PL111201B2 - Method for concentration of boric acid aqueous solutions,particulary applied for leaks and drains from nuclear reactor ist cooling circuit - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zatezania wodnych roztworów kwasu borowego, zwlaszcza przecie¬ ków i upustów z I-go obiegu chlodzenia reaktorów jadrowych.Wodne roztwory kwasu borowego stanowiace chlodziwo I obiegu reaktorów energetycznych typu WWER a odbierane z obiegu w postaci przecieków i upustów winny byc oczyszczane, zatezane i przez retencyjne zbior¬ niki koncentratu kwasu borowego zwracane do obiegu. Oczyszczanie polega na usuwaniu z roztworu zanieczysz¬ czen, glównie- promieniotwórczych, wystepujacych w postaci zawiesin, koloidów i jonów. Najwazniejszymi z tych zanieczyszczen sa produkty aktywacji skladników chlodziwa, zwlaszcza produktów materialów reaktoro¬ wych, oraz produkty rozszczepienia uranu przedostajace sie z elementów paliwowych. Oczyszczone roztwory kwasu borowego zateza sie do stezen rzedu 40 g/dm3 a otrzymany koncentrat zawraca sie w miare potrzeb do I-go obiegu. Do oczyszczenia chlodziwa stosowane sa róznorodne metody m.in. filtracyjne oraz sorpcyjne, zwlaszcza z wykorzystaniem jonitów. Do wydzielania kwasu borowego z innych roztworów wodnych stosowane sa równiez metody ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi.Znany z publikacji - P. Cohen „Water Coolant Technology of Power Reactors" - Gordon and Breach 1969 — sposób zatezania rozcienczonych roztworów kwasu borowego polega na zastosowaniu aparatów wypar- nych. Inny sposób opisany przez CR. Havighorst'a Chem. Eng., 70/23/, 228/1963/ polega na otrzymywaniu czystego kwasu borowego metoda krystalizacji temperaturowej kwasnych roztworów. Znana jest równiez metoda zatezania kwasu borowego metoda sorpcji na amonitach, a nastepnie desorpcji roztworami alkalicznymi z prze¬ ksztalceniem otrzymanych boranów w kwas borowy badz w wyniku przepuszczania zatezonego roztworu przez kationity, badz w wyniku elektrodializy - F.W.Rauen,E.A.Szachów, I.N. Platników, S.S. Dudnik - „Issliedowa- nija w oblasti obezwrieziwanija zidkich, twierdych i gazoobraznych radioaktiwnych otchodow i dezaktiwacji zagriazniennych powierchnostej", Trudy nauczno-techniczeskoj konferencji sostojawszejsja wg. Kolobrzeg, Polsza, 2-7, X, 1972, SEW, Warszawa 1973, tom II str.,202.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze kwas borowy wstepnie zatezony w fazie organicznej metoda ekstrakcji lub na sorbentach stalych (np. jonitach) - metoda sorpcji, reakstrahuje sie lub desorbuje za pomoca wodnego roztworu amoniaku a nastepnie otrzymany roztwór boranu amonu ogrzewa sie do rozlozenia boranu amonu, usuniecia amoniaku oraz ewentualnego dalszego zatezenia roztworu.2 111201 ) Zaleta sposobu wedlug wynalazku jest zastosowanie do reekstraqi lub desorpcji kwasu borowego ro) wo¬ rów amoniaku i przeksztalcenie wytworzonego boranu amonu w kwas borowy bezposrednio w procesie konco¬ wego zatezania roztworu z pominieciem operacji dodatkowych. Proponowany proces jest prosty imozt.byc realizowany w zamknietym cyklu materialowym. Wstepne zatezenie roztworu w procesie ekstrakcyjnego oczysz¬ czania kwasu borowego powoduje zmniejszenie o rzad wielkosci objetosci roztworu zatezanego w aparajirze wyparnej.Przyklad I. 400 cm3 fazy organicznej (roztworu 2,2-etylobutylopropandiolu-l,3 w rozcienczalrKu), zawierajacej kwas borowy o stezeniu 1,5 g/dm3, otrzymanej w wyniku przeciwpradowej ekstrakcji lOOOjjm3 roztworu kwasu borowego o stezeniu 0,6 g/dm3, reekstrahuje sie w przeciwpradzie 100 cm3 2 molarnego wcjlne- go roztworu amoniaku. Otrzymany amoniakalny roztwór boranu amonu o stezeniu (w przeliczeniu na jwas borowy) 6g/dm3 odparowuje sie na kolumnie rektyfikacyjnej w temperaturze wrzenia do objetosci 15 Im3.Destylat, bedacy wodnym roztworem amoniaku ze sladowymi ilosciami kwasu borowego, zawracany jest nadep¬ nie do reekstrakcji. Koncentrat jest wodnym roztworem kwasu borowego o stezeniu 40 g/dm3, zawieranym sladowe domieszkiamoniaku. j Przyklad II. Kolumne z anionitem silnie zasadowym, nasyconym kwasem borowym w wyniku prze¬ puszczania 1500 cm3 wodnego roztworu kwasu borowego o stezeniu 1 g/dm3, przemywa sie 100 cm3 3 motane¬ go wodnego roztworu amoniaku. Otrzymany amoniakalny roztwór boranu amonu o stezeniu (w przeliczeniu na kwas borowy) 8 g/dm3 odparowuje sie na kolumnie rektyfikacyjnej w temperaturze wrzenia do objetosci 20 cm3. Destylat stanowi wodny roztwór amoniaku ze sladowymi ilosciami kwasu borowego. < Koncentrat jest wodnym roztworem kwasu borowego o stezeniu 40 g/dm3, zawierajacym sladowe domieszki amoniaku.Zastrzezenie patentowe Sposób zatezania wodnych roztworów kwasu borowego, zwlaszcza przecieków i upustów z I-go obiegu chlodzenia reaktorów jadrowych, w którym wstepne zatezenie roztworu uzyskuje sie przez ekstrakcje kwasu borowego do fazy organicznej i reekstrakcje do fazy wodnej lub sorpcje na jonitach i desorpcje, znamienny tym, ze reekstrakcje lub desorpcje kwasu borowego przeprowadza sie za pomoca wodnego roztworu amoniaku a nastepnie otrzymany roztwór ogrzewa sie do rozlozenia boranu amonu, usuniecia amoniaku oraz ewentualnego dalszego zatezenia roztworu.Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób zatezania wodnych roztworów kwasu borowego, zwlaszcza przecieków i upustów z I-go obiegu chlodzenia reaktorów jadrowych, w którym wstepne zatezenie roztworu uzyskuje sie przez ekstrakcje kwasu borowego do fazy organicznej i reekstrakcje do fazy wodnej lub sorpcje na jonitach i desorpcje, znamienny tym, ze reekstrakcje lub desorpcje kwasu borowego przeprowadza sie za pomoca wodnego roztworu amoniaku a nastepnie otrzymany roztwór ogrzewa sie do rozlozenia boranu amonu, usuniecia amoniaku oraz ewentualnego dalszego zatezenia roztworu. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl PL