Atomic-Energy.ru

Ольга Ильина, Компания Бентонит: «Бентонитовая глина – безальтернативный способ создания инженерных барьеров безопасности»

27 ноября 2018
Ольга Александровна Ильина

Многие из наших читателей впервые услышат о таком природном материале как бентонитовая глина и о ее важной роли в обеспечении безопасности захоронений радиоактивных отходов. В специальном интервью порталу «Атомная энергия 2.0» директор по развитию Компании Бентонит Ольга Александровна Ильина рассказывает подробнее об этом уникальном материале и его возможностях для различных отраслей, в том числе и для атомной.

- Ольга Александровна, что такое бентонитовая глина и как она может быть применена в атомной отрасли?

- Бентонитовая глина или бентонит ― глинистая порода, состоящая не менее чем на 60-70% из минералов группы смектита, как правило, монтмориллонита.

Бентонит при контакте с водой образует устойчивую вязкую суспензию с характеристиками геля. Это свойство бентонита используется в приготовлении буровых растворов, которые помогают выносить выбуренную породу, охлаждают долото, глинизируют стенки скважины.

Гидратированный бентонит проявляет свойства липкости, клейкости. На этом основаны два других его применения: для связывания песка в формовочных смесях при литье и в производстве окатышей из железорудного концентрата.

Бурение, литье и железорудное производство – это три основных рынка потребления бентонита.

В атомной отрасли использование бентонита целесообразно для изоляции объектов ядерного наследия, создания барьеров безопасности при хранении и захоронении РАО, при экологических мероприятиях по ликвидации аварий и восстановлении территорий.

Ключевыми характеристиками барьеров безопасности для хранилищ и захоронений РАО являются противофильтрационные и противомиграционные функции. Барьерные материалы должны не только обладать необходимыми свойствами, но и сохранять их стабильность в течение всего времени эксплуатации. Использование бентонитовых глин в качестве инженерных барьеров позволяет обеспечить все эти функции.

Гидроизолирующая способность бентонита обеспечивается свойствами геля, который он образует при гидратации. Низкая водопроницаемость, упругость и пластичность препятствуют дальнейшему проникновению влаги. В случае возникновения разрывных нарушений – потенциальных каналов для миграции – будет происходить их залечивание, естественное восстановление изолирующих свойств. Количество таких циклов высыхания и набухания не ограничено временем.

Высокая сорбционная способность бентонитовой глины по отношению к радионуклидам определяется показателем емкости катионного обмена, которая у бентонита выше, чем у других глин.

Поэтому высокое содержание монтмориллонита и минимальное количество второстепенных минералов гарантируют необходимые противофильтрационные и противомиграционные функции и обеспечивают надежную долговременную защиту объекта захоронения РАО.

- Насколько успешно сегодня в России развивается рынок бентонита?

- После запуска ФЦП по ядерной и радиационной безопасности активно обсуждается и прорабатывается вопрос защиты окружающей среды от возможного негативного воздействия радиоактивных веществ. В атомной отрасли формируется спрос на бентонит, проводятся исследования для определения требуемых характеристик для каждого направления применения.

Научно-исследовательская работа сейчас для нас приоритетное направление. Исследование бентонита для инженерных барьеров безопасности захоронения РАО включены в Единый тематический план Росатома, в программу НИР и НИОКР ФЦП ЯРБ 2, в проекты РФФИ, РНФ. Мы взаимодействуем с научными организациями РАН и Росатома по испытаниям, нам важно чтобы все характеристики бентонита были подтверждены. За пределами России мы в контакте с исследовательскими центрами Onkalo (Финляндия), Aspo (Швеция), GRS Braunschweig (Германия) и др.

Взаимодействуя с заказчиками, мы для каждого конкретного объекта подбираем месторождение, бентонитовая глина которого больше подойдет по характеристикам, если необходимо, проводим лабораторные или опытно-промышленные испытания. Специальные, связанные с радионуклидами, или долгосрочные исследования мы проводим при сотрудничестве с кафедрой радиохимии МГУ, институтами ИБРАЭ, ИГЕМ и ИФХЭ РАН.

На промышленной площадке мы проводим прессование бентонита – такие изделия планируется применять при захоронении РАО и ОЯТ в ПГЗРО в Нижне-Канском массиве. На секции «Экологическая и радиационная безопасность пунктов долговременного хранения, консервации и захоронения радиоактивных отходов» научно-технического совета №10 «Экология и радиационная безопасность» Госкорпорации «Росатом» была принята программа испытаний подземной исследовательской лаборатории, и изучение поведения инженерных барьеров безопасности из бентонита занимает там ключевую роль.

