RU2246550C1 - Method for reprocessing of thorium-containing radwastes - Google Patents
Method for reprocessing of thorium-containing radwastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246550C1 RU2246550C1 RU2003119013A RU2003119013A RU2246550C1 RU 2246550 C1 RU2246550 C1 RU 2246550C1 RU 2003119013 A RU2003119013 A RU 2003119013A RU 2003119013 A RU2003119013 A RU 2003119013A RU 2246550 C1 RU2246550 C1 RU 2246550C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- sulfate
- radioactive
- chloride
- precipitate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 title claims abstract description 19
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 title abstract 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 14
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims abstract description 8
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims abstract description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 claims description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052592 oxide mineral Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 6
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 6
- -1 for example Substances 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N oxidanium;hydrogen sulfate Chemical compound O.OS(O)(=O)=O FWFGVMYFCODZRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 abstract 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 7
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 7
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 239000003247 radioactive fallout Substances 0.000 description 4
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 2
- 159000000009 barium salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000005180 public health Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N thorium Chemical class [Th] ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003586 thorium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- CENHPXAQKISCGD-UHFFFAOYSA-N trioxathietane 4,4-dioxide Chemical compound O=S1(=O)OOO1 CENHPXAQKISCGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии редких, рассеянных и радиоактивных металлов, в частности к гидрометаллургическим способам переработки полиметаллических, многокомпонентных, торийсодержащих радиоактивных отходов, образующихся при переработке различного минерального сырья, содержащего РЗЭ, Nb, Та, Ti, V, Zr, Hf, W, U и др. Изобретение может быть использовано при переработке, обезвреживании и дезактивации солевых отходов процессов хлорирования лопаритовых, и/или цирконовых, и/или титановых концентратов.The present invention relates to the field of metallurgy of rare, scattered and radioactive metals, in particular to hydrometallurgical methods for processing polymetallic, multicomponent, thorium-containing radioactive waste generated during the processing of various mineral raw materials containing REE, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Hf, W , U, etc. The invention can be used in the processing, disposal and decontamination of salt waste from chlorination processes of loparite and / or zircon and / or titanium concentrates.
Известен способ переработки торийсодержащих радиоактивных отходов - отходов процесса хлорирования лопаритовых концентратов (Цветные металлы, 1993, №12, с.30-31; См. также: Журнал прикладной химии, 1990, т.63, с.946. Деп. ВИНИТИ 10.10.1989, №6183 - В 89). Известный способ заключается в сорбционном извлечении тория макропористыми фосфорнокислыми катионитами типа КФП с последующей десорбцией тория из катионита карбонатсодержащими растворами, осаждении соединений тория из элюата с получением после сушки и прокалки концентратов, содержащих 90-98% ТhО2 для дезактивации растворов от дочерних продуктов - Ra-228 и Ra-224 - предусмотрена (Журнал прикладной химии, 1990, т.63, с.946) операция обработки исходной пульпы H2SО4 (Na2SO4) и BaCl2. Однако, как показали результаты специальных исследований и испытаний, введение этой операции в “голове” процесса не обеспечивает требуемой степени дезактивации растворов, в связи с чем требуются дополнительные операции дезактивации растворов-фильтратов после сорбционных колонок. В конечном итоге это приводит к образованию большого объема вторичных радиоактивных отходов (РАО), подлежащих захоронению в хранилище спецотходов (ХСО).There is a method of processing thorium-containing radioactive waste - waste from the chlorination process of loparite concentrates (Non-ferrous metals, 1993, No. 12, p.30-31; See also: Journal of Applied Chemistry, 1990, t.63, p.946. Dep. VINITI 10.10. 1989, No. 6183 - B 89). The known method consists in the sorption extraction of thorium by macroporous phosphoric acid cation exchangers of the KFP type, followed by desorption of thorium from cation exchange resin with carbonate-containing solutions, precipitation of thorium compounds from the eluate to obtain, after drying and calcination, concentrates containing 90-98% ThO 2 for deactivation of solutions from daughter products - Ra- 228 and Ra-224 - the operation of processing the initial pulp H 2 SO 4 (Na 2 SO 4 ) and BaCl 2 is provided (Journal of Applied Chemistry, 1990, v.63, p.946). However, as the results of special studies and tests have shown, the introduction of this operation in the “head” of the process does not provide the required degree of decontamination of solutions, and therefore additional operations of decontamination of filtrate solutions after sorption columns are required. Ultimately, this leads to the formation of a large amount of secondary radioactive waste (RW) to be disposed of in a special waste storage facility (CSW).
