KR20090045329A - 고체 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 유출물 중의 라듐안정화 방법 - Google Patents

고체 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 유출물 중의 라듐안정화 방법 Download PDF

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데니스 바이르
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꽁빠니 유로삔느 뒤 지르꼬니움 세쥐
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Abstract

본 발명은 유출물과 금속 염화물을 혼합한 다음, 수득된 혼합물을 설페이트 이온과 반응시켜 안정화된 라듐을 함유하는 유출물을 수득하는, 라듐-함유 유출물에 존재하는 라듐의 안정화 방법에 관한 것이다. 염화물은 염화바륨, 염화스트론튬 또는 염화납일 수 있다. 설페이트 이온은 황산, 황산 무수물, 가용성 설페이트 또는 가용성 설페이트 염의 첨가에 의해 공급될 수 있다. 본 발명의 방법은 특히, 지르코늄 야금 또는 화학으로부터의 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 유출물의 처리에 또는, 우라늄-함유 미네랄의 처리에 적용된다.
라듐-함유 유출물, 라듐의 안정화, 금속 염화물, 설페이트 이온.

Description

고체 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 유출물 중의 라듐 안정화 방법{Method of radium stabilization in solid effluent or effluent containing substances in suspension}
본 발명은 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물에 존재하는 라듐을 안정화시킬 수 있는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 우라늄-함유 미네랄의 가공으로부터의 유출물 및 지르코늄 화학 또는 야금으로부터의 유출물의 처리에 적용될 수 있다. 본 발명은 또한 이러한 유출물 중의 라듐의 안정화 방법에 관한 것이다.
본 발명의 범위내에서 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물은 다양한 함량의 라듐을 가질 수 있는 다양한 유형의 유출물로서 이해된다. 이들은 액체 유출물, 반고체 유출물 또는 라듐-함유 슬러지, 또는 고체 유출물 또는 라듐-함유 폐기물(예: 입자, 과립, 케이크 등의 형태)일 수 있다.
고체 유출물을 구성하는 고체 물질의 함량 및 조성, 또는 액체 유출물, 반고체 유출물 또는 라듐-함유 슬러지에서의 현탁액 속의 물질의 함량 및 조성은 다양하지만, 이들은 pH에 따라 용해될 수 있는, 라듐이 아닌 다른 금속의 염 및 산화물을 포함한다.
본 발명에 따르면, 액체 유출물은 현탁액 속의 물질을 5 내지 70 g/ℓ, 보다 특히 5 내지 50 g/ℓ 함유하는 유출물로서 이해되며, 반고체 유출물 또는 라듐-함유 슬러지는 현탁액 속의 물질을 70 내지 300 g/ℓ, 보다 특히 150 내지 300 g/ℓ 함유하는 유출물로서 이해되고, 고체 유출물 또는 라듐-함유 폐기물은 액체, 물 또는 용매의 함량이 매우 낮거나 0인 것을 특징으로 한다.
방사-원소들 중, 라듐은 가장 엄격한 배출 기준을 갖는 것들 중 하나이다. 금속 추출로부터 또는 미네랄 물질 가공으로부터의 많은 유출물은 라듐을 함유할 것으로 생각된다. 이는 우라늄-함유 미네랄에서 그러하다. 이는 또한, 지르코늄 탄화염소화 장치의 용해물 및 다양한 세척액으로부터 수득되는, 그리고 지르코늄과 하프늄의 분리 공정, 예를 들면, 용융 염 증류 기술에 의한 그리고 액체-액체 추출(MIBK, HCNS)에 의한 사염화지르코늄과 사염화하프늄의 분리로부터 수득되는 액체 및 반고체 유출물(이때 유출물에는 매우 소량의 라듐이 일반적으로 존재한다)의 경우에도 그러하다.
라듐은 물에 가용성이고 매우 용이하게 침출되는 단점을 가지며, 이는 버려지는 고체 또는 반고체 유출물(슬러지) 속에 저장하기 어렵게 만든다.
