RU2115963C1 - Способ отверждения жидких радиоактивных отходов - Google Patents
Способ отверждения жидких радиоактивных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115963C1 RU2115963C1 RU97115162A RU97115162A RU2115963C1 RU 2115963 C1 RU2115963 C1 RU 2115963C1 RU 97115162 A RU97115162 A RU 97115162A RU 97115162 A RU97115162 A RU 97115162A RU 2115963 C1 RU2115963 C1 RU 2115963C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- clay
- curing
- radioactive
- chlorides
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Способ предназначен для отверждения радиоактивных водных концентратов методом цементирования. Способ заключается в смешивании концентрата жидких радиоактивных отходов, содержащих сульфаты, хлориды и соли жесткости, с глиноземистым цементом и глиной. Массовое соотношение концентрата, цемента и глины составляет 1: (1,11-1,43) : (0,11-0,14) соответственно. Отвержденные продукты обладают высокой прочностью и низкой выщелачиваемостью радиоцезия. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области отверждения жидких радиоактивных отходов (ЖРО), в частности радиоактивных концентратов природных вод методом цементирования.
При эксплуатации атомных станций и других ядерных объектов помимо образования реагентных ЖРО, солевой состав которых представлен в основном нитратами или боратами, происходит загрязнение значительных объемов природных вод, солевой состав которых определяется в основном сульфатами, хлоридами и солями жесткости. При очистке таких вод методами дистилляции, электродиализа или обратного осмоса образуются концентраты, содержание солей в которых обычно не превышает 50 - 75 г/л из-за высоких концентраций солей жесткости, выделяющихся на поверхностях.
Известно, что для отверждения ЖРО с солесодержанием не выше 200 г/л широко применяют портландцемент при растворцементном соотношении, равном 0,6-0,7 [1] . Недостатком этого метода является то, что при отверждении радиоактивных концентратов природных вод, отличающихся высокой жесткостью, препятствующей их глубокому концентрированию, и высоким содержанием хлоридов и сульфатов, снижающих качество отвержденных продуктов, повышенное выщелачивание радионуклидов (более 10-3 г/см2 сут) не удовлетворяет нормативным требованиям для радиоактивных цементных компаундов [2].
Известен способ отверждения ЖРО методом цементирования с применением сорбционных добавок различного вида глин, особенно бентонитового класса [3]. Данный способ по своей технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близок к заявляемому и выбран в качестве прототипа. Концентраты ЖРО смешивают с портландцементом, рекомендуемым для отверждения радиоактивных отходов [2] , добавляют глину в количестве 5-15% (предпочтительно 10%) от массы цемента и отверждают во влажной атмосфере в течение 28 сут. При этом выщелачиваемость радионуклидов из отвержденных продуктов удовлетворяет требованиям, предъявляемым для их безопасного захоронения в бетонные могильники (менее 10-3 г/см2 сут) [2].
Недостатком данного способа является сравнительно высокая выщелачиваемость радионуклидов из отвержденных продуктов (более 10-4 г/см2 сут), что не позволяет захоранивать их в простейшие грунтовые могильники [4]. Причем увеличение количества добавляемой глины свыше 15% от массы цемента существенного снижения выщелачивания не достигается, а качество цементных компаундов снижается (уменьшается текучесть (пластичность) цементного теста, что затрудняет его перемешивание, и увеличивается объем захораниваемых отходов).
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в уменьшении выщелачиваемости радионуклидов из отвержденных отходов без снижения качества последних.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе отверждения ЖРО, включающем их смешение с цементом и сорбционной добавкой глины, при отверждении радиоактивных концентратов природных вод, солевой состав которых определяется сульфатами, хлоридами и солями жесткости, используют глиноземистый цемент при массовом соотношении концентрата, цемента и глины равном, 1 : 1,11 - 1,43 : 0,11 - 0,14.
В отличие от портландцемента, основой которого являются силикаты кальция (19-23% SiO2, 3-7% Al2O3, 60-67% CaO, до 3% MgO, до 1% Fe2O3), глиноземистый цемент состоит в основном из алюминатов кальция (5-15% SiO2, 35-50% Al2O3, 35-45% CaO и 5-15% Fe2O3). Глиноземистый цемент при затворении малосолевыми водами отличается ускоренным твердением, всего 3 сут вместо 28 сут для портландцемента, но при отверждении солевых концентратов природных вод твердение его замедляется и полный набор прочности наступает к 28-м суткам.
Способ осуществляют следующим образом.
