RU2122249C1 - Способ очистки материала, содержащего радиоактивные загрязнения - Google Patents
Способ очистки материала, содержащего радиоактивные загрязнения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2122249C1 RU2122249C1 RU92016256A RU92016256A RU2122249C1 RU 2122249 C1 RU2122249 C1 RU 2122249C1 RU 92016256 A RU92016256 A RU 92016256A RU 92016256 A RU92016256 A RU 92016256A RU 2122249 C1 RU2122249 C1 RU 2122249C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- composition
- contaminants
- solvent composition
- uranium
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 64
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 100
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 claims abstract description 28
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 28
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000005725 8-Hydroxyquinoline Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052695 Americium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- LXQXZNRPTYVCNG-UHFFFAOYSA-N americium atom Chemical compound [Am] LXQXZNRPTYVCNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229960003540 oxyquinoline Drugs 0.000 claims abstract description 4
- MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N quinolin-8-ol Chemical compound C1=CN=C2C(O)=CC=CC2=C1 MCJGNVYPOGVAJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 75
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 51
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 39
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 13
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 13
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 7
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 229940001468 citrate Drugs 0.000 claims 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims 1
- 229940039748 oxalate Drugs 0.000 claims 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 38
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 78
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 14
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical class [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 11
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- -1 for example Substances 0.000 description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 description 4
- GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N technetium atom Chemical compound [Tc] GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 3
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 125000005588 carbonic acid salt group Chemical group 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1C=C CHRJZRDFSQHIFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 2
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid group Chemical group C(CC(O)(C(=O)O)CC(=O)O)(=O)O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000001983 electron spin resonance imaging Methods 0.000 description 2
- 239000012156 elution solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-N picolinic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=N1 SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 2
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- SHZFVLZWUVDCEN-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid;oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O.OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O SHZFVLZWUVDCEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010020400 Hostility Diseases 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- COQLPRJCUIATTQ-UHFFFAOYSA-N Uranyl acetate Chemical compound O.O.O=[U]=O.CC(O)=O.CC(O)=O COQLPRJCUIATTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LKVDKMLTMVKACQ-UHFFFAOYSA-I [V+5].[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O Chemical compound [V+5].[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O.[O-]C=O LKVDKMLTMVKACQ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001280 alpha-particle spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHCIQQGOQTFAE-UHFFFAOYSA-L barium chloride dihydrate Chemical compound O.O.[Cl-].[Cl-].[Ba+2] PWHCIQQGOQTFAE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 150000001767 cationic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011538 cleaning material Substances 0.000 description 1
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000005447 environmental material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 229910001411 inorganic cation Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002913 oxalic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229940081066 picolinic acid Drugs 0.000 description 1
- OYEHPCDNVJXUIW-VENIDDJXSA-N plutonium-238 Chemical compound [238Pu] OYEHPCDNVJXUIW-VENIDDJXSA-N 0.000 description 1
- 238000011954 pollution control method Methods 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- VGBPIHVLVSGJGR-UHFFFAOYSA-N thorium(4+);tetranitrate Chemical compound [Th+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VGBPIHVLVSGJGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 229910000439 uranium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/001—Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
- G21F9/002—Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Abstract
Способ включает контактирование загрязненного материала с растворяющей композицией, представляющей разбавленный раствор, содержащий карбонат и хелатообразователь. При этом радиоактивные загрязнители растворяют в растворяющей композиции. Затем растворяющую композицию отделяют от обрабатываемого материала и извлекают из нее загрязнители. Извлечение производят путем адсорбирования загрязнителей на ионообменном адсорбенте, связанном с магнитными частицами или путем деструктивного окисления хелатообразователя с последующим удалением образовавшегося осадка фильтрацией, в качестве хелатообразователя преимущественно используют ЭДТА, цитрат, оксалат или 8-гидроксихинолин, при этом рН раствора преимущественно составляет 9-11. Преимущественно в растворяющую композицию дополнительно вводят окислитель, в качестве которого используют перекись водорода. После очистки растворяющую композицию используют повторно, при необходимости укрепляя ее. Способ позволяет эффиктивно счистить различные материалы, например почву, от таких радионуклидов как уран, торий, радий, плутоний или америций или их смесь. При этом из загрязненного материала не извлекаются такие металлы, как железо и свинец. 13 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Description
Загрязнение окружающей среды радиоактивными материалами является общей проблемой. Эта проблема может возникнуть в результате операций, например, добычи урана, либо загрязнения из-за работы ядерных установок, с неадекватным контролем окружающей среды, либо от удаления радиоактивных отходов. Или же загрязнение может возникнуть в результате рассеивания урановых заготовок, используемых в качестве материалов высокой плотности в военных или гражданских применениях в результате военных действий или аварии в мирных условиях.
Известный уровень техники
Операции по разработке месторождений полезных ископаемых установили практические и экономические выгодные способы извлечения некоторых радиоактивных элементов из загрязненных материалов. Однако целью горных разработок является обычно экономически выгодное извлечение требуемых материалов, а вторичные отходы редко являются основным вопросом. В области очистки окружающей среды экономически выгодной целью является завершение эффективной очистки с минимальными вторичными отходами при минимальных затратах и значении извлекаемых радиоактивных материалов вторичной важности. Способы и химические средства, которые не были экономически выгодными или соответствующими в горных разработках, могут стать полезными для очистки окружающей среды.
Операции по разработке месторождений полезных ископаемых установили практические и экономические выгодные способы извлечения некоторых радиоактивных элементов из загрязненных материалов. Однако целью горных разработок является обычно экономически выгодное извлечение требуемых материалов, а вторичные отходы редко являются основным вопросом. В области очистки окружающей среды экономически выгодной целью является завершение эффективной очистки с минимальными вторичными отходами при минимальных затратах и значении извлекаемых радиоактивных материалов вторичной важности. Способы и химические средства, которые не были экономически выгодными или соответствующими в горных разработках, могут стать полезными для очистки окружающей среды.
Хорошо известно, что радиоактивные элементы можно извлекать из материалов окружающей среды путем механической промывки водой с добавлением или без добавления поверхностно-активных агентов. US Environmental Protection Agency "VISITT Vendor Information System for Innovative Treatment Technologies" EPA User Manual, EPA/542/R-D92-001 (1992). US Environmental Protection Agency "Technological Approaches to the Clean-up of Radiologically Contaminated Superfund Sites" EPA/540/288/022 (1988). Однако такие способы обычно ограничены механическим разделением твердых частиц, и они не будут удалять примеси, которые химически связаны с твердой фазой.
Разработаны химические способы растворения нерастворимых радиоактивных примесей в концентрированных растворителях, например в сильных кислотах, способом, известным как кислотное выщеличивание.
US Environmental Protection Agency "Technological Approaches to the Clean-up of Radiologically Contaminated Superfund Sites" EPA/540/288/022 (1988). Такие способы эффективны, однако они имеют недостатки, если отработанный концентрированный раствор становится в конечном счете отходом. Во многих случаях концентрированные растворители сами по себе являются опасными веществами в дополнение к содержащимся радиоактивным загрязнениям, на концентрацию которых направлен способ. Кислотное выщелачивание и другие способы, использующие концентрированные растворители для растворения радиоактивных примесей, имеют дополнительный недостаток в том, что также растворяются и другие примеси, которые этот способ не предназначен удалять, например, нерадиоактивные металлы.
Известные способы очистки от загрязнений внутренних поверхностей контуров ядерных реакторов предусматривали промывку этих контуров концентрированными химическими растворами для растворения примесей и вывода концентрированного раствора, содержащего загрязнение. Ayres, J.A., 1970 "Decontamination of Nuclear Reactors and Equipment", The Ronald Press Co. NY. Было обнаружено, что обработка этих отработавших растворов является трудной и неудобной, в результате они становятся отходами и требуют удаления. Теперь разработана технология, позволяющая извлекать радиоактивные элементы обычно путем ионного обмена в разбавляющей кислотной рециркуляционной системе. Pettit, P.J., Le Surf, J.E., Stewart, W.B., Strickert, R.J. & Vaughan, S.B., US National Association of Corrosion Engineers, "Corrosion '78", Paper 39.
Эти растворы, будучи разбавленными и кислотными, не содержат карбонат и не особенно пригодны для растворения актинидов, так как они не образуют растворимые сложные соединения с элементами актинида.
Установлено, что в способах очистки реакторов от загрязнений можно применять некоторые органические реагенты для растворения примеси и превращать ее в ионообменную смолу в процессе рециркуляции таким образом, чтобы постоянно повторно использовать органический реагент. Примерами растворов, применяемых в способах кислотной очистки от загрязнений реакторов, являются формиат ванадия, пиколиновая кислота и едкий натр (US PATENT 4705573). В других способах обычно применяют смеси лимонной и щавелевой кислот. Эти растворы для очистки реакторов имеют недостаток в том, что их нельзя использовать в одном применении одновременно для растворения актинидов, радия и некоторых продуктов распада, например технеция.
