به گزارش ماین نیوز، یکی از معروف ترین محصولات میانی در چرخه سوخت ، کیک زرد نام دارد که علی رغم رنگ تیره نزدیک به سیاه آن ، در دنیا نیز به همین کیک زرد معروف شده است . فلسفه تولید چنین ماده ای ،عیار پایین اورانیوم طبیعی در سنگ معدن است که باعث شده تا برای تولید خوراک اولیه کارخانه فرآوری اورانیوم که به UCF معروف است ، سنگ معدن اورانیوم در کارخانه تولید کیک زرد تخلیص و تغلیظ گردد . در ایران تا سال های قبل کارخانه تولید کیک زرد در بندرعباس فعال بود اما از ابتدای سال 94 کارخانه بزرگ تری در اردکان استان یزد به تولید صنعتی رسید که از کارخانه بندرعباس بزرگ تر است و می تواند سنگ معدن استخراجی از معدن ساغند یزد را به کیک زرد مورد نیاز در UCF اصفهان تبدیل کند. این کیک زرد در نهایت برای تولید UF6 که خوراک اولیه سایت های غنی سازی نطنز و فردوست به کار می رود.
تولید کیک زرد به نام شهید رضایی نژاد
بازدید ما در دومین ایستگاه چرخه سوخت کشور از اردکان و کارخانه تولید کیک زرد در این شهرستان بود. صبح یک روز بهاری از مرکز یزد به سمت شمال این استان حرکت کردیم . جاده در این مسیر از مناطق کویری و خشک می گذرد. دیدن تپه های ماسه بادی و رفت و آمد شترها از مناظر طبیعی این مسیر 80 دقیقه ای است که با گذر از شهرهای زارچ ، اشکذر ، میبد و اردکان همراه است. در فاصله 30 کیلومتری اردکان و 180 کیلومتری شمال استان یزد به تاسیساتی رسیدیم که نام مجتمع تولیدی شهید رضایی نژاد- از شهدای صنعت هسته ای کشور - را برخود داشت.
ورود به این سایت نیز همچون سایر مراکز هسته ای کشور با تدابیر امنیتی همراه بود و بعد از گذشت از چنین مرحله ای با تعویض همه لباس ها و پوشیدن کفش کار و گذر از راهرویی که خارج سایت را با داخل و مجموعه پاکیزه جدا می ساخت، به دفتر رئیس کارخانه رفتیم . در کمال تعجب دیدیم که مهندسی جوان با 35 سال سن ریاست چنین مجموعه بزرگ و مهمی را بر عهده دارد . قبل از شروع بازدید از خط تولید، رئیس کارخانه ما را صرف به شیرینی های محلی یزد و چای مهمان کرد تا گپ و گفتی برای آشنایی با مقدمات کار داشته باشیم.
چرخه سوخت کشور شامل چند حلقه است که تولید کیک زرد یکی از حلقه های آن به شمار می رود و معمولا در دنیا معدن و کارخانه کیک زرد در یک منطقه هستند. هدف از ساخت کارخانه کیک زرد اردکان فرآوری اورانیوم موجود در سنگ معدن اورانیوم ساغند بوده و در این راه ماده معدنی که از معدن ساغند استحصال می شود، پس از این که یک مرحله خرد و همگن شدن با عیار مورد نظر را می گذراند – آنچنان که در گزارش بازدید از معدن ساغند گفته شد - به کارخانه کیک زرد اردکان حمل میشود و در این کارخانه طی یک فرآیند چند مرحله ای به کیک زرد یا همان U3O8 می رسیم.
کیفیت بالای کیک زرد ایرانی
از مهندس در مورد کیفیت کیک زرد تولیدی در این کارخانه می پرسم که وی با اطمینان می گوید : «اورانیومی که در ماده زرد رنگ AUC وجود دارد باید تا سقف حدود 45 درصد باشد که تولید ما حدود 42 درصد اورانیوم داشته اما وقتی به U3O8 تبدیل می شود، استاندارد می گوید باید حداقل 65 درصد اورانیوم داشته باشد در حالی که محصول ما حدود 75 درصد اورانیوم دارد که نشان از کیفیت خوب محصول ماست و این در حالی است که اصطلاحا سنگ معدن ساغند یک سنگ چموشی است و فلزاتی هم با خودش دارد.» وی با تاکید دوباره بر خوب بودن محصولش می گوید : «حتما این نمونه ها در یو سی اف تست می شود و اگر مشکلی باشد برمی گردد ؛ ما این تجربه را در بندرعباس داشتیم و نمونه هایی که آژانس از بندر عباس گرفت، تایید کیفی کرد.»
