RU2318260C2 - Aluminum-phosphate ceramics for waste storage and method for waste treatment - Google Patents

Aluminum-phosphate ceramics for waste storage and method for waste treatment Download PDF

Info

Publication number
RU2318260C2
RU2318260C2 RU2005130009/06A RU2005130009A RU2318260C2 RU 2318260 C2 RU2318260 C2 RU 2318260C2 RU 2005130009/06 A RU2005130009/06 A RU 2005130009/06A RU 2005130009 A RU2005130009 A RU 2005130009A RU 2318260 C2 RU2318260 C2 RU 2318260C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waste
suspension
phosphate
temperature
component
Prior art date
Application number
RU2005130009/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005130009A (en
Inventor
Арон С. ВЭГ (US)
Арон С. ВЭГ
Мартин Д. МЭЛОНИ (US)
Мартин Д. МЭЛОНИ
Original Assignee
СиЭйч2Эм ХИЛЛ, ИНК.
Те Юниверсити Оф Чикаго
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by СиЭйч2Эм ХИЛЛ, ИНК., Те Юниверсити Оф Чикаго filed Critical СиЭйч2Эм ХИЛЛ, ИНК.
Publication of RU2005130009A publication Critical patent/RU2005130009A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2318260C2 publication Critical patent/RU2318260C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

FIELD: solid forms of waste and methods for waste treatment.
SUBSTANCE: one of proposed alternative methods for waste treatment that may be found suited, for instance, in handling detrimental (hazardous) waste includes mixing of waste component with aluminum oxide and acid phosphate component in suspension. Aluminum-to-phosphate molar ratio in suspension is higher than unity. Water can evaporate from suspension in the course of suspension mixing at temperature of about 140-200 °C. Mixed up suspension is solidified to obtain solid waste. This solid form of waste has nonaqueous aluminum phosphate with at least residual part of waste components bound therein.
EFFECT: enhanced effectiveness and reliability of radioactive waste burial.
84 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение в общем смысле относится к способам и аппарату для обработки отходов и к твердым формам отходов. Аспекты изобретения могут быть полезны, в частности, при обработке потоков радиоактивных отходов и потоков других вредных отходов с целью их последующего длительного хранения и/или захоронения.The present invention generally relates to methods and apparatus for treating waste and to solid waste forms. Aspects of the invention may be useful, in particular, in the treatment of streams of radioactive waste and streams of other hazardous waste with a view to their subsequent long-term storage and / or disposal.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Предложен ряд решений долгосрочного хранения и захоронения потоков различных отходов. Выбор решения для захоронения специфического типа отходов частично зависит от природы отходов. Надежное и эффективное с точки зрения затрат захоронение, например, вредных отходов представляет собой трудно решаемую проблему. Потоки таких вредных отходов могут включать один, два или более типов жидких отходов, неоднородные примеси, неорганические шламы, тяжелые металлы, органические жидкости, зараженную почву и радиоактивные побочные продукты производства ядерной энергии или ядерного оружия. (В контексте настоящего описания термин "вредные отходы" может включать ядерные материалы, которые могут не классифицироваться как "вредные отходы" по соответствующим законам или положениям на уровне штатов, федеральном уровне или местном уровне). Обработка высокоактивных отходов также связана со значительньми трудностями.A number of solutions have been proposed for the long-term storage and disposal of various waste streams. The choice of solution for the disposal of a specific type of waste depends in part on the nature of the waste. Reliable and cost-effective disposal of, for example, hazardous waste is a difficult problem to solve. The streams of such hazardous waste may include one, two or more types of liquid waste, heterogeneous impurities, inorganic sludge, heavy metals, organic liquids, contaminated soil, and radioactive by-products of the production of nuclear energy or nuclear weapons. (In the context of the present description, the term “hazardous waste” may include nuclear materials that may not be classified as “hazardous waste” under relevant laws or regulations at the state, federal, or local levels). The treatment of high level waste is also associated with significant difficulties.

Одним из предложенных подходов к долгосрочной стабилизации и хранению вредных отходов, в частности радиоактивных отходов, является остекловывание. К сожалению, остекловывание требует обработки при очень высоких температурах. Например, патент США №6258994 предлагает проводить остекловывание отходов, включая радиоактивные отходы, примерно при 1050-1250°С и утверждает, что обычно процессы остекловывания имеют место, например, при 1400°С. Нагревание отходов до таких высоких температур является довольно дорогостоящим. Многие потоки вредных отходов содержат опасные материалы, которые улетучиваются при "летучих" температурах намного ниже 1000°С. Некоторые вредные компоненты, например, радиоактивных отходов имеют низкие "летучие" температуры порядка 200°С, а хлорид ртути улетучивается примерно при 200-225°С. Вследствие этого остекловывание отходов, содержащих хлорид ртути или другие материалы, улетучивающиеся при низких температурах, генерирует вторичные потоки вредных отходов, требующие дальнейшей обработки.One of the proposed approaches to the long-term stabilization and storage of hazardous waste, in particular radioactive waste, is vitrification. Unfortunately, vitrification requires processing at very high temperatures. For example, US Patent No. 6,258,994 proposes the vitrification of waste, including radioactive waste, at about 1050-1250 ° C and claims that typically vitrification processes take place, for example, at 1400 ° C. Heating waste to such high temperatures is quite expensive. Many hazardous waste streams contain hazardous materials that volatilize at “volatile” temperatures well below 1000 ° C. Some harmful components, for example, radioactive waste, have low "volatile" temperatures of about 200 ° C, and mercury chloride volatilizes at about 200-225 ° C. As a result, the vitrification of waste containing mercury chloride or other materials that evaporate at low temperatures generates secondary streams of harmful waste that require further processing.

