PL210403B1 - Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych - Google Patents
Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczychInfo
- Publication number
- PL210403B1 PL210403B1 PL388647A PL38864709A PL210403B1 PL 210403 B1 PL210403 B1 PL 210403B1 PL 388647 A PL388647 A PL 388647A PL 38864709 A PL38864709 A PL 38864709A PL 210403 B1 PL210403 B1 PL 210403B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- waste
- glass
- frit
- cooled
- mass
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 title claims description 13
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 claims description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 13
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000002925 low-level radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- -1 sodium-boron-aluminum-silicate Chemical compound 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych, znajdujący zastosowanie do zabezpieczania odpadu przed uwalnianiem się pierwiastków promieniotwórczych znajdujących się w odpadzie oraz ich rozprzestrzenianiu się w otoczeniu, zwłaszcza odpadów niskoaktywnych powstających w laboratoriach badawczych i przemysłowych oraz w szpitalnych.
Odpady promieniotwórcze, zawierające w składzie pierwiastki emitujące szkodliwe promieniowanie, powstają w energetyce jądrowej, jak również w związku ze stosowaniem źródeł promieniowania w aparaturze medycznej, w przemysłowych urządzeniach kontrolnych i pomiarowych, czujnikach i in.
Odpady promieniotwórcze we wszystkich postaciach unieszkodliwia się, przetwarzając je w materiały odporne na działanie czynników atmosferycznych i środowiskowych, co powoduje immobilizację zawartych w nich pierwiastków promieniotwórczych, uniemożliwia to ich przedostanie się do otoczenia.
Znany dotąd sposób unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych polega na ich zestaleniu, poprzez zmieszanie ich z materiałem wiążącym w postaci cementu portlandzkiego, hutniczego i wytworzenie betonu, a także zestalenie w żywicach organicznych np. epoksydowej i poliestrowej lub żywicy mocznikowo-formaldehydowej.
Z polskiego opisu patentowego nr 149007 znany jest sposób wiązania odpadów radioaktywnych, polegający na tym, że do zestalającej odpady żywicy poliestrowej z dodatkiem inicjatorów polimeryzacji dodaje się 2-5% (w przeliczeniu na kauczuk) wodnego roztworu kauczuku butadienowostyrenowego.
Z polskiego zgł oszenia P-310424 znany jest sposób unieszkodliwiania odpadowych jonitów promieniotwórczych, polegający na zestalaniu odpadów w cemencie, który charakteryzuje się tym, że wysycone wodą aktywne jonity podgrzewa się do temperatury ok. 50°C i przy ciągłym mieszaniu dodaje się ok. 5% wagowych niskotopliwego asfaltu, po czym schładza do temperatury otoczenia, a następnie zestala w cemencie.
Znany jest również sposób unieszkodliwiania odpadów, wykorzystujący metodę witryfikacji odpadów, to jest wprowadzania ich w skład nieorganicznego, odpornego chemicznie szkła. Najczęściej do unieszkodliwiania odpadów używane jest szkło tlenkowe sodowo-boro-glino-krzemowe, może ono przyjąć do swojego składu do 30% masowych innych składników. Unieszkodliwienie odpadu przez zeszklenie polega na wprowadzeniu go do składu szkła. W tym celu wcześniej wytopione, rozdrobnione szkło miesza się z odpadem w stanie stałym, również odpowiednio rozdrobnionym, w proporcjach zależnych od składu odpadu, po czym mieszaninę tę stapia się w temperaturze około 1200°C dla uzyskania jednorodnego stopu. Stop studzi się, celem zeszklenia i wprowadza do form stalowych, które następnie kieruje się na składowisko odpadów promieniotwórczych. Taka metoda pozwala na bezpieczne składowanie odpadów nawet przez czas geologiczny.
Znane z japońskich opisów patentowych JP 63106599(A) i JP 63002000(A) sposoby unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych, polegają na otrzymywaniu fryty szklanej metodą sol-gel, a następnie zmieszaniu odpadu i fryty i jej całkowitym przetopieniu (witryfikacji) mieszaniny.
Istotą wynalazku jest sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych, zwłaszcza materiałów palnych, który polega na tym, że wytapia się znanym sposobem chemicznie odporne, tlenkowe szkło sodowo-borowo-glinowo-krzemowe, o składzie chemicznym wyrażonym w % masowych: SiO2 40-58%, B2O3 10-20%, AI2O3 0-10%, i Na2O 10-22%, po czym szybko studzi się je dla nadania mu postaci fryty i mieli do uziarnienia poniżej 1 mm. Odpady przeznaczone do unieszkodliwiania spala się, a nastę pnie powstał y popiół , oczyszczony ze skł adników metalicznych i rozdrobniony do wielko ś ci ziaren poniżej 0,5 mm, miesza się w proporcjach 30-70% mas, w przeliczeniu na jednostkę masy szkła, ze zmieloną frytą, w ilości 70-30% mas. Mieszaninę ujednorodnia się, po czym spieka w temperaturze 800-1000°C, otrzymując materiał kompozytowy o osnowie szklistej. Następnie spiek ochładza się do temperatury 550-600°C i studzi, umieszcza w stalowych pojemnikach i kieruje na składowisko odpadów promieniotwórczych.
