CZ20079A3

CZ20079A3 - Zpusob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadu

Info

Publication number: CZ20079A3
Application number: CZ20070009A
Authority: CZ
Inventors: Straka@Pavel; Perná@Ivana; Steinerová@Michaela; Hanzlícek@Tomáš
Original assignee: Ústav struktury a mechaniky hornin AV CR, v. v. i.; Ústav jaderného výzkumu Rež a.s.
Priority date: 2007-01-02
Filing date: 2007-01-02
Publication date: 2008-12-29
Also published as: CZ299909B6

Abstract

Zpusob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadu jejich mísením s dvouvrstvými jílovitými materiály kaolinitického typu, kdy dvouvrstvé jílovité materiály, zahráté na teplotu v rozmezí od 15 do 60 .degree.C, se mísí ve vodném alkalickém prostredí, címž se v nich vytvárí prostorová alkalicky aktivovaná alumino-silikátová matrice, a pak se mísí s radioaktivními odpady v množství od 45 do 85 % hmotn. smesi tak, že se nastartuje polymerní reakce postupne v celém objemu reakcní smesi, následne se smes samovolne vytvrzuje pri teplote a tlaku okolí v závislosti na teplote okolí po dobu 4 až 12 hodin a vytvárí solidifikát s minimální pevnostív tlaku 5 MPa, ve kterém je radioaktivní odpad trvale vázaný do alumino - silikátové matrice. Od okamžiku zhomogenizování smesi se mísení muže provádet pri teplote smesi do 25.degree.C ješte nejméne dalších 10 minut. Radioaktivním odpadem je látka, vybraná ze skupiny, zahrnující radioaktivní kaly ze sekundárního chladícího okruhu jaderné elektrárny s obsahem 50 až 70 % hmotn. vody, radioaktivní kaly s obsahem 50 až 70 % hmotn. vody, kontaminované cásteckami vycerpaných ionexu, vycerpané ionexy,popel spálených vycerpaných ionexu a radioaktivníodpady ve forme roztoku neutrální, kyselé nebo zásadité vody s rozpuštenými radioaktivními anorganickými látkami a solemi kovu a nekovu, zahrnujícímiSr, Cs, Fe, Co, Cu, Ni a B. Vycerpané ionexy se pred smísením s dvouvrstvými jílovými minerály kaolinitického typu s alkalicky aktivovanou alumino-silikátovou matricí mohou rozemlít, címž se poruší jejich kulovitý tvar.

Description

Způsob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů.

Oblast techniky

Předmětem tohoto vynálezu je způsob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů.

Dosavadní stav techniky

Odpady z jaderných eiektráren, obecně radioaktivní odpady, jsou v současné době ukládány v ocelových sudech a solidifikovány cementací nebo bitumenací. Obě tyto metody mají své limity a nedostatky. Z cementových solidifikátů se radioaktivní materiál vodou vyluhuje, to znamená, že v případě zaplavení úložiště se radioaktivní látky mohou dostat do okolního prostředí, především do podzemích vod. Bitumenace, to je ukládání radioaktivních odpadů do asfaltových směsí, má nevýhody v tom, že je nutno odpady nejdříve vysušit. Další nevýhodou bitumenace je skutečnost, že v úložišti dochází k vývoji methanu. Je zapotřebí zajišťovat větrání a to přináší další doprovodné náklady.

Je známo, že pro využití elektrárenských a teplárenských popelů a popílků a pro zneškodňování kalů odpadních vod z průmyslových výrob a galvanoven se v omezeném rozsahu používají geopolymerní kompozity, které mohou být na, bázi jílových minerálů

