[go: up one dir, main page]

RU2251169C1 - Method for recovering toxic and radioactive material neutralization wastes - Google Patents

Method for recovering toxic and radioactive material neutralization wastes Download PDF

Info

Publication number
RU2251169C1
RU2251169C1 RU2004107960/06A RU2004107960A RU2251169C1 RU 2251169 C1 RU2251169 C1 RU 2251169C1 RU 2004107960/06 A RU2004107960/06 A RU 2004107960/06A RU 2004107960 A RU2004107960 A RU 2004107960A RU 2251169 C1 RU2251169 C1 RU 2251169C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wastes
waste
toxic
charge
neutralization
Prior art date
Application number
RU2004107960/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
шенко А.В. Л (RU)
А.В. Ляшенко
Я.А. Старец (RU)
Я.А. Старец
Г.С. Гундобин (RU)
Г.С. Гундобин
Л.В. Рассудова (RU)
Л.В. Рассудова
А.И. Кочергин (RU)
А.И. Кочергин
В.А. Соловьёв (RU)
В.А. Соловьёв
Original Assignee
ОАО "Тантал"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Тантал" filed Critical ОАО "Тантал"
Priority to RU2004107960/06A priority Critical patent/RU2251169C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251169C1 publication Critical patent/RU2251169C1/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: recovery of biologically hazardous wastes.
SUBSTANCE: proposed method includes introduction of toxic and radioactive material neutralization wastes into reactor together with charge, heating them with aid of superhigh-frequency energy, and hardening; toxic material neutralization wastes are decomposed in the course of heating. Reactor charge composed of river sand and cullet doped with boron acid and red lead in 5 : 1 proportion is used for hardening wastes by vitrification.
EFFECT: enhanced quality of waste recovery.
1 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

В настоящее время существует проблема уничтожения отходов, получаемых при детоксикации боевых отравляющих веществ (БОВ) и отходов, образующихся при эксплуатации атомных реакторов.Currently, there is the problem of the destruction of waste resulting from the detoxification of chemical warfare agents (BWA) and waste generated during the operation of nuclear reactors.

В первом случае это реакционные массы (РМ), сохраняющие малые количества исходных веществ на уровне 10-4%. В принятой технологии РМ обрабатывают солями кальция, заливают битумом, формуют и в таком виде складируют в специальных герметичных хранилищах с ограниченным к ним доступом. Процедура энергоемкая, дорогостоящая и, самое главное, не имеющая перспектив использования полученной массы (см. Методы уничтожения фосфорорганических отравляющих веществ. Рос. хим. жур. 1993 г., т. 37, №3, с.27).In the first case, these are reaction masses (RM), which retain small amounts of starting materials at the level of 10 -4 %. In the adopted technology, PM is treated with calcium salts, poured with bitumen, molded and stored in such sealed form in special airtight storages with limited access to them. The procedure is energy-intensive, expensive and, most importantly, not having the prospect of using the resulting mass (see. Methods for destroying organophosphorus poisonous substances. Russian Chemical Chem. 1993, v. 37, No. 3, p. 27).

Во втором случае отработанные стержни, имеющие определенный уровень радиации, накапливаются в сборниках-хранилищах, имеющих высокую степень защиты, обеспечивающую их безопасное хранение. При длительном хранении нельзя исключить разгерметизацию хранилищ (см. Комаров В.И. и др. Переработка радиоактивных отходов с использованием сверхвысокочастотной энергии. Электронная техника. Сер. СВЧ-техника, вып.2 (476), 2000 г., с.30-36).In the second case, spent rods with a certain radiation level are accumulated in storage tanks with a high degree of protection, ensuring their safe storage. During long-term storage, depressurization of storage facilities cannot be ruled out (see Komarov V.I. et al. Processing of radioactive waste using microwave energy. Electronic equipment. Ser. Microwave technology, issue 2 (476), 2000, p.30- 36).