1 мас.ч. радиоактивного концентрата природных вод смешивают с 1,11-1,43 мас. ч. глиноземистого цемента и 0,11-0,14 мас.ч. глины, предпочтительно бентонитового класса, до получения однородной массы. Через 28 сут хранения отвержденные продукты набирают водостойкость и прочность, необходимую для их безопасной транспортировки (не менее 5 МПа [2]). Скорость выщелачивания радионуклидов не превышает 1•10-4 г/см2 сут. Коэффициент увеличения объема отходов составляет 1,4-1,5.
По сравнению с известными способами цементирования ЖРО отверждение концентратов природных вод, солесодержание которых определяется сульфатами, хлоридами и солями жесткости, глиноземистым цементом с глиной обеспечивает по сравнению с прототипом, при тех же добавках глины, снижение выщелачиваемости на порядок, что не следует явным образом из уровня техники (в прототипе указывается, что выщелачиваемость не зависит от вида цемента и степени наполнения компаунда, а только от количества глины [3]) т.е. соответствует критерию изобретательского уровня.
Пример 1 (аналог). 100 г концентрата природных вод, содержащего 8 г/л сульфатов, 15 г/л хлоридов, 20 г/л гидрокарбонатов, 0,5 г/л нитратов, 6 г/л кальция, 1,5 г/л магния, 7 г/л натрия и 2 г/л железа, смешивали с 143 г портландцемента марки 400 (ГОСТ 101178 -76) до получения однородной массы. Через 28 сут хранения во влажной атмосфере отвержденные продукты испытывали на прочность (по ГОСТ 310.4-81) и выщелачиваемость радионуклидов (по ГОСТ 29114-91). Результаты представлены в таблице.
Пример 2 (прототип). Отличается от примера 1 тем, что к смеси добавляли 14 г кембрийской глины Ленинградской области (ТУ 40108 444-80).
Пример 3. Отличается от примера 2 тем, что вместо портландцемента использовали глиноземистый цемент марки 400 (ГОСТ 969- 77).
Примеры 4 - 7. Отличаются от примера 3 соотношением компонентов смеси.
Пример 8. Отличается от примера 3 тем, что концентрат содержал 0,04 г/л сульфатов, 0,07 г/л хлоридов, 0,10 г/л гидрокарбонатов, 0,002 г/л нитратов, 0,03 г/л кальция, 0,007 г/л магния, 0,04 г/л натрия, 0,02 г/л калия и 0,01 г/л железа (исходная природная вода).
Пример 9. Отличается от примера 3 тем, что концентрат содержал 24 г/л сульфатов, 45 г/л хлоридов, 60 г/л гидрокарбонатов, 1,5 г/л нитратов, 18 г/л кальция, 4,5 г/л магния, 21 г/л натрия, 15 г/л калия и 6 г/л железа.
Из данных, приведенных в таблице, видно, что при соотношении концентрат : глиноземистый цемент : глина свыше 1:1,43:0,14 объем отходов при отверждении увеличивается более, чем в 1,5 раза без существенного снижения выщелачиваемости (пример 7), а менее 1:1,11:0,11 выщелачиваемость превышает 1•10-4 г/см2 сут, а прочность составляет менее 5 МПа (пример 6).
Необходимым и достаточным для достижения поставленной задачи является смешение концентрата природных вод с глиноземистым цементом и глиной в соотношении 1:1,11-1,43:0,11-0,14 (примеры 3-5), что обеспечивает при сохранении достаточной прочности (более 5 МПа) и коэффициента увеличения объема не более 1,5 снижение выщелачиваемости радионуклидов по сравнению с прототипом на порядок, при этом требуемые параметры сохраняются в диапазоне концентрации от исходной природной воды до 195 г/л (примеры 7 и 8), тогда как цементирование допускается для отверждения ЖРО с солесодержанием не более 200 г/л [5].
Данный способ может осуществляться на том же оборудовании, что и при отверждении ЖРО портландцементом, а глиноземистый цемент является строительным материалом, выпускаемым в промышленных масштабах, т. е. способ является промышленно применимым. Снижение выщелачиваемости на порядок повышает экологическую безопасность отвержденных отходов, а скорость выщелачивания ниже 1•10-4 г/см2 сут позволяет захоранивать их в простейшие грунтовые могильники, что значительно снижает затраты на хранение отходов.
Источники информации:
1. Соболев И.А. и др. Практика производственного цементирования жидких радиоактивных отходов на экспериментальной установке.- Сб. докладов научно-технической конференции специалистов стран СЭВ. Исследования в области обработки и захоронения радиоактивных отходов, ГДР, 1967, М., 1968, с. 306-315.