ÁS 5539140 a dalších. Kaolinitické jílové materiály poskytují po tepelné aktivaci jílu ve vodném alkalickém prostředí solidifikáty s vysokými pevnostmi v tlaku prostém a jsou dobrou matricí pro inhibici a solidifikaci nebezpečných a toxických látek. Využívá se přitom jedné z výrazných vlastností geopolymerů, kterou je možnost uzavírat do prostorové anorganické poíymerní sítě velké množství dalších anorganických látek a účinně je vázat do strukturní sítě. Nevýhodou geopolymerních matric je jejich pórovítost, především otevřená pórovitost, která se projevuje jako nasákavost matric. Z toho plynou omezení jejich využití. Vykazují naopak dlouhodobou stabilitu a zvyšující se pevnost a bylo prokázáno, že geopolymerní vazby projevují progresivní tendenci. Vedle této vlastnosti vyniká především odolnost proti ohni - materiály anorganického typu ani nehoří, ani nevydávají zplodiny, oproti cementům jsou odolné až do přibližně 1000 °C a pak s výjimkou dodatečného smrštění nepodléhají rozkladu, ale jsou konvertovány na keramické hmoty. Současné bylo prokázáno, že uvedené materiály nepodléhají změnám při prudké změně teploty a jsou odolné vůči vlivům kyselin a zásad. Je známo, že mají schopnost vázat a zapouzdřit do vznikající prostorové polymemí sítě velké množství plniv, například až 75 % hmotn. písku.

• « » ·

- 2Stabilizace toxických a radioaktivních odpadů je popsána rovněž v patentových spisech Gfr 2270910, US 4028265 a US 4632778. V případě dokumentu GB 2270910 jsou toxické nebo radioaktivní odpady uzavřeny v betonové matrici po předchozí absorpci ve vypáleném jílovitém materiálu. Obdobně v dokumentech US 4028265 a US 4632778 je fixace odpadu provedena v keramickém materiálu, kdy je produkt po míchání pálen. Společným znakem uvedených technologii je míšení radioaktivních odpadů s jílovými materiály, včetně dvouvrstvých jílových materiálů, a následné tepelné zpracování směsi za vysokých teplot, to znamená výpal směsi, kdy se jílová složka přetváří na složku keramickou. Nevýhodou je nadměrná spotřeba enegie, především v důsledku závěrečného vypalování, aby se získal tuhý produkt.

Cílem tohoto vynálezu je uzavřít odpady z jaderných elektráren do prostorové anorganické polymemí šité, dosáhnout solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů v podmínkách nízkých provozních nákladů a nízké spotřeby energie.

Podstata vynálezu

Vynález se týká způsobu solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů jejich míšením s dvouvrstvými jílovitými materiály kaolinitického typu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že dvouvrstvé jítovité materiály, zahřáté na teplotu v rozmezí od 15 do 60 °C, se mísí ve vodném alkalickém prostředí, čímž se v nich vytváří prostorová alkalicky aktivovaná aluminosilikátová matrice, a pak se mísí s radioaktivními odpady v množství od 45 do 85 % hmotn.

směsi tak, že se nastartuje polymemí reakce postupně v celém objemu reakční směsi, následné se směs samovolně vytvrzuje pň teplotě a tlaku okolí v závislosti na teplotě okolí po dobu 4 až 12 hodin a vytváří solidifikát s minimální pevností v tlaku 5 MPa, ve kterém je radioaktivní odpad trvale vázaný do alumino - silikátové matrice. Dvouvrstvé jílové minerály 20 kaolinitického typu se mohou ohřívat na teplotu od 15 do 25 C, případné od TS do 25 °C.

Od okamžiku zhomogenizování směsi se míšení může provádět při teplotě směsi do 25^C ještě nejméně dalších 10 minut.

Radioaktivním odpadem je látka, vybraná ze skupiny, zahrnující radioaktivní kaly ze sekundárního chladicího okruhu jaderné elektrárny s obsahem 50 až 70 % hmotn. vody, radioaktivní kaly s obsahem 50 až 70 % hmotn. vody, kontaminované částečkami vyčerpaných ionexů, vyčerpané ionexy, popel spálených vyčerpaných ionexú a radioaktivní odpady ve formě roztoků neutrální, kyselé nebo zásadité vody s rozpuštěnými radioaktivními anorganickými látkami a solemi kovů a nekovů, zahrnujícími Sr, Cs, Fe, Co, Cu, Ni a B.

