Способ остекловывания жидких радиоактивных отходов

 

Изобретение относится к технике переработки радиоактивных отходов, более конкретно к способу остекловывания жидких радиоактивных отходов. Целью изобретения является увеличение скорости процесса остекловывання. Цель достигается в концентрировании отходов и их сплавлении со стеклообразоьателями - датолитом, кварцевым песком и суглинком. При этом увеличивается удельный съем стекломассы на 12 - 24%, что позволяет на такую же величину увеличить производительность печей для остекловывания. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5! ) 5 G 21 F 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 30. 09. 90,Бюл. N -36 (21 ) 4298780/24-25 (22) 20.08.87 (71) 11осковское научно-производственное объединение Радон" (72) Ф. А: Лифанов и С. В. Стефановский (53) 621.039.7(088.8) (56) Патент ФРГ Ф 2611689, кл. G 21 F 9/16, 1978.

Бельтюков В. А. и др. — Атомная энергия, 1983, т.. 56, 11- 6, с. 411 413. (54) СПОСОБ ОСТЕКЛОВЫВАНИЯ ЖИДКИХ РА. ДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к ядерной ,технике, а точнее к технологии переработки радиоактивных отходов и может быть использовано для остекловы- вания неорганических жидких радиоактивных отходов (ЖРО), Целью изобретения является увеличение скорости процесса остекловыйания ЖРО.

Сущность изобретения заключается в введении в состав стеклообразователей суглинка при предЛагаемом соотношении. ингредиентов.

В предлагаемом способе -суглинок помимо известных свойств проявляет также новое свойство - способность . снижать в присутствии воды температурный, интервал твердофазовых реакций между стеклообразователями и солями ЖРО, что ведет к увеличению ско(57) Изобретение относится к технике переработки радиоактивных отходов, более конкретно к способу остекловывания жидких радиоактивных .отходов.

Целью изобретения является увеличение скорости процесса остекловывания.

Цель достигается в концентрировании отходов и их сплавлении со стеклообразователями — датолитом, кварцевым песком и суглинком. При этом увеличивается удельный съем стекломассы на 12 - 24%, что позволяет на такую же величину увеличить производительность печей для остекловывания.

2 табл. рости процесса остекловывания жидких радиоактивных отходов.

Это свойство проявляется при условии предварительного концентрирования ЯРО до солесодержания 750—

930 кг/мЗ(остаточная влажность .2040 мас.%) и содержания суглинка в смеси 10-30 мас.%. При концентрации менее 750 кг/м количество воды в смеси велико, на ее испарение требуется время и скорость процесса остеKJIoBbIBBBHR не увеличивается по сравнению с известным способом. При концентрации более 930 кг/м воды недостаточно для образования однородной смеси, что ухудп1ает контакт частиц и увеличивает время процесса. При содержании в смеси суглинка менее 10% его количества недостаточно для снижения температурного интервала твердоm

S ° t

30-45

20-35 есок l0-20

10-30

Таблица 1

Концентрация солей в ЖРО, кг/м

Остаточная влажность, мас.1

Соотношение ингредиентов в смеси мас.% кварце- сугливый пе- нок сок радиоактивные соли

40 5 5

35 10 10

35 28 3,5 3,5 50

35 27 8 8 45

750

3 14824 фазовых реакций, а при его содержании бОЛее 30% увели 4ивается температура процесса, что может привести .к уве личению уноса радионуклидов цезия и 5 .СТРОНЦИЯ °

Способ вьаолняют следующо4 обра-!

soM, 100 мл ЖРО с солесодержанием, 10

350 кг/44 концентрируют путем нагревФ до величии, укаэанных в таблице.

Полученные, концентраты смешивают с д 4толитом, кварцевым песком и суглинк 4м, нагревают в тиглях до 1150OÑ, вь4держивают I ч для гомогенизации и .

Охлаждают на воздухе. Скорость процесса остекловывания оценивают и йо времени, необходимому для полного провара стекла, т.е. по отсутствию ;0 не растворившихся в расплаве частиц ш}4хты, а.также по величине удельного сЬема стекломассы, которая рассчитывается по фррмуле где С - удельный съем стекломассы;

- m - масса расплава (стекла);

S — площадь поверхности расплава в тигле; — время полного провара стекла. Примеры с различными соотношениями ингредиентов и результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2 соответственно, Как видно иэ табл. 1 и 2, при концентрировании ЖРО до 750-930 кг/м в предлагаемом соотношении ингредиентов s смеси время полного провара составляет 40-45 мин,.что на. 19-271 меньше, чем в способе, где суглинок не используется или используется в меньшем количеСтве. Удельный съем .стеклоиассы на 12-24%. больше, чем по

59

4 известному способу. При выходе эа пределы э аявляемого интервала удельный съем стекломассы уменьшается и примерно соответствует значению по известному способу, Преимущества предлагаемого способа заключаются не только в увеличении удельного съема стекломассы .на 12"24%, что позволяет на такую же величину увеличить производительность печей остекловывания ЖРО, но и в меньшей стоимости стеклообразующих добавок, так как суглинок не требует специальной добычи и берется из отвалов п;эи проведении строительных работ. Суглинок является недефицитным сырьем и повсеместно распространен и средней полосе СССР, что значительно сокращает расходы на его доставку к месту переработки радиоактивных отходо в.

Ф о р м у,л а и э о б р е т е н и я

Способ остекловывания жидких ра» диоактивных отходов, включающий их предварительное концентрирование до солесодержания 750-930 кг/мЗ, смеше-, . ние со стеклообразователями — квар\ цевым песком и датолигом, йагрев смеси до 1100-1200"С, гбмогенизацию расплава и охлаждение до образования монолитного конечного продукта, о тличающийся тем,что, сцелью увеличения скорости процесса астекловь4вания>на стадии смешения отходов со стеклообразователями, в состав смеси дополнительно вводят сугЛИКОК ПРИ СЛЕДУЮЩЕМ СООТНОШЕНИИ ИИГредиентов, мас.%:

Соли радиоактивных отходов

Датолит

Кварцевый п

Суглинок радио- дато- квар- сугактив- лит цевый ли-. ные песок нок соли

1482459

Продолжение табл.1. Соотноиение ингредиентов в

Концентрация Остаточная. солей s ЖРО, влажность, кг/и мас.Х смеси

» ЮЮ ЮЮЮЮЮЮ«а Ю Ю »В

ЮЮЮ«ЮЮЮ ЮЮЮ»В ЮЮ ВВЮ» ЮЮ«»ВЮЮЮ»В мас.Х

ЮЮ»В»ВЮВВ «ЮЮ В»В Ю ЮЮВ»Ю сугли- радио- датонок актив- лит нье соли датолит

° «В» Юф» ВВ В» ЮЮЮЮЮ

° » ЮЮЮЮ

30 )5 15

20 20: 30.

15 .25. 3513 13

23,3 35

35 49

Таблица 2, Ф, мин

«!

Скорость выщелачивания, г см сут

G, кгм.ч

В эт Св

1 ° 10

55

8 10

95

105

2 ° 10

5. 10

45

l 00

Более 80 монолитный продукт не образуется

Составитель Б. Рахманов

Редактор Т. Иванова Техред М.Дидык . Корректор Н. Король

ФВ» » ЮЮ

Заказ 3336 Тираж 352 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ) KHT СССР

1 13035, Москва, й-35, Раувская наб. ° д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент",. г.уагород, ул. Гагарина, 101. 850

950

35 26,3

35 23,3

35 2) Ю Ю1»В»В кварцевьй песок (40 .

3 )0

1 ° 10

3 10

8 10, уг» ли ок