RU2205461C2 - Method for recovering and decontaminating radioactive industrial products and/or industrial wastes - Google Patents
Method for recovering and decontaminating radioactive industrial products and/or industrial wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205461C2 RU2205461C2 RU2001100656/06A RU2001100656A RU2205461C2 RU 2205461 C2 RU2205461 C2 RU 2205461C2 RU 2001100656/06 A RU2001100656/06 A RU 2001100656/06A RU 2001100656 A RU2001100656 A RU 2001100656A RU 2205461 C2 RU2205461 C2 RU 2205461C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- pulp
- solution
- radioactive
- mother liquor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title claims abstract 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 title claims description 14
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract 5
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract 5
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 18
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003247 radioactive fallout Substances 0.000 claims description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims 3
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims 3
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 abstract description 10
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 abstract 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 19
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 19
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 9
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 6
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 5
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 5
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 5
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 4
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 2
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KPZGRMZPZLOPBS-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-2,2-bis(chloromethyl)propane Chemical compound ClCC(CCl)(CCl)CCl KPZGRMZPZLOPBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150041213 FES1 gene Proteins 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001145 Ferrotungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical class [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004094 preconcentration Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 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
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N thorium Chemical class [Th] ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для обезвреживания и дезактивации радиоактивных промпродуктов и/или отходов производства, содержащих Th-232 и дочерние продукты его распада (Ra-228, Ra-224), а также РЗЭ, Fe, Cr, Mn, Al, Ti, Zr, Nb, Та, Са, Mg, Na, К и др. Изобретение может быть использовано для переработки многокомпонентных полиметаллических полупродуктов, содержащих естественные радионуклиды, промпродуктов и/или отходов производства и образующихся на различных стадиях технологических процессов комплексной переработки лопаритовых, цирконовых, ильменитовых концентратов, отвальных шламов ферровольфрамового производства, хвостов мокрой магнитной сепарации титаномагнетиков, красных шламов алюминиевого производства, отходов от переработки колумбита, феррониобия и др. The present invention relates to the field of metallurgy and can be used for the neutralization and decontamination of radioactive intermediate products and / or production wastes containing Th-232 and its daughter products (Ra-228, Ra-224), as well as REE, Fe, Cr, Mn , Al, Ti, Zr, Nb, Ta, Ca, Mg, Na, K, etc. The invention can be used for processing multicomponent polymetallic intermediates containing natural radionuclides, industrial products and / or production wastes and formed at various stages of the technological processes of complex refin ing loparite, zircon, ilmenite concentrates, slimes dump ferrovolframovogo production tails wet magnetic separation titanomagnetikov, red mud aluminum production, waste from the processing of columbite, ferroniobium et al.
Известен способ переработки (Переработка отходов процесса хлорирования лопарита//Цветная металлургия, 1987, 1, с. 32-33) радиоактивных отходов производства - отработанного расплава солевого оросительного фильтра процесса хлорирования лопаритовых концентратов, заключающийся в выщелачивании расплава путем его слива в воду, перемешивания хлоридной пульпы с растворами хлорида бария, серной кислотой, нагрев пульпы и подачу стального скрапа с целью восстановления трехвалентного железа до двухвалентного и повышения рН до 2,5-3,5; обработку пульпы известковым молоком до рН 4,5-5,0, а затем 0,5%-ным раствором полиакриламида, фильтрование и промывку осадка; сушку осадка и последующий вывоз на захоронение в хранилище спецотходов (ХСО). A known method of processing (Recycling of the process of chlorination of loparite // Non-ferrous metallurgy, 1987, 1, p. 32-33) of radioactive waste production - spent melt salt irrigation filter of the process of chlorination of loparite concentrates, which consists in leaching the melt by pouring it into water, mixing chloride pulps with barium chloride solutions, sulfuric acid, heating the pulp and supplying steel scrap to restore ferric iron to ferrous and increase the pH to 2.5-3.5; treating the pulp with milk of lime to pH 4.5-5.0, and then with a 0.5% solution of polyacrylamide, filtering and washing the precipitate; drying the sludge and subsequent removal for burial in the storage of special waste (CSW).
