RU2195727C1 - Method for recovering radioactive and toxic bottoms - Google Patents
Method for recovering radioactive and toxic bottoms Download PDFInfo
- Publication number
- RU2195727C1 RU2195727C1 RU2001119292A RU2001119292A RU2195727C1 RU 2195727 C1 RU2195727 C1 RU 2195727C1 RU 2001119292 A RU2001119292 A RU 2001119292A RU 2001119292 A RU2001119292 A RU 2001119292A RU 2195727 C1 RU2195727 C1 RU 2195727C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- radioactive
- modifying
- forming
- components
- Prior art date
Links
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 title claims abstract description 18
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- -1 alkali metal salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 37
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 claims description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 5
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 claims description 5
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 12
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 9
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 235000011194 food seasoning agent Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 5
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 4
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052860 datolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical group [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 208000034699 Vitreous floaters Diseases 0.000 description 1
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002900 solid radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910021489 α-quartz Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки радиоактивных и промышленных токсичных отходов с последующей фиксацией продуктов переработки в устойчивой твердой матрице. Наиболее эффективно способ может быть реализован при переработке радиоактивных и/или токсичных донных отложений емкостей хранения жидких радиоактивных и промышленных отходов, водоемов и водоочистных сооружений, например охладительных бассейнов и прудов-отстойников АЭС. The invention relates to the field of environmental protection, and more specifically to the field of processing of radioactive and industrial toxic wastes with subsequent fixation of the processed products in a stable solid matrix. The most effective method can be implemented in the processing of radioactive and / or toxic bottom sediments of storage tanks for liquid radioactive and industrial wastes, ponds and water treatment facilities, such as cooling pools and settling ponds of nuclear power plants.
Как известно, в донных отложениях водоемов, находящихся в промышленных зонах, концентрируются радионуклиды и тяжелые металлы, и для экологической безопасности необходима их надежная изоляция от окружающей среды, что достигается путем их перевода в твердую изолирующую матрицу. Донные отложения представляют собой минеральные ассоциации (глины, суглинки, кварц, полевые шпаты) с различным содержанием органических веществ (торф, сапропель, ил - до 30%) и техногенных компонентов (нефтепродукты, ПАВ - до 10%) [1]. Например, в состав донных отложений МосНПО "Радон" входят α-кварц и полевые шпаты, а также соединения натрия, калия, железа, кальция, магния и других элементов. As is known, radionuclides and heavy metals are concentrated in the bottom sediments of reservoirs located in industrial zones, and environmental safety requires reliable isolation from the environment, which is achieved by transferring them to a solid insulating matrix. Bottom sediments are mineral associations (clays, loams, quartz, feldspars) with different contents of organic substances (peat, sapropel, silt - up to 30%) and technogenic components (oil products, surfactants - up to 10%) [1]. For example, the bottom sediments of MosNPO Radon include α-quartz and feldspars, as well as compounds of sodium, potassium, iron, calcium, magnesium and other elements.
Известен способ переработки радиоактивных донных отложений, включающий смешение радиоактивных взвесей с порошком измельченного доменного гранулированного шлака и отверждение смеси в щелочной среде, отстаивание смеси взвесей со шлаком, слив декантата, очищенного от радиоактивных взвесей, и добавление в осадок при перемешивании порошка глины и натриевой щелочи, причем на 1 мас. ч. твердой фазы (взвесей) расходуют 3,2-4,5 мас.ч. шлака, 0,8-1,5 мас.ч. глины и 0,032-0,045 мас.ч. натриевой щелочи [2]. A known method of processing radioactive bottom sediments, including mixing radioactive suspensions with a powder of crushed blast furnace granular slag and curing the mixture in an alkaline environment, settling a mixture of suspensions with slag, draining the decantate, purified from radioactive suspensions, and adding clay and sodium alkali powder to the precipitate with stirring, and 1 wt. including solid phase (suspensions) spend 3.2-4.5 wt.h. slag, 0.8-1.5 parts by weight clay and 0.032-0.045 parts by weight sodium alkali [2].
Основными недостатками данного способа являются
- длительность выдержки конечного продукта до окончательного отверждения (порядка 28 суток);
- низкая степень включения радиоактивного материала в конечный продукт (не более 15-20 мас.%);
- невысокое качество конечного продукта, обусловленное высокой пористостью, низкой химической стойкостью и невысокой прочностью отвержденной смеси (до 10,5 МПа).The main disadvantages of this method are
- the duration of exposure of the final product to final cure (about 28 days);
- low degree of inclusion of radioactive material in the final product (not more than 15-20 wt.%);
- low quality of the final product due to high porosity, low chemical resistance and low strength of the cured mixture (up to 10.5 MPa).
Известен способ переработки радиоактивного ила водоемов-хранилищ радиоактивных отходов, представляющего собой обводненную суспензию оксидов алюминия, железа, никеля, марганца (около 40 мас.%) и супесчаного грунта (60 мас. %) влажностью 98-99%, включающий флокуляцию и флотацию ила, гидрогранулирование флокулянта путем корректировки рН при медленном перемешивании суспензии флокулянта, отделение гранул на сетке из нержавеющей стали с размером пор 0,1 мм, промывку и сушку гранул при 80-100oС и прокаливание полученных гранул размером 1-3 мм и влажностью 80-85% при 600oС или при 1150oС с получением керамических композиций, включающих радионуклиды [3]. При этом достигается сокращение первоначального объема водной суспензии радиоактивного ила в 15-20 раз.A known method of processing radioactive sludge of reservoirs of radioactive waste, which is an irrigated suspension of oxides of aluminum, iron, nickel, manganese (about 40 wt.%) And sandy loam soil (60 wt.%) With a moisture content of 98-99%, including flocculation and flotation of sludge , gidrogranulirovanie flocculant by adjusting pH with slow stirring flocculent suspension separation granules on a grid of stainless steel with a pore size of 0.1 mm, washing and drying the granules at 80-100 o C, and calcining the obtained granules of 1-3 mm and moisture 80-85% at 600 o C or at 1150 o C to give ceramic compositions including radionuclides [3]. This reduces the initial volume of the aqueous suspension of radioactive sludge by 15-20 times.
