RU2206132C2 - Method for producing boron-containing flux for vitrifying liquid radioactive wastes - Google Patents
Method for producing boron-containing flux for vitrifying liquid radioactive wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2206132C2 RU2206132C2 RU2001109521A RU2001109521A RU2206132C2 RU 2206132 C2 RU2206132 C2 RU 2206132C2 RU 2001109521 A RU2001109521 A RU 2001109521A RU 2001109521 A RU2001109521 A RU 2001109521A RU 2206132 C2 RU2206132 C2 RU 2206132C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boron
- flux
- orthoboric acid
- containing flux
- treated
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к переработке радиоактивных отходов предприятий атомной промышленности, в частности, к переработке радиоактивных жидких отходов, образующихся при регенерации отработавшего ядерного топлива, методом остекловывания. The invention relates to the processing of radioactive waste from the nuclear industry, in particular, to the processing of radioactive liquid waste generated during the regeneration of spent nuclear fuel by vitrification.
Известен способ [1, 2] получения боросодержащего флюса, который включает приготовление флюса в виде сухой смеси на основе стеклянной фритты и борных минералов, например боросиликатов, алюмоборосиликатов и боратов. A known method [1, 2] for the production of boron-containing flux, which includes the preparation of a flux in the form of a dry mixture based on glass frit and boric minerals, for example borosilicates, aluminoborosilicates and borates.
К недостаткам способа можно отнести то, что данный способ получения флюса применим только для остекловывания радиоактивных отходов, поступающих в печь в виде сухих кальцинатов. Для остекловывания радиоактивных отходов, поступающих в печь в жидком состоянии, способ не пригоден в связи с невозможностью получения гомогенного стеклообразующего раствора. The disadvantages of the method include the fact that this method of producing flux is applicable only for vitrification of radioactive waste entering the furnace in the form of dry calcifications. For vitrification of radioactive waste entering the furnace in a liquid state, the method is not suitable due to the inability to obtain a homogeneous glass-forming solution.
Существует способ [3] получения боросодержащего флюса в виде водного раствора ортоборной кислоты или тетрабората натрия. There is a method [3] for producing boron-containing flux in the form of an aqueous solution of orthoboric acid or sodium tetraborate.
Недостатком способа является невозможность получения флюса с высокой концентрацией бора при нормальных условиях. Максимальная концентрация бора при растворении в воде ортоборной кислоты и тетрабората натрия при температуре раствора 20oС составляет соответственно 8,75 и 5,65 г/л.The disadvantage of this method is the inability to obtain flux with a high concentration of boron under normal conditions. The maximum concentration of boron when dissolved in water, orthoboric acid and sodium tetraborate at a solution temperature of 20 o With is respectively 8.75 and 5.65 g / L.
Другой существующий способ [4] получения боросодержащего флюса, основанный на растворении ортоборной кислоты в концентрированном (50 мас.%) водном растворе глицерина, позволяет получать гомогенный, устойчивый при хранении флюс с максимальной концентрацией по бору, равной 34,0 г/л. Однако основным недостатком способа является то, что его нельзя использовать для переработки азотнокислых жидких отходов, так как при взаимодействии глицерина с азотной кислотой образуется нитроглицерин, являющийся сильным взрывчатым веществом (взрывается от легкого сотрясения и нагревания). Another existing method [4] for producing boron-containing flux, based on the dissolution of orthoboric acid in a concentrated (50 wt.%) Aqueous solution of glycerol, allows to obtain a homogeneous, storage-stable flux with a maximum boron concentration of 34.0 g / l. However, the main disadvantage of this method is that it cannot be used for the processing of nitric acid liquid waste, since the interaction of glycerol with nitric acid produces nitroglycerin, which is a strong explosive (explodes from light shaking and heating).