تولید اولین محصول، یک روز قبل از تفاهم لوزان
در حال گفتن این جملات دفاعی بود که خاطره ای یادش آمد و اجازه خواست تا تعریف کند . او گفت: « 2 سال قبل یک کارشناس خارجی این جا آمد که جزو طراحان اولیه این مجموعه بود و می گفت شما نمی توانید از این جا کیک زرد خالص بگیرید، البته هشدار وی بد نبود و یک تلنگری به ما زد تا در این 2 سال رفع ایراد کنیم . بر این اساس در قسمت تحقیق و توسعه روی این موضوع کار کردیم که خلوص کیک زردمان را بالا ببریم و حدود 75 درصد آماده شد و ایرادهای احتمالی را تست کردیم تا این که در آزمایشگاه به این کیک رسیدیم اما نگران بودیم که در خط تولید نتوانیم ولی به لطف خدا در اولین تولیدی که انجام شد به محصول رسیدیم، در حالی که این تولید کاملا مطابق با استانداردهای جهانی و استاندارد سخت گیرانه آمریکایی بود .» با ذوق و شوق این مسئله را برای من تعریف کرد و افزود : «من در تمام سال هایی که کار می کنم تا به حال 2 بار شده که در اولین راه اندازی به محصول مورد نظربرسیم . یک بار در کوره کلسیناسیون بندرعباس بود که نسبت به این جا بسیار کوچک تر است و این بار هم در اردکان موفق شدیم .» وی یک خبر خوش هم برای ما دارد و آن این که کارخانه تولید کیک زرد اردکان اولین محصولش را در 12 فروردین 94 یعنی روز جمهوری اسلامی (یک روز قبل از تفاهم لوزان ) تولید کرده و اکنون خط تولید در حال رفع برخی ایرادات پیدا شده در تست گرم است. از رئیس مجتمع تولید کیک زرد اردکان در مورد وضعیت مجتمع کیک زرد بندرعباس پرسیدم . وی گفت: «تاکنون نیاز یو سی اف اصفهان را واحد تولید کیک زرد بندر عباس تولید کرده و محصول ما هنوز به یو سی اف نرسیده، اما اگر به ظرفیت اسمی خود که حدود 70 تن در سال است، برسد کل نیاز کشو ر را تامین خواهد کرد .»
سد باطله برای پساب ها تا 15 سال جواب کارخانه را می دهد
مسائل زیست محیطی و تاثیرات صنایع هسته ای در این حوزه از سوالات مورد علاقه ما برای مطرح کردن است . در مجتمع شهید رضایی نژاد هم این سوال را طرح کردیم و شنیدیم: «پساب ها و پسماندهای ما در یک سد باطله انباشته می شود که عمر تقریبا هزار ساله دارد . یعنی ما در دیواره این استخر از جنس «ژئوممبران» استفاده کردیم که عمر طولانی دارد و چاله ای که برای این موضوع درست شده ابتدا با غلطک بسترش کوبیده و بعد رس ریزی و سپس دوباره کوبیده شده است . در طرح اولیه که کشورهای خارجی داده بودند، این جا فقط در حد رس کوبی کفایت می کرد ولی ما در مرحله بعد پتوهای رسی گذاشتیم و روی آن لایه ژئوممبران را قرار دادیم که فراتر از نیاز بود.» او ادامه داد: «معمولا آب بهترین محافظ در برابر تشعشع است و باید همیشه روی سد باطله ما آب باشد، البته نباید بگذاریم تبخیر شود و زمانی که این سد باطله کاملا پر شد، باید با دستور العمل های استاندارد آژانس رویش را بپوشانیم، البته این سد برای 15 سال این جا پیش بینی شده است .»