Основными недостатками данного способа являются
- невысокое качество конечного гранулированного продукта, обусловленное его высокой пористостью, низкими химической стойкостью и механической прочностью;
- сложность многоступенчатого процесса переработки радиоактивного ила.The main disadvantages of this method are
- low quality of the final granular product due to its high porosity, low chemical resistance and mechanical strength;
- the complexity of the multi-stage process of processing radioactive sludge.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ кондиционирования радиоактивного грунта, содержащего органические примеси, в том числе торф и илы водоемов, путем перевода его в форму цементного камня. Closest to the claimed method is a method of conditioning a radioactive soil containing organic impurities, including peat and silt of water bodies, by converting it into the form of a cement stone.
Суть способа заключается в том, что радиоактивный грунт смешивают с известняком, глиноземом и минерализатором (солевыми добавками) при следующем массовом соотношении ингредиентов, %: радиоактивный грунт 50-60; известняк 20-35; глинозем 3-4; минерализатор остальное. Смесь обжигают при 800-1100oС и размалывают до удельной поверхности 2500-4500 см2/г. Затем смесь затворяют водой и выдерживают до образования монолита [4].The essence of the method is that the radioactive soil is mixed with limestone, alumina and a mineralizer (salt additives) in the following mass ratio of ingredients,%: radioactive soil 50-60; limestone 20-35; alumina 3-4; mineralizer rest. The mixture is fired at 800-1100 o C and grind to a specific surface of 2500-4500 cm 2 / g Then the mixture is shut with water and kept until a monolith is formed [4].
Недостатками этого способа являются
- пониженное качество конечного продукта, связанное с повышенной общей скоростью выщелачивания радионуклидов и пониженной прочностью на сжатие отвержденных цементных блоков;
- увеличение объема конечного продукта относительно первоначального объема радиоактивного грунта в результате добавления к перерабатываемому материалу других компонентов (известняка, глинозема и минерализатора);
- длительность процесса кондиционирования радиоактивных отходов с учетом необходимости выдержки конечного продукта до окончательного отверждения не менее 28 суток;
- наличие дополнительных операций по измельчению радиационно-опасного пылящего материала - цементного клинкера.The disadvantages of this method are
- reduced quality of the final product associated with an increased overall rate of leaching of radionuclides and reduced compressive strength of cured cement blocks;
- an increase in the volume of the final product relative to the initial volume of radioactive soil as a result of adding other components (limestone, alumina and mineralizer) to the processed material;
- the duration of the conditioning process for radioactive waste, taking into account the need for exposure of the final product to final cure for at least 28 days;
- the presence of additional operations for grinding radiation-hazardous dusty material - cement clinker.
Предлагаемый способ переработки радиоактивных и токсичных донных отложений решает техническую задачу:
- повышения химической стойкости конечного продукта;
- увеличения прочностных характеристик конечного продукта;
- сокращения продолжительности технологического процесса получения конечного продукта;
- упрощения и повышения радиационной безопасности технологии;
- сокращения объема радиоактивных отходов в результате кондиционирования.The proposed method for processing radioactive and toxic bottom sediments solves the technical problem:
- increase the chemical resistance of the final product;
- increase the strength characteristics of the final product;
- reducing the duration of the technological process of obtaining the final product;
- simplification and improvement of radiation safety of technology;
- reduction of radioactive waste as a result of conditioning.
Предлагаемый способ переработки включает операции смешения радиоактивных и/или токсичных отходов с минеральными и солевыми добавками, нагрев и выдержку до образования конечного продукта. The proposed processing method includes the operation of mixing radioactive and / or toxic waste with mineral and salt additives, heating and aging until the formation of the final product.
Согласно изобретению отличительными признаками предлагаемого способа являются: в качестве минеральных и солевых добавок используют стеклообразующие и стекломодифицирующие материалы при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Радиоактивные донные отложения - 22-66
Стеклообразующие компоненты - 10-50
Стекломодифицирующие компоненты - 14-38
при этом в качестве стеклообразующих компонентов используют соединения кремния (кварцевый или речной песок, силикагели, силикаты щелочных металлов), бора (датолитовый концентрат, бораты щелочных и щелочноземельных элементов, борная кислота) и минеральные или синтетические алюмосиликаты (цеолиты, глинистые материалы - бентонит, вермикулит, клиноптилолит и т.п.), в качестве стекломодифицирующих компонентов используют соли щелочных металлов (нитраты, карбонаты, оксалаты или их смеси), смесь радиоактивных и/или токсичных донных отложений со стеклообразующими и стекломодифицирующими добавками загружают в плавитель, осуществляют нагрев смеси в плавителе до 1100-1200oС и выдерживают ее при этой температуре до образования гомогенного расплава, после чего осуществляют выпуск расплава из плавителя и выдержку расплава до образования конечного продукта.According to the invention, the distinguishing features of the proposed method are: as mineral and salt additives use glass-forming and glass-modifying materials in the following ratio of components, wt. %:
Radioactive bottom sediments - 22-66
Glass-forming components - 10-50
Glass Modifying Components - 14-38
at the same time, silicon compounds (silica or river sand, silica gels, alkali metal silicates), boron (datolite concentrate, alkali and alkaline earth element borates, boric acid) and mineral or synthetic aluminosilicates (zeolites, clay materials such as bentonite, vermiculite) are used as glass-forming components. , clinoptilolite, etc.), alkali metal salts (nitrates, carbonates, oxalates or mixtures thereof), a mixture of radioactive and / or toxic bottom sediments with glass-forming and glass-modifying additives are loaded into the melter, the mixture is heated in the melter to 1100-1200 o C and held at this temperature until a homogeneous melt is formed, after which the melt is released from the melter and the melt is held until the final product is formed.