Предложены также иммобилизация или стабилизация вредных отходов в керамике, образование которой может происходить при пониженных температурах. Международная публикация WO 92/15536 (включенная в полном объеме в перечень ссылок к настоящей заявке), например, предлагает проводить иммобилизацию вредных отходов в гидратированном цементе. Ряд продуктов из фосфатной керамики с химически связанньми фосфатами (СВРС) использовался для стабилизации вредных отходов. Например, патенты США №№5645518 и 5846894 и опубликованная заявка на патент США 2003/0092554 (каждый из этих материалов включен в полном объеме в перечень ссылок к настоящей заявке) предлагают различные СВРС композиции, пригодные для низкотемпературной обработки отходов. Традиционные СВРС, предлагаемые для обработки отходов, обычно представляют собой гидратированные керамические материалы, такие как гексагидрат магниево-калиевого фосфата (MgKPO4·6Н2О) или невберриит (MgHPO4·3Н2O).Also proposed are the immobilization or stabilization of hazardous waste in ceramics, the formation of which can occur at low temperatures. International publication WO 92/15536 (included in its entirety in the list of references to this application), for example, proposes immobilization of hazardous waste in hydrated cement. A range of chemically bound phosphate phosphate ceramic (CBPC) products have been used to stabilize hazardous waste. For example, US patents Nos. 5645518 and 5846894 and published US patent application 2003/0092554 (each of these materials are fully included in the list of references to this application) offer various CBPC compositions suitable for low-temperature waste treatment. Conventional CBRS proposed for waste treatment are typically hydrated ceramic materials such as magnesium potassium phosphate hexahydrate (MgKPO 4 · 6H 2 O) or neberriite (MgHPO 4 · 3H 2 O).

Исследования подтвердили, что гидратированные цементы и СВРС вполне пригодны для обработки широкого спектра потоков отходов. К сожалению, было доказано, что применение обычных цементов и СВРС для стабилизации радиоактивных отходов, в частности высокоактивных отходов, весьма проблематично. Радиоактивные отходы обычно испускают γ-лучи и α-, β- и n-частицы, которые могут расщеплять связанную воду в гидратированных цементах и СВРС в процессе, называемом радиолизом, с образованием водородсодержащего газа. Этот газ вызывает рост давления в контейнерах для хранения или в других формах отходов, что может стать причиной разрушения контейнеров или форм отходов и проникновения внутрь влаги из воздуха, грунтовых вод или других элементов. В таких условиях вода может отражать ядерную радиацию, увеличивая шанс того, что высокоактивные отходы могут "перейти в критическое состояние", если искусственно не поддерживать низкую загрузку отходов.Studies have confirmed that hydrated cements and CBRS are well suited to handle a wide range of waste streams. Unfortunately, it has been proven that the use of conventional cements and CBRS to stabilize radioactive waste, in particular high-level waste, is very problematic. Radioactive waste typically emits gamma rays and α, β, and n particles, which can break down bound water in hydrated cements and CBPC in a process called radiolysis to form a hydrogen-containing gas. This gas causes an increase in pressure in storage containers or in other forms of waste, which can cause the destruction of containers or forms of waste and the ingress of moisture from air, groundwater or other elements. Under such conditions, water can reflect nuclear radiation, increasing the chance that high-level waste can “go into critical condition” if the low load of the waste is not artificially maintained.

Значительный объем и масса конечной формы отходов также являются недостатками форм хранения отходов в композициях СВРС и гидратированного цемента. Если поток отходов является сухим или представляет собой жидкие отходы с относительно низким влагосодержанием, то для формирования керамической матрицы может добавляться дополнительная вода. Это увеличивает как объем, так и массу конечной формы отходов. Даже в случае жидких отходов с достаточным влагосодержанием вода, химически связанная в системе, может значительно увеличить общую массу: вода может составлять, например, свыше 40% молекулярной массы гексагидрата. магниево-калиевого фосфата. Дополнительные масса и объем могут увеличить и без того высокие затраты на хранение и захоронение радиоактивных отходов.A significant volume and mass of the final waste form are also disadvantages of the waste storage forms in the compositions of CBPC and hydrated cement. If the waste stream is dry or is a liquid waste with a relatively low moisture content, additional water may be added to form the ceramic matrix. This increases both the volume and mass of the final waste form. Even in the case of liquid wastes with sufficient moisture content, water chemically bound in the system can significantly increase the total mass: water can make up, for example, over 40% of the molecular weight of hexahydrate. magnesium potassium phosphate. Additional mass and volume can increase the already high costs of storage and disposal of radioactive waste.

Краткое описание фигурBrief Description of the Figures

На фиг.1 схематически изображен аппарат для обработки отходов в соответствии с одним из вариантов изобретения.Figure 1 schematically depicts a waste treatment apparatus in accordance with one embodiment of the invention.

На фиг.2 схематически изображена система получения кислого фосфата в соответствии с другим вариантом изобретения.Figure 2 schematically depicts a system for producing acid phosphate in accordance with another embodiment of the invention.

На фиг.3 схематически изображена твердая форма отходов в соответствии со следующим вариантом изобретения.Figure 3 schematically shows the solid form of waste in accordance with the following variant of the invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

А. ОбзорA. Overview

Различные варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают твердые формы отходов и способы обработки отходов. Ниже обсуждаются аспекты изобретения со ссылкой на фигуры 1-3 в целях более подробного раскрытия конкретных вариантов. Однако квалифицированному специалисту в данной области должно быть понятно, что возможны и другие дополнительные варианты или что практическое осуществление изобретения может реализоваться без некоторых деталей вариантов, представленных на фигурах 1-3.Various embodiments of the present invention provide solid waste forms and waste treatment methods. Below are discussed aspects of the invention with reference to figures 1-3 in order to more detailed disclosure of specific options. However, it will be understood by a person skilled in the art that other additional options are possible or that the practical implementation of the invention can be realized without some details of the options presented in figures 1-3.