» · * «

Výhodou je dosažení solidifikace radioaktivních odpadů v podmínkách nízkých provozních nákladů a nízké spotřeby energie. Tyto výhody jsou výrazné při porovnání s dosavadními technologiemi solidifikace radioaktivních odpadů cementací nebo bitumenací.

Vyčerpané ionexy se před smísením s dvouvrstvými jílovými minerály kaolinitického typu s alkalicky aktivovanou alumino-silikátovou matricí mohou s výhodou rozemlít, čímž se poruší jejich kulovitý tvar. Mletím ionexú se zničí jejich kulovitá struktura, což znamená především snížení nebo výrazné potlačeni efektu jejich bobtnání, a tím odstranění změny objemu vyčerpaných ionexů. Vyčerpané ionexy se z kulovitých částic méní na vláknitý materiál, který lze vmíchat do trojrozměrné sítě tvořené alkalicky aktivovanými alumino-siiikáty.

Příklady provedeni vynálezu

Radioaktivní odpad se odebírá ze zásobníku kalu nebo ionexu v jaderné elektrárně a zpracovává se kontinuálně nebo diskontinuálné. Reálný kal je složitý, těžko definovatelný systém z hlediska chemického siožení, tak i svého původu. Je to sediment ve sběrné nádrži, kam se svádí kal ze sekundárního chladícího okruhu jaderné elektrárny. Tento sediment je radioaktivní tmavá, lepkavá a nesourodá kašovitá hmota, která obsahuje 50 až 70 % hmotn. vody, pokud není dodatečně odvodněna. Jeho pevná fáze je složena z částic nejrůznějšího původu, částic ze stěn potrubí, minerálních i organických částic prachu, textilních, anorganických i živočišných vláken, nerozpustných solí, i pevných kovových částic. Obsahuje nebezpečné rozpuštěné látky, například sol(fjedovatých kovů a radioaktivních izotopů. Chemické složeni je proměnlivé a natolik široké, že neposkytuje žádný definitivní obraz. Kal radioaktivního odpadu je proto definován pouze z hlediska obsahu vody, resp. sušiny a z hlediska své radioaktivity. Může být kontaminován kulovitými částečkami vyčerpaných ionexů, které se do něj případně dostaly technologickým nedopatřením a které mají být shromažďovány v jiné nádrži. Jejich obsah v kalu je neznámý, avšak je nutné očekávat, že budou v nádrži s kalem nehomogenně rczptýíeny a mohou tvořit početné shluky a tedy kal s vyšším obsahem ionexú než v jiném místě nádrže s kalem. Radioaktivní odpady mohou být ve formě roztoku (voda s rozpuštěnými radioaktivními anorganickými látkami, neutrální, kyselá i zásaditá, s libovolnou koncentrací soli kovů i nekovů, například Sr, Cs, Fe, Co, Cu, Ni a B).

Radioaktivní odpad je automaticky navazován nebo dávkován objemovým nebo časově krokovým dávkováním a podáván do zařízení, jehož míchací nádobu může tvořit vlastní úložný sud. Tato nádoba je uspořádána s míchadlem pro míchání směsí dvouvrstvých jílových minerálů kaolinitického typu, například metakaolmu, s alkalickým roztokem pro

I » « II · · II

vytvoření alumino-silikátové matrice s radioaktivními odpady v celém objemu nádoby. Míchadlo je uspořádáno výškově posuvně pro vyjmuti z nádoby pro homogenizaci směsi, tak, aby po ukončeném míchání mohlo být míchadlo vytaženo a obsah nádoby byl pak ponechán v klidu k vytvrzeni. Nádoba je pak automaticky odsunuta a nahrazena další prázdnou nádobou a cyklus se kontinuálně opakuje. Plné nádoby (sudy) s nastartovanou chemickou reakcí obsahu nebo již s obsahem vytvrzeným se dopravují na úložiště radioaktivního odpadu.

