Способ отверждения жидких радиоактивных отходов Советский патент 1993 года по МПК G21F9/16 

окислов азота, а также повышенные энергетические затраты за счет необходимости внешнего нагрева сырьевой смеси до 9001000°С и трудности помола обожженного продукта за счет его повышенной прочности, а также длительность операции размола обожженного продукта.

Целью изобретения является повышение эконом|4чности процесса отверждения жидких радиоактивных отходов за счет снижения энергетических затрат на процесс об жига еы| ьееай смеси и помола екШожженного продукта при одновременном повышении безопасности проведения процесса за счет снижения содержания в составе отходящих газов токсичных окислов азота и ускорения процесса отверждения жидких радиоактивных отходов в целом.

Это достигается тем, что в сырьевую смесь, содержащую жидкие радиоактивные отходы, карбонат кальция и бентонитовую глину, вводят восстановительный агент на основе углерода, причем в качестве восстановительного агента используются мазут, уголь, горючие сланцы, битум. После этого полученную смесь нагрезают до 300-350°С, причем, начиная с указанной температуры, происходит взаимодействие выделяющихся окислов азота с восстановительным агентом, в результате чего окислы азота восстанавливаются до элементарного азота, а сырьевая смесь нагревается за счет тепла реакции до 600-800 С, после чего смесь нагревают до 900-1100 С. Кроме того, в процессе нагрева сырьевой смеси соли жидких радиоактивных отходов плавятся с образованием жидкого расплава, являющегося причиной спекания сырьевой смеси, причем расплав также взаимодействует с восстановительным агентом, вследствие чего количество расплава в обжигаемом материале снижается по сравнению с прототипом, что уменьшает степень спекания сырьевой смеси и повышает размолоспособность обожженного материала за счет снижения его прочности.

Использование восстановительного агента на основе углерода в качестве компонента сырьевой смеси позволяет снизить энергетические затраты на процесс обжига сырьевой смеси и помола обожженного материала при одновременном повышении безопасности проведения процесса и ускорении процесса отверждения жидких радиоактивных отходов в целом за счет повы ления скорости размола обожженного продукта до удельной поверхности 280040QQcMVr.

Предлагаемый способ реализуется следуй1щимобраз.ом.

В сырьевую смесь, состоящую из жидких радиогктивных отхоДов, упаренных до солесодержания 300-600 г/л, карбоната и бентонитовой глины, вводят восстановительный агент на основе углерода (мазут, уголь, горючий сланец, битум) в количестве 5-30% от массы аниона NOa, содержащегося в солях жидких радиоактивных отходов, и перемешивают. Затем полученный материал нагревают до ЗОО-ЗВО С, происходит взаимодействие восстановительного агента с выделяющимися окислами азота и образующимся жидким расплавом, в результате чего окислы азота восстанавливаются до элементарного азота, сырьевая смесь нагревается за счет тепла реакции восстановления окислов азота до 600-800°С, а доля жидкого расплава в обжигаемой сырьевой смеси снижается на 20-70 мас.%. После завершения взаимодействия сырьевую смесь нагревают до 900-1100 С. обжигают при этой температуре и размалывают до удельной поверхности 28UO-4000 .

Размолотый обожженный материал затворяют конденсатом от упарки жидких радиоактивных отходов или малосолевыми жидкими радиоактивными отходами с солесодаржанием50 г/л при водовяжущем отношении (в/в) 0,3 и выдерживают до образования монолита с прочностью на сжат)«е не ниже 10 МЛа в соответствии с транспортными требованиями МАГАТЭ.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным шшюстрируются примерами, представленными в таблице. Процент восстэновтшния окислов азота и величина удельной поверхности молотого материала определялась экспериментальным путем.

Из таблицы видно, что предлагаемый спвс9@ позволяет снизить энергетические на процесс помола обожженной сырьевой смвеи при использовании добавки восетановительного агента в сырьевой

5 смеси S-30% от массы аниона ЫОз. содержащегося в солях жидких радиоактивных отводов, при одновременном повышении безопасности проведения процесса отверждения жидких радиоактивных отходов и

0 ускорении процесса отверждения в целом за счет ускорения процесса помола обожженного до удельной поверхности 2800-4000 в 2-4 раза. Использование добавки восстановительного агента в сырьевой в количестве менее 5% от массы аниона Ы0з незначительно увеличивает размолоспособность обожженного продукта по сравнению с прототипом, а использование добавки свыше 30 мас.% также нецелесообразно, так как не обеспечивает

заметного увеличения раэмолоспособиости обожженного продукта по сравнению с уже достигнутой.

Формула изобретения Способ отверждения жидких радиоактивных отходов, включающий концентрирование жидких радиоактивных отходов путем упарки, смешение концентрата с карбонатом кальция и бентонитовой глиной, обжиг полученной смеси при 900-1100°С, измельчение обожженной смеси до удельной поверхности 2800-4000 , смешение измельченного материала с конденсатом от упарки жидких радиоактивных отходов и последующую выдержку до образования монолитного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения

экономичности процесса отверждения жидких радиоактивных отходов за счет снижения энергетических затрат на процесс обжига сырьевой смеси и помола обожженного продукта, повышения безопасности проведения процесса за счет снижения в составе отходящих гаэов токсичных окислов азота и ускорения процесса отверждения жидких радиоактивных отходов в целом, перед обжигом в сырьевую смесь вводят восстановительный агент на основе углерода в количестве 5-30% от массы аниона fSlOa, содержащегося в солях жидких радиоактивных отходов, причем в качестве восстановительного агента на основе углерода используются мазут, уголь, горючие сланцы, битум.

Продолжение таблицы

Изобретение относится к способам отверждения жидких радиоактивных отходов. Целью изобретения является повышение экономичности безопасности и быстродействия процесса. Цель достигается концентрированием отходов путем упарки, смешения концентрата с карбонатом кальция и бентонитовой глиной, обжигом, измельчением обожженной смеси до заданной удельной поверхности, смешением этого материала с конденсатом от упарки, причем перед обжигом в сырьевую смесь вводят восстановительный агент на основе углерода. Изобретение позволяет снизить энергетические затраты в 2-4 раза. 1 табл.Изобретение относится к атомной технике и технологии, а точнее к переработке жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности путем их отверждения с помощью гидравлических связующих типа цементов и может быть использовано в технологии переработки радиоактивных солевых кубовых остатков от упарки жидких радиоактивных отходов, со- - держащих в качестве наиболее характерных компонентов соли натрия.Известен способ отверждения жидких радиоактивных отходов путем включения последних в портландцемент. Жидкие радиоактивные отходы смец1ивают с цшиюн-г том и выдерживают до образования монолитного цементного камня., Недостатком данного технического решения является невысокое содержание баА- дастных солей в цементных блоках, а следовательно, и радионуклидов. Чье содер-жание пропорционально количеству данных солей.Указанный недостаток обусловлен тем, что при большом содержании солей цементные блоки обладают невысокой механической прочностью.Наиболее близким к предлагаемому является способ отверждения жидких радиоактивных отходов, по которому жидкие радиоактивные отходы упаривают, смешивают с карбонатом кальция и бентонитовой глиной, полученную смесь обжигают при 900-1 lOO^C. обожженный продукт размалывают до удельной поверхности 2800-4000 см^/т, смеижвают с конденсатом от упарки жидких радиоактивных отходов и отвержда-ЮТ..' ' ' ,Недостатками являются повышенная опасность проведения процесса за счет того, что при <>&бЖ11Гё сырьевой смеси выделяется значительное количество токсичныхfeхл СЛ2