Chu trình nhiên liệu năm 2009

ramatom ANP), Nga, Tây Ban Nha, Thủy Điển (WH), Anh Quốc, Hoa Kỳ (GE, WH, Siemens, AREVA NC). Phần lớn cơ sở chế tạo nhiên liệu hiện nay được xây dựng tại các nước có bán lò phản ứng và cũng là phần lớn là những nước thực hiện việc làm giàu urani. • Xu thế bảm bảo cung ứng nhiên liệu của thế giới Dựa trên Hiệp ước NPT, các nước sỡ hữu vũ khí hạt nhân và các nước có nền công nghiệp hạt nhân phát triển (Nga, Hoa Kỳ, Đức, Anh, Nhật Bản) cũng như một số tổ chức quốc tế (IAEA, Hội Hạt Nhân quốc tế, …) đề xuất các sáng kiến và cơ chế đảm bảo cho việc cung cấp nhiên liệu hạt nhân. Bản chất của các đề xuất này là không cho phép các nước mới tham gia vào điện hạt nhân xây dựng cơ sở làm giàu đồng vị và tái chế nhiên liệu hạt nhân đã cháy. Các cơ sở hạt nhân nhạy cảm này được hạn chế ở một số quốc gia đặc thù. Các quốc gia đặc thù này phải bảo đảm cho các nước khác việc cung cấp ổn định nhiên liệu hạt nhân. Xu hướng chung hiện nay là: (1) Xây dựng các trung tâm làm giàu đồng vị U-235 quốc tế, đặt tại các nước sỡ hữu vũ khí hạt nhân và (2) Xây dựng ngân hàng nhiên liệu dạng sản phẩm urani đã làm giàu nhẹ như UO2 và UF6 nhằm cung cấp nhiên liệu cho nhà máy điện hạt nhân khi có đứt quãng trong việc cung cấp nhiên liệu do những đổ vỗ chính trị. Triển vọng của các đề xuất, sáng kiến này vẫn còn rất hạn chế trong triển khai thực tế. Hiện nay, việc cung cấp urani và các dịch vụ nhiên liệu vẫn được thực hiện theo cơ chế đã trình bày. Trong các đề xuất trên cũng nhấn mạnh cơ chế cung cấp nhiên liệu hiện tại. III. 3. Đảm bảo cung cấp nhiên liệu hạt nhân cho giai đoạn 2020-2030 • Nhu cầu nhiên liệu hạt nhân Theo QHĐ VI trong giai đoạn từ 2020 đển 2025 nhu cầu nhiên liệu thành phẩm của 11 tổ máy là: 220 tấn U cho mỗi năm nhằm để bổ sung nhiên liệu. Giai đoạn sau 2025 -2030 nhu cầu nhiên liệu thành phẩm của 16 tổ máy là: 320 tấn U cho mỗi năm nhằm để bổ sung nhiên liệu chưa kể nhiên liệu lần đầu nạp cho các lò phản ứng là . Việc đánh giá giá nhiên liệu vào thời điểm này là rất khó. Giá hiện nay cho một lò phản ứng công suất 1000 MW một năm là 25-30 triệu USD. • Phương án cung cấp nhiên liệu Trong giai đoạn này cần có lõi nhiên liệu hạt nhân đầu tiên cho việc khởi động nhà máy và nhiên liệu chạy trong một số năm trong thời gian bảo hành nhà máy ( tối thiểu 03 năm). Số nhiên liệu này tốt nhất sẽ do công ty trúng thầu cung cấp nhà máy đảm nhiệm. Nhiên liệu thành phẩm cho lõi lò và bổ sung hàng năm được thực hiện bằng cách thức nhập khẩu. Phương thức nhập khẩu nhiên liệu hạt nhân thành phẩm có thể được thực hiện: - Chủ nhà máy ĐHN ủy thác cho một công ty nước ngoài, đó là công ty trúng thầu cung cấp nhà máy ĐHN, đảm nhiệm. - Chủ nhà máy ĐHN trực tiếp nhập khẩu nhiên liệu từ một hoặc một số công ty nước ngoài. Trong thời gian này chủ nhà máy ĐHN ủy thác nhập khẩu cho công ty trung thầu là thích hợp nhất do kinh nghiệm, sự chuẩn bị về cơ sở hạ tầng và trách nhiệm bảo hành của chủ thầu. • Các chuẩn bị cho việc đảm bảo nhập khẩu nhiên liệu thành phẩm Chuẩn bị