RU2361301C1 - Способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия - Google Patents
Способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2361301C1 RU2361301C1 RU2007145487/06A RU2007145487A RU2361301C1 RU 2361301 C1 RU2361301 C1 RU 2361301C1 RU 2007145487/06 A RU2007145487/06 A RU 2007145487/06A RU 2007145487 A RU2007145487 A RU 2007145487A RU 2361301 C1 RU2361301 C1 RU 2361301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aqueous solution
- reagents
- treatment
- ground
- deactivating
- Prior art date
Links
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 title abstract 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 19
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 50
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 49
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- ZXQVPEBHZMCRMC-UHFFFAOYSA-R tetraazanium;iron(2+);hexacyanide Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] ZXQVPEBHZMCRMC-UHFFFAOYSA-R 0.000 claims description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract description 23
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract description 4
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 11
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000000276 potassium ferrocyanide Substances 0.000 description 4
- XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;iron(2+);hexacyanide Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] XOGGUFAVLNCTRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 carboxylic acid anion Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011369 optimal treatment Methods 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 1
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, реабилитации территорий, загрязненных техногенными радиоактивными изотопами. Способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия заключается в обработке грунтов водным раствором. Раствор содержит дезактивирующие реагенты - минеральные кислоты. Они представляют собой смесь серной и фосфорной кислот с соотношениями их концентраций, выраженных в молях 1-3. Концентрация фосфорной кислоты составляет 0,5-2 М. Процесс осуществляют при температуре 50-100°С с последующим отделением водного раствора с дезактивирующими реагентами от очищенного грунта. Далее извлекают радионуклиды цезия из отделенного водного раствора с дезактивирующими реагентами путем подачи в раствор ферроцианида щелочного металла или аммония до концентрации 6·10-4÷7·10-2 М с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, которые направляют на хранение. Перед обработкой грунтов водным раствором определяют оптимальное время обработки. Вышеуказанную обработку грунтов водным раствором осуществляют в несколько циклов до получения предельно допустимых значений активности грунта по цезию. В первом цикле обработки грунта водным раствором осуществляют отделение водного раствора от песчаной и пелитовой фракций грунта. Пелитовую фракцию отправляют на хранение. Песчаную фракцию направляют на последующие циклы обработки грунта водным раствором. Водный раствор отделяют от песчаной фракции до получения предельно допустимых значений активности грунта по цезию. Серную и фосфорную кислоты добавляют до рабочих концентраций в водный раствор с остаточным содержанием дезактивирующих реагентов во втором цикле обработки. Весовое соотношение жидкой и твердой фаз 0,5:1. Техническим результатом способа является сокращение времени реагентной очистки грунта от радиоактивного цезия, увеличение коэффициента дезактивации грунта от цезия и уменьшение количества дезактивирующих реагентов.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, реабилитации территорий, загрязненных техногенными радиоактивными изотопами. К этим территориям относятся промышленные зоны атомных электростанций, предприятий, осуществляющих хранение радиоактивных отходов, металлургические и радиохимические заводы, территории, загрязненные при авариях и катастрофах.
Известен способ реагентной очистки обработкой загрязненного цезием бурового шлама водным раствором, содержащим карбонизированную воду и кондиционирующее вещество, а также комплексообразователь, содержащий анион карбоновой кислоты с 2-6 атомами углерода. Реагент растворяет загрязнения, которые связываются комплексообразователем. При дезактивации раствором, насыщенным двуокисью углерода и содержащим 0,005 М натриевой соли лимонной кислоты в течение 72 часов при комнатной температуре, коэффициент дезактивации составил величину 2,6. А при обработке при тех же условиях, но с добавлением в дезактивирующий раствор 0,89 М Н2O2 цезий был извлечен практически полностью (ЕР 0533494 A3, 18.09.91. опуб. 24.03.93 Bulletin 93/12. G21F 9/28, G21F 9/30).