В работе [5] приведена реакция нейтрализации борной кислоты щелочами, на основе которой можно получить щелочной раствор с небольшим содержанием бора. Однако использование данного раствора в качестве жидкого боратного флюса для остекловывания радиоактивных жидких отходов не представляется возможным из-за низкой концентрации в растворе бора и необходимости нейтрализации содержащейся в растворе щелочи. In [5], the reaction of neutralization of boric acid with alkalis is given, on the basis of which an alkaline solution with a low boron content can be obtained. However, the use of this solution as a liquid borate flux for vitrification of radioactive liquid waste is not possible due to the low concentration in boron solution and the need to neutralize the alkali contained in the solution.
При анализе общедоступной литературы других наиболее близких аналогов заявляемому способу не найдено. When analyzing the generally available literature, the other closest analogues to the claimed method were not found.
Технической задачей изобретения является получение концентрированного по бору гомогенного, обладающего устойчивостью при хранении (без образования суспензий и осадков) в нормальных условиях, безопасного в эксплуатации боросодержащего флюса. An object of the invention is to obtain a boron-concentrated homogeneous storage stability (without the formation of suspensions and precipitates) under normal conditions, safe to use boron-containing flux.
Поставленная задача достигается тем, что для получения концентрированного, гомогенного, устойчивого боросодержащего флюса, вплоть до 200,0 г/л по бору, используется ортоборная кислота, которая обрабатывается боратом щелочного металла I группы Периодической системы. После обработки ортоборная кислота растворяется в воде и/или этандиоле 1,2 при температуре вплоть до 100oС. В качестве растворителя при приготовлении флюса могут быть использованы и другие водные растворы кислородсодержащих растворителей или непосредственно кислородосодержащие растворители, например одноатомные, многоатомные спирты или органические экстрагенты.The problem is achieved in that in order to obtain a concentrated, homogeneous, stable boron-containing flux, up to 200.0 g / l in boron, orthoboric acid is used, which is treated with alkali metal borate of group I of the Periodic system. After treatment, the orthoboric acid dissolves in water and / or ethanediol 1.2 at temperatures up to 100 o C. Other aqueous solutions of oxygen-containing solvents or directly oxygen-containing solvents, for example monohydric, polyhydric alcohols or organic extractants, can be used as a solvent in the preparation of flux .
Примеры 1-7 иллюстрируют заявленный способ. Examples 1-7 illustrate the claimed method.
Пример 1. Ортоборная кислота обрабатывается боратом щелочного металла I группы Периодической системы в массовом соотношении соответственно 1:1,75. После обработки ортоборную кислоту растворяют в воде с получением боросодержащего флюса с концентрацией по бору 94,0 г/л. Боросодержащий флюс полностью гомогенен, устойчив при температуре хранения (без образования взвесей и осадков) не ниже 20oС, имеет рН 7-8.Example 1. Orthoboric acid is treated with an alkali metal borate of group I of the Periodic system in a mass ratio of 1: 1.75, respectively. After treatment, the orthoboric acid is dissolved in water to give a boron flux with a boron concentration of 94.0 g / l. Boron-containing flux is completely homogeneous, stable at storage temperature (without formation of suspensions and precipitation) not lower than 20 o С, has a pH of 7-8.
Пример 2. Приготовление боросодержащего флюса проводится аналогично примеру 1 с тем отличием, что ортоборная кислота обрабатывается боратом щелочного металла I группы Периодической системы в соотношении соответственно 1: 1,40. Концентрация бора в приготовленном флюсе составляет 110,0 г/л. Гомогенность и устойчивость флюса аналогичны примеру 1. Example 2. The preparation of boron-containing flux is carried out analogously to example 1 with the difference that orthoboric acid is treated with alkali metal borate of group I of the Periodic system in a ratio of 1: 1.40, respectively. The boron concentration in the prepared flux is 110.0 g / l. The homogeneity and stability of the flux are similar to example 1.
Пример 3. Приготовление боросодержащего флюса аналогично примеру 1, с тем отличием, что соотношение между ортоборной кислотой и боратом щелочного металла I группы Периодической системы составляет соответственно 1:1,50. Концентрация бора в приготовленном флюсе составляет 144,7 г/л. Гомогенность и устойчивость флюса аналогичны примеру 1. Example 3. The preparation of boron-containing flux is analogous to example 1, with the difference that the ratio between orthoboric acid and alkali metal borate of group I of the Periodic system is 1: 1.50, respectively. The boron concentration in the prepared flux is 144.7 g / l. The homogeneity and stability of the flux are similar to example 1.