Один из вариантов изобретения обеспечивает способ обработки отходов, который включает смешивание компонента отходов с оксидом алюминия и кислотным фосфатным компонентом с получением суспензии, содержащей воду. Компонент отходов может содержать вредные отходы, а молярное отношение алюминия к фосфору в суспензии может быть больше единицы. Вода в суспензии может испаряться в процессе перемешивания суспензии при функциональной температуре примерно 140-200°С. По окончании перемешивания суспензия может подвергаться отверждению в твердую форму отходов, содержащую безводный фосфат алюминия с остаточной порцией компонента отходов, связанного в нем.One embodiment of the invention provides a waste treatment method that comprises mixing a waste component with alumina and an acidic phosphate component to form a slurry containing water. The waste component may contain hazardous waste, and the molar ratio of aluminum to phosphorus in the suspension may be greater than one. Water in the suspension can evaporate during the mixing of the suspension at a functional temperature of about 140-200 ° C. After mixing, the suspension may be solidified in a solid waste form containing anhydrous aluminum phosphate with a residual portion of the waste component bound therein.

Способ производства стабильной формы отходов в альтернативном варианте включает реагирование оксида алюминия с кислотным фосфатным компонентом с получением первой суспензии. Первая суспензия, по меньшей мере, частично высушивается при первой температуре с получением предшественника фосфата. Предшественник фосфата и отходы смешиваются во вторую суспензию при второй температуре примерно 106-175°С при одновременном испарении воды из второй суспензии. После того как, по меньшей мере, большая часть воды испарится из второй суспензии, вымешанная вторая суспензия может подвергаться отверждению в твердую форму отходов. Твердая форма отходов включает оставшуюся часть оксида алюминия, распределенного в матрице, содержащей безводный фосфат алюминия и, по меньшей мере, часть отходов.A method for producing a stable waste form in an alternative embodiment includes reacting alumina with an acidic phosphate component to form a first suspension. The first suspension is at least partially dried at the first temperature to give a phosphate precursor. The phosphate precursor and the waste are mixed into a second suspension at a second temperature of about 106-175 ° C. while water is evaporated from the second suspension. After at least a large portion of the water has evaporated from the second suspension, the mixed second suspension may be solidified into solid waste. The solid form of waste includes the remainder of the alumina dispersed in a matrix containing anhydrous aluminum phosphate and at least a portion of the waste.

Другой вариант изобретения обеспечивает способ производства стабильной формы отходов меньшего объема из радиоактивного материала. В соответствии с этим вариантом радиоактивный материал смешивается с оксидом алюминия и кислым фосфатом с образованием суспензии. Молярное отношение алюминия к фосфору в суспензии составляет примерно от 2 до 5, а оксид алюминия может включать водный оксид алюминия, безводный оксид алюминия или гидроксид алюминия. Суспензия может нагреваться до первой температуры, которая не превышает примерно 200°С, но, по меньшей мере, равна температуре растворения оксида алюминия с кислым фосфатом. В процессе вымешивания суспензии вода испаряется из суспензии при второй температуре примерно 140-175°С до тех пор, пока не испарится большая часть воды. После испарения воды оставшийся продукт может подвергаться отверждению в твердую форму отходов, включающую частицы оксида алюминия и, по меньшей мере, часть радиоактивных отходов в матрице, состоящей в основном из безводного фосфата алюминия.Another embodiment of the invention provides a method for producing a stable form of a smaller volume of waste from a radioactive material. According to this embodiment, the radioactive material is mixed with alumina and acid phosphate to form a suspension. The molar ratio of aluminum to phosphorus in the suspension is from about 2 to 5, and the alumina may include aqueous alumina, anhydrous alumina or aluminum hydroxide. The suspension may be heated to a first temperature, which does not exceed about 200 ° C, but at least equal to the dissolution temperature of alumina with acid phosphate. In the process of mixing the suspension, water evaporates from the suspension at a second temperature of about 140-175 ° C until most of the water has evaporated. After evaporation of the water, the remaining product can be solidified into a solid waste form, including aluminum oxide particles and at least a portion of the radioactive waste in a matrix consisting mainly of anhydrous aluminum phosphate.

Твердая форма отходов согласно еще одному варианту включает матрицу, содержащую в основном безводный фосфат алюминия и фосфат тяжелого металла. Радиоактивный материал и частицы оксида алюминия распределяются в матрице.The solid waste form according to another embodiment includes a matrix containing mainly anhydrous aluminum phosphate and heavy metal phosphate. Radioactive material and alumina particles are distributed in the matrix.

Чтобы лучше понять изобретение, авторы разбили приведенное ниже обсуждение на три части. В первой части обсуждается аппарат для обработки отходов согласно выборочным вариантам изобретения. Во второй части обсуждаются способы в соответствии с другими аспектами изобретения. В третьей части обсуждаются аспекты твердых форм отходов в соответствии с другими вариантами изобретения.To better understand the invention, the authors divided the discussion below into three parts. The first part discusses a waste treatment apparatus according to selected embodiments of the invention. The second part discusses methods in accordance with other aspects of the invention. The third part discusses aspects of solid waste forms in accordance with other variants of the invention.

