RU2086020C1

RU2086020C1 - Method for liquid radioactive waste recovery

Info

Publication number: RU2086020C1
Application number: RU95112121A
Authority: RU
Inventors: А.П. Еперин; В.И. Лебедев; Л.В. Шмаков; С.В. Грибаненков; М.С. Олейник; В.М. Тишков; В.Н. Чватов
Original assignee: Ленинградская атомная электростанция им.В.И.Ленина
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: nuclear power engineering. SUBSTANCE: liquid radioactive wastes are mixed up with crushed blast-furnace slag, calcium oxide, and ash residue of solid radioactive waste combustion at mass proportion of 1:(0.7-2.5): (0.07- 0.25):(0.4-0.7), respectively. Mixture obtained is solidified for 28 days. EFFECT: high degree of solidified block filling with radioactive wastes, improved water resistance and strength of solidified block. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) путем их отверждения. The invention relates to a technology for processing liquid radioactive waste (LRW) by curing it.

Известен способ переработки ЖРО путем смешения их с кальциевым связующим портландцементом при водоцементном соотношении 0,35^oC0,70, т.е. при расходе на 1 мас.ч. отходов требуется 1,43^oC2,86 мас.ч. цемент [1]
Недостатком этого способа является высокий расход дорогостоящего портландцемента.A known method for processing LRW by mixing them with calcium binder Portland cement at a water-cement ratio of 0.35 ^o C0.70, i.e. at a flow rate of 1 part by weight waste 1.43 ^o C2,86 wt.h. cement [1]
The disadvantage of this method is the high consumption of expensive Portland cement.

Известен способ переработки ЖРО путем смешения с измельченным доменным шлаком или смесью шлака с портландцементом [2] Данный способ по своей технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близок к заявляемому и выбран в качестве прототипа. ЖРО смешивают со смесью портландцемента (20%) и доменного шлака, измельченного до удельной поверхности не менее 2800 см²/г (80% ), при водовяжущем соотношении 0,2 0,6 (оптимальное 0,4) и отверждают. При этом на 1 мас.ч. ЖРО расходуется 1,33^oC4,0 мас.ч. шлака и 0,33^oC1,00 мас.ч. портландцемента.A known method of processing LRW by mixing with crushed blast furnace slag or a mixture of slag with Portland cement [2] This method, by its technical nature and the achieved effect, is closest to the claimed one and is selected as a prototype. LRW is mixed with a mixture of Portland cement (20%) and blast furnace slag, crushed to a specific surface of at least 2800 cm ² / g (80%), with a water-binding ratio of 0.2 0.6 (optimal 0.4) and solidified. In this case, 1 wt.h. LRW consumed 1.33 ^o C4,0 wt.h. slag and 0.33 ^o C1.00 wt.h. Portland cement.

Недостатком данного способа является низкая степень наполнения отвержденных продуктов по радиоактивным отходам (17,0 37,5%) и сравнительно высокие из-за использования в смеси портландцемента затраты. The disadvantage of this method is the low degree of filling of cured products for radioactive waste (17.0 37.5%) and relatively high costs due to the use of Portland cement in the mixture.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в увеличении степени наполнения отвержденных продуктов по радиоактивным отходам и снижении затрат на связующее. The problem solved by this invention is to increase the degree of filling of the cured products for radioactive waste and reduce the cost of the binder.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе переработки жидких радиоактивных отходов, включающем их смешение со смесью измельченного доменного шлака и кальциевого связующего и последующее отверждение, в качестве кальциевого связующего используют смесь оксида кальция и зольного остатка от сжигания твердых горючих радиоактивных отходов в массовом соотношении жидкие отходы: данный шлак% оксид кальция: зольный остаток равном 1,0 0,7^oC2,5 0,07^oC0,25 0,4^oC0,7.The essence of the invention lies in the fact that in the method of processing liquid radioactive waste, including mixing it with a mixture of crushed blast furnace slag and a calcium binder and subsequent curing, a mixture of calcium oxide and the ash residue from burning solid combustible radioactive waste in a mass ratio of liquid is used as a calcium binder waste: this slag% calcium oxide: ash residue equal to 1.0 0.7 ^o C2.5 0.07 ^o C0.25 0.4 ^o C0.7.

По сравнению с известными способами включения радиоактивных отходов в доменный шлак, являющийся наиболее дешевым связующим, использование смеси оксида кальция с золотым остатком от сжигания горючих твердых радиоактивных отходов (ТРО) позволяет не только повысить степень наполнения отвержденных продуктов по радиоактивным отходам, но и при соответствующих водовяжущих соотношениях снизить расход шлака почти в 2 раза, что не следует явным образом из уровня техники (окись кальция уступает портландцементу по всем показателям), т.е. соответствует критерию изобретательского уровня. Compared with the known methods of incorporating radioactive waste into blast furnace slag, which is the cheapest binder, the use of a mixture of calcium oxide and the gold residue from burning combustible solid radioactive waste (SRW) allows not only to increase the degree of filling of cured products with radioactive waste, but also with appropriate water binders ratios to reduce slag consumption by almost 2 times, which should not be explicitly from the prior art (calcium oxide is inferior to Portland cement in all respects), i.e. meets the criterion of inventive step.