Основным недостатком способа является длительное время обработки, кроме того, трудно оценить величину коэффициента дезактивации для второго реагента.
Известен способ реагентной обработки почвогрунтов, загрязненных цезием, реагентом, содержащим неорганическую соль аммония и некомплексную неорганическую соль железа при рН водного раствора 2-3 (RU 2050029 C1, 28.12.92, опуб. 10.12.95, бюл. №34, G21F 9/30). Обработку проводят при соотношении жидкой и твердой фаз 12,5-41,5/1, коэффициент дезактивации составил величину 3,3-5,0.
Основными недостатками способа является низкое значение коэффициента дезактивации и большое количество дезактивирующего раствора, очистка которого от цезия требует значительных затрат реагентов и времени.
Известен способ дезактивации грунтов загрязненным цезием, реагентом, состав которого содержит смесь минеральной кислоты (азотной или соляной) с фторидами и/или кремнефторидами аммония, калия или натрия. Для суглинков обработка продолжалась в течение 3 суток при соотношении жидкой и твердой фаз 5:1. Коэффициент дезактивации составил величину 2,5 (RU 2094867 C1, 12.01.96, опуб. 27.10.97, бюл. №30, G21F 9/28).
Основными недостатками способа являются низкое значение коэффициента дезактивации, длительное время обработки, большое количество реагента и крайне агрессивные растворы фторидов, требующие проводить обработку в дорогостоящем оборудовании из фторопласта.
Известен способ дезактивации грунтов от цезия реагентным раствором смеси щавелевой кислоты с концентрацией не менее 0,5 М и водорастворимой аммонийной, калиевой или натриевой соли фтористоводородной кислоты с концентрацией каждой из солей не менее 0,1 М, а в случае их отдельного использования сумма числовых значений величин концентраций каждой из солей, выраженных в молях, составляет не менее 0,1 М (RU 2152650 С1, 13.10.98, опуб. 10.07.2000, бюл. №19, G21F 9/00, 9/28).
При тех же параметрах обработки, что и в предшествующем патенте, коэффициент дезактивации увеличился незначительно, до величины 3,1 по сравнению с условиями обработки, изложенными в предшествующем патенте, а скорость обработки увеличилась на 4%.
Недостатки способа те же, что и в предшествующем патенте - низкое значение коэффициента дезактивации, длительное время обработки, большое количество реагента и крайне агрессивные растворы фторидов, требующие проводить обработку в дорогостоящем оборудовании из фторопласта.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ очистки грунтов от радионуклидов цезия, включающий обработку грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, в качестве которых используют смесь минеральных кислот, серной и фосфорной, в соотношении их концентраций, выраженных в молях 1-3, при этом концентрация фосфорной кислоты составляет 0,5-2 М, и процесс осуществляют при температуре 50-100°С с последующим отделением водного раствора с дезактивирующими реагентами от очищенного грунта, после чего осуществляют извлечение радионуклидов цезия из отделенного водного раствора с дезактивирующими реагентами путем подачи в вышеуказанный раствор ферроцианида щелочного металла или аммония до концентрации 6·10-4÷7·10-2 М с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, который направляют на захоронение, а в водный раствор с остаточным содержанием реагентов добавляют серную и фосфорную кислоты до рабочих концентраций и смешивают его с новой партией загрязненного грунта (RU 2274915 С1, 12.10.04, опуб. 20.04.06, бюл. №11, G21F 9/28).
Основными недостатками способа являются длительное время обработки (примерно 24 часа) и небольшая величина коэффициента дезактивации (КД=4), связанная с трудностями извлечения цезия из пелитовой составляющей исходного грунта, используется большое количество дезактивирующих реагентов.
