[go: up one dir, main page]

RU2189651C2 - Method for pre-treatment of high-activity concentrate to be hardened by vitrification - Google Patents

Method for pre-treatment of high-activity concentrate to be hardened by vitrification Download PDF

Info

Publication number
RU2189651C2
RU2189651C2 RU2000122462A RU2000122462A RU2189651C2 RU 2189651 C2 RU2189651 C2 RU 2189651C2 RU 2000122462 A RU2000122462 A RU 2000122462A RU 2000122462 A RU2000122462 A RU 2000122462A RU 2189651 C2 RU2189651 C2 RU 2189651C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentrate
vitrification
highly active
evaporation
solutions
Prior art date
Application number
RU2000122462A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000122462A (en
Inventor
А.Ю. Кузин
Е.Г. Дзекун
Н.А. Гергенрейдер
В.И. Родионов
Original Assignee
ФГУП "Производственное объединение "Маяк"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФГУП "Производственное объединение "Маяк" filed Critical ФГУП "Производственное объединение "Маяк"
Priority to RU2000122462A priority Critical patent/RU2189651C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2189651C2 publication Critical patent/RU2189651C2/en
Publication of RU2000122462A publication Critical patent/RU2000122462A/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: recovery of radioactive wastes produced at spent nuclear fuel recovery factories. SUBSTANCE: method includes preparation of high-activity concentrate from mixture of radioactive solutions by way of thermal evaporation and delivery of concentrate obtained to vitrification kiln. Source concentrate is doped with concentrated sodium nitrate bottoms produced in evaporation of medium-activity solutions and/or sodium hydroxide solution from liquid radioactive waste storage tanks. Mixture prepared in this way is treated with boric acid and/or sodium tetraborate, and/or optophosphoric acid. EFFECT: enhanced sodium nitrate content, reduced nitric acid concentration, preventing crystallization of finely dispersed salts in concentrates. 5 ex

Description

Изобретение относится к переработке радиоактивных отходов предприятий атомной промышленности, в частности к способам подготовки высокоактивных концентратов к отверждению методом остекловывания на заводах по регенерации отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). The invention relates to the processing of radioactive waste from nuclear industry enterprises, in particular to methods for preparing highly active concentrates for curing by the vitrification method at spent nuclear fuel (SNF) regeneration plants.

Известен способ [1] безопасного для окружающей среды отверждения высокоактивных водных концентратов, включающий такие этапы подготовки, как установление содержания воды в концентратах в диапазоне 40-60 мас.%, смешивание с неорганическим связующим веществом на основе глины и цемента, формование подготовленных концентратов и изготовление изделий в виде блоков, термообработку при конечной температуре 800-1400oС. Недостатками способа являются относительно высокая скорость выщелачивания радионуклидов из термически обработанных материалов, содержащих цемент, высокая эрозия блоков при хранении в средах, содержащих влагу.A known method [1] of environmentally safe curing of highly active aqueous concentrates, including such preparation steps as setting the water content in concentrates in the range of 40-60 wt.%, Mixing with an inorganic binder based on clay and cement, molding prepared concentrates and manufacturing products in the form of blocks, a heat treatment at a final temperature of 800-1400 o C. The disadvantages of this method are the relatively high rate of leaching of radionuclide from the thermally treated material with ERZHAN cement, high erosion blocks when stored in media containing moisture.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ [2] подготовки высокоактивных азотнокислых концентратов к отверждению, методом остекловывания, включающий приготовление исходного высокоактивного концентрата с содержанием нитрата натрия 55-186 г/л и азотной кислоты 3-5,5 моль/л из смеси высокоактивных растворов, методом термического упаривания и подачу подготовленного концентрата в печь остекловывания. The closest in technical essence and the achieved effect is the method [2] for preparing highly active nitric acid concentrates for curing by the vitrification method, which includes preparing the initial highly active concentrate with a content of sodium nitrate 55-186 g / l and nitric acid 3-5.5 mol / l from mixtures of highly active solutions by thermal evaporation and feeding the prepared concentrate to a vitrification furnace.