В качестве стекломодифицирующего компонента может быть использован также солевой остаток выпарных концентратов жидких радиоактивных отходов АЭС и спецкомбинатов по переработке радиоактивных отходов или промышленных токсичных отходов. The salt residue of evaporated concentrates of liquid radioactive waste from nuclear power plants and special plants for the processing of radioactive waste or industrial toxic waste can also be used as a glass-modifying component.
В качестве стеклообразующих компонентов могут быть использованы также отработанные сорбенты на основе силикагелей, а также природных или синтетических алюмосиликатов. Waste sorbents based on silica gels, as well as natural or synthetic aluminosilicates, can also be used as glass-forming components.
Сущность способа заключается в том, что радиоактивные донные отложения смешиваются с минеральными и солевыми добавками (стеклообразующими и стекломодифицирующими компонентами), позволяющими получить при плавлении щелочно-алюмо-боросиликатные стекла. Основными неорганическими компонентами радиоактивных и промышленных донных отложений являются оксиды кремния и алюминия, что позволяет без внесения добавок получать на их основе тугоплавкое алюмосиликатное стекло, температура плавления которого значительно превышает 1400oС.The essence of the method lies in the fact that radioactive bottom sediments are mixed with mineral and salt additives (glass-forming and glass-modifying components), which make it possible to obtain alkali-aluminum-borosilicate glasses during melting. The main inorganic components of radioactive and industrial bottom sediments are silicon and aluminum oxides, which makes it possible to obtain refractory aluminosilicate glass based on them, without melting, the melting point of which is significantly higher than 1400 o C.
Основной задачей при получении прочных и химически стойких стекол является сбалансированный подбор стеклообразующих компонентов, основными из которых являются оксиды кремния и бора, и стекломодифицирующих компонентов, основными из которых являются оксиды калия, натрия и кальция; существенное влияние на свойства конечного продукта могут оказывать такие компоненты, как оксиды алюминия, железа и ряда других элементов. The main task in obtaining durable and chemically resistant glasses is a balanced selection of glass-forming components, the main of which are oxides of silicon and boron, and glass-modifying components, the main of which are oxides of potassium, sodium and calcium; Components such as oxides of aluminum, iron, and a number of other elements can significantly affect the properties of the final product.
Добавление стеклообразующих компонентов необходимо для корректировки соотношения между основным стеклообразователем - оксидом кремния и интермедиатом - оксидом алюминия с целью получения продукта с прочной структурой. С этой же целью, а также для снижения температуры плавления смеси вносят в виде минерального материала или химического соединения еще один стеклообразующий компонент - оксид бора, в результате чего повышается экономичность процесса плавления смеси и снижается степень уноса радионуклидов из плавителя. Добавление стеклообразующих компонентов в количестве менее 10 мас.% приводит к получению непрочных, химически нестойких и растворимых в воде продуктов, вследствие чего реализация такого способа опасна для окружающей среды. Добавление стеклообразующих компонентов в количестве более 50 мас.% приводит к получению тугоплавких расплавов и необходимости повышения температуры плавления смеси значительно выше 1200oС, следствием чего становится опасность реализации такого способа для окружающей среды из-за интенсивного перехода летучих форм радионуклидов и тяжелых металлов в газовую фазу.The addition of glass-forming components is necessary to adjust the ratio between the main glass former — silicon oxide and the intermediate — alumina in order to obtain a product with a strong structure. For the same purpose, as well as to reduce the melting temperature of the mixture, another glass-forming component, boron oxide, is introduced in the form of a mineral material or chemical compound, as a result of which the efficiency of the melting process of the mixture is increased and the degree of entrainment of radionuclides from the melter is reduced. The addition of glass-forming components in an amount of less than 10 wt.% Leads to the production of fragile, chemically unstable and water-soluble products, as a result of which the implementation of this method is hazardous to the environment. The addition of glass-forming components in an amount of more than 50 wt.% Leads to the production of refractory melts and the need to increase the melting temperature of the mixture well above 1200 o C, which leads to the danger of the implementation of this method for the environment due to the intensive conversion of volatile forms of radionuclides and heavy metals into gas phase.