Известен (“Способ извлечения тория из растворов” Заявка №9302707/26 с приор. от 11.05.1993. МКИ С 01 F 15/00. Опубл.: Бюл. №18. 1995, с.27) способ переработки торийсодержащих радиоактивных отходов (См. также: Радиохимия, 1996, т.38, вып.1, с.60-65; Цветная металлургия, 1995, №7-8, с.30-33. РЖМет. 1996, ЗГ128), заключающийся в избирательном извлечении тория соосаждением с осадками Ba(Ca)SO4 из растворов, содержащих РЗЭ, редкие, рассеянные, цветные металлы. Способ предусматривает обработку исходного раствора хлоридом щелочного металла, и/или аммония, и/или соляной кислотой до получения насыщенного по сумме хлоридов металлов раствора, введение в раствор сначала растворимого в воде сульфатсодержащего неорганического соединения, затем - водорастворимую соль бария в количествах, обеспечивающих установление мольных соотношений SO4/Ва≥1,1 и BaSO4/Th≥30; отделение радиоактивного осадка от раствора.Known (“Method for the extraction of thorium from solutions" Application No. 9302707/26 with priority from 05/11/1993. MKI C 01 F 15/00. Publ.: Bull. No. 18. 1995, p.27) a method of processing thorium-containing radioactive waste ( See also: Radiochemistry, 1996, vol. 38, issue 1, pp. 60-65; Non-ferrous metallurgy, 1995, No. 7-8, pp. 30-33. RZhMet. 1996, ZG128), which consists in the selective extraction of thorium coprecipitation with precipitations of Ba (Ca) SO 4 from solutions containing REE, rare, scattered, non-ferrous metals. The method involves treating the initial solution with alkali metal and / or ammonium chloride and / or hydrochloric acid to obtain a solution saturated with the total amount of metal chlorides, introducing into the solution first a water-soluble sulfate-containing inorganic compound, then a water-soluble barium salt in quantities ensuring the establishment of molar ratios SO 4 / Ba≥1.1 and BaSO 4 / Th≥30; separation of the radioactive residue from the solution.
Известный способ позволяет с высокой избирательностью извлекать торий из растворов, содержащих 0,01-0,1 г/дм3 тория и другие металлы. Однако при концентрации тория более 0,1 г/дм3 требуется очень большой расход солей бария и сульфатсодержащих неорганических соединений (Na2SO4), что приводит к образованию большого объема осадков - вторичных РАО, подлежащих захоронению, при этом требуемой степени дезактивации растворов от Ra-228 и Ra-224 не достигается в связи с адсорбцией и соосаждением тория с осадком BaSO4 и блокировкой поверхности сульфата бария ионами Th4+.The known method allows with high selectivity to extract thorium from solutions containing 0.01-0.1 g / DM 3 thorium and other metals. However, at a thorium concentration of more than 0.1 g / dm 3 , a very large consumption of barium salts and sulfate-containing inorganic compounds (Na 2 SO 4 ) is required, which leads to the formation of a large amount of precipitation - secondary RAW to be disposed of, while the required degree of decontamination of solutions from Ra-228 and Ra-224 are not achieved due to the adsorption and coprecipitation of thorium with the BaSO 4 precipitate and the blocking of the surface of barium sulfate by Th 4+ ions.
