به گزارش مشرق، يکي از معروفترين محصولات مياني در چرخه سوخت، کيک زرد نام دارد که عليرغم رنگ تيره نزديک به سياه آن، در دنيا نيز به همين کيک زرد معروف شده است. فلسفه توليد چنين مادهاي ،عيار پايين اورانيوم طبيعي در سنگ معدن است که باعث شده تا براي توليد خوراک اوليه کارخانه فرآوري اورانيوم که به UCF معروف است، سنگ معدن اورانيوم در کارخانه توليد کيک زرد تخليص و تغليظ گردد. در ايران تا سالهاي قبل کارخانه توليد کيک زرد در بندرعباس فعال بود اما از ابتداي سال 94 کارخانه بزرگتري در اردکان استان يزد به توليد صنعتي رسيد که از کارخانه بندرعباس بزرگتر است و ميتواند سنگ معدن استخراجي از معدن ساغند يزد را به کيک زرد مورد نياز در UCF اصفهان تبديل کند. اين کيک زرد در نهايت براي توليد UF6 که خوراک اوليه سايتهاي غنيسازي نطنز و فردوست به کار ميرود.
بازديد ما در دومين ايستگاه چرخه سوخت کشور از اردکان و کارخانه توليد کيک زرد در اين شهرستان بود. صبح يک روز بهاري از مرکز يزد به سمت شمال اين استان حرکت کرديم. جاده در اين مسير از مناطق کويري و خشک ميگذرد. ديدن تپههاي ماسه بادي و رفت و آمد شترها از مناظر طبيعي اين مسير 80 دقيقهاي است که با گذر از شهرهاي زارچ، اشکذر، ميبد و اردکان همراه است. در فاصله 30 کيلومتري اردکان و180 کيلومتري شمال استان يزد به تاسيساتي رسيديم که نام مجتمع توليدي شهيد رضايينژاد- از شهداي صنعت هستهاي کشور- را برخود داشت.
ورود به اين سايت نيز همچون ساير مراکز هستهاي کشور با تدابير امنيتي همراه بود و بعد از گذشت از چنين مرحلهاي با تعويض همه لباسها و پوشيدن کفش کار و گذر از راهرويي که خارج سايت را با داخل و مجموعه پاکيزه جدا ميساخت، به دفتر رئيس کارخانه رفتيم. در کمال تعجب ديديم که مهندسي جوان با 35 سال سن رياست چنين مجموعه بزرگ و مهمي را برعهده دارد. قبل از شروع بازديد از خط توليد، رئيس کارخانه ما را صرف به شيرينيهاي محلي يزد و چاي مهمان کرد تا گپ و گفتي براي آشنايي با مقدمات کار داشته باشيم.
چرخه سوخت کشور شامل چند حلقه است که توليد کيک زرد يکي از حلقههاي آن به شمار ميرود و معمولا در دنيا معدن و کارخانه کيک زرد در يک منطقه هستند. هدف از ساخت کارخانه کيک زرد اردکان فرآوري اورانيوم موجود در سنگ معدن اورانيوم ساغند بوده و در اين راه ماده معدني که از معدن ساغند استحصال ميشود، پس از اينکه يک مرحله خرد و همگن شدن با عيار موردنظر را ميگذراند – آنچنان که در گزارش بازديد از معدن ساغند گفته شد- به کارخانه کيک زرد اردکان حمل ميشود و در اين کارخانه طي يک فرآيند چند مرحلهاي به کيک زرد يا همان U3O8 ميرسيم.
از مهندس در مورد کيفيت کيک زرد توليدي در اين کارخانه ميپرسم که وي با اطمينان ميگويد: «اورانيومي که در ماده زرد رنگ AUC وجود دارد بايد تا سقف حدود 45 درصد باشد که توليد ما حدود 42 درصد اورانيوم داشته اما وقتي به U3O8 تبديل ميشود، استاندارد ميگويد بايد حداقل 65 درصد اورانيوم داشته باشد در حالي که محصول ما حدود 75 درصد اورانيوم دارد که نشان از کيفيت خوب محصول ماست و اين درحالي است که اصطلاحا سنگ معدن ساغند يک سنگ چموشي است و فلزاتي هم با خودش دارد.» وي با تاکيد دوباره بر خوب بودن محصولش ميگويد: «حتما اين نمونهها در يوسياف تست ميشود و اگر مشکلي باشد برميگردد؛ ما اين تجربه را در بندرعباس داشتيم و نمونههايي که آژانس از بندرعباس گرفت، تاييد کيفي کرد.»