Соединения бора используются в качестве стеклообразующего компонента, который не только понижает температуру плавления, но и при определенном содержании щелочных оксидов ([Nа2O]/[В2O3]>1/3) увеличивает химическую стойкость стекла. При этом можно использовать не только реактивы, но и буру (тетраборат натрия), являющуюся компонентом жидких радиоактивных отходов, образующихся при эксплуатации АЭС с реакторами типа ВВЭР. В предлагаемом способе переработки радиоактивных донных отложений оптимальный диапазон содержания соединений бора в смеси компонентов 6-30 мас.%. При содержании соединений бора менее 6 мас.% температура получения конечного продукта выше 1200oС, что повышает степень улетучивания радионуклидов. При содержании соединений бора более 30 мас.% уменьшается химическая стойкость стекла.Boron compounds are used as a glass-forming component, which not only lowers the melting point, but also at a certain alkaline oxide content ([Na 2 O] / [B 2 O 3 ]> 1/3) increases the chemical resistance of the glass. In this case, not only reagents can be used, but also borax (sodium tetraborate), which is a component of liquid radioactive waste generated during operation of nuclear power plants with WWER reactors. In the proposed method for the processing of radioactive bottom sediments, the optimal range of boron compounds in the mixture of components is 6-30 wt.%. When the content of boron compounds is less than 6 wt.%, The temperature of the final product is higher than 1200 o C, which increases the degree of volatilization of radionuclides. When the content of boron compounds is more than 30 wt.%, The chemical resistance of the glass decreases.
В качестве стеклообразующих компонентов можно применять отработанные сорбенты на основе силикагелей или алюмосиликатов (как природных, так и синтетических), загрязненные при использовании, например, в процессах очистки промышленных радиоактивных или токсичных сточных вод. As glass-forming components, spent sorbents based on silica gels or aluminosilicates (both natural and synthetic) can be used, contaminated when used, for example, in the treatment of industrial radioactive or toxic wastewater.
Стекломодифицирующие компоненты используют для получения щелочно-алюмо-боросиликатного стекла, обладающего более низкой температурой плавления (1100-1200oС), так как в противном случае реализация способа опасна для окружающей среды вследствие интенсивного перехода летучих форм радионуклидов в газовую фазу. Кроме этого, при температуре 1100-1200oС в плавителе наряду с радионуклидами в структуре стекла надежно фиксируются и токсичные неорганические компоненты (тяжелые металлы) донных отложений, вследствие чего обеспечивается высокая степень экологической безопасности конечного продукта.Glass-modifying components are used to produce alkali-aluminum-borosilicate glass having a lower melting point (1100-1200 o C), since otherwise the implementation of the method is dangerous for the environment due to the intense transition of volatile forms of radionuclides into the gas phase. In addition, at a temperature of 1100-1200 o C in the melter, along with radionuclides in the glass structure, toxic inorganic components (heavy metals) of bottom sediments are also reliably fixed, which ensures a high degree of environmental safety of the final product.
В качестве стекломодифицирующего компонента используются соли щелочных металлов, при этом можно использовать не только непосредственно промышленные реактивы, но и концентраты после упаривания солевых растворов жидких радиоактивных или промышленных отходов. Для приготовления вышеуказанных смесей можно использовать как жидкие радиоактивные отходы (ЖРО) АЭС с реакторами типа РБМК, так и ЖРО АЭС с реакторами типа ВВЭР, содержащие в качестве основных компонентов нитрат, а также сульфат, хлорид и борат (для АЭС с реакторами ВВЭР) натрия и калия. При содержании солей щелочных металлов, выступающих в роли плавней, менее 14 мас.% не обеспечивается снижение температуры плавления стекла до 1100-1200oС. При содержании солей натрия более 38 мас.% уменьшается химическая устойчивость конечного продукта, что снижает экологическую безопасность конечного продукта.Alkali metal salts are used as a glass-modifying component, and not only industrial reagents can be used directly, but also concentrates after evaporation of saline solutions of liquid radioactive or industrial wastes. To prepare the above mixtures, one can use both liquid radioactive waste (LRW) of nuclear power plants with RBMK reactors and LRW of nuclear power plants with WWER reactors containing nitrate as well as sulfate, chloride and borate (for nuclear power plants with WWER reactors) as main components and potassium. When the content of alkali metal salts, which play the role of floaters, is less than 14 wt.%, The melting temperature of the glass is not reduced to 1100-1200 o C. When the content of sodium salts of more than 38 wt.%, The chemical stability of the final product is reduced, which reduces the environmental safety of the final product .
При содержании радиоактивных и/или токсичных донных отложений менее 22 мас. % в исходной шихте не достигается необходимого количества стеклообразующего компонента оксида кремния, что негативно сказывается на качестве конечного продукта. При содержании радиоактивных донных отложений более 66 мас.% заметно повышается степень перехода радионуклидов в газовую фазу вследствие повышения температуры варки стекла, что опасно для окружающей среды. When the content of radioactive and / or toxic bottom sediments is less than 22 wt. % in the initial charge is not achieved the required amount of glass-forming component of silicon oxide, which negatively affects the quality of the final product. When the content of radioactive bottom sediments exceeds 66 wt.%, The degree of transition of radionuclides to the gas phase significantly increases due to an increase in the temperature of glass melting, which is dangerous for the environment.
Предложенный способ переработки радиоактивных и токсичных донных отложений опробован на осадках, образующихся в процессе хранения и переработки ЖРО в МосНПО "Радон", а также в сооружениях для сбора и очистки радиоактивных стоков предприятия. Были отобраны пробы донных отложений ручья в зоне хранилищ твердых радиоактивных отходов, пруда-отстойника, в который впадает ручей, емкости хранилища жидких радиоактивных отходов и Зумпфа (сборника спецстоков) технологического корпуса. Донные отложения представляют собой смесь минеральных, органических веществ и техногенных образований различных составов и происхождения. The proposed method for processing radioactive and toxic bottom sediments was tested on sediments formed during storage and processing of LRW at MosNPO Radon, as well as in facilities for the collection and treatment of radioactive waste from the enterprise. Samples of the bottom sediments of the stream were taken in the area of solid radioactive waste storage facilities, a pond into which a stream flows, the capacities of the liquid radioactive waste storage facility and Sumpf (collection of special stocks) of the technological building. Bottom sediments are a mixture of mineral, organic substances and technogenic formations of various compositions and origin.