Известен способ воздействия сверхвысокочастотной (СВЧ) энергии на БОВ с целью их разложения и детоксикации (см. Патент №2093229, Россия. Способ термического разложения отравляющих веществ. Старец Я.А., Кочергин А.И., опубл. 20.10.97 г., бюл. "Изобретения, полезные модели" №29). Способ позволяет снизить токсичность БОВ на 4-5 порядков, но не решает проблемы твердых остатков, которые накапливаются и нуждаются в дальнейшей переработке.A known method of exposure to microwave energy (BHF) energy on BWA with the purpose of their decomposition and detoxification (see Patent No. 2093229, Russia. The method of thermal decomposition of toxic substances. Elder Ya.A., Kochergin A.I., publ. 20.10.97, , bull. "Inventions, utility models" No. 29). The method allows to reduce the toxicity of BWA by 4-5 orders of magnitude, but does not solve the problem of solid residues that accumulate and need further processing.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ переработки жидких и твердых радиоактивных отходов, фосфорорганических отравляющих веществ и пестицидов (см. Патент №2176417, Россия. Способ обработки высокотоксичных промышленных отходов. Ляшенко А.В., опубл. 27.11.2001 г.). Высокотоксичные промышленные отходы смешивают с минеральным вяжущим, содержащим кальцийсодержащий цемент и отходы металлургического производства. Полученной смесью заполняют реактор-контейнер и нагревают сверхвысокочастотной энергией до 200°С. После изотермической выдержки смеси при температуре фиксации полученную поликристаллическую цементную матрицу охлаждают. Этот способ обеспечивает долговременную и надежную иммобилизацию промышленных отходов.Closest to the proposed method is a method of processing liquid and solid radioactive waste, organophosphorus toxic substances and pesticides (see Patent No. 2176417, Russia. Method for the processing of highly toxic industrial waste. Lyashenko A.V., published on November 27, 2001). Highly toxic industrial waste is mixed with a mineral binder containing calcium cement and metallurgical waste. The resulting mixture is filled into the reactor container and heated with microwave energy to 200 ° C. After isothermal exposure of the mixture at a fixing temperature, the resulting polycrystalline cement matrix is cooled. This method provides long-term and reliable immobilization of industrial waste.

Недостатками прототипа являются следующие: 1). Низкая температура процесса, при которой возможны остатки органического составляющего. 2) Хранение полученных поликристаллических матриц не безгранично и требует надзора.The disadvantages of the prototype are the following: 1). Low process temperature at which residues of the organic component are possible. 2) Storage of the obtained polycrystalline matrices is not unlimited and requires supervision.

Предлагается способ переработки отходов нейтрализации токсичных веществ и радиоактивных отходов, включающий их размещение в реакторе вместе с шихтой, нагрев с помощью сверхвысокочастотной энергии и отверждение. Отличие предложенного способа заключается в том, что при нагреве осуществляют разложение отходов нейтрализации токсичных веществ, а для отверждения отходов остекловыванием используют шихту, содержащую речной песок и стеклобой, с добавлением борной кислоты и свинцового сурика в отношении 5:1.A method for processing waste neutralization of toxic substances and radioactive waste, including their placement in the reactor along with the charge, heating using microwave energy and curing. The difference of the proposed method lies in the fact that when heated, decomposition of toxic neutralization waste is carried out, and for the solidification of the waste by vitrification, a mixture containing river sand and glass cullet with the addition of boric acid and lead minium is used in a ratio of 5: 1.

Реакторы для реакционной массы отравляющих веществ могут быть конструктивно различны. Однако режим работы практически одинаков, т.к. связан с физическими процессами, возникающими в веществах под действием сверхвысокочастотных колебаний. При воздействии излучения частотой 2450 МГц за счет поглощающих свойств веществ происходит интенсивный нагрев до 1000-1100С°. Если такому воздействию подвергнется состав, включающий в себя кроме отходов экотоксикантов компоненты стекольной шихты, происходит остекловывание всей массы. Например, сухой остаток после детоксикации Vx газа имеет состав: Na-29%, P-2,7%, С-0,7%, Сl-41%, F-0,6%, Si-5%, O-21%. К этому составу добавляют компоненты стекольной шихты в соотношении: речной песок - 30-35%, борная кислота - 15-20%, свинцовый сурик - 3-4%, отходы - 30-35%, стеклобой - остальное.Reactors for the reaction mass of toxic substances can be structurally different. However, the operating mode is almost the same, because associated with physical processes that occur in substances under the influence of microwave oscillations. When exposed to radiation at a frequency of 2450 MHz due to the absorbing properties of substances, intense heating occurs to 1000-1100С °. If a composition is exposed to this effect, which includes, in addition to the waste of ecotoxicants, components of the glass charge, the whole mass vitrifies. For example, the dry residue after detoxification of V x gas has the composition: Na-29%, P-2.7%, C-0.7%, Cl-41%, F-0.6%, Si-5%, O- 21% The components of the glass mixture are added to this composition in the ratio: river sand - 30-35%, boric acid - 15-20%, lead minium - 3-4%, waste - 30-35%, cullet - the rest.

