CS224360B1

CS224360B1 - Method of separating chloride,iodide and iodate anions from boric acid solution

Info

Publication number: CS224360B1
Application number: CS813656A
Authority: CS
Inventors: Karel Jindrich
Original assignee: Karel Jindrich
Priority date: 1981-05-18
Filing date: 1981-05-18
Publication date: 1984-01-16

Description

Vynález se týká způsobu odstraňování chloridových, jodidových a jodičnanových aniontů z roztoků kyseliny borité slabě bázickým měničem aniontů v chladivu primárního okruhu lehkovodního jaderného reaktoru a v odpadních roztocích na jaderné elektrárně běžných.The present invention relates to a process for the removal of chloride, iodide and iodate anions from boric acid solutions by a weakly basic anion exchanger in the coolant of a primary circuit of a light water nuclear reactor and in waste solutions of conventional nuclear power plants.

V chladivu primárního okruhu lehkovodního jaderného reaktoru, kde je rozpuštěna kyselina boritá, hydroxid draselný a amoniak, je přítomnost výše uvedených aniontů nežádoucí. Tyto anionty (chloridové, jodidové a jodičnanové) jsou považovány za silně korozivní. Výsledkem jejich působení je rychlejší opotřebení všech kovových částí chladicích okruhů, a tím i zkrácení doby jejich použitelnosti, která je jedním z limitujících faktorů celkové doby chodu jaderné elektrárny. Chloridové ionty jsou do chladivá vnášeny jako doprovodná nečistota v používaných chemikáliích a zároveň jako zbytková iontová forma měničů aniontů používaných v primárním okruhu k odstranění nežádoucích anionických příměsí a k regulaci koncentrace kyseliny borité. Jodidy a jodičnany jsou dvě chemické formy elementárního jódu, který je jako štěpný produkt ze štěpení ²³⁵U uvolňován poruchami v povlaku palivových článků jaderného reaktoru.In the coolant of the primary circuit of a light water nuclear reactor where boric acid, potassium hydroxide and ammonia are dissolved, the presence of the above anions is undesirable. These anions (chloride, iodide and iodate) are considered to be highly corrosive. As a result, all metal parts of the cooling circuits wear faster and thus reduce their useful life, which is one of the limiting factors in the overall run time of a nuclear power plant. Chloride ions are introduced into the coolant as an accompanying impurity in the chemicals used as well as a residual ionic form of the anion exchangers used in the primary circuit to remove unwanted anionic impurities and to control boric acid concentration. Iodides and iodates are two chemical forms of elemental iodine, which is released as a fission product from the ²³⁵ U fission by coating defects in the nuclear reactor fuel cell coating.

Vedle korozivního hlediska je nezanedbatelné radiobiologické riziko z přítomnosti radioaktivních izotopů jódu a chlóru, které vznikají v reaktorové zóně aktivací stabilních izotopů těchto prvků neutrony. Vznikají tyto radioizotopy ³⁶C1,³⁸C1,^131,132>133, i35j Existují tedy dva zásadní důvody pro odstranění chloridových, jodidových a jodičnanových aniontů z chladivá primárního okruhu jaderného lehkovodního reaktoru.In addition to the corrosive aspect, the radiobiological risk from the presence of radioactive isotopes of iodine and chlorine, which arise in the reactor zone by the activation of stable isotopes of these elements by neutrons, is not negligible. This creates the radioisotopes ³⁶ C1 ³⁸ C1 ^{131 132>} 133 i35j there are two fundamental reasons for the removal of chloride, iodide and iodate anions from the primary coolant of a nuclear light water reactor.

Dosavadní ustálený způsob odstraňování korozivních aniontů je jejich záchyt na silně bázických měničích aniontů. Jsou to obvykle styren-divinylbenzenové kopolymery s trialkylamoniovou funkční skupinou. O tomto způsobu záchytu se zmiňuje P. Cohen ve své monografii „Water Coolant Technology of Power Reactors“, Gordon and Beach, New York 1971 a BA. Aleksejev ve svém přehledném referáte na II. symposiu RVHP, Stralsund, 1972. Jinak je tento způsob čištění popsán v celé řadě článků a referátů.The current steady-state method of removing corrosive anions is by trapping them on strongly basic anion exchangers. They are usually styrene-divinylbenzene copolymers with a trialkylammonium function. P. Cohen mentions this kind of capture in his monograph "Water Coolant Technology of Power Reactors", Gordon and Beach, New York 1971 and BA. Aleksejev in his review of the II. Symposium RVHP, Stralsund, 1972. Otherwise, this method of purification is described in a number of articles and papers.