Результаты химического и радиохимического анализов проб донных отложений приведены в табл. 1 и 2. The results of chemical and radiochemical analyzes of samples of bottom sediments are given in table. 1 and 2.
Кроме перечисленных в табл. 1, в состав донных отложений входят тяжелые металлы в количестве, мас.% в сухом остатке: ВаО 0,02-0,09, ZnO 0,25, Сr2O3 0,71-1,22, MnO 0,07-0,29, PbO 0,05-0,29, NiO 0,05-0,14, CuO 0,08-0,61. Содержание нефтепродуктов в донных отложениях достигало 8,4 мас.%.In addition to those listed in table. 1, the composition of the bottom sediments includes heavy metals in the amount, wt.% In the dry residue: BaO 0.02-0.09, ZnO 0.25, Cr 2 O 3 0.71-1.22, MnO 0.07- 0.29, PbO 0.05-0.29, NiO 0.05-0.14, CuO 0.08-0.61. The oil content in the bottom sediments reached 8.4 wt.%.
Как показали результаты химического анализа, основными компонентами донных отложений являются соединения кремния, заметную долю представляют соединения натрия и кальция, алюминия и железа. Поэтому наиболее целесообразным представилось включение их в боросиликатную матрицу типа Na2O-B2O3-SiO2 после корректировки химического состава путем добавления необходимых ингредиентов.As shown by the results of chemical analysis, the main components of bottom sediments are silicon compounds, a significant proportion are compounds of sodium and calcium, aluminum and iron. Therefore, their inclusion in the borosilicate matrix of the Na 2 OB 2 O 3 -SiO 2 type after adjusting the chemical composition by adding the necessary ingredients seemed most appropriate.
Способ переработки радиоактивных и токсичных донных отложений реализуется следующим образом. A method of processing radioactive and toxic bottom sediments is implemented as follows.
Радиоактивные и/или токсичные донные отложения, предварительно обезвоженные любым известным способом (например, центрифугированием на вакуумных или напорных намывных фильтрах или отжатием воды в шнеке [5]), смешивают со стеклообразующими добавками, после чего полученную шихту загружают в плавитель, нагревают до 1100-1200oС одним из известных способов, например методом прямого ("джоулева") или индукционного нагрева [5, 6], образовавшийся расплав стекломассы выдерживают до гомогенизации и образования конечного продукта, который сливают в металлический контейнер, охлаждают и направляют на долгосрочное хранение. Процесс переработки радиоактивных донных отложений происходит в течение одних суток.Radioactive and / or toxic bottom sediments, previously dehydrated by any known method (for example, by centrifugation on vacuum or pressure in-line filters or by squeezing water in the screw [5]), are mixed with glass-forming additives, after which the resulting mixture is loaded into a melter, heated to 1100– 1200 o C in a known manner, for example by direct ( "joule") or inductive heating [5, 6], the resulting glass melt is kept until homogenization and formation of the final product, which is poured into metal matic container, cooled and directed to long-term storage. The processing of radioactive bottom sediments occurs within one day.
Примером реализации предложенного способа переработки радиоактивных и/или токсичных донных отложений в МосНПО "Радон" является следующий. Водную пульпу донных отложений обезвоживают (упаривают) в роторном испарителе, обогреваемом паром, до остаточного содержания воды 30-40%, после чего концентрат донных отложений смешивают со стеклообразующими и стекломодифицирующими добавками, пастообразную смесь подают в индукционный плавитель, где смесь нагревают до 1100-1200oС и расплавляют, расплав выдерживают до гомогенизации и выпускают его в металлический контейнер, в котором продукт выдерживают до полного охлаждения. Процесс переработки донных отложений осуществляют непрерывно за счет периодических порционных загрузок пастообразной смеси в плавитель и периодического слива полученного расплава продукта в контейнер. Стеклообразный продукт в металлических контейнерах помещают в защитный железобетонный контейнер и его направляют в хранилище радиоактивных отходов.An example of the implementation of the proposed method for processing radioactive and / or toxic bottom sediments in MosNPO Radon is the following. The aqueous pulp of bottom sediments is dehydrated (evaporated) in a rotary evaporator heated by steam to a residual water content of 30-40%, after which the bottom sediment concentrate is mixed with glass-forming and glass-modifying additives, the paste-like mixture is fed to an induction melter, where the mixture is heated to 1100-1200 o C and melted, the melt is kept until homogenization and released into a metal container in which the product is kept until completely cooled. The process of processing bottom sediments is carried out continuously due to periodic batch loading of the paste-like mixture into the melter and periodic discharge of the obtained melt of the product into the container. The glassy product in metal containers is placed in a protective reinforced concrete container and sent to a radioactive waste storage facility.
В процессе проведения испытаний были предложены несколько вариантов приготовления смесей донных отложений со стеклообразующими и стекломодифицирующими добавками. In the process of testing, several options were proposed for the preparation of mixtures of bottom sediments with glass-forming and glass-modifying additives.