Известный способ позволяет повысить степень концентрирования тория и его содержание в "кеках", направляемых на захоронение; при этом степень извлечения тория из раствора в осадок - радиоактивный кек превышает 99,9%. The known method allows to increase the degree of concentration of thorium and its content in the "cakes" sent for burial; the degree of extraction of thorium from the solution into the precipitate - radioactive cake exceeds 99.9%.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится неудовлетворительная степень дезактивации растворов в связи с высокой радиоактивностью фильтратов после отделения торийсодержащего осадка. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the unsatisfactory degree of deactivation of the solutions due to the high radioactivity of the filtrates after separation of the thorium-containing precipitate.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является известный способ переработки и обезвреживания радиоактивных промпродуктов и/или отходов производства (Концентрирование хлоридных отходов переработки лопаритовых концентратов//Цветные металлы, 1995, 12, с. 53-56), который выбран в качестве прототипа. Of the known analogues, the closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is a known method for processing and neutralizing radioactive intermediate products and / or production waste (Concentration of chloride waste from processing loparite concentrates // Non-ferrous metals, 1995, 12, p. 53-56), which is selected as a prototype.
Согласно способу-прототипу исходные отходы и/или промпродукты растворяют, полученный раствор (пульпу) обрабатывают раствором ВаСl2, серной кислотой и известковым молоком с последующим фильтрованием пульпы, отделением маточного раствора от оксигидратного сульфатного осадка и его захоронением в хранилище спецотходов. Известный способ позволяет локализовать торий и перевести его в удобную для длительного хранения (в хранилище спецотходов) форму.According to the prototype method, the initial waste and / or intermediate products are dissolved, the resulting solution (pulp) is treated with BaCl 2 solution, sulfuric acid and milk of lime, followed by filtration of the pulp, separation of the mother liquor from the oxyhydrate sulfate precipitate and its disposal in the special waste storage. The known method allows you to localize thorium and translate it into a form convenient for long-term storage (in the storage of special waste).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится неудовлетворительная степень очистки - дезактивации от дочерних радионуклидов ряда тория-232, в частности от Ra-224 и Ra-228. Это связано с неполным соосаждением радия с осадками сульфатов бария, кальция и оксигидратов металлов. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below include an unsatisfactory degree of purification - decontamination from daughter radionuclides of a series of thorium-232, in particular from Ra-224 and Ra-228. This is due to the incomplete coprecipitation of radium with precipitation of barium sulfates, calcium and metal oxyhydrates.
Заявленное техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении степени дезактивации растворов. Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения, заключается в уменьшении радиоактивности фильтратов после отделения радиоактивных кеков за счет повышения степени соосаждения естественных радионуклидов ряда Тh-232, в частности Ra-224 и Ra-228 с радиоактивными осадками - кеками. The claimed technical solution is aimed at solving the problem of increasing the degree of decontamination of solutions. 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 cakes by increasing the degree of coprecipitation of natural radionuclides of the Th-232 series, in particular Ra-224 and Ra-228 with radioactive fallout - cakes.
Указанный технический результат при осуществлении заявленного способа достигается тем, что в известном способе переработки и обезвреживания радиоактивных отходов и/или промпродуктов производства, включающем их обработку раствором хлорида бария, серной кислотой и известковым молоком, отделение раствора от радиоактивного осадка и его захоронение, особенность заключается в том, что обработку известковым молоком ведут непосредственно после растворения исходных промпродуктов и/или отходов производства, хлорид бария и серную кислоту вводят в маточный раствор после отделения гидратного осадка, затем в образовавшуюся пульпу дополнительно вводят раствор хлорида железа (III). The specified technical result in the implementation of the claimed method is achieved by the fact that in the known method of processing and neutralizing radioactive waste and / or industrial products, including their processing with a solution of barium chloride, sulfuric acid and milk of lime, separation of the solution from the radioactive deposit and its disposal, the peculiarity lies in the fact that the processing of milk of lime is carried out immediately after dissolution of the original industrial products and / or production waste, barium chloride and sulfuric acid DYT in the mother liquor after separation of the hydrate precipitate, then the resulting pulp is further added a solution of iron chloride (III).
