RU2139585C1 - Method of immobilization of hazardous concentrates - Google Patents
Method of immobilization of hazardous concentrates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139585C1 RU2139585C1 RU98116426/12A RU98116426A RU2139585C1 RU 2139585 C1 RU2139585 C1 RU 2139585C1 RU 98116426/12 A RU98116426/12 A RU 98116426/12A RU 98116426 A RU98116426 A RU 98116426A RU 2139585 C1 RU2139585 C1 RU 2139585C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- immobilizing
- composition
- concentrates
- loading
- hazardous
- Prior art date
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 5
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010796 biological waste Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- -1 B 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 2
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к области фиксации биологических, химических и радиоактивных отходов в устойчивой твердой среде. The invention relates to the protection of the environment, and in particular to the field of fixing biological, chemical and radioactive waste in a stable solid environment.
Известен способ отверждения радиоактивных отходов, включающий смешивание их с шихтой до образования гомогенной смеси, затем смесь нагревают до температуры спекания. Полученные керамические блоки покрывают глазурью и затем обжигают до образования на блоке непроницаемого покрытия и направляют на длительное хранение (Пат. США N 3249551, кл. 252-301, 1966 г.). A known method of solidification of radioactive waste, including mixing them with the mixture until a homogeneous mixture is formed, then the mixture is heated to sintering temperature. The resulting ceramic blocks are coated with glaze and then fired to form an impermeable coating on the block and sent for long-term storage (US Pat. No. 3249551, CL 252-301, 1966).
Однако при таком способе при обжиге блоков может произойти перенапряжение материала, в результате чего образуются трещины, из которых при контакте с водой может произойти вымывание радиоактивных веществ. However, with this method, when firing the blocks, an overstrain of the material can occur, as a result of which cracks form, from which radioactive substances can be washed out in contact with water.
Известен способ отверждения радиоактивных отходов путем закрепления их в массе вещества, стойкого к выщелачиванию, включающий смешивание радиоактивных отходов с веществами, стойкими к выщелачиванию, загрузку смеси в капсулу, выполненную из твердого материала с высокой температурой плавления, герметизацию капсулы и обработку изостатическим прессованием при высоком давлении, при этом изостатическое прессование ведут при температуре 700oC и давлении 10 МПа (Заявка Франции N 2369659, кл. G 21 F 9/34, 1978 г.).A known method of solidification of radioactive waste by fixing them in a mass of substances resistant to leaching, including mixing radioactive waste with substances resistant to leaching, loading the mixture into a capsule made of solid material with a high melting point, sealing the capsule and processing isostatic pressing at high pressure while isostatic pressing is carried out at a temperature of 700 o C and a pressure of 10 MPa (French Application N 2369659, CL G 21 F 9/34, 1978).
Недостатком известного способа является то, что температура и давление, при которых он осуществляется, не обеспечивают надежное закрепление радиоактивных частиц в твердом веществе. The disadvantage of this method is that the temperature and pressure at which it is carried out do not provide reliable fixation of radioactive particles in a solid.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ отверждения радиоактивных отходов путем закрепления их в массе вещества, стойкого к выщелачиванию водой, включающий загрузку отходов и состава иммобилизирующих веществ, выбранных из группы SiO2, B2O3, Al2O3, MgO, TiO2, Zr2O3, Fe2O3, Fe3O4 и Cr2O3, в контейнер, служащий в качестве сдерживающей оболочки и имеющий температуру плавления выше температуры плавления иммобилизирующего состава, герметизацию контейнера и обработку смеси иммобилизирующего состава и радиоактивных отходов прессованием при температуре до 1350oC и давлении 50 - 300 МПа (Патент СССР N 1036257, кл. G 21 F 9/32, опубл. 15.08.83, прототип).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a method of solidification of radioactive waste by fixing them in a mass of substances resistant to leaching with water, including loading waste and the composition of immobilizing substances selected from the group SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , MgO, TiO 2 , Zr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 and Cr 2 O 3 , into a container serving as a containment shell and having a melting point above the melting temperature of the immobilizing composition, sealing the container and processing the mixture with immobilizing on the composition and radioactive waste by pressing at temperatures up to 1350 o C and a pressure of 50 - 300 MPa (USSR Patent N 1036257, CL G 21 F 9/32, publ. 15.08.83, prototype).