yêu cầu đấu thầu cho nhà máy ĐHN - Đưa yêu cầu cung cấp nhiên liệu vào yêu cầu thầu cung cấp nhà máy ĐHN. - Thương thảo hợp đồng và kí kết hợp đồng với nhà thầu. Chuẩn bị cơ sở pháp lý nhập khẩu và chuyên chở nhiên liệu Tuy nhập khẩu ủy thác, nhưng Việt Nam phải có trách nhiệm tạo cơ sở pháp lý cho việc nhập khẩu nhiên liệu hạt nhân thành phẩm. Đó là cơ sở pháp lý quốc tế, song phương và đa phương và cơ sở pháp lý cho hoạt động chuyên chở, kiểm định nhiên liệu, v.v. tại Việt Nam. Thành lập công ty nhiên liệu hạt nhân Công ty nhiên liệu hạt nhân chuyên trách công tác đảm bảo cung cấp nhiên liệu gồm nhập khẩu và triển khai hoạt động về nhiên liệu trong nước. Đây là công ty nhà nước với đầu tư tài chính của chủ nhà máy điện và các nhà đầu tư khác. Trong giai đoạn đầu, công ty phối hợp các cơ sở nghiên cứu như Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam để để thực hiện việc nhập khẩu nhiên liệu (kiểm tra nhiên liệu tại nhà máy chế tạo, …), xây dựng chính sách, các đề án tiền khả thi, khả thi xây dựng nhà máy chế tạo nhiên liệu và nhà máy chế biến quặng urani. Thành lập công ty vận chuyển nhiên liệu và nhiên liệu hạt nhân đã cháy Chuyên chở nhiên liệu hạt nhân cần đáp ứng yêu cầu cao về an ninh, anh toàn. Việc chuyên chở được thực hiện bỡi công ty chuyên trách, có chuyên môn cao. Công ty này được đầu tư bỡi chủ nhà máy điện hạt nhân và các nhà đầu tư khác. • Trách nhiệm của các cơ quan Trách nhiệm chính của chủ đầu tư - Đưa vào yêu cầu đấu thầu yêu cầu về cung cấp nhiên liệu. Phần thầu cung cấp nhiên liệu được thực hiện dưới dạng hợp đồng riêng, như là một phần của hợp đồng chính xây dựng nhà máy. Cấu trúc phần thương lượng giá cả trong hợp đồng cung cấp nhiên liệu được thực hiện trọn gói hoặc dưới dạng tính toán từng phần một như giá nguyên liệu urani, giá tinh chế, chuyển hóa, làm giàu đồng vị và chế tạo nhiên liệu. - Thiết lập các công ty nhiên liệu hạt nhân và công ty chuyên chở nhiên liệu hạt nhân và nhiên liệu hạt nhân đã cháy. - Phối hợp với Viện NLNTVN đào tạo cán bộ, đặc biệt cán bộ có hiểu biết thực tế về nhiên liệu, nắm chắc các hiểu biết liên quan kiểm soát chất lượng (QA, QC) phục vụ cho công tác giám sát quá trình chế tạo nhiên liệu ở cơ sở nước ngoài cung cấp nhiên liệu cho lò phản ứng trong quá trình nhập khẩu. Trách nhiệm của chính phủ - Tham gia đầy đủ các hiêp định và công ước Quốc tế liên quan đến ứng dụng năng lượng nguyên tử và trực tiếp đến xuất nhập khẩu vật liệu, thiết bị hạt nhân, quản lý nhiên liệu đã cháy. (Ngoài hiệp định quốc tế đã ký kết: Hiệp ước không phổ biến vũ khí hạt nhân (1982), Công ước thông báo sớm tai nạn hạt nhân (1987), Công ước trợ giúp trong trường hợp sự cố hạt nhân hoặc tai nạn phóng xạ (1987), Hiệp ước cấm thử vũ khí hạt nhân toàn diện (ký năm 1996, phê chuẩn năm 2006), Hiệp định thanh sát hạt nhân với Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế IAEA (1990) và Nghị định thư bổ sung cho Hiệp định thanh sát (ký năm 2007, chưa phê chuẩn), Việt Nam cần tham gia: Điều ước bảo vệ vật thể hạt nhân trong