Особенность заключается в том, что обработку маточного раствора хлоридом бария и серной кислотой ведут при ионных соотношениях SO4 2-/Ва2+=1...6 и Са2+/Ва2+≤5;
особенность заключается в том, что раствор хлорида железа (III) вводят в количестве 0,5-5,0 кг железа на 1 м3 маточного раствора;
особенность также заключается в том, что в качестве раствора хлорида железа используют "обмывочные" сточные воды;
особенность, кроме того, заключается также в том, что после введения в пульпу раствора хлорида железа (III) ее вновь обрабатывают известковым молоком.The peculiarity lies in the fact that the mother liquor is treated with barium chloride and sulfuric acid at ionic ratios SO 4 2- / Ва 2+ = 1 ... 6 and Са 2+ / Ва 2+ ≤5;
the peculiarity lies in the fact that a solution of iron (III) chloride is introduced in an amount of 0.5-5.0 kg of iron per 1 m 3 of the mother liquor;
the peculiarity also lies in the fact that as a solution of iron chloride, "washing" wastewater is used;
the peculiarity, in addition, also lies in the fact that after the introduction of a solution of iron (III) chloride into the pulp, it is again treated with milk of lime.
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 performing actions, using certain substances, without which it is impossible to implement the method itself, with 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 и обезвреживании радиоактивных отходов и/или промпродуктов от тория и его дочерних продуктов распада - радия путем последовательной обработки исходных растворов (пульпы) сначала известковым молоком, затем отделения осадка хлоридом бария, серной кислотой при ионном соотношении SO4 2-/Ва2+=1...6 и Са2+:Ва2+≤5, после чего введением в суспензию (пульпу) хлорида железа (III) в количестве 0,5-5,0 кг Fe/1 дм3 маточного раствора, использованием в качестве раствора хлорида железа (IV) сточных вод - обмывочных вод предприятия, образующихся при обмывке площадок под оборудование и т.п., а при необходимости - дополнительной обработки известковым молоком, фильтрованием пульпы и вывозом радиоактивного осадка в хранилище спецотходов.The analysis of the prior art indicates that in the book, magazine and patent literature there is no information on the processing and disposal of radioactive waste and / or intermediate products from thorium and its daughter decay products - radium by sequential processing of the initial solutions (pulp) first with milk of lime, then separation precipitate with barium chloride, sulfuric acid at an ionic ratio of SO 4 2- / Ва 2+ = 1 ... 6 and Ca 2+ : Ва 2+ ≤5, after which iron (III) chloride is added to the suspension (pulp) in an amount of 0 , 5-5,0 kg Fe / 1 dm 3 of the mother liquor, Using the solution as ferric chloride (IV) wastewater - obmyvochnyh enterprise water formed during treatment for washing sites for equipment and the like, and if needed - additional processing of milk of lime, slurry by filtration and removal of radioactive sludge in special waste storage.
Анализ совокупности признаков заявленного изобретения и достигаемого при этом результата показывает, что между ними существует вполне определенная причинно-следственная связь, выражающаяся в том, что осуществление процесса переработки и обезвреживания радиоактивных отходов и/или промпродуктов в строго определенных вышеуказанных условиях, режимах и параметрах процесса: последовательность операций, наличие новых действий, введение определенных веществ в поле, определенное соотношением реагентов, и строго определенный порядок введения реагентов обеспечивают повышение степени дезактивации в связи с уменьшением 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 и оксигидратными осадками-кеками. An analysis of the totality of the features of the claimed invention and the 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 processing and neutralization of radioactive waste and / or industrial products under the strictly defined above conditions, conditions and process parameters: the sequence of operations, the presence of new actions, the introduction of certain substances in the field, defined by the ratio of reagents, and a strictly defined order Ia reagents provide increased degree of deactivation due to the decrease of radioactivity of the filtrates after the separation of radioactive deposits by increasing the degree of natural radionuclides coprecipitation number of Th-232, in particular Ra-228 and Ra-224 with and hydrate precipitation-kekami oxyhydrate.