예를 들면, US4423007, DE1005240 또는 FR2562312호에 라듐 및 바륨의 이중 황산염, Ba(Ra)SO4의 형태로 라듐을 침전시킴으로써 라듐 오염제거하거나 액체 유출물로부터 라듐을 제거하는 방법이 공지되어 있다. 이들 방법은, 예를 들면, 여과에 의해, 현탁액 속의 물질이 제거된 후 수득된 물 또는 액체 유출물에 대해 수행한다.
본 발명의 목적은 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물에 존재하는 라듐을 안정화시킬 수 있는 방법을 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 유출물, 특히 액체 또는 반고체 유출물에 매우 소량으로 존재하는 라듐을 안정화시킬 수 있는 방법을 제안하는 것이다. 매우 소량이라는 개념은 라듐-함유 유출물 ℓ당 또는 ㎏당 1000 Bq 이하, 특히 라듐-함유 유출물 ℓ당 또는 ㎏당 600 Bq 이하의 라듐 함량을 의미하는 것으로 이해한다.
본 발명의 다른 목적은 유출물, 특히 반고체 유출물 또는 라듐-함유 폐기물에 보다 다량으로 존재하는 라듐을 안정화시킬 수 있는 방법을 제안하는 것이다. 보다 다량의 개념은 라듐-함유 유출물 ℓ당 또는 ㎏당 1000 Bq 초과 라듐 함량을 의미하는 것으로 이해하며, 라듐-함유 유출물 g 또는 ㎖당 1000 Bq, 특히 600 Bq에 이를 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 침출되지 않거나 단지 매우 약간만 침출되는 안정화된 라듐을 수득할 수 있는 방법을 제공하는 것이며, 단지 약간만 침출성이거나 전혀 침출성이 없는 고체 또는 반고체 부산물인 안정화된 형태로 라듐을 저장할 수 있는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 지속할 수 있는 전개면에서 유용하며, 산업 공정으로부터 수득되는 고체 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 유출물의 연속 처리에 적합한 방법을 제안하는 것이다.
이들 목적은 본 발명에 의해 성취되며, 본 발명은 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물에 존재하는 라듐을 안정화시키는 방법 에 관한 것으로, 본 발명 방법에서는 유출물과 금속 염화물을 혼합한 다음, 수득된 혼합물을 설페이트 이온과 반응시켜 안정화된 라듐을 함유하는 유출물을 제공한다.
본 발명의 특징에 따르면, 액체 라듐-함유 유출물은 현탁액 속의 물질을 5 내지 70 g/ℓ, 보다 특히 5 내지 50 g/ℓ 함유한다.
다른 특징에 따르면, 반고체 유출물 또는 라듐-함유 슬러지는 현탁액 속의 물질을 70 내지 300 g/ℓ, 보다 특히 150 내지 300 g/ℓ 함유한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 라듐-함유 유출물은 고체이다.
본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 방법은 금속 염화물과 혼합하기 전에 고체 입자를 제거하는 단계를 포함하지 않는다.
본 발명의 특징에 따르면, 염화물은 염화바륨, 염화스트론튬 또는 염화납이다. 염화물은 또한 상기 언급한 염화물들 중 두 개의 또는 세 개 모두의 혼합물일 수 있다. 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 염화물은 염화바륨이거나, 염화바륨을 포함한다.
본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 따르는 방법은 이중 황산염(즉, 금속 염화물로부터 수득되는 금속 및 라듐의 황산염)의 형성을 초래한다. 하나의 양태에 따르면, 염화바륨과 설페이트 이온의 사용은 불용성인 이중 황산염 Ba(Ra)SO4의 형성을 초래한다.
따라서, 안정화는 라듐이 침전에 의해 물 및 수성 유출물에 불용성이 되는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이는 또한 불용성 이중 황산염이 유출물의 현탁 액 속의 물질에 "고착(fixed)"되거나 포획(trapped)을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 방법은 라듐에 대해 과량의 금속 염화물 및 설페이트 이온을 사용하여 수행하며, 이는 라듐 원자당 한 개를 초과하는 금속 분자 및 한 개를 초과하는 설페이트 이온 분자가 존재하도록 보장함을 의미한다.
본 발명의 특징에 따르면, 금속 염화물(즉, 금속 이온)과 설페이트 이온의 몰 비는 1에 근접한다.