Техническим результатом предлагаемого способа является сокращение времени реагентной очистки грунта от радионуклидов цезия, увеличение коэффициента дезактивации грунта от цезия и уменьшение количества дезактивирующих реагентов.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагается способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия, включающий обработку грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, в качестве которых используют минеральные кислоты, представляющие собой смесь серной и фосфорной кислот с соотношениями их концентраций, выраженных в молях 1-3, при этом концентрация фосфорной кислоты составляет 0,5-2 М, и процесс осуществляют при температуре 50-100°С с последующим отделением водного раствора с дезактивирующими реагентами от очищенного грунта, после чего осуществляют извлечение радионуклидов цезия из отделенного водного раствора с дезактивирующими реагентами путем подачи в вышеуказанный раствор ферроцианида щелочного металла или аммония до концентрации 6·10-4÷7·10-2 М с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, которые направляют на хранение, а в водный раствор с остаточным содержанием дезактивирующих реагентов добавляют серную и фосфорную кислоты до рабочих концентраций; перед обработкой грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, определяют оптимальное время обработки по анализу зависимости выхода цезия от времени обработки, которое соответствует точке перегиба между быстро нарастающим начальным участком и последующим плавным, а вышеуказанную обработку грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, осуществляют в несколько циклов, до получения предельно допустимых значений активности грунта по цезию, при этом в первом цикле обработки грунта водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, осуществляют отделение водного раствора с дезактивирующими реагентами от песчаной и пелитовой фракций грунта, пелитовую фракцию отправляют на хранение, а песчаную фракцию направляют на последующие циклы обработки грунта водным раствором с дезактивирующими реагентами, с последующим отделением водного раствора с дезактивирующими реагентами от песчаной фракции до получения предельно допустимых значений активности грунта по цезию; серную и фосфорную кислоты добавляют до рабочих концентраций в водный раствор с остаточным содержанием дезактивирующих реагентов во втором цикле обработки, при весовом соотношении жидкой и твердой фаз 0,5:1.
Отличительными признаками заявленного способа является то, что перед обработкой грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, определяют оптимальное время обработки по анализу зависимости выхода цезия от времени обработки, которое соответствует точке перегиба между быстро нарастающим начальным участком и последующим плавным, а обработку грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, осуществляют в несколько циклов до получения предельно допустимых значений активности грунта по цезию; в первом цикле обработки грунта водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, осуществляют отделение водного раствора с дезактивирующими реагентами от пелитовой и песчаной фракций грунта, пелитовую фракцию отправляют на хранение, а песчаную фракцию направляют на последующие циклы обработки грунта водным раствором с дезактивирующими реагентам, и с последующим отделением водного раствора с дезактивирующими реагентами от песчаной фракции; серную и фосфорную кислоты добавляют до рабочих концентраций в водный раствор с остаточным содержанием дезактивирующих реагентов во втором цикле обработки, при весовом соотношении жидкой и твердой фаз 0,5:1.
Перед обработкой грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, необходимо определить оптимальное время обработки, так как скорость извлечения цезия в дезактивирующий раствор уменьшается с течением времени обработки. Происходит это по двум причинам: во-первых, первоначально извлекаются наиболее слабо связанные с грунтом загрязнители, во-вторых, с течением времени в связи с увеличением концентрации цезия в выщелачивающем растворе уменьшается градиент концентрации цезия на границе водного раствора с дезактивирующими реагентами и порового пространства грунта, а следовательно, уменьшается поток цезия из порового пространства в водный раствор с дезактивирующими реагентами. Первоначально скорость извлечения постоянна и коэффициент дезактивации увеличивается практически по линейному закону, постепенно, со снижением скорости извлечения, нарастание коэффициента дезактивации замедляется и линейный рост сменяется плавным, близким к насыщению. Точка перегиба между двумя этими областями и соответствует предлагаемому времени цикла. В этот момент времени целесообразно извлечь из водного раствора с дезактивирующими реагентами цезий и начать новый цикл обработки. Скорость нарастания величины коэффициента дезактивации в начальный момент следующего цикла будет близка к скорости нарастания в начальный момент предыдущего цикла.