Из известных аналогов наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ переработки торийсодержащих радиоактивных отходов, включающий обработку растворов и/или пульп щелочным реагентом, введение растворов сульфатсодержащего неорганического соединения и хлорида бария, обработку гидратно-сульфатной пульпы раствором, содержащим хлорид железа, и отделение радиоактивного осадка от раствора фильтрацией (RU 2205461 С2, МПК G 21 F 9/30, опубл. 27.05.2003, стр. 1 колонка 1, стр. 5 пример 3, вариант 3, пример 4, вариант 2).Of the known analogues, the closest in combination of essential features is a method for processing thorium-containing radioactive waste, including treating solutions and / or pulps with an alkaline reagent, introducing solutions of a sulfate-containing inorganic compound and barium chloride, treating hydrated sulfate pulp with a solution containing iron chloride, and separating the radioactive deposit from solution by filtration (RU 2205461 C2, IPC G 21 F 9/30, publ. 05/27/2003, p. 1 column 1, p. 5 example 3, option 3, example 4, option 2).
Недостатком известного способа - прототипа является неудовлетворительная степень очистки - дезактивации растворов от дочерних радионуклидов ряда тория-232, в частности от Ra-224 и Ra-228, что связано с неполным соосаждением радия с осадками сульфатов бария, кальция и оксигидратов металлов. Еще один недостаток известного способа - прототипа связан с необходимостью вывоза радиоактивных осадков в хранилище спецотходов (ХСО), сооружение и эксплуатация которого требует больших капитальных затрат.The disadvantage of this method is the prototype is an unsatisfactory degree of purification - decontamination of solutions from daughter radionuclides of a series of thorium-232, in particular from Ra-224 and Ra-228, which is associated with incomplete coprecipitation of radium with precipitates of barium sulfate, calcium and metal oxyhydrates. Another disadvantage of the known method - the prototype is associated with the need for the removal of radioactive fallout in the storage of special waste (CSW), the construction and operation of which requires large capital costs.
Заявленное техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении экологической и радиационной безопасности.The claimed technical solution is aimed at solving the problem of improving environmental and radiation safety.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения, заключается в уменьшении радиоактивности фильтратов после отделения радиоактивных осадков за счет повышения степени соосаждения естественных радионуклидов ряда Th-232, в частности Ra-224 и Ra-228 с радиоактивными осадками, а также в локализации радиоактивных металлов (торий и продукты его распада) и перевода их в радиационно-безопасную форму - непылящее водонерастворимое отвержденное состояние, устойчивое к воздействию атмосферных осадков, грунтовых и подпочвенных вод, не оказывающего вредного влияния на здоровье населения и обслуживающего персонала и пригодное для дальнейшего складирования без нанесения экологического ущерба окружающей среде.The technical result that can be obtained by implementing the claimed invention is to reduce the radioactivity of the filtrates after separation of the radioactive fallout by increasing the degree of coprecipitation of natural radionuclides of the Th-232 series, in particular Ra-224 and Ra-228 with the fallout, as well as in localization radioactive metals (thorium and its decay products) and their conversion to a radiation-safe form - non-dusting water-insoluble solidified state, resistant to atmospheric precipitation, soil and underground water, no adverse effects on human health and the maintenance personnel and suitable for further storage without causing ecological damage to the environment.