Вариант 1. Радиоактивный ил пруда-отстойника, обезвоженный до остаточной влажности 30-40%, смешивают со стеклообразующими и стекломодифицирующими добавками при соотношении сухих масс компонентов 50:23:27, причем в качестве стеклообразующих добавок используют кварцевый песок и буру (тетраборат натрия) в соотношении 5:18, а в качестве стекломодифицирующей добавки используют нитрат натрия, пастообразную смесь подают в индукционный плавитель, где смесь нагревают до 1100-1200oС и расплавляют, расплав выдерживают 0,5 часа до гомогенизации и выпускают его в металлический контейнер, в котором продукт выдерживают до полного охлаждения в течение нескольких часов. В результате добиваются сокращения первоначального объема сухого радиоактивного ила в 3,3 раза.
Вариант 2. Радиоактивный ил ручья, обезвоженный до остаточной влажности 20-30%, смешивают со стеклообразующими и стекломодифицирующими добавками при соотношении сухих масс компонентов 37:25:38, причем в качестве стеклообразуюших добавок используют кварцевый песок и датолитовый концентрат в соотношении 5: 20, а в качестве стекломодифицирующей добавки используют кубовый остаток ЖРО АЭС, упаренный до концентрации солей около 1000 г/л, пастообразную смесь подают в индукционный плавитель, где смесь нагревают до 1100-1200oС и расплавляют, расплав выдерживают 0,5 часа до гомогенизации и выпускают его в металлический контейнер, в котором продукт выдерживают до полного охлаждения в течение нескольких часов. В результате добиваются включения в стеклоподобный продукт 75% сухой массы радиоактивных отходов и сокращения первоначального объема радиоактивного ила в 3,54 раза и общего объема переработанных радиоактивных отходов в 4,28-9,5 раз при солесодержании кубового остатка ЖРО АЭС от 200 до 600 г/л.
Вариант 3. Радиоактивный осадок из емкости хранилища жидких радиоактивных отходов, обезвоженный до остаточной влажности 30-40%, смешивают со стеклообразующими и стекломодифицирующими добавками при соотношении сухих масс компонентов 36:48:16, причем в качестве стеклообразующих добавок используют борную кислоту и отработанный сорбент на основе ферроцианида никеля, нанесенного на силикагель (применяется для очистки сточных вод и жидких радиоактивных отходов) в соотношении 7:41, а в качестве стекломодифицирующей добавки - карбонат натрия, пастообразную смесь подают в индукционный плавитель, где смесь нагревают до 1100-1200oС и расплавляют, расплав выдерживают 0,5 часа до гомогенизации и выпускают его в металлический контейнер, в котором продукт выдерживают до полного охлаждения в течение нескольких часов. В результате добиваются включения в стеклоподобный продукт 77% сухой массы радиоактивных отходов и сокращения первоначального объема радиоактивного осадка в 1,35 раза и общего объема сухих радиоактивных отходов в 2,7 раз.
Вариант 4. Радиоактивный осадок из Зумпфа технологического корпуса, обезвоженный до остаточной влажности 30-40%, смешивают со стеклообразующими и стекломодифицирующими добавками при соотношении сухих масс компонентов 47: 40:13, причем в качестве стеклообразующих добавок используют буру и отработанный алюмосиликатный сорбент на основе клиноптилолита (применяется для очистки сточных вод и жидких радиоактивных отходов) в соотношении 20:20, а в качестве стекломодифицирующей добавки - карбонат натрия, пастообразную смесь подают в индукционный плавитель, где смесь нагревают до 1100-1200oС и расплавляют, расплав выдерживают 0,5 часа до гомогенизации и выпускают его в металлический контейнер, в котором продукт выдерживают до полного охлаждения в течение нескольких часов. В результате добиваются включения в стеклоподобный продукт 67% сухой массы радиоактивных отходов и сокращения первоначального объема сухих радиоактивных донных отложений в 1,63 раза и общего объема сухих радиоактивных отходов в 2,5 раза.
В результате испытаний было установлено, что заявляемый способ более прост в реализации за счет исключения операций размола материала после обжига и затворения водной фазой с последующим образованием цементного материала. В отличие от прототипа процесс переработки радиоактивных и/или токсичных донных отложений с получением конечного продукта, обладающего заданными свойствами, проводится в течение одних суток, сокращается объем конечного продукта по сравнению с первоначальным объемом радиоактивных и токсичных отходов в 1,35-3,5 раза. Данный способ обеспечивает повышение качества конечного продукта в связи с уменьшением скорости выщелачивания радионуклидов в десять раз и увеличением прочности на сжатие конечного продукта в два раза, что означает повышение экологической безопасности при хранении конечного продукта для окружающей среды (см. табл. 3, 4). As a result of the tests, it was found that the inventive method is easier to implement due to the exclusion of grinding operations of the material after firing and mixing with the aqueous phase, followed by the formation of cement material. In contrast to the prototype, the process of processing radioactive and / or toxic bottom sediments to obtain the final product with the desired properties is carried out within one day, the volume of the final product is reduced in comparison with the initial volume of radioactive and toxic waste by 1.35-3.5 times . This method provides an increase in the quality of the final product due to a ten-fold decrease in the rate of leaching of radionuclides and a twofold increase in compressive strength of the final product, which means an increase in environmental safety during storage of the final product for the environment (see Tables 3, 4).
