RU2360313C1 - Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов - Google Patents
Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360313C1 RU2360313C1 RU2008102090/06A RU2008102090A RU2360313C1 RU 2360313 C1 RU2360313 C1 RU 2360313C1 RU 2008102090/06 A RU2008102090/06 A RU 2008102090/06A RU 2008102090 A RU2008102090 A RU 2008102090A RU 2360313 C1 RU2360313 C1 RU 2360313C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- portland cement
- liquid radioactive
- vermiculite
- ash
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов и предназначено для использования в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения радиоактивных растворов и пульп. Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов состоит из портландцемента и природных алюмосиликатных материалов (бентонита, вермикулита, каолина, клиноптилолита). В качестве активной минеральной добавки используют низкокальциевую золу ТЭЦ. В качестве пластификатора используют суперпластификатор С-3. Композиция состоит из портландцемента, природных алюмосиликатных материалов, суперпластификатора С-3, низкокальциевой золы ТЭЦ при определенном соотношении этих компонентов. Изобретение направлено на снижение температуры компаунда при твердении за счет уменьшения тепловыделения.
Description
Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов и может быть использовано в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения радиоактивных растворов и пульп.
Известны различные композиции на основе цементов для отверждения жидких радиоактивных отходов, в состав которых входит собственно вяжущее вещество (портландцемент, шлакопортландцемент, доменные шлаки) в количестве не менее 70% от массы сухой смеси, сорбционные добавки (обычно это природные алюмосиликатные материалы, например бентонит, вермикулит, каолин) - до 20%, необходимые для фиксации радионуклидов, а также прочие модифицирующие добавки. Так, для отверждения радиоактивных концентратов отработавших дезактивирующих растворов АЭС используется сухая смесь, включающая портландцемент, каустический магнезит (строительную окись магния) и вермикулит при следующем соотношении жидких отходов и компонентов смеси: 1:(0,7-0,9):(0,2-0,25):(0,2-0,25) [Патент РФ №2116681, опубликован 27.07.1998].
Данные композиции имеют общий недостаток, который состоит в следующем. При твердении компаунда на основе композиций с высоким содержанием портландцемента наблюдается значительное тепловыделение, в результате чего для блока большого объема и плохих условий теплоотвода может происходить нагрев компаунда до температуры более 100°С, что недопустимо, так как приводит к нарушению структуры компаунда.
Кроме того, в случае использования указанных композиций на основе портландцемента имеет место высокий расход данного материала, который в настоящее время является дорогостоящим продуктом. В случае применения композиций на основе доменных шлаков также имеют место существенные материальные затраты вследствие необходимости измельчения, классификации и контроля состава шлака.
Наиболее близкой к предлагаемой является композиция для отверждения концентратов ЖРО, применяемая в атомном центре в Гренобле (Франция), путем смешения с портландцементом и вермикулитом в соотношении 1:1,2:0,2 [Pomazola I. a.u. Evolution de la gestion des dechets radioactifis an centre de Fontenayaux - Roses. - In: Manasement of Lorv - and Intermediate - Level Radioaktive wastes. Vienna: IAEA, 1970, p.537-562]. Недостатком данного способа является высокое содержание портландцемента (порядка 85 мас.%), что в случае контейнера большого объема может привести к существенному нагреву компаунда.
Технической задачей изобретения является подбор состава композиции для отверждения ЖРО, позволяющей регулировать величину тепловыделения и нагрева цементного компаунда при сохранении соответствия его качества существующим нормативным требованиям цементированным РАО. Указанная задача достигается тем, что в состав цементного компаунда в качестве активной минеральной добавки вводится низкокальциевая зола ТЭЦ (содержание СаО менее 2%) в количестве до 75% от общей массы сухой смеси. Замещение большей части портландцемента золой с низким содержанием кальция существенно снижает тепловыделение в процессе твердения, а высокая дисперсность и физико-химические свойства материала обеспечивают равномерность его распределения в объеме компаунда с сохранением требуемой механической прочности последнего.