سد باطله ای را که می گفت بعد از اتمام بازدیدمان و در راه بازگشت در فاصله 4 کیلومتری از کارخانه دیدیم . استخری بزرگ که عمقی زیاد داشت و دیواره آن را همان لایه ژئوممبران پوشانده بود . در کف آن نیز مقدار کمی پساب وجود داشت و خیالمان را راحت می کرد که تا 15 سال آینده این سد پر نخواهد شد .
از او در مورد نحوه تامین آب کارخانه پرسیدم که متوجه شدم آب مصرفی را از اردکان می آورند زیرا آب این منطقه شور است.
توجه ویژه آژانس به کارخانه اردکان بعد از توافق نهایی
پرسش در مورد بازرسی های آژانس و ارتباط این واحد با آژانس بین المللی انرژی اتمی سوال دیگری بود که رئیس مجتمع به آن پاسخ داد و گفت : «اگر پروتکل الحاقی را بپذیریم بازرسی های آژانس هم شامل ما می شود. ضمن این که در دنیا خیلی به معادن و کارخانه های کیک زرد کاری ندارند ولی ما تاکنون بازدید داشته ایم. یک بار اردیبهشت سال قبل بود و یک بار هم چند سال قبل آمدند .» اشاره مهندس به تاریخ بازدید 16اردیبهشت سال 93 تیم بازرسان آژانس بین المللی انرژی اتمی به ریاست ماسیمو آپارو مدیرکل پادمان منطقه B آژانس در چارچوب توافق ۷ ماده ای ایران و آژانس بود . طبق این توافق که در تاریخ ۲۰ بهمن ماه ۱۳۹۲ در تهران بین ایران و آژانس منعقد شد، درباره ۷ اقدام عملی که بایستی تا ۲۵ اردیبهشت ماه ۱۳۹۳ توسط ایران اجرا می شد، توافق کردند که در یکی از این بندها ارائه اطلاعات مورد توافق دو طرف و دسترسی مدیریت شده مرتبط با کارخانه تغلیظ اردکان آمده بود. همچنین در توافق ژنو که سوم آذر 92 به امضای ایران و وزرای خارجه 5+1 رسید، در مبحث نظارت های بیشتر اذعان گردیده اطلاعات در خصوص معادن و مراکز تخلیص اورانیوم (تولید کیک زرد ) به آژانس داده شود، در همین رابطه طبق ماده 15 برنامه اقدام مشترک موسوم به برجام که میان ایران و 5+1 منعقد شده است، ایران به آژانس اجازه خواهد داد که بر اجرای اقدامات داوطلبانه خود برای دوره های زمانی مربوطه و نیزاجرای تدابیر شفافیت ساز به شرح مندرج در این برجام و پیوست های آن نظارت نماید.از جمله این اقدامات می توان به نظارت آژانس بر کنسانتره سنگ معدن اورانیوم تولیدی توسط ایران در همه کارخانه های تغلیظ سنگ معدن اورانیوم (تولید کیک زرد ) به مدت 25 سال اشاره کرد.» مدیر مجتمع ادامه می دهد: «ساخت همه این تاسیسات -که من می توانم عظمت آن را از پنجره دفتر رئیس ببینم - در ایران بوده و نیروهای ایرانی که بیشتر تخصصشان هم شیمی و مواد معدنی است، بدون کمک و مشاوره خارجی ها، تولید کیک زرد را در این مجموعه محقق کرده اند .» وی البته تاکید دارد که بیشتر این نیروها بومی منطقه هستند، هرچند افرادی هم از سراسر کشور مشغول تلاش در این مجموعه هستند. او هم از کار خبرنگاری و روزنامه خراسان سوال می کند و پس از یک معرفی اجمالی از روزنامه خراسان برمی خیزیم تا برای بازدید از مراحل تولید کیک زرد معروف به داخل کارخانه برویم . در مسیر راهروها عکس هایی از روزهای ابتدایی ایجاد این تاسیسات عظیم به چشم می خورد . زمانی که یک کانکس و چند کانتینر با فنسی در اطراف آن ها مجموعه را تشکیل می داد و امروز که انبوهی از فلز و سیمان در دل کویر تفتیده اردکان خودنمایی می کند.