Способ осуществляется следующим образом. 1 мас. ч. ЖРО смешивают с 0,7^oC2,5 мас. ч. измельченного доменного шлака, 0,7^oC0,25 мас.ч. оксида кальция и 0,4^oC0,7 мас. ч. пылевидных частиц зольного остатка от сжигания горючих ТРО до получения однородной массы. Через 28 сут хранения отвержденные продукты набирают водостойкость и прочность на сжатие, необходимую для их безопасной транспортировки (не менее 5 МПа). Суммарная степень наполнения отвержденных продуктов по радиоактивным отходам (ЖРО и зольному остатку) 38,2^oC64,5 мас.The method is as follows. 1 wt. including LRW mixed with 0.7 ^o C2.5 wt. including crushed blast furnace slag, 0.7 ^o C0.25 wt.h. calcium oxide and 0.4 ^o C0.7 wt. including dust particles of ash residue from the burning of combustible SRW to obtain a homogeneous mass. After 28 days of storage, the cured products gain the water resistance and compressive strength necessary for their safe transportation (at least 5 MPa). The total degree of filling of the cured products for radioactive waste (LRW and ash residue) 38.2 ^o C64.5 wt.

Пример 1. 100 г ЖРО кубовых концентратов АЭС (содержащих 100 г/л NaNO₃, 5 г/л NaCl, 6 г/л Na₂SO₄, 15 г/л Na₂C₂O₄ и 5 г/л Na₃PO₄) смешивали с 70 г гранулированного доменного шлака, измельченного до удельной поверхности 4000 см²/г, 7 г оксида кальция и 40 г пылевидных частиц зольного остатка от сжигания горючих ТРО (бумаги, дерева, х/б тканей) до получения однородной массы. Через 28 сут хранения во влажной атмосфере отвержденные продукты проверяли на прочность при сжатии и водостойкости (сохранение прочности после выдержки в воде).Example 1. 100 g LRW cubic concentrates of nuclear power plants (containing 100 g / l NaNO ₃ , 5 g / l NaCl, 6 g / l Na ₂ SO ₄ , 15 g / l Na ₂ C ₂ O ₄ and 5 g / l Na ₃ PO ₄ ) was mixed with 70 g of granulated blast furnace slag, crushed to a specific surface of 4000 cm ² / g, 7 g of calcium oxide and 40 g of dusty particles of ash residue from burning combustible SRW (paper, wood, cotton fabrics) until a homogeneous mass . After 28 days of storage in a humid atmosphere, the cured products were tested for compressive strength and water resistance (maintaining strength after exposure to water).

Примеры 2 5. Отличаются от примера 1 соотношением компонентов в смеси. Examples 2 5. Differ from example 1 in the ratio of components in the mixture.

Характеристика отвержденных продуктов приведена в таблице. Characteristics of cured products are given in the table.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что при расходе на 1 мас.ч. ЖРО более 2,5; 0,25 и 0,7 мас.ч. шлака, оксида кальция и зольного остатка степень наполнения отвержденных продуктов по радиоактивным отходам не превосходит прототип, а при расходе менее 0,7; 0,07 и 0,4 мас.ч. не обеспечивается их достаточная прочность (менее 5 МПа). From the data given in the table, it is seen that at a flow rate of 1 wt.h. LRW more than 2.5; 0.25 and 0.7 parts by weight slag, calcium oxide and ash residue, the degree of filling of the cured products with radioactive waste does not exceed the prototype, and at a flow rate of less than 0.7; 0.07 and 0.4 parts by weight their sufficient strength is not ensured (less than 5 MPa).

Необходимым и достаточным для достижения поставленной задачи является смешение ЖРО с доменным шлаком, оксидом кальция и зольным остатком от сжигания горючих ТРО в массовом соотношении 1:0,7 ^oC 2,5:0,07 ^oC 0,25:04 ^oC 0,7, что обеспечивает повышение степени наполнения отвержденных продуктов по сумме радиоактивных отходов (ЖРО и зольного остатка ТРО) до 38,2 ^oC 64,5 мас. при сохранении достаточной прочности и водостойкости. Расход шлака, по сравнению с прототипом, при этом снижается в 2 раза, что значительно уменьшает затраты на переработку отходов.Necessary and sufficient to achieve this objective is the mixing of LRW with blast furnace slag, calcium oxide and the ash residue from the burning of solid SRW in a mass ratio of 1: 0.7 ^o C 2.5: 0.07 ^o C 0.25: 04 ^o C 0 , 7, which provides an increase in the degree of filling of cured products by the amount of radioactive waste (LRW and the ash residue of SRW) to 38.2 ^o C 64.5 wt. while maintaining sufficient strength and water resistance. The slag consumption, compared with the prototype, is reduced by 2 times, which significantly reduces the cost of processing waste.

Данный способ может осуществляться на том же оборудовании, что и цементирование ЖРО, а связующее выпускается в крупных масштабах, т.е. способ является промышленно применимым. This method can be carried out on the same equipment as LRW cementing, and the binder is produced on a large scale, i.e. the method is industrially applicable.

Claims

A method of processing liquid radioactive waste, including mixing liquid radioactive waste with a mixture of ground blast furnace slag with a calcium binder and subsequent curing, characterized in that a mixture of calcium oxide and ash residue from burning combustible radioactive waste is used as a calcium binder, and the mass ratio of liquid waste , blast furnace slag, calcium oxide and ash residue is 1 0.7 2.5 0.07 0.25 0.4 0.7.