Научно-деловой портал «Атомная энергия 2.0» представляет экспертное тематическое интервью с руководителем проекта «Применение бентонита при захоронении РАО» «Компании «Бентонит» Павлом Викторовичем Сёминым.
- Павел, расскажите, пожалуйста, несколько слов о текущей деятельности Группы компаний «Бентонит» в атомной отрасли. Как, в целом, обстоят дела на рынке бентонита и бентонитовой продукции в России и в мире?
- В атомной отрасли бентонит используется для создания инженерных барьеров при изоляции радиоактивных отходов от окружающей среды и обеспечения их безопасного захоронения. Он применяется как в проектах строительства новых пунктов захоронения, так и для решения проблем при выводе из эксплуатации объектов ядерного наследия, а также консервации различных пунктов размещения особых РАО. Кроме этого, в эксплуатационной деятельности по кондиционированию РАО бентонит является небольшим, но важным компонентом в цементном компаунде.
Во всех проектах захоронения РАО и консервации ядерных и радиационно-опасных объектов (ЯРОО) применяется принцип мультибарьерной защиты с высокими требования к гидроизоляционной защите сооружений от попадания поверхностных или грунтовых вод к упаковкам с РАО в течение длительного периода времени. Бентонит максимально соответствует такой задаче. Этот природный глинистый материал обладает крайне низкой гидравлической проводимостью и способен удерживать миграцию широкого перечня радионуклидов. Его способность к набуханию обеспечивает герметичность изоляции и уникальное свойство самозалечивания при нарушении целостности барьера.
Отдельное направление «Применения бентонита при захоронении РАО» было выделено в группе компаний в 2017 году и направлено было на проведение научно-исследовательских работ, разработку новых материалов и технологий, типовых проектных решений. К настоящему моменту накоплены значительные знания и технологический опыт для получения как компактированных бентонитовых изделий различной геометрии (блоки, сегменты, кольца и др.), так и материалов для буферных барьеров, в т.ч. засыпки высокой плотности. За прошедшее время был получен опыт укладки бентонита в подстилающие экраны пунктов приповерхностных захоронений.
Помимо этого, активно ведется подготовка к установке внешних противофильтрационных завес на объектах ядерного наследия в Северске (АО «СХК») - пульпохранилищах и пункте хранения твердых РАО. Это будут первые объекты, где планируется создать вертикальные противофильтрационные экраны методом струйного перемешивания (jet-grouting) в грунте на объектах размещения особых РАО. Не только технология, но и материал – инъекционный состав на основе бентонита «БентИнжект®» являются уникальными для российской атомной отрасли.
Технология имеет опыт апробации, подтвержденный опытно-промышленными испытаниями на 3 объектах топливной компании «ТВЭЛ», работа велась с 2020 года.
Отвечая на вопрос по текущему состоянию мирового рынка бентонита – объем потребления в мире составил в 2023 году порядка 22 млн тн. Россия входит в топ-10 стран производителей бентонита, а наша группа с предприятиями и месторождениями в России, Казахстане и Азербайджане входит в пятерку крупнейших мировых производителей бентонитовой продукции в мире.
Крупнейшие производители бентонитовой продукций с объемами реализации и общей долей в мировых продажахСегодня качество продукции Группы Компаний «Бентонит» признано на мировом уровне, компания является лидером рынка в России (доля более 70%) и стран СНГ, а также экспортирует свою продукцию за рубеж. Объем продаж нашей группы за последние 10 лет увеличился на 58%, с 462 до 729 тыс. тн. В ближайшие пять лет с учетом расширения производственных мощностей и сырьевой базы планируем нарастить отгрузку еще на 65%, до 1,2 млн. тн бентопродукции в год.
Фактическая динамика отгрузок Группы в 2014-2023гг и планы реализации продукции на ближайшие 5 лет (2024-2028гг)- По Вашему мнению - каковы главные факторы успеха Группы?
- Для удержания лидерства на рынке Группа компаний «Бентонит» продолжает непрерывно развиваться. Инвестиции в развитие – это один из ключевых факторов успеха. Вложение средств в модернизацию производства, технологические инновации, научно-исследовательские работы, позволит увеличить производительность и снизить издержки производства, а также оставаться на уровне рыночных тенденций и держать компанию релевантной.
