RU2225049C1 - Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием - Google Patents
Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2225049C1 RU2225049C1 RU2002119438/06A RU2002119438A RU2225049C1 RU 2225049 C1 RU2225049 C1 RU 2225049C1 RU 2002119438/06 A RU2002119438/06 A RU 2002119438/06A RU 2002119438 A RU2002119438 A RU 2002119438A RU 2225049 C1 RU2225049 C1 RU 2225049C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- solution
- radioactive
- liquid
- liquid radioactive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки радиоактивных материалов. Сущность изобретения: способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием включает сорбцию радионуклидов с упариванием и иммобилизацию путем цементирования в геоцементный камень. Цементирование осуществляют с помощью вяжущей системы, которая содержит доменный гранулированный шлак и глинистый компонент в смеси с раствором силиката натрия. Раствор силиката натрия, который используют для затворения, содержит 150-250 г оксида натрия в одном литре раствора и имеет растворовяжущее отношение в пределах 0,4-0,5 л/кг. Полученная смесь состоит из 8-29% сорбента, 8-15% сухих компонентов жидких радиоактивных концентратов, 30-56% доменного гранулированного мелкомолотого шлака, 12-35% глинистого компонента. В качестве сорбента используют природные цеолиты или цеолитоподобные алюмосиликатные синтетические вещества. Преимущества изобретения заключаются в том, что радиоактивные материалы фиксируются в механически прочной и водоустойчивой минералоподобной геоцементной матрице. 3 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области обращения с радиоактивными материалами и может быть использовано при кондиционировании жидких радиоактивных высокосолевых отходов.
Известен способ отверждения радиоактивных отходов (патент РФ на изобретение № 2087043, МПК 6 G 21 F 9/16 "Способ отверждения радиоактивных отходов". Бюл. изобр. № 22 (2 ч.), 10.08.1997), включающий смешение жидких высокосолевых радиоактивных отходов с глинистым (каолиновой, бентонитовой или спондиловой глиной) и вяжущим (гидратной известью, тонкомолотым шлаком с добавкой 2,5-5 мас.% клинкера или портландцемента) компонентами и получение монолитного цементного блока, характеризующегося низкой скоростью выщелачивания, высокой механической прочностью.
Недостатками способа являются увеличение объема получаемых твердых радиоактивных отходов (в 2-3 раза), что требует создания дополнительных хранилищ и увеличивает трудо- и материальные затраты, а также общую стоимость получаемых твердых радиоактивных отходов. При использовании способа для отверждения жидких отходов с высоким содержанием органических веществ (90-120 г/л) недостатком способа становится также отсутствие омоноличивания вяжущей системы, что не позволяет отверждать такие виды жидких радиоактивных отходов.
Наиболее близким техническим решением является способ переработки жидких радиоактивных отходов среднего уровня активности (патент РФ на изобретение № 2154317, МПК 7 G 21 F 9/12, 9/16 "Способ переработки жидких отходов". Бюл. изобр. № 22 (2 ч.) 10.08.2000).
Способ заключается в следующем. Проводят сорбцию радионуклидов на природных цеолитах из жидких радиоактивных отходов с рН 8-12. Затем осуществляют цементирование полученных радиоактивных цеолитов с применением вяжущей системы, содержащей доменный гранулированный шлак и глинистый компонент в смеси с раствором силиката натрия, обеспечивающими получение механически прочного и водоустойчивого геоцементного камня.
Недостатками данного способа являются:
- ограниченная применимость - только для радиоактивных отходов с низким и средним солесодержанием;
- невозможность извлечения из жидких радиоактивных отходов всех радионуклидов и химически активных (в т.ч. токсичных) веществ.
Перед авторами стояла задача устранить указанные недостатки, а именно разработать способ, обеспечивающий возможность:
- кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием;
- извлечения из жидких радиоактивных отходов всех радионуклидов, а также химически активных веществ, в т.ч. токсичных.
Для решения поставленной задачи в способе кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием, включающем сорбцию радионуклидов на сорбенте и иммобилизацию полученных радиоактивных сорбентов цементированием в геоцементный камень с применением вяжущей системы, содержащей доменный гранулированный шлак и глинистый компонент в смеси с раствором силиката натрия, предлагается:
сорбцию радионуклидов проводить совместно с входящими в жидкие радиоактивные отходы органическими и неорганическими веществами одновременно с упариванием данных отходов на частицах сорбента при температуре 110-115°С,
цементирование радиоактивного сорбента, содержащего также сумму неорганических и органических веществ в виде сухих компонентов жидких радиоактивных концентратов в порах сорбента, осуществлять путем затворения раствором силиката натрия, содержащим 150-250 г оксида натрия в одном литре раствора с силикатным модулем, который имеет отношение входящих в него молей оксида кремния (SiO2) к молям оксида натрия (Na2O) в пределах от 1 до 1,5, при растворовяжущем отношении Р/В, равном 0,4-0,5 л/кг смеси, состоящей из: 8-29% сорбента, 8-15% сухих компонентов жидких радиоактивных концентратов, 30-56% доменного гранулированного мелкомолотого шлака, 12-35% глинистого компонента, например метакаолинита.