Известные растворы для очистки реакторов не содержат карбонат и являются кислотными, растворяя окислы железа в радиоактивных элементах, обычно обнаруживаемых в загрязненных контурах реакторов. Такая способность невыборочно растворять металлы является недостатком кислотных растворов и делает их непригодными для очистки от загрязнений материала, как, например, почвы, которая содержит железо и другие металлы, которые не должны извлекаться.
Другой недостаток кислотных растворов состоит в том, что такие материалы как, например, бетон или известняк, повреждаются или растворяются в кислотной среде. Кроме того, как и в случае известных промывочных растворов для обработки почвы, эти кислотные растворы содержат слишком много неизбирательно растворенных примесей, препятствующих подверганию раствора и извлечению примесей и рециркуляции раствора для достижения дополнительной очистки от примесей.
Установлено, что уран и трансурановые радиоактивные элементы могут растворяться в концентрированных кислотных химических системах (pH < 1). Кислотность таких растворов создает упомянутые трудности. Уран и иногда торий извлекаются во время операций добычи в концентрированной основной среде, содержащей соль угольной кислоты. "Uranium & Thorium" by L. Grainger, George Newnes Ltd, London 1958. Применение концентрированных растворов мотивируется необходимостью в растворении материалов со скоростью, химически выгодной для операций добычи, и такие растворы не особенно пригодны в тех случаях, когда главной целью является исключение вторичных отходов. Также известны публикации, в которых указано, что уран и плутоний можно растворять в разбавленном основном растворе, содержащем соль угольной кислоты, соль лимонной кислоты (в качестве вещества, вызывающего образование хелатных соединений) и окисляющий или восстановительный агент.
UK Patent Application GB-A-2229312.
Однако такие растворы не пригодны для извлечения сульфатов радия/бария, так как они не образуют растворимые сложные соединения из сульфата бария.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение касается извлечения радиоактивных элементов, в частности технеция, радия и актинидов, например, тория, урана и трансурановых элементов из определенных типов загрязненных материалов. Этими материалами могут быть природные материалы, например почва, или искусственные материалы, например, бетон или сталь, которые повергаются загрязнению в больших масштабах.
Настоящее изобретение касается извлечения радиоактивных элементов, в частности технеция, радия и актинидов, например, тория, урана и трансурановых элементов из определенных типов загрязненных материалов. Этими материалами могут быть природные материалы, например почва, или искусственные материалы, например, бетон или сталь, которые повергаются загрязнению в больших масштабах.
Способ в соответствии с настоящим изобретением предусматривает контактирование загрязненного материала с разбавленной, основной карбонатной рециркулирующей растворяющей композицией, которая растворяет радиоактивные загрязнения. Загрязненный материал можно подавать в процесс, а удалять очищенный материал из процесса непрерывно. Загрязнители извлекают из раствора путем ионообменной реакции, селективной адсорбции, деструкции реагентов, фильтрации или комбинации этих способов.
Стадии извлечения концентрируют загрязнители для извлечения таким образом, чтобы в системе не накапливались недостаточные компоненты реагента.
Рециркулирующую растворяющую композицию можно наносить на небольшие частицы порошкообразных материалов, например, на содержащуюся в сосуде почву, или на большие стоячие объекты, например бетонные стены или стальные конструкции.
Целью настоящего изобретения является создание способа для растворения и концентрации радиоактивных загрязнений из материалов. Другим отличительным признаком изобретения является то, что концентрированное загрязнение можно дополнительно обрабатывать для извлечения или удаления.
Целью изобретения является создание способа очистки от загрязнений почвы и извлечения радиоактивных загрязнений с использованием разбавленного основного раствора карбоната для достижения растворения загрязнений, таким образом сводится до минимума опасность для окружающей среды или риск безопасности либо опасность повреждения конструкций.
Целью настоящего изобретения является применение химических систем, которые растворяют загрязнения в материале загрязнения по возможности выборочно и исключают растворение таких металлов, как, например, железо и свинец.
Целью настоящего изобретения является использование рециркулирующей растворяющей системы, в которой исключаются вторичные химические отходы и реагенты не увеличиваются в концентрации во время применения способа.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематически представлен предпочтительный вариант исполнения настоящего изобретения.
На фиг. 1 схематически представлен предпочтительный вариант исполнения настоящего изобретения.
На фиг. 2 представлен график, показывающий данные из примера 1.
Наилучший способ осуществления изобретения
Настоящее изобретение касается способа очистки материалов от радиоактивного загрязнения. Первая стадия состоит в контактировании очищаемого от загрязнений материала с растворяющей композицией. Типичный способ согласно настоящему изобретению представлен на фиг. 1. В качестве контактного устройства может быть использовано любое из множества стандартных типов - гидроизмельчитель, перемешивающий сосуд или любое другое устройство, обычно используемое или пригодное для контактирования почвы с жидкой средой. Противоточный контактор представляет собой стандартную систему, которая позволяет раствору течь в направлении, противоположном почве через ряд контактов и твердожидких разделений. Таким образом, последний контакт осуществляется между выходящей массой земли и свежей растворяющей композицией, а первоначальный контакт - между входящей в контактор землей и уже контактировавшей растворяющей композицией. Стадия контактирования растворяющего процесса включает в себя также стадию перемешивания материала с растворяющей композицией. Такое перемешивание полезно, когда материал представляет собой частицы, такие как земля. Сухую землю подают внутрь контактора, в котором она перемешивается с растворяющей композицией. Перемешивание земли и растворяющей композиции продолжается в течение достаточного периода времени, чтобы загрязнитель мог раствориться в растворе.
Настоящее изобретение касается способа очистки материалов от радиоактивного загрязнения. Первая стадия состоит в контактировании очищаемого от загрязнений материала с растворяющей композицией. Типичный способ согласно настоящему изобретению представлен на фиг. 1. В качестве контактного устройства может быть использовано любое из множества стандартных типов - гидроизмельчитель, перемешивающий сосуд или любое другое устройство, обычно используемое или пригодное для контактирования почвы с жидкой средой. Противоточный контактор представляет собой стандартную систему, которая позволяет раствору течь в направлении, противоположном почве через ряд контактов и твердожидких разделений. Таким образом, последний контакт осуществляется между выходящей массой земли и свежей растворяющей композицией, а первоначальный контакт - между входящей в контактор землей и уже контактировавшей растворяющей композицией. Стадия контактирования растворяющего процесса включает в себя также стадию перемешивания материала с растворяющей композицией. Такое перемешивание полезно, когда материал представляет собой частицы, такие как земля. Сухую землю подают внутрь контактора, в котором она перемешивается с растворяющей композицией. Перемешивание земли и растворяющей композиции продолжается в течение достаточного периода времени, чтобы загрязнитель мог раствориться в растворе.
Растворяющая композиция содержит эффективное количество разбавленного, основного карбонатного раствора, достаточное для растворения загрязнений в материале. Источники карбоната включают в себя углекислый газ, угольную кислоту, углекислый натрий, бикарбонат натрия и другие соли угольной кислоты. Ионы карбоната с различными актинидами образуют растворимые комплексы. Можно также использовать другие анионные радикалы, способные образовывать с актинидами и другими радиоактивными элементами растворимые комплексы.
Разбавленный основной карбонатный раствор может дополнительно включать в себя эффективное количество хелатного агента, достаточное для связывания большей части радиоактивных загрязнений. Хелатный агент может быть представлен любой молекулой, способной связываться с ионом радиоактивного металла с образованием сложного соединения, удерживающего радиоактивное загрязнение в растворе. Установлено, что хелатный агент необходим для растворения плутония и других трансурановых элементов. Хелатные агенты, которые могут быть использованы в настоящем способе, включают в себя этилендиаминтетрауксусную кислоту с эффективной концентрацией в пределах от 0,001 до 0,1 моль, предпочтительно 0,03 моль. В качестве хелатных агентов можно также использовать диэтилентриаминпентауксусную кислоту, цитрат оксалат и 8-гидроксихинолин.
