Способ отверждения водных радиоактивных отходов

Способ отверждения водных радиоактивных отходов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 519969

Союз. Советских

Социалнстнческнх

Рвслублнк (o1) o HHTe bH0e BBT. свид-ву— (22) Заявлено 04.04.75 (21) 2120373, 26-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень ¹ 4 (45) Дата опубликования описания 06.03.78 (51) М.Кл. 6 21 F 9/04

G21 F 9/16

Государственный комитет

Совета Ынннстров СССР (53) УДК 621.039 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

О. И. Волкова, К. П. Захарова, А. А. Нерода, Ю. К. Фомин и 3. С. Хасанов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ

ВОДНЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Изобретение от носится к области переработки жидких радиоактивных отходов с низкими уровнями активности, в частности перевода их в отвержденное состояние путем включения в органические смолы.

Известен способ включения радиоакти вных отходов,в полимеризующиеся при температуре окружающей среды смолы, (1), осно вной:недостаток которого заключается,в том, что данным способом возможно отверждение только предварительно обезвоженных отходов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ отверждения водных радиоактивных отходов без предварительного обезвоживания, заключающийся,в смешении радиоактивных отходов с цементом (2).

Этот способ цемвнтиравания водных отходов не требует пред|варительного обезвоживания отходов, но имеет два сущеспвенных недостатка: большое увеличение объема конечного продукта и длительное время твердения. Цементированию могут подвергаться только распворы или шламы, содержащие не более 100 — 120 г/л растворимых солей. Для получения проч ного монолита на 1 л отходов необходимо добавлять около 2 кг портландцемента. При этом объем конечного продукта в 1,7 раза превышает объем взятого раствора.

Жидкие радиоактивные отходы, поступающие на отвержд8ние, как правило содержат

600 г и более солей на 1 л расввора. Необходимость р аз ба вления р а створа до концентр ации солей 100 г/л приводит к еще большему увеличению объема продуктов,,подлежащих захоронению, что требует повышенного расхода связующего, увеличения объема хранилища и приводит к удорожанию, процесса отверждения отходов. Твердение цемен пной массы происходит в течение нескольких суток.

Целью изобретения является повышение производительности процесса отверждения радиоактивных отходов, что поз волило бы сократить объем захора ниваемых радиоактивных отходов в,виде монолита и ускорить процесс о бр а зов ания последнего.

Эта цель достигается тем, что,водные радиоактивные отходы смешивают при комнат20 ной темптературе с водной эмульсией карбамидной смолы при весовом соотношении отходов и смолы от 3: 1 до 1: 1 при рН смеси

2 — 3.

Процесс идет при температуре окружаю25 щей среды без предварительного обезвоживания. Т верденяе карбамидной смолы происходит в кислой среде. Оптимальное значение рН 2 — 3. В более кислой .среде происходит слишком быстрое твердение, а при меньшей

30 кислотности образуются материалы с малой

51ЭЭ6Э

Составитель А. Шадрин

Техред И. Карандашова

Редактор Н. Коляда

Корректор И. Симкина

Заказ 974/30 Изд. РА 196 Тираж 563

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» прочностью. При рН 2 — 3 твердение происходит в течение 2 — 3 ч.

Водоустойчивость получаемых материалов характеризуется скоростью вымывания, равной 10 - — 10- г/см в сутки, которая равна скорости вымывания цементных блоков.

В отличие от процесса цементирования включение в карбамидную смолу может применяться для отходов с любой концентрацией солей, что при практически одинаковой водоустойчивости дает заметный выигрыш в объеме конечного продукта.

Пример I. Шлам, содержащий 30 >a

НЗВОз, 24 /о NaiUO3, 6 /о ионообменной смолы, 40 /о воды и имеющий рН 2 — 3, смешивается при комнатной температуре с водной эмульсией карбамидной смолы марки М-3

50% концентрации при весовом соотношении отход-смола 2,2 — 1. При этом происходит быстрое т вердение массы (2 — 3 ч). Из 1 л данного шлама получается продукт, имеющий объем 1,4 мз. При цементировании этого шлама с учетом разбавления до концентрации солей 100 г/л из 1 л шлама получается твердый продукт с объемом 10,2 л. Получается сокращение объема B 7 раз, причем вымываемость остается на уровне цементных блоков.

Пример 2. Шлам, состоящий из 80% нитрата натрия и 20% воды подкисляется разбавленной азогной кислотой до рН 2 — 3.

Затем смешивается с водной эмульсией карбамидной смолы М-3 в весовом соотношении

2,75: 1. Происходит быстрое (2 — 3 ч) твердение массы. Из 1 дмз исходного продукта получается 1,5 длз отвержденного отхода. При цементировании этого раствора с учетом разбавления до концентрации 100 г/л солей объем продукта равен 13,6 длз, т. е, объем сокращается в 9 раз.

П р им е р 3. Шлам, содержащий 42 вес. "/о нитрата натрия, 17 вес. о борной кислоты, 14 |вес. /о ионообменных материалов,и

27 вес. % воды с рН 2 смешивается при комнатной температуре с вод ной эмульсией карбамидной смолы 50% -ной конценграции (М-3) в весовом соотношении 1,7: 1. Т вердение происходит .в течение 2 — 3 ч. Из 1 л указанного раствора получается твердый продукт с объемом 1,4 дмз. При цементировании этого раствора с учетом разбавления до конце|нтрации солей 100 г/л из 1 л раствора получается твердый продукт с объемом 12,4 длз.

Таким образом, получается сокращение объема в 9 раз.

Предложенный способ позволяет сократить объем в 7 — 9 раз, увеличить скорость твердения в 10 раз, что позволяет уменьшить затраты на процесс захоронения.

Формула изобретения

Способ отверждения водных радиоактивных отходов путем фиксации их в устайчи25 вой твердой среде, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, жидкие радиоактивные отходы смешивают при комнатной температуре с водной эмульсией карбамидной смолы 50 /о-ной кон30 ценграции при весовом соотношении от 3: 1 до 1:1 при рН2 — 3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Патент Фра:нции Мв 2129836.

2. Куличенко В. В. и др. К вопросу о цементировании радиоактивных отходов.

МАГАТЭ Вена, 1965.