در حال گفتن اين جملات دفاعي بود که خاطرهاي يادش آمد و اجازه خواست تا تعريف کند. او گفت: « 2 سال قبل يک کارشناس خارجي اينجا آمد که جزو طراحان اوليه اين مجموعه بود و ميگفت شما نميتوانيد از اينجا کيک زرد خالص بگيريد، البته هشدار وي بد نبود و يک تلنگري به ما زد تا در اين 2 سال رفع ايراد کنيم. بر اين اساس در قسمت تحقيق و توسعه روي اين موضوع کار کرديم که خلوص کيک زردمان را بالا ببريم و حدود 75 درصد آماده شد و ايرادهاي احتمالي را تست کرديم تا اينکه در آزمايشگاه به اين کيک رسيديم اما نگران بوديم که در خط توليد نتوانيم ولي به لطف خدا در اولين توليدي که انجام شد به محصول رسيديم، درحالي که اين توليد کاملا مطابق با استانداردهاي جهاني و استاندارد سختگيرانه آمريکايي بود.» با ذوق و شوق اين مسئله را براي من تعريف کرد و افزود: «من در تمام سالهايي که کار ميکنم تا به حال 2 بار شده که در اولين راهاندازي به محصول مورد نظربرسيم. يک بار در کوره کلسيناسيون بندرعباس بود که نسبت به اينجا بسيار کوچکتر است و اين بار هم در اردکان موفق شديم.» وي يک خبر خوش هم براي ما دارد و آن اينکه کارخانه توليد کيک زرد اردکان اولين محصولش را در 12 فروردين 94 يعني روز جمهوري اسلامي(يک روز قبل از تفاهم لوزان) توليد کرده و اکنون خط توليد درحال رفع برخي ايرادات پيدا شده در تست گرم است. از رئيس مجتمع توليد کيک زرد اردکان در مورد وضعيت مجتمع کيک زرد بندرعباس پرسيدم. وي گفت: «تاکنون نياز يوسياف اصفهان را واحد توليد کيک زرد بندرعباس توليد کرده و محصول ما هنوز به يوسياف نرسيده، اما اگر به ظرفيت اسمي خود که حدود 70 تن در سال است، برسد کل نياز کشور را تامين خواهد کرد.»
مسائل زيستمحيطي و تاثيرات صنايع هستهاي در اين حوزه از سوالات مورد علاقه ما براي مطرح کردن است. در مجتمع شهيد رضايينژاد هم اين سوال را طرح کرديم و شنيديم: «پسابها و پسماندهاي ما در يک سد باطله انباشته ميشود که عمر تقريبا هزار ساله دارد. يعني ما در ديواره اين استخر از جنس «ژئوممبران» استفاده کرديم که عمر طولاني دارد و چالهاي که براي اين موضوع درست شده ابتدا با غلطک بسترش کوبيده و بعد رسريزي و سپس دوباره کوبيده شده است. در طرح اوليه که کشورهاي خارجي داده بودند، اينجا فقط در حد رسکوبي کفايت ميکرد ولي ما در مرحله بعد پتوهاي رسي گذاشتيم و روي آن لايه ژئوممبران را قرار داديم که فراتر از نياز بود.» او ادامه داد: «معمولا آب بهترين محافظ در برابر تشعشع است و بايد هميشه روي سد باطله ما آب باشد، البته نبايد بگذاريم تبخير شود و زماني که اين سد باطله کاملا پر شد، بايد با دستورالعملهاي استاندارد آژانس رويش را بپوشانيم، البته اين سد براي 15 سال اينجا پيشبيني شده است.»