Б. Аппарат для обработки отходовB. Waste treatment apparatus

Выборочные варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают системы обработки отходов, пригодные для использования с широким спектром потоков отходов. Фигура 1 дает схематическое изображение системы обработки отходов 10 согласно одному из предпочтительных вариантов изобретения. Система обработки отходов 10 включает резервуар для обработки отходов 20, имеющий стенки 22, ограничивающие внутреннее пространство 24 резервуара. Резервуар 20 может быть открытого типа, как показано, или закрытого типа. В одном из вариантов резервуар для обработки отходов 20 представляет собой обычный танк для хранения такого типа, который повсеместно используется в настоящее время для хранения некоторых жидких отходов, например жидких радиоактивных отходов. В зависимости от природы обрабатываемых отходов может стать выгодным вплоть до эффективного размещение резервуара для обработки отходов 20 внутри "перчаточного бокса" 12 или аналогичного закрытого устройства в целях ограничения распространения радиоактивного материала или других вредных компонентов отходов.Selective embodiments of the present invention provide waste treatment systems suitable for use with a wide range of waste streams. Figure 1 gives a schematic illustration of a waste treatment system 10 according to one preferred embodiment of the invention. The waste treatment system 10 includes a waste treatment tank 20 having walls 22 defining an interior space 24 of the tank. The reservoir 20 may be an open type, as shown, or a closed type. In one embodiment, the waste treatment tank 20 is a conventional storage tank of the type that is commonly used today to store some liquid waste, such as liquid radioactive waste. Depending on the nature of the waste being processed, it can be beneficial to effectively place the waste treatment tank 20 inside the glove box 12 or similar closed device in order to limit the spread of radioactive material or other harmful components of the waste.

Кислый фосфат может подаваться во внутреннее пространство 24 резервуара из системы снабжения фосфатом 40 по трубопроводу подачи фосфата 42. Оксид алюминия может подаваться во внутреннее пространство 24 резервуара из системы снабжения оксидом алюминия 46 по трубопроводу подачи оксида алюминия 48. Отходы из системы поступления отходов 50 могут подаваться по трубопроводу подачи отходов 52 во внутреннее пространство 24 резервуара. В выборочных вариантах система обработки отходов 10 включает систему снабжения предшественником СВРС 90, например, источник оксида магния (MgO). Предшественник может подаваться во внутреннее пространство 24 резервуара по трубопроводу подачи СВРС 92. При необходимости во внутреннее пространство 24 резервуара может подаваться вода из системы снабжения водой 56 по трубопроводу подачи воды 58.Acidic phosphate may be supplied to the interior of the tank 24 from the phosphate supply system 40 via a phosphate supply line 42. Alumina may be supplied to the interior of the tank 24 from the aluminum oxide supply system 46 via the alumina supply pipe 48. Waste from the waste system 50 may be supplied through the waste feed pipe 52 to the interior of the tank 24. In selective embodiments, the waste treatment system 10 includes a supply system for the precursor CBPC 90, for example, a source of magnesium oxide (MgO). The precursor may be supplied to the interior of the tank 24 via the CBPC 92 feed line. If necessary, water may be supplied to the interior of the tank 24 from the water supply system 56 via the water supply line 58.

Система смешивания 30 может использоваться для смешения материалов, поступающих во внутреннее пространство 24 резервуара. Система смешивания 30 на фигуре 1 включает электродвигатель 32, который может размещаться вне перчаточного бокса 12 в целях ограничения загрязнения, подключенный к мешалке 35 с помощью разъемного сцепления 34. Мешалка 35 на фигуре 1 схематически изображена в виде ряда расходящихся в боковые стороны лопастей, но так показано только в целях иллюстрации, поскольку могут использоваться мешалки любой формы. Сцепление 34 может закрепляться с возможностью выборочного зацепления с валом мешалки 35 для вращения электродвигателем 32 и в то же время с возможностью быстрого отсоединения мешалки 35 от электродвигателя 32. Например, сцепление 34 может обеспечить шпоночное соединение между мешалкой 35 и электродвигателем 32, что позволит выборочно подсоединять или отсоединять мешалку 35 от электродвигателя 32 осевым движением. В других вариантах система смешивания 30, показанная на фигуре 1, может быть заменена любой из большого числа систем, которые способны эффективно смешивать материалы, поступающие во внутреннее пространство 24 резервуара.The mixing system 30 can be used to mix materials entering the interior of the tank 24. The mixing system 30 in figure 1 includes an electric motor 32, which can be placed outside the glove box 12 in order to limit pollution, connected to the mixer 35 using a detachable clutch 34. The mixer 35 in figure 1 is schematically depicted as a series of vanes diverging to the sides, but shown for illustrative purposes only, as agitators of any shape can be used. The clutch 34 can be fixed with the possibility of selective engagement with the shaft of the mixer 35 for rotation by the electric motor 32 and at the same time with the ability to quickly disconnect the mixer 35 from the electric motor 32. For example, the clutch 34 can provide a keyway connection between the mixer 35 and the electric motor 32, which allows selective connection or disconnect the agitator 35 from the motor 32 by axial movement. In other embodiments, the mixing system 30 shown in FIG. 1 may be replaced by any of a large number of systems that are capable of efficiently mixing the materials entering the interior of the tank 24.