Указанный технический результат при осуществлении заявленного способа достигается тем, что в известном способе переработки торийсодержащих радиоактивных отходов, включающем обработку растворов и/или пульп щелочным реагентом, введение растворов сульфатсодержащего неорганического соединения и хлорида бария, обработку гидратно-сульфатной пульпы раствором, содержащим хлорид железа, и отделение радиоактивного осадка от раствора фильтрацией, в качестве щелочного реагента используют магнезиальное молоко с концентрацией MgO 50-200 г/дм3, обработку ведут до рН 8-10, в качестве раствора сульфатсодержащего неорганического соединения вводят раствор сульфата натрия в количестве 6-9 г Na2SO4/дм3, затем в пульпу вводят раствор хлорида бария в количестве 1,5-3 г ВаСl2/дм3, гидратно-сульфатную пульпу обрабатывают раствором, содержащим хлорид железа в количестве 0,8-16 г Fе3+/дм3 исходных раствора и/или пульпы, обрабатывают высокомолекулярным флокулянтом и выдерживают ее без перемешивания 0,5-2 часа, радиоактивный осадок отделяют от маточного раствора, промывают сначала 0,5-2 объемами воды на 1 объем осадка, затем раствором и/или суспензией, содержащей хлорид магния в количестве 1-2 объема на 1 объем осадка, радиоактивный осадок с фильтра выгружают и смешивают с магнийсодержащими оксидными минеральными материалами, взятыми в количестве 0,5-0,8 кг MgO на 1 кг осадка, образующуюся пастообразную композиционную смесь помещают в формы и/или изложницы и прессуют при одновременном нагревании до 80-120°С.The specified technical result in the implementation of the claimed method is achieved by the fact that in the known method of processing thorium-containing radioactive waste, including the treatment of solutions and / or pulps with an alkaline reagent, the introduction of solutions of sulfate-containing inorganic compounds and barium chloride, the treatment of hydrated sulfate pulp with a solution containing iron chloride, and separation of radioactive sludge from the solution by filtration, as an alkaline reagent is used at a concentration magnesia milk MgO 50-200 g / dm 3, v abotku lead to pH 8-10, the sulphate solution as inorganic compounds are sodium sulfate in an amount of 6-9 g of Na 2 SO 4 / dm 3, and then introduced into the slurry of barium chloride solution in an amount of 1.5-3 g VaSl 2 / dm 3 , hydrated sulfate pulp is treated with a solution containing iron chloride in an amount of 0.8-16 g Fe 3+ / dm 3 of the initial solution and / or pulp, treated with a high molecular weight flocculant and kept without stirring for 0.5-2 hours, radioactive the precipitate is separated from the mother liquor, washed first with 0.5-2 volumes of water per 1 about the volume of the precipitate, then with a solution and / or suspension containing magnesium chloride in an amount of 1-2 volumes per 1 volume of sediment, the radioactive precipitate from the filter is unloaded and mixed with magnesium-containing oxide mineral materials taken in an amount of 0.5-0.8 kg MgO per 1 kg of sediment, the resulting pasty composite mixture is placed in molds and / or molds and pressed while heating to 80-120 ° C.
Особенность заключается в том, что в качестве магнезиального молока используют суспензию, приготовленную на основе магнийсодержащих оксидных минеральных материалов, например отходов асбестового производства.The peculiarity lies in the fact that a suspension prepared on the basis of magnesium-containing oxide mineral materials, for example asbestos waste, is used as magnesia milk.
Особенность заключается в том, что в качестве магнийсодержащих оксидных минеральных материалов используют предварительно термообработанные природные минеральные материалы, промпродукты и/или отходы асбестового производства с размером частиц менее 100 мкм.The peculiarity lies in the fact that pre-heat-treated natural mineral materials, industrial products and / or asbestos waste with a particle size of less than 100 microns are used as magnesium-containing oxide mineral materials.
Особенность заключается в том, что в качестве сульфатсодержащего неорганического соединения используют раствор Na2SO4 с концентрацией 50-200 г/дм3.The peculiarity lies in the fact that a solution of Na 2 SO 4 with a concentration of 50-200 g / dm 3 is used as a sulfate-containing inorganic compound.
Особенность заключается в том, что в качестве раствора хлорида бария используют раствор с концентрацией 50-200 г ВаСl2/дм3.The peculiarity lies in the fact that as a solution of barium chloride, a solution with a concentration of 50-200 g of BaCl 2 / dm 3 is used .
Особенность заключается в том, что в качестве раствора и/или суспензии хлорида магния используют суспензию, получаемую взаимодействием магнийсодержащих оксидных минеральных материалов, например отходов асбестового производства, с раствором соляной кислоты.The peculiarity lies in the fact that, as a solution and / or suspension of magnesium chloride, a suspension is obtained, obtained by reacting magnesium-containing oxide mineral materials, for example, asbestos waste products, with a solution of hydrochloric acid.
