CZ147094A3 - Process of treating natural apatites employed for storage of used fuel elements - Google Patents

Process of treating natural apatites employed for storage of used fuel elements Download PDF

Info

Publication number
CZ147094A3
CZ147094A3 CZ941470A CZ147094A CZ147094A3 CZ 147094 A3 CZ147094 A3 CZ 147094A3 CZ 941470 A CZ941470 A CZ 941470A CZ 147094 A CZ147094 A CZ 147094A CZ 147094 A3 CZ147094 A3 CZ 147094A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
natural
apatite
fuel elements
apatites
storage
Prior art date
Application number
CZ941470A
Other languages
English (en)
Inventor
Jo'elle Carpena
Jean-Louis Lacout
Original Assignee
Commissariat Energie Atomique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat Energie Atomique filed Critical Commissariat Energie Atomique
Publication of CZ147094A3 publication Critical patent/CZ147094A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/01Treating phosphate ores or other raw phosphate materials to obtain phosphorus or phosphorus compounds
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/34Disposal of solid waste

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

Postup úpravy přírodních apatitů za účelem jejich použití k uskladnění upotřebených palivových článků
Oblast techniky
Vynález se týká postupu úpravy přírodních apatitů za účelem jejich využití pro uskladnění upotřebených palivových článků.
Trojrozměrná struktura hydroxyapatitu, který krystalizuje v hexagonálním systému, je'dobře známa. Jde +·· tedy o dobře identifikovanou sloučeninu. Přesto vedou různé postupy přípravy hydroxyapatitu většinou k vý sledným produktům, které se od sebe liší, jak popisuje R,A.Young a D.W.Holcomb v Calcif Tissue Int., 1982, , strany 17q3j 32.
Také je mošno popsat syntetický nestechiometrický hydroxyapatit detailním chemickým vzorcem Ca10-x(BPO4’x(PO4>6-x(O,I’2-x
Ve sloučeninách odpovídájících tomuto vzorci se vsak vyskytují defekty v polohách kalcia a hydroxylu v krystalové mřížce. Tyto defekty jsou dále doprovázeny
3substitucí fosfátových skupin PO^ skupinami hydrogeno fosfátovými (HPO^)2*.
V přírodních apatitech je často kalcium substituováno magnesiem nebo jiným dvojmocným prvkem jako je kov alka lických zemin. Fosfát může být rovněž substituován halogeny jako je-tomu v. případě fluoroapatitu.
Přírodní kalciové .-fosfáty s apatitickou strukturou jsou četné, ale mají horší fixační vlastnosti, než je tomu u syntetických apatitů. Jsou však zase velice laciné a k dostání v neomezeném množství.
Úprava přírodních apatitů za účelem zlepšení je jich fixačních vlastností a zvýšení jejich užitných vlastností tak, že by jejich účinek byl takový jako u syntetických apatitů, by tedy byla velice žádoucí.
3fosewa.dru siaV -bechnilty '
Dokument FR-Ar 2,678.258 popisuje postup úpravy přírodních apatitů, zejména biologického původu, za účelem přípravy hydroxyapatitu nebo fosforečnanu vápenatého.
' Podle tohoto postupu-se nejprve přírodní apatit transformuje na kyselý fosforečnan vápenatý působením silné kyseliny jako je HCI IN j poté se na kyselý fosforečnan vápenatý působí zásadou nebo se zcela rozpustí v kyselině fosforečné a dosažený roztok se nechá reagovat se zásadou; v. obóu případech dostaneme hydroxyapatit.
Podstata vynálezu
Vynález spočívá v tom, že pro zlepšení vlastností přírodního apatitu tak, aby byl srovnatelný se syntetickými hydroxyapatitovými precipitáty, je možno zvolit daleko jednodušší postup.
Vynález má tedy za cíl vypracovat takový postup úpravy přírodního apatitu se zlepšenou specifickou strukturou, povrchovou reaktivitou a lepšími vlast nostmi fixace kationtů a aniontů a to tak, že jejich složení je pak velice podobné složení hydroxyapatitu.
a,