Radioaktivní odpady se v nádobě mísí s dvouvrstvými jílovými minerály kaolinitického typu, například metakaolinem, s alkalicky aktivovanou alumino-silikátovou matricí při teplotě od 15 do 60 °C (s výhodou od 15 do 25 °C, případně od 20 do 25 °C), kde tyto minerály jsou v množství od 45 do 85 % hmotn. směsi, čímž se nejprve nastartuje polymemí reakce, načež se solidikát při udržování daného rozmezí teplot vytvrzuje v závislosti na teplotě okolí v rozsahu od 4 do 12 hodin.

V jiném příkladu provedení, například při solidifikaci a stabilizaci samotných vyčerpaných ionexú, mohou být ionexy v předcházejícím technologickém kroku rozemlety ve střižním, kulovém nebo vibračním mlýnu, s případným použitím abraziva. Vyčerpané ionexy se před smísením s dvouvrstvými jílovými minerály kaolinitického typu s alkalicky aktivovanou atumino-silikátovou matricí rozemelou, čímž se poruší jejich kulovitý tvar. Mletí ionexů, kdy se zničí jejich kulovitá struktura, znamená především sníženi nebo výrazné potlačení efektu jejich bobtnání, a tím odstranění zásadní překážky - změny objemu vyčerpaných ionexů.

Bylo prokázáno, že i když jsou v anexech přítomny anioný roztoků kyselin jako BO₃'³, případně NO₃', nemají tyto anioný vliv na vznik a trvanlivost polymemí sítě. Při mletí, a to ať již v přítomností abraziv (písek, popel), nebo i v případě, že jsou vyčerpané ionexy mlety samostatně na střižním mlýnu, nedochází k uvolňování kapalin. Vyčerpané ionexy se z kulovitých částic mění na vláknitý materiál, který lze úspěšně vmíchat do trojrozměrné sítě tvořené alkalicky aktivovanými alumino-silikáty.

Ionexy se skládají z anexů a katexů (syntetizované vysoce odolné organické polymemí látky), které jsou schopné několikanásobné, to je regenerovatelně, vyměňovat aníonya kationý z vodných roztoků. Příkladem je tak zvané změkčování vody, kdy je zachycován ve vodě rozpuštěný vápník a vyměňován za sodík v katexu, čímž dochází ke snížení až odstranění nebezpečí tvorby vodního kamene (využití pro myčky nádobí, keramický průmysl a další). Regenerace se v tomto případě provádí prolitím ionexů roztokem kamenné soli (NaCI). lontoměniče ve vodě mění svůj objem, bobtnají, a pří sušení opět objem zmenšují. Tento efekt značně ztěžuje inhibici vyčerpaných ionexů v pórovitých matricích (cement,

I » — 5anorganický polymer). Voda postupně proniká solidifikátem a bobtnající ionexy způsobí rozpad solidifikátu. Běžně je zapotřebí solidifikovat vyčerpané ionexy z jaderných elektráren, jako radioaktivní odpad s obsahem až 50 % hmotn. vody. Tvrdnutí anorganického polymeru (alkalicky aktivovaných alumino - silikátů) je založeno na postupném řetězení aluminosílikátů v alkalickém vodném prostředí. Při vmíchání kulovitých částic ionexů ve vytvářené třírozměrné polymemí síti dochází k jejich solidifikaci. Při namočení solidifikátu do vody se mění objem uzavřených ionexů (polymemí síť je pórovitá) a při plnění vyšším než 10 % hmotn. se solidifikát postupné «jzpaaá. Z tohoto důvodu se vyčerpané ionexy před smísením s dvouvrstvými jílovými minerály kaolinitického typu s alkalicky aktivovanou alumino-silikátovou matricí rozemelou, čímž se zničí jejich kulovitá struktura a výrazně se sníží nebo potlačí efekt jejich bobtnání, to je změna objemu.