Система обработки отходов 10 может также включать терморегулятор 60, оперативно связанный с перчаточным боксом 12 и/или резервуаром для обработки отходов 20, для контроля температуры материала во внутреннем пространстве 24 резервуара. Терморегулятор 60 может, например, включать водяную рубашку для циркуляции горячей или холодной жидкости вокруг резервуара 20. В альтернативном варианте терморегулятор 60 может включать источник микроволн или ряд панелей инфракрасного нагрева, смонтированных таким образом, чтобы излучение было направлено прямо на и/или в резервуар 20. В других вариантах терморегулятор 60 не используется. Он может быть полезен в том случае, если реакция в резервуаре является достаточно экзотермической для нагревания содержимого до требуемой температуры.The waste treatment system 10 may also include a temperature controller 60 operatively connected to the glove box 12 and / or the waste treatment tank 20 to control the temperature of the material in the interior of the tank 24. The temperature controller 60 may, for example, include a water jacket to circulate hot or cold liquid around the tank 20. Alternatively, the temperature controller 60 may include a microwave source or a series of infrared heating panels mounted so that the radiation is directed directly at and / or into the tank 20 In other embodiments, the temperature controller 60 is not used. It can be useful if the reaction in the tank is exothermic enough to heat the contents to the desired temperature.

Как объясняется более подробно ниже, в процессе обработки вода может испаряться из содержимого внутреннего пространства 24 резервуара. Если этого требует природа отходов в системе поступления отходов 50, то водяной пар и любой другой газ из перчаточного бокса 12 может направляться в скруббер 64 по газопроводу 66. После очистки в скруббере 64 с удалением вредных летучих материалов газ может отводиться в атмосферу по вентиляционному трубопроводу 68.As explained in more detail below, during processing, water can evaporate from the contents of the interior space 24 of the tank. If this is required by the nature of the waste in the waste disposal system 50, water vapor and any other gas from the glove box 12 can be sent to the scrubber 64 through the gas pipeline 66. After cleaning in the scrubber 64 to remove harmful volatile materials, gas can be vented to the atmosphere through the ventilation pipe 68 .

В некоторых вариантах изобретения, подробно обсуждаемых ниже, обработанные отходы подвергаются отверждению в резервуаре 20. В других вариантах может быть предпочтительным удаление смешанных компонентов из резервуара 20 еще до их отверждения, например, в непрерывном режиме, а не в периодическом. В таком варианте содержимое резервуара 20 может подаваться в резервуар для хранения 70 через выходное отверстие 72.In some embodiments of the invention, discussed in detail below, the treated waste is cured in the reservoir 20. In other embodiments, it may be preferable to remove the mixed components from the reservoir 20 before they are cured, for example, in continuous rather than batch mode. In such an embodiment, the contents of the reservoir 20 may be supplied to the storage reservoir 70 through the outlet 72.

Контроллер 80 может использоваться для контроля работы системы обработки отходов 10. Контроллер 80 может быть оперативно связан с одной или более системой смешивания 30, терморегулятором 60, системой снабжения фосфатом 40 или трубопроводом подачи 42, системой снабжения оксидом алюминия 46 или трубопроводом подачи 48, системой поступления отходов 50 или трубопроводом подачи 52, системой снабжения СВРС предшественником 90 или трубопроводом подачи СВРС 92 и с системой снабжения водой 56 или трубопроводом подачи воды 58. В одном из вариантов контроллер 80 включает, по меньшей мере, один компьютер с программньм процессором, запрограммированным на контроль операций с указанными компонентами для обработки отходов в системе поступления отходов 50.A controller 80 can be used to monitor the operation of the waste treatment system 10. A controller 80 can be operatively connected to one or more mixing systems 30, a temperature controller 60, a phosphate supply system 40 or a supply pipe 42, an alumina supply system 46 or a supply pipe 48, an intake system waste 50 or the supply pipe 52, the supply system of the CBPC precursor 90 or the supply pipe of the CBPC 92 and the water supply system 56 or the water supply pipe 58. In one embodiment, the controller 80 This turns the at least one computer with programmnm processor programmed to control operations with these components for processing the waste in the waste system 50 proceeds.

Оксид алюминия и система снабжения оксидом алюминия 46 может включать любой из множества видов оксидов алюминия. Пригодные для данной цели оксиды алюминия включают (но их перечень не ограничивается только названными здесь) безводные оксиды алюминия (например, корунд формулой Al2O3), водные оксиды алюминия (например, гиббсит (Al2О3·3Н2О) или бемит (Al2О3·Н2О)) и гидроксид алюминия (Al(ОН)3). Оксиды алюминия могут использоваться в относительно чистой форме или как компоненты соответствующих минералов, например, боксита или каолина. Установлено, что алюмосиликаты не способны реагировать с кислыми фосфатами, даже с концентрированной фосфорной кислотой, при релевантных температурах с образованием алюминиево-фосфатной керамики согласно вариантам настоящего изобретения. Присутствие алюмосиликатов в конечной форме отходов вряд ли будет иметь какие-то неблагоприятные последствия. Тем не менее, при определении количества оксида алюминия, которое требуется добавить из системы снабжения оксидом алюминия 46, следует учитывать только количество оксидов алюминия не алюмосиликатного происхождения в системе снабжения оксидом алюминия 46.Alumina and alumina supply system 46 may include any of a variety of types of alumina. Suitable aluminas for this purpose include (but are not limited to only those listed here) anhydrous aluminas (for example, corundum of the formula Al 2 O 3 ), aqueous aluminas (for example, gibbsite (Al 2 O 3 · 3H 2 O) or boehmite (Al 2 O 3 · H 2 O)) and aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ). Aluminum oxides can be used in relatively pure form or as components of the corresponding minerals, for example, bauxite or kaolin. It has been found that aluminosilicates are not able to react with acid phosphates, even with concentrated phosphoric acid, at relevant temperatures to form aluminum phosphate ceramics according to embodiments of the present invention. The presence of aluminosilicates in the final waste form is unlikely to have any adverse effects. However, when determining the amount of alumina to be added from the alumina supply system 46, only the amount of non-aluminosilicate alumina in the alumina supply system 46 should be considered.

