Способ отверждения водных радиоактивных отходов Советский патент 1978 года по МПК G21F9/04 G21F9/16 

Изо:бретен,ие относится к области переработки жидких радиоактивных о тходов с низкими уровнями активности, в частности перевода их в отвержденное состояние путем включения в .органические 1смолы. Известен способ включения радиоактивных отходов IB полимеризующиеся лри температуре окружающей среды смолы, 1, основной ;Недостато1к 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 смещении радиоактивных отходов с цементО|М 2. Этот способ цементир.сшания водных отходов не требует предварительного Обезвожива.ния отходов, но имеет два существенных недостатка: большое увеличение объема конеч1ного продукта и длительное время твердения. Цементированию могут подвергаться только растворы или щламы, содержащие не более 100-120 г/уг раствори-мых солей. Для получения прочного монолита на 1 л отходов необходимо добавлять аколо 2 кг портландцемента. При этом объем конечного продукта в 1,7 раза превышает объем взятого раствора. Л идкие радиоактивные отходы, поступающие на отверждение, как правило содержат 600 г и более солей на 1 .л раствора. Необходимость разбавления раствора до концентрации солей 100 г/л приводит к еще больщему увеличению объема продуктов, подлежащих захоронению, что требует повыщенного расхода связующего, увеличения объема хранилища и приводит к удорожанию процесса отверждения отходов. Твердение цементаой массы происходит в течение нескольких суток. Целью изобретения является (повыщение производительности процесса отверн дения радиоактивных отходов, что позволило бы сократить объем захораниваемых радиоактивных отходов в виде монолита и ускорить процесс образования последнего. Эта цель достигается тем, что водные радиоактивные отходы смещквают при комнатной температуре 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 окружающей среды без предварительного обезвоживания. Твердение карбамидной смолы происходит в кислой среде. Оптимальное значение рН 2-3. В более кислой среде происходит слишком быстрое твердение, а при меньщей кислотности образуются материалы с малой прочностью. При рН 2-3 твердение происходит в течение 2-3 ч. Водоустойчивость получаемых материалов характеризуется скоростью вымывания, равной 10 -10-3 sfcM в сутки, которая равна скорО|Сти вымывания це ментных блоков. В отличие от процесса цементирования включение в карба1мидную смолу может применяться для отходов с любой концентрацией солей, что при пра,ктически одинаковой водоустойчивости дает заметный выигрыш в объеме конечного продукта. Пример I. Шлам, содержащий 30% НзВОз, 24% NaNOs, 6% ионообменной смолы, 40% воды и имеющий рН 2-3, смешивается при коимнатлой температуре с водной эмульсией ка-рба-мидной смолы марки М-3 50 концентрации при весовом соотношении отход-смола 2,2-1. При этом происходит быстрое твердение массы (2-3 ч). Из 1 л данного шлама получается продукт, имеющий объем 1,4 м. При цементировании этого шлама с учетом разбавления до «одцентрации солей 100 г/л из 1 л шлама получается твердый продукт с объемом 10,2 л. Получается сокращение объема в 7 раз, причем вымываемость остается на уровне цементных блоков. Пример 2. Шлам, состоящий из 80% нитрата натрия и 20% воды подкисляется разбавленной азотной 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 дм исходного продукта получается 1,5 дм отвержденного отхода. При цементировании этого раствора с учетом разбавления до концентрации 100 г/л солей объем продукта равен 13,6 дм, т. е. объем сокращается в 9 раз. Пример 3. Шлам, содержащий 42 вес. % нитрата натрия, 17 вес. % борной кислоты, 14 вес. % ионообменных материалов и 27 вес. % воды с рП 2 смещивается при комнатной температуре с водной эмульсией карбамидной смолы 50%-ной концентрации (М-3) в весовом соотношении 1,7:1. Твердение происходит Б течение 2-3 ч. Из 1 л указанного раствора получается твердый продЗкт с объемом 1,4 дм. При цементировании этого раствора с учетом разбавления до концентрации СО-лей 100 г/л из 1 л раствора получается твердый продукт с объемом 12,4 дм. 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 уменьщить затраты на процесс захоронения. Формула изобретения Способ отверждения водных радиоактивных отходо1В путем фиксации их в устойчивой твердой среде, отличающийся тем, Ч.ТО, с целью повыщения производительности процесса, жидкие радиоактивные отходы смешивают яри комнатной температуре с водной эмульсией карбамидной смолы 50%-ной концентрации при весовом соотношении от 3:1 до 1 : I при рН 2-3. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент Франции N° 2129836. 2.КуличенКо В. В. и др. К вопросу о цементировании радиоактивных отходо:в. МАГАТЭ Вена, 1965.