В 2023 г. инвестбюджет на развитие предприятий Холдинга составил более 700 млн рублей. Кроме того, реализуется ряд инвестиционных проектов с привлечением субсидий и льготного кредитования, на общую сумму порядка 1 млрд рублей.
Факторы, которые, по нашему мнению, будут способствовать росту продаж: развитие проекта по применению бентонита в атомной отрасли; увеличение рыночной доли в сегменте «Бурение»; внедрение современных технологий производства и разработка инновационных продуктов; развитие внешнеэкономической деятельности, выход на новые рынки сбыта; стабильный спрос бентонита в ключевых сегментах сбыта, с тенденцией к увеличению.
- Расскажите о знаковых событиях применения бентонита при захоронении РАО в последнее время.
- В 2023 году предприятиями Группы компаний «Бентонит» было отгружено более 20 тысяч тонн бентонитовой глины, из которой путем послойного уплотнения был создан подстилающий гидроизоляционный экран на двух пунктах финальной изоляции средне- и низкорадиоактивных отходов в Челябинской (г. Озерск) и Томской областях (г. Северск.)
Модули будут представлять собой бетонные сооружения с толщиной стен порядка 0,7 метра. С внешней стороны (снизу, сбоку и сверху) будет сооружен замок из бентонитовой глины, которая создаст надежную гидроизоляцию объекта. Проектная мощность бентонитового слоя составит от 0,5 до 1 метра.
Строительство первого модуля пункта финальной изоляции радиоактивных отходов в Северске
Строительство первого модуля пункта финальной изоляции радиоактивных отходов в ОзерскеОба эти пункта строит Национальный оператор по обращению с РАО. Вместимость хранилищ составит 225 и 140 тысяч кубометров отходов соответственно.
Поскольку данные пункты захоронения должны иметь глубоко эшелонированную защиту от попадания внутрь атмосферных осадков и грунтовых вод, бетонные части сооружения, контактирующие с грунтами, помимо глиняных замков будут дополнительно защищены бентоматом.
Для обоих приповерхностных пунктов начали возводиться только первые очереди и сооружение будет идти параллельно с эксплуатацией как минимум до 2035 года. Отгруженные объемы для атомной отрасли являются рекордно большими, но осуществимыми для нас, срывов не будет.
На настоящий момент проведено достаточно исследований, чтобы утверждать, что изолирующий барьер из бентонитовой глины сможет обеспечить выполнение своих функций по изоляции РАО без технического обслуживания и ремонта в течение назначенного проектом ППЗРО срока в 300 лет.
- Расскажите, пожалуйста, про научно-исследовательскую деятельность в Вашей группе.
- Научно-исследовательские работы являются полноценной деятельностью всех предприятий группы, решение практических технологических задач наших потребителей осуществляется по подразделениям Группы на базах собственных производств и лабораторий.
Лаборатории ООО «Бентонит Хакасии» (фото предприятия ниже) специализируются на испытаниях, направленных на изучение бентонита для применения в захоронении РАО, металлургии (на площадке хим. лаборатории, которая расположена в г. Губкин), продукции для литейного производства, получение новых продуктов, исследование собственных месторождений глин.
ООО «Бентонит Хакасии», Республика ХакасияВ лабораториях выполняются:
- стендовые демонстрационные испытания;
- исследования физико-химических и физико-механических свойств;
- испытания по определению реологических свойств бентонита.
В ООО «Бентонит Кургана» (фото ниже) основное внимание в последние годы уделяется вопросам получения осушителей, усовершенствования выпускаемой продукции для горизонтально-направленного и вертикального бурения.
ООО «Бентонит Кургана», Курганская областьАО «Краснодарский завод промышленных минералов» (предприятие, специализирующееся на производстве глинопорошков для горизонтально-направленного бурения, органомодифицированного бентонита и минерального порошка для дорожного строительства) активно развивает суспензионное производство органомодифицированных глин, крайне востребованных в текущих условиях импортозамещения.