Недостатками способа являются наличие повторной операции упаривания высокоактивных концентратов, обусловленное необходимостью повышения в них содержания нитрата натрия, являющегося основным модификатором стекломассы, низкое содержание нитрата натрия (до 200 г/л) в подготовленном к остекловыванию концентрате, влияющее на эффективность процесса остекловывания радионуклидов, высокая концентрация азотной кислоты (до 5,5 моль/л), оказывающая существенное коррозионное воздействие на конструкционные материалы печи остекловывания, кристаллизация малорастворимых солей в высокоактивных концентратах, подаваемых на остекловывание. The disadvantages of the method are the presence of a repeated operation of evaporation of highly active concentrates, due to the need to increase the content of sodium nitrate in them, which is the main modifier of glass melt, low content of sodium nitrate (up to 200 g / l) in the concentrate prepared for vitrification, affecting the efficiency of the vitrification process of radionuclides, high concentration nitric acid (up to 5.5 mol / l), which has a significant corrosive effect on the structural materials of the vitrification furnace, crystal Isolation of sparingly soluble salts in highly active concentrates supplied for vitrification.

Технической задачей изобретения является повышение содержания нитрата натрия, снижение концентрации азотной кислоты и исключение кристаллизации малорастворимых солей в высокоактивных концентратах, поступающих на остекловывание за счет изменения химического состава высокоактивных концентратов, позволяющего исключить дополнительную операцию упаривания концентратов перед их остекловыванием. An object of the invention is to increase the content of sodium nitrate, reduce the concentration of nitric acid and prevent crystallization of sparingly soluble salts in highly active concentrates that go into vitrification due to a change in the chemical composition of highly active concentrates, which eliminates the additional operation of evaporating the concentrates before vitrification.

Поставленная задача достигается тем, что в исходный высокоактивный концентрат вводится концентрированный по нитрату натрия кубовый остаток, полученный от упаривания среднеактивных растворов, в том числе, содержащий поверхностно-активные вещества и различные детергенты, и/или раствор гидроокиси натрия из емкостей хранилищ жидких радиоактивных отходов, приготовленная смесь корректируется по химическому составу известными стеклообразователями и подается в печь остекловывания. The task is achieved by the fact that in the original highly active concentrate is introduced concentrated sodium nitrate bottoms obtained from the evaporation of medium-active solutions, including those containing surfactants and various detergents, and / or a solution of sodium hydroxide from containers of liquid radioactive waste storage facilities, the prepared mixture is adjusted by the chemical composition of the known glass-forming agents and fed into the vitrification furnace.

Пример 1 (прототип). В высокоактивный концентрат следующего состава, г/л: NaNO3 - 120; HNO3 - 150; Al - 10; U - 0,2; Pu - 0,01; Fe - 0,25; Ni - 0,1; Mn - 0,1; Cr - 0,1; SO42- - 0,6; F- - 0,25, Cl- - 0,05 и объемной бета-активностью - 15 Ки/л, вводится фосфор в виде ортофосфорной кислоты из расчета создания мольного соотношения натрия к фосфору, равного 1,05±0,15, выдерживается в течение 20 минут, упаривается с кратностью, равной 2 при температуре 95±10oС, после чего подается в печь остекловывания. Минимальная кратность упаривания обусловлена тем, что при дальнейшем ее повышении происходит кристаллизация солей в подготовленном концентрате.Example 1 (prototype). In a highly active concentrate of the following composition, g / l: NaNO 3 - 120; HNO 3 - 150; Al - 10; U is 0.2; Pu - 0.01; Fe 0.25; Ni is 0.1; Mn - 0.1; Cr - 0.1; SO 4 2- - 0.6; F - - 0.25, Cl - - 0.05 and volumetric beta activity - 15 Ci / L, phosphorus is introduced in the form of phosphoric acid based on the creation of a molar ratio of sodium to phosphorus equal to 1.05 ± 0.15, maintained in within 20 minutes, evaporated with a multiplicity equal to 2 at a temperature of 95 ± 10 o C, after which it is fed into a vitrification furnace. The minimum evaporation rate is due to the fact that with a further increase in it, crystallization of salts occurs in the prepared concentrate.

Примеры 2-5 иллюстрируют заявляемый способ. Examples 2-5 illustrate the inventive method.

