Способ керамизации радиоактивных отходов

Способ керамизации радиоактивных отходов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к переработке радиоактивных отходов в керамику и может быть использовано дпя керамизации низкои высокоактивных отходов ядерного цикла. Цель изобретения - упрощение способа и повышение его экономичности, достигается применением простой технологии и недорогих , легкодоступных исходных материалов . Радиоактивные отходы из раствора связывают в синтетическом неор-. ганическом ионообменнике, смешивают с керамизующим веществом при отношении 11-25%, добавляют воду до содержания 23-27 мае.ч. и обжигают для получения черепицы. Дпя улучшения связывания цезия в смесь компонентов вводят вермикулит в количестве 2 мас.%. Упрощение способа достигается тем, что отжиг ведут при нормальном давлении и невысокой температуре керамизации смеси, а применение в качестве керамизующего материала красной глины, каолина, полевого шпата, монмориллонита, иллита, кварца позволяет получить дешевый конечный продукт. 1 з.п. ф-лы. g сл о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 21 F 9/16

gfl P(1 У л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

1

ЫЬяЮ11м В

H IlATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 l ) 3681 7 98/ 24-25 (86) РСТ/FI 83/00037 (26,04, 83) (22) 27.12.83 (31) 821536 (32) 30.04.82 (33) FI (46) 23.12 .86, Бкл. II 47 (71) Иматран Войма Ой (FI) (72) Р3кка Пехто, Йорма Миеттинен и Олли Хейнонен (FI) (53) 621 039.7 (088.8) (56) Патент Великобритании

Р 2022311, кл, Л 21 F 9/16, 1980.

Рингвуд А,Е. и др. Связывание отходов ядерных реакторов высокого уровня в СИНРОК, Текущая оценка.

Исследовательская школа наук о Земле.

Национальный университет Австралии, публикация Р 1975, 1981.r. (54) СПОСОБ КЕРАМИЗАЦИИ РАДИОАКТИВ HbIX ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к переработке радиоактивных отходов в керамику и может быть использовано для ке„,SU ÄÄ 1279541 A 3 рамизации низко- и высокоактивных отходов ядерного цикла. Цель изобретения — упрощение способа и повышение его экономичности, достигается применением простой технологии и недорогих, легкодоступных исходных материалов. Радиоактивные отходы из раствора связывают в синтетическом неор-. ганическом ионообменнике, смешивают с керамизующим веществом при отношении 11-25Х добавляют воду до содержания 23-27 мас.ч. и обжигают для получения черепицы. Дпя улучшения связывания цезия в смесь компонентов вводят вермикулит в количестве 2 мас.X. Упрощение способа достигается тем, что отжиг ведут при нормальном давлении и невысокой температуре керамизации смеси, а применение в качестве керамизующего материала красной глины, каолина, полевого шпата, монмориллонита, иллита, кварца позволяет получить дешевый конечный продукт. 1 з ° п. ф-лы.

12795 <) Изобретение относится к способу превращения радиоактивных отходов в керамику.

Цель изобретения — упрощение способа, повьппение его экономичности путем применения простой технологии и недорогих, легкодоступных исходных материалов, например обычных исходных материалов керамической промьппленности, а также улучшение связыва- ния радиоактивных отходов в керамическом материале.

Сущность способа состои в том, что радиоактивные отходы и1 раствора связывают в неорганическом ионо-. обменнике, неорганический ионнообмеHник с отходами смешивают с керамическим веществом, отходы, :мешанные с керамическим веществом, добавляют воду до содержания 23-27 мас. и об жигают для получения конечного продукта.

Способ керамиз ации не ор гапическ ..х ионообменников основан на недороги«" и легкодоступных исходных материалах« на обычных исходных материалах кер"",.-мической промьппленности и на простой технологии, пригодной для «п1зко- и высокоактивных отходов. Исходные материалы для кирпичей и черепиц явл.ются дешевыми и легкодоступ««ыми. Тех— нология изготовления черепиц проста

H температура обжига черепиц сравнительно низка и, таким образом, предотвращается испарение радиоактивных веществ во время обжига. К черепицам можно добавлять синтетические и нату-. ральны" добавки, такие как вермикулит или апатит, которые повышают стабильность некоторых веществ в черепице. При обжиге черепиц не требуются сложные прессовые устройства и это значительно снижает стоимость и упрощает способ. Глиняные -ерепицы, содержащие титанат, глазуруются во время обжига и cTBHoBRTc«I слаборастворимыми. Они могут быть покрыты пассивным поверхностным сл- åì, :Б результате этого отпадает необход;-.мость B металлическом контейнере пля черегащы со среднеактив1ыми отходамн, По сравнению с битумными и бетонными продуктами предлагаемый способ дает значительную экономию объемамаксимальное уменьшение объем того же порядка величины,, что для остекловапнь.х продуктов.