Podle vynálezu spočívá postup úpravy přírodních apatitů v uvedení práškového přírodního apatitu do kontaktu s kyselým vodným roztokem o pH vyšším než 1 po dobu několika vteřin až 10 minut.
Touto úpravou dochází k velice mírnému kyselému vyluhování přírodního apatitu pomocí slabého kyselého roztoku po velmi krátkou dobu, což je zcela odlišné od kyselého rozpouštění podle FR-A-2,678.258, které vede ke kyselému fosforečnanu vápenatému Ca(HPO^).
Tato úprava zejména umožňuje ^eliminovat ^z^lou žilovinovou část, zejména uhličitany^Y^aicit a dolomit ) Λ)
C eliminovat jemnější částice, které se nejrychleji rozpustí,^) £ desorbovat ionty absorbované na povrchu,*^
C-vytvořit skupiny HPO^, které příznivě ovlivňují fixaci kationtů a které přispívají k reaktivitě povrchu £ modifikovat složení povrchu apatitu tak, aby bylo podobné povrchu hydroxyapatitu.
.'ií
Použité vodné roztoky pro tento účel může tvořit zředěná kyselina chlorovodíková nebo zředěná kyselina dusičná i s výhodou se jejich pH pohybuje od 1 do 4.
Jako příklad lze uvést, ze je možno také použít zředěnou kyselinu dusičnou s obsahem 7 objemových procent HNO3 .
Přírodní apatity, které je možno podrobit tomuto postupu podle vynálezu, mohou být kteréhokoli typu. Obvykle se využívá přírodního apatitu geologického původu jako je dahlit nebo frankolit.
Pftílady prvvedeJn) vynálezu ,ι
Za účelem realizace vynálezu použijeme přírodní « apatit ve formě prášku. Je možné jej připravit umletím přírodního apatitu s následným promytím vodou a usušením při teplotě nižší než 100’C, napřuj^šuchou ventilací nebo v sušicí peci.
Poté se takto připravený apatitový prášek zavede do lázně se zředěnou kyselinou po velmi krátkou dobu, obvykle po dobu několika vteřin až 10 minut. Poté še^smes separuje, napřlly/filtrací. Je výhodné filtrát poté promýt vodou a zase usušit , jak v předchozím textu popsáno.
h· . » , i — . .
Po této úpravě je možno prášek užívat-přímo pro zaplnění dutin v kontejneru určeném k uložení upotřebených palivových článků tak, že se zrnéČka prásku dobře stlačí, aby se tak vyloučila prázdná místa v kontajneru.
V kontajneru je konstantní teplota (250'C ), což umožňuje pomalou iontovou difusí, která vede k progresivnímu přívodu iontů fixovaných na povrchu dovnitř apatitové sítě.
Samozřejně je také možno použít takto modifikovaný prášek v jiných oblastech než při uložení upotřebených palivových článků, napřílj^jako chemickou bariéru nukleárních í odpadů, kde se jeho fixační vlastností rovněž uplatní.
V dalších příkladech je postup podle vynálezu objasněn.
Příklad 1
Přírodní apatit typu dahlit o vzorci Ca1Q(PO^CO^)(OH) se umele tak, aby zrna měla velikost od 100 do 150 pm.
Pak se prášek zavede do čisté vody, aby se vyloučily 3 jemné částice a usuší se při teplotě 80’C teplým ý vzduchem. Poté se prášek uvede do chemické reakce
v lázni se zředěnou kyselinou sestávající z kyseliny dusičné z 7 obj. % při laboratorní teplotě (20* +5*) po dobu 30 až 40 vteřin. Poté se z lázně prášek separuje filtrací a promyje se čistou vodou, jakož i usuší výše popsaným způsobem.
Tak óbdtzímeprášek vykazující dobré vlastnosti pro fixaci kationtů a to zřetelně lepší než tomu bylo u výchozí suroviny.
Příklad 2
V tomto příkladu se postupuje jako v příkladu 1, pokud jde o úpravu přírodního apatitu typu frankolit o vzorci C10(PO4, CO3)gF2_y z Maroka, který má méně vhodnou strukturu, podobnou jako je struktura fluoro+ apatitu.
Na konci úpravy je možno konstatovat, že koeficient fyzikálně, chemické absorpce tohoto apatitu lze vynásobit faktorem blízkým 4 na váhovou jednotku.
Postup podle vynálezu je tedy velice výhodný, jelikož umožňuje velmi jednoduchou?úpravou dosáhnout významného f zlepšení vlastností přírodního apatitu, takže je tento i materiál zajímavý pro různé aplikace, zejména pak pro uložení upotřebených palivových článků.