آشپزخانه کیک زرد
بازدید از خط تولید کیک زرد را از ابتدای خط یعنی جایی که کامیون ها سنگ معدن را از ساغند آورده و تخلیه می کنند، آغاز می کنیم . مهندس توضیح می دهد: «این جا حدود 200 کیلومتر با ساغند فاصله دارد. البته در طرح اولیه، کارخانه تولید کیک زرد در کنار معدن ایجاد می شد اما به لحاظ برخی شرایط جابه جایی صورت گرفت .»
سنگ شکن اندازه سنگ را یک ششم می کند
در قسمت دپوی سنگ معدن 8 قیف وجود دارد که سنگ معدن از آن جا با حجم 75 تن در ساعت وارد خرد کنی می شود که به گفته مهندس روز کار است . وی توضیح میدهد: «اورانیومی که از معدن می آید در حد 200 تا 300 گرم در تن خلوص دارد اما در دنیا تا 80 گرم در تن را هم به کار می گیرند و ارزش دارد . هرکدام از قیف ها وسیله ای دارند برای ایجاد لرزش تا سنگ ها روی نقاله بریزند . غبار گیرهایی که از بلند شدن گرد و خاک جلوگیری می کنند، سطح رویی نقاله را می پوشانند تا غبار از این قسمت به کارگران آسیب نرساند . البته ظرفیت سنگ شکن ما حدود 130 تن است و به همین خاطر 8 قیف هم زمان کار نمی کنند. در این بخش عنصر پیرولوزیت هم به نسبت 20 کیلو در تن به خط نقاله اضافه می شود تا برای اکسیداسیون مراحل بعدی مورد استفاده قرار گیرد . در ادامه سنگ معدن سوار بر نقاله وارد سنگ شکنی با عنوان سنگ شکن مخروطی می گردد که سنگ 75 میل را به سنگ 12 میل تبدیل می کند .» از این جا به بعد را باید به داخل کارخانه برویم و توضیحات را بشنویم . با این که کارخانه برای رفع ایرادات کار نمی کرد اما صدای همان تعداد دستگاه فعال نیز شنیدن سخنان رئیس مجتمع را سخت نموده بود، با این حال او توضیح داد: «سنگ های خرد شده برای خردایش بیشتر وارد دستگاهی استوانه ای شکل و به رنگ آبی می شود که به صورت افقی روی سکویی قرار گرفته است. این دستگاه بال میل یا همان آسیاب گلوله ای نام دارد.»
تیکنر و لجنی که اورانیوم دارد
بال میل قطر سنگ معدن را به 100 میکرون می رساند و این کار را به وسیله توپ های فلزی کوچکی از آلیاژ آهن که در قم ساخته می شوند، انجام می دهد . روند کار به این صورت است که سنگ های خرد شده در سنگ شکن در یک سیلو ذخیره شده و وارد بال میل می شود. از سوی دیگر آب هم وارد بال میل می شود و یک دوغاب به دست می آید . در این جا سرعت حرکت توپ های درون بال میل باید به گونه ای باشد که گلوله ها بالا آمده و روی سنگ بریزند تا خرد شود و بعد از آن این دوغاب سرریز و در یک راکتور جمع می شود . در مرحله بعد این دوغاب از یک سرند عبور داده می شود تا ذرات زیر 100 میکرون را جدا نماید و به سمت تیکنر برود . تیکنر، استخر فلزی بزرگی است که کف آن به سمت وسط شیب دارد و در واقع شبیه یک قیف عمل می کند . به وسیله یک راهروی فلزی به میانه استخر تیکنر می رویم . کف آن معلوم نیست و گفته می شود عمقی نزدیک به 4 متر دارد و یک پارو در کف آن تعبیه شده که هر دقیقه یک دور می زند تا گل و لای ته نشین شده را به سمت دریچه کف تیکنر هدایت کند. مهندس می گوید: «در تیکنر، جامد دوغاب ما ته نشین شده و از طریق دریچه کف تیکنر به صورت گل خارج و وارد راکتورهای لیچینگ می شود. ته ریز تیکنر با یک پمپ به بخش دیگری می رود تا آن جا به آن اسید نیتریک اضافه و با بخاری که به آن داده می شود، دمایش به 60 درجه برسد .» تصور این که این ماده شبیه به لجن قرار است به کیک زرد تبدیل شود، سخت است اما باید صبر کرد و آخر شاهنامه را دید . در مسیر و همین طور که رئیس کارخانه توضیح می دهد، کارگران هم می رسند. خسته نباشید و خداقوتی نثارشان می کنیم . در این محیط و فضای سخت کاری شاید آن ها هم از دیدن افرادی خارج از مجموعه خوشحال شده باشند و تنوعی برایشان محسوب گردد.