سد باطلهاي را که ميگفت بعد از اتمام بازديدمان و در راه بازگشت در فاصله 4 کيلومتري از کارخانه ديديم. استخري بزرگ که عمقي زياد داشت و ديواره آن را همان لايه ژئوممبران پوشانده بود. در کف آن نيز مقدار کمي پساب وجود داشت و خيالمان را راحت ميکرد که تا 15 سال آينده اين سد پر نخواهد شد.
از او در مورد نحوه تامين آب کارخانه پرسيدم که متوجه شدم آب مصرفي را از اردکان ميآورند زيرا آب اين منطقه شور است.
پرسش در مورد بازرسيهاي آژانس و ارتباط اين واحد با آژانس بينالمللي انرژي اتمي سوال ديگري بود که رئيس مجتمع به آن پاسخ داد و گفت: «اگر پروتکل الحاقي را بپذيريم بازرسيهاي آژانس هم شامل ما ميشود. ضمن اينکه در دنيا خيلي به معادن و کارخانههاي کيک زرد کاري ندارند ولي ما تاکنون بازديد داشتهايم. يک بار ارديبهشت سال قبل بود و يک بار هم چند سال قبل آمدند.» اشاره مهندس به تاريخ بازديد 16ارديبهشت سال 93 تيم بازرسان آژانس بينالمللي انرژي اتمي به رياست ماسيمو آپارو مديرکل پادمان منطقه B آژانس در چارچوب توافق ۷ مادهاي ايران و آژانس بود. طبق اين توافق که در تاريخ ۲۰ بهمن ماه ۱۳۹۲ در تهران بين ايران و آژانس منعقد شد، درباره ۷ اقدام عملي که بايستي تا ۲۵ ارديبهشت ماه ۱۳۹۳ توسط ايران اجرا ميشد، توافق کردند که در يکي از اين بندها ارائه اطلاعات مورد توافق دوطرف و دسترسي مديريت شده مرتبط با کارخانه تغليظ اردکان آمده بود. همچنين در توافق ژنو که سوم آذر 92 به امضاي ايران و وزراي خارجه 5+1 رسيد، در مبحث نظارتهاي بيشتر اذعان گرديده اطلاعات درخصوص معادن و مراکز تخليص اورانيوم (توليد کيک زرد) به آژانس داده شود، در همين رابطه طبق ماده 15 برنامه اقدام مشترک موسوم به برجام که ميان ايران و 5+1 منعقد شده است، ايران به آژانس اجازه خواهد داد که بر اجراي اقدامات داوطلبانه خود براي دوره هاي زماني مربوطه و نيزاجراي تدابير شفافيت ساز به شرح مندرج در اين برجام و پيوست هاي آن نظارت نمايد.از جمله اين اقدامات مي توان به نظارت آژانس بر کنسانتره سنگ معدن اورانيوم توليدي توسط ايران در همه کارخانه هاي تغليظ سنگ معدن اورانيوم (توليد کيک زرد ) به مدت 25 سال اشاره کرد.» مدير مجتمع ادامه ميدهد: «ساخت همه اين تاسيسات -که من ميتوانم عظمت آن را از پنجره دفتر رئيس ببينم- در ايران بوده و نيروهاي ايراني که بيشتر تخصصشان هم شيمي و مواد معدني است، بدون کمک و مشاوره خارجيها، توليد کيک زرد را در اين مجموعه محقق کردهاند.» وي البته تاکيد دارد که بيشتر اين نيروها بومي منطقه هستند، هرچند افرادي هم از سراسر کشور مشغول تلاش در اين مجموعه هستند. او هم از کار خبرنگاري و روزنامه خراسان سوال ميکند و پس از يک معرفي اجمالي از روزنامه خراسان برميخيزيم تا براي بازديد از مراحل توليد کيک زرد معروف به داخل کارخانه برويم. در مسير راهروها عکسهايي از روزهاي ابتدايي ايجاد اين تاسيسات عظيم به چشم ميخورد. زماني که يک کانکس و چند کانتينر با فنسي در اطراف آنها مجموعه را تشکيل ميداد و امروز که انبوهي از فلز و سيمان در دل کوير تفتيده اردکان خودنمايي ميکند.