Согласно предлагаемому способу радиоактивные отходы в ниде раствора связывают в неорганическом ионообменнике, таком как титанат, ниобат, цирконат или диоксид циркония. Для лучшегс связывания некоторых радиоизотопов, например Сз, в черепицы вводят синтетические или натураль«п1е присадки, такие KBK вермикулит, ла10 y «Ioíèò или апатит, 11ри циклическом процессе ионообмен«п1к не должен высушиваться и дробиться, а черепичная глина добавляется к смеси ионообменника с отходами после насьпцепия, так

f E иТо содержание воды в смеси будет

23-27 ., Массовое отношение иопообменника к черепичной глине составляет 11-25, Материалы„используемые в ка-.åñòве керамических веществ, включают красную глину, каолин, монмориллонит, полевой шлат, иллит и кварц.

После смешивания с черепичной

25 глиной смесь тщател:.но ра.мешивают, чтобы сделать е= обжигаемой, Затем ее формуют в черепицу. Черепица может лрессоваться для уменьшения пори ст ости и сушит ся при комнатной температуре. После этого ее сушат

О при 150 С по меньшей мере 4 ч и охлаждают.

Обжиг чере1в1цы проводят следующим

o6разом.

Печь нагревают со скоростью при,З О о, мерно 100 С/ч,цо 1020- 1060 С и выдерживают при максимальной темпера туре ч — 10 ч, После обжига черепица охлаждается в лечи. щ Наиболее важным фактором качества черепицы в свете конечного хранения является растворимость из нее изотопов отходов. Скорости выщелачивания

Sr, Св и Со из титапата натрия или . -.О./красная глина 1в ниде черепиц) с концентратом отходов испярителя

„/

101 / 2 П P воримость из черепицы тинанат натрия/красная глина с выс коактивпыми отход зми на порядок выше. Побз ние верм :.кулита (2%1 в черепицу вызывает уменьшение растворимости.

Та1о-. . образом,, скорости выщелачива«I«..я cоотв етствуют лу H 6 op 0cHJIH» г катнь!м стеклам

Характеристики растворимости чеDcIIHlIbI могуг быть угу:тены глазуровкой поверхности или Ilýêàнием неактин ного слоя на поверхности черепицы

79541

Составителы, С, Михеенко

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Редактор С. Пекарь

Заказ 6859/60 Тираж 386 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул,Проектная, 4

3 12 из черепичной глины. Добавление титаната к черепичным глинам вызывает глазурование черепицы, и черепицы титанат/красная глина обладают меньшей пористостью,.чем черепицы только из красной глины, Черепица идеальна, когда ее растворимость позволяет ее хранение беэ каких-либо специальных оболочек.

Черепица имеет очень высокую механическую прочность, что важно для транспортировки и обращения с ней (прочность на изгиб порядка 2030 МН/м ), Когда количество ионообменников в черепице не больше 15, испарение металлов иэ черепицы минимально. самое .большое 2!. при температуре обжига 1020 С, При увеличении коли- о чества ионообменника или температуры усиливается испарение, Оптимальные

C значения для минимального испарения .

l5 ионообменника в черепице, температура обжига 1020 С и время обжига

4 ч.

Способ может использоваться для превращения в керамику наиьолее важных отходов, таких как концентраты отходов выпаривания, отходы изот опов из от р аб от анных смол р е акт оров, высокоактивные отходы переработки топлива.

Формула изобретения

1, Способ кер амиз ации радиоактивных отходов, состоящий в том, что отходы из раствора радиоактивных отходов связывают в неорганическом ионообменнике, который смешивают затем с керамизующим материалом и отжигают для получения конечного продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения экономичности способа, в качестве керамизующего материала используют мате10 риал иэ ряда красная глина, каолин, монмориллонит, полевой шпат, иллит, . кварц или их смесь, а в качестве неорганического ионообменника — синтетические неорганические ионообменни15 ки иэ- ряда . титлнат, ниобат, цирконат, двуокись циркония или их смеси, при смешивании ионообменника с отходами с керамиэующим материалом добавляют воду до содержания ее в сме20 си 23-27 мас. ., при этом отношение количества ионообмепника с отходами к количеству керамиэующего материала составляет 11-25%, отжиг ведут при нормальном давлении и при температу25 ре керамизации смеси синтетического неорганического ионообменника с откодами и керамиэующего материла.

2. Способ по и.1, о т л и ч а ю—

30 шийся тем, что, с целью улучшения связывания радиоактивных отходов в керамическом материале, при смешивании компонентов в смесь дополнительно вводят вермикулит в количестве 2 мас.%.