Растворяющая композиция имеет основной показатель pH, то есть любое значение pH в пределах от 7 до 11, и предпочтительно приблизительно от 9 до 11, а лучше всего приблизительно 10. Способ включает в себя стадию регулирования pH растворяющей композиции до величины приблизительно 10 добавлением в раствор соответствующего количества основания, например едкого натра. Термин "основание", как его применяют здесь, включает в себя любое вещество, способное увеличить величину показателя pH раствора выше 7, с веществом, не являющимся помехой функции растворяющей композиции. Другие основания, которые можно использовать в растворе согласно настоящему изобретению, включают в себя гидроокись калия, гидроокись аммония и углекислый аммоний. Углекислый аммоний довольно ядовитое вещество, но оно имеет дополнительное преимущество для управления отходами, то есть его можно извлечь из раствора выпариванием (углекислый газ и аммиак). Можно применять любое основание согласно упомянутому определению. Количество основания, которое будет эффективным для регулирования pH до предпочтительного интервала будет зависеть от применяемого конкретного основания, других компонентов раствора и характеристик обрабатываемой конкретной почвы или другого материала.
Либо в настоящем способе можно применять раствор, содержащий хелатный агент для растворения некоторых актинидов при нейтральном значении pH.
Способ можно включить дополнительно в стадию образования карбоната добавлением в растворяющий раствор эффективного количества углекислого газа до начала стадии контактирования. Углекислый газ барботируют через растворяющую композицию, содержащую все компоненты, кроме карбоната, для образования раствора карбоната согласно, например, следующим уравнениям:
(1) CO2+H2O _→ H2CO3
(2) 2NaOH+H2CO3_→ Na2CO3+2H2O
Способ барботирования углекислого газа через растворяющую композицию можно также использовать для регулирования pH композиции до соответствующего диапазона. Эффективное количество углекислого газа для образования карбоната и регулирования pH до требуемого значения в настоящем способе может быть определено стандартными аналитическими методами. Либо карбонатный раствор для настоящего способа можно приготовить добавлением в растворяющую композицию эффективного количества соли угольной кислоты. Предпочтительная концентрация карбоната предпочтительно равна около 0,06 молярных.
(1) CO2+H2O _→ H2CO3
(2) 2NaOH+H2CO3_→ Na2CO3+2H2O
Способ барботирования углекислого газа через растворяющую композицию можно также использовать для регулирования pH композиции до соответствующего диапазона. Эффективное количество углекислого газа для образования карбоната и регулирования pH до требуемого значения в настоящем способе может быть определено стандартными аналитическими методами. Либо карбонатный раствор для настоящего способа можно приготовить добавлением в растворяющую композицию эффективного количества соли угольной кислоты. Предпочтительная концентрация карбоната предпочтительно равна около 0,06 молярных.
Раствор, используемый в способе, может дополнительно включать в себя эффективное количество окисляющего агента, например перекись водорода, при концентрации в пределах от приблизительно 1 до приблизительно 10 г/л растворяющей композиции, предпочтительно в пределах приблизительно от 1 до 3 г/л. Окисляющий агент может повысить степень окисления некоторых радиоактивных соединений, например окись урана, для упрощения их растворения в карбонатной растворяющей композиции, как показывает следующее общее уравнение:
UO2+H2O2+3Na2CO3_→ Na4UO2(CO3)3+2NaOH.
Окисляющие агенты также необходимы в растворяющей композиции для растворения плутония. Другие окисляющие агенты включают в себя озон, воздух и перманганат калия.
UO2+H2O2+3Na2CO3_→ Na4UO2(CO3)3+2NaOH.
Окисляющие агенты также необходимы в растворяющей композиции для растворения плутония. Другие окисляющие агенты включают в себя озон, воздух и перманганат калия.
Предпочтительный очищающий раствор согласно этому изобретению включает в себя приблизительно 0,03 моль этилендиаминтетрауксусной кислоты, приблизительно 0,06 моль карбоната, приблизительно 3 г/л перекиси водорода и эффективное количество едкого натра, таким образом раствор можно отрегулировать до pH в пределах от приблизительно 9 до приблизительно 11. Для растворения радиоактивных загрязнений в почве и других материалах могут быть использованы также растворы, содержащие другое эффективное количество упомянутых компонентов. Такие растворы могут включать в себя от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,05 моль этилендиаминтетрауксусной кислоты, приблизительно от 0,02 до приблизительно 0,08 моль карбоната и от приблизительно 1 до приблизительно 10 г/л перекиси водорода.
Таким образом, описанная растворяющая композиция эффективна при растворении радиоактивных загрязнений в почве и других материалах, когда основной карбонатный раствор составляет приблизительно два или менее процентов, чем 2% от общей концентрации по массе растворяющей композиции. Таким образом, разбавленный основной карбонатный раствор в соответствии с изобретением представляет собой раствор, который составляет менее или приблизительно 2 вес.% от растворяющей композиции. Также допускается концентрация до 5%. Хотя более высокие концентрации раствора будут работоспособны, однако они могут иметь недостатки других концентрированных растворов растворителя. Остальное растворяющей композиции может составлять соответствующая жидкость, например вода, которая имеет предпочтительно приблизительно нейтральное значение pH и инертна в отношении радиоактивных загрязнений.
Альтернативная растворяющая композиция согласно настоящему изобретению описана в докладе EPRI Report Disposal of Wastes "EPRI - NP3655, Project 2а2 - g. Final Peport, сентябрь 1984 г. В этой публикации указан химический состав растворяющей композиции для актинидов:
Перекись водорода - 17 г/л
Карбонат натрия - 26,5 г/л
Бикарбонат натрия - 21 г/л
8-гидроксихинолин - 1 г/л
Этилендиаминтетрауксусная кислота - 3,5 г/л
Композиция, имеющая такой состав, пригодна для использования в способе очистки от загрязнения согласно настоящему изобретению.
Перекись водорода - 17 г/л
Карбонат натрия - 26,5 г/л
Бикарбонат натрия - 21 г/л
8-гидроксихинолин - 1 г/л
Этилендиаминтетрауксусная кислота - 3,5 г/л
Композиция, имеющая такой состав, пригодна для использования в способе очистки от загрязнения согласно настоящему изобретению.
Уран можно растворить за счет химии карбоната благодаря способности карбонатных комплексов растворять уран в высших состояниях окисления. Карбонатные системы предпочтительны для растворения в настоящем способе, поскольку они лишены недостатков, присущих сильным кислотным растворителям. Если уран присутствует в состоянии окисления ниже, чем (VI), то необходимо присутствие окисляющего агента, чтобы происходило растворение. Технеций можно извлекать из раствора при окисляющих условиях как ион пертехнециата. Для растворения урана и технеция предпочтительным окисляющим агентом является перекись водорода.
В общем карбонатные системы не обеспечивают легкого растворения трансурановых элементов в отсутствии хелатного агента. Радий является достаточно нерастворимым в карбонатных системах, но его можно растворить достаточно хорошо в щелочных условиях. Во многих случаях загрязнения окружающей среды радий связан с сульфатом бария, который был добавлен или образован в процессе выщелачивания руды для извлечения урана или тория с целью удержания радия в хвостах. В соответствии с настоящим изобретением в целях облегчения процесса растворения сульфата бария и удержания радия в растворе можно использовать этилендиаминтетрауксусную кислоту, диэтилентриаминпентауксусную кислоту или подобные хелатные агенты. Регулирование pH такого раствора барботированием углекислым газом обеспечивает получение раствора с соответствующей величиной pH для выборочного захвата радия посредством катионного обмена. Известно, что сложные соединения этилендиаминтетрауксусной кислоты щелочноземельных элементов имеют различную стабильность, и этот их признак используют в аналитическом разделении, которое заставляет более тяжелые щелочноземельные элементы удерживаться в катионообменной колонне, тогда как более легкие элементы элюируют в виде комплексов этилендиаминтетрауксусной кислоты (Lawrence B. Farabec in Dak Ridge Report ORNL - 1932, сентябрь 1955 г.).
Хотя описанная растворяющая композиция является эффективной для растворения различных актинидов и других радиоактивных элементов, связанных с твердыми материалами, однако точный состав растворяющей композиции будет зависеть от материала, подлежащего очистке. Преимущество очистки согласно настоящему изобретению состоит в том, что она уменьшает растворение веществ, которые не предназначены для извлечения. Для определения точного состава, который следует применять, пробу материала, который должен очищаться от загрязнения, например, почвы, количественно и качественно анализируют в лаборатории и приготовляют растворяющую композицию в соответствии с типом образца материала.
Следующие уравнения иллюстрируют химию растворения в соответствии с этим изобретением:
Уран:
UO2+H2O2+3Na2CO3_→ Na4UO2(CO3)3+2NaOH
Торий:
2H2O+ThO2+3Na2CO3_→ Na2Th(CO3)3+4NaOH.