Особенность заключается в том, что в качестве раствора и/или суспензии хлорида магния используют суспензию, образующуюся при очистке отходящих газов от Сl2 и/или НСl магнезиальным молоком.The peculiarity lies in the fact that, as a solution and / or suspension of magnesium chloride, the suspension formed during the purification of the exhaust gases from Cl 2 and / or Hcl with magnesian milk is used.
Особенность заключается в том, что в качестве раствора хлорида железа используют раствор с концентрацией 10-100 г FеСl3/дм3.The peculiarity lies in the fact that a solution with a concentration of 10-100 g of FeCl 3 / dm 3 is used as a solution of iron chloride.
Особенность заключается в том, что в качестве раствора хлорида железа используют цеховые сточные воды, образующиеся при промывке производственных площадок и оборудования, с содержанием железа 5-2 г/дм3.The peculiarity is that as a solution of iron chloride, workshop wastewater is used, which is formed during the washing of production sites and equipment, with an iron content of 5-2 g / dm 3 .
Особенность заключается в том, что в качестве раствора высокомолекулярного флокулянта используют раствор полиакриламида с концентрацией 0,01-0,2%.The peculiarity lies in the fact that as a solution of high molecular weight flocculant use a solution of polyacrylamide with a concentration of 0.01-0.2%.
При прочих равных условиях предлагаемый способ, характеризующийся новыми приемами выполнения действий и новым порядком выполнения действий, использованием определенных веществ, без которых невозможно осуществление самого способа, новыми режимами и параметрами осуществления процесса, обеспечивает достижение технического результата при осуществлении заявляемого изобретения.Ceteris paribus, the proposed method, characterized by new methods of performing actions and a new order of actions, using certain substances, without which it is impossible to implement the method itself, new modes and parameters of the process, provides a technical result in the implementation of the claimed invention.
Проверка патентоспособности заявляемого изобретения показывает, что оно соответствует изобретательскому уровню, так как не следует для специалистов явным образом.Checking the patentability of the claimed invention shows that it corresponds to the inventive step, as it should not be obvious to specialists.
Анализ уровня техники свидетельствует о том, что в книжной, журнальной и патентной литературе отсутствуют сведения о переработке торийсодержащих радиоактивных отходов путем последовательной обработки исходных растворов (пульпы) сначала щелочным реагентом, затем растворами сульфата натрия, хлорида бария, после чего введением в пульпу раствора, содержащего хлорид железа, фильтрования пульпы, промывки осадка сначала 0,5-2 объемами воды на 1 объем осадка, затем раствором и/или суспензией, содержащей хлорид магния в количестве 1-2 объема на 1 объем осадка, смешения радиоактивного осадка с магнийсодержащими оксидными минеральными материалами, прессования, нагревания и получения блоков.An analysis of the prior art indicates that there is no information in the book, magazine and patent literature on the processing of thorium-containing radioactive waste by sequentially treating the initial solutions (pulp) first with an alkaline reagent, then with solutions of sodium sulfate, barium chloride, and then introducing into the pulp a solution containing iron chloride, filtering the pulp, washing the precipitate, first with 0.5-2 volumes of water per 1 volume of precipitate, then with a solution and / or suspension containing magnesium chloride in an amount of 1-2 volumes per 1 vol the volume of sediment, mixing the radioactive sediment with magnesium oxide mineral materials, pressing, heating and obtaining blocks.
