RU2257626C2 - Method for recovering alpha-active nitric acid solutions containing trivalent iron - Google Patents
Method for recovering alpha-active nitric acid solutions containing trivalent iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2257626C2 RU2257626C2 RU2003112129/06A RU2003112129A RU2257626C2 RU 2257626 C2 RU2257626 C2 RU 2257626C2 RU 2003112129/06 A RU2003112129/06 A RU 2003112129/06A RU 2003112129 A RU2003112129 A RU 2003112129A RU 2257626 C2 RU2257626 C2 RU 2257626C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitric acid
- solution
- trivalent iron
- magnetite
- solutions containing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compounds Of Iron (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области переработки и обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО) среднего уровня активности и может быть использовано преимущественно на радиохимических производствах, где образуются растворы с высоким содержанием железа. В действующем процессе химико-металлургического производства плутония образуются кислые растворы с высоким (1-7 г/л) содержанием железа(III). В настоящее время данные отходы перерабатывают, нейтрализуя раствор щелочью. Выпадающий осадок гидратно-шламовой пульпы отправляют на хранение для последующей переработки. Недостатком данного способа является образование большого количества (до 30% от суммарного объема) гидратно-шламовых пульп, подлежащих дальнейшей локализации.The invention relates to the field of processing and disposal of liquid radioactive waste (LRW) of an average level of activity and can be used mainly in radiochemical plants, where solutions are formed with a high iron content. In the current process of chemical and metallurgical production of plutonium, acidic solutions are formed with a high (1-7 g / l) iron (III) content. Currently, these wastes are processed by neutralizing the solution with alkali. The precipitate of hydrated sludge pulp is sent for storage for further processing. The disadvantage of this method is the formation of a large number (up to 30% of the total volume) of hydrated-slurry pulps, subject to further localization.
Известен способ обезвреживания жидких радиоактивных отходов, основанный на осаждении гидроксида железа [Кузнецов Ю.В., Щебетковский В.Н., Трусов А.Г. Основы дезактивации воды, 1968, М., Атомиздат, стр.80-88]. Однако пульпа гидроксида железа имеет относительно большой объем. Осадок смешанного оксида железа (магнетита) имеет кристаллическую структуру и поэтому обладает более высокой плотностью, лучшими седиментационными и фильтрационными свойствами, чем осадок гидроксида железа, что позволяет получить меньший объем вторичных отходов [Радовенчик В.М., Коростятинец В.Д., Иваненко Е.И. Исследование эффективности выделения ионов железа из водных растворов ферритным методом -Химия и технология воды, 2001, т.23, №2, стр.172-176; Кленышева Л.Д., Задорожная А.Б., Бунтури И.Н. Методы интенсификации разделения суспензии гидроксидов железа - Экотехнологии и ресурсосбережение, 1994, №5-6, стр.87-91].A known method of neutralizing liquid radioactive waste, based on the deposition of iron hydroxide [Kuznetsov Yu.V., Schebetkovsky V.N., Trusov A.G. Fundamentals of water decontamination, 1968, M., Atomizdat, pp. 80-88]. However, the iron hydroxide pulp has a relatively large volume. The precipitate of mixed iron oxide (magnetite) has a crystalline structure and therefore has a higher density, better sedimentation and filtration properties than the precipitate of iron hydroxide, which allows to obtain a smaller volume of secondary waste [Radovenchik V.M., Korostyatinets V.D., Ivanenko E .AND. Study of the efficiency of the separation of iron ions from aqueous solutions by the ferritic method — Chemistry and Water Technology, 2001, v.23, No. 2, pp. 172-176; Klenisheva L.D., Zadorozhnaya A.B., Bunturi I.N. Methods of intensifying the separation of a suspension of iron hydroxides - Ecotechnology and resource saving, 1994, No. 5-6, p.87-91].
Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки альфа-активных ЖРО, заключающийся в формировании осадка магнетита смешиванием растворов двух и трехвалентного железа в соотношении Fe3+:Fe2+=2:1, введением полученного осадка магнетита в перерабатываемый раствор с последующей корректировкой рН обрабатываемого раствора до рН более 9, седиментацией осадка магнетита и декантацией очищенного раствора [Simidzy К. Waste water treatment by ferritization. - Chemical Economy And Engineering Review, 1975, vol.7, №7, p.32-37].Closest to the proposed method is the purification of alpha-active LRW, which consists in the formation of a magnetite precipitate by mixing solutions of ferrous and ferric iron in a ratio of Fe 3+ : Fe 2+ = 2: 1, introducing the obtained magnetite precipitate into the processed solution, followed by adjusting the pH of the treated solution to a pH of more than 9, sedimentation of a precipitate of magnetite and decantation of the purified solution [Simidzy K. Waste water treatment by ferritization. - Chemical Economy And Engineering Review, 1975, vol. 7, No. 7, p.32-37].
Недостатком данного способа является то, что для очистки кислых растворов химико-металлургического производства потребуется введение значительного количества двухвалентного железа, что приведет к увеличению общего количества отходов и сведет преимущества данного способа к минимуму.The disadvantage of this method is that for the purification of acidic solutions of chemical and metallurgical production, the introduction of a significant amount of ferrous iron will be required, which will lead to an increase in the total amount of waste and will minimize the advantages of this method.
Задачей изобретения является очистка азотнокислых альфа-активных растворов, снижение объема вторичных отходов, подлежащих дальнейшей локализации, сокращение количества щелочи, требующейся для нейтрализации.The objective of the invention is the purification of alpha nitric acid active solutions, reducing the volume of secondary waste to be further localized, reducing the amount of alkali required to neutralize.
Поставленная задача решается способом, включающим упарку перерабатываемого раствора, в результате которой получают регенерированную азотную кислоту, возвращаемую в процесс, и кубовый остаток, в котором локализованы химические и радиоактивные компоненты. Для корректировки рН до 1-2 в кубовый остаток дозируют щелочь, а затем вводят сульфит натрия для восстановления Fe3+ до Fe2+. Восстановитель дозируют в таком количестве, которое позволяет получить соотношение валентных форм Fe3+:Fe2+=2:1. Полученный раствор нейтрализуется щелочью до рН 10-11. В результате нейтрализации образуется осадок магнетита и происходит очистка раствора от радионуклидов. После отстаивания осадок направляют на отверждение, а раствор декантируют и направляют на дополнительную очистку известными способами, например сорбционными. Поскольку магнетит обладает хорошими магнитными свойствами, предлагается перед дополнительной очисткой использовать магнитную сепарацию для гарантированной очистки декантата от частиц магнетита.The problem is solved by a method including evaporation of the processed solution, as a result of which regenerated nitric acid is returned, which is returned to the process, and still bottoms, in which the chemical and radioactive components are localized. To adjust the pH to 1-2, alkali is metered into the bottom residue, and then sodium sulfite is introduced to restore Fe 3+ to Fe 2+ . The reducing agent is dosed in an amount that allows you to get the ratio of the valence forms of Fe 3+ : Fe 2+ = 2: 1. The resulting solution is neutralized with alkali to a pH of 10-11. As a result of neutralization, a magnetite precipitate is formed and the solution is purified from radionuclides. After sedimentation, the precipitate is sent for curing, and the solution is decanted and sent for further purification by known methods, for example, sorption. Since magnetite has good magnetic properties, it is proposed to use magnetic separation before further purification to ensure that decantate is cleaned of magnetite particles.
В таблице показаны характеристики осаждения смешанных оксидов железа, приготовленных химическим путем, для различных соотношений между Fe2+ и Fe3+ и для различных значений рН.The table shows the deposition characteristics of mixed iron oxides prepared chemically for various ratios between Fe 2+ and Fe 3+ and for various pH values.