При нарушении вышеуказанных режимов процесса, последовательности действий и др. вышеуказанный технический результат не достигается. 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 ванадия и его соединений. In violation of the above process modes, sequence of actions, etc. the above technical result is not achieved. It should be noted that the established causal relationship does not explicitly follow for specialists and does not follow from the literature on the chemistry and technology of vanadium and its compounds.
Сведения, подтверждающие осуществление предлагаемого изобретения с получением вышеуказанного технического результата, а также сопоставление эффективности известного (по прототипу) и предлагаемого технических решений приведены в примерах. Information confirming the implementation of the invention with obtaining the above technical result, as well as a comparison of the effectiveness of the known (prototype) and the proposed technical solutions are given in the examples.
Примеры
В качестве радиоактивных отходов производства, полупродуктов и промпродуктов для проведения опытов были использованы: отработанные расплавы солевого оросительного фильтра и расплавы РЗЭ процесса хлорирования лопаритовых концентратов (г. Соликамск), растворы от выщелачивания первичных скандиевых концентратов, редкоземельные концентраты, получаемые при комплексной переработке отходов производства тетрахлорида титана; промпродукты от переработки и предварительного концентрирования хвостов мокрой магнитной сепарации титаномагнетиков (г. Качканар), красных шламов глиноземного производства (г. Каменск-Уральский), отходов хлорной технологии переработки цирконовых концентратов (г. Глазов) и отвальных шламов ферровольфрамового производства (г. Челябинск).Examples
The following were used as radioactive production wastes, intermediates and industrial products: spent salt melting irrigation melts and REE melts of the chlorination of loparite concentrates (Solikamsk), solutions from leaching of primary scandium concentrates, rare-earth concentrates obtained from the complex processing of tetrachloride production wastes titanium; by-products from processing and pre-concentration of tailings of wet magnetic separation of titanomagnetics (Kachkanar), red mud from alumina production (Kamensk-Uralsky), waste from chlorine processing technology for zircon concentrates (Glazov) and dump sludge from ferro-tungsten production (Chelyabinsk) .
Пример 1. Сопоставление эффективности известного по прототипу и предлагаемого способов
Радиоактивные отходы, содержащие, мас.%: 2,5 ThCl4, 20 АlСl3, 7 LnCl3, а также примеси TiCl4, NbCl3, TaCl5, NaCl, KCl, MgCl2, CaCl2, водонерастворимый остаток (5%), растворяли при Ж:Т=4:1 воды. С полученной хлоридной пульпой проведены сравнительные испытания по эффективности дезактивации и определению производительности по прототипу и предлагаемому способу.Example 1. Comparison of the effectiveness of the known prototype and the proposed methods
Radioactive waste 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% ), was dissolved at W: T = 4: 1 water. With the resulting chloride pulp, comparative tests were conducted on the effectiveness of decontamination and determining the performance of the prototype and the proposed method.
По известному способу пульпу нагревали до 75±5oС и обрабатывали 200 л 10%-ого раствора хлорида бария и 50 л 78%-ного раствора серной кислоты, после чего нейтрализовали гидроксидом кальция до рН 8,0±0,5, фильтровали на равном фильтр-прессе. В фильтрате замеряли α-радиоактивность эманационным методом, после чего направляли на повторное обезвреживание по описанной схеме. Процесс дезактивации повторяли до достижения радиоактивности фильтрата 1 экв-мг тория/дм3.According to the known method, the pulp was heated to 75 ± 5 o C and treated with 200 l of a 10% solution of barium chloride and 50 l of a 78% solution of sulfuric acid, after which it was neutralized with calcium hydroxide to a pH of 8.0 ± 0.5, filtered on equal to the filter press. In the filtrate, α-radioactivity was measured by the emanation method, after which it was sent for re-neutralization according to the described scheme. The deactivation process was repeated until the radioactivity of the filtrate was 1 eq mg of thorium / dm 3 .