Claims (7)

  1. Patentové nárokv — ·
    1. Postup úpravy přírodních apatitů vyznačený tím, že 5 se přírodní apatit uvede do kontaktu s vodným roztokem kyseliny o pH vyšším než 1 po dobu několika vteřin až deseti minut.
  2. 2. Postup podle nároku 1, vyznačený tím, že pH vod ného roztoku kyseliny se pohybuje od 1 do 4.
  3. 3. Postup podle jednoho z náseků 1 a 2, vyznačený tím, že vodný roztok kyseliny je roztokem kyseliny chlorovodíkové nebo kyseliny dusičné.
  4. 4. Postup podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyzná čený tím, že přírodní apatit je dahlit nebo frankolit.
  5. 5. Postup podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že práškový přírodní apatit se připraví mletím z přírodního apatitu a poté se promyje vodou a usuší.
  6. 6. Postup podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že přírodní práškový apatit upravený vodným roztokem kyseliny se pak promyje vodou a usuší.
    . f
  7. 7. Užití práškového apatitu připraveního postupem .
    podle kteréhokoli z nároků 1 až 6 jako materiál pro y plnění kontejneru^obsahujícího upotřebené palivové články.
CZ941470A 1993-06-16 1994-06-15 Process of treating natural apatites employed for storage of used fuel elements CZ147094A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9307265A FR2706441B1 (fr) 1993-06-16 1993-06-16 Procédé de traitement d'apatites naturelles en vue de les utiliser pour le stockage d'éléments combustibles irradiés.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ147094A3 true CZ147094A3 (en) 1995-01-18

Family

ID=9448201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ941470A CZ147094A3 (en) 1993-06-16 1994-06-15 Process of treating natural apatites employed for storage of used fuel elements

Country Status (12)

Country Link
US (2) US5597542A (cs)
EP (1) EP0629579B1 (cs)
KR (1) KR100326180B1 (cs)
CA (1) CA2125826C (cs)
CZ (1) CZ147094A3 (cs)
DE (1) DE69409710T2 (cs)
ES (1) ES2117766T3 (cs)
FI (1) FI112203B (cs)
FR (1) FR2706441B1 (cs)
RU (1) RU94021347A (cs)
SK (1) SK71694A3 (cs)
TW (1) TW249288B (cs)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5994609A (en) * 1996-12-16 1999-11-30 Luo; Ping Methods of treating nuclear hydroxyapatite materials
FR2772651B1 (fr) * 1997-12-23 2000-01-28 Commissariat Energie Atomique Procede de conditionnement de dechets industriels, notamment radioactifs, dans des ceramiques apatitiques