АО «Краснодарский завод промышленных минералов», Краснодарский крайООО «БентИзол» (фото ниже) в течение многих лет специализируется на получении и улучшении уникальных материалов для гидроизоляции – бентонитовых матов, бентонитовых шнуров, геотекстиле, геомембранах, новых материалов в области создания гидроизоляционных завес («БентИнжект®»).
ООО «БентИзол», Курганская областьВ Республике Казахстан одним из основных направлений деятельности Алтайского геолого-экологического института являются научные исследования в сфере экологии. В частности, там проводятся комплексные исследования материалов для утилизации органических отходов и водоочистки на основе бентонитовых глин, также институт занимается исследованиями глин месторождений республики Казахстан.
Признанные лидеры в сфере производства и реализации наполнителей для кошачьих туалетов – ООО «Глинопереработка» (производитель, фото ниже) и торговый дом ООО «Лидинг» постоянно расширяют линейку продукции, улучшая и совершенствуя рецептуры продукции.
ООО «Глинопереработка», Брянская областьООО «БИОРОСТ» в сотрудничестве с передовыми центрами в области ветеринарии, пищевой промышленности проводят исследовательские работы по получению новых ветеринарных препаратов, кормовых добавок, технологических вспомогательных средств.
Если позволите, то хотелось бы остановиться более подробно на некоторых исследованиях, проводимых по новым перспективным направлениям.
Применение бентонита при захоронении РАО
На базе исследовательской лаборатории ООО «Бентонит Хакасии» проведены совместные работы с Институтом геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН), разработаны рекомендации по выбору оптимальных режимов для уплотнения компонентов инженерных барьеров безопасности (ИББ) для различных вариантов компоновок пунктов глубинного захоронения (ПГЗРО). Исследования начались еще в 2019 году и за это время был выполнен многоэтапный подбор оптимальных параметров влажности материала, гранулометрического (фракционного) состава, условий и параметров прессования для получения прочных изделий равномерной плотности. Установлены численные значения показателей, которые оказывают значимое влияние на свойства компактированных изделий из бентонита. Сформулированы рекомендации по выбору оптимальных режимов для уплотнения, созданы демонстрационные стенды системы ИББ захоронения РАО.
- Насколько новая эта технология для России, для мира?
- Тот факт, что изготовление изделий из компактированного бентонита в лабораторных масштабах успешно отработано, поможет существенно продвинуться в разработке концепции глубинного захоронения РАО 1, 2 классов. Ранее в России подобные работы не проводились, могу назвать это нашим ноу-хау. Опираясь на мировой опыт стран, которые максимально приблизились к созданию пункта глубинного захоронения РАО, потребность в изделиях компактированного бентонита появится и спрос будет устойчивым в будущем.
Демонстрационный стенд с прессованными бентонитовыми сегментами в вертикальной скважине захоронения РАОЗа последнее время выполнены работы по разработке новых составов материалов, а также форм продукции.
Водоупорный бентонитовый блок (кирпич) для создания гидроизоляционных перемычек в шахтах, устойчивый к воздействию высокоминерализованных грунтовых вод
Высокоплотные бентонитовые пеллеты (материал обратной засыпки) для создания противофильтрационного слоя в области применения РАО
Испытательный элемент из компактированного бентонита в масштабе 1:10 для изучения физико-механических свойств в рамках создания буферного слоя для РАО в ПГЗРОВ рамках проекта «Применение бентонита при захоронении РАО» в 2022-2023 гг в исследовательской лаборатории была выполнена серия стендовых испытаний, призванных продемонстрировать преимущества бентонитов перед другими глинами в роли барьерного материала. Данные работы продолжаются и в 2024г.
Определение угла естественного откоса
Сравнительные эксперименты по демонстрации противофильтрационных свойств бентонита и каолина в неуплотненном состоянии- Кроме атомной отрасли, другие направления столь же наукоемкие?
- Безусловно да, но исследования носят там совсем другой характер, я сейчас расскажу вам подробнее.
Органомодифицированный бентонит
Начиная с 2022 года работы по проекту «Органоглины» активно развиваются как в направлении разработки новых рецептур, так и технологии производства на базе Краснодарского завода промышленных минералов.