Таким образом, при циклическом режиме дезактивации процесс происходит со значительно большей скоростью по сравнению с процессом, проходящим по рекомендации прототипа при одинаковом общем времени дезактивации.
Количество циклов определяется достижением величины конечной активности цезия, соответствующей санитарным нормам, и практически не превышает 3-4 цикла.
Удаление пелитовой фракции в первом цикле обработки позволяет значительно увеличить коэффициент дезактивации, так как в исходном образце основная часть загрязнения (80-90%) связана с пелитовой фракцией. Введение этой операции позволяет более эффективно проводить дезактивацию и в циклах после первого, так как основная активность к этому времени уже удалена, концентрация цезия в водном растворе с дезактивирующими реагентами невелика и процесс происходит значительно быстрее.
С удалением пелитовой фракции значительно снижается и расход реагента. На обработку чисто песчаной фракции затрачивается в 4-5 раз меньше реагента по сравнению с грунтом, содержащим пелитовую фракцию, поэтому в циклах, начиная со второго, предлагается использовать водный раствор с дезактивирующими реагентами при весовом соотношении жидкой и твердой фаз 0,5:1, так как именно при этом соотношении в пределах 4-5 циклов концентрация водного раствора с дезактивирующими реагентами практически не меняется.
При меньших значениях соотношения жидкой и твердой фаз может не достигаться величина влагонасыщения, при больших - увеличится расход дезактивирующих реагентов.
Примеры осуществления предлагаемого способа.
На первой стадии способа определяют для данного типа грунта оптимальное время проведения дезактивационных работ циклическим методом: 15 проб песчаного грунта с удельной активностью 137Cs 9,48·104 Бк/кг, каждая весом 15 г вместе с водным раствором с дезактивирующими реагентами состава 2 М H2SO4+1 М Н3PO4 при весовом соотношении жидкой и твердой фаз 2:1 размещаются в конических колбах, которые помещают в водный термостат, в котором автоматически поддерживается температура 80°С. При непрерывном перемешивании проводится дезактивация в течение 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12 и 14 часов. Каждая проба экспонируется в одном из вышеперечисленных интервалов. По окончании обработки обычной фильтрацией через воронку проводят отделение грунта от водного раствора с дезактивирующими реагентами. Грунт на воронке промывают 60 мл воды, высушивают при температуре 60°С и измеряют остаточную активность 137Cs. По ее величине рассчитывают коэффициент дезактивации. График изменения величины коэффициента дезактивации от времени обработки приведен на чертеже.
Анализ кривой показывает, что первые 7 часов величина коэффициента дезактивации достаточно быстро нарастает и достигает величины 6,9, но в дальнейшем скорость дезактивации резко снижается. За 14 часов обработки она составила величину 9,1. На временном интервале 7-14 часов скорость дезактивации снизилась более чем в 3 раза. Оптимальное время проведения цикла обработки составляет 7 ч.
Для иллюстрации эффективности циклического выщелачивания приведем 2 примера очистки песчаных грунтов циклическим методом.
Пример 1.
Удельная активность грунта 9,48·104 Бк/кг, обрабатывались 2 пробы весом по 15 г водным раствором с дезактивирующими реагентами состава 2 М H2SO4+1 М Н3PO4 при соотношении жидкой и твердой фаз 2:1 и температуре 95°С в термостате при непрерывном перемешивании. Первая проба обрабатывалась 14 ч, по окончании обработки водный раствор с дезактивирующими реагентами с взвешенным в этом растворе пелитовым веществом отделялся от песчаной фракции в стакан, в котором за несколько часов за счет естественного осаждения пелита происходило его отделение от водного раствора с дезактивирующими реагентами. Водный раствор с дезактивирующими реагентами отделялся декантацией от пелитовой фракции, в него вводили 1 мл раствор ферроцианида калия с концентрацией 10-3 М, раствор перемешивался и после отстаивания декантацией отделялся от осадка ферроцианида калия, в дальнейшем в раствор добавляли серную и фосфорную кислоты до исходных концентраций и его можно использовать в следующих опытах по дезактивации. Пелитовая фракция и осадок ферроцианида калия поступали в хранилища радиоактивных отходов. Песчаная фракция промывалась 60 мл воды, высушивалась при температуре 60°С и поступала на определение остаточной активности 137Cs.