В таблице приведены данные эксперимента по остекловыванию шихты с помощью СВЧ энергии, с использованием 5,0 кВт магнетрона.The table shows the experimental data on the vitrification of the mixture using microwave energy, using a 5.0 kW magnetron.

На чертеже приведена схема установки, на которой был проведен эксперимент. Установка состоит из магнетрона 1, циркулятора с герметизирующей секцией 2, воздушного вентилятора 3, винтовых регуляторов подстройки 4, волновода 5, вытяжной трубы 6, термопары на входе в волновод 7, реактора 8, термопары у наружной стенки реактора 9, микроамперметра 10, миллиамперметра 11. На схеме не указан источник питания магнетрона. В реактор 8 засыпалась шихта. После включения магнетрона 1 производился нагрев стекломассы. Регулировку мощности производят по миллиамперметру 11 в анодной цепи магнетрона. Отраженную мощность определяют по показаниям микроамперметра 10 в цепи отраженной мощности циркулятора 2.The drawing shows a diagram of the installation on which the experiment was conducted. The installation consists of a magnetron 1, a circulator with a sealing section 2, an air fan 3, screw adjustment knobs 4, a waveguide 5, a chimney 6, a thermocouple at the entrance to the waveguide 7, a reactor 8, a thermocouple at the outer wall of the reactor 9, a microammeter 10, a milliammeter 11 The diagram does not indicate the magnetron power source. A mixture was poured into reactor 8. After the magnetron 1 was turned on, the glass melt was heated. The power is adjusted by a milliammeter 11 in the anode circuit of the magnetron. The reflected power is determined by the readings of the microammeter 10 in the reflected power circuit of the circulator 2.

В таблице представлены данные эксперимента по показаниям приборов. Очевидно, что увеличение мощности приводит к увеличению скорости и сокращению времени нагрева шихты. О реальной температуре шихты можно было судить косвенно по цвету каления фланца реактора. Цвет - малиновый, что соответствует 800-850°С. Температура шихты была гораздо выше, т.к. шихта была оплавлена, что свидетельствует о начале остекловывания, которое происходит при температуре 1000-1100°С.The table shows the experimental data on the readings. Obviously, an increase in power leads to an increase in speed and a reduction in the heating time of the charge. The actual temperature of the charge could be judged indirectly by the incandescent color of the reactor flange. Color - raspberry, which corresponds to 800-850 ° C. The temperature of the charge was much higher, because the mixture was melted, which indicates the beginning of vitrification, which occurs at a temperature of 1000-1100 ° C.

В результате остекловывания объем продукта будет в 3-4 раза меньше, чем в принятой химической технологии детоксикации БОВ, и требования к его хранению будут существенно снижены. Полученная стекольная масса при уничтожении реакционных масс от детоксикации боевых отравляющих веществ пригодна для дальнейшего использования, например, в производстве стекла технического назначения.As a result of vitrification, the volume of the product will be 3-4 times less than in the accepted chemical technology of detoxification of BWA, and the requirements for its storage will be significantly reduced. The resulting glass mass during the destruction of the reaction masses from the detoxification of chemical warfare agents is suitable for further use, for example, in the production of glass for technical purposes.

Эти факторы должны обеспечить серьезные экономические преимущества по сравнению с принятой технологией.These factors should provide significant economic benefits over technology adopted.

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Способ переработки отходов нейтрализации токсичных веществ и радиоактивных отходов, включающий их размещение в реакторе вместе с шихтой, нагрев с помощью сверхвысокочастотной энергии и отверждение, отличающийся тем, что при нагреве осуществляют разложение отходов нейтрализации токсичных веществ, а для отверждения отходов остекловыванием используют шихту, содержащую речной песок и стеклобой, с добавлением борной кислоты и свинцового сурика в отношении 5:1.A method of processing waste neutralization of toxic substances and radioactive waste, including their placement in the reactor with the charge, heating using microwave energy and curing, characterized in that during heating decomposition of waste neutralization of toxic substances, and for the solidification of waste by vitrification using a charge containing river sand and cullet, with the addition of boric acid and lead minium in a ratio of 5: 1.
RU2004107960/06A 2004-03-19 2004-03-19 Method for recovering toxic and radioactive material neutralization wastes RU2251169C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004107960/06A RU2251169C1 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Method for recovering toxic and radioactive material neutralization wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004107960/06A RU2251169C1 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Method for recovering toxic and radioactive material neutralization wastes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2251169C1 true RU2251169C1 (en) 2005-04-27