Дополнительной стадией в способе очистки материалов от загрязнений является отделение растворенных загрязнений от контактируемого материала. Условия контактирования материала означают материал (почва или др.), который подвергался стадии контактирования. Стадия разделения в способе очистки может представлять непрерывный процесс, который предпочтительно включает в себя две стадии - удаление выбранного количества обработанного материала и непрерывную замену удаленного материала выбранным количеством необработанного материала. Непрерывный способ предпочтительно включает в себя дополнительные стадии удаления определенного количества растворяющей композиции, контактировавшей с обрабатываемым материалом, и замены удаленной растворяющей композиции с определенным количеством рециркулирующей растворяющей композиции или определенным количеством свежей растворяющей композиции.
Уран:
UO2+H2O2+3Na2CO3_→ Na4UO2(CO3)3+2NaOH
Торий:
2H2O+ThO2+3Na2CO3_→ Na2Th(CO3)3+4NaOH.
Дополнительной стадией в способе очистки материалов от загрязнений является отделение растворенных загрязнений от контактируемого материала. Условия контактирования материала означают материал (почва или др.), который подвергался стадии контактирования. Стадия разделения в способе очистки может представлять непрерывный процесс, который предпочтительно включает в себя две стадии - удаление выбранного количества обработанного материала и непрерывную замену удаленного материала выбранным количеством необработанного материала. Непрерывный способ предпочтительно включает в себя дополнительные стадии удаления определенного количества растворяющей композиции, контактировавшей с обрабатываемым материалом, и замены удаленной растворяющей композиции с определенным количеством рециркулирующей растворяющей композиции или определенным количеством свежей растворяющей композиции.
В случае очистки от радиоактивных загрязнений почвы некоторую часть или всю суспензию почвы и растворяющей композиции пропускают в устройство для отделения почвы от растворяющей композиции для получения потока жидкости и густой массы. Разделение жидкой и твердой фаз может достигаться посредством отстойника, пластинчатого сгустителя, гидроциклона фильтра или любого другого устройства, обычно используемого или подходящего для твердо-жидкостного разделения частиц. Дополнительно, для применения на месте цель заключается в извлечении загрязнителя и возвращении любой условленной почвы на место. В этом применении используют магнитную сепарацию для извлечения и сбора загрязнителя. Селективные магнитные частицы (например, составные частицы, включающие в себя магнетит и селективные адсорбенты) вводят в растворитель, который адсорбирует загрязнитель. Загрязнения удаляют из раствора путем выделения частиц магнитным фильтрованием (и адсорбированных загрязнений).
Количество материала растворяющего раствора, удаляемого и заменяемого на стадии непрерывного разделения, выбирают такое, чтобы обеспечить достаточную очистку материала от загрязнений. Согласно настоящему способу достаточной степени очистки материала от загрязнений считается такая очистка, когда из очищаемого материала удаляется до 90% или более загрязнений, обнаруженных в материале до осуществления способа очистки. Другие параметры процесса непрерывного разделения включают в себя частоту удаления и замены обрабатываемого материала и растворяющей композиции и количество растворяющей композиции, возвращаемое непосредственно на стадию контактирования после отделения растворяющей композиции от материала. Параметры непрерывного процесса разделения можно изменять в зависимости от природы данного загрязнителя или загрязнителей и в соответствии с их растворимостью в растворяющей композиции на стадии контактирования.
После отделения выбранного количества растворяющей композиции от выбранного количества обрабатываемого материала отделенный материал представляет собой густой шлам. Густой шлам поступает в устройство для его обезвоживания, и промывочную жидкость, например воду, используют для удаления остаточной растворяющей композиции из материала во время процесса сушки. При очистке от радиоактивных загрязнений объектов из твердого материала очищающий раствор может контактировать с поверхностью объекта и отделяться силой из объекта для подачи на стадию регенерации.
Следующей стадией способа очистки от радиоактивных загрязнений является стадия извлечения содержащихся в растворяющей композиции загрязнений, отделенных от обрабатываемого материала, как было описано. Стадия извлечения включает фильтрование растворяющей композиции, которая отделена от контактирующего материала, чтобы удалить частицы. Частицами являются частицы очищенных от загрязнения материалов, которые переносятся вместе с растворяющей композицией со стадии разделения, что может мешать последующим стадиям извлечения. Предпочтительно на стадии фильтрования применяют фильтр с обратной промывкой.
Дополнительной стадией является стадия адсорбции содержащихся в растворяющей композиции загрязнений на адсорбирующей ионообменной среде. Процесс извлечения растворенных ионов из раствора с использованием ионообменных смол обычно называется адсорбцией. К адсорбентам, которые могут быть использованы в настоящем способе, относятся стандартные катионные и анионные обменники и селективные адсорбенты. Можно выбрать конкретный адсорбент для избирательной или неизбирательной адсорбции загрязнителей, растворенных в растворяющей композиции.
Типичные примеры ионообменников включают в себя сильный основной анионный обменник, например, AMBERLITE IRA 400 (Rohm and Haas. Филадельфия, шт. Пенсильвания), тип четвертичного аммония, функционализированного полимером стирол/дивинилбензола. Примером катионообменной смолы является AMBERLITE IR-120 (Rohm and Haas, Philadelphia, Peunsylvania) - тип сульфокислоты, функционализированной полимером стирол/дивинилбензола. Неорганические катионообменники, называемые также селективными адсорбентами, включают в себя двуокись марганца, водную окись титана и фосфат циркония. Либо для осуществления селективного извлечения могут быть использованы органические хелатные ионообменники (например, резорцинарсиновая кислота).
Ионный обмен представляет один способ, применяемый для концентрации требуемых компонентов, из выщелоченных растворов. Ионообменная реакция заключается в обмене ионами между водным раствором и твердой смолой. Это обеспечивает высоко избирательный и количественный способ для извлечения урана, радия и других актинидов. Анионные обменники могут быть использованы для извлечения из растворов тория, урана и трансурановых комплексов. Анионный обмен можно также использовать для извлечения иона пертехнецитата.
Анионообменная реакция извлечения урана из раствора может быть представлена уравнением:
Ионообмен можно также использовать для достижения селективного извлечения присутствующих в растворяющей композиции загрязнений путем тщательного выбора химических условий, при которых стандартные ионообменники, например катионные обменники, взаимодействуют с раствором. В данном случае катионный обменник действует как избирательный адсорбент, даже если это химия раствора, а не обменник, которая проявляет селективность.
Ионообмен можно также использовать для достижения селективного извлечения присутствующих в растворяющей композиции загрязнений путем тщательного выбора химических условий, при которых стандартные ионообменники, например катионные обменники, взаимодействуют с раствором. В данном случае катионный обменник действует как избирательный адсорбент, даже если это химия раствора, а не обменник, которая проявляет селективность.
Селективные адсорбенты, включая перечисленные выше, могут быть получены в виде крупных частиц в ионообменной колонне для адсорбции загрязнений в рециркулирующей растворяющей композиции. Селективные адсорбенты действуют так, что извлекают из растворяющей композиции радиоактивные загрязнения, но в других отношениях они не изменяют значительно химию процесса. Таким образом, они особенно подходят для применения в способе согласно настоящему изобретению. Либо селективные адсорбенты можно добавлять в раствор, либо связывать с магнитными частицами и затем отфильтровывать из раствора с использованием известных способов фильтрования, микро- или ультрафильтрации или магнитной фильтрации, применимой в тех случаях, когда магнитные частицы несут на себе ионообменную функцию. Химия катионообмена или селективной адсорбции для извлечения урана может быть представлена уравнением (где MnO2 используют для обозначения места катионообмена на двуокиси марганца):
Если описанная стадия адсорбции использует ионообменную смолу или другую матрицу для поглощения загрязнителя, то стадия извлечения может дополнительно включать в себя стадию элюирования поглощенного загрязнителя из смолы или другой матрицы для получения концентрированного раствора загрязнителя. Элюирование загрязнения достигается с раствором, который удаляет загрязнитель из адсорбента. Типичным растворителем для элюирования является кислота, например азотная кислота, со средней концентрацией приблизительно 1,0 моль. Степень, до которой концентрируют загрязнение в элюенте, может изменяться в зависимости от типа применяемого конкретного растворителя для элюирования, но в любом случае он будет более концентрированным, чем в необработанном материале.
Если описанная стадия адсорбции использует ионообменную смолу или другую матрицу для поглощения загрязнителя, то стадия извлечения может дополнительно включать в себя стадию элюирования поглощенного загрязнителя из смолы или другой матрицы для получения концентрированного раствора загрязнителя. Элюирование загрязнения достигается с раствором, который удаляет загрязнитель из адсорбента. Типичным растворителем для элюирования является кислота, например азотная кислота, со средней концентрацией приблизительно 1,0 моль. Степень, до которой концентрируют загрязнение в элюенте, может изменяться в зависимости от типа применяемого конкретного растворителя для элюирования, но в любом случае он будет более концентрированным, чем в необработанном материале.
