Способ переработки радиоактивных отходов щелочных металлов

Способ переработки радиоактивных отходов щелочных металлов

Реферат

 

Изобретение относится к атомной энергетике, преимущественно к эксплуатации ядерных энергетических установок (ЯЭУ) с жидкометаллическим теплоносителем, и может быть использовано для растворения и переработки радиоактивных отходов щелочно-металлических теплоносителей первых контуров ЯЭУ. Цель изобретения - уменьшение объема радиоактивных отходов при одновременном повышении экономической эффективности процесса. Цель достигается тем, что обработку отходов проводят водным раствором, содержащим 50 - 70 об. % конденсата низкомолекулярных органических кислот, затем вводят концентрированную серную кислоту в отработанный раствор до концентрации 1 - 1,5 об. % . Реализации способа обеспечивает уменьшение объемов высокоактивных отходов в 2 - 2,5 раза и снижение затрат на проведение процесса. 3 табл.

Изобретение относится к атомной энергетике, преимущественно к эксплуатации ядерных энергетических установок (ЯЭУ) с жидкометаллическим теплоносителем, и может быть использовано для растворения и переработки радиоактивных отходов щелочно-металлических теплоносителей первых контуров ЯЭУ. Сущность изобретения заключается в том, что радиоактивные отходы щелочных металлов совмещают с водным раствором конденсата низкомолекулярных органических кислот 50-70 об. % , в использованный раствор добавляют концентрированную серную кислоту до концентрации 1-1,5 об. % фильтруют растворы и направляют фильтрат и осадок на захоронение. Водный конденсат низкомолекулярных (С₁-С₄) органических кислот является крупнотоннажным отходом производства синтетических жирных кислот. Качественные и количественные характеристики водного конденсата приведены в табл. 1. Имеющиеся в водном конденсате примеси (эфиры, спирты, дикарбоновые лактоны, альдегиды, кетоны окси- и кетооксикислоты) содержатся в следовых количествах и практически никакого влияния на процесс переработки щелочных металлов не оказывают. Содержание конденсата синтетических жирных кислот в растворе менее 50 об. % приводит к возгоранию натрия ввиду интенсификации экзотермической реакции щелочного металла с раствором. Верхний предел (70 об. % ) содержания низкомолекулярных органических кислот определяется технологическими особенностями производства синтетических жирных кислот. Отходы натриевого теплоносителя, состоящие из щелочного металла и его оксида, при комнатной температуре в инертной атмосфере обрабатывают путем погружения в раствор или струйной обмывкой. Введение в обработанный моющий раствор концентрированной серной кислоты приводит к выделению в твердую фазу сульфата натрия, имеющего в такой системе ограниченную растворимость. При содержании серной кислоты ниже 1 об. % не происходит полного выделения сульфата натрия из отработанного раствора. Содержание серной кислоты более 1,5 об. % экономический нецелесообразно. Для отделения осадка раствор фильтруют, например через стеклотканевый фильтр, и направляют на захоронение фильтрат и осадок солей натрия. П р и м е р . В 10 мл водного раствора, содержащего 70 об. % конденсата низкомолекулярных органических кислот, растворяют 1,3 г щелочного металла. Время растворения навески 8-10 мин, температура раствора повышается до 60 5^оС. Процесс протекает без возгорания. После растворения натрия добавляют 0,15 мл концентрированной серной кислоты (1,5 об. % ). Образовавшийся осадок (объем осадка 2 мл) отделяют на стеклотканевом фильтре от раствора. Результаты опытов представлены в табл. 2 и 3. Для растворения такой же навески щелочного металла по известному способу требуется в 2-2,5 раза больше раствора, что приводит к увеличению объема жидких радиоактивных отходов, направляемых на захоронение. Таким образом, предлагаемый способ позволяет в 2-2,5 раза по сравнению с известным сократить объем захороняемых реактивных отходов. Использование смеси данных кислот позволяет, не снижая безопасности процесса, увеличить содержание воды в растворе, в результате чего реакционная емкость раствора по натрию повышается и соответственно снижается объем образующихся отходов. Данное явление объясняется взаимным влиянием компонентов раствора, т. е. индукционным эффектом, проявляющимся в соединенных с полярными связями. Индукционный эффект создают также и радикалы парафинового ряда (метил, этил, пропил) содержащиеся в отходах синтетических кислот. Реализация способа обеспечивает уменьшение объемов высокоактивных отходов, подлежащих захоронению и снижению затрат на проведение процесса переработки за счет использования отказа химической промышленности. (56) Ампелогова Н. И. и Симоновский Ю. М. Дезактивация в ядерной энергетике. М. : Энергоиздат, 1982, с. 216-218. Ситтиг М. Натрий, его производство, свойства и применение. М. : Атомиздат, 1961.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий обработку отходов водным раствором органических веществ и их захоронение, отличающийся тем, что, с целью уменьшения объема радиоактивных отходов и повышения эффективности процесса, обработку отходов проводят водным раствором, содержащим 50 - 70 об. % конденсата низкомолекулярных органических кислот, затем вводят в раствор концентрированную серную кислоту до содержания 1,0 - 1,5 об. % и раствор фильтруют перед захоронением.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2