Pro zamíchání do anorganického polymeru, tvořeného metakaolinem s alkalicky aktivovanou alumino-silikátovou matricí, mohou být rovněž použity ionexy, které jsou spáleny a solidifikován je jejich nespalitelný zbytek v podobě popela. Při spalování vyčerpaných ionexů se bobtnání ztrácí úplně a vzniklý popel, který má jen asi 20 % hmotn. původního objemu, se snadno a homogenně vmíchá do trojrozměrné sítě. Dosahuje se tak nejvyššího plněni (poměr matrice a inhibovaného materiálu, to je radioaktivního odpadu) a dobrých mechanických vlastností, pevnosti v tlaku solidifikátu vyšší než 10 MPa, v kombinaci s nízkou nebo takřka zanedbatelnou vychovatelností radioaktivních látek do vody.

Radioaktivní odpady, například kaly, ionexy nebo roztoky radioaktivních odpadů, jsou přimíchávány již od počátku směšování všech zúčastněných složek a jejich vysoký obsah vody, znemožňující klasické postupy, slouží jako rozdélávací voda. Jestliže jsou odpady suché, to je s obsahem do 5 % hmotn. vody, jsou přimíchávány až po náběhu reakce anorganického polymeru a vytvoření účinného pojivá.

Způsob kontinuální nebo diskontinuální výroby solidifikátů radioaktivních odpadů, například kalu a ionexů, probíhá následovně : Odebraná dávka kašovitého kalu nebo ionexů, obsahujícího 50 až 70 % hmotn. vody, se smíchá s pevnou a kapalnou složkou anorganického polymeru, například metakaolinu, a míchá se po dobu 40 minut. Tim se nastartuje polymemí reakce a hmota se po vytažení míchadla z míchací nádoby ponechá vytvrdnout. Změněné složení odpadu, vnášejícího do reakční směsi další vodu nebo roztoky kyselin (například kyseliny dusičné nebo kyseliny borité), mění i výsledné vlastnosti solidifikátu, a to jeho pevnost a chemickou odolnost v kyselinách, zásadách nebo ve vodé. Úpravami poměrů, to je změnou obsahu vody a alkalických aktivátorů, například NaOH, CsCO₃, Na₂CO₃, KOH, K₂CO₃, lze dosáhnout stálosti solidifikátu, to je jeho pevnosti a • · « · · • ·

I « — 6 -r a · « i« «· · odolnosti k vyluhování škodlivin. Pro názornost jsou uvedeny příklady použiti vynálezu pro stabilizaci různých forem radioaktivního odpadu (jednotlivé složky jsou v hmotnostních procentech). Kal radioaktivního odpadu obsahuje kovy i nekovy, například Sr, Cs, Fe, Co, Cu, Ni a B. Pod pojmem účinnost plnění se rozumí množství inhibované látky (radioaktivního odpadu) k celkovému množství solidifikátu. V ionexech jsou přítomny aniony roztoků kyselin jako BO₃ ³, případně NO₃', a kationý, především Cs, Fe, Co. AAAS znamená alkalicky aktivované alumino-silikáty.

Přiklad 1

Solidifikace kalu radioaktivního odpadu

Složení odpadu	obsah vody	obsah ionexú v kalu	přídavek AAAS	účinnost plnění
Kal	25%	0%	50%	55%
Příklad 2
Složení odpadu	obsah vody	obsah ionexú v kalu	přídavek AAAS	účinnost plnění
Kal	50%	0%	50%	20%
Příklad 3
Složení odpadu	obsah vody	obsah ionexú v kalu	přídavek AAAS	účinnost plnění
Kal	50%	50%	50%	20%
Přiklad 4
Složení odpadu	obsah vody	přídavek AAAS	účinnost plnění
lonexy mleté	50%	60%	20%
Příklad 5
Složení odpadu	obsah vody	přídavek AAAS	účinnost plnění
lonexy spálené		0%	80%	100 až 120%