بازديد از خط توليد کيک زرد را از ابتداي خط يعني جايي که کاميونها سنگ معدن را از ساغند آورده و تخليه ميکنند، آغاز ميکنيم. مهندس توضيح ميدهد: «اينجا حدود 200 کيلومتر با ساغند فاصله دارد. البته در طرح اوليه، کارخانه توليد کيک زرد در کنار معدن ايجاد ميشد اما به لحاظ برخي شرايط جابهجايي صورت گرفت.»
در قسمت دپوي سنگ معدن 8 قيف وجود دارد که سنگ معدن از آنجا با حجم 75 تن در ساعت وارد خردکني ميشود که به گفته مهندس روز کار است. وي توضيح ميدهد: «اورانيومي که از معدن ميآيد در حد 200 تا 300 گرم در تن خلوص دارد اما در دنيا تا 80 گرم در تن را هم به کار ميگيرند و ارزش دارد. هرکدام از قيفها وسيلهاي دارند براي ايجاد لرزش تا سنگها روي نقاله بريزند. غبارگيرهايي که از بلند شدن گرد و خاک جلوگيري ميکنند، سطح رويي نقاله را ميپوشانند تا غبار از اين قسمت به کارگران آسيب نرساند. البته ظرفيت سنگشکن ما حدود130 تن است و به همين خاطر 8 قيف همزمان کار نميکنند. در اين بخش عنصر پيرولوزيت هم به نسبت20 کيلو در تن به خط نقاله اضافه ميشود تا براي اکسيداسيون مراحل بعدي مورد استفاده قرار گيرد. در ادامه سنگ معدن سوار بر نقاله وارد سنگشکني با عنوان سنگشکن مخروطي ميگردد که سنگ 75 ميل را به سنگ 12 ميل تبديل ميکند.» از اينجا به بعد را بايد به داخل کارخانه برويم و توضيحات را بشنويم. با اينکه کارخانه براي رفع ايرادات کار نميکرد اما صداي همان تعداد دستگاه فعال نيز شنيدن سخنان رئيس مجتمع را سخت نموده بود، با اين حال او توضيح داد: «سنگهاي خرد شده براي خردايش بيشتر وارد دستگاهي استوانهاي شکل و به رنگ آبي ميشود که به صورت افقي روي سکويي قرار گرفته است. اين دستگاه بال ميل يا همان آسياب گلولهاي نام دارد.»
بال ميل قطر سنگ معدن را به100 ميکرون ميرساند و اين کار را به وسيله توپهاي فلزي کوچکي از آلياژ آهن که در قم ساخته ميشوند، انجام ميدهد. روند کار به اين صورت است که سنگهاي خرد شده در سنگشکن در يک سيلو ذخيره شده و وارد بالميل ميشود. از سوي ديگر آب هم وارد بالميل ميشود و يک دوغاب به دست ميآيد. در اينجا سرعت حرکت توپهاي درون بالميل بايد به گونهاي باشد که گلولهها بالا آمده و روي سنگ بريزند تا خرد شود و بعد از آن اين دوغاب سرريز و در يک راکتور جمع ميشود. در مرحله بعد اين دوغاب از يک سرند عبور داده ميشود تا ذرات زير 100ميکرون را جدا نمايد و به سمت تيکنر برود. تيکنر، استخر فلزي بزرگي است که کف آن به سمت وسط شيب دارد و درواقع شبيه يک قيف عمل ميکند. به وسيله يک راهروي فلزي به ميانه استخر تيکنر ميرويم. کف آن معلوم نيست و گفته ميشود عمقي نزديک به 4 متر دارد و يک پارو در کف آن تعبيه شده که هر دقيقه يک دور ميزند تا گل و لاي تهنشين شده را به سمت دريچه کف تيکنر هدايت کند. مهندس ميگويد: «در تيکنر، جامد دوغاب ما تهنشين شده و از طريق دريچه کف تيکنر به صورت گل خارج و وارد راکتورهاي ليچينگ ميشود. تهريز تيکنر با يک پمپ به بخش ديگري ميرود تا آنجا به آن اسيد نيتريک اضافه و با بخاري که به آن داده ميشود، دمايش به 60 درجه برسد.» تصور اينکه اين ماده شبيه به لجن قرار است به کيک زرد تبديل شود، سخت است اما بايد صبر کرد و آخر شاهنامه را ديد. در مسير و همينطور که رئيس کارخانه توضيح ميدهد، کارگران هم ميرسند. خسته نباشيد و خداقوتي نثارشان ميکنيم. در اين محيط و فضاي سخت کاري شايد آنها هم از ديدن افرادي خارج از مجموعه خوشحال شده باشند و تنوعي برايشان محسوب گردد.