설페이트 이온은 (i) 이온의 형태로, (2i) 혼합물 속에서 하나 이상의 설페이트 이온을 생성할 수 있는 설페이트 이온 발생제에 의해, 또는 (3i) 상기 2종의 물질들의 임의의 비의 혼합물에 의해 공급될 수 있다.
바람직한 양태에 따르면, 설페이트 이온은 황산 또는 황산 무수물의 첨가에 의해 공급된다.
변형으로서, 설페이트 이온은 가용성 설페이트 또는 가용성 설페이트 염(예: Na2SO4)의 첨가에 의해 공급될 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 설페이트 이온은 농도가 20 내지 50중량%인 황산 수용액에 의해 공급된다.
변형으로서, 황산 수용액은 90중량% 이상인 농도를 갖는다.
유출물과 금속 염화물 및 이후의 설페이트 이온과의 균질한 혼합물은 존재하는 최대량의 라듐을 포획하도록 할 수 있다. 당업자는 이러한 균질한 혼합물이 다음과 같은 각각의 상황에 따라 보장될 수 있도록 하는 교반 수단을 결정하는데 필 요한 기술을 갖는다: 유출물의 성질(액체, 반고체, 고체), 라듐 농도, 처리할 유출물의 용적 또는 질량, 처리 탱크의 치수, 배출 기준 등.
안정화된 라듐을 함유하는 유출물은, 안정화된 라듐을 함유하는 고체 부분으로부터 유출물의 액체 부분을 분리하기 위하여 처리할 수 있다. 응집, 여과 또는 응집과 여과를 사용할 수 있다. 임의로, 유출물의 pH는 응집 단계 측면에서 응집제 또는 응집 보조제의 함수로서 조절된다.
따라서, 본 발명의 특징에 따르면, 안정화된 라듐을 함유하는 유출물은 금속과 라듐의 이중 황산염이 형성된 후에 중화시킨다. 중화는 특히 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 동족 생성물을 사용하여 수행할 수 있다. 하나의 양태에 따르면, 유출물은 농도가 10 내지 50%인 수산화나트륨 용액을 사용하여 중화시킨다. 중화의 목적은 유용하게는 7 내지 10 및 바람직하게는 8 내지 9인 값으로 pH를 조절하는 것이다.
중화는 유용하게는 유출물에 존재하는 다른 금속들 중 일부 또는 전부를 침전시키거나 재침전시키고, 가용성 황산염의 형태인 라듐-함유 유출물에 존재할 수 있는, 몇몇 산화물(예: 산화우라늄)의 용해를 피할 수 있도록 한다.
본 발명의 특징에 따르면, 임의로 중화된 유출물의 응집은 응집제를 첨가하여 수행한다. 당업자는 모든 범위의 응집제, 특히 수처리에 사용되는 응집제들을 구입할 수 있다. 이들 중, 폴리아크릴아미드 응집제를 특히 언급할 수 있다. 이러한 응집제로서, 예를 들면, FLOPAMR AN934 MPM 또는 BPM(제조원: SNF), PROSEDIM AS25(제조원: NALCO)이 사용될 수 있다.
이어서, 선행 단계로부터 수득되는 응집체는, 한편으로는 안정화된 라듐을 함유하는 고체 또는 반고체 잔사를 회수하기 위해, 그리고 다른 한편으로는, 라듐이 없거나 고갈된, 유출물의 액체 상을 회수하기 위해 처리할 수 있다. 본 발명의 방법에서 상기 과정을 수행하는 수단은 경사여과 단계, 여과 단계, 또는 경사여과와 여과 단계이다. 예로서, 응집체는 (i) 경사여과하거나, (2i) 여과하거나, (3i) 경사여과하고 이후 생성된 잔사를 여과한다. 여과는 적절한 산업용 필터, 예를 들면, 필터 프레스 또는 로타리 필터 상에서 수행할 수 있다.
본 발명의 변형에 따르면, 유출물은 미리 분해, 특히 초음파 처리한다. 이러한 처리는, 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물을 탄화염소화로부터 폐기시키는 경우에, 라듐을 포획할 것으로 생각되는, 유출물에 현탁된 고체 입자들 또는 유출물을 구성하는 고체, 예를 들면, 지르코늄 입자를 분해시키고자 의도된다. 상기 처리는 염화물과의 혼합 전에, 또는 설페이트 이온 또는 설페이트 이온 발생제와의 혼합 전에 수행할 수 있다.