Пример 4. Приготовление боросодержащего флюса аналогично примеру 1, с тем отличием, что соотношение между ортоборной кислотой и боратом щелочного металла I группы Периодической системы составляет соответственно 1:1. Концентрация бора в приготовленном флюсе составляет 168,2 г/л. Гомогенность и устойчивость флюса аналогичны примеру 1. Example 4. The preparation of boron flux is similar to example 1, with the difference that the ratio between orthoboric acid and alkali metal borate of group I of the Periodic system is 1: 1, respectively. The boron concentration in the prepared flux is 168.2 g / l. The homogeneity and stability of the flux are similar to example 1.
Пример 5. Ортоборная кислота обрабатывается боратом щелочного металла I группы в массовом соотношении соответственно 1:3. После обработки ортоборная кислота растворяется в этандиоле 1,2. Полученный боросодержащий флюс гомогенен и устойчив при температуре хранения вплоть до минус 20oС. Концентрация бора в приготовленном флюсе составляет 141,0 г/л. Боросодержащий флюс имеет рН в пределах 6-7. Гомогенность и устойчивость флюса аналогичны примеру 1.Example 5. Orthoboric acid is treated with borate of an alkali metal of group I in a mass ratio of 1: 3, respectively. After treatment, orthoboric acid is dissolved in
Пример 6. Приготовление боросодержащего флюса аналогично примеру 5, с тем отличием, что соотношение между ортоборной кислотой и боратом щелочного металла I группы периодической системы составляет соответственно 1:1,25. Концентрация бора в приготовленном флюсе составляет 200 г/л. Гомогенность и устойчивость флюса аналогичны примеру 5. Example 6. The preparation of boron flux is similar to example 5, with the difference that the ratio between orthoboric acid and alkali metal borate of group I of the periodic system is 1: 1.25, respectively. The boron concentration in the prepared flux is 200 g / l. The homogeneity and stability of the flux are similar to example 5.
Пример 7. Ортоборная кислота обрабатывается боратом щелочного металла I группы Периодической системы в массовом соотношении соответственно 1:1,70. После обработки ортоборная кислота растворяется в 30%-ном водном растворе этандиола 1,2. Концентрация бора в приготовленном флюсе составила 159,1 г/л. Флюс полностью гомогенен и устойчив аналогично примеру 5. Example 7. Orthoboric acid is treated with borate of an alkali metal of group I of the Periodic system in a mass ratio of 1: 1.70, respectively. After treatment, orthoboric acid is dissolved in a 30% aqueous solution of
Результаты, полученные в примерах 1-7, приведены в таблице. The results obtained in examples 1-7 are shown in the table.
Преимущества заявленного способа получения боросодержащего флюса состоят в том, что способ позволяет получать жидкий флюс с высокой концентрацией бора (200 г/л). Способ обладает высокой технологичностью, простотой и безопасностью применения в производстве. Полученный по данному способу флюс не оказывает агрессивного воздействия на конструкционные материалы технологического оборудования. Использование флюса в процессе остекловывания радиоактивных отходов позволит повысить производительность печи остекловывания не менее чем в 1,5-2 раза по объему перерабатываемых отходов. The advantages of the claimed method for producing boron-containing flux are that the method allows to obtain a liquid flux with a high concentration of boron (200 g / l). The method has high adaptability, simplicity and safety of use in production. Obtained by this method, the flux does not have an aggressive effect on the structural materials of technological equipment. The use of flux in the process of vitrification of radioactive waste will increase the productivity of the vitrification furnace by at least 1.5-2 times the volume of processed waste.
Источники информации
1. Никифоров А. С., Куличенко В.В., Жихарев Н.И. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. - М.: Энергоатомиздат, 1985, с.91-96.Sources of information
1. Nikiforov A. S., Kulichenko V.V., Zhikharev N.I. Neutralization of liquid radioactive waste. - M .: Energoatomizdat, 1985, p. 91-96.