Изменение объема пульпы в зависимости от соотношения между валентными формами железа и рН раствораTable
Change in pulp volume depending on the ratio between the valence forms of iron and the pH of the solution
Отличительной особенностью данного способа от прототипа является частичное восстановление трехвалентного железа, присутствующего в растворе, что дает возможность отказаться от введения солей двухвалентного железа и снизить объем вторичных отходов, подлежащих отверждению, а следовательно, и затрат на последующее хранение (захоронение). Кроме того, за счет регенерации азотной кислоты сокращается количество щелочи, требующейся для нейтрализации раствора.A distinctive feature of this method from the prototype is the partial recovery of ferric iron present in the solution, which makes it possible to refuse the introduction of ferrous salts and reduce the amount of secondary waste to be cured, and hence the cost of subsequent storage (disposal). In addition, due to the regeneration of nitric acid, the amount of alkali required to neutralize the solution is reduced.
ПримерExample
Азотнокислый альфа-активный раствор с содержанием [НNO3]=380 г/л, [Fe3+]=4 г/л, общей альфа-активностью ~ 1·108 Бк/л, общей бета-активность ~ 1·107 Бк/л подается на упарку, для того чтобы частично вернуть в производство азотную кислоту и снизить расход щелочи на последующую нейтрализацию.Alpha nitrate active solution with the content of [НNO 3 ] = 380 g / l, [Fe 3+ ] = 4 g / l, total alpha activity ~ 1 · 10 8 Bq / l, total beta activity ~ 1 · 10 7 Bq / l is fed to the evaporator in order to partially return nitric acid to production and reduce alkali consumption for subsequent neutralization.
В результате упарки получаются два раствора: регенерированная азотная кислота, возвращаемая в производство и кубовый остаток, направляемый на дальнейшую переработку.As a result of evaporation, two solutions are obtained: regenerated nitric acid returned to production and still bottom residue sent for further processing.
В кубовый остаток со средним составом [НNО3]=180 г/л, [Fe3+]=6 г/л, альфа-активностью ~ 1,5·108 Бк/л, бета-активностью ~ 1,5·107 Бк/л вводят щелочь для корректировки рН до 1-2 (концентрация свободной кислоты 0,6-6,0 г/л). В полученный раствор вводится раствор сульфита натрия для частичного восстановления трехвалентного железа. Количество восстановителя вводится с расчетом, чтобы соотношение между валентными формами железа соответствовало отношению Fe3+:Fe2+=2:1. Полученный раствор затем нейтрализуется щелочью до рН=10-11. После отстаивания осадка магнетита очищенный раствор со средним составом [НаNO3]=250 г/л, альфа-активностью ~ 1·102 Бк/л, бета-активностью ~ 1·02 Бк/л декантируют, подвергают магнитной сепарации для полного удаления частиц магнетита и отправляют на дополнительную очистку совместно с низкоактивными отходами, а пульпу с альфа-активностью ~ 1·109 Бк/л, бета-активностью ~ 1·108 Бк/л отправляют на отверждение известными методами, например цементированием.To the bottom residue with an average composition of [HNO 3 ] = 180 g / l, [Fe 3+ ] = 6 g / l, alpha activity ~ 1.5 · 10 8 Bq / l, beta activity ~ 1.5 · 10 7 Bq / l is injected with alkali to adjust the pH to 1-2 (free acid concentration of 0.6-6.0 g / l). A solution of sodium sulfite is introduced into the resulting solution to partially restore ferric iron. The amount of reducing agent is introduced so that the ratio between the valence forms of iron corresponds to the ratio of Fe 3+ : Fe 2+ = 2: 1. The resulting solution is then neutralized with alkali to pH = 10-11. After sedimentation of the magnetite precipitate, the purified solution with an average composition [Na 3 ] = 250 g / l, alpha activity ~ 1 · 10 2 Bq / l, beta activity ~ 1 · 0 2 Bq / l decanted, subjected to magnetic separation for complete removal particles of magnetite and sent for additional cleaning together with low-level waste, and pulp with alpha activity ~ 1 · 10 9 Bq / l, beta activity ~ 1 · 10 8 Bq / l sent for curing by known methods, for example, cementing.