1. Соболев И.А. и др. Практика производственного цементирования жидких радиоактивных отходов на экспериментальной установке.- Сб. докладов научно-технической конференции специалистов стран СЭВ. Исследования в области обработки и захоронения радиоактивных отходов, ГДР, 1967, М., 1968, с. 306-315.
2. Качество компаундов, образующихся при цементировании жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности. Технические требования. -РД 95 10497-93, М., Минатом РФ, 1993.
3. Быховская Т.А. м др. Влияние добавки глины на свойства цементных компаундов, используемых для локализации радиоактивных отходов.- Атомная энергия, 1995, т. 79, вып. 1, с. 23-26.
4. Баженов Ю. М. и др. Условия безопасности при хранении радиоактивных цементов. -Изотопы в СССР, 1970, т. 17, с. 17-22.
5. Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-85) - М., Минздрав СССР, 1986.
Claims (1)
- Способ отверждения жидких радиоактивных отходов, включающий их смешение с цементом и сорбционной добавкой глины, отличающийся тем, что при отверждении радиоактивных концентратов природных вод, солевой состав которых определяется сульфатами, хлоридами и солями жесткости, используют глиноземистый цемент при массовом соотношении концентрата, цемента и глины, равном 1:1,11 - 1,43:0,11 - 0,14.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97115162A RU2115963C1 (ru) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97115162A RU2115963C1 (ru) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2115963C1 true RU2115963C1 (ru) | 1998-07-20 |
RU97115162A RU97115162A (ru) | 1998-11-20 |
Family
ID=20197052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97115162A RU2115963C1 (ru) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2115963C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725250C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-06-30 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ защиты подземных вод от загрязнений из поверхностных хранилищ жидких отходов, содержащих токсичные или радиоактивные вещества |
-
1997
- 1997-09-10 RU RU97115162A patent/RU2115963C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Быховская Т.А. и др. Влияние добавки глины на свойства цементных компаундов, используемых для локализации радиоактивных отходов.-Атомная энергия, 1995, т.79, вып.1, с.23 - 26. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725250C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2020-06-30 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ защиты подземных вод от загрязнений из поверхностных хранилищ жидких отходов, содержащих токсичные или радиоактивные вещества |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4615809A (en) | Method for stabilization of sludge | |
US4113504A (en) | Disposal of heavy metal containing sludge wastes | |
CA1226590A (en) | Method of stabilizing organic waste | |
SU849993A3 (ru) | Способ извлечени вредных примесей изжидКиХ пРОМышлЕННыХ ОТХОдОВ | |
AT394507B (de) | Verfahren zum abdichten eines speichervolumens fuer metallkationen enthaltende abfaelle | |
US4274880A (en) | Treatment of hazardous waste | |
JPH028981B2 (ru) | ||
CA2090666C (en) | Fixing agent for fixing organic and inorganic impurities containing material, method for fixing such material and a synthetic clay material | |
ATE179688T1 (de) | Verfahren zur herstellung von beton | |
US4623469A (en) | Method for rendering hazardous wastes less permeable and more resistant to leaching | |
RU2387688C1 (ru) | Модифицированный отверждающий состав для отверждения минерализованных полужидких отходов бурения (мос-1) | |
RU2115963C1 (ru) | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов | |
JPH06167597A (ja) | 汚染物質の拡散を防ぐバリヤー製造用組成物及びバリヤーの製造方法 | |
US4741834A (en) | Method for underground support and removal of hazardous ions in ground waters | |
EP0355507B1 (de) | Verfahren zum Verfestigen von Abwasserkonzentraten | |
JPH0140320B2 (ru) | ||
JP4069518B2 (ja) | 含水土壌用固化材及び含水土壌の固化改良方法 | |
CA1236857A (en) | Composition and method for stabilization of sludge | |
US4859344A (en) | Method for underground support and removal of hazardous ions in ground waters | |
RU2055409C1 (ru) | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов аэс | |
RU2231842C2 (ru) | Способ включения радиоактивных ионообменных смол в портландцементное связующее | |
RU2206933C2 (ru) | Способ включения радиоактивных ионообменных смол в быстротвердеющие цементы | |
RU2201630C2 (ru) | Способ переработки кислотных жидких радиоактивных отходов | |
KR0141245B1 (ko) | 하수오니의 고화처리 방법 | |
JP2003129466A (ja) | 連続壁体とその構築方法 |