Składniki szkła sodowo-borowo-glinowo-krzemowego już w temperaturze mięknięcia posiadają szybkość dyfuzji dostatecznie dużą, aby wchodzić w oddziaływanie chemiczne ze składnikami popiołów. Następuje wymiana składników pomiędzy szkłem i popiołem. Powstają w ten sposób związki o budowie krystalicznej, złożone ze składników szkła i popiołu, otoczone szkłem, którego warstwa graniczna z ziarnami związku zmienia swój skład na skutek przejścia części składników popiołu. Przez to jej właściwości fizyczne zmieniają się stopniowo, co zapobiega powstawaniu naprężeń wewnętrznych pomiędzy powstałym związkiem, a szklistą osnową. Dzięki temu powstaje trwały materiał kompozytoPL 210 403 B1 wy o osnowie szklistej, odpornej chemicznie, który immobilizuje składniki niebezpieczne odpadu w stopniu nie ustępującym stosowanej dotąd metodzie witryfikacji odpadu ze szkłem, w której uzyskuje się szkło jednorodne.
W przypadku popioł ów po spaleniu odpadów niskoaktywnych, zastosowanie metody spiekania wg wynalazku pozwala wprowadzić 60% masy odpadu w przeliczeniu na jednostkę masy szkła, podczas gdy znanymi metodami udaje się wprowadzić jedynie 30% odpadu. Ponad to zmniejsza się niebezpieczeństwo utleniania lotnych składników promieniotwórczych, w podwyższonej temperaturze np. 137Cs, dzięki niższej temperaturze spiekania.
Sposób według wynalazku lepiej zabezpiecza odpady przed rozprzestrzenianiem się pierwiastków promieniotwórczych w porównaniu z betonowaniem, beton bowiem ulega korozji pod wpływam czynników atmosferycznych, wód gruntowych oraz korozji biologicznej.
P r z y k ł a d 1
Odpad szpitalny, zawierający w składzie promieniotwórczy 137Cs, spala się, otrzymując popiół o składzie wyrażonym w % mas.: CaO-36,0, SiO2-24,0, AI2O3-14,0, Fe2O3-8,0, SO3-5,0, TiO2-3,0, P2O5-3,0, Cs2O-3,0, Cr2O3-1,0, ZnO-1,0, Na2O-1,0, BaO-1,0.
Popiół oczyszcza się magnetycznie od składników metalicznych, metodą separacji elektromagnetycznej, rozdrabnia się do uziarnienia poniżej 0,5 mm. Znanym sposobem wytapia się szkło chemicznie odporne o składzie: SiO2-56,0% mas, B2O3-15,0% mas, AI2O3-8,0% i Na2O-21,0% mas. Stop szybko studzi się w celu otrzymania fryty, po czym otrzymaną frytę rozdrabnia się do uziarnienia poniżej 0,5 mm. Następnie sporządza się mieszaninę popiołu i rozdrobnionej fryty w stosunku 60% masowych popiołu z odpadu i 40% masy rozdrobnionej fryty i poddaje procesowi spiekania w komorowym piecu elektrycznym w temperaturze 800°C, aż do osiągnięcia jednorodnej konsystencji, wolnej od porów otwartych. Spiek następnie odprężono w temperaturze 590°C, studzono, a następnie umieszczono w stalowych pojemnikach, przeznaczonych do składowania na składowisku odpadów promieniotwórczych.
P r z y k ł a d 2
Odpad laboratoryjny, zawierający w składzie promieniotwórczy 90Sr i 60Co, spala się, otrzymując popiół o składzie wyrażonym w % mas.: SiO2-60,6, AI2O3-15,0, SrO-5,0, K2O-4,1, CaO-4,4, Fe2O3,-3,7, Co2O3-3,0, TiO2-2,0, P2O5-2,2, który rozdrabnia się do uziarnienia poniżej 0,5 mm.