Упаривание проводят путем многократного добавления порций жидких радиоактивных концентратов таким образом, чтобы сумма введенных в сорбент сухих веществ по массе не превышала величины 1,5 г на 1 г сорбента, а сорбент перед цементированием сохранял сыпучие свойства. В качестве природного сорбента используют цеолиты, в частности клиноптилолит, а в качестве искусственного сорбента используют цеолитоподобные алюмосиликатные синтетические вещества типа NaX и NaY, в частности, цеолитоподобные алюмосиликатные отходы производства катализаторов в нефтеперерабатывающей промышленности.
Пример осуществления способа.
Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием осуществляется следующим образом.
Проводят сорбцию радионуклидов, а также органических и неорганических веществ на сорбенте. Для этого сорбент, представляющий собой цеолитоподобные алюмосиликатные отходы производства катализаторов в нефтеперерабатывающей промышленности в виде гранул с размером частиц в пределах от 0,3 до 3 мм, помещают в емкость. В эту емкость заливают порцию жидких радиоактивных отходов таким образом, чтобы слой жидкости над сорбентом составлял 5 мм. При этом проводят упаривание раствора, для чего данную емкость нагревают до температуры 112°С. По мере упаривания в емкость добавляют порции жидких радиоактивных отходов вплоть до достижения величины введенных в сорбент сухих веществ, равной 1,5 г на 1 г сорбента, и обеспечивают сохранение сыпучих свойств сорбента перед цементированием.
Иммобилизацию полученных радиоактивных сорбентов осуществляют цементированием в геоцементный камень с применением вяжущей системы. Для этого готовят сухую смесь, представляющую собой смесь со следующим массовым соотношением: 20% радиоактивного сорбента, 10% органических и неорганических веществ, 45% мелкомолотого доменного гранулированного шлака и 25% глинистого компонента - метакаолинит. Далее сухие компоненты интенсивно перемешивают с раствором силиката натрия, который имеет отношение молей входящего в него оксида кремния (SiО2) к молям оксида натрия (Na2O) равное 1,5. При этом обеспечивают растворовяжущее соотношение Р/В (отношение объема раствора силиката натрия к массе сухих веществ) равным 0,5 л/кг. Цементную массу помещают для отверждения в емкость. Данную емкость выдерживают при температуре 25°С и относительной влажности 100%.
В результате применения данного способа осуществляется кондиционирование жидких радиоактивных отходов с любым солесодержанием и получение минералоподобного геоцементного камня с высокой водоустойчивостью (скорость выщелачивания 137Cs в воду составляет 10-5-10-6 г/см2·сут при испытаниях до 400 суток выдержки в воде; норма 1·10-3 г/см·сут) и механической прочностью (предел прочности на сжатие 14-30 МПа при норме 5 МПа [Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. НП-019-2000, Москва, 2000].
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей способа, поскольку он позволяет ввести всю сумму радиоактивных и нерадиоактивных, в т.ч. токсичных компонентов в шлакощелочную вяжущую систему и получить механически прочную и водоустойчивую минералоподобную геоцементную матрицу и, как следствие, избежать образования вторичных радиоактивных и химических отходов.