Вторая проба проходила ту же самую обработку, но только в течение 7 часов, песчаная фракция после первых 7 часов обработки поступала на дезактивацию во второй 7 ч цикл, который проводился при тех же условиях, кроме величины соотношения жидкой и твердой фаз, для второго цикла она составляла 0,5:1. По окончании обработки жидкая и твердая фракции отделялись фильтрацией. Песчаная фракция на воронке с фильтром промывалась 60 мл воды, высушивалась при 60°С и поступала на измерение активности. В водный раствор с дезактивирующими реагентами добавляли 1 мл 10-3 М раствора ферроцианида калия, перемешивали и после отстаивания декантацией отделяли водный раствор с дезактивирующими реагентами от осадка ферроцианида, который поступал в хранилище радиоактивных отходов. Водный раствор с дезактивирующими реагентами можно использовать для дезактивации в последующих циклах. Ниже приведены результаты обработки.
1 цикл-14 ч
9,48·104 Бк/кг ⇒ 1,5±0,3·103 Бк/кг
1 цикл-7 ч 2 цикл-7 ч
9,48·104 Бк/кг ⇒ 2,9±0,7·103 Бк/кг ⇒ <0,2·103 Бк/кг
Преимущества циклической обработки очевидны. За 14 часов непрерывной обработки образец с весьма значительным загрязнением 9,48·104 Бк/кг удалось очистить до активности 1,5-10 Бк/кг, таким образом активность была снижена в 63 раза, а циклическая обработка за это же время (2 раза по 7 часов) позволила достичь активности <200 Бк/кг. Таким образом первоначальная активность снизилась более чем в 470 раз. С подобным показателем образец после очистки может быть возвращен в природную среду. За одно и то же время обработки при двухцикличном режиме выщелачивание проходит как минимум в 7,5 раз эффективнее.
Пример 2.
Песчаный грунт с исходной активностью 2,99·105 Бк/кг. Все параметры обработки те же, что и в предшествующем примере, но высокая исходная активность потребовала проведения 3-х циклов обработки для достижения приемлемой конечной активности:
1 цикл-7 ч 2 цикл-7 ч 3 цикл-7 ч
2,99·105 Бк/кг ⇒ 4,1±0,4·103 Бк/г ⇒ 1,27±0,25·103 Бк/г ⇒ 0,64±0,08·103 Бк/г.
За три цикла обработки удалось снизить активность образца до 640±80 Бк/кг (в 470 раз), величины в пределах двойной стандартной погрешности, приемлемой для размещения в природной среде (500 Бк/кг), за четвертый цикл эта величина безусловно была бы достигнута. Образцы с начальной активностью 2,99-105 Бк/кг при равномерном распределении в грунте создают на его поверхности мощность дозы ~60 мкЗв/ч, эта величина в 5 раз выше предельно допустимой для персонала группы А, непосредственно работающего с радиоактивными препаратами. Если проводить реагентную обработку в режиме одного цикла, даже в течение нескольких суток, подобный результат не может быть получен.
Сравнительный анализ с прототипом также наглядно свидетельствует о преимуществе предлагаемого способа (таблица 1).
| Таблица 1 Сравнительный анализ реагентной обработки по прототипу и по предложенному способу |
||||||
| Реагент | Т, °С | Соотношение жидкой и твердой фаз | Количество циклов | Общее время обработки, ч | Коэффициент дезактивации | |
| Прототип | 1,5 М H2SO4
+1 М Н3PO4 |
80 | 2/1 | 1 | 24 | 4 |
| Заявленный способ |
2 М H2SO4
+1 М Н3PO4 |
95 | 2/1 | 2 | 14 | 470 |
| 2 М H2SO4
+1 М Н3PO4 |
95 | 2/1 | 3 | 21 | 470 | |
Предлагаемый способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия прошел испытания на опытном заводе ГУЛ МосНПО «Радон» и показал высокую эффективность заявляемого способа. Реализация предлагаемого способа, как видно из вышеуказанной таблицы, значительно сокращает время очистки грунта от цезия, увеличивает на несколько порядков коэффициент дезактивации и снижает расход дезактивирующих реагентов.