Либо можно применять экстракцию растворителем для селективного извлечения загрязнений из рециркулирующего раствора, однако последующее улавливание растворителя в рециркулирующий раствор следует считать недостатком этого решения. В принципе, для извлечения загрязнений из рециркулирующего раствора могут быть использованы также и другие известные способы разделения растворов, например обратный осмос или электродиализ.
В некоторых вариантах исполнения настоящего изобретения извлечение загрязнений деструкцией реагентов достигается путем увеличения температуры до уровня, близкого к температуре кипения воды. Повышение температуры особенно эффективно, когда часть системы реагентов составляет перекись водорода. Перекись водорода разлагается под действием тепла (на кислород и воду), и она будет вызывать деструктивное окисление хелатных агентов в присутствии соответствующего металлического ионного катализатора близко к температуре кипения. При деструкции хелатных агентов загрязнения становятся нерастворимыми и осаждаются в виде нерастворенных соединений. Окисление этилендиаминтетрауксусной кислоты перекисью водорода моно представить следующим уравнением:
17H2O2+C10N2H16O8_→ 10CO2+20H2O+2NH4OH.
Стадия извлечения радиоактивных загрязнений может дополнительно включать в себя возвращение на стадию контактирования растворяющей композиции, отделенной от обработанного материала. В частности, стадия рециркуляции требует возврата прямо на стадию контактирования выбранного количества растворяющей композиции, содержащей растворенные загрязнения. Кроме того, стадия рециркуляции предусматривает возвращение на стадию контактирования растворяющей композиции после извлечения из нее загрязнений.
17H2O2+C10N2H16O8_→ 10CO2+20H2O+2NH4OH.
Стадия извлечения радиоактивных загрязнений может дополнительно включать в себя возвращение на стадию контактирования растворяющей композиции, отделенной от обработанного материала. В частности, стадия рециркуляции требует возврата прямо на стадию контактирования выбранного количества растворяющей композиции, содержащей растворенные загрязнения. Кроме того, стадия рециркуляции предусматривает возвращение на стадию контактирования растворяющей композиции после извлечения из нее загрязнений.
На стадии регенерации параметры стадии рециркуляции включают в себя выбор количества растворяющей композиции, которое будет возвращаться непосредственно на стадию контактирования, и выбор количества, которое будет поступать на стадию извлечения до возврата на стадию контактирования. Эти и другие параметры можно рассчитать на основе известных характеристик обрабатываемого материала и с учетом природы и количества радиоактивных загрязнений. В типичном варианте примерно 10% растворяющей композиции будет рециркулировать после прохождения через стадию извлечения и приблизительно 90% будет возвращаться непосредственно на стадию контактирования. Изобретение также предусматривает периодическую обработку растворяющей композиции, при которой выбранное количество, возвращенное непосредственно на стадию контактирования, составляет примерно 0%, а количество, возвращенное на стадию контактирования после обработки на стадии извлечения, составляет примерно 100%.
Настоящее изобретение обеспечивает возможность регулирования объема жидкости на стадии рециркуляции. Регулирование объема жидкости в процессе может быть осуществлено двумя путями: либо почва, оставляющая процесс, может иметь более высокое содержание воды, чем почва на входе процесса, либо путем испарения из растворяющей композиции можно удалять чистую воду. Один из этих или других соответствующих способов можно применять для предотвращения увеличения объема воды.
Композиция для растворения радиоактивных загрязнений материала, воплощающая в себе принцип настоящего изобретения, представляет собой разбавленный раствор, имеющий основное значение pH и содержащий определенные количества хелатного агента и карбонат, достаточные для растворения радиоактивных загрязнений. Предлагаемая композиция может дополнительно включать в себя определенное количество окисляющего агента, достаточное для повышения степени окисления актинида, например урана, или какого-либо другого радиоактивного элемента. В предпочтительном варианте предлагаемая растворяющая композиция содержит приблизительно 0,03 моль этилендиаминтетруксусной кислоты, приблизительно 0,06 моль карбоната, приблизительно 3 г/л перекиси водорода и эффективное количество едкого натрия. Таким образом, раствор можно отрегулировать до pH раствора в диапазоне приблизительно от 9 до 11.
Концентрация каждого компонента разбавленного раствора предлагаемой растворяющей композиции может изменяться таким образом, что раствор сохраняет способность растворять радиоактивные загрязнения в подлежащих обработке материалах, например загрязненной земли, при суммарной концентрации растворяющей композиции приблизительно 2% и менее, чем приблизительно 2% растворяющей композиции. Можно эффективно применять растворяющие композиции, содержащие до 5% компонентов раствора. Баланс растворяющей композиции, не включающий в себя разбавленный карбонатный раствор, может состоять из воды или некоторого количества какой-либо другой инертной жидкости, имеющей нейтральное значение показателя pH.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие настоящее изобретение.
Пример 1
Загрязнение почвы ураном и торием и очистка земли от загрязнений
Для проведения эксперимента была собрана проба почвы. 2 г пробы почвы было подвергнуто выщелачиванию в целях определения содержания в ней выщелачиваемого урана и тория. Проба почвы была помещена в химический стакан, куда было добавлено 20 см3 химически чистой азотной кислоты в качестве реагента. После утихания реакции в пробу вводили дополнительное количество азотной кислоты до тех пор, пока реакция полностью не прекратилась. Затем добавили 5 см3 химически чистой соляной кислоты. Температуру повышали примерно до точки кипения в течение двух часов при перемешивании. После охлаждения раствор был отфильтрован и подвергнут анализу с целью определения содержания в нем урана и тория. В аналитическом методе применяли Arsenazo III для образования сложных соединений с ураном и торием, которые можно затем определить по их колориметрической абсорбции на длине волн 665 нм (торий) или 655 нм (уран). В качестве восстановительного агента в раствор было добавлено 2,5 моль аскорбиновой кислоты и сначала было измерено поглощение для тория. Для определения содержания урана в качестве маскирующего агента применяли диэтилен триаминпентауксусную кислоту, после чего при pH = 2,0 - 2,1 определили абсорбцию урана с поправкой на поглощение тория. Результаты показали, что проба почвы содержит 656 ррм урана и 35 ррм тория.
Загрязнение почвы ураном и торием и очистка земли от загрязнений
Для проведения эксперимента была собрана проба почвы. 2 г пробы почвы было подвергнуто выщелачиванию в целях определения содержания в ней выщелачиваемого урана и тория. Проба почвы была помещена в химический стакан, куда было добавлено 20 см3 химически чистой азотной кислоты в качестве реагента. После утихания реакции в пробу вводили дополнительное количество азотной кислоты до тех пор, пока реакция полностью не прекратилась. Затем добавили 5 см3 химически чистой соляной кислоты. Температуру повышали примерно до точки кипения в течение двух часов при перемешивании. После охлаждения раствор был отфильтрован и подвергнут анализу с целью определения содержания в нем урана и тория. В аналитическом методе применяли Arsenazo III для образования сложных соединений с ураном и торием, которые можно затем определить по их колориметрической абсорбции на длине волн 665 нм (торий) или 655 нм (уран). В качестве восстановительного агента в раствор было добавлено 2,5 моль аскорбиновой кислоты и сначала было измерено поглощение для тория. Для определения содержания урана в качестве маскирующего агента применяли диэтилен триаминпентауксусную кислоту, после чего при pH = 2,0 - 2,1 определили абсорбцию урана с поправкой на поглощение тория. Результаты показали, что проба почвы содержит 656 ррм урана и 35 ррм тория.
Затем для повышения уровня радиоактивного загрязнения в пробу почвы были введены следующим способом уран и торий, 10 г сухой почвы смешали с 10 см3 раствора уксуснокислого уранила и нитрата тория, причем содержание каждого компонента в растворе составляло 1000 част./млн. Эту смесь выдерживали в течение ночи. Раствор отделили от пробы почвы фильтрованием и определили концентрацию урана и тория. Затем образец почвы три раза промыли 20 см3 воды и определили концентрацию в промывочной воде урана и тория, для всех трех промывок чистоты определили, что загрязнения не удаляются из почвы только способом промывки водой. Конечная концентрация урана и тория в загрязненной пробе почвы определялась, как это было описано выше, кислотным выщелачиванием, при этом конечная концентрация урана составляла 1398 част./млн., а тория - 1086 част./млн.