본 발명에 따르는 방법은 라듐을 함유할 수 있는 액체 또는 반고체 유출물(예: 슬러지) 또는 고체 유출물(예: 입자, 케이크)의 처리시 사용될 수 있다. 실행 조건, 예를 들면, 금속/라듐 비, 설페이트 이온/라듐 비, 탱크의 치수, 체류 시간, 교반 용량, 초음파 또는 다른 분해 방법에 의한 라듐-함유 입자의 예비-처리는, 처리를 요하는 유출물에서 직면하는 라듐 함량이, 미량 또는 매우 소량, 예를 들면, 유출물 ℓ 또는 ㎏당 0.1 Bq로부터 최대량에 이르기까지, 얼마든지 간에, 현 탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 폐기물의 효과적인 처리를 허용한다. 따라서, 유리하게도, 본 발명의 방법은 시행중인 배출 기준에 따라 용이하게 조정될 수 있다. 본 발명의 방법은, 특히 핵 산업으로부터의 유출물의 처리시, 보다 특히 지르코늄 야금 동안 생성되는 유출물의 처리에, 지르코늄 스폰지의 제조 단계에서, 그리고 지르코늄/하프늄 분리 조작에서 사용될 수 있다. 정의하면, 표현 "지르코늄 야금(zirconium metallurgy)"은, 지르코늄 미네랄 및 주로, 지르코늄 및 하프늄을 함유하는 회수 가능한 금속들에 대해 수행되는 모든 통상적인 조작을 포함한다.
따라서, 유출물은 다음으로부터 생성될 수 있다:
- 지르코늄 무기물의 탄화염소화에 사용되는 장치의 용해물 또는 세척액,
- 탄화염소화 공정으로부터의 슬러지,
- 지르코늄 또는 하프늄의 추출 및 분리 공정에 사용되는 장치의 용해물 또는 세척액,
- 지르코늄 또는 하프늄의 추출 및 분리 공정으로부터의 슬러지,
- 이러한 유출물들 중 하나 이상의 혼합물.
다음은 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물의 통상적인 평균 조성의 예로서 제시된다:
- 탄화염소화 폐기물:
- C 30 내지 60%
- Zr 10 내지 30%
- Si 1 내지 20%
- Hf 0 내지 1%
- Al 0 내지 1%
- Ca 0 내지 0.5%
- Fe 1 내지 3%
- Cr 0 내지 0.1%
- K 0 내지 0.2%
- Ni 0 내지 0.1%
- U 0.5 내지 3%
- Y 0 내지 3%
- Th 0 내지 0.5%
모든 원소들은 현탁액으로 될 경우에 불용성이다.
- 탄화염소화 플랜트들로부터의 그리고 Zr/Hf 분리 공정으로부터의 유출물, 및 이러한 플랜트들로부터의 기체 처리수:
이들 유출물은 또한 분리 공정의 미네랄 용매의 용해 원소들을 함유할 수 있지만, 단 이러한 용해는 두 플랜트의 세척 유출물들에 첨가하기 전에 먼저 중화시킬 수 있어야 한다.
매우 다양한 혼합물은 다음을 포함한다:
- C 1 내지 15% 불용성
- Si 1 내지 10% 불용성(SiO2)
- Al 5 내지 40% pH에 따라 부분 가용성
- Zr 1 내지 8% pH에 따라 부분 가용성
- Fe 0.5 내지 2% pH에 따라 부분 가용성
- Hf 0.5 내지 3% pH에 따라 부분 가용성
- Ca 1 내지 4% pH에 따라 부분 가용성
- K 1 내지 30% 완전히 용액 형태
방사성 원소들은 소량(U < 0.1%)으로 존재한다.