Реализация заявляемого способа в МосНПО "Радон" не требует капитальных вложений и изменения существующих технологий. Способ переработки радиоактивных и токсичных донных отложений опробован на существующей установке остекловывания ЖРО, основой которой является индукционный плавитель "холодный тигель", все характеристики получаемых смесей перерабатываемых компонентов (стеклообразующих шихт), расплавов стекол и свойства конечного продукта соответствуют регламентируемым показателям. Дополнительным преимуществом заявляемого способа является высокоэффективное уничтожение токсичных органических компонентов, содержащихся в донных отложениях, в высокотемпературных условиях получения расплава стекла (1100-1200oС).The implementation of the proposed method in MosNPO Radon does not require capital investments and changes in existing technologies. A method for processing radioactive and toxic bottom sediments was tested on an existing LRW vitrification unit, the basis of which is a cold crucible induction melter, all the characteristics of the mixtures of processed components (glass-forming mixtures), glass melts and the properties of the final product correspond to regulated indicators. An additional advantage of the proposed method is the highly efficient destruction of toxic organic components contained in bottom sediments in high-temperature conditions for the production of glass melt (1100-1200 o C).
Источники информации
1. А. П. Новиков, Ф.И.Павлоцкая и др. Содержание и распределение радионуклидов в воде и донных отложениях некоторых промышленных водоемов ПО "Маяк". Радиохимия, 1998, т. 40, 5, с. 453-461.Sources of information
1. A. P. Novikov, F. I. Pavlotskaya, and others. The content and distribution of radionuclides in water and bottom sediments of some industrial reservoirs of the Mayak Production Association. Radiochemistry, 1998, vol. 40, 5, p. 453-461.
2. Способ отверждения радиоактивных илистых отложений. Пат. РФ 2106704, МПК6 G 21 F 9/16.2. A method of curing radioactive silt deposits. Pat. RF 2106704, IPC 6 G 21 F 9/16.
3. Н.Э.Шингарев, А.С.Поляков, Л.С.Рагинский, И.В.Мухин. Разработка технологии и оборудования для извлечения актиноидов из водоемов-хранилищ радиоактивных отходов. Атомная энергия, т. 86, вып. 6, с. 453-457. 3. N.E. Shingarev, A.S. Polyakov, L.S. Raginsky, I.V. Mukhin. Development of technology and equipment for the extraction of actinides from reservoirs of radioactive waste. Atomic Energy, vol. 86, no. 6, p. 453-457.
4. Способ переработки радиоактивных грунтов, содержащих органические компоненты. Пат. РФ 2106705, МПК6 G 21 F 9/28, заявл. 23.12.1996, опубл. 10.03.1998.4. A method of processing radioactive soils containing organic components. Pat. RF 2106705, IPC 6 G 21 F 9/28, declared 12/23/1996, publ. 03/10/1998.
5. А. С. Никифоров, В. В.Куличенко, М.И.Жихарев. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 19, 20, 32, 33, 109-116. 5. A. S. Nikiforov, V. V. Kulichenko, M. I. Zhikharev. Neutralization of liquid radioactive waste. M .: Energoatomizdat, 1985, p. 19, 20, 32, 33, 109-116.
6. Ф.А.Лифанов, С.В.Стефановский, А.П.Кобелев, О.Н.Цвешко. Индукционная тигельная печь для варки стекла. Стекло и керамика, 7, 1991, с. 12-13. 6. F.A. Lifanov, S.V. Stefanovsky, A.P. Kobelev, O.N. Tsveshko. Induction crucible for glass melting. Glass and Ceramics, 7, 1991, p. 12-13.
Claims (3)
Радиоактивные донные отложения - 22-66
Стеклообразующие компоненты - 10-50
Стекломодифицирующие компоненты - 14-38
при этом в качестве стеклообразующих компонентов используют соединения кремния, бора и минеральные или синтетические алюмосиликаты, в качестве стекломодифицирующих компонентов используют соли щелочных металлов, и смесь радиоактивных и/или токсичных донных отложений со стеклообразующими и стекломодифицирующими добавками загружают в плавитель, осуществляют нагрев смеси в плавителе до 1100-1200oС и выдерживают ее при этой температуре до образования гомогенного расплава, после чего осуществляют выпуск расплава из плавителя и выдержку расплава до образования конечного продукта.1. A method of processing radioactive and toxic bottom sediments, including mixing radioactive waste with mineral and salt additives, heating and aging to form the final product, characterized in that glass and glass-modifying materials are used as mineral and salt additives, in the following ratio of components, wt . %:
Radioactive bottom sediments - 22-66
Glass-forming components - 10-50
Glass Modifying Components - 14-38
in this case, silicon, boron and mineral or synthetic aluminosilicates are used as glass-forming components, alkali metal salts are used as glass-modifying components, and a mixture of radioactive and / or toxic bottom sediments with glass-forming and glass-modifying additives is loaded into the melter, the mixture is heated in the melter to 1100-1200 o C and maintain it at this temperature until a homogeneous melt is formed, after which the melt is released from the melter and the races are aged melt to the formation of the final product.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119292A RU2195727C1 (en) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | Method for recovering radioactive and toxic bottoms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119292A RU2195727C1 (en) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | Method for recovering radioactive and toxic bottoms |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2195727C1 true RU2195727C1 (en) | 2002-12-27 |
Family
ID=20251631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001119292A RU2195727C1 (en) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | Method for recovering radioactive and toxic bottoms |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2195727C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2249867C1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-04-10 | ГУП г.Москвы объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды "Радон" | Method for recovering radioactive sludge and bottom deposits |
| WO2009048439A1 (en) * | 2007-10-10 | 2009-04-16 | Sergiy Yuriyovych Stryzhak | Method for processing industrial and domestic wastes |
| RU2394659C1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Method of decontaminating toxic industrial wastes |
| RU2473013C1 (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Method to neutralise mineralised waste waters of nuclear and thermal power plants |