Затем почва контактировала с растворяющей композицией, содержащей 0,05 моль на литр этилендиаминтетрауксусной кислоты и 0,2 моль на литр карбоната натрия, pH которой был отрегулирован добавлением едкого натра до 10. Расход растворяющей композиции составлял 100 см3 на 5 г почвы. Проба загрязненной почвы была подвергнута трехкратной промывке растворяющей композицией (при перемешивании с использованием магнитной мешалки) без промежуточной промывки водой для имитирования условий в противоточном контакторе. Описанным выше способом было произведено определение концентрации урана и тория в растворяющей композиции, и количество, извлеченное в каждой промывке, представлено на фиг. 2.
Из обработанной пробы почвы была отделена первая аликвота растворяющей композиции. Уран и торий извлекали путем пропускания растворяющей композиции через колонну, заполненную сильноосновной анионообменной смолой, в форме карбонаты. Следующие уравнения иллюстрируют химию анионообменного извлечения урана и тория:
Прошедшая через ионообменную колонку растворяющая композиция была подвергнута анализу с целью определения количеств оставшихся в композиции урана и тория, при этом было установлено, что в колонне адсорбировано 92% тория и 93% урана.
Прошедшая через ионообменную колонку растворяющая композиция была подвергнута анализу с целью определения количеств оставшихся в композиции урана и тория, при этом было установлено, что в колонне адсорбировано 92% тория и 93% урана.
Описанным выше способом кислотного выщелачивания определили остаточное количество выщелачиваемых урана и тория в пробе почвы после ее очистки. Количество урана и тория, растворенных путем выщелачиванивания сильной кислотой, оставило 528 част./млн. и 232 част./млн. соответственно (см. табл. 1).
Пример 2
Извлечение радия и сульфата бария
Радий совместно осадили на сульфате бария следующим образом. Приготовили 50 мл раствора дигидрата хлорида бария (4,5 г/л) и добавили 1 мл 0,5 н. соляной кислоты, содержащей 12,5 нанокюри Ra - 226. К этому раствору было добавлено 8 мл концентрированной серной кислоты и 12 г безводного сульфата калия. До фильтрования раствор выдержали в течение 2 часов. В результате получили сухой осадок в количестве 208 мг.
Извлечение радия и сульфата бария
Радий совместно осадили на сульфате бария следующим образом. Приготовили 50 мл раствора дигидрата хлорида бария (4,5 г/л) и добавили 1 мл 0,5 н. соляной кислоты, содержащей 12,5 нанокюри Ra - 226. К этому раствору было добавлено 8 мл концентрированной серной кислоты и 12 г безводного сульфата калия. До фильтрования раствор выдержали в течение 2 часов. В результате получили сухой осадок в количестве 208 мг.
Анализ количества оставшегося в растворе радия подтвердил, что весь радий включен в осадок.
Полученный осадок был смешан с растворяющей композицией, включающей в себя 0,1 моль этилендиаминтетрауксусной кислоты и 0,1 моль карбоната натрия при pH раствора 9,6. В течение 20 мин осадок растворился, и анализ растворяющей композиции методом альфа-спектроскопии показал, что адсорбированный на сульфате бария радий перешел в растворяющую композицию. Извлечение радия из растворяющей композиции может быть произведено путем селективного катионообмена.
Пример 3
Загрязнение почвы плутонием и америцием и очистка земли от этих загрязнений
Проба почвы (10 г) была искусственно загрязнена плутонием-238 путем ее выдерживания в течение 12 ч в 0,1-молярном растворе азотной кислоты (10 мл), содержащем 2,7 нанокюри Pu - 238. Анализ отделенного от пробы почвы путем фильтрации загрязняющего раствора показал, что он содержит менее 1% от первоначального содержания плутония (2,7 нанорюри). Загрязненная почва в количестве 1 г была помещена в 250 мл растворяющей композиции, содержащей 0,02 моль (0,68 г) на литр перекиси водорода и 0,1 моль на литр цитрата, через приготовленную таким образом смесь пропускали углекислый газ до тех пор, пока величина pH раствора достигла 7. Спустя 19 ч, было обнаружено, что примерно 70% плутония, присутствующего первоначально в почве, содержится в растворяющей композиции, отделенной от почвы. Плутоний и америций могут быть извлечены из растворяющей композиции способом, описанным в примере 1.
Загрязнение почвы плутонием и америцием и очистка земли от этих загрязнений
Проба почвы (10 г) была искусственно загрязнена плутонием-238 путем ее выдерживания в течение 12 ч в 0,1-молярном растворе азотной кислоты (10 мл), содержащем 2,7 нанокюри Pu - 238. Анализ отделенного от пробы почвы путем фильтрации загрязняющего раствора показал, что он содержит менее 1% от первоначального содержания плутония (2,7 нанорюри). Загрязненная почва в количестве 1 г была помещена в 250 мл растворяющей композиции, содержащей 0,02 моль (0,68 г) на литр перекиси водорода и 0,1 моль на литр цитрата, через приготовленную таким образом смесь пропускали углекислый газ до тех пор, пока величина pH раствора достигла 7. Спустя 19 ч, было обнаружено, что примерно 70% плутония, присутствующего первоначально в почве, содержится в растворяющей композиции, отделенной от почвы. Плутоний и америций могут быть извлечены из растворяющей композиции способом, описанным в примере 1.
Claims (14)
1. Способ очистки материала, содержащего радиоактивные загрязнения, предусматривающий контактирование подлежащего очистке материала с растворяющим раствором, который содержит разбавитель, и основной хелатообразователь, имеющий раствор карбоната, в результате чего загрязнитель растворяется, и отделение полученной композиции, содержащей растворенные загрязнители, извлеченные из материала, отличающийся тем, что растворенные загрязнители извлекают из отделенной композиции путем адсорбирования загрязнителей, содержащихся в растворяющей композиции, на ионообменном адсорбенте, связанном с магнитными частицами, или осаждения загрязнителей, содержащихся в растворяющей композиции, в виде нерастворимых соединений посредством деструктивного окисления хелатообразователя и последующего удаления загрязнителей фильтрацией.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют фильтрацию отделенной композиции для удаления частиц до адсорбции на адсорбенте и вымывание загрязнителей из адсорбента для получения концентрированного раствора загрязнителей.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор дополнительно содержит окисляющий агент, в результате чего степень окисления радионуклидов повышается.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор содержит в качестве окисляющего агента 1 - 3 г/л перекиси водорода.
5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что хелатообразователь представляет собой этилендиаминтетрауксусную кислоту, диэтилентриаминпентауксусную кислоту, цитрат, оксалат или 8-гидроксихинолин.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что раствор содержит в качестве хелатообразователя от 0,001 до 0,1 моль этилендиаминтетрауксусной кислоты.
7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что растворяющий раствор имеет pH от 9 до 11.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что раствор содержит приблизительно 0,03 моль этилендиаминтетрауксусной кислоты, приблизительно 0,06 моль карбоната, приблизительно 3 г/л перекиси водорода и гидроксид натрия.
9. Способ по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что раствор содержит по меньшей мере 98% воды.
10. Способ по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что непрерывно удаляют часть контактируемого материала и непрерывно заменяют удаленный материал материалом, подлежащим контактированию.
11. Способ по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что непрерывно удаляют часть композиции и непрерывно заменяют удаленную композицию растворяющим раствором и/или рециркулируемой композицией.
12. Способ по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что осуществляют рециркуляцию отделенной композиции или отделенного содержащего загрязнители раствора дополнительно к стадии контактирования и, если это необходимо, уменьшают объем рециркулированной жидкости путем испарения из нее воды.
13. Способ по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что загрязнитель представляет собой радионуклид, который представляет собой уран, торий, радий, плутоний или америций, или их смесь.