Система снабжения фосфатом 40 может включать любой кислый фосфат, т.е. способный реагировать с оксидом алюминия в системе снабжения оксидом алюминия 46 с образованием твердой формы отходов согласно аспектам изобретения, обсуждаемым ниже. При необходимости кислый фосфат может также обладать соответствующей способностью к реакции с предшественником СВРС в системе снабжения СВРС предшественником 90. Примеры пригодных для данной цели кислых фосфатов включают (но их перечень не ограничивается только названными здесь) Н3РO4 (фосфорная кислота) и фосфатные соли, такие как фосфатные соли одновалентных металлов (например, К, Na, Li или Rb). Образование таких солей и их применение в различных СВРС обсуждаются в патентах США №№5830815 и 6153809, включенных в полном объеме в перечень ссылок к настоящей заявке.The phosphate supply system 40 may include any acid phosphate, i.e. capable of reacting with alumina in an alumina supply system 46 to form a solid waste form according to aspects of the invention discussed below. If necessary, acid phosphate may also have appropriate reactivity with the CBPC precursor in the CBPC precursor supply system 90. Examples of suitable acid phosphates for this purpose include (but are not limited to those mentioned here) H 3 PO 4 (phosphoric acid) and phosphate salts such as phosphate salts of monovalent metals (e.g., K, Na, Li or Rb). The formation of such salts and their use in various SIRS are discussed in US patent No. 5830815 and 6153809, fully included in the list of links to this application.

Фосфорную кислоту с трудом можно безопасно обрабатывать, особенно если обработка отходов должна проводиться в перчаточном боксе 12 или в подобном оградительном устройстве. Фосфаты одновалентных металлов могут иметь кристаллическую форму, которая может облегчить процесс обработки. Однако в другом варианте кислый фосфат в системе снабжения фосфатами 40 включает и может состоять только из гидрофосфата алюминия, например, AlH3(PO4)2·Н2O, AlH3(PO4)2·3Н2O, и, необязательно, дополнительного оксида алюминия.Phosphoric acid can hardly be safely handled, especially if the waste must be handled in glove box 12 or a similar containment device. Monovalent metal phosphates may have a crystalline form, which may facilitate the processing. However, in another embodiment, the acid phosphate in the phosphate supply system 40 includes and can consist only of aluminum hydrogen phosphate, for example, AlH 3 (PO 4 ) 2 · H 2 O, AlH 3 (PO 4 ) 2 · 3H 2 O, and optionally additional alumina.

Отходы в системе поступления отходов 50 могут представлять собой любые отходы из широкого спектра потенциально проблематичных в обработке потоков отходов, например, потоки отходов (специфические или смешанные), включающие один или более видов вредных отходов, промышленных отходов, не относящихся к категории вредных, и химических отходов, не относящихся к категории вредных, которые могут оказывать существенное воздействие на окружающую среду (например, при избыточном содержании нитратов или многих органических химикатов). Аспекты изобретения особенно пригодны для обработки вредных отходов. В контексте описания термин "вредные отходы" или "опасные отходы" включает материал, который может классифицироваться или не классифицироваться как подпадающий под действие законов и положений, например, FERC или CERCLA. Следовательно, термин "вредные отходы" включает, но не ограничивается только названными здесь, высокоактивные отходы, трансурановые (TRU) отходы, низкоактивные отходы, отходы атомного деления, ядерные материалы (например, уран, плутоний и другие, относящиеся к категории ядерного оружия, или чрезвычайно опасные радиоактивные или пирофорные металлы), побочные продукты ядерных процессов, тяжелые металлы, пирофорные металлы, которые не являются ядерными материалами, и токсичные органические материалы (например, РСВ или некоторые пестициды). Термин "вредные отходы" в контексте описания включает (если нет ссылки на другое его значение) как потоки относительно специфических отходов, например, многие высокоактивные отходы, так и смешанные потоки отходов, которые могут содержать материалы, которые не классифицируются как вредные, например, загрязненную почву. Предполагается также, что варианты изобретения могут использоваться для обработки вредных отходов, которые представляют собой твердые вредные отходы, полутвердые вредные отходы (например, шлам) или жидкие вредные отходы, которые могут включать воду, кислоты, масла или органические растворители, например. В одном частном примере вредные отходы содержат ядерные материалы, которые представляют собой твердые отходы/порошки, загрязненные галогенированными солями.Waste in waste collection system 50 can be any waste from a wide range of potentially problematic waste streams, for example, waste streams (specific or mixed), including one or more types of hazardous waste, industrial waste not classified as hazardous, and chemical non-hazardous waste that can have a significant impact on the environment (for example, with an excessive content of nitrates or many organic chemicals). Aspects of the invention are particularly suitable for the treatment of hazardous waste. As used herein, the term “hazardous waste” or “hazardous waste” includes material that may or may not be classified as being subject to laws and regulations, such as FERC or CERCLA. Consequently, the term “hazardous waste” includes, but is not limited to, high-level waste, transuranic (TRU) waste, low-level waste, atomic fission waste, nuclear materials (eg, uranium, plutonium and others that belong to the category of nuclear weapons), or extremely dangerous radioactive or pyrophoric metals), by-products of nuclear processes, heavy metals, pyrophoric metals that are not nuclear materials, and toxic organic materials (e.g. RSV or some pesticides). The term "hazardous waste" in the context of the description includes (unless otherwise referenced) its streams relative to specific waste, for example, many highly active waste, and mixed waste streams that may contain materials that are not classified as harmful, for example, contaminated the soil. It is also contemplated that embodiments of the invention can be used to treat hazardous waste, which is solid hazardous waste, semi-solid hazardous waste (e.g., sludge) or liquid hazardous waste, which may include water, acids, oils, or organic solvents, for example. In one particular example, the hazardous waste contains nuclear materials, which are solid waste / powder contaminated with halogenated salts.