Пример 2. Перерабатывается высокоактивный концентрат состава, приведенного в примере 1, и кубовый остаток от упаривания среднеактивных растворов состава, г/л: NaNO3 - 500; Na2C2O4 - 2; NaF - 1; U - 0,5; Pu - 0,01; Ni - 0,1; Fe - 0,2; Al - 0,1; Mn - 0,1; Ca - 0,6; C1- - 0,2, объемная бета-активность 3 Ки/л. Высокоактивный концентрат и кубовый остаток от упаривания среднеактивных отходов, смешиваются в соотношении 1:6, соответственно, для создания концентрации в смеси по NaNO3-450 г/л, и НNО3-20 г/л, смесь обрабатывается любыми известными стеклообразователями, например, борной кислотой, и/или тетраборатом натрия, и/или ортофосфорной кислотой в требуемом мольном соотношении с натрием для получения стекломассы и подается в печь. Кристаллизация солей в подготовленном концентрате отсутствует.Example 2. The highly active concentrate of the composition shown in Example 1 is processed and the bottom residue from evaporation of medium-active solutions of the composition, g / l: NaNO 3 - 500; Na 2 C 2 O 4 - 2; NaF - 1; U is 0.5; Pu - 0.01; Ni is 0.1; Fe - 0.2; Al is 0.1; Mn - 0.1; Ca - 0.6; C1 - - 0.2, volume beta activity 3 Ci / L. The highly active concentrate and the bottom residue from the evaporation of medium-level waste are mixed in a ratio of 1: 6, respectively, to create a concentration in the mixture of NaNO 3 -450 g / l, and НNО 3 -20 g / l, the mixture is treated with any known glass-forming agents, for example, boric acid, and / or sodium tetraborate, and / or phosphoric acid in the desired molar ratio with sodium to obtain glass mass and is fed into the furnace. There is no crystallization of salts in the prepared concentrate.

Пример 3. Перерабатывается высокоактивный концентрат состава, приведенного в примере 1, и кубовый остаток от упаривания среднеактивных растворов состава, приведенного в примере 2, отличающийся тем, что в его составе содержатся поверхностно-активные вещества в количестве 20 г/л и различные детергенты в количестве 10 г/л. Переработка смеси аналогична примеру 2. Кристаллизация солей в подготовленном концентрате отсутствует. Example 3. The highly active concentrate of the composition shown in Example 1 is processed and the bottom residue from evaporation of medium-active solutions of the composition shown in Example 2, characterized in that it contains surfactants in an amount of 20 g / l and various detergents in an amount 10 g / l Processing the mixture is similar to example 2. There is no crystallization of salts in the prepared concentrate.

Пример 4. Перерабатывается высокоактивный концентрат состава, приведенного в примере 1, с тем отличием, что концентрация НNО3 в концентрате равна 5,5 моль/л, и раствор из емкостей хранилищ, содержащий гидроокись натрия следующего состава, г/л: NaOH - 230; NaNO3 - 250; Pu - 0,0002; U - 0,1; Fe - 0,25; Cr - 3; Ni - 0,1; Ca - 0,25; Al - 8; Mn - 0,1, объемная бета-активностъ - 3,5 Ки/л. Высокоактивный концентрат и раствор из емкостей-хранилищ смешиваются в соотношении, необходимом для получения концентрации в смеси NaNО3 - 500 г/л. Дальнейшая переработка аналогична примеру 2. Кристаллизация солей в подготовленном концентрате отсутствует.Example 4. A highly active concentrate of the composition described in Example 1 is processed, with the difference that the concentration of HNO 3 in the concentrate is 5.5 mol / l, and the solution from storage tanks containing sodium hydroxide of the following composition, g / l: NaOH - 230 ; NaNO 3 - 250; Pu - 0.0002; U is 0.1; Fe 0.25; Cr - 3; Ni is 0.1; Ca 0.25; Al - 8; Mn - 0.1, volumetric beta activity - 3.5 Ci / L. A highly active concentrate and a solution from storage tanks are mixed in the ratio necessary to obtain a concentration in the mixture of NaNO 3 - 500 g / l. Further processing is similar to example 2. There is no crystallization of salts in the prepared concentrate.