14. Способ по любому из пп.1 - 13, для очистки почвы, отличающийся тем, что отделение растворенного загрязнителя и его извлечение из композиции проводят за одну операцию путем добавления ионообменных адсорбентов, связанных с магнитными частицами, к суспензии очищаемой почвы и частицы извлекают с последующей адсорбцией загрязнителей с помощью магнитной сепарации.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/816,467 | 1992-01-03 | ||
| US07/816,467 US5322644A (en) | 1992-01-03 | 1992-01-03 | Process for decontamination of radioactive materials |
| US07/816467 | 1992-01-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU92016256A RU92016256A (ru) | 1996-02-20 |
| RU2122249C1 true RU2122249C1 (ru) | 1998-11-20 |
Family
ID=25220704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92016256A RU2122249C1 (ru) | 1992-01-03 | 1992-12-30 | Способ очистки материала, содержащего радиоактивные загрязнения |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5322644A (ru) |
| EP (1) | EP0550221B1 (ru) |
| AT (1) | ATE181451T1 (ru) |
| CA (1) | CA2084049C (ru) |
| CZ (1) | CZ284162B6 (ru) |
| DE (1) | DE69229438T2 (ru) |
| DK (1) | DK0550221T3 (ru) |
| ES (1) | ES2134794T3 (ru) |
| GR (1) | GR3031125T3 (ru) |
| RU (1) | RU2122249C1 (ru) |
| SK (1) | SK281361B6 (ru) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477758C1 (ru) * | 2011-08-17 | 2013-03-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ извлечения америция |
| RU2492536C2 (ru) * | 2011-11-22 | 2013-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" | Способ переработки отработавших фильтров на основе ткани петрянова |
| RU2508413C1 (ru) * | 2012-08-31 | 2014-02-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ извлечения америция из отходов |
| RU2513206C1 (ru) * | 2012-10-30 | 2014-04-20 | Леонид Асхатович Мазитов | Способ разделения тория-228 и радия-224 |
| RU2603405C1 (ru) * | 2015-05-13 | 2016-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ выделения америция из жидких радиоактивных отходов и отделения его от редкоземельных элементов |
| RU2813760C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2024-02-16 | Альфа Тау Медикал Лтд. | Мокрый способ получения источников для лучевой терапии |
Families Citing this family (54)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9222590D0 (en) * | 1992-10-27 | 1992-12-09 | British Nuclear Fuels Plc | The treatment of solid organic wastes |
| US5640701A (en) * | 1992-12-29 | 1997-06-17 | Westinghouse Electric Corporation | Method for remediating soil containing radioactive contaminants |
| GB2298701B (en) * | 1993-11-19 | 1998-07-01 | Phoenix Environmental Limited | System for converting solid waste material into environmentally safe products |
| US5468456A (en) * | 1994-02-04 | 1995-11-21 | The University Of Chicago | Batch extracting process using magneticparticle held solvents |
| GB9403127D0 (en) * | 1994-02-18 | 1994-04-20 | British Nuclear Fuels Plc | The treatment of solid wastes |
| US5538701A (en) * | 1994-02-28 | 1996-07-23 | The Regents Of The University Of California, Office Of Technology Transfer | Process to remove actinides from soil using magnetic separation |
| US5640703A (en) * | 1994-04-18 | 1997-06-17 | British Nuclear Fuels Plc | Treatment of solid wastes |
| GB9407892D0 (en) * | 1994-04-21 | 1994-06-15 | British Nuclear Fuels Plc | Solvent extraction of metal containing species |
| US5573738A (en) * | 1994-07-08 | 1996-11-12 | Lockheed Martin Corporation | Method for removing depleted uranium from contaminated soils |
| US5457261A (en) * | 1994-07-08 | 1995-10-10 | O'brien & Gere Technical Svcs., Inc. | System and method for removing contaminants from solid surfaces and decontaminating waste |
| US5495062A (en) * | 1994-09-12 | 1996-02-27 | Commodore Laboratories, Inc. | Methods of decontaminating nuclear waste-containing soil |
| CN1083303C (zh) * | 1994-09-12 | 2002-04-24 | 卡莫多应用技术公司 | 含危险物质土壤的净化方法 |
| GB9426023D0 (en) * | 1994-12-22 | 1995-02-22 | Bradtec Ltd | Process for decontaminating radioactive materials |
| US5570469A (en) * | 1995-01-06 | 1996-10-29 | Lockheed Martin Corporation | Method for removing metal contaminants from flue dust |
| US5678232A (en) * | 1995-07-31 | 1997-10-14 | Corpex Technologies, Inc. | Lead decontamination method |
| US5591270A (en) * | 1995-07-31 | 1997-01-07 | Corpex Technologies, Inc. | Lead oxide removal method |
| US5814204A (en) * | 1996-10-11 | 1998-09-29 | Corpex Technologies, Inc. | Electrolytic decontamination processes |
| GB9709882D0 (en) * | 1997-05-16 | 1997-07-09 | British Nuclear Fuels Plc | A method for cleaning radioactively contaminated material |
| US5863439A (en) * | 1997-06-06 | 1999-01-26 | Arch Development Corporation | Process for separation and preconcentration of radium from water |
| US6527691B1 (en) * | 2000-04-04 | 2003-03-04 | Sandia Corporation | In situ formation of magnetite reactive barriers in soil for waste stabilization |
| SE517130C2 (sv) * | 2000-08-10 | 2002-04-16 | Studsvik Radwaste Ab | Förfarande och anordning för volymreduktion av radioaktivt oljescaleavfall |
| US7384529B1 (en) | 2000-09-29 | 2008-06-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for electrochemical decontamination of radioactive metal |
| FR2817492B1 (fr) * | 2000-12-04 | 2003-07-18 | Commissariat Energie Atomique | Procede de dissolution des solides formes dans une installation nucleaire |
| DE10118259C1 (de) * | 2001-04-11 | 2002-12-05 | Geesthacht Gkss Forschung | Verfahren zur Anreicherung von Radium aus bariumsulfathaltigen Mineralstoffgemischen |
| FR2826355B1 (fr) * | 2001-06-22 | 2003-08-15 | Commissariat Energie Atomique | Procede de traitement d'un effluent, notamment radioactif, contenant des matieres organiques |
| US9908788B1 (en) | 2001-09-26 | 2018-03-06 | Wrt International Llc | Radium removal from aqueous media using zeolite materials |
| US6497769B1 (en) | 2001-10-12 | 2002-12-24 | Bobolink, Inc. | Radioactive decontamination and translocation method |
| US6605158B1 (en) | 2001-10-12 | 2003-08-12 | Bobolink, Inc. | Radioactive decontamination and translocation method |
| WO2003065381A1 (en) * | 2002-02-01 | 2003-08-07 | Studsvik Radwaste Ab | Process and apparatus for volume reduction of oil scale waste |
| US7271310B1 (en) * | 2002-04-26 | 2007-09-18 | Sandia Corporation | Cask weeping mitigation |
| EP1928946A2 (en) * | 2005-01-11 | 2008-06-11 | Clean Earth Technologies, LLC | Formulations for the decontamination of toxic chemicals |
| US20070289605A1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-12-20 | Becton, Dickinson And Company | Use of dilute hydrogen peroxide to remove DNA contamination |
| EA010791B1 (ru) * | 2006-03-23 | 2008-12-30 | Эм-Ай ПРОДАКШН КЕМИКАЛЗ ЮКей ЛИМИТЕД | Способ растворения нефтепромыслового шлака |
| FR2904888B1 (fr) * | 2006-08-11 | 2008-12-19 | Cezus Cie Europ Du Zirconium S | Methode de stabilisation du radium dans les effluents radiferes. |
| WO2008064249A2 (en) * | 2006-11-20 | 2008-05-29 | Wrt International Llc | Transition metal-loaded zeolite materials for use in drinking water |
| US8354567B2 (en) | 2008-01-30 | 2013-01-15 | David Donald Leavitt | Destruction of mixed radioactive waste by catalyzed chemical oxidation |
| KR100961832B1 (ko) * | 2008-04-25 | 2010-06-08 | 한국원자력연구원 | 고 알카리 탄산염 용액 계를 사용하는 사용후핵연료의우라늄 분리회수방법과 그 장치 |
| EP2533914B1 (en) * | 2010-02-10 | 2013-06-12 | M-I Drilling Fluids UK Limited | Method and system for decontaminating sand |
| EP2596502B1 (en) * | 2010-07-21 | 2020-03-04 | Atomic Energy of Canada Limited | Reactor decontamination system and process |
| US9283418B2 (en) | 2010-10-15 | 2016-03-15 | Avantech, Inc. | Concentrate treatment system |
| US10580542B2 (en) | 2010-10-15 | 2020-03-03 | Avantech, Inc. | Concentrate treatment system |
| RU2485193C1 (ru) * | 2012-03-20 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ извлечения урана из руд |
| RU2543122C2 (ru) * | 2012-09-27 | 2015-02-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" | Способ переработки упорных урановых руд, содержащих браннерит |
| RU2572910C2 (ru) * | 2013-12-03 | 2016-01-20 | Зао "Далур" | Способ выщелачивания урана из руд |
| LU92324B1 (fr) * | 2013-12-04 | 2015-06-05 | Loës Pierre De | Procédé de dépollution des sols pollués |
| RU2571676C1 (ru) * | 2014-08-26 | 2015-12-20 | Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ переработки полиметаллических руд |