جذب و دفع اورانیوم توسط رزین
ادامه کار به گفته مهندس، این گونه است: «محلول سرریز شده وارد ستون های یازده گانه جذب می شود که به صورت سری کار می کنند و محلول حاوی اورانیوم از یک سو و رزین به صورت هوای فشرده از سوی دیگر می آید. برخورد محلول اورانیوم دار با رزین باعث می شود تا اورانیوم در رزین جذب گردد و به سمت ستون های جذب می رود و آب آن گرفته شده و رزین جامد باقی می ماند که حاوی اورانیوم است . در این مرحله یک محلول غلیظ اسید نیتریک و اسید سولفوریک آماده می کنیم و دوباره از یک طرف اسید و از طرفی رزین را وارد ستون ها می کنیم که این جا رزین اورانیوم خود را به محلول اسید می دهد و حالا ما محلول اسید حاوی اورانیوم که الوئیت نام دارد را به د ست آورده ایم که از فیلترهایی عبور داده می شود تا به صورت یک محلول زلال به سمت مرحله بعد برود .»
به انتهای خط نزدیک شده و به قولی بوی اورانیوم خالص تر می آید
الوئیت یعنی محلول اسید نیتریک و اسید سولفوریک با اورانیوم که کمی ناخالصی هم دارد، راه خود را ادامه می دهد . در این بخش محلول وارد میکسر ستلر که مخلوط کننده و ته نشین کننده است، می شود و حلال بدون بار آلی از یک طرف و محلول باردار از طرف دیگر وارد می گردد که نتیجه برخورد این دو این است که محلول باردار اورانیوم خود را به حلال آلی داده و آب و ناخالصی هایش به سمت سد باطله می رود . حالا یک حلال آلی داریم که اورانیوم را جذب کرده و این حلال باردار باید اورانیوم خود را به یک محلول دیگر به نام بی کربنات آمونیوم بدهد . در فرآیندی که در یک میکسر صورت می گیرد، در نتیجه حلال بالا می آید و محلول اورانیوم دار در پایین قرار می گیرد و هم زمان رسوب جامد آمونیوم اورانیل تری کربنات زرد رنگ رسوب می کند که به AUC معروف است. با دیدن این ماده جامد زرد رنگ به نام AUCکه در ادامه چرخه سوخت هسته ای بارها نام آن را در واحدهای دیگر خواهید شنید ، فکر کردیم که به آخر خط و البته کیک زرد رسیده ایم و این همان کیک زرد معروف است اما ادامه روند به ما نشان داد که دچار یک اشتباه تاریخی بوده ایم. این رسوب AUC زرد رنگ باید از یک فیلتر درام عبور کند و با استفاده از یک دستگاه پمپ که مکش هوا دارد، ماده زرد رنگ جامد روی جداره پارچه فیلتر می نشیند و وقتی می چرخد تیغه ، AUC را برش داده و به کوره کلسیناسیون منتقل می کند، البته اگر ناخالصی کیک زیاد باشد 2 بار این فرآیند انجام می شود تا ناخالصی کمتر گردد، هرچند به دلیل کیفیت بالای محصول، نیازی به این کار نبوده است.