Как отмечалось выше, кислый фосфат в системе снабжения фосфатом 40 может включать гидрофосфат алюминия. Фигура 2 схематически изображает систему получения фосфата 100 согласно одному из вариантов изобретения, которая может быть пригодна для получения композиций гидрофосфата алюминия. Указанная система получения фосфата 100 включает емкость для получения фосфата 110 с внутренним пространством 112. Емкость для получения фосфата 110 может быть открытого типа, что позволяет газам (например, водяному пару) выходить из емкости 110; в представленном варианте емкость 110 является емкостью закрытого типа. Мешалка 120 для смешивания реагирующих компонентов, подаваемых в емкость 110, может размещаться в любом, пригодном для этого месте во внутреннем пространстве 112 емкости. Кислый фосфат может поступать в емкость 110 из системы снабжения фосфатом 130 по трубопроводу подачи 132. Оксид алюминия из системы снабжения оксидом алюминия 136 может поступать во внутреннее пространство 112 емкости по трубопроводу подачи 138. При необходимости к содержимому емкости для получения фосфата 110 может добавляться вода из системы снабжения водой 154 по трубопроводу подачи 156.As noted above, acid phosphate in the phosphate supply system 40 may include aluminum hydrogen phosphate. Figure 2 schematically depicts a phosphate production system 100 according to one embodiment of the invention, which may be suitable for producing aluminum hydrogen phosphate compositions. Said phosphate production system 100 includes a phosphate production vessel 110 with an inner space 112. The phosphate production vessel 110 may be of an open type, which allows gases (for example, water vapor) to escape from the vessel 110; in the illustrated embodiment, the container 110 is a closed type. An agitator 120 for mixing the reacting components supplied to the vessel 110 may be located in any suitable place in the interior space 112 of the vessel. Acidic phosphate can enter the vessel 110 from the phosphate supply system 130 through the supply pipe 132. The aluminum oxide from the aluminum oxide supply system 136 can enter the interior space 112 of the vessel through the supply pipe 138. If necessary, water from the phosphate supply vessel 110 can be added from water supply systems 154 through a feed pipe 156.

Как объясняется ниже, может быть выгодным получать гидрофосфат алюминия в системе получения фосфата 100 при температуре 100°С или ниже. Терморегулятор 150 может быть оперативно связан с емкостью для получения фосфата 110 с тем, чтобы контролировать соответствующим образом температуру реагирующих компонентов во внутреннем пространстве 112 резервуара. Указанный терморегулятор 150 может быть приспособлен для контроля нагревания и/или охлаждения содержимого резервуара 110. Если емкость для получения фосфата 110 закрытого типа, как показано, то давление во внутреннем пространстве 112 резервуара может регулироваться и/или контролироваться контроллером давления 140. Водяной пар и другие газы из внутреннего пространства 112 резервуара могут отводиться, например, в атмосферу по вентиляционному трубопроводу 142. В вентиляционном трубопроводе 142 может быть смонтирован избирательно регулируемый вентиляционный клапан 144. Вентиляционный клапан 144 может управляться непосредственно контроллером давления 140 или, в случае необходимости, может быть связан напрямую с контроллером 160. Контроллер 160 в таком варианте может быть аналогичен контроллеру 80, описанному выше.As explained below, it may be advantageous to obtain aluminum hydrogen phosphate in a phosphate 100 production system at a temperature of 100 ° C. or lower. The temperature controller 150 may be operatively associated with the capacity for the production of phosphate 110 in order to accordingly control the temperature of the reacting components in the inner space 112 of the tank. The specified temperature controller 150 may be adapted to control the heating and / or cooling of the contents of the tank 110. If the container for receiving phosphate 110 is closed, as shown, then the pressure in the inner space 112 of the tank can be controlled and / or controlled by a pressure controller 140. Water vapor and others gases from the interior of the reservoir 112 may be vented, for example, to the atmosphere through a vent line 142. A selectively controlled vent can be mounted in the vent line 142 lation valve 144. Vent valve 144 can be controlled directly by the pressure controller 140 or, if necessary, can be connected directly to the controller 160. The controller 160 in this embodiment may be similar to controller 80 as described above.

Если получение гидрофосфата алюминия осуществляется в системе получения фосфата 100 в периодическом режиме, то емкость для получения фосфата 110 может опорожняться по окончании периодического цикла, например, путем ее открывания. В целях облегчения опорожнения или в системах непрерывного действия готовая композиция гидрофосфата алюминия может отгружаться из внутреннего пространства 112 резервуара через выходящий трубопровод 172. Выходной клапан 174 может быть вмонтирован в выходящий трубопровод 172 для избирательного открывания или перекрывания указанного трубопровода 172. В показательном варианте продукт, отгружающийся по выходящему трубопроводу 172, поступает на хранение 170. В других вариантах по выходящему трубопроводу 172 может осуществляться подача композиции гидрофосфата алюминия непосредственно в систему обработки отходов 10 фигуры 1. Например, выходящий трубопровод 172 системы получения фосфата 100 может функционировать как трубопровод подачи кислого фосфата 42 в систему обработки отходов 10.If the production of aluminum hydrogen phosphate is carried out in the system for producing phosphate 100 in a batch mode, the capacity for producing phosphate 110 may be emptied at the end of the periodic cycle, for example, by opening it. In order to facilitate emptying or in continuous systems, the finished aluminum hydrogen phosphate composition may be dispatched from the interior of the tank 112 through the outlet pipe 172. The outlet valve 174 can be mounted in the outlet pipe 172 to selectively open or close said pipe 172. In a representative embodiment, the product is shipped through the exit pipe 172, is stored 170. In other embodiments, through the exit pipe 172, composition g drofosfata aluminum directly in the waste processing system of figure 1. For example 10 exiting conduit 172 phosphate acquisition system 100 can function as a feed conduit 42 dihydrogen phosphate in the waste treatment system 10.