đó có việc bảo vệ vật liệu hạt nhân và Quản lý xuất khẩu (London guideline for Nuclear supply Group (1978/1992),v.v.). - Kí kết hiệp định song phương và đa phương về hợp tác trong lĩnh vực năng lượng nguyên tử vì mực đích hòa bình làm làm khung pháp lý cho việc các công ty kí kết hơp đồng kinh tế cung cấp nhiên liệu hạt nhân và các dịch vụ khác trên cơ sở đa phương và đa dạng quan hệ quốc tế trong vấn đề này nhưng tập trung vào đối tác có tiềm năng về nguyên liệu, công nghệ, có chế độ chính trị ổn định và có quan hệ chính trị và kinh tế lâu dài với Việt Nam III.4. Đảm bảo cung cấp nhiên liệu hạt nhân cho giai đoạn sau 2030 • Nhu cầu nhiên liệu hạt nhân Theo QHĐ VI trong giai đoạn sau 2030 nhu cầu nhiên liệu thành phẩm của 16 tổ máy là: 320 tấn U cho mỗi năm nhằm để bổ sung nhiên liệu. • Phương án cung cấp nhiên liệu Trong giai đoạn này thực hiện hai phương thức cung cấp nhiên liệu: - Chủ động nhập khẩu nhiên liệu thành phẩm trực tiếp không qua ủy thác nhằm thay thế tối đa việc nhập khẩu nhiên liệu qua ủy thác; - Chủ nhà máy ĐHN nhập khẩu UO2, UF6 đã được làm giàu và bỏ thanh nhiên liệu. Chế tạo nhiên liệu tại cơ sở nhiên liệu hạt nhân ở Việt Nam cho các lò phản ứng và thay thế hoàn toàn việc nhập khẩu nhiên liệu hạt nhân thành phẩm sau năm 2035. • Các chuẩn bị cho việc đảm bảo nhập khẩu nhiên liệu thành phẩm và nội địa hóa chu trình nhiên liệu - Hoàn thiện cơ sở pháp lý quốc tế và trong nước và Tăng cường và mở rộng hợp tác song phương và đa phương với các quốc gia có tiềm năng và công nghệ nhiên liệu hạt nhân. Ký kết các hợp đồng ngắn và dài hạn cung cấp nguyên liệu urani kỹ thuật, các dịch vụ chuyển hóa, làm giàu, cung cấp vỏ thanh nhiên liệu. - Nhập khẩu công nghệ chế tạo và thiết kế nhiên liệu cho giai đoạn chế tạo nhiên liệu. Xây dựng cơ sở chế tạo nhiên liệu. • Trách nhiệm của các cơ quan Trách nhiệm của chủ nhà máy điện nhân: - Lựa chọn đối tác và kí kết các hợp đồng kinh tế cung cấp nguyên liệu urani kỹ thuật, cung cấp dịch vụ và các sản phẩm UO2 và UF6 đã làm giàu cho việc chế tạo nhiên liệu. - Thành lập cơ sở chế tạo nhiên liệu hạt nhân từ nguyên liệu UO2 và UF6 đã làm giàu cho việc chế tạo nhiên liệu. III.5. Nội địa hóa một số giai đoạn của chu trình nhiên liệu Nội địa hóa một số giai đoạn chu trình nhiên liệu hạt nhân nhằm tạo cho Việt Nam giảm phụ thuộc vào quan hệ với các đối tác, tăng tính đa dạng cho việc cung cấp các dạng khác nhau của urani, tăng khả năng dự trữ, dự phòng urani ở các dạng khác nhau và chủ động sử dụng tài nguyên urani cho công tác dự phòng cũng như đưa ra thị trường dịch vụ để lấy nguyên liệu cho nhà máy chế tạo nhiên liệu. • Nội đung nội địa hóa chu trình nhiên liệu Việt Nam thực hiện hai giai đoạn trong chu trình nhiên liệu: - Giai đoạn khai thác, chế biến quặng urani từ tài nguyên của Việt Nam và của nước khác; - Giai đoạn chế tạo nhiên liệu từ UO2 và UF6 đã làm giàu trên cơ sở nhập khẩu công nghệ chế tạo nhiên liệu. • Yêu cầu về công nghệ chế tạo nhiên liệu nhập khẩu - Công nghệ chế tạo nhiên liệu nhập khẩu phải là công