Недостатком вышеописанного способа является то, что при приведенном составе иммобилизирующих веществ и параметрах обработки получают керамическую структуру, обладающую большой степенью хрупкости и вследствие этого ненадежностью радиоактивных отходов. The disadvantage of the above method is that with the above composition of the immobilizing substances and processing parameters, a ceramic structure is obtained having a high degree of fragility and, as a result, the unreliability of radioactive waste.
Известный иммобилизирующий состав не препятствует появлению летучих компонентов опасных радиоактивных отходов, что также свидетельствует о ненадежности иммобилизации. Known immobilizing composition does not prevent the appearance of volatile components of hazardous radioactive waste, which also indicates the unreliability of immobilization.
Высокая температура при обработке смеси иммобилизирующего состава и радиоактивных отходов предполагает изготовление корпуса контейнера из дорогостоящих тугоплавких материалов. The high temperature in the processing of a mixture of immobilizing composition and radioactive waste involves the manufacture of a container body from expensive refractory materials.
Задачей настоящего изобретения является создание нового способа, по которому производит надежную и недорогую иммобилизацию опасных концентратов. The objective of the present invention is to provide a new method by which it produces reliable and inexpensive immobilization of hazardous concentrates.
Поставленная задача решается при применении способа иммобилизации опасных концентратов, включающего загрузку концентратов и состава иммобилизирующих веществ, содержащего SiO2, B2O3, Al2O3, в контейнер, служащий в качестве сдерживающей оболочки и имеющий температуру плавления выше температуры плавления иммобилизирующего состава, герметизацию контейнера и обработку смеси высокой температурой, превышающей точку ее плавления, в котором, согласно изобретению, загрузку и расплавление иммобилизирующего состава производят перед загрузкой опасных концентратов, при этом в состав иммобилизирующих веществ вводят оксид натрия и затем добавляют фторид натрия при следующем составе иммобилизирующих веществ (мас.%):
Na2O - (20 - 25); B2O3 - (20 - 25); Al2O3 - (3 - 5); SiO2 - (40 - 45) при добавке NaF - (7 - 9), причем процесс ведут при температуре 700oC.The problem is solved when applying the method of immobilization of hazardous concentrates, including loading concentrates and the composition of immobilizing substances containing SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , in a container serving as a containment shell and having a melting point above the melting temperature of the immobilizing composition, sealing the container and treating the mixture with a temperature exceeding its melting point, in which, according to the invention, the loading and melting of the immobilizing composition is carried out before loading -hazardous concentrates, wherein in the immobilizing agents administered sodium oxide and sodium fluoride are then added with the following composition immobilizing substances (wt.%):
Na 2 O - (20 - 25); B 2 O 3 - (20 - 25); Al 2 O 3 - (3 - 5); SiO 2 - (40 - 45) with the addition of NaF - (7 - 9), and the process is carried out at a temperature of 700 o C.
При загрузке в контейнер указанного состава иммобилизирующих веществ и фторида натрия и их расплаве получают жидкую стекломатрицу, в которую вводят опасные концентраты. При остывании в контейнере получают слой химически стойкой стекломассы, которая получается без горячей прессовки и является механически прочной и надежной для отвержденных опасных концентратов. When immobilizing substances and sodium fluoride are loaded into a container of the indicated composition and their melt, liquid glass matrix is introduced into which hazardous concentrates are introduced. When cooling in the container, a layer of chemically resistant glass melt is obtained, which is obtained without hot pressing and is mechanically strong and reliable for cured hazardous concentrates.
Добавка в состав фторида натрия препятствует появлению летучих компонентов опасных концентратов, снижает температуру расплавления состава до 700oC.The addition of sodium fluoride in the composition prevents the occurrence of volatile components of hazardous concentrates, reduces the melting temperature of the composition to 700 o C.
Этим достигается возможность выполнения корпуса контейнера из более дешевого материала, например из шлакокаменного литья. При этом наличие фторида натрия способствует согласованию коэффициентов термического расширения стекломассы иммобилизированных опасных концентратов и корпуса контейнера. This enables the container body to be made of cheaper material, for example, from slag stone casting. At the same time, the presence of sodium fluoride helps to coordinate the coefficients of thermal expansion of the glass mass of immobilized hazardous concentrates and the container body.
Таким образом, производят надежную и недорогую иммобилизацию опасных концентратов. Thus, they produce reliable and inexpensive immobilization of hazardous concentrates.
Пример. Example.