2. Заявка Франции 2054464, кл. G 21 F 9/00, 1971. 2. Application of France 2054464, cl. G 21 F 9/00, 1971.
3. Мельник Б. Д., Мельников Е.Б. Краткий инженерный справочник по технологии неорганических веществ. - М.: Химия, 1968, с.379-380. 3. Melnik B. D., Melnikov E. B. A brief engineering reference for inorganic matter technology. - M .: Chemistry, 1968, p. 379-380.
4. Шварц Е. Н. Комплексные соединения бора с полиоксисоединениями. - Рига, Зинатне, 1968, с.57. 4. Schwartz E. N. Complex compounds of boron with polyoxy compounds. - Riga, Zinatne, 1968, p. 57.
5. Некрасов Б.В. Курс общей химии. - М.: Госхимиздат, 1954, с.540. 5. Nekrasov B.V. General chemistry course. - M.: Goskhimizdat, 1954, p. 540.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109521A RU2206132C2 (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Method for producing boron-containing flux for vitrifying liquid radioactive wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109521A RU2206132C2 (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Method for producing boron-containing flux for vitrifying liquid radioactive wastes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001109521A RU2001109521A (en) | 2003-02-27 |
| RU2206132C2 true RU2206132C2 (en) | 2003-06-10 |
Family
ID=29209482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001109521A RU2206132C2 (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Method for producing boron-containing flux for vitrifying liquid radioactive wastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2206132C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2652978C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-05-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Method for npp liquid waste processing with boron control |
-
2001
- 2001-04-09 RU RU2001109521A patent/RU2206132C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2652978C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-05-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Method for npp liquid waste processing with boron control |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Walsh et al. | Dissolution procedures for geological and environmental samples | |
| EP0241364B1 (en) | Process for immobilizing nuclear wastes in a borosilicate glass | |
| EP2760794B1 (en) | Process for preparing an oxychloride and/or oxide of actinide(s) and/or of lanthanide(s) from a medium comprising at least one molten salt | |
| Bojanowski et al. | Determination of low-level 90 Sr in environmental materials: A novel approach to the classical method | |
| RU2206132C2 (en) | Method for producing boron-containing flux for vitrifying liquid radioactive wastes | |
| JPH09257669A (en) | Method for analyzing amount of impurity in silicon dioxide | |
| Sill et al. | Simultaneous determination of alpha-emitting nuclides of radium through californium in large environmental and biological samples | |
| RU2251168C2 (en) | Method for extracting radioactive elements from liquid wastes | |
| US3852407A (en) | Method for removing alkyl iodides from air by mercuric nitrate solution | |
| US2577514A (en) | Method for removal of radioactive contaminants | |
| KR950013314B1 (en) | Retreatment method for sludge containing fluorine | |
| Kruidhof | The determination of small amounts of aluminium and silicon in stabilized zirconia ceramics | |
| Larsen et al. | Concentration of hafnium. Preparation of hafnium-free Zirconia | |
| Dong et al. | Dechlorination and vitrification of electrochemical processing salt waste | |
| Grambow et al. | Chemical stability of a phosphate glass under hydrothermal conditions | |
| RU2293385C1 (en) | Liquid radioactive waste immobilizing process | |
| SU880974A1 (en) | Method of decomposing phosphate rocks | |
| JPH0339011B2 (en) | ||
| US4469629A (en) | Method for extracting fluoride ions from a nuclear fuel solution | |
| SU1083107A1 (en) | Method of phase analysis of antimony compounds in ores and products processed thereof | |
| RU2623036C1 (en) | Method of determining impurities in stone and brown coal and peat | |
| JP2018141661A (en) | Nuclide separation method for vitrified body and resulting porous vitrified body | |
| RU2379774C1 (en) | Method of processing nuclear wastes | |
| CN103723752A (en) | Utilizing method for invalid alluminium alloy chemical-milling solution | |
| JPH0634791A (en) | Method of removing iodine from solution in which spent fuel is dissolved |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150410 |