nghệ tiến tiến. Đối tác cần ký hợp đồng cung cấp nhiên liệu là đối tác có chương trình phát triển và cải tiến công nghệ dài hạn. - Hợp đồng kinh tế ngoài việc chuyển giao công nghệ và thiết bị chính, cần xem xét các yếu tố như dịch vụ và trợ giúp phát sinh trong quá trình sản xuất, các phối hợp và hợp tác nghiên cứu hoàn thiện và phát triển công nghệ cũng như chuyển giao công nghệ mới do đối tác phát triển. • Quy mô và Lộ trình nội địa hóa chu trình nhiên liệu Cơ sở chế tạo nhiên liệu hạt nhân: -Quy mô cơ sở chế tạo nhiên liệu hạt nhân chỉ một dây chuyền công sản xuất và phải đảm bảo thỏa mãn nhu cầu cho tất cả nhà máy điện với hệ số dự phòng 30% nghĩa là cỡ 200-300 tấn kim loại nặng/năm tương đương với công suất nhiều cơ sở chế tạo nhiên liệu cỡ nhỏ của thế giới. - Lộ trình thực hiện nhập khẩu và xây dựng cơ sở chế tạo nhiên liệu hạt nhân: + 2010-2020: Chuẩn bị nghiên cứu tiền khả thi; Báo cáo đầu tư; + 2020-2025: Lựa chọn đối tác cung cấp công nghệ, kí kết hợp đồng ; + 2025-2030: Xây dựng cơ sở chế tạo nhiên liệu hạt nhân; + 2030: Đưa cơ sở chế tạo nhiên liệu hạt nhân vào vận hành. Cơ sở chế biến quặng urani: - Quy mô cơ sở chế biến quặng urani Việt Nam sẽ được tính toán trên cơ sở đề án tiền khả thi. Dựa trên kinh nghiệm của các nước, có thể xây dựng cơ sở chế biến quặng urani với công suất 300-500 tấn U/ năm. - Lộ trình thực hiện xây dựng cơ sở chế biến quặng urani Việt Nam: + 2010-2020: Điều tra chi tiết cấp C1 8.000 tấn urani Vùng Nông Sơn. Mở rộng điều tra và nâng cấp trữ lượng urani. Nghiên cứu đánh giá công nghệ, đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật; Chuẩn bị nghiên cứu tiền khả thi; Báo cáo đầu tư; + 2020-2025: Xây dựng cơ sở chế biến quặng urani vùng Nông Sơn, Quảng Nam; + sau 2025: Đưa cơ sở chế biến quặng urani vào vận hành. • Chuẩn bị cho chương trình nội địa hóa Hoạt động nghiên cứu R&D Hoạt động nghiên cứu phát triển là cơ sở phát triển tiềm năng trong lĩnh vực nhiên liệu hạt nhân và trực tiếp thực hiện nhiệm vụ nội địa hóa giai đoạn chế biến quặng, sản xuất urani kỹ thuật và làm chủ công nghệ chế tạo nhiên liệu ở giai đoạn nhập khẩu và cải tiến và phát triển công nghệ chế tạo nhiên liệu trong thời gian tiếp theo.. Nội dung của hoạt động nghiên cứu và phát triển công nghệ (hoạt động R&D) bao gồm: - Đánh giá giá trị kinh tế - kỹ thuật của quặng urani Việt Nam, chuẩn bị báo cáo khả thi và báo cáo đầu tư cho nhà máy chế biến quặng urani Vùng Nông Sơn quy mô 300-500 tấn / năm. - Xây dựng cơ sở hạ tầng (cơ sở nghiên cứu, trang thiết bị nghiên cứu, đào tạo đội ngũ cán bộ, v.v.) cần thiết cho việc nghiên cứu công nghệ chế tạo nhiên liệu hạt nhân và thiết kế nhiên liệu. Xây dựng pilot chế tạo nhiên liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu R&D. - Nghiên cứu ở quy mô pilot nhằm mục đích đánh giá lựa chọn công nghệ và nhà cung cấp công nghệ chế tạo và thiết kế nhiên liệu. Chuẩn bị Báo cáo khả thi và Báo cáo đầu tư cơ sở chế tạo nhiên liệu từ nguyên liệu UF6/UO2 đã làm giàu nhập khẩu. - Nghiên cứu sử dụng tài nguyên zirconi