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI43589B (cs) * 1969-05-20 1971-02-01 Rikkihappo Oy
US3919395A (en) * 1970-11-18 1975-11-11 United States Gypsum Co Process for extraction of phosphorus compounds
JPS5171896A (ja) * 1974-12-20 1976-06-22 Kinto Kk Tansanapataitokeirinkosekino shoriho
US4181703A (en) * 1976-07-12 1980-01-01 Uhde Gmbh Method for the treatment of phosphate rock
US4321158A (en) * 1980-05-30 1982-03-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Backfill composition for secondary barriers in nuclear waste repositories
SU1470663A1 (ru) * 1986-09-04 1989-04-07 Предприятие П/Я А-7125 Способ получени дикальцийфосфата
FR2678258B1 (fr) * 1991-06-28 1993-10-22 Metallisation Ind Ste Nle Procede de preparation d'hydroxylapatite naturelle ou semi-synthetique, ou de phosphate tricalcique a partir d'apatites naturelles.
JP2881523B2 (ja) * 1991-12-25 1999-04-12 佐藤工業 株式会社 吹付材料および急結剤の圧送量制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5597542A (en) 1997-01-28
FI942850L (fi) 1994-12-17
KR100326180B1 (ko) 2002-06-20
RU94021347A (ru) 1996-06-27
FI942850A0 (fi) 1994-06-15
ES2117766T3 (es) 1998-08-16
KR950000614A (ko) 1995-01-03
EP0629579A1 (fr) 1994-12-21
EP0629579B1 (fr) 1998-04-22
FR2706441B1 (fr) 1995-08-18
FR2706441A1 (fr) 1994-12-23
DE69409710D1 (de) 1998-05-28
SK71694A3 (en) 1995-01-12
CA2125826C (en) 2005-03-29
CA2125826A1 (en) 1994-12-17
TW249288B (cs) 1995-06-11
US5646972A (en) 1997-07-08
DE69409710T2 (de) 1998-11-12
FI112203B (fi) 2003-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Suzuki et al. Synthetic hydroxyapatites as inorganic cation exchangers. Part 3.—Exchange characteristics of lead ions (Pb 2+)
Chow et al. Solubility of calcium phosphates
Hemwall The fixation of phosphorus by soils
Wann et al. Surface charge manipulation of constant surface potential soil colloids: I. Relation to sorbed phosphorus
Kramer et al. Synthesis and characterization of cobalt-substituted hydroxyapatite powders
EP2976111B1 (en) Hollow calcium phosphate particles
Okazaki et al. Crystallinity, solubility, and dissolution rate behavior of fluoridated CO3 apatites
Dyer et al. Ion exchange of caesium and strontium on a titanosilicate analogue of the mineral pharmacosiderite
KR100615066B1 (ko) 산업용 폐기물, 특히 방사성 폐기물을 아페타이트 세라믹내에 봉쇄하는 방법
CN103945690A (zh) 银离子抗菌液的生成方法、用该方法生成的银离子抗菌液或银离子抗菌粉末的生成方法、用该方法生成的银离子抗菌粉末
Gramain et al. Surface properties and equilibrium kinetics of hydroxyapatite powder near the solubility equilibrium
CZ147094A3 (en) Process of treating natural apatites employed for storage of used fuel elements
DE4134540C2 (de) Desinfizierende Keramikzusammensetzung
Shellis et al. Formation of brushite, monetite and whitlockite during equilibration of human enamel with acid solutions at 37 C
Misra Interaction ofortho-Phospho-l-serine with Hydroxyapatite: Formation of a Surface Complex
MacIntire et al. Development of P2O5 Insolubility in Phosphatic Mixtures The Formation of Fluorapatite as Its Causein
Larsen et al. A comparison of some effects of fluoride on apatite formation in vitro and in vivo
Kamiya et al. Effects of the addition of F− ions on the properties of fibrous hydroxyapatite grown in the gel system
US20040069953A1 (en) Ion exchange materials for use in a 213Bi generator
Larsen et al. Dissolution of various calcium fluoride preparations in inorganic solutions and in stimulated human saliva
Larsen et al. An X-ray diffraction and solubility study of equilibration of human enamel-powder suspensions in fluoride-containing buffer
Plokhikh et al. Modifying brushite-containing phosphate cements by complexing additives
WO2017082811A1 (en) Method for manufacturing of spherical calcium phosphate particles
Gedalia et al. Strontium uptake by powdered and intact human root dentine
Zhuang Solubility behavior of carbonated apatite in the presence of solution fluoride