На регулярной основе выполняются работы по изучению конкурентных образцов, проводится сравнительный анализ существующих продуктов с разрабатываемыми у нас на производстве.
Лаборатория оснащена современным оборудованием, в том числе приобрели лазерный анализатор частиц Bettersizer, предназначенный для определения такого важного для потребителя параметра как «тонина помола».
Сравнение результатов измеренийСравнение органоглин по гранулометрическому составу на лазерном анализаторе частиц (красная линия – зарубежный эталон органоглины, зеленая и синяя линии – органоглины АО «Краснодарский завод промышленных минералов»), что показывает достижение крайне тонкодисперсного помола на уровне с импортируемой в РФ продукцией.
Лаборатория АО «КЗПМ»Кислотно-активированные бентониты
Новым направлением работ в 2023 г признаны «Кислотно-активированные бентониты».
По результатам исследований получены образцы, превосходящие зарубежные аналоги по площади удельной поверхности. Показано, что продукты данного типа могут быть получены на всех глинах месторождений Группы.
Дальнейшее развитие темы направлено на разработку технологии производства.
Рынок химреагентов очень быстро развивается, поэтому одной из важнейших задач, стоящих перед специалистами Группы, является разработка новых продуктов и усовершенствование имеющейся линейки продукции.
Фармацевтическое направление
С 2018 года было запущено фармацевтическое направление, основной деятельностью которого является стандартизация и модификация сорбционных свойств бентонитового сырья под различные фармацевтические задачи, а также разработка инновационных рецептур лекарственных средств и биологически активных добавок. Развитие данного направления стало возможно после приобретения Таганского месторождения (в Республике Казахстан). Уникальное розовое бентонитовое сырье этого месторождения содержит до 95% диоктаэдрического смектита (монтмориллонита).
Высокая сорбционная емкость и отсутствие вредных примесей позволили использовать Таганский бентонит в качестве минерального энтеросорбента – вещества, применяемого в лечении и профилактике отравлений, диареи, изжоги и вздутия живота. Сырье востребовано у лидеров рынка, а с 2021 года оно применяется и в производстве собственной линии биодобавок МИНЕРАЛДЕТОКС. Команда фармацевтического направления продолжает изучать свойства бентонита и расширять сферы его применения в медицине и косметологии.
Линейка продукции проекта «Фармация»Согласно анализу запросов потребителей, продукция на основе бентонита востребована на новых для нас рынках: лакокрасочные материалы, химреагенты для водоочистки, добавки при производстве керамических и бумажных изделий, фарм продукты и др.
По всем указанным направлениям проводятся исследования в подразделениях Группы. Результаты этих исследований способствует развитию технологии производства, повышению качества производимых продуктов, разработке новых видов продукции.
- Принимали ли Вы участие в недавнем XIII Международном форуме «АТОМЭКСПО-2024» в Сочи? Поделитесь своими впечатлениями.
Сессия «О радиоактивных отходах с заботой: инфраструктура и технологии для переработки и финальной изоляции», 26 марта 2024 года- Да, я принял участие в XIII Международном форуме «Атомэкспо-2024», где обсуждались актуальные вопросы развития атомной отрасли и повышения безопасности объектов использования атомной энергии. Мероприятие было организовано на высоком уровне. На форуме в секции «Экология» были представлены доклады о новых технологиях и материалах в области обращения с радиоактивными отходами, а также о развитии ядерной энергетики в мире.
Считаю, что такие мероприятия способствуют развитию сотрудничества и обмену опытом между участниками атомной отрасли, что вносит вклад в повышение безопасности ядерных объектов и улучшению экологической ситуации в мире.
Со своей стороны хочу поблагодарить научно-деловой портал «Атомная энергия 2.0» за такой содержательный разговор. Для нашей группы очень важно, чтобы та работа, которую мы проводим, была во благо не только наших предприятий, но в первую очередь для решения накопленных проблем с объектами ядерного наследия и обеспечения безопасного захоронения РАО. Мы всегда открыты для сотрудничества как в производственной, так и научно-просветительской области.