Использование низкокальциевой золы ТЭЦ в качестве активной минеральной добавки позволяет снизить содержание портландцемента в составе композиции вплоть до 20% по массе. В результате температура компаунда в ходе твердения существенно ниже, чем без использования золы (на 20-30°С и 80-90°С для монолитов объемом 30 и 150 л соответственно). При этом расход вяжущего вещества на отверждение 1 м3 ЖРО составляет 0,4-0,7 т, что значительно ниже, чем в прототипе (0,7-2,5 т). Это существенно снижает затраты на проведение процесса, так как зола является отходом производства и не требует значительных вложений для подготовки к использованию. Полученный цементный компаунд с отвержденными радиоактивными отходами соответствует существующим нормативным требованиям [ГОСТ Р 51883-2002 «Отходы радиоактивные цементированные. Общие технические требования»].
Предлагаемая композиция для цементирования жидких отходов и пульп состоит из 20,0-40,0% портландцемента, 5,0-15,0% природных алюмосиликатных материалов (бентонита, вермикулита, каолина, клиноптилолита), 0,2-1,0% суперпластификатора С-3 и 44,0-74,8% низкокальциевой золы ТЭЦ. Отверждаемые ЖРО должны иметь величину рН не менее 7.
Возможность осуществления заявляемого технического решения подтверждается следующими примерами.
Пример 1. При затворении композиции, содержащей 39,8% портландцемента, 9,9% бентонита, 50% низкокальциевой золы ТЭЦ и 0,3% суперпластификатора, раствором нитрата натрия с концентрацией 300 г/л был получен образец цилиндрической формы объемом около 30 л. Образец в ходе твердения нагрелся на 8°С и его температура составила 30°С. При затворении композиции без золы ТЭЦ, содержащей 89,8% портландцемента, 9,9% бентонита и 0,3% суперпластификатора, аналогичным раствором был получен образец объемом также около 30 л. Образец в ходе твердения нагрелся на 35°С и его температура составила 56°С.
Пример 2. В композицию из 40 г портландцемента марки 400, 10 г бентонита, 149,4 г низкокальциевой золы ТЭЦ и 0,6 г суперпластификатора С-3 вводили 100 мл раствора с концентрацией нитрата натрия 600 г/л, объемной активностью 137Cs 1,2·106 Бк/л и 241Am 1,1·106 Бк/л. Раствороцементное отношение составило 0,50 мл/г, степень включения компонентов раствора - 17,9%, доля портландцемента и золы в составе композиции - 20,0% и 74,7% соответственно, плотность компаунда - 1,41 г/см3, удельная прочность на сжатие - 55 кг/см2. Удельная активность компаунда составила по 137Cs 3,7·105 Бк/кг, по 241Am - 3,3·105 Бк/кг. Средняя скорость выщелачивания за 90 сут 137Cs равнялась 2,7·10-4 г/(см2·сут), 241Am - менее 3,0·10-4 г/(см2·сут).
Таким образом, предлагаемая композиция позволяет значительно снизить температуру компаунда при твердении за счет уменьшения тепловыделения. Это делает возможным хранение его в виде монолитов большого объема. При этом значительно сокращается расход портландцемента при отверждении жидких отходов и пульп за счет введения доступной добавки - золы ТЭЦ, что существенно удешевит процесс с сохранением нормируемых характеристик компаунда на уровне требований существующих стандартов.
Claims (1)
- Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов, состоящая из портландцемента, природных алюмосиликатных материалов (бентонита, вермикулита, каолина, клиноптилолита), отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве активной минеральной добавки низкокальциевую золу ТЭЦ, а в качестве пластификатора - суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
портландцемент 20,0-40,0 природные алюмосиликатные материалы (бентонит, вермикулит, каолин, клиноптилолит) 5,0-15,0 суперпластификатор С-3 0,2-1,0 низкокальциевая зола ТЭЦ 44,0-74,8