| RU2605607C1 (en) * | 2015-08-14 | 2016-12-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of processing radioactive bottom sediments |
| RU2725250C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-06-30 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method of protecting groundwater from contamination from surface storage of liquid wastes containing toxic or radioactive substances |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4039468A (en) * | 1974-09-12 | 1977-08-02 | Societe Europeenne Pour Le Traitement Chimique Des Combustibles Irradies (Eurochemic) | Process for the treatment of organic wastes |
| RU2106705C1 (en) * | 1996-12-23 | 1998-03-10 | Московское государственное предприятие - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды | Method for recovering radioactive soil containing fossil components |
| RU2106704C1 (en) * | 1996-06-13 | 1998-03-10 | Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина | Radioactive sludge solidification process |
-
2001
- 2001-07-12 RU RU2001119292A patent/RU2195727C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4039468A (en) * | 1974-09-12 | 1977-08-02 | Societe Europeenne Pour Le Traitement Chimique Des Combustibles Irradies (Eurochemic) | Process for the treatment of organic wastes |
| RU2106704C1 (en) * | 1996-06-13 | 1998-03-10 | Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина | Radioactive sludge solidification process |
| RU2106705C1 (en) * | 1996-12-23 | 1998-03-10 | Московское государственное предприятие - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды | Method for recovering radioactive soil containing fossil components |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НОВИКОВ А.П. и др. Содержание и распределение радионуклидов в воде и донных отложениях некоторых промышленных водоемов ПО "Маяк". - С.-Пб.: Радиохимия, 1998, т. 40, № 5, с. 453-461. ШИНГАРЕВ Н.Э. и др. Разработка технологии и оборудования для извлечения актиноидов из водоемов-хранилищ радиоактивных отходов. - М.: Атомная энергия, т. 86, вып. 6, с. 453-457. НИКИФОРОВ А.С. и др. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 19, 20, 32, 33, 109-116. ЛИФАНОВ Ф.А. и др. Индукционная тигельная печь для варки стекла. Стекло и керамика. -М.: Стройиздат, № 7, 1991, с. 10-12. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2249867C1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-04-10 | ГУП г.Москвы объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды "Радон" | Method for recovering radioactive sludge and bottom deposits |
| WO2009048439A1 (en) * | 2007-10-10 | 2009-04-16 | Sergiy Yuriyovych Stryzhak | Method for processing industrial and domestic wastes |
| RU2394659C1 (en) * | 2009-02-09 | 2010-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Method of decontaminating toxic industrial wastes |
| RU2473013C1 (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Method to neutralise mineralised waste waters of nuclear and thermal power plants |
| RU2605607C1 (en) * | 2015-08-14 | 2016-12-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of processing radioactive bottom sediments |
| RU2725250C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-06-30 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method of protecting groundwater from contamination from surface storage of liquid wastes containing toxic or radioactive substances |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0001499B1 (en) | Treatment and disposal of heavy metal containing sludge wastes | |
| Zhang et al. | Stabilization/solidification of municipal solid waste incineration fly ash via co-sintering with waste-derived vitrified amorphous slag | |
| US4375986A (en) | Process for treating liquids wastes possessing a strong acidity | |
| Deng et al. | Effect of SiO2/Al2O3 ratio on the crystallization and heavy metal immobilization of glass ceramics derived from stainless steel slag | |
| Walling et al. | Characterisation and disposability assessment of multi-waste stream in-container vitrified products for higher activity radioactive waste | |
| CN108672482A (en) | One heavy metal species fixative and heavy-metal contaminated soil curing | |
| CN107406326A (en) | The process of fully converting many types of industrial waste into sustainable alternatives and usable products | |
| RU2195727C1 (en) | Method for recovering radioactive and toxic bottoms | |
| US5868940A (en) | Method for on-site remediation of contaminated natural resources and fabrication of construction products therefrom | |
| Varlakov et al. | Innovative and conventional materials and designs of nuclear cementitious systems in radioactive waste management | |
| RU2176417C1 (en) | Process of processing of high-toxic industrial waste | |
| RU2737954C1 (en) | Method of processing liquid radioactive wastes containing, among other things, tritium isotopes | |
| CN113800941A (en) | Method for preparing ceramsite by utilizing chromium-contaminated soil and ceramsite | |
| Zhang et al. | Feasibility of using Cr-containing vitrification product as cement admixture: Structural evolution and chromium immobilization | |
| Marcus et al. | Recovery of galvanic sludge by physicochemical mechanisms | |
| RU2106704C1 (en) | Radioactive sludge solidification process | |
| RU2225049C1 (en) | Method for reconditioning liquid radioactive wastes of high salt content | |
| RU2142655C1 (en) | Radioactive perlite vitrifying process | |
| RU2160937C1 (en) | Monolithic block for immobilizing liquid radioactive wastes | |
| Sayenko et al. | Behaviour of Magnesium Potassium Phosphate Cement under Leaching | |
| e Silva et al. | Assessing immobilization matrices for nuclear effluent treatment: Cs case study | |
| Hassan et al. | Mechanical ProPerties and toxicity characteristic of PetroleuM sludge incorPorated with PalM oil fuel ash and Quarry dust in solidification/stabilization Matrices | |
| JP2020128924A (en) | Method for immobilizing radioactive cesium and immobilization system for radioactive cesium | |
| RU2000615C1 (en) | Method for processing liquid radioactive wastes of nuclear power plants | |
| RU2117343C1 (en) | Method for recovery of liquid radioactive wastes from nuclear power stations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -PD4A- IN JOURNAL: 19-2013 FOR TAG: (73) |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140713 |