По предлагаемому способу пульпу обрабатывали гидроксидом кальция до рН 7,0-8,5 и фильтровали на рамном фильтр-прессе. Маточный раствор обрабатывали 50 л 10%-ного раствора хлорида бария и 10 л 78%-ного раствора серной кислоты, после чего в пульпу вводили 2 м3 железосодержащих сточных вод с концентрацией железа 0,8 т/м3 (0,59 кг железа/м3 маточного раствора) и вновь обрабатывали гидроксидом кальция до рН 8,0±0,5. Затем пульпу фильтровали, в фильтрате замеряли α-радиоактивность эманационным методом и сбрасывали в канализацию.According to the proposed method, the pulp was treated with calcium hydroxide to a pH of 7.0-8.5 and filtered on a frame filter press. The mother liquor was treated with 50 l of a 10% solution of barium chloride and 10 l of a 78% solution of sulfuric acid, after which 2 m 3 of iron-containing wastewater with an iron concentration of 0.8 t / m 3 (0.59 kg of iron) was introduced into the pulp / m 3 stock solution) and again treated with calcium hydroxide to a pH of 8.0 ± 0.5. Then the pulp was filtered, α-radioactivity was measured in the filtrate by the emanation method and dumped into the sewer.
Радиоактивные осадки во всех испытаниях вывозили в хранилище радиоактивных отходов. In all tests, the fallout was taken to the radioactive waste storage facility.
Всего проведено шесть опытов: три - по известному и три - по предлагаемому способам. Результаты сравнительных испытаний представлены в таблице 1. In total, six experiments were carried out: three - according to the known and three - according to the proposed methods. The results of comparative tests are presented in table 1.
Пример 2. Обоснование необходимости обработки маточных растворов-пульп после введения BaCl2 и H2SO4 дополнительно определенным количеством FeCl3
1,0 кг отработанного расплава солевого оросительного фильтра процесса хлорирования липарита, содержащего, %: 1,9 Th; 10,2 Fe(III); 7,8 Al; 12,3 РЗЭ, выщелачивали в 4,0 дм3 воды. Полученную пульпу обрабатывали раствором гидроксида кальция до рН 8 и фильтровали.Example 2. The rationale for the treatment of mother liquor-pulps after the introduction of BaCl 2 and H 2 SO 4 an additionally determined amount of FeCl 3
1.0 kg of spent molten salt irrigation filter of the process of chlorination of liparite containing,%: 1.9 Th; 10.2 Fe (III); 7.8 Al; 12.3 REE, leached in 4.0 DM 3 water. The resulting pulp was treated with a solution of calcium hydroxide to
Маточный раствор после отделения гидратного осадка разделили на семь порций по 500 см3; 0,5 дм3 маточного раствора обрабатывали 10 см3 10%-ного раствора хлорида бария и 0,5 см3 78%-ого раствора серной кислоты, перемешивали, затем в пульпу вводили определенное количество железосодержащих сточных вод с концентрацией СFe=0,8 г/дм3, т.е. вводили определенное количество железа на 1 дм3 маточного раствора.The mother liquor after separation of the hydrated precipitate was divided into seven portions of 500 cm 3 ; 0.5 dm 3 of the mother liquor was treated with 10
После введения железа пульпу обрабатывали известковым молоком до рН 8,0±0,5, объемы всех проб довели водой до одного уровня и фильтровали. В фильтрате измеряли α-радиоактивность эманационным методом. В "холостом" опыте (опыт 0) измеряли радиоактивность маточного раствора (без введения FеС13), разбавленного до такого же объема водой. Активность этого раствора составила 397,4 экв. мг тория/дм3 Результаты опытов обобщены в таблице 2.After the introduction of iron, the pulp was treated with milk of lime to pH 8.0 ± 0.5, the volumes of all samples were brought to the same level with water and filtered. In the filtrate, α-radioactivity was measured by an emanation method. In the "idle" experiment (Run 0) radioactivity was measured mother liquor (without introducing FeS1 3) diluted to the same volume of water. The activity of this solution was 397.4 equiv. mg thorium / dm 3 The results of the experiments are summarized in table 2.