Family

ID=35636006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004107960/06A RU2251169C1 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Method for recovering toxic and radioactive material neutralization wastes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251169C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2321468C2 (en) * 2006-03-13 2008-04-10 Юрий Иванович Слепоконь Object for long storage of biological wastes
RU2428630C1 (en) * 2010-01-21 2011-09-10 Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) Method of destroying toxic compounds

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5873675A (en) * 1994-05-20 1999-02-23 Stir-Melter, Inc. Method for hazardous waste vitrification
RU2132094C1 (en) * 1997-11-11 1999-06-20 Производственное объединение "МАЯК" Device for solidifying radioactive solutions
RU2176417C1 (en) * 2001-03-22 2001-11-27 Открытое акционерное общество "Тантал" Process of processing of high-toxic industrial waste

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5873675A (en) * 1994-05-20 1999-02-23 Stir-Melter, Inc. Method for hazardous waste vitrification
RU2132094C1 (en) * 1997-11-11 1999-06-20 Производственное объединение "МАЯК" Device for solidifying radioactive solutions
RU2176417C1 (en) * 2001-03-22 2001-11-27 Открытое акционерное общество "Тантал" Process of processing of high-toxic industrial waste

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУРКУМЕЛИ А.А. и др. Использование СВЧ-энергии при переработке высокоактивных отходов. Атомная энергия. Т.73, вып.3, 1992, с.210-214. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2321468C2 (en) * 2006-03-13 2008-04-10 Юрий Иванович Слепоконь Object for long storage of biological wastes
RU2428630C1 (en) * 2010-01-21 2011-09-10 Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) Method of destroying toxic compounds

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6046394B2 (en) Method for solidifying high-level radioactive waste liquid using glass
JP2004510956A (en) Radioactive shielding compositions and methods using polymer-immobilized radioactive waste
RU2251169C1 (en) Method for recovering toxic and radioactive material neutralization wastes
Vance et al. Geopolymers for nuclear waste immobilisation
Ma et al. Research progress of plasma melting technology in radioactive waste treatment of nuclear power plants
US3213031A (en) Method of sealing refractory vessel containing radioactive wastes
CN105679390B (en) Nuclear power station failure drier mixing volume reduction solidification processing method
Stefanovsky et al. RADON Operational Experience in High-Temperature Treatment of Radioactive Wastes
Ma et al. How Leaching of Heavy Metals Changes. Long-Term Environmental Safety of Incineration Fly Ash Solidified by Cement
Stefanovsky et al. Valence state and speciation of uranium ions in borosilicate glasses with a high iron and aluminum content
Chen et al. Immobilization of simulated An4+ in radioactive sludge via microwave sintering: Mechanistic and performance
JP6664639B2 (en) Radiation shield
CN110335694A (en) A Microwave Rapid Treatment Method for Radioactive Contaminated Soil
Dorofeeva et al. Research of ceramic matrix for a safe immobilization of radioactive sludge waste
WO1998044834A1 (en) Large size, thick-walled ceramic containers
RU2548007C2 (en) Method of recycling radioactive wastes of heat-insulating materials
Yuan et al. Effect of soil elements (Si, Al, and Ca) on the performance and structure of simulated An3+ radioactive contaminated soil by microwave sintering
Lu et al. Self-propagating high-temperature synthesis of simulated An3+-contained radioactive graphite in N2 atmosphere
RU2623999C1 (en) Method of conditioning water or water solution containing tritium
Konovalov et al. On immobilization of high-level waste in an Y–Al garnet-based cermet matrix in SHS conditions
SU795522A3 (en) Method of hardening radioactive wastes
Girold et al. French Innovative Processes in the Field of Thermal TreatmentFor Decommissioning and Legacy Waste
Karlina et al. Ash and soil conditioning using exothermic metallic compositions
JPWO2014024542A1 (en) Radioactive waste disposal method
Jayaprakasam et al. Pyrolysis of Sodium Dibutyl Phosphate–Laden Radioactive Liquid Waste

Legal Events

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

Effective date: 20190320