Základním nedostatkem tohoto způsobu čištění chladivá primárního okruhu od korozivních aniontů není nízká výměnná účinnost uvedených měničů aniontů, ale jejich nízká tepelná a radiační stálost. Maximální pracovní teplota těchto měničů činí cca 60 °C a o radiační stálostí uvádí D. A. Ambrusz ve svém referátě na II symposiu RVHP, Stralsund, 1972, že silně bázické měniče aniontů ztrácejí při úhrnné absorbované dávce 1 MGy v průměru 40 % své výměnné kapacity.The basic drawback of this method of cleaning the coolant of the primary circuit from corrosive anions is not the low exchange efficiency of said anion exchangers, but their low thermal and radiation stability. The maximum working temperature of these transducers is about 60 ° C and radiation stability reports D. A. Ambrusz in his paper at the II symposium RVHP, Stralsund, 1972 that strongly basic anion exchangers lose an average 40% of their exchange capacity at a total absorbed dose of 1 MGy.

Podstata způsobu odstraňování chloridových, jodidových a jodičnanových aniontů z roztoků kyseliny borité podle uvedeného vynálezu spočívá v tom že se roztok kyseliny borité, který obsahuje uvedené anionty, přivádí do styku se slabě bázickým měničem aniontů na bázi styren-divinylbenzenového kopolymeru s primární amoniovou funkční skupinou při teplotě 10 až 100 °C.The process for removing chloride, iodide and iodate anions from boric acid solutions according to the invention is to contact a boric acid solution containing said anions with a weakly basic anion exchange resin based on a styrene-divinylbenzene copolymer with a primary ammonium function at 10 ° C to 100 ° C.

Výhodou tohoto vynálezu je úspora energie, která je nutná k dochlazování roztoků více jak 60 °C teplých a současně snížení kontaminace roztoků degradačními produkty z radiolýzy měniče iontů.An advantage of the present invention is the energy savings required to cool the solutions to more than 60 ° C warm while reducing contamination of the solutions by degradation products from ion exchange radiolysis.

Vynález lze využít při čištění chladivá primárního či sekundárního okruhu jaderného lehkovodního reaktoru od uvedených aniontů a při čištění odpadních roztoků, běžných na jaderné elektrárně od uvedených aniontů.The invention can be used in the purification of the coolant of the primary or secondary circuit of a nuclear light water reactor from said anions and in the purification of waste solutions common to a nuclear power plant from said anions.

Podstata vynálezu je objasněna následujícími příklady:The invention is illustrated by the following examples:

Příklad 1Example 1

Roztok 10_⁶ M jodidu v roztoku 4 g kyseliny borité/1, 10 mg hydroxidu draselného/1, 5 mg amoniaku)l, o objemu 25 ml je třepán s 0,25 g10_ ⁶ M solution of iodine in a solution of 4 g of boric acid / 1, 10 mg of KOH / 1, 5mg ammonia) l, 25 ml is shaken with 0.25 g of

Claims

Method for removing chloride, iodide and iodate anions from boric acid solutions, characterized in that a boric acid solution containing said anions is contacted with a weakly basic anion exchanger (styrene-divinylbenzene copolymer with a primary ammonium functional group) for 6 hours. h at 90 ° C. The resulting distribution ratio is D _g = 24,800 ml g ^'1.

Example 2

A solution of ΙΟ ^-6 M iodate in a solution of 4 g of boric acid / 1, 10 mg of potassium hydroxide / 1, 5 mg of ammonia / 1, of a volume of 25 ml, is shaken for 6 h with 0.25 g of weakly basic anion exchanger divinylbenzene copolymer with primary ammonium function), at 90 ° C. The resulting distribution ratio is D _g = 8500 ml g ^-1.

Example 3

A solution of 10 ^-6 M chloride in a solution of 4 g of boric acid / 1, 10 mg of potassium hydroxide / 1, 5 mg of ammonia / 1 of 25 ml is shaken with 0.25 mg of a weakly basic anion exchanger (styrene-divinylbenzene copolymer with primary ammonium function), for 6 h at 90 ° C. The resulting distribution ratio is D _g = 5400 ml g ^-1.

OF THE INVENTION A weakly basic anion exchanger based on a styrene-divinylbenzene copolymer having a primary ammonium function at a temperature of 10 to 100 ° C.