| RU2653400C2 (ru) * | 2016-08-04 | 2018-05-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" | Способ выщелачивания урана из пород с незначительным его содержанием |
| CN106710660B (zh) * | 2016-12-12 | 2018-04-03 | 北京师范大学 | 用于放射性污染土壤治理的固化吸附与磁分离反应器系统 |
| US11999628B2 (en) | 2019-06-05 | 2024-06-04 | Battelle Memorial Institute | Systems and methods for producing elements from mixtures, storage/generation vessels, and storage/generation vessel assemblies |
| CN113874101A (zh) | 2019-06-05 | 2021-12-31 | 巴特尔纪念研究院 | 用于将镭与铅、铋和钍分离的系统和方法 |
| EP4073282A2 (en) * | 2019-12-11 | 2022-10-19 | Battelle Memorial Institute | Systems and methods for producing elements from mixtures, storage/generation vessels, and storage/generation vessel assemblies |
| CN113990541A (zh) * | 2021-09-08 | 2022-01-28 | 中国辐射防护研究院 | 一种去除放射性污染沉积氧化物的方法 |
| CN114047274A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-02-15 | 四川轻化工大学 | 用于放射性样品中核素的分离提取系统 |
| CN114133935A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-04 | 北京师范大学 | 一种由三氯化铁和有机膦酸强化的草酸基清洗活性材料 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2864667A (en) * | 1953-06-16 | 1958-12-16 | Richard H Bailes | Anionic exchange process for the recovery of uranium and vanadium from carbonate solutions |
| US3000696A (en) * | 1956-07-27 | 1961-09-19 | Texaco Development Corp | Process for recovery of uranium from fossil fuels |
| US2841468A (en) * | 1957-06-14 | 1958-07-01 | Henry F Wilson | Recovery of uranium from carbonate leach liquors |
| US3047434A (en) * | 1958-03-28 | 1962-07-31 | Bendix Corp | Solutions and methods for radioactive decontamination |
| US3025131A (en) * | 1958-09-11 | 1962-03-13 | Gulf Research Development Co | Process for the removal of carbonates from carbonate-containing ores |
| US3080262A (en) * | 1959-04-07 | 1963-03-05 | Purex Corp | Process for removal of radioactive contaminants from surfaces |
| US3013909A (en) * | 1960-03-31 | 1961-12-19 | Guyon P Pancer | Method of chemical decontamination of stainless steel nuclear facilities |
| US3258429A (en) * | 1963-09-19 | 1966-06-28 | Ronald D Weed | Decontamination solution and method |
| US3660287A (en) * | 1967-10-12 | 1972-05-02 | Frank J Quattrini | Aqueous reactive scale solvent |
| US3873362A (en) * | 1973-05-29 | 1975-03-25 | Halliburton Co | Process for cleaning radioactively contaminated metal surfaces |
| US4200337A (en) * | 1978-06-15 | 1980-04-29 | Westinghouse Electric Corp. | Catalyses of uranium oxidation |
| US4226640A (en) * | 1978-10-26 | 1980-10-07 | Kraftwerk Union Aktiengesellschaft | Method for the chemical decontamination of nuclear reactor components |
| US4397819A (en) * | 1980-12-31 | 1983-08-09 | Mobil Oil Corporation | Rejuvenation of the anion exchanger used for uranium recovery |
| US4443268A (en) * | 1981-11-12 | 1984-04-17 | The Dow Chemical Company | Process for removing copper and copper oxide encrustations from ferrous surfaces |
| US4438077A (en) * | 1982-04-27 | 1984-03-20 | Mobil Oil Corporation | Two stage selective oxidative leach method to separately recover uranium and refractory uranium-mineral complexes |
| US4624792A (en) * | 1983-12-12 | 1986-11-25 | Jgc Corporation | Method for treating radioactive organic wastes |
| US4729855A (en) * | 1985-11-29 | 1988-03-08 | Westinghouse Electric Corp. | Method of decontaminating radioactive metal surfaces |
| BE904139A (nl) * | 1986-01-30 | 1986-05-15 | Lemmens Godfried | Werkwijze voor de decontaminatie van radioaktief besmette materialen. |
| GB2191329B (en) * | 1986-06-04 | 1989-12-13 | British Nuclear Fuels Plc | Decontamination of surfaces |
| GB2229312B (en) * | 1989-03-14 | 1993-01-06 | British Nuclear Fuels Plc | Actinide dissolution |
| EP0663510B1 (en) * | 1989-04-03 | 2004-11-17 | Exxonmobil Oil Corporation | Sulfate scale dissolution |
| US5122268A (en) * | 1989-08-11 | 1992-06-16 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for waste disposal of radioactive hazardous waste |
| US5205999A (en) * | 1991-09-18 | 1993-04-27 | British Nuclear Fuels Plc | Actinide dissolution |
-
1992
- 1992-01-03 US US07/816,467 patent/US5322644A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-27 CA CA002084049A patent/CA2084049C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-04 CZ CS923577A patent/CZ284162B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1992-12-04 SK SK3577-92A patent/SK281361B6/sk unknown
- 1992-12-17 ES ES92311567T patent/ES2134794T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-17 EP EP92311567A patent/EP0550221B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-17 AT AT92311567T patent/ATE181451T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-12-17 DE DE69229438T patent/DE69229438T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-17 DK DK92311567T patent/DK0550221T3/da active
- 1992-12-30 RU RU92016256A patent/RU2122249C1/ru not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-09-01 GR GR990402209T patent/GR3031125T3/el unknown
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Шведов В.П. и др. Ядерная технология. - М.: Атомиздат, 1979, с. 294 - 298. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477758C1 (ru) * | 2011-08-17 | 2013-03-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ извлечения америция |
| RU2492536C2 (ru) * | 2011-11-22 | 2013-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" | Способ переработки отработавших фильтров на основе ткани петрянова |
| RU2508413C1 (ru) * | 2012-08-31 | 2014-02-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ извлечения америция из отходов |
| RU2513206C1 (ru) * | 2012-10-30 | 2014-04-20 | Леонид Асхатович Мазитов | Способ разделения тория-228 и радия-224 |
| RU2603405C1 (ru) * | 2015-05-13 | 2016-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ выделения америция из жидких радиоактивных отходов и отделения его от редкоземельных элементов |
| RU2813760C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2024-02-16 | Альфа Тау Медикал Лтд. | Мокрый способ получения источников для лучевой терапии |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2973892A (en) | 1993-07-08 |
| EP0550221A1 (en) | 1993-07-07 |
| DE69229438D1 (de) | 1999-07-22 |
| CZ357792A3 (en) | 1993-08-11 |
| ES2134794T3 (es) | 1999-10-16 |
| AU663743B2 (en) | 1995-10-19 |
| CA2084049C (en) | 1998-02-17 |
| ATE181451T1 (de) | 1999-07-15 |
| CZ284162B6 (cs) | 1998-09-16 |
| US5322644A (en) | 1994-06-21 |
| GR3031125T3 (en) | 1999-12-31 |
| DE69229438T2 (de) | 1999-12-23 |
| DK0550221T3 (da) | 1999-12-27 |
| SK357792A3 (en) | 1995-03-08 |
| SK281361B6 (sk) | 2001-02-12 |
| EP0550221B1 (en) | 1999-06-16 |
| CA2084049A1 (en) | 1993-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2122249C1 (ru) | Способ очистки материала, содержащего радиоактивные загрязнения | |
| Chiariza et al. | Diphonix® resin: a review of its properties and applications | |
| KR100387877B1 (ko) | 방사성물질을제거하는방법 | |
| EP0533494A2 (en) | Treatment of radioactivity contaminated soil | |
| EP0682806B1 (en) | Process for the treatment of particulate material | |
| JPS6141994A (ja) | 使用ずみ核燃料のための抽出再処理プロセスにおいて有価物質ウランを回収するための方法 | |
| Dulama et al. | Treatment of uranium contaminated wastewater–a review | |
| Boardman | Other Separation Processes—Alternative Separation Technologies for Treating Sodium-Containing Acidic Wastes | |
| Holmes et al. | Europe and United Kingdom | |
| Myasoedov et al. | Russia and Eastern Europe | |
| Hobbs et al. | Radiochemical separations for the pretreatment of high-level nuclear waste solutions at the savannah river site | |
| Marsh | Partitioning high-level waste from alkaline solution: A literature survey | |
| Lu et al. | Evaluation of Ion Exchange for Recovering Uranium from Bicarbonate Leach Liquors from Los Alamos National Laboratory Technical Area Site Soil | |
| Bostick et al. | FY 1995 separation studies for liquid low-level waste treatment at Oak Ridge National Laboratory | |
| WORK | CHEMISTRY RESEARCH AND DEVELOPMENT | |
| Alexander | Method for separating constituents from solution employing a recyclable Lewis acid metal-hydroxy gel | |
| Stepanov et al. | Article title: Partitioning spent nuclear fuel and high–level waste from alkaline and carbonate media | |
| Bushart et al. | The development of magnetic molecules for the selective removal of contaminants | |
| Chiarizia et al. | Diphonix {trademark} Resin: A review of its properties and applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041231 |