본 발명의 이점은 본 발명의 방법이 산업 공정으로부터의 유출물 및 폐기물, 예를 들면, 지르코늄 화학 또는 야금 동안 생성되는 유출물 및 특히, 상기한 특별한 유출물을 연속적으로 처리하기 위하여 사용될 수 있다는 점이다. 하나의 산업활동으로부터의 유출물 또는 다수의 산업활동으로부터의 유출물이 처리를 개시하기 위한 원하는 용적이 수득될 때 까지 저장될 수 있는 다수의 피트(pit) 또는 탱크를 이용할 수 있는 것이 유용하다. 따라서, 다수의 탱크 또는 피트를 병렬 배열하여, 유출물의 처리가 피트들 또는 탱크들 중 하나에서 개시되는 경우에, 계속해서 생성되는 유출물은 처리를 위해 대기하는 다른 피트 또는 탱크 쪽으로 안내될 수 있도록 한다. 사용되는 설비는 다양한 유량으로 연속적인 처리를 수행할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 양태에 따라, 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물은 병렬 배치된 안정화 피트들 또는 탱크들로 연속적으로 보내어지고, 여기에서 유출물은 계속 교반되며, 피트 또는 탱크가 꽉 차면 유출물은 다음 피트 또는 탱크로 보내어지고 이때 막 채워진 피트에서 라듐 안정화 처리가 수행되고, 일단 안정화가 하나의 피트 또는 탱크에서 수행되면 안정화된 내용물들이 이로부터 제거되어, 이러한 피트 또는 탱크가 다시 안정화를 위한 유출물을 공급받을 수 있게 준비한다.
이제, 비-제한적 예로서 제시되는 본 발명의 양태들에 대한 설명에 의해 본 발명을 보다 상세히 기술한다.
실시예 1 - 라듐-함유 슬러지의 처리
설비는 세 개의 안정화 피트를 병렬로 포함하며, 이러한 피트들은 용적이 대략 30 ㎥이고 이러한 피트들이 함유하는 용적의 유출물의 균질한 혼합을 보장할 수 있는 교반 장치가 장착되어 있다. 지르코늄 처리 공정의 다양한 단계로부터의 슬러지는 원하는 용적이 수득될 때까지 제1 피트로 안내된 후에 다음 피트로 안내되는 한편, 안정화 처리는 제1 피트 또는 선행 피트에서 개시된다.
본 실시예에서, 유출물은 지르코늄/하프늄 분리 공정으로부터 그리고 지르콘의 탄화염소화로부터의 세척액 및 상기 분리 공정으로부터의 하프늄 잔사이다. 이제, 피트의 처리에 대해 상세히 기술할 것이며, 일단 균질하게 혼합된 슬러지는 다음을 포함한다:
Ra226: 4 Bq/㎏
Ra223: 12.1 Bq/㎏
Ra228: 4.6 Bq/㎏
염화바륨 40 ㎖를 유출물 ㎥당 150 g/ℓ의 양으로 안정화 피트에 가한다.
혼합물이 균질하도록 보장하기 위하여 교반을 수행한다.
그 다음에, 수득한 혼합물 ㎥당 34% 황산 15 내지 20 ㎖를 가한다.
혼합물이 균질하도록 보장하기 위하여 전체를 교반한다.
이어서, 생성된 안정화된 유출물을, 안정화 피트에 연이어 각각 설치된 세 개의 중화 피트로 이루어진 그룹에 속하는 하나의 중화 피트 쪽으로 보낸다.
수산화나트륨으로 중화시킨 후에, 응집제를 가한 다음, 필터 프레스 상에서 여과하기 전에, 경사여과를 수행한다. 필터에 의해 보유된 슬러지 및 또한 여액을 분석하여, 하기의 결과를 수득했다:
여액: Ra226: 0.57 Bq/ℓ
Ra223: 측정할 수 없음
Ra228: < 0.12 Bq/ℓ
슬러지: Ra226: 84 Bq/㎏
Ra223: 63.1 Bq/㎏
Ra228: 35 Bq/㎏
실시예 2 - 침출 시험
실시예 1에서 수득된 슬러지를 회수하고, 하기 기술되는 방법에 따라 침출 시험을 수행한다.
시험 설명: 잔사(슬러지) 100 g을 물 또는 산 또는 염기 1 ℓ와 혼합한다. 혼합물을 제시된 시간 동안(3 x 16h 또는 1 x 24h) 교반한 다음 여과한다. 침출물을 분석한다(표준화 시험 NF X 31 210, 침출 시험, 산성 또는 염기성 매질에서 방출 시험).