na nespalitelný zbytek

V míchacím zařízení (míchací nádobě s míchadlem, při poměru 2 :1 poloměru dna nádoby a poloměru míchadla) jsou alkalicky aktivované alumino-silikáty (případně s přídavkem vody) míchány po dobu přibližně 20 až 30 minut při otáčkách míchadla 500 ot/min, čímž se nastartuje polymerní reakce. Účinek míchání je podstatně vyšší na lopatkách míchadla, závisí také na tvaru a úhlu nastavení míchadla. Kal, který má 25 % hmotn. vody v příkladu 1, se přidává po náběhu reakce, kal v příkladu 2 je účasten reakce od jejího počátku. Tím se využije voda v kalu jako voda rozdélávací. V případě přehřátí směsi intenzivním třením při « « «

t t 4 » t 1 · «4

- 7 — /i:·::::*::

f » » » t * «4 · · * míchání může být aplikováno chlazení, aby se zabránilo nerovnoměrnému průběhu reakce. Rozmíchaný materiál se ponechá po vytažení míchadla v míchací nádobě (sudu) ztvrdnout.

V příkladu 3 se směs kalů s ionexy přidává na počátku. V příkladu 4 při samotných ionexech se přidávají ionexy průběžně, ať jsou celé nebo mleté. Jsou-li ve formě popela, v příkladu 5, přidávají se vždy až po úplném náběhu polymemí reakce, čímž suspenzi AAAS zahustí.

V případě roztoků s rozpuštěnými kovy, například radioaktivními Cs, Co, Sr, Fe, Cr, Cu, Ni a ostatními, se roztok přidává na počátku jako rozdělávací voda, je-li kyselý, až po neutralizaci.

V případě radioaktivních odpadů v pevné fázi se tyto odpady přidávají do suspenze AAAS až na konci míchání.

Příklad 6 Solidifikace katu RAO

Složení:

Parametry míchání: teplota °C

Pozn.: RAO znamená radioaktivní odpad; kaí obsahuje Sr, Cs, Fe, Co, Cu, Ni, B.

Přiklad 7 Solidif ikace kalu RAO

Složení:

Parametry míchání: teplota °C

Příklad 8 Solidifikace kalu RAO

Složení:

Parametry míchání: teplota °C obsah vody v kalu přídavek AAAS 50% otáčky 500 ot/min

25% účinnost plnění 38% doba mícháni 45ίτιίη obsah vody v kalu 50 % přídavek AAAS účinnost plnění 58 % 20 % otáčky doba míchání 800 ot/min 45 min obsah vody v kalu 50 % přídavek AAAS 58% otáčky 800 ot/min účinnost plnění 20% doba míchání 30 min

Přiklad 9 Solidifikace kalu RAO

Složení:

teplota 35 °C

Parametry míchání:

obsah vody v kalu 50 % přídavek AAAS účinnost plnění 58 % 20 % otáčky doba míchání

500 ot/min 15 min *

a « • «

	r »i 4 i « * « 1 · 4 4 4 · - 8 - «14* ·« 4· «·
Příklad 10 Solidifikace kalu RAO	obsah vody v kalu 50 %
Složení:	přídavek AAAS účinnost plnění 58 % 20 %
Parametry míchání: teplota 25 °C	otáčky doba míchání 150Qot/min 15 min
Příklad 11 Solidifikace kalu RAO	obsah vody v kalu 0 %
Složení:	přídavek AAAS účinnost plnění 51 % 49 %
Parametry míchání; teplota 25 °C	otáčky doba míchání 800 ot/min 45 min
Příklad 12 Solidifikace kalu RAO	obsah vody v kalu 70 %
Složeni:	přídavek AAAS účinnost plnění 56% 13%
Parametry míchání: teplota 25 °C	otáčky doba míchání 800 ot/min 45 min

Příklad 13 Solidifikace kalu RAO s ionexy obsah vody 50 %

Složení: obsah ionexů v kalu 50% Parametry míchání: teplota 25 °C

přídavek AAAS účinnost plnění 50 % 25 % otáčky doba mícháni 800 ot/min 45 min

Příklad 14 Solidifikace kalu RAO s ionexy obsah vody v kalu 50 %

Složení: obsah ionexů v kalu 25%	přídavek AAAS účinnost plnění 50 % 25 %
Parametry míchání: teplota 25 °C	otáčky doba míchání 800 ot/min 45 min
Příklad 15 Solidifikace celvch ionexů	obsah vody v ionexů 50 %
Složení:	přídavek AAAS účinnost plnění 80 % 10 %
Parametry míchání: teplota 25 °C	otáčky doba míchání 800 ot/min 45 min