Анализ совокупности признаков заявленного изобретения и достигаемого при этом технического результата показывает, что между ними существует вполне определенная причинно-следственная связь, выражающаяся в том, что осуществление процесса переработки торийсодержащих радиоактивных отходов в строго определенных вышеуказанных условиях, режимах и параметрах процесса: последовательность операций, наличие новых действий, введение определенных веществ, определенное соотношением реагентов, и строго определенный порядок введения реагентов обеспечивают повышение степени дезактивации и уменьшение радиоактивности фильтратов после отделения радиоактивных осадков за счет повышения степени соосаждения естественных радионуклидов ряда Th-232, в частности Ra-228 и Ra-224 с гидратными, сульфатными и оксисульфатными осадками, локализацию радиоактивных металлов и перевода их в экологически безопасную форму - непылящее водонерастворимое отвержденное состояние, устойчивое к воздействию атмосферных осадков, грунтовых и подпочвенных вод, не оказывающего вредного влияния на здоровье населения и обслуживающего персонала и пригодное для дальнейшего складирования без нанесения экологического и радиационного ущерба окружающей среде.An analysis of the totality of the features of the claimed invention and the technical result achieved in this case shows that there is a well-defined causal relationship between them, expressed in the fact that the implementation of the process of processing thorium-containing radioactive waste in the strictly defined above conditions, modes and parameters of the process: sequence of operations, availability new actions, the introduction of certain substances, defined by the ratio of reagents, and a strictly defined order of introduction of reagents provide an increase in the degree of decontamination and a decrease in the radioactivity of the filtrates after separation of the radioactive fallout by increasing the degree of co-precipitation of natural radionuclides of the Th-232 series, in particular Ra-228 and Ra-224 with hydrated, sulfate and oxysulfate precipitates, the localization of radioactive metals and their conversion to environmentally friendly form - non-dusting water-insoluble cured state, resistant to atmospheric precipitation, groundwater and subsoil water, without harmful effects on public health Nia and staff and suitable for further storage without causing environmental and radiation damage to the environment.
При нарушении вышеуказанных соотношений реагентов, строго определенного порядка введения реагентов, режимов перемешивания, условий проведения процесса, последовательности действий и др. вышеуказанный технический результат не достигается.In violation of the above ratios of reagents, a strictly defined order of introduction of reagents, mixing modes, process conditions, sequence of actions, etc. the above technical result is not achieved.
Следует при этом отметить, что установленная причинно-следственная связь явным образом не следует для специалистов и никак не вытекает из литературных данных по химии и технологии редких и редкоземельных металлов.It should be noted that the established causal relationship does not explicitly follow for specialists and does not follow from the literature data on the chemistry and technology of rare and rare-earth metals.
Сведения, подтверждающие осуществление предлагаемого изобретения с получением вышеуказанного технического результата, приведены в примере.Information confirming the implementation of the invention with obtaining the above technical result is shown in the example.
ПримерExample
В качестве растворов, содержащих естественные радионуклиды для проведения опытов, были использованы: отработанные расплавы солевого оросительного фильтра процесса хлорирования лопаритовых концентратов.The following solutions were used as solutions containing natural radionuclides for experiments: spent melts of a salt irrigation filter for the chlorination of loparite concentrates.
Растворы, содержащие, % масс: 2,5 ThCl4, 20 АlСl3, 7 LnCl3, а также примеси TiCl4, NbCl3, ТаСl5, NaCl, KCl, MgCl2, CaCl2, водонерастворимый остаток (5%), - растворяли в воде при Ж:Т=4:1. 1 дм3 пульпы обрабатывали магнезиальным молоком до рН 9,0±0,5, затем обрабатывали 40 дм3 раствора, содержащего 100 г/дм3 сульфата натрия, 25 дм3 раствора, содержащего 100 г/дм3 хлорида бария, после чего в пульпу вводили 0,8 дм3 раствора, содержащего 5 г/дм3 Fe3+. Затем пульпу обрабатывали 0,1%-ным раствором полиакриламида, пульпу выдерживали без перемешивания 1 час и фильтровали, радиоактивный осадок отделяли от маточного раствора, промывали сначала 1,5 объемами воды на 1 объем осадка, затем раствором, содержащим хлорид магния в количестве 1,5 объема на 1 объем осадка, осадок смешивали с магнийсодержащими оксидными минеральными материалами, взятыми в количестве 600 г MgO на 1 кг осадка, образующуюся пастообразную композиционную смесь помещали в формы и прессовали при одновременном нагревании до 100°С.Solutions containing,% wt: 2.5 ThCl 4 , 20 AlCl 3 , 7 LnCl 3 , as well as impurities TiCl 4 , NbCl 3 , TaCl 5 , NaCl, KCl, MgCl 2 , CaCl 2 , water-insoluble residue (5%), - dissolved in water at W: T = 4: 1. 1 dm 3 pulps were treated with magnesia milk to a pH of 9.0 ± 0.5, then 40 dm 3 of a solution containing 100 g / dm 3 of sodium sulfate, 25 dm 3 of a solution containing 100 g / dm 3 of barium chloride were treated, followed by the pulp was injected with 0.8 dm 3 of a solution containing 5 g / dm 3 Fe 3+ . Then the pulp was treated with a 0.1% solution of polyacrylamide, the pulp was kept without stirring for 1 hour and filtered, the radioactive precipitate was separated from the mother liquor, washed first with 1.5 volumes of water per 1 volume of precipitate, then with a solution containing 1 mg of magnesium chloride, 5 volumes per 1 sediment volume, the precipitate was mixed with magnesium-containing oxide mineral materials taken in the amount of 600 g MgO per 1 kg of precipitate, the resulting paste-like composite mixture was placed into molds and pressed while heating to 100 ° C.
