Органическое связующее для отверждения радиоактивных отходов

Органическое связующее для отверждения радиоактивных отходов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Применение продукта, образующегося в процессе отгонки легких фракций каменноугольной смолы с температурой размягчения 50-70 с в качестве органического связующего для отверждения радиоактивных отходов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (И) 3(51) G 21 F 9 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

J Ю Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,-... .: к лвтоесноии свидктнъствм (21) 3329141/18-25 (22) 14.08.81 (46) 3().09.83. Бюл. 9 36 (72) С.И.Волкбва, И.В.Федотов, T.A.Быховская, И.A.Êóëèêîâ и К.П.Захарова (53) 621.039.7(088.8) (56) 1. Патент США В 3298961, кл. 252-301.1, опублик. 1967.

2. Хаимов Г.Я.Применение и транс. портировка нефтяных битумов. М., "Химия", 1968.

3 ° Авторское свидетельство СССР

В 556665, кл. G 21 F 9/04, 1976.

4. Захаров К.П. и др. Связующее для локализации отходов низкой и средней активности. "Атомная энергия", 1980, с. 258. (54 ); ОРГАНИЧЕСКОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ

ДЛЯ ОТВЕРМШЖНИЯ РЗШИОАКТИВНЫХ ОТХО,цОВ, (57 ) Применение продукта, образующегося в процессе отгонкй легких фракций каменноугольной смолы с температурой размягчения 50-70 С ,в качестве органического связующего для отверждения радиоактивных отходов

999836

6О

I

Изобретение относится к области переработки радиоактивных отходов и может быть использовано при отверждении отходов низкого и среднего уровня активности путем включения их в органическое связующее.

Известно органическое связующее для включения радиоактивных отходов (11, За рубежом применяют дистилляционные нефтяные битумы мексфальт 10/20, 20/30, 40/50, В-45 и др.

Для этой цели рекомендованы окисленные нефтяные битумы с низкой температу1 ой размягчения (БНК- 2, БНД 90/30, БНД 60/90), Ц настоящее время битумы Широко используются в народном хозяйстве (2 3 и в связи с усовершенствованием процессов глу бокой переработки нефти объем их производства имеет тенденцию к сокращению. Таким образом, недостатком этого связующего является дефицитность и ограниченные запасы нефти.

Для отверждения жидких радиоактив ных отходов может быть использован остаточный продукт от испарительной камеры производства диметилтерефталата ДМТик (3 ).

ДМТик представляет собой темнокоричневую вязкую массу на 85-90%, состоящую из продуктов термического превращения-. ДМТик не рас эворяется в воде и имеет сравнительно хорошую адгезионную способность к минеральным материалам. По своим физическим свойствам ДМТик близок к битумам и процесс включения радиоактивных отходов в него практически не отличается от процесса битумирования (4 1.

ДМТик — отход производства лавсана и его количества ограничены.

В настоящее время ввиду расширения строительства атомных электростанций и увеличения количества отходов ядерного цикла требуется расширение диапазона связующих для отверждения радиоактивных отходов.

К компаундам, полученным на основе органических связующих, предъявляются следующие требования: водоустойчивость, выраженная в скорости выщелачивания, не более 10 г/см2сут температура вспышки связующего более 200 С; температура размягчения связующего не выше 70 С; связующее не должно вступать в химическое взаимодействие с наполнителем при температуре ниже 250ОC.

Цель изобретения является увеличение радиационной и пожаростойкости компаунда при сохранении высоких показателей по другим свойствам, присущим битумам и ДМПик. Кроме того, необходимо расширить диапазон органических связующих, которые могли бы заменить дефицитный битум.

Эта цель достигается тем, что в качестве органического связук>щего для отверждения радиоактивных отходов предлагается использовать каменноугольный пек-продукт, образующийся в результате отгонки легких фракций каменноугольной смолы с температурой размягчения 50-70 С.

По современной оценке запасы каменного угля намного превосходят

10 запасы нефти.

В настоящее время каменноугольный пек используется для коксования и изготовления электродов.

Пек — твердый продукт с температурой размягчения по КиШ 50-70 С (пек c „>70 С хрупкий и использовать его как фиксатор радиоактивных отходов без пластификатора практически невозможно) > д в открытом тиг2О ле 275-280 С по ГОСТУ 10200-73 и

ГОСТ 1038-75.

Пример. 1 л кубового остатка от упарки отходов атомных электростанций с реактором ВВЭР или РБМК 5 с концентрацией солей 600 г/л смешивают с 600 г угольного пека (, 65 С) в аппарате с мешалкой и системой газоочистки и конденсации °

Поднимают температуру смеси до

ЗО 180 С и при перемешивании выдерживают 2 ч до остаточной влажности менее 2 мас.Ъ.

Расплавленную смесь с соотноше0 нием связующее — наполнитель равным 1:1 с вязкостью 5-7 Пз выливают в контейнер.

Остывшая смесь представляет собой твердый продукт.

Влажность исходного отхода мо4О жет меняться от 0 до 90%, а наполнение по радиоактивномуотходу можно варьировать от 40 до 60 мас.%. При этом образуются компаунды идентичные по свойствам.

В таблице представлены сравнительные данные, характеризующие компаунды на основе каменноугольного пека, битума и ДМТик.

Как видно из таблицы, радиационная стойкость компаунда на основе каменноугольного пека на 1-2 порядка больше, чем у битума и ДМТик, а температура вспышки на 35 С выше, о чем у ДМТик при сохранении остальных свойств на том же уровне.

Таким образом, впервые предложено органическое связующее, образующееся в процессе отгонки легких фрак" ций от каменноугольной смолы„ для фиксации радиоактивных отходов.

Образующийся компаунд характеризуется высокой радиационной стойкостью, водостойкостью, пожаростойкостью. Стоимость связующего на уровне битума.

999836 Свойства компаундов на основе различных органических связующих

ДИТик 60% нано-40%

Свойства компаундов

Скорость выщелачивания, г/см сут

10 -10

5.. 10

10 -10

Радиационный выход смеси газов, мол/100 ав

0,012

0,8

0,13

Температура вспышки, С

283

248

235

Температура размягчения,oC

51

420

300

320

Техред Т.Фанта Корректор A.Ïîâõ, Редактор П.Горькова

Закаэ 8262/7 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãopoä, ул.Проектная, 4

Температура химического взаимодействия с наполнителем, С

Каменноугольный пек:радиоактивный щлам

60:40

БНК 2 60% наНОЗ40%