ادامه کار به گفته مهندس، اينگونه است: «محلول سرريز شده وارد ستونهاي يازدهگانه جذب ميشود که به صورت سري کار ميکنند و محلول حاوي اورانيوم از يک سو و رزين به صورت هواي فشرده از سوي ديگر ميآيد. برخورد محلول اورانيومدار با رزين باعث ميشود تا اورانيوم در رزين جذب گردد و به سمت ستونهاي جذب ميرود و آب آن گرفته شده و رزين جامد باقي ميماند که حاوي اورانيوم است. در اين مرحله يک محلول غليظ اسيد نيتريک و اسيد سولفوريک آماده ميکنيم و دوباره از يک طرف اسيد و از طرفي رزين را وارد ستونها ميکنيم که اينجا رزين اورانيوم خود را به محلول اسيد ميدهد و حالا ما محلول اسيد حاوي اورانيوم که الوئيت نام دارد را به دست آوردهايم که از فيلترهايي عبور داده ميشود تا به صورت يک محلول زلال به سمت مرحله بعد برود.»
الوئيت يعني محلول اسيد نيتريک و اسيد سولفوريک با اورانيوم که کمي ناخالصي هم دارد، راه خود را ادامه ميدهد. در اين بخش محلول وارد ميکسر ستلر که مخلوطکننده و تهنشين کننده است، ميشود و حلال بدون بار آلي از يک طرف و محلول باردار از طرف ديگر وارد ميگردد که نتيجه برخورد اين دو اين است که محلول باردار اورانيوم خود را به حلال آلي داده و آب و ناخالصيهايش به سمت سد باطله ميرود. حالا يک حلال آلي داريم که اورانيوم را جذب کرده و اين حلال باردار بايد اورانيوم خود را به يک محلول ديگر به نام بيکربنات آمونيوم بدهد. در فرآيندي که در يک ميکسر صورت ميگيرد، در نتيجه حلال بالا ميآيد و محلول اورانيومدار در پايين قرار ميگيرد و همزمان رسوب جامد آمونيوم اورانيل تريکربنات زرد رنگ رسوب ميکند که به AUC معروف است. با ديدن اين ماده جامد زرد رنگ به نام AUCکه در ادامه چرخه سوخت هستهاي بارها نام آن را در واحدهاي ديگر خواهيد شنيد، فکر کرديم که به آخر خط و البته کيک زرد رسيدهايم و اين همان کيک زرد معروف است اما ادامه روند به ما نشان داد که دچار يک اشتباه تاريخي بودهايم. اين رسوبAUC زرد رنگ بايد از يک فيلتر درام عبور کند و با استفاده از يک دستگاه پمپ که مکش هوا دارد، ماده زرد رنگ جامد روي جداره پارچه فيلتر مينشيند و وقتي ميچرخد تيغه، AUC را برش داده و به کوره کلسيناسيون منتقل ميکند، البته اگر ناخالصي کيک زياد باشد 2 بار اين فرآيند انجام ميشود تا ناخالصي کمتر گردد، هرچند به دليل کيفيت بالاي محصول، نيازي به اين کار نبوده است.