Việt Nam nhằm chế tạo zirconi kim loại và hợp kim zircaloy làm vỏ bọc thanh nhiên liệu. Chuẩn bị Báo cáo khả thi và Báo cáo đầu tu cơ sở chế tạo zircaloy làm vỏ thanh nhiên liệu từ tài nguyên zirconi Việt Nam. Điều tra khảo sát tài nguyên urani ở Việt Nam và ở nước ngoài - Thực hiện đề án thăm dò 8.000 tấn urani Vùng Thành Mỹ, Quảng Nam. Mở rộng điều tra nâng cấp trữ lượng urani Vùng Nông Sơn. - Nghiên cứu mở rộng điều tra urani các nước trong khu vực, nhằm tiến tới chủ động hợp tác khai thác nếu có. Công ty cung cấp nhiên liệu - Quá trình nội địa hóa nhiên liệu hạt nhân được giao trách nhiệm cho chủ đầu tư nhà máy điện hạt nhân kết hợp với Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam. Ngoài ra, để trực tiếp vận hành cơ sở chế biến quặng và chế tạo nhiên liệu, vỏ bọc nhiên liệu do Công ty nhiên liệu hạt nhân của Nhà nước đảm nhiệm trong đó có vai trò của các viện nghiên cứu, đặc biệt Viện NLNTVN. Công ty này được thành lập khi xây dựng nhà máy điện hạt nhân và có vai trò trong việc nhập khẩu nhiên liệu hạt nhân thành phẩm cho nhà máy điện hạt nhân đầu tiên như đã trình bày ở trên. Xây dựng chính sách và cơ sở hạ tầng cho nội địa hóa - Để đảm bảo thành công của chương trình nội địa hóa chu trình nhiên liệu và đảm bảo an ninh cung cấp nhiên liệu hạt nhân cần có chính sách đồng bộ về cung cấp đảm bảo cung cấp nhiên liệu hạt nhân. Chính sách này liên tục được hoàn thiện phù hợp sự thay đổi tình hình cung cầu urani, tình hình kinh tế, chính trị của thế giới và năng lực phát triển công nghiệp hạt nhân trong nước . III.6. Kết luận Việc đảm bảo an ninh cung cấp nhiên liệu hạt nhân là vấn đề cực kỳ quan trọng. Vấn đề này không chỉ mang tính chất kỹ thuật, công nghệ cao mà còn là vấn đề liên quan đến quan hệ song phương, đa phương của Việt Nam với các nước và tình hình chính trị quốc tế. Lựa chọn đối tác hạt nhân chiến lược và phát triển tiềm năng, năng lực hạt nhân nói chung và năng lực nhiên liệu hạt nhân là rất quan trọng cho việc đảm bảo thắng lợi chương trình điện hạt nhân của Việt Nam. Lộ trình đảm bảo nhiên liệu hạt nhân cho các nhà máy điện hạt nhân (NM ĐHN) ở Việt Nam Milestone 1: Khởi động chương trình ĐHN Milestone 2: Chọn thầu NMĐHNđầu tiên Milestone 3: Xây dựng, Khởi động và vận hành NMĐHN đầu tiên PD của QH Chuẩn bị chọn thầu cho nhà náy ĐHN đầu tiên Chọn thầu Xây dựng NMĐHN NMĐHN: 4 Tổ máy Tiếp tục xây dựng NMĐHN: 12 tổ máy Mốc quan trọng Tích lũy công nghệ Giai đoạn chuyển giao công nghệ Phát triển CN Lộ trình 2008 2009 2010 2011 2013 2014 2015 2019 2020 2025 2030 Sau 2030 Kế hoạch cung cấp nhiên liệu Khẳng định loại hình cung cấp nhiên liệu, dịch vụ nhiên liệu đã cháy cho Nhà máy đầu tiên. Đàm phán cấp Nhà nước và cấp công ty cho nhập khẩu nhiên liệu -Nhập khẩu nhiên liệu - Khai thác và chế biến quặng urani Việt Nam Chế tạo nhiên liệu tại Việt Nam Chuẩn bị cho việc thực hiện kế hoạch cung cấp nhiên liệu và Nội địa hóa một số giai đoạn chu trình nhiên liệu Chính sách và cơ sở pháp lý -Chính sách- kế hoạch và lộ trình chu trình nhiên liệu. Xây