- 9 t* U 4 1 «1 U • 1«« * · _#i *·» »1

Příklad 16 Solidifikace mletých ionexů	obsah vody v ionexu 50 %
Složení:		přídavek AAAS 60%	účinnost plnění 20%
Parametry míchání:	teplota	otáčky doba míchání
	25 °C	800 ot/min	45 min

Příklad 17 Solidifikace popelů ionexů zbytek popela z původního ionexu 18,5 % Složení: přídavek AAAS účinnost plnění

	80%	108%
Parametry míchání:	teplota 25 °C	otáčky 800 ot/min	doba míchání 45 min

Průmyslová využitelnost vynálezu

Vynález je určen k solidifikaci a stabilizaci radioaktivních odpadů z jaderných elektráren, zahrnujících radioaktivní kaly ze sekundárního chladicího okruhu jaderné elektrárny s obsahem 50 až 70 % hmotn. vody, radioaktivní kaly s obsahem 50 až 70 % hmotn. vody, kontaminované částečkami vyčerpaných ionexů, vyčerpané ionexy, popel spálených vyčerpaných ionexů a radioaktivní odpady ve formě roztoků neutrální, kyselé nebo zásadité vody s rozpuštěnými radioaktivními anorganickými látkami a solemi kovů a nekovů, zahrnujícími Sr, Cs, Fe, Co, Cu, Ni a B.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů jejich míšením s dvouvrstvými jílovitými materiály kaolinitického typu, vyznačující se tím, že dvouvrstvé jílovité materiály^ zahřáté na teplotu v rozmezí od 15 do 60 “C^se mísí ve vodném alkalickém prostředí, čímž se v nich vytváří prostorová alkalicky aktivovaná alumino-silikátová matrice, a pak se mísí s radioaktivními odpady v množství od 45 do 85 % hmotn. směsi tak, že se nastartuje polymemí reakce postupně v celém objemu reakční směsi, následně se směs samovolně vytvrzuje při teplotě a tlaku okolí v závislosti na teplotě okolí po dobu 4 až 12 hodin a vytváří solidifikát s minimální pevností v tlaku 5 MPa, ve kterém je radioaktivní odpad trvale vázaný do aluminol -^silikátové matrice.
2. Způsob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů podle nároku 1, vyznačující se tím, že dvouvrstvé jílové minerály kaolinitického typu se ohřívají na teplotu od 15 do 25 °C.
3. Způsob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů podle nároku 2, vyznačující se tím, že dvouvrstvé jílové minerály kaolinitického typu se ohřívají na teplotu od 20 do 25 °C.
4. Způsob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující^sje tím, že od okamžiku zhomogenizování směsi se míšení provádí při teplotě směsi do 25(Ό ještě nejméně dalších 10 minut.

Λ
5. Způsob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že radioaktivním odpadem je látka^ vybraná ze skupiny^zahrnující radioaktivní kaly ze sekundárního chladícího okruhu jaderné elektrárny s obsahem 50 až 70 'o vody,’ radioaktivní kaly s obsahem 50 až 70 % hmotn. vody, kontaminované částečkami vyčerpaných ionexů; vyčerpané ionexy; popel spálených vyčerpaných ionexů a radioaktivní odpady ve formě roztoků neutrální, kyselé nebo zásadité vody s rozpuštěnými radioaktivními anorganickými látkami a solemi kovů a nekovů, zahrnujícími Sr, Cs, Fe, Co,

Cu, Ni a B.
6. Způsob solidifikace a stabilizace radioaktivních odpadů podle nároku 5, vyznačující se tím, že vyčerpané ionexy se před smísením s dvouvrstvými jílovými minerály kaolinitického typu s alkalicky aktivovanou alumino-silikátovou matricí rozemelou, čímž se poruší jejich kulovitý tvar.