Claims (1)
- Способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия, включающий обработку грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, в качестве которых используют минеральные кислоты, представляющие собой смесь серной и фосфорной кислот в соотношении их концентраций 1-3 моль, при этом концентрация фосфорной кислоты составляет 0,5-2 М, и процесс осуществляют при температуре 50-100°С с последующим отделением водного раствора с дезактивирующими реагентами от очищенного грунта, после чего осуществляют извлечение радионуклидов цезия из отделенного водного раствора с дезактивирующими реагентами путем подачи в вышеуказанный раствор ферроцианида щелочного металла или аммония до концентрации 6-10-4÷7-10-2 М с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, который направляют на хранение, а в водный раствор с остаточным содержанием дезактивирующих реагентов добавляют серную и фосфорную кислоты до рабочих концентраций, отличающийся тем, что перед обработкой грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, определяют оптимальное время обработки по анализу зависимости выхода цезия от времени обработки, которое соответствует точке перегиба между быстронарастающим начальным участком и последующим плавным, а обработку грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, осуществляют в несколько циклов до получения предельно допустимых значений активности грунта по цезию; в первом цикле обработки грунта водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, осуществляют отделение водного раствора с дезактивирующими реагентами от пелитовой и песчаной фракций грунта, пелитовую фракцию отправляют на хранение, а песчаную фракцию направляют на последующие циклы обработки грунта водными растворами с дезактивирующими реагентами с последующим отделением водного раствора с дезактивирующими реагентами от песчаной фракции; серную и фосфорную кислоты добавляют до рабочих концентраций в водный раствор с остаточным содержанием дезактивирующих реагентов во втором цикле обработки при весовом соотношении жидкой и твердой фаз 0,5:1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145487/06A RU2361301C1 (ru) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145487/06A RU2361301C1 (ru) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2361301C1 true RU2361301C1 (ru) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007145487/06A RU2361301C1 (ru) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2361301C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2410780C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-01-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон") | Способ очистки песчаных грунтов от радионуклидов |
| RU2419902C1 (ru) * | 2010-10-26 | 2011-05-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП МосНПО "Радон") | Способ реагентной дезактивации грунтов от радионуклидов цезия |
| RU2457561C1 (ru) * | 2011-08-09 | 2012-07-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон") | Способ реагентной дезактивации песчаных грунтов от радионуклидов цезия |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0533494A2 (en) * | 1991-09-18 | 1993-03-24 | British Nuclear Fuels PLC | Treatment of radioactivity contaminated soil |
| RU2050020C1 (ru) * | 1992-10-16 | 1995-12-10 | Москаленко Екатерина Петровна | Способ моделирования вторичного иммунодефицитного состояния по т-клеточному типу |
| RU2094867C1 (ru) * | 1996-01-12 | 1997-10-27 | Московское государственное предприятие - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды | Способ дезактивации грунтов от цезия-137 |
| RU2152650C1 (ru) * | 1998-10-13 | 2000-07-10 | Московское государственное предприятие Объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды "Радон" | Способ дезактивации грунтов от радионуклидов цезия |