در مرحله بعد اين ماده زرد رنگ يعني AUC ابتدا به يک خشککن 4 طبقه منتقل ميشود – اينجا به نظرم ديگر خود کوره و سينيهاي پخت کيک و شيريني بود – ماده زرد رنگ ما روي طبقات اين خشککن قرار ميگيرد و به طور متناوب در اين 4 طبقه با200 درجه گرم ميشود تا خشک گردد، سپس راه خود را به سمت کوره ديگري براي کلسينه يا برشته شدن ادامه ميدهد. اين کوره 12 طبقه دارد که 8 مشعل، دمايي نزديک800 درجه ايجاد کرده و حاصلش مادهاي به رنگ سبز يا قهوهاي تيره و نزديک به سياه است که درنهايت تعجب ما نامش را کيک زرد U3O8 گذاشتهاند. جالب است که ما از ابتدا دنبال مادهاي خوشرنگ و شبيه کيک با زردي به سان آفتاب بوديم اما الان پودري تيره رنگ نشان ميدهند و ميگويند همان کيک زرد معروف است و جالبتر اينکه اين اصطلاح در دنيا نيز به کار ميرود. مهندس توضيح ميدهد: «خط توليد کارخانه اردکان تا توليد AUC و يک مرحله قبل از برشته شدن پيش رفته و وقتي تا اينجا آمدهايم، ديگر برشته کردن مشکلي نخواهد داشت چون فقط يک پديده حرارتي است. کيک زرد توليدي در داخل بشکههايي جمع شده و سپس به سمت يوسياف اصفهان ميرود تا خوراک اوليه براي توليد UF6 که آن هم خوراک اوليه سايت غنيسازي نطنز است را مهيا سازد.»
البته ما در بازديد خود موفق شديم، نمونه آزمايشگاهي کيک زرد توليدي در سايت شهيد رضايينژاد را از نزديک ببينيم و براي اولين بار يک رسانه موفق شد از اين محصول که کمتر از 2 ماه از توليدش گذشته بود تصويربرداري نمايد.
اين ماده با استانداردهايي که رعايت ميشود بايد حدود 25 ناخالصي آن حتما زير حدمجاز باشد تا براي خوراک ورودي يوسياف اصفهان ارسال گردد.
در مسير بازگشت به دفتر رئيس، او توضيح ميدهد که ساعت کاري در اين کارخانه 3 شيفت است و آزمايشگاه کنترل کيفي و آزمايشگاه طرح و توسعه نيز در همين سايت ايجاد شده، همچنين توليد شيرآهک براي خنثي کردن محلولهاي اسيدي پساب و انتقال آنها به سد باطله از ديگر اموري است که در مجموعه انجام ميشود. پس از گرفتن عکس از تاسيسات توليد کيک زرد در اردکان و تعويض دوباره کفش و کلاه و لباس خود از سايت خارج ميشويم و به اين فکر ميکنيم که چگونه فکر و تلاش ايراني توانسته اينچنين سنگ سخت را رام و اين دانش را بومي کرده و مورد استفاده قرار دهد. قرار بعدي ما در چرخه سوخت، کارخانه يوسياف اصفهان است تا ببينيم بر سر اين پودر زيبا و باارزش چه خواهد آمد.
در مرحله آخر ماده زرد رنگ يعني AUC
ابتدا به يک خشککن 4 طبقه منتقل ميشود و ماده زرد رنگ ما روي طبقات اين
خشک کن قرار ميگيرد و به طور متناوب در اين 4 طبقه با200 درجه گرم
ميشود تا خشک گردد، سپس راه خود را به سمت کوره ديگري براي کلسينه يا
برشته شدن ادامه ميدهد. اين کوره دمايي نزديک800 درجه ايجاد کرده و
حاصلش مادهاي به رنگ سبز يا قهوهاي تيره و نزديک به سياه است که
درنهايت تعجب ما نامش را کيک زرد U3O8 گذاشتهاند. جالب است که ما از
ابتدا دنبال مادهاي خوشرنگ و شبيه کيک با زردي به سان آفتاب بوديم اما
الان پودري تيره رنگ نشان ميدهند و ميگويند همان کيک زرد معروف است و
جالبتر اينکه اين اصطلاح در دنيا نيز به کار ميرود.
کارخانه توليد کيک زرد اردکان
(1391) 2012 راه اندازي
سنگ معدن ساغند يزد خوراک اوليه
500 گرم در تن عيار سنگ معدن
120 هزار تن ميزان ظرفيت ورودي
67 تن U3O8 کيک زرد توليد در سال
75 درصد اورانيوم درصد خالص سازي
12 فروردين1394 اولين توليد
منبع:خراسان