Пример 3. Обоснование определенной последовательности - необходимости введения BaCl2 и H2SО4 после предварительной обработки исходной пульпы известковым молоком и последующего отделения радиоактивного осадка суммы оксигидратов Th, Fe (III), A1, РЗЭ и др.Example 3. The justification of a certain sequence - the need for the introduction of BaCl 2 and H 2 SO 4 after preliminary processing of the initial pulp with milk of lime and the subsequent separation of the radioactive precipitate of the sum of the oxyhydrates of Th, Fe (III), A1, REE, etc.
Пульпу, полученную после выщелачивания расплава солевого оросительного фильтра указанного в примере 1 состава, обрабатывали по трем вариантам:
1. по предлагаемому способу;
2. хлорид бария и серную кислоту вводили до обработки известковым молоком;
3. хлорид бария и серную кислоту вводили после обработки известковым молоком, но до отделения гидратного осадка.The pulp obtained after leaching the melt of the salt irrigation filter of the composition indicated in Example 1 was processed according to three options:
1. by the proposed method;
2. Barium chloride and sulfuric acid were introduced before treatment with milk of lime;
3. Barium chloride and sulfuric acid were introduced after treatment with milk of lime, but before separation of the hydrated precipitate.
Радиоактивность фильтрата по предлагаемому способу составила по трем вариантам:
1. 0,64 экв. мг Th/дм3;
2. 832,0 экв. мг Th/дм3;
3. 1324,0 экв. мг Th/дм3.The radioactivity of the filtrate according to the proposed method amounted to three options:
1. 0.64 equiv. mg Th / dm 3 ;
2.832 equiv. mg Th / dm 3 ;
3. 1324.0 equiv. mg Th / dm 3 .
Пример 4. Обоснование введения раствора FеС13 после соответствующей обработки известковым молоком и введения в маточный раствор ВаСl2 и H2SО4
Пульпу, полученную после выщелачивания расплава солевого оросительного фильтра указанного в примере 1 состава, обрабатывали по двум вариантам:
1. по предлагаемому способу;
2. хлорид железа вводили в раствор до обработки гидроксидом кальция.Example 4. The rationale for the introduction of a solution of FeCl 3 after appropriate treatment with milk of lime and introduction into the mother liquor BaCl 2 and H 2 SO 4
The pulp obtained after leaching the melt of the salt irrigation filter of the composition indicated in Example 1 was treated in two ways:
1. by the proposed method;
2. Iron chloride was introduced into the solution before treatment with calcium hydroxide.
Радиоактивность фильтрата по предлагаемому способу по двум вариантам составила:
1. 0,59 экв. мг Th/дм3;
2. 774,6 экв. мг Th/дм3.The radioactivity of the filtrate according to the proposed method in two ways was:
1. 0.59 equiv. mg Th / dm 3 ;
2.774.6 eq. mg Th / dm 3 .
Пример 5. Обоснование необходимости определенного соотношения SO4 2-/Ba2+иCr2+/Ba2+≤5
Радиоактивные солевые отходы, содержащие, мас.%: 1,9 Th, 12,3 РЗЭ, 10,2 Fe (III), 7,8 Al, до 50% ΣNaCl, KCl, MgCl2, CaCl2, примеси других металлов, растворяли при соотношении отходы : вода=1:4. Полученную пульпу обрабатывали известковым молоком (100 г/дм3 СаО) до рН 8,0±0,5, радиоактивный осадок оксигидрата тория и других металлов отделяли от маточного раствора, содержащего СаСl2, MgCl2, NaCl, KCl и водонерастворимые радионуклиды (в форме ионов) ряда Th-232, в частности "не захваченные" оксигидратные осадки Ra-228 и Ra-224.Example 5. The rationale for the need for a certain ratio of SO 4 2- / Ba 2+ and Cr 2+ / Ba 2+ ≤5
Radioactive salt waste containing, wt.%: 1.9 Th, 12.3 REE, 10.2 Fe (III), 7.8 Al, up to 50% ΣNaCl, KCl, MgCl 2 , CaCl 2 , impurities of other metals, dissolved at a ratio of waste: water = 1: 4. The resulting pulp was treated with milk of lime (100 g / dm 3 CaO) to pH 8.0 ± 0.5, the radioactive precipitate of thorium oxyhydrate and other metals was separated from the mother liquor containing CaCl 2 , MgCl 2 , NaCl, KCl and water-insoluble radionuclides (in the ionic form) of the Th-232 series, in particular, the "not captured" oxyhydrate precipitates Ra-228 and Ra-224.