결과는 다음과 같다:
물에서 16시간 동안 침출 시험:
Ra226: < 0.1 Bq/ℓ
Ra223: 2.3 Bq/ℓ
Ra228: < 0.15 Bq/ℓ
물에서 32시간 동안 침출 시험:
Ra226: < 0.4 Bq/ℓ
Ra223: 0.48 Bq/ℓ
Ra228: < 0.12 Bq/ℓ
물에서 48시간 동안 침출 시험:
Ra226: < 0.5 Bq/ℓ
Ra223: 측정할 수 없음
Ra228: 측정할 수 없음
24-시간 침출 시험, pH 9, 수산화나트륨 사용:
Ra226: 0.7 Bq/ℓ
Ra223: 0.89 Bq/ℓ
Ra228: < 0.15 Bq/ℓ
24-시간 침출 시험, pH 5, HCl:
Ra226: 4.9 Bq/ℓ
Ra223: 8 Bq/ℓ
Ra228: 0.4 ± 0.2 Bq/ℓ
24-시간 침출 시험, pH 5, H2SO4사용:
Ra226: < 0.1 Bq/ℓ
Ra223: 1.4 Bq/ℓ
Ra228: < 0.06 Bq/ℓ
안정화 전에 24-시간 침출 시험:
Ra226: 15 Bq/ℓ
Ra223: 5.36 Bq/ℓ
Ra228: 3.4 Bq/ℓ
실시예 3 - 라듐-함유 슬러지의 처리
실시예 1을 다음을 함유하는 유출물 또는 라듐-함유 폐기물의 혼합물에 대해 반복한다:
Ra226: 107,000 Bq/ℓ
Ra223: 5,205 Bq/㎏
Ra228: 14,500 Bq/㎏
안정화 후, 다음 값이 수득된다:
여액:
Ra226: < 0.2 Bq/ℓ
Ra223: 측정할 수 없음
Ra228: < 0.2 Bq/ℓ
슬러지:
Ra226: 65,700 Bq/㎏
Ra223: 2,917 Bq/㎏
Ra228: 11,500 Bq/㎏
실시예 4 - 침출 시험
침출 시험은 실시예 3에서 수득된 여과 슬러지에 대해 반복한다.
물에서 16시간 동안 침출 시험:
Ra226: 0.6 ± 0.3 Bq/ℓ
Ra223: 2.27 Bq/ℓ
Ra228: 0.37 Bq/ℓ
물에서 32시간 동안 침출 시험:
Ra226: 0.2 ± 0.1 Bq/ℓ
Ra223: 1.64 Bq/ℓ
Ra228: < 0.5 Bq/ℓ
물에서 48시간 동안 침출 시험:
Ra226: 0.3 ± 0.1 Bq/ℓ
Ra223: 0.17 Bq/ℓ
Ra228: 0.09 Bq/ℓ
24시간 동안 침출 시험, pH 9, 수산화나트륨 사용:
Ra226: < 0.1 Bq/ℓ
Ra223: 측정할 수 없음
Ra228: < 0.3 Bq/ℓ
24시간 동안 침출 시험, pH 5, HCl 사용:
Ra226: 0.1 ± 0.05 Bq/ℓ
Ra223: 측정할 수 없음
Ra228: < 0.08 Bq/ℓ
24시간 동안 침출 시험, pH 5, H2SO4 사용:
Ra226: 0.2 ± 0.1 Bq/ℓ
Ra223: 측정할 수 없음
Ra228: < 0.3 Bq/ℓ
따라서, 본 발명에 따르는 방법은, 처리할 초기 유출물에 비해 감소된 용적 의 고체 또는 반고체 유출물 속에 라듐이 침전 및 포획될 수 있도록 한다. 침출 시험은 또한 유출물 속의 라듐이 안정한 형태로 농축되어, 환경적으로 허용되는 조건하에, 유출물의 액체상 일부를 임의로 제거한 후에, 고체 또는 반고체 유출물이 저장될 수 있도록 함을 보여준다.
