10 из полиэтиленовой пленки, которая имеет свободное пространство (в виде квадрата 2·2м под каждый выпуск пульпы) и напуск.

При подаче пульпы (хвостов) с интенсивностью 1 м³/мин посредством пульпопровода 11 заполняется верхняя карта хвостохранилища, пески осаждаются, а воды, через трубопровод 5 перемещаются в нижнюю часть (карту). При принятых размерах хвостохранилища, воды, содержащие радон, достигнут слоя 6 на десятые сутки, т.е. ко времени его насыщения и выделения из вод. Цеолиты слоя 6 сорбируют радон, излишки которого поступают в трубопровод 7, а очищенные растворы попадают в нижнюю карту.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности складирования и хранения радиоактивных пород за счет охраны окружающей среды путем сбора радона.

Предложенное изобретение служит при складировании хвостов обогатительных фабрик.

Формула изобретения

1. Способ складирования радиоактивных хвостов, включающий формирование антифильтрационного слоя, водозаборных сооружений, дамб, доставку хвостов, формирование слоя цеолитов, сорбирующих радон, создание двух карт хвостохранилища с возможностью гравитационного перепуска воды из верхней карты в нижнюю, отличающийся тем, что в верхней карте хвостохранилища формируют слой цеолитов таким образом, что его верхняя часть выступает над водной поверхностью на 1/4 его мощности, причем свободную поверхность верхней карты и надводную часть сорбирующего радон слоя экранируют полиэтиленовой пленкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время миграции растворов по верхней карте до места сорбции радона составляет от 8 до 11 суток.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в надводной части сорбирующего радон слоя располагают вытяжное устройство в виде сети перфорированного трубопровода.