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102090/06A RU2360313C1 (ru) | 2008-01-18 | 2008-01-18 | Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102090/06A RU2360313C1 (ru) | 2008-01-18 | 2008-01-18 | Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2360313C1 true RU2360313C1 (ru) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008102090/06A RU2360313C1 (ru) | 2008-01-18 | 2008-01-18 | Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2360313C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529496C2 (ru) * | 2012-12-13 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) | Состав для отверждения жидких радиоактивных отходов |
RU2559205C2 (ru) * | 2013-12-27 | 2015-08-10 | Закрытое акционерное общество "Экомет-С" | Способ кондиционирования радиоактивных отходов теплоизоляционных материалов |
RU2604876C1 (ru) * | 2015-09-01 | 2016-12-20 | Андрей Владимирович Кисляков | Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов |
RU2610901C1 (ru) * | 2015-09-01 | 2017-02-17 | Андрей Владимирович Кисляков | Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов |
RU2706019C1 (ru) * | 2018-09-21 | 2019-11-13 | Виктор Павлович Ремез | Способ переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих, в том числе, изотопы трития |
-
2008
- 2008-01-18 RU RU2008102090/06A patent/RU2360313C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
POMAZOLA I. A.U. EVOLUTION DE LA GESTION DES DECHETS RADIOACTIFIS AN CENTRE DE FONTENAYAUX - ROSES. MANASEMENT OF LORV - AND INTERMEDIATE - LEVEL RADIOAKTIVE WASTES. VIENNA, IAEA, 1970, с.537-562. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529496C2 (ru) * | 2012-12-13 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) | Состав для отверждения жидких радиоактивных отходов |
RU2559205C2 (ru) * | 2013-12-27 | 2015-08-10 | Закрытое акционерное общество "Экомет-С" | Способ кондиционирования радиоактивных отходов теплоизоляционных материалов |
RU2604876C1 (ru) * | 2015-09-01 | 2016-12-20 | Андрей Владимирович Кисляков | Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов |
RU2610901C1 (ru) * | 2015-09-01 | 2017-02-17 | Андрей Владимирович Кисляков | Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов |
RU2706019C1 (ru) * | 2018-09-21 | 2019-11-13 | Виктор Павлович Ремез | Способ переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих, в том числе, изотопы трития |
WO2020060444A1 (ru) * | 2018-09-21 | 2020-03-26 | Виктор Павлович РЕМЕЗ | Способ переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих, в том числе, изотопы трития |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110204258B (zh) | 一种基于尾气碳化的全固废免烧发泡混凝土及其制备方法和应用 | |
CN102169737B (zh) | 高盐高碱中低水平放射性废液水泥固化体及其制备方法 | |
CN104418560A (zh) | 一种用于治理重金属污染的固化剂及重金属固化方法 | |
CN111807783A (zh) | 一种用于固化垃圾渗滤液膜浓缩液及蒸发母液的固化剂 | |
CN110818294A (zh) | 含垃圾焚烧飞灰和钢渣矿渣的胶凝材料及制备方法和应用 | |
RU2360313C1 (ru) | Композиция для цементирования жидких радиоактивных отходов | |
CN105741899B (zh) | 一种放射性含硼废液的固化处理添加剂、固化配方及工艺 | |
CN104129934A (zh) | 一种含有硅钙渣的胶凝材料及其制备方法 | |
WO2021093168A1 (zh) | 一种基于工业尾气-污水处理-绿色高性能土木功能材料协同处置的赤泥利用方法 | |
CN110818293A (zh) | 含大量垃圾焚烧飞灰和矿渣的胶凝材料及制备方法和应用 | |
EP2784039B1 (en) | Cement curing formulation and method for high-level radioactive boron waste resins from nuclear reactor | |
KR910005930B1 (ko) | 붕산 슬러리의 캡슐화 방법 | |
CN108298881A (zh) | 一种用于固化放射性化学泥浆的地质水泥及其应用 | |
CN111825408A (zh) | 利用钢渣改性磷石膏制备的淤泥固化剂及其使用方法 | |
CN111056789B (zh) | 一种放射性废渣的固化方法 | |
CN110776298A (zh) | 含垃圾焚烧飞灰和矿渣水泥的胶凝材料及制备方法和应用 | |
CN102659337A (zh) | 使用绿泥和玄武岩作混合材料的复合硅酸盐水泥 | |
CN112479664A (zh) | 一种含硼废树脂水泥固化配方及其固化方法 | |
CN115028394B (zh) | 一种镁渣3d打印材料及其制备和应用 | |
JP2513690B2 (ja) | 放射性廃棄物の固化剤 | |
CN103803921B (zh) | 用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料及其使用方法 | |
US5457262A (en) | Preparation of inorganic hardenable slurry and method for solidifying wastes with the same | |
CN110330297A (zh) | 固化含有高浓度硼酸中低放废液的硫铝酸盐水泥基固化材料及其固化方法 | |
CN108002769A (zh) | 一种利用脱硫副产物制备的混凝土 | |
US7812209B2 (en) | Method for solidifying and stabilizing a concentrated aqueous sodium hydroxide solution |