Znanym sposobem wytapia się szkło żaroodporne o składzie : SiO2-54,0% mas, B2O3-20,0% mas, AI2O3-5,0% i Na2O-21,0% mas. Stop szybko studzi się w celu otrzymania fryty, po czym otrzymaną frytę rozdrabnia się do uziarnienia poniżej 0,5 mm. Następnie sporządza się mieszaninę popiołu i rozdrobnionej fryty w stosunku 60% masowych popioł u z odpadu i 40% mas rozdrobnionej fryty i poddaje procesowi spiekania w komorowym piecu elektrycznym w temperaturze 950°C, aż do osiągnięcia jednorodnej konsystencji, wolnej od porów otwartych. Spiek następnie odprężono w temperaturze 610°C, studzono, a następnie umieszczono w stalowych pojemnikach, przeznaczonych do składowania na składowisku odpadów promieniotwórczych.
Claims (1)
- Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych, wykorzystujący frytę ze szkła tlenkowego sodowo-borowo-glinowo-krzemowego, znamienny tym, że wytapia się tlenkowe szkło sodowo-borowo-glinowo-krzemowe, korzystnie o składzie chemicznym wyrażonym w % masowych:SiO2 40-58%, B2O3 10-20%, AI2O3 0-10%, i Na2O 10-22%, szybko studzi się je dla nadania mu postaci fryty i mieli do uziarnienia poniżej 1 mm, natomiast odpady przeznaczone do unieszkodliwiania spala się, a następnie powstały popiół, oczyszczony ze składników metalicznych i rozdrobniony do wielkości ziaren poniżej 0,5 mm, miesza się w proporcjach 60-70% mas. popiołu, w przeliczeniu na jednostkę masy szkła, ze zmieloną frytą, w ilości 30-70% mas., mieszaninę ujednorodnia się, po czym spieka w temperaturze 800-1000°C, otrzymując materiał kompozytowy o osnowie szklistej, spiek ochładza się do temperatury 550-600°C i studzi, umieszcza w stalowych pojemnikach i kieruje na składowisko odpadów promienio-
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL388647A PL210403B1 (pl) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL388647A PL210403B1 (pl) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL210403B1 true PL210403B1 (pl) | 2012-01-31 |
Family
ID=45510349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL388647A PL210403B1 (pl) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL210403B1 (pl) |
-
2009
- 2009-07-27 PL PL388647A patent/PL210403B1/pl unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| He et al. | Preparation and mechanism of the sintered bricks produced from Yellow River silt and red mud | |
| JP6041487B2 (ja) | 界面活性剤の新規使用 | |
| Chen et al. | Reuse of incineration fly ashes and reaction ashes for manufacturing lightweight aggregate | |
| Mao et al. | Addition of waste glass for improving the immobilization of heavy metals during the use of electroplating sludge in the production of clay bricks | |
| Jantzen et al. | On selection of matrix (wasteform) material for higher activity nuclear waste immobilization | |
| Zhang et al. | Utilization of coal fly ash in the glass–ceramic production | |
| Pinheiro et al. | Reuse of solid petroleum waste in the manufacture of porcelain stoneware tile | |
| Tarrago et al. | Valorization of sludge from a wastewater treatment plant by glass-ceramic production | |
| Garcia-Valles et al. | Heavy metal-rich wastes sequester in mineral phases through a glass–ceramic process | |
| Felisberto et al. | Assessment of environmental compatibility of glass–ceramic materials obtained from galvanic sludge and soda–lime glass residue | |
| Yang et al. | Porous materials produced from incineration ash using thermal plasma technology | |
| JP2016023995A (ja) | 放射性セシウムで汚染された表土中の放射性セシウムを固定する方法 | |
| Wang et al. | Factors affecting the leaching behaviors of magnesium phosphate cement‐stabilized/solidified Pb‐contaminated soil, part II: Dosage and curing age | |
| Yvon et al. | Long-term stability in landfills of Municipal Solid Waste Incineration fly ashes solidified/stabilized by hydraulic binders | |
| Rozenstrauha et al. | Functional properties of glass–ceramic composites containing industrial inorganic waste and evaluation of their biological compatibility | |
| WO2012127090A1 (es) | Procedimiento de estabilización de fosfoyesos para la disminución de las emisiones de radionucleidos naturales | |
| PL210403B1 (pl) | Sposób unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych | |
| Ajam et al. | Pressed non-fired bricks from phosphogypsum waste for non-load bearing wall | |
| Borowski | Using Vitrification for Sewage Sludge Combustion Ash Disposal. | |
| US5569153A (en) | Method of immobilizing toxic waste materials and resultant products | |
| Ojovan et al. | Glass composite materials for nuclear and hazardous waste immobilisation | |
| Spence et al. | Laboratory stabilization/solidification of surrogate and actual mixed-waste sludge in glass and grout | |
| Kobelev et al. | Cold crucible vitrification of defense waste surrogate and vitrified product characterization | |
| Zhang et al. | Comparative study of vitrified slags derived from municipal solid waste incineration fly ash and electroplating sludge as concrete aggregate replacements | |
| US20190308909A1 (en) | Sintered ceramics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RECP | Rectifications of patent specification |