dựng chính sách và cơ sở hạ tầng cho nội địa hóa. - Xác dịnh và ký kết hợp tác song phương và đa phương trong việc cung cấp vật liệu hạt nhân. - Chuẩn bị cơ sở pháp lý nhập khẩu và chuyên chở nhiên liệu, V.v. -Tiếp tục bổ sung hoàn thiện chính sách và lộ trình chu trình nhiên liệu. -Hoàn thiện cơ sở pháp lý quốc tế và trong nước và Tăng cường và mở rộng hợp tác song phương và đa phương với các quốc gia có tiềm năng và công nghệ nhiên liệu hạt nhân. Ký kết các hợp đồng ngắn và dài hạn cung cấp nguyên liệu urani kỹ thuật, các dịch vụ chuyển hóa, làm giàu, cung cấp vỏ thanh nhiên liệu. Thăm dò U Thăm dò: 8.000 tấn Mở rộng thăm dò : 7.000 tấn Mở rộng thăm dò: - 15.000 tấn (2020-2030) - 30.000 tấn (sau 2030-2050) - Uran từ nguồn thứ cấp. - Mở rộng thăm dò ra nước ngoài Xử lý quặng U - Tiếp tục thực hiện R&D - Thực hiện xử lý mẫu công nghệ trong các dự án thăm dò Thử nghiệm Pilot,Đánh giá KH-KT quặng urani Nông Sơn -Lập luận chứng nhà máy công suất 200-400 tấn U/năm. - Xây dựng nhà máy chế biến quặng urani - Nhà máy chế biến đi vào hoạt động -Xây dựng phòng thí nghiệm và pilot chế tạo nhiên liệu (gồm: công nghệ gốm, thiết kế nhiên liệu, đánh giá nhiên liệu ) từ U giàu (từ 235UF6, 235UO2,…) và đào tạo cán bộ. - Xây dựng luận chứng, kế hoạch chi tiết, lựa chọn đối tác cung cấp nhà máy chế tạo nhiên liệu. - Xây dựng nhà máy chế tạo nhiên liệu - Nhà máy chế tạo nhiên liệu cung cấp cho nhà máy ĐHN - Hoạt động R&D chế tạo gốm nhiên liệu. - Nghiên cứu công nghệ gốm nhiên liệu, thiết kế nhiên liệu, nâng cao tính năng và an toàn của nhiên liệu,… Chế tạo nhiên liệu -Nghiên cứu chế tạo Zr kim loại và Zircaloy tinh khiết hạt nhân từ nguyên liệu trong nước ở quy mô phòng thí nghiệm. -Nghiên cứu chế tạo Zr và zircaloy ở quy mô thử nghiệm lớn. -Lập FS cho cơ sở chế tạo vỏ nhiên liệu -Xây dựng đề án chi tiết về nhà máy sản xuất vỏ thanh nhiên liệu -Xây dựng nhà máy chế tạo vỏ thanh nhiên liệu Lộ trình 2008 2009 2010 2011 2013 2014 2015 2019 2020 2025 2030 Sau 2030 IV. Nghiên cứu xử lý chế biến quặng urani Viện Công nghệ xạ hiếm hiện nay đang hoàn thiện các nghiên cứu công nghệ quy mô phòng thí nghiệm, tập trung vào tất cả các khâu của quá trình xử lý quặng thu urani kỹ thuật. Từ chuẩn bị quặng đầu, gia công quặng, hoà tách, làm sạch tạp chất, kết tủa sản phẩm thu urani kỹ thuật và xử lý bã thải của quá trình xử lý quặng. Trong khuôn khổ của hoạt động nghiên cứu hằng năm, năm 2008-2009, Viện CNXH thực hiện 02 nhiệm vụ cơ bản sau: 1- Đề tài cấp Bộ 2008-2009: Hoàn thiện quy trình thử nghiệm công nghệ và thiết bị thu nhận urani kỹ thuật từ quặng cát kết Pà Lừa bằng kỹ thuật trộn ủ và trao đổi ion 2- Đề tài cấp cơ sở 2008-2009: Xây dựng phương án công nghệ và thiết bị cho công đoạn thuỷ luyện mẫu công nghệ của dự án thăm dò 8.000 tấn U3O8 khu vực Thành Mỹ tỉnh Quảng Nam 3- Đề án mẫu xử lý công nghệ: Viện đang chuẩn bị cho dự án xử lý mẫu công nghệ quặng urani vùng Thành Mỹ. Dự án này làm dự án thành phần trong đề án thăm dò 6.000 tấn U cấp C1 quặng urani vùng Thành Mỹ, Quảng Nam do Bộ Công Thương chủ trì. Nội dung nghiên cứu xử lý mẫu công nghệ, phương án công nghệ thử nghiệm, trang thiết bị cần thiết, quy hoạch mặt bằng, diện tích cho pilot thử nghiệm đã được đề xuất. IV.1. Đề tài cấp Bộ 2008-2009: “Hoàn thiện quy trình thử nghiệm công nghệ và thiết bị thu nhận urani kỹ thuật từ quặng cát kết Pà Lừa bằng kỹ thuật trộn ủ và trao đổi ion” Mục tiêu chính của đề tài là hoàn thiện hệ thống thiết bị công nghệ và quy trình công nghệ thu nhận urani kỹ thuật từ quặng cát kết Pà Lừa bằng kỹ thuật trộn ủ và trao đổi ion trên hệ thiết bị trao đổi liên tục quy mô sau phòng thí nghiệm. Trên cơ sở các số liệu thực nghiệm, tính toán chi phí xử lý quặng (chủ yếu về chi phí nguyên vật liệu, năng lượng và nhân công trên quy mô hệ thống thiết bị thử nghiệm). Kết quả cụ thể như sau: - Về khâu chuẩn bị quặng đầu: Quặng cát kết urani khu vực Nông Sơn tồn tại dưới 3 loại hình phong hoá, bán phong hoá và chưa phong hoá, các đặc điểm thành phần khoáng, thành phần hoá học đã được xác định. Các thông số công nghệ và thiết bị về gia công quặng cho phù hợp với quá trình hoà tách quặng bằng các kỹ thuật khác nhau như hoà tách thấm, trộn ủ hay khuấy trộn đã được xác định. Với kỹ thuật hoà tách trộn ủ đã xây dựng quy trình đập quặng hai cấp, trên thiết bị đập. Bước 1: là đập sơ bộ, thực hiện trên máy đập trung: điều chỉnh khe đập (khoảng cách giữa 2 má) về 5 cm. Hầu như toàn bộ quặng có thể qua được máy đập nhỏ nên không cần sàng phân cấp sau bước đập này. Bước 2: đập quặng về kích thước 1 cm trên máy đập nhỏ: điều chỉnh khe đập về 1 cm. Sau khi quặng qua máy này được đưa vào sàng rung (sàng dưới cùng có mắt lỗ 1 cm). Phần quặng trên sàng này (khoảng 20%) được quay lại máy đập cùng với quặng mới. - Về khâu hoà tách quặng: đã xây dựng quy trình hoà tách bằng kỹ thuật trộn ủ, đây là phưong pháp phù hợp với với đối tượng quặng có nhiều thành phần sét, bở rời và khó hoà tách. Các thông số công nghệ cơ bản đã được xác định chi tiết như nồng độ axit, chi phí axit, tỷ lệ rắn lỏng, chi phí chất oxi hoá, quy trình trộn, thời gian trộn, thời gian ủ, kỹ thuật rửa, chi phí nước rửa, thời gian và số lần rửa, tốc độ bơm dung dịch. + Thông số công nghệ cơ bản khâu trộn quặng: Kích thước hạt quặng (max) 2,5cm; Chi phí axit 30-70 kg /tấn quặng, chi phí chất ôxi hoá 3-4kg/tấn quặng tùy theo tỷ lệ các loại quặng; Độ ẩm khi trộn 10-15% khối lượng; thơì gian ủ quặng 3 ngày. + Thông số công nghệ cơ bản khâu rửa kết hợp hoà tách: Tốc độ tưới 6E- 05m/s, tốc độ có thể điều chỉnh tuỳ thuộc tỷ lệ các loại quặng và theo lần rửa nào; số lần rửa là 6 lần; Số bậc tuần hoàn dung dịch rửa là 2 (môi bậc 3 lần rửa); Dung dịch rửa lần 1, 2,3 có pH =1, dung dịch rửa lần 4, 5 có pH = 2, dung dịch rủa lần 6 dùng nước thường. + Chuẩn bị dung cho tách loại tạp chất: Dung dịch hoà tách và dung dịch rửa được phối trộn và điều chỉnh về pH=1,5-1,6, nồng độ urani khoảng 1-1,5 g/l thích hợp cho khâu trao đổi ion tách tạp chất tiếp theo. Đã thử nghiệm quy trình trộn ủ trên quy mô một mẻ hoà tách 3.000 kg quặng. Với