Способ остекловывания жидких радиоактивных отходов Советский патент 1990 года по МПК G21F9/16 

1

(Л

С

Изобретение относится к технике переработки радиоактивных отходов, более конкретно к способу остекловы- вания жидких радиоактивных отходов. Целью изобретения является увеличение скорости процесса остекловывання. Цель достигается в концентрировании отходов и их сплавлении со стеклооб- разоьателями - датолитом, кварцевым песком и суглинком. При этом увеличивается удельный съем стекломассы на 12 - 24%, что позволяет на такую же величину увеличить производительность печей для остекловывания. 2 табл.

Изобретение относится к ядерной .технике, а точнее к технологии переработки радиоактивных отходов и может быть использовано для остекловывания неорганических жидких радиоактивных отходов (ЖРО) .

Целью изобретения является увеличение скорости процесса остекловыва- ния ЖРО.

Сущность изобретения заключается в введении в состав стеклообраэбва- телей суглинка при предлагаемом соотношении, ингредиентов.

В предлагаемом способе -суглинок помимо известных свойств проявляет также новое свойство - способность снижать в присутствии воды температурный, интервал твердофазовых реакций между стеклообразователями и солями ЖРО, что ведет к увеличению скорости процесса остекловывания жидких радиоактивных отходов.

Это свойство проявляется при условии предварительного концентрирования ЖРО до солесодержания 750 - 930 кг/м3(остаточная влажность 20 - 40 мас.%) и содержания суглинка в смеси 10-30 мас.%. При концентрации менее 750 кг/мэ количество воды в смеси велико, на ее испарение требуется время и скорость процесса остекловывания не увеличивается по срав- нению с известным способом. При концентрации более 930 кг/м3 воды недостаточно для образования однородной смеси, что ухудщает контакт частиц и увеличивает время процесса. При содержании в смеси суглинка менее 10% его количества недостаточно для снижения температурного интервала твердо3

фазовых реакций, а при его содержании более 30% увеличивается температура процесса, что может привести к увеличению уноса радионуклидов цезия и стронция.

14

Способ вьполняют следующим образом.

100 мл ЖРО с солесодержанием 330 кг/м концентрируют путем нагре- вЈ до величин, указанных в таблице. Полученные, концентраты смешивают с д&толитом, кварцевым песком и суглин кфм, нагревают в тиглях до Н50°С, в щеркивают 1 ч для гомогенизации и охлаждают на воздухе. Скорость про- Щасса остекловывания оценивают и по времени, необходимому для полного провара стекла, т.е. по отсутствию не растворившихся в расплаве частиц шихты, а,также по величине удельного съема стекломассы, которая рассчитывается по фррмуле

тп

S-fr

где G - удельный съем стекломассы;

m

масса расплава (стекла) ;

Т- площадь поверхности расплава

в тигле;

время полного провара стекла Примеры с различными соотношениями ингредиентов и результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Как видно из табл. 1 и 2, при концентрировании ЖРО до 750-930 кг/м в предлагаемом соотношении ингредиентов в смеси время полного провара составляет 40-45 мин, что на 19-27% меньше, чем в способе, где суглинок не используется или используется в меньшем количестве. Удельный съем стекломассы на 12-24% больше, чем по

82459

ичвестному способу. При выходе за пределы заявляемого интервала удельный съем стекломассы уменьшается и примерно соответствует значению по известному способу.

Преимущества предлагаемого способа заключаются не только в увеличении удельного съема стекломассы на 12 Ю , что позволяет на такую же величину увеличить производительность печей сзстекловывания ЖРО, но и в мень- шей стоимости стеклообразующих добавок, так как суглинок не требует

15 специальной добычи и берется из отвалов п,ж проведении строительных работ. Суглинок является недефицитным сырьем и повсеместно распространен в средней полосе СССР, что значитель20 но сокращает расходы на его доставку к месту переработки радиоактивных отходов.

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Способ остекловывания жидких радиоактивных отходов, включающий их предварительное концентрирование до сонесодержания 750-930 кг/мЗ, смете-, кие со етеклообразователями - кварцевым песком и датолитом, йагрев смеси до 1100-1200ЧС, гомогенизацию расплава и охлаждение до образования монолитного конечного продукта, о т- личающийся тем, что, с целью увеличения скорости процесса остекловывания уна стадии смешения отходов со стеклообразователями, в состав смеси дополнительно вводят суглинок при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Соли радиоактивных отходов Датолит

Кварцевый песок Суглинок

Таблиц

30-45 20-35 10-20 10-30

1

Продолжение табл.1

Таблица 2,