| RU2274915C1 (ru) * | 2004-10-12 | 2006-04-20 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП МосНПО "Радон") | Способ очистки грунтов от радионуклидов цезия |
-
2007
- 2007-12-10 RU RU2007145487/06A patent/RU2361301C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0533494A2 (en) * | 1991-09-18 | 1993-03-24 | British Nuclear Fuels PLC | Treatment of radioactivity contaminated soil |
| RU2050020C1 (ru) * | 1992-10-16 | 1995-12-10 | Москаленко Екатерина Петровна | Способ моделирования вторичного иммунодефицитного состояния по т-клеточному типу |
| RU2094867C1 (ru) * | 1996-01-12 | 1997-10-27 | Московское государственное предприятие - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды | Способ дезактивации грунтов от цезия-137 |
| RU2152650C1 (ru) * | 1998-10-13 | 2000-07-10 | Московское государственное предприятие Объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды "Радон" | Способ дезактивации грунтов от радионуклидов цезия |
| RU2274915C1 (ru) * | 2004-10-12 | 2006-04-20 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП МосНПО "Радон") | Способ очистки грунтов от радионуклидов цезия |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2410780C1 (ru) * | 2009-12-22 | 2011-01-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон") | Способ очистки песчаных грунтов от радионуклидов |
| RU2419902C1 (ru) * | 2010-10-26 | 2011-05-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП МосНПО "Радон") | Способ реагентной дезактивации грунтов от радионуклидов цезия |
| RU2457561C1 (ru) * | 2011-08-09 | 2012-07-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон") | Способ реагентной дезактивации песчаных грунтов от радионуклидов цезия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2977744B2 (ja) | 三価アクチニドと希土類元素の分離方法 | |
| CN104900286B (zh) | 将放射性废水处理至天然本底放射性水平的系统及应用 | |
| RU2542868C2 (ru) | Способ очистки урана из природного уранового концентрата | |
| CN103555338A (zh) | 表面活性剂与螯合剂联合处理铅锌污染的方法及其淋洗剂 | |
| RU2361301C1 (ru) | Способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия | |
| JP2013011580A (ja) | 放射性物質が付着した汚染物から放射性物質を除去する方法 | |
| Bing et al. | Removal of radioactive cesium from solutions by zinc ferrocyanide | |
| Mincher et al. | Supercritical fluid extraction of plutonium and americium from soil using thenoyltrifluoroacetone and tributylphosphate complexation | |
| RU2274915C1 (ru) | Способ очистки грунтов от радионуклидов цезия | |
| JPH0317599A (ja) | ピューレックス溶媒抽出法の調整方法 | |
| JP2001133593A (ja) | 溶剤抽出排液からの放射性トリウムの除去方法 | |
| RU2399975C1 (ru) | Способ реагентной дезактивации грунтов от радионуклидов цезия | |
| RU2113025C1 (ru) | Способ очистки от радионуклидов цезия водных радиоактивных технологических сред атомных производств | |
| Stetar et al. | The removal of radioactive cobalt, cesium, and iodine in a conventional municipal wastewater treatment plant | |
| US3033795A (en) | Compositions and process for removal of radioactive contaminants | |
| RU2094867C1 (ru) | Способ дезактивации грунтов от цезия-137 | |
| DE1053686B (de) | Verfahren und Einrichtung zum Unschaedlichmachen radioaktiver Isotopenabfaelle | |
| DE69808951T2 (de) | Verfahren zur abtrennung von aktiniden und lanthaniden durch membrantransport unter verwendung eines calixarenes | |
| WO2012165025A1 (ja) | 放射性物質により汚染された塵芥、土砂及び土壌の洗浄除染方法 | |
| RU2200992C2 (ru) | Способ переработки урансодержащих твердых и/или жидких отходов | |
| RU2088988C1 (ru) | Способ дезактивации зараженных радионуклидами природных и техногенных объектов | |
| CN109095573A (zh) | 用于除氟的水处理用无机凝集剂的制备方法 | |
| RU2419902C1 (ru) | Способ реагентной дезактивации грунтов от радионуклидов цезия | |
| WO1995029000A1 (en) | Solvent extraction | |
| JP6010286B2 (ja) | 放射能汚染土壌の浄化方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141211 |