کیک زرد تیره رنگ
در مرحله بعد این ماده زرد رنگ یعنی AUC ابتدا به یک خشک کن 4 طبقه منتقل می شود – این جا به نظرم دیگر خود کوره و سینی های پخت کیک و شیرینی بود – ماده زرد رنگ ما روی طبقات این خشک کن قرار می گیرد و به طور متناوب در این 4 طبقه با 200 درجه گرم می شود تا خشک گردد، سپس راه خود را به سمت کوره دیگری برای کلسینه یا برشته شدن ادامه می دهد . این کوره 12 طبقه دارد که 8 مشعل، دمایی نزدیک 800 درجه ایجاد کرده و حاصلش ماده ای به رنگ سبز یا قهوه ای تیره و نزدیک به سیاه است که در نهایت تعجب ما نامش را کیک زرد U3O8 گذاشته اند . جالب است که ما از ابتدا دنبال ماده ای خوش رنگ و شبیه کیک با زردی به سان آفتاب بودیم اما الان پودری تیره رنگ نشان می دهند و می گویند همان کیک زرد معروف است و جالب تر این که این اصطلاح در دنیا نیز به کار می رود . مهندس توضیح می دهد: «خط تولید کارخانه اردکان تا تولید AUC و یک مرحله قبل از برشته شدن پیش رفته و وقتی تا این جا آمده ایم، دیگر برشته کردن مشکلی نخواهد داشت چون فقط یک پدیده حرارتی است . کیک زرد تولیدی در داخل بشکه هایی جمع شده و سپس به سمت یو سی اف اصفهان می رود تا خوراک اولیه برای تولید UF6 که آن هم خوراک اولیه سایت غنی سازی نطنز است را مهیا سازد .»
دیدار با کیک زرد حاصله از اردکان در آزمایشگاه
البته ما در بازدید خود موفق شدیم، نمونه آزمایشگاهی کیک زرد تولیدی در سایت شهید رضایی نژاد را از نزدیک ببینیم و برای اولین بار یک رسانه موفق شد از این محصول که کمتر از 2 ماه از تولیدش گذشته بود تصویر برداری نماید .
این ماده با استانداردهایی که رعایت می شود باید حدود 25 ناخالصی آن حتما زیر حد مجاز باشد تا برای خوراک ورودی یو سی اف اصفهان ارسال گردد.
در مسیر بازگشت به دفتر رئیس، او توضیح می دهد که ساعت کاری در این کارخانه 3 شیفت است و آزمایشگاه کنترل کیفی و آزمایشگاه طرح و توسعه نیز در همین سایت ایجاد شده، همچنین تولید شیرآهک برای خنثی کردن محلول های اسیدی پساب و انتقال آن ها به سد باطله از دیگر اموری است که در مجموعه انجام می شود. پس از گرفتن عکس از تاسیسات تولید کیک زرد در اردکان و تعویض دوباره کفش و کلاه و لباس خود از سایت خارج می شویم و به این فکر می کنیم که چگونه فکر و تلاش ایرانی توانسته این چنین سنگ سخت را رام و این دانش را بومی کرده و مورد استفاده قرار دهد . قرار بعدی ما در چرخه سوخت ، کارخانه یو سی اف اصفهان است تا ببینیم بر سر این پودر زیبا و باارزش چه خواهد آمد.
کیک زرد تیره رنگ
در مرحله آخر ماده زرد رنگ یعنی AUC ابتدا به یک خشک کن 4 طبقه منتقل می شود و ماده زرد رنگ ما روی طبقات این خشک کن قرار می گیرد و به طور متناوب در این 4 طبقه با 200 درجه گرم می شود تا خشک گردد، سپس راه خود را به سمت کوره دیگری برای کلسینه یا برشته شدن ادامه می دهد . این کوره دمایی نزدیک 800 درجه ایجاد کرده و حاصلش ماده ای به رنگ سبز یا قهوه ای تیره و نزدیک به سیاه است که در نهایت تعجب ما نامش را کیک زرد U3O8 گذاشته اند . جالب است که ما از ابتدا دنبال ماده ای خوش رنگ و شبیه کیک با زردی به سان آفتاب بودیم اما الان پودری تیره رنگ نشان می دهند و می گویند همان کیک زرد معروف است و جالب تر این که این اصطلاح در دنیا نیز به کار می رود .
کارخانه تولید کیک زرد اردکان
(1391) 2012 راه اندازی
سنگ معدن ساغند یزد خوراک اولیه
500 گرم در تن عیار سنگ معدن
120 هزار تن میزان ظرفیت ورودی
67 تن U3O8 کیک زرد تولید در سال
75 درصد اورانیوم درصد خالص سازی
12 فروردین1394 اولین تولید
ساير حوزه ها