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить регенерированную азотную кислоту, возвращаемую в производство, сократить количество щелочи, требующейся для нейтрализации перерабатываемого раствора, и снизить объем вторичных отходов в виде пульпы, подлежащей дальнейшей локализации.Thus, the proposed method allows to obtain regenerated nitric acid, returned to production, to reduce the amount of alkali required to neutralize the processed solution, and to reduce the amount of secondary waste in the form of pulp, to be further localized.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003112129/06A RU2257626C2 (en) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Method for recovering alpha-active nitric acid solutions containing trivalent iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003112129/06A RU2257626C2 (en) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Method for recovering alpha-active nitric acid solutions containing trivalent iron |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003112129A RU2003112129A (en) | 2004-10-27 |
RU2257626C2 true RU2257626C2 (en) | 2005-07-27 |
Family
ID=35843752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003112129/06A RU2257626C2 (en) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | Method for recovering alpha-active nitric acid solutions containing trivalent iron |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2257626C2 (en) |
-
2003
- 2003-04-24 RU RU2003112129/06A patent/RU2257626C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
SIMIDZY К. Waste water treatment by ferritization. Chemical Economy and Engineering Review. 1975, vol.7, №7, p.32-37. * |
СОБОЛЕВ И.А., ХОМЧИК Л.М. Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах. – М.: Энергоатомиздат, 1983, гл. 5. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5234603A (en) | Methods employing a zirconium salt for use in wastewater treatment | |
CN101348297B (en) | Processing method for heavy metal ion-containing waste water | |
CN103553249B (en) | In electroplating effluent, acid is separated and heavy metal collection method | |
CN101597113A (en) | A kind of treatment process of uranium-containing waste water | |
CN113336356A (en) | Phosphogypsum leachate recycling treatment and utilization method | |
CN111003853A (en) | Electroplating waste liquid treatment method | |
DE3840323A1 (en) | PROCESS FOR REMOVING ORGANIC COMPOUNDS FROM WATER | |
CN109851021A (en) | It is a kind of for strengthening the compound adjusting control agent and its application that precipitation by metallic ion floatation in waste water removes | |
CN113149263A (en) | Method for treating acidic wastewater by resource utilization of sodium-based desulfurized fly ash | |
CN106746391A (en) | A kind of phosphatization recycling sludge method of disposal | |
CN111302522A (en) | Method for efficiently removing fluorine in sewage | |
CN108393328B (en) | Aluminum oxidation sludge and waste acid treatment method | |
RU2257626C2 (en) | Method for recovering alpha-active nitric acid solutions containing trivalent iron | |
US5460730A (en) | Process and apparatus for treating wastewater from lead battery production | |
KR101293283B1 (en) | Method for removing fluoride from waste water containing fluoroboric acid | |
CN101745362A (en) | Water defluorination agent preparation method and application | |
CN104230053A (en) | Method for neutralizing and treating waste water in sulfur-phosphorus-titanium industry chain | |
CN114349207A (en) | Zero-emission high-salt and high-fluorine mine water purification system and process | |
JPH06262170A (en) | Treatment of fluorine-containing waste water | |
JP3632226B2 (en) | Method for treating metal-containing wastewater | |
RU2049073C1 (en) | Process for ion-exchange purification of sewage and industrial solutions from copper and nickel ions | |
SU1148836A1 (en) | Method of removing sexivalent chromium from waste water | |
SU1705878A1 (en) | Method of processing radioactive sewage from laundries at nuclear plants | |
JPS63264191A (en) | Treatment of night soil | |
RU2351668C1 (en) | Method of producing vanadium pentoxide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080425 |