Claims (4)
1. Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием, включающий сорбцию радионуклидов на сорбенте и иммобилизацию полученных радиоактивных сорбентов цементированием в геоцементный камень с применением вяжущей системы, содержащей доменный гранулированный шлак и глинистый компонент в смеси с раствором силиката натрия, отличающийся тем, что сорбцию радионуклидов проводят совместно со входящими в жидкие радиоактивные концентраты органическими и неорганическими веществами одновременно с упариванием жидких концентратов на частицах сорбента размером 0,3-3 мм при температуре 110-115°С, а цементирование радиоактивного сорбента, содержащего всю сумму неорганических и органических веществ в виде сухих компонентов, осуществляют затворением раствором силиката натрия, содержащим 150-250 г оксида натрия (Na2O) в одном литре раствора, с силикатным модулем от 1 до 1,5 при растворовяжущем отношении Р/В=0,4-0,5 л/кг смеси, состоящей из: 8-29% - природный или искусственный сорбент; 8-15% - сухие компоненты жидких радиоактивных концентратов; 30-56% - доменный гранулированный мелкомолотый шлак; 12-35% - глинистый компонент, например, метакаолинит.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упаривание проводят путем многократного добавления порций жидких радиоактивных концентратов таким образом, чтобы сумма введенных в сорбент сухих веществ по массе не превышала величины 1,5 г на 1 г сорбента, а сорбент перед цементированием сохранял сыпучие свойства.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют природные цеолиты, в частности, клиноптилолит.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют цеолитоподобные алюмосиликатные синтетические вещества типа NaX и NaY.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119438/06A RU2225049C1 (ru) | 2002-07-17 | 2002-07-17 | Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119438/06A RU2225049C1 (ru) | 2002-07-17 | 2002-07-17 | Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002119438A RU2002119438A (ru) | 2004-01-27 |
| RU2225049C1 true RU2225049C1 (ru) | 2004-02-27 |
Family
ID=32173033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002119438/06A RU2225049C1 (ru) | 2002-07-17 | 2002-07-17 | Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2225049C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8753518B2 (en) | 2010-10-15 | 2014-06-17 | Diversified Technologies Services, Inc. | Concentrate treatment system |
| US9283418B2 (en) | 2010-10-15 | 2016-03-15 | Avantech, Inc. | Concentrate treatment system |
| US10580542B2 (en) | 2010-10-15 | 2020-03-03 | Avantech, Inc. | Concentrate treatment system |
-
2002
- 2002-07-17 RU RU2002119438/06A patent/RU2225049C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8753518B2 (en) | 2010-10-15 | 2014-06-17 | Diversified Technologies Services, Inc. | Concentrate treatment system |
| US9283418B2 (en) | 2010-10-15 | 2016-03-15 | Avantech, Inc. | Concentrate treatment system |
| US10580542B2 (en) | 2010-10-15 | 2020-03-03 | Avantech, Inc. | Concentrate treatment system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002119438A (ru) | 2004-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Goodarzi et al. | Stabilization/solidification of zinc-contaminated kaolin clay using ground granulated blast-furnace slag and different types of activators | |
| US4113504A (en) | Disposal of heavy metal containing sludge wastes | |
| Davidovits | Environmentally driven geopolymer cement applications | |
| CA2551822A1 (en) | Porous particulate material for fluid treatment, cementitious composition and method of manufacture thereof | |
| Holmes et al. | Enhancing the ability of pervious concrete to remove heavy metals from stormwater | |
| SK100098A3 (en) | Process for the manufacture of a sorbent, a sorbent and its use for the immobilization of heavy metals in contaminated aqueous or solid phase | |
| Keppert et al. | Application of heavy metals sorbent as reactive component in cementitious composites | |
| Liu et al. | Effect of an alkaline environment on the engineering behavior of cement-stabilized/solidified Zn-contaminated soils | |
| RU2225049C1 (ru) | Способ кондиционирования жидких радиоактивных отходов с высоким солесодержанием | |
| Van Tendeloo et al. | Cation exchange properties of zeolites in hyper alkaline aqueous media | |
| GB2121593A (en) | Method for improving the radio nuclide retention properties of solidified radioactive wastes | |
| JPH06197999A (ja) | 有害廃棄物の固定化方法 | |
| Malone et al. | Scientific basis of hazardous waste immobilization | |
| FI129112B (fi) | Menetelmä nestemäisten jätteiden käsittelemiseksi ja kiinteyttämiseksi | |
| RU2271586C2 (ru) | Способ иммобилизации концентрированных жидких радиоактивных отходов (варианты) | |
| JP2013160676A (ja) | 放射性物質の固定化材、および放射性汚染物の処理方法 | |
| Madikizela et al. | Assessment of alkali modified coal fly ash as a potential pit latrine additive for elimination of pathogens using synthetic faeces as proxy | |
| RU2195727C1 (ru) | Способ переработки радиоактивных и токсичных донных отложений | |
| Shin et al. | Cement based stabilization/solidification of organic contaminated hazardous wastes using Na‐bentonite and silica‐fume | |
| RU2154317C2 (ru) | Способ переработки жидких радиоактивных отходов | |
| Pereira dos Santos et al. | Leaching Behavior of Alkali-Activated Gold Tailings Over Wetting–Drying Cycles | |
| Guzii et al. | Application of alkali-activated cements for immobilization of dry low-level radioactive waste containing copper ferrocyanide | |
| RU2116682C1 (ru) | Способ переработки жидких радиоактивных отходов | |
| RU2529496C2 (ru) | Состав для отверждения жидких радиоактивных отходов | |
| RU2229180C2 (ru) | Способ очистки жидких радиоактивных отходов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160315 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180718 |