Исследования и испытания показали, что осуществление процесса дезактивации растворов от естественных радионуклидов по предлагаемому способу дает возможность дезактивировать РАО до установленных норм, а перевод радиоактивных осадков в отвержденное состояние обеспечивает их экологически - безопасное складирование без нанесения ущерба окружающей природной среде, здоровью населения и обслуживающего персонала: полученные в соответствии с предлагаемым способом "блоки", как показали испытания, устойчивы к колебаниям температуры окружающей среды (от -50 до +50°С), не пылят, водонерастворимы и устойчивы к воздействию атмосферных осадков, грунтовых и подпочвенных вод.Studies and tests have shown that the process of decontamination of solutions from natural radionuclides by the proposed method makes it possible to deactivate radioactive waste to established standards, and the transfer of radioactive fallout into the cured state ensures their environmentally safe storage without harming the environment, public health and staff: obtained in accordance with the proposed method, the "blocks", as shown by tests, are resistant to temperature fluctuations s medium (-50 to + 50 ° C) not raise dust, water insoluble and resistant to precipitation, soil and groundwater.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003119013A RU2246550C1 (en) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | Method for reprocessing of thorium-containing radwastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003119013A RU2246550C1 (en) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | Method for reprocessing of thorium-containing radwastes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003119013A RU2003119013A (en) | 2005-01-20 |
| RU2246550C1 true RU2246550C1 (en) | 2005-02-20 |
Family
ID=34977520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003119013A RU2246550C1 (en) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | Method for reprocessing of thorium-containing radwastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2246550C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2400846C1 (en) * | 2009-07-02 | 2010-09-27 | Учреждение Российской академии наук Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) | Dissolution method of off-grade and/or spent fuel |
| RU2461518C2 (en) * | 2007-03-19 | 2012-09-20 | Арева Нс | Producing thorium 228 from natural thorium salt |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2286716A (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-23 | British Nuclear Fuels Plc | The treatment of solid wastes |
| SU1185867A1 (en) * | 1982-10-06 | 1999-04-27 | Березниковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института титана | METHOD FOR EXTRACTING TORIUM FROM CHLORIDE SOLUTIONS FOR PROCESSING PULP CONCENTRATE |
| SU1480633A1 (en) * | 1987-09-02 | 2000-07-27 | Березниковский титано-магниевый комбинат | METHOD FOR DISPOSAL OF RADIOACTIVE WASTES OF THE CHLORATION PROCESS OF LOPAR CONCENTRATES |
| US6483004B1 (en) * | 1998-12-28 | 2002-11-19 | Hitachi, Ltd. | Method of treating radioactive liquid wastes containing surface active agents |
| RU2194782C1 (en) * | 2001-05-14 | 2002-12-20 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Method of integrated processing of polymetallic production wastes and rendering them harmless |
| RU2205461C2 (en) * | 2001-01-09 | 2003-05-27 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Method for recovering and decontaminating radioactive industrial products and/or industrial wastes |
-
2003
- 2003-06-24 RU RU2003119013A patent/RU2246550C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1185867A1 (en) * | 1982-10-06 | 1999-04-27 | Березниковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института титана | METHOD FOR EXTRACTING TORIUM FROM CHLORIDE SOLUTIONS FOR PROCESSING PULP CONCENTRATE |