phương pháp này, thời gian hoà tách giảm đi nhiều so với phương pháp hoà tách thấm. Các chi phi thêm về gia công quặng và quá trình trộn tăng lên không nhiều, thiết bị đơn giản. - Về khâu trao đổi ion: đã thiết kế và chế tạo (xem hình dưới đây) và vận hành thành công hệ trao đổi ion liên tục năng suất xử lý 20 lít dung dịch hoà tách /giờ. Đã xây dựng được nguyên lý hoạt động và trình tự thao tác của hệ. Đây là kết quả rất quan trọng của đề tài, lần đầu tiên đã chế tạo và vận hành hệ trao đổi ion liên tục. Quy trình xử lý dung dịch hoà tách thu được từ mẻ trộn ủ có nồng độ U =0,496 g/l sau khi điều chỉnh pH = 1,6, hấp dung U của nhựa đạt 42 gU /l nhựa. Một số chế độ riêng cho dung dịch này là: + Tốc độ dòng khi hấp thu: 270 ml/phút + Hấp thu chu kỳ đầu tiên: bơm 54,4 lít dung dịch hoà tách (có thể kiểm tra nồng độ U ở đầu ra để kiểm soát); + Thể tích dung dịch hoà tách ở các chu kỳ tiếp theo: 25,3 lít (93 phút); + Tốc độ dòng dung dịch axit hoá khi chuyển nhựa: 300 ml/phút; + Thể tích nhựa thay thế /lần chuyển: 300 ml; + Tốc độ dòng tác nhân NaCl 1M+ H2SO4 0,1M khi rửa giải: 12 ml/phút + Thể tích dung dịch tác nhân rửa giải /chu kỳ: 1,054 lít (72 phót) - Về khâu kết tủa sản phẩm Đã xác định được chi phí H2O2 là 0,182 gH2O2/g U3O8. Các bước thực hiện gồm: • Kết tủa tạp chất: dùng dung dịch sữa vôi 20% đã qua sàng 75 µm kết tủa tạp chất tại pH = 3,8, tổng thời gian khuấy khoảng 1 giờ. Tiếp theo là để lắng, lọc và rửa bã thu dung dịch sạch. • Kết tủa sản phẩm: dùng dung dịch H2O2 với lượng cần thiết cho lượng dung dịch urani trong thùng và bổ sung đồng thời dung dịch NH4OH (pha loãng 1/1 để giảm tốc độ bay hơi) sao cho pH dung dịch được duy trì ở pH =3, 3. Thời gian kết tủa khoảng 1 giờ là có thể thu được sản phẩm dạng tinh thể. Sau khi kết thúc, để cho ổn định tinh thể, sau đó lọc, rửa và sấy sản phẩm. Với quy trình như vậy, sản phẩm thu được sẽ có chất lượng rất cao (95% U3O8) và sản phẩm rất dễ lắng, lọc rửa. Hiệu suất thu hồi urani quá trình kết tủa đạt trên 99%. Kết luận: Hiệu suất thu hồi urani toàn bộ quá trình từ hoà tách, tách loại tạp chất và kết tủa thu sản phẩm đạt trên 70%. Quy trình không quá phức tạp, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp, đặc chủng. N−íc H2SO4 ®Æc MnO2 41 B ¬ 32 B ¬ m B ¬ m S¬ ®å quy tr×nh c«ng nghÖ xö lý quÆng b»ng trén ñ vµ trao ®æi ion PhÇn xö lý quÆng vµ dung dÞch QuÆng ®· ®Ëp+bét N−íc H2SO4 ®Æc N−íc NH4O N−íc §i xö lý th¶i D u n g d Þ c h u r a n i s ¹ c h D u n g d Þ c h t u Ç n h o µ n N−íc NaCl HCl Yellowcak e Trén T§IO ñ + röa Läc, röa SÊy KÕt tña IV.2. Đề tài cấp cơ sở 2008-2009: Xây dựng phương án công nghệ và thiết bị cho công đoạn thuỷ luyện mẫu công nghệ của dự án thăm dò 8.000 tấn U3O8 khu vực Thành Mỹ tỉnh Quảng Nam Phương án công nghệ xử lý quặng được lựa chọn có những đặc điểm chính sau: - Chuẩn bị quặng đầu bao gồm 2 nội dung là phân loại quặng và giảm kích thước quặng đến cỡ hạt cần thiết. - Hòa tách bao gồm 2 quá trình: hòa tách thấm đối với khoảng 40-50% đối tượng quặng đầu và hòa tách trộn ủ (rửa