Органическое связующее для отверждения радиоактивных отходов Советский патент 1983 года по МПК G21F9/16 

х

со

со

00

со

Иэо.бретение относится к области переработки ралио§ктивных 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 С13.,

За рубежомприменяют дистилляционные нефтяные битуьал мексфальт 10/20, 20/30, 40/50, В-45 и др.

Для этой цели рекомендованы окисленные нефтяные битумы с низкой температурой размягчения (БНК-2, БНД 90/30, ВИД 60/90). Ц настоящее время битумы иироко используются в народном хозяйстве С23 и в связи с усовершенствованием процессов глубокой переработки нефти объем их производства имеет тенденцию к сокращению. Таким образом, недостатком этого связующего является дефицитность и ограниченные запасы нефти.

Для отверждения жидких радиоактивных отходов может быть использован остаточный продукт от испарительной ка Х1еры производства диметилтерефталата ДМТик З J,

ДМТик представляет собой темнокоричневую вязкую массу на 85-90%, состоящую из продуктов термического превращения-, ДМТик не расвворяется 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 .

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 вмцелачивания, не более температура вспышки связующего более 200°С; температура размягчения связующего не вьаше связующее не должно вступать в химическое взаимодействие с наполнителем при температуре ниже .

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 связующего для отверждения радиоактивных отходов предлагается использовать каменноугольный пек-продукт, образующийся 5 в результате отгонки легких фракций каменноугольной смолы с температурой размягчения 50-70с.

По современной оценке запасы каменного угля намного превосходят 0 запасы нефти.

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

Пек - твердый продукт с темпера5 турой размягчения по КиШ 50-70 с

(пек с t ,, хрупкий и использовать его как фиксатор радиоактивных отходов без пластификатора практически невозможно) tgj. в открытом тиг« ле 275-280с по ГОСТу 10200-73 и ГОСТ 1038-75.

Пример. 1л кубового остатка от упарки отходов атомных электростанций с реактором ВВЭР или РБМК 5 с концентрацией солей -v600 г/л смешивают с 600 г угольного пека () в аппарате с мешалкой и системой газоочистки и конденсации.

Поднимают температуру смеси до 0 и при перемешивании выдерживают 2 ч до остаточной влажности менее 2 мас.%.

Расплавленную смесь с соотноше-нием связуквдее - наполнитель рав5 ным 1:1 с вязкостью 5-7 Пз выливают в контейнер.

Остывшая смесь представляет собой твердый продукт.

Влажность исходного отхода мо0 жет меняться от О до 90%, а наполнение по радиоактивному отходу можно варьировать от 40 до 60 мас.%. При этом образуются компаунды идентичные ПОсвойствам,

в таблице представлены сравнительные данные, характеризунидие компаунды на основе каменноугольного пека,

битума и ДМТик.

Q 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, чем у ДМТик при сохранении осталь ных свойств на том же уровне.

Таким образом, впервые предложено органическое связующее, образующееся в процессе отгонки легких фрак ций от каменноугольной смолы, для

0 фиксации радиоактивных отходов.

Образующийся компаунд характеризуется высокой радиационной стойкостью, водостойкостью, пожаростойкостью. Стоимость связующего на уров5 не битума.

Свойства компаундов на основе различных органических

связующих

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

Скорость выщелачивания,

Радиационный выход смеси газов, мол/100 ав

Температура вспышки,с

Температура размягчения, °С

Температура химического взаимодействия с наполнителем,с

5-10

2

0,8

0,13 248 235

51

45 320 300