Оксиды алюминия, пригодные для системы снабжения оксидом алюминия 136, включают перечисленные выше как наиболее пригодные для системы снабжения оксидом алюминия 46 в системе обработки отходов 10 (фигура 1). Равным образом, кислые фосфаты, пригодные для системы снабжения фосфатом 130, могут быть идентичны кислым фосфатам, обсуждавшимся выше в связи с системой снабжения фосфатом 40 в системе обработки отходов 10 (фигура 1). В одном из предпочтительных вариантов кислый фосфат в системе снабжения фосфатом 130 включает фосфорную кислоту. Фосфорная кислота обычно реализуется не в чистом виде, а в разбавленном водой виде, например в водном растворе, содержащем не более 85% масс. фосфорной кислоты. В вариантах с применением фосфатных солей может быть предпочтительным добавление воды из системы снабжения водой 154 к партии материалов во внутреннем пространстве 112 резервуара.Aluminas suitable for the alumina supply system 136 include those listed above as the most suitable for the alumina supply system 46 in the waste treatment system 10 (FIG. 1). Similarly, acidic phosphates suitable for the phosphate supply system 130 may be identical to the acid phosphates discussed above in connection with the phosphate supply system 40 in the waste treatment system 10 (FIG. 1). In one embodiment, the acid phosphate in the phosphate supply system 130 includes phosphoric acid. Phosphoric acid is usually sold not in its pure form, but in a diluted form with water, for example, in an aqueous solution containing not more than 85% of the mass. phosphoric acid. In embodiments using phosphate salts, it may be preferable to add water from the water supply system 154 to the batch of materials in the interior 112 of the tank.

Как объясняется более подробно ниже, композиции гидрофосфата алюминия, получаемые в системе получения фосфатов 100, могут обеспечивать все необходимое количество кислых фосфатов и оксида алюминия для обработки отходов в системе обработки отходов (фигура 1). В таком варианте система снабжения фосфатом 40 и система снабжения оксидом алюминия 46 в системе обработки отходов 10 могут быть объединены в единую систему снабжения, содержимое которой можно будет получать в системе получения фосфатов 100 фигуры 2.As explained in more detail below, the aluminum hydrogen phosphate compositions obtained in the phosphate production system 100 can provide all the necessary amount of acid phosphates and aluminum oxide for waste treatment in the waste treatment system (FIG. 1). In this embodiment, the phosphate supply system 40 and the alumina supply system 46 in the waste treatment system 10 can be combined into a single supply system, the contents of which can be obtained in the phosphate production system 100 of figure 2.

В. Способы обработки отходовB. Waste treatment methods

Другие варианты изобретения обеспечивают способы обработки отходов, например, вредных отходов. В нижеследующем обсуждении этих способов ссылка делается на систему обработки отходов 10, показанную на фигуре 1, и систему получения фосфатов 100, показанную на фигуре 2. Само собой разумеется, что это только в целях иллюстрации изобретения и что нижеследующие способы не ограничиваются применением конкретных структур или систем, показанных на фигурах или обсуждавшихся выше.Other embodiments of the invention provide methods for treating waste, for example, hazardous waste. In the following discussion of these methods, reference is made to the waste treatment system 10 shown in Figure 1 and the phosphate production system 100 shown in Figure 2. It goes without saying that this is only to illustrate the invention and that the following methods are not limited to the use of specific structures or systems shown in the figures or discussed above.

В соответствии с одним из вариантов изобретения кислый фосфат из системы снабжения фосфатом 40, оксид алюминия из системы снабжения оксидом алюминия 46, отходы из системы поступления отходов 50 и вода, необязательно, из системы снабжения водой 56 могут добавляться в резервуар для обработки отходов 20 фигуры 1. Указанные материалы могут смешиваться с помощью системы смешивания 30 с образованием суспензии, например водной суспензии.According to one embodiment of the invention, acid phosphate from the phosphate supply system 40, alumina from the aluminum oxide supply system 46, waste from the waste supply system 50, and water, optionally from the water supply system 56, may be added to the waste treatment tank 20 of Figure 1 These materials can be mixed using a mixing system 30 to form a suspension, for example an aqueous suspension.

Относительное количество кислого фосфата, оксида алюминия и отходов, добавляемых в резервуар для обработки отходов 20, будет зависеть, по меньшей мере, частично от природы самих материалов. Например, можно добавить больше жидких отходов с высоким влагосодержанием, чем в том случае, когда отходы представляют собой сухие отходы или имеют пониженное влагосодержание. В альтернативном варианте отходы, содержащие оксид алюминия, могут потребовать добавления меньшего количества оксида. Предполагается, что загрузка отходов (т.е. относительное количество отходов в конечной твердой форме отходов) порядка примерно 85% масс. (в пересчете на сухую массу) может работать в случае многих типов отходов. В случае отходов, из которых, как предполагается, выщелачиваются вредные материалы (например, тяжелые металлы), снижение загрузки отходов может быть более приемлемым. Например, предполагается, что загрузка некоторых потоков отходов, несущих тяжелые металлы, может составлять 70% масс. конечной твердой формы отходов