Этот маточный раствор последовательно обрабатывали BaCl2, H2SО4, FeCl3 и известковым молоком до рН 8,0±0,5. При проведении опытов применяли мольное соотношение H2SО4:BaCl2 (ионное соотношение SO4 2-/Ва2+) от 0,9 до 6,5 и ионное соотношение Са2+/Ва2+ от 0,29 до 6,3. В этих условиях было проведено 12 опытов, причем опыты 1-7 выполнены в оптимальных по предлагаемому способу условиях. Результаты всех опытов обобщены в таблице 3.This mother liquor was sequentially treated with BaCl 2 , H 2 SO 4 , FeCl 3 and milk of lime to a pH of 8.0 ± 0.5. During the experiments, the molar ratio of H 2 SO 4 : BaCl 2 (ionic ratio of SO 4 2- / Ba 2+ ) from 0.9 to 6.5 and the ionic ratio of Ca 2+ / Ba 2+ from 0.29 to 6 were used. 3. Under these conditions, 12 experiments were carried out, and experiments 1-7 were performed under optimal conditions by the proposed method. The results of all experiments are summarized in table 3.
Таким образом, результаты сравнительных испытаний (опыт 1) и данные опытов по исследованию влияния различных факторов на степень дезактивации отходов и остаточную радиоактивность очищенных растворов свидетельствуют о том, что в оптимальных условиях осуществления процесса по предлагаемому способу достигается высокая (в десятки и сотни раз выше, чем по известному способу) степень обезвреживания растворов от радиоактивных металлов. Thus, the results of comparative tests (experiment 1) and the data of experiments to study the influence of various factors on the degree of decontamination of waste and the residual radioactivity of purified solutions indicate that under optimal conditions for the implementation of the process according to the proposed method, a high (tens and hundreds of times higher, than by the known method) the degree of neutralization of solutions from radioactive metals.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001100656/06A RU2205461C2 (en) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | Method for recovering and decontaminating radioactive industrial products and/or industrial wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001100656/06A RU2205461C2 (en) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | Method for recovering and decontaminating radioactive industrial products and/or industrial wastes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001100656A RU2001100656A (en) | 2003-01-27 |
| RU2205461C2 true RU2205461C2 (en) | 2003-05-27 |
Family
ID=20244565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001100656/06A RU2205461C2 (en) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | Method for recovering and decontaminating radioactive industrial products and/or industrial wastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2205461C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2246550C1 (en) * | 2003-06-24 | 2005-02-20 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Method for reprocessing of thorium-containing radwastes |
| RU2331124C1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-08-10 | ОАО "Соликамский магниевый завод" | Method of radioactive salt waste deactivation in process of rare-earth titanium niobates chlorination |
| RU2331126C1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-08-10 | ОАО "Соликамский магниевый завод" | Method of processing and deactivation of radioactive waste in process of loparite concentrate chlorination |
| RU2334801C1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-09-27 | ОАО "Соликамский магниевый завод" | Method of complex processing and deactivation of radioactive waste at rare metal production |
| 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 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2454677A1 (en) * | 1979-04-21 | 1980-11-14 | Wiederaufarbeitung Von Kernbre | PROCESS FOR THE TREATMENT OF SOLID, COMBUSTIBLE RADIOACTIVE WASTE |
| GB2285534A (en) * | 1994-01-07 | 1995-07-12 | Mitsubishi Nuclear Fuel | Method for processing radioactive waste solution |
| GB2286716A (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-23 | British Nuclear Fuels Plc | The treatment of solid wastes |
| RU2083010C1 (en) * | 1992-12-29 | 1997-06-27 | Горно-химический комбинат | Method for dissolving solid phase of radioactive waste |