본 발명을 실행한 이들 실시예는 본 발명을 제한적인 방식으로 고찰하게 해서는 안된다. 본 발명의 방법은 시약, 균질화 수단, 인큐베이션 시간(incubation time)의 선택면에서 조정되고, 다른 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물에 적용할 수 있음이 명백하다.

Claims (23)

  1. 유출물과 금속 염화물을 혼합한 다음, 수득한 혼합물을 설페이트 이온과 반응시켜 안정화된 라듐을 함유하는 유출물을 제공하는, 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물에 존재하는 라듐의 안정화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 라듐-함유 유출물이 액체이고, 현탁액 속의 물질을 5 내지 70 g/ℓ, 보다 특히 5 내지 50 g/ℓ 함유함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 유출물이 반고체이거나 라듐-함유 슬러지를 구성하고, 현탁액 속의 물질을 70 내지 300 g/ℓ, 보다 특히 150 내지 300 g/ℓ 함유함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 라듐-함유 유출물이 고체임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 금속 염화물, 즉 금속 이온과, 설페이트 이온과의 몰 비가 1에 근접함을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 금속 염화물과의 혼합 전에, 고체 입자의 제거 단계를 포함하지 않음을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 염화물 및 설페이트 이온이 라듐에 대해 과량으로 존재함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 염화물이 염화바륨, 염화스트론튬 또는 염화납임을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 설페이트 이온이 황산, 황산 무수물, 가용성 설페이트 또는 가용성 설페이트 염의 첨가에 의해 공급됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 설페이트 이온이 농도가 20 내지 50중량%인 황산 수용액에 의해 공급됨을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 설페이트 이온이 농도가 90중량% 이상인 황산 수용액에 의해 공급됨을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 안정화된 라듐을 함유하는 유출물을 중화시킴을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 중화를 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 사용하여 수행함을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 중화를 농도가 10 내지 50%인 수산화나트륨 용액을 사용하여 수행함을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, pH를 7 내지 10, 바람직하게는 8 내지 9의 값으로 조절함을 특징으로 하는 방법.
  16. 제12항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 유출물에 존재하는 다른 금속 또는 이의 일부를 중화에 의해 침전시킴을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 중화된 유출물의 응집은 응집제를 가함으로써 수행함을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 선행 단계로부터의 응집체를, 한편으로는 안정화된 라듐을 함유하는 고체 잔사를 회수하기 위해, 그리고 다른 한편으로는, 라듐이 없거나 고갈된, 유출물의 액체상을 회수하기 위해, 경사여과 또는 여과에 의해 처리함을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 여과를 필터 프레스 또는 로타리 필터 상에서 수행함을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 염화물 또는 설페이트 이온을 가하기 전에, 유출물을 초음파 처리함을 특징으로 하는 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 있어서, 지르코늄 야금 또는 화학 동안 생성된 고체 라듐-함유 유출물 또는 현탁액 속의 물질 함유 라듐-함유 유출물의 처리에 적용됨을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 라듐-함유 유출물이,
    - 지르코늄 미네랄의 탄화염소화에 사용되는 장치의 용해물 또는 세척액,
    - 탄화염소화 공정으로부터의 슬러지,
    - 지르코늄 또는 하프늄의 추출 및 분리 공정에 사용되는 장치의 용해물 또는 세척액,
    - 지르코늄 또는 하프늄의 추출 및 분리 공정으로부터의 슬러지 또는,
    - 이러한 유출물들 중 하나 이상의 혼합물로부터 생성됨을 특징으로 하는 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중의 어느 한 항에 있어서, 고체 유출물 또는 현탁액 속 의 물질 함유 유출물은 병렬 배치된 안정화 피트(pit)들 또는 탱크들로 연속적으로 보내어지고, 여기에서 유출물은 계속 교반되며, 피트 또는 탱크가 꽉 차면 유출물은 다음 피트 또는 탱크로 보내어지고 이때 막 채워진 피트에서 라듐 안정화 처리가 수행되고, 일단 안정화가 하나의 피트 또는 탱크에서 수행되면 안정화된 내용물들이 이로부터 제거되어, 이러한 피트 또는 탱크가 다시 안정화를 위한 유출물을 공급받을 수 있게 준비함을 특징으로 하는 방법.
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