| SU1480633A1 (en) * | 1987-09-02 | 2000-07-27 | Березниковский титано-магниевый комбинат | METHOD FOR DISPOSAL OF RADIOACTIVE WASTES OF THE CHLORATION PROCESS OF LOPAR CONCENTRATES |
| GB2286716A (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-23 | British Nuclear Fuels Plc | The treatment of solid wastes |
| US6483004B1 (en) * | 1998-12-28 | 2002-11-19 | Hitachi, Ltd. | Method of treating radioactive liquid wastes containing surface active agents |
| RU2205461C2 (en) * | 2001-01-09 | 2003-05-27 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Method for recovering and decontaminating radioactive industrial products and/or industrial wastes |
| RU2194782C1 (en) * | 2001-05-14 | 2002-12-20 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Method of integrated processing of polymetallic production wastes and rendering them harmless |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2461518C2 (en) * | 2007-03-19 | 2012-09-20 | Арева Нс | Producing thorium 228 from natural thorium salt |
| RU2400846C1 (en) * | 2009-07-02 | 2010-09-27 | Учреждение Российской академии наук Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН) | Dissolution method of off-grade and/or spent fuel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003119013A (en) | 2005-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2016250295B2 (en) | Selective separation of elements or commodities of interest in aqueous streams | |
| CN103695671B (en) | Reclaim in a kind of spent acid by producing zirconates, the method for purification Scium trioxide powder | |
| CN103151088A (en) | Composite flocculating agent for processing radioactive elements iron, cobalt, manganese and silver in nuclear waste water and processing method | |
| US5531970A (en) | Metal and fluorine values recovery from mineral ore treatment | |
| CN103447283A (en) | Safe disposal method for waste residue produced by production of titanium tetrachloride by using titanium dioxide by chlorination process | |
| RU2180927C2 (en) | Processes of recovery of valuable metals from tantalumniobium ore carrying insoluble fluorides | |
| US5273725A (en) | Metal and fluorine values recovery from mineral ore treatment | |
| RU2246550C1 (en) | Method for reprocessing of thorium-containing radwastes | |
| CN111087114A (en) | Treatment method of tantalum-niobium production wastewater | |
| RU2207393C1 (en) | Method of thorium recovery and concentration from process solutions | |
| RU2205461C2 (en) | Method for recovering and decontaminating radioactive industrial products and/or industrial wastes | |
| US5384105A (en) | Metal and fluorine values recovery from mineral ore treatment | |
| RU2208852C1 (en) | Method for decontaminating solutions and/or pulps with high content of natural radionuclides | |
| RU2246772C2 (en) | Method for decontaminating solutions from natural radionuclides | |
| CN211350122U (en) | Tantalum niobium waste water's processing apparatus | |
| US2894804A (en) | Process of extracting uranium and radium from ores | |
| US8993828B2 (en) | Method of radium stabilizing in solid effluent or effluent containing substances in suspension | |
| RU2246773C2 (en) | Method for recovering less-common and rare-earth metal production wastes | |
| RU2313148C1 (en) | Method for decontaminating radioactive waste and soil | |
| US5385713A (en) | Metal and fluorine values recovery from mineral ore treatment | |
| RU2000121191A (en) | METHOD FOR PROCESSING URANIUM ORES | |
| CN116770069B (en) | Method for removing iron ions and recycling acid from high-concentration iron-containing waste liquid | |
| RU2331124C1 (en) | Method of radioactive salt waste deactivation in process of rare-earth titanium niobates chlorination | |
| RU2334801C1 (en) | Method of complex processing and deactivation of radioactive waste at rare metal production | |
| RU2331126C1 (en) | Method of processing and deactivation of radioactive waste in process of loparite concentrate chlorination |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060625 |