В контейнер, выполненный из шлакокаменного литья, загружают состав иммобилизирующих веществ в количестве (мас.%) B2O3 - 25; Al2O3 - 5; SiO2 - 45, вводят Na2O - 25 и добавляют NaF - 7. Полученную смесь расплавляют при 700oC с помощью индукционного нагрева и в расплав, представляющий собой жидкую стекломатрицу, вводят опасные концентраты. При отверждении получается прочная стекломасса, надежно иммобилизирующая опасные концентраты в корпусе, отлитом из дешевого материала.In a container made of slag stone casting, the composition of the immobilizing substances is loaded in an amount (wt.%) Of B 2 O 3 - 25; Al 2 O 3 - 5; SiO 2 - 45, Na 2 O - 25 is added and NaF - 7 is added. The resulting mixture is melted at 700 ° C by induction heating and hazardous concentrates are introduced into the melt, which is a liquid glass matrix. When cured, a solid glass melt is obtained that reliably immobilizes hazardous concentrates in a body cast from cheap material.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98116426/12A RU2139585C1 (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Method of immobilization of hazardous concentrates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98116426/12A RU2139585C1 (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Method of immobilization of hazardous concentrates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2139585C1 true RU2139585C1 (en) | 1999-10-10 |
Family
ID=20210065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98116426/12A RU2139585C1 (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Method of immobilization of hazardous concentrates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2139585C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369930C2 (en) * | 2007-12-28 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Method of immobilising solid radioactive wastes |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0071927B1 (en) * | 1981-08-07 | 1985-01-30 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Process for solidifying radioactive wastes |
| US4725383A (en) * | 1983-08-09 | 1988-02-16 | Ebara Corporation | Process for volume reduction and solidification of a radioactive sodium borate waste solution |
-
1998
- 1998-08-25 RU RU98116426/12A patent/RU2139585C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0071927B1 (en) * | 1981-08-07 | 1985-01-30 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Process for solidifying radioactive wastes |
| US4725383A (en) * | 1983-08-09 | 1988-02-16 | Ebara Corporation | Process for volume reduction and solidification of a radioactive sodium borate waste solution |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369930C2 (en) * | 2007-12-28 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Method of immobilising solid radioactive wastes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4314909A (en) | Highly refractory glass-ceramics suitable for incorporating radioactive wastes | |
| FI71625B (en) | FOERFARANDE FOER KERAMISERING AV RADIOAKTIVT AVFALL | |
| JPS58147699A (en) | Method of conditioning radioactive waste in low level from medium level , and furnace cap therefor | |
| US4404129A (en) | Sequestering of radioactive waste | |
| Zhenyu et al. | Immobilization of solidified ceramic forms with magnesium phosphate cement | |
| RU2139585C1 (en) | Method of immobilization of hazardous concentrates | |
| US4209421A (en) | Method of preparing bodies containing radioactive substances | |
| CN103265171A (en) | Arsenious waste curing method as well as generated solid arsenic crystal product and application thereof | |
| GB2048555A (en) | Plutonium waste fixation | |
| JP2001027694A (en) | Solidified body of radioactive condensed waste substance and manufacture of the same | |
| RU2242814C1 (en) | Method for recovering reactor graphite waste | |
| JPH0252839B2 (en) | ||
| Barlow et al. | Synthesis of simulant ‘lava-like’fuel containing materials (LFCM) from the Chernobyl reactor Unit 4 meltdown | |
| JPH03235099A (en) | Vitrification material for vitrification treatment of low level radioactive waste | |
| JPS5844633B2 (en) | Low temperature curing monolithic refractories | |
| CN121517226B (en) | Ceramic coating for high-radionuclide glass curing melting furnace and preparation method thereof | |
| RU2046410C1 (en) | Method of treatment of liquid radioactive wastes | |
| JPH077108B2 (en) | Method for melting and solidifying radioactive waste | |
| SE7902864L (en) | ALKALIC BETA-ALUMINUM OXIDE | |
| JP3956336B2 (en) | Method for melting radioactive waste | |
| JP3580596B2 (en) | Radioactive waste treatment system | |
| JPS63115099A (en) | Method of processing radioactive waste | |
| RU2114077C1 (en) | Hardening composition and method of manufacturing artificial material | |
| RU2245586C2 (en) | Method and device for manufacturing high-level glass filled container | |
| CA1182993A (en) | Encapsulating spheroids containing nuclear waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 28-1999 FOR TAG: (98) |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100826 |