Ольга Ильина на бентонитовом карьере

- Каковы мировые перспективы использования бентонита для атомной отрасли? Почему важно развивать эти технологии в России?

- Последние годы опубликовано много монографий, книг, обзоров, статей лучших зарубежных практик в захоронении РАО, например, «Обзор зарубежных практик захоронения ОЯТ и РАО» ФГУП НО РАО, «Лучшие зарубежные практики вывода из эксплуатации ядерных установок и реабилитации загрязненных территорий» ИБРАЭ РАН, «Изоляция отработавших ядерных материалов: геолого-геохимические основы» ИГЕМ РАН, «Глины как геологическая среда для изоляции радиоактивных отходов» Радиевого института им. В.Г. Хлопина, выпускается замечательный журнал «Радиоактивные отходы», учрежденный ИБРАЭ РАН, и другие издания. Во всех работах применение природных бентонитовых глин рассматривается как самый эффективный и, можно уверенно сказать, безальтернативный способ создания инженерных барьеров безопасности хранилищ и захоронений РАО, ОЯТ и изоляции ЯРОО.

Многолетние исследования, проведенные независимо в различных странах, показали, что бентонитовые глины наиболее эффективны в качестве буферного материала для создания сорбционно-гидроизолирующих барьеров изоляции РАО, в том числе ВАО и ОЯТ.

За рубежом бентонитовые глины и смеси бентонитовых глин используются в качестве буферов, уплотнений или засыпок почти в каждой программе для захоронения радиоактивных отходов. Разработка соответствующих концепций была начата в конце 1970-х годов, а обширные исследования и разработка технологий продолжаются по нынешний день.

Успешный зарубежный опыт (США, Франция, Швеция) демонстрирует широкие возможности применения глинистых материалов как для реализации проектов по выводу из эксплуатации объектов использования атомной энергии, так и при сооружении пунктов хранения/захоронения РАО.

Госкорпорация и Национальный оператор активно сотрудничают с другими странами и обмениваются опытом, и я считаю, что Россия движется в правильном, проверенном направлении.

- С какими трудностями вы сталкиваетесь и как вы их решаете?

- Я думаю что проект, которым я руковожу, только в начале своего пути. Объемы потребления бентонита в атомной отрасли будут расти. В настоящее время идет процесс анализа и обобщения опыта, а также интеграции международных и российских знаний в этой сфере. Нам приятно, что научное и экспертное сообщество нас всячески поддерживает.

Сейчас в нормативной документации отсутствует конкретика по допустимым видам и происхождению применяемых глин и материалов на их основе. Диапазон характеристик и методики изменения, как правило, заказчиком указываются на основе стандартов на бентонит для литейной промышленности или бурения, где нормативно-техническое обеспечение на бентонит более развито.  Поэтому важной и актуальной работой для нашей компании является совершенствование нормативной базы на бентонитовую глину для использования в атомной отрасли. Эта работа включает в себя разработку требований к показателям свойств материалов в зависимости от их назначения и условий применения, разработку необходимого комплекта отраслевых стандартов и, если потребуется, руководств по безопасности.

- Каковы сегодня позиции компании на мировом и российском рынках, каковы ваши планы по развитию?

- Предприятия, входящие в Группу компаний «Бентонит», а сегодня их 13, занимают лидирующее положение на российском рынке бентонита, применяемого в металлургии, бурении и литейной промышленности. Кроме этих базовых потребителей, предприятия производят бентопорошки и гранулированный бентонит для гражданского строительства, горизонтально-направленного бурения, очистки и осветления вин, производства комбикормов, наполнителей для туалетов кошек, экологических программ, медицинских и косметических препаратов.

Для атомной отрасли мы готовы предложить поставки бентонитовой глины: природной, активированной, дробленой; бентопорошки; бентогранулы; изделия из прессованного бентонита: блоки, брикеты, пиллеты; бентонитовые маты.

Сырьевой базой сегодня являются шесть месторождений бентонитовых глин. Четыре в России: «10-й Хутор», «Карасукское» и «Бентойское», «Зырянское». «Даш-Салахлинское» месторождение в Азербайджане, сравнимое по своим свойствам с известным бентонитом Вайоминга, и «Таганское» месторождение в Казахстане, с широким спектром запасов высококачественных щелочных, щелочноземельных и фармацевтических бентонитов.

Суммарные промышленные запасы бентонитовых глин составляют более 120 млн. т.

За 20 лет своей работы Группа компаний Бентонит заняла лидирующее положение на рынке, с успехом строит бизнес на собственных технологических ноу-хау и с уверенностью смотрит в будущее, эффективно связывая передовые технологии и инновации с потребностями современных рынков.

Беседу вела Алёна Яковлева