-
2001
- 2001-01-09 RU RU2001100656/06A patent/RU2205461C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2454677A1 (en) * | 1979-04-21 | 1980-11-14 | Wiederaufarbeitung Von Kernbre | PROCESS FOR THE TREATMENT OF SOLID, COMBUSTIBLE RADIOACTIVE WASTE |
| RU2083010C1 (en) * | 1992-12-29 | 1997-06-27 | Горно-химический комбинат | Method for dissolving solid phase of radioactive waste |
| GB2285534A (en) * | 1994-01-07 | 1995-07-12 | Mitsubishi Nuclear Fuel | Method for processing radioactive waste solution |
| GB2286716A (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-23 | British Nuclear Fuels Plc | The treatment of solid wastes |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| БОБКОВ А.С. и др. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности. - М.: Химия, 1998, гл. 15. * |
| КУДРЯВСКИЙ Ю.П. и др. Концентрирование хлоридных отходов переработки лопаритовых концентратов. Цветные металлы. -1985, №12, с. 53-56. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2246550C1 (en) * | 2003-06-24 | 2005-02-20 | ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" | Method for reprocessing of thorium-containing radwastes |
| RU2331124C1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-08-10 | ОАО "Соликамский магниевый завод" | Method of radioactive salt waste deactivation in process of rare-earth titanium niobates chlorination |
| RU2331126C1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-08-10 | ОАО "Соликамский магниевый завод" | Method of processing and deactivation of radioactive waste in process of loparite concentrate chlorination |
| RU2334801C1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-09-27 | ОАО "Соликамский магниевый завод" | Method of complex processing and deactivation of radioactive waste at rare metal production |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dean et al. | Removing heavy metals from waste water | |
| US5102556A (en) | Method for rendering ferric hydroxide sludges recyclable | |
| EP0682806B1 (en) | Process for the treatment of particulate material | |
| CA2205482A1 (en) | Metal and fluorine values recovery from mineral ore treatment | |
| RU2180927C2 (en) | Processes of recovery of valuable metals from tantalumniobium ore carrying insoluble fluorides | |
| CA1098715A (en) | Purifying molybdenum flotation concentrates | |
| JP2848664B2 (en) | Metal chloride waste treatment method | |
| RU2205461C2 (en) | Method for recovering and decontaminating radioactive industrial products and/or industrial wastes | |
| US4317804A (en) | Process for the selective removal of ferric ion from an aqueous solution containing ferric and other metal ions | |
| US5273725A (en) | Metal and fluorine values recovery from mineral ore treatment | |
| JP2572609B2 (en) | Treatment of residues from zinc hydrometallurgy | |
| JP4165637B2 (en) | Method for treating wastewater containing harmful substances without producing sludge and chemicals used therefor | |
| RU2208852C1 (en) | Method for decontaminating solutions and/or pulps with high content of natural radionuclides | |
| CN111087114A (en) | Treatment method of tantalum-niobium production wastewater | |
| CA2251480A1 (en) | Waste treatment of metal plating solutions | |
| KR100227519B1 (en) | Hydrometallurgical treatment for the purification of waelz oxides through lixiviation with sodium carbonate | |
| RU2246772C2 (en) | Method for decontaminating solutions from natural radionuclides | |
| RU2071980C1 (en) | Method of extraction of noble metals from ore and concentrate | |
| CA1279197C (en) | Cobalt recovery method | |
| BE1011619A3 (en) | PROCESS FOR TREATING contaminated FERRUGINOUS SLIB. | |
| WO1989009192A1 (en) | Hydrometallurgical effluent treatment | |
| US8993828B2 (en) | Method of radium stabilizing in solid effluent or effluent containing substances in suspension | |
| RU2246550C1 (en) | Method for reprocessing of thorium-containing radwastes | |
| EP0122658A1 (en) | Method for the separate recovery of metals from waste in particular chemical waste | |
| RU2246773C2 (en) | Method for recovering less-common and rare-earth metal production wastes |