Пример 5. Перерабатываются высокоактивный концентрат состава, приведенного в примере 1, кубовый остаток от упаривания среднеактивных растворов состава, приведенного в примерах 2, 3, раствор из емкостей-хранилищ состава, приведенного в примере 4. Высокоактивный концентрат, кубовый остаток, раствор из емкостей-хранилищ смешиваются в соотношении из расчета концентрации NaNO3 в смеси, указанной в примерах 2, 4, и обрабатывается аналогично примеру 2. Кристаллизация солей в подготовленном концентрате отсутствует.Example 5. Highly active concentrate of the composition shown in example 1 is processed, the bottom residue from evaporation of medium-active solutions of the composition shown in examples 2, 3, a solution from the storage tanks of the composition shown in example 4. Highly active concentrate, bottom residue, the solution from the tanks storages are mixed in the ratio based on the concentration of NaNO 3 in the mixture specified in examples 2, 4, and processed analogously to example 2. There is no crystallization of salts in the prepared concentrate.

Преимущества заявляемого способа по сравнению с прототипом состоят в том, что предлагаемый способ подготовки высокоактивных концентратов к отверждению методом остекловывания позволяет повысить содержание нитрата натрия до 450-500 г/л, снизить концентрацию азотной кислоты в высокоактивном концентрате до 0,1-0,3 моль/л, исключить дополнительную операцию упаривания концентрата, исключить кристаллизацию солей в подготовленном концентрате за счет изменения его состава, утилизировать попутно кубовые остатки от упаривания среднеактивных растворов и щелочные растворы из емкостей-хранилищ радиоактивных отходов. Вопроизводимость заявляемых результатов подтверждена опытной проверкой на реальных растворах завода РТ. The advantages of the proposed method compared to the prototype are that the proposed method of preparing highly active concentrates for hardening by vitrification allows to increase the content of sodium nitrate to 450-500 g / l, to reduce the concentration of nitric acid in the highly active concentrate to 0.1-0.3 mol / l, exclude the additional operation of evaporation of the concentrate, exclude crystallization of salts in the prepared concentrate due to changes in its composition, and utilize, at the same time, bottoms from evaporation of medium-active solutions orov and alkaline solutions from storage tanks for radioactive waste. The feasibility of the claimed results is confirmed by experimental testing on real solutions of the RT plant.

Источники информации
1. Заявка Германии 2819085, кл. G 21 F 9/16, 1980.
Sources of information
1. German application 2819085, cl. G 21 F 9/16, 1980.

2. В. П. Шведов и др. Ядерная технология. М., Атомиздат, 1979, с. 242-246. 2. V. P. Shvedov et al. Nuclear technology. M., Atomizdat, 1979, p. 242-246.

Claims (1)

Способ подготовки высокоактивных концентратов к отверждению методом остекловывания, включающий приготовление исходного высокоактивного концентрата из смеси высокоактивных растворов методом термического упаривания и подачу подготовленного концентрата в печь остекловывания, отличающийся тем, что в исходный высокоактивный концентрат вводится концентрированный по нитрату натрия кубовый остаток от упаривания среднеактивных растворов и/или раствор гидроокиси натрия из емкостей хранилищ жидких радиоактивных отходов, приготовленная смесь обрабатывается борной кислотой, и/или тетраборатом натрия, и/или ортофосфорной кислотой, обработанный концентрат подается в печь остекловывания. A method for preparing highly active concentrates for curing by the vitrification method, comprising preparing an initial highly active concentrate from a mixture of highly active solutions by thermal evaporation and feeding the prepared concentrate to a vitrification furnace, characterized in that a sodium nitrate concentrate concentrated from sodium nitrate is introduced from the evaporation of medium-active solutions and / or sodium hydroxide solution from liquid radioactive waste storage tanks, prepared admixture is treated with boric acid and / or sodium tetraborate and / or the orthophosphoric acid treated concentrate is fed into the furnace vitrification.
RU2000122462A 2000-08-25 2000-08-25 Method for pre-treatment of high-activity concentrate to be hardened by vitrification RU2189651C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000122462A RU2189651C2 (en) 2000-08-25 2000-08-25 Method for pre-treatment of high-activity concentrate to be hardened by vitrification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000122462A RU2189651C2 (en) 2000-08-25 2000-08-25 Method for pre-treatment of high-activity concentrate to be hardened by vitrification

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2189651C2 true RU2189651C2 (en) 2002-09-20
RU2000122462A RU2000122462A (en) 2002-09-20

Family

ID=20239563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000122462A RU2189651C2 (en) 2000-08-25 2000-08-25 Method for pre-treatment of high-activity concentrate to be hardened by vitrification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2189651C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2269833C2 (en) * 2004-02-03 2006-02-10 ФГУП "Производственное объединение "Маяк" Method for vitrifying liquid radioactive wastes using solution of phosphate or boron phosphate matrix
RU2408101C2 (en) * 2009-02-18 2010-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" Waste nuclear fuel processing method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094809A (en) * 1977-02-23 1978-06-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for solidifying high-level nuclear waste
DE2819085B2 (en) * 1978-04-29 1980-06-19 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Process for the final disposal-ready, environmentally friendly solidification of and moderately radioactive and / or actinide-containing, aqueous waste concentrates or of fine-grained solid waste suspended in water
SU1685201A1 (en) * 1989-08-29 1994-07-30 Радиевый институт им.В.Г.Хлопина Method of preparing radioactive solutions for hardening
RU2110858C1 (en) * 1997-04-07 1998-05-10 Валентин Николаевич Косяков Radionuclide flocculator for decontaminating liquid radioactive wastes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094809A (en) * 1977-02-23 1978-06-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for solidifying high-level nuclear waste
DE2819085B2 (en) * 1978-04-29 1980-06-19 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Process for the final disposal-ready, environmentally friendly solidification of and moderately radioactive and / or actinide-containing, aqueous waste concentrates or of fine-grained solid waste suspended in water
SU1685201A1 (en) * 1989-08-29 1994-07-30 Радиевый институт им.В.Г.Хлопина Method of preparing radioactive solutions for hardening
RU2110858C1 (en) * 1997-04-07 1998-05-10 Валентин Николаевич Косяков Radionuclide flocculator for decontaminating liquid radioactive wastes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.П.ШВЕДОВ И ДР. Ядерная технология. - М.: Атомиздат, 1979, с.242-246. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2269833C2 (en) * 2004-02-03 2006-02-10 ФГУП "Производственное объединение "Маяк" Method for vitrifying liquid radioactive wastes using solution of phosphate or boron phosphate matrix
RU2408101C2 (en) * 2009-02-18 2010-12-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" Waste nuclear fuel processing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4354954A (en) Method for solidifying aqueous radioactive wastes for noncontaminating storage
US4297304A (en) Method for solidifying aqueous radioactive wastes for non-contaminating storage
US3673086A (en) Method of removing nitric acid, nitrate ions and nitrite ions out of aqueous waste solutions
US9754693B2 (en) Low-temperature solidification of radioactive and hazardous wastes
JPS6120839B2 (en)
RU2189651C2 (en) Method for pre-treatment of high-activity concentrate to be hardened by vitrification
US3298960A (en) Method for the disposal of waste solutions using rigid gels
RU2381580C1 (en) Method of stabilising highly saline high-activity wastes
GB1564878A (en) Method of improving the leaching resistance of solidified bitumen products containing radioactive substances
FI66095C (en) SAETT ATT I CEMENT BAEDDA IN BORSYRA ELLER BORATHALTIGT RADIOACTIVE AVFALL
Yang et al. Effect of Fe2O3 on the Immobilization of High‐Level Waste with Magnesium Potassium Phosphate Ceramic
US4487711A (en) Cinder aggregate from PUREX waste
Sebesta et al. Development of composite ion exchangers and their use in treatment of liquid radioactive wastes
Riley et al. Dehalogenation reactions between halide salts and phosphate compounds
RU2203513C2 (en) Glass-forming phosphate compound for immobilizing high-activity aluminum-containing liquid wastes
RU2336584C1 (en) Method of reprocessing of liquid radioactive waste of nuclear power plant
Stefanovsky et al. RADON Operational Experience in High-Temperature Treatment of Radioactive Wastes
RU2483375C2 (en) Composite material for immobilisation of liquid radioactive wastes, and its application method
KR20190111925A (en) Handling method of radioactive solution
JPS60159699A (en) Method of solidifying nuclear waste
RU2293385C1 (en) Liquid radioactive waste immobilizing process
RU2727711C1 (en) Conditioning method of tritium-containing water
CN111933326A (en) Method for treating radioactive tritium-containing wastewater
KR910005732B1 (en) Solidification method of waste liquid containing boric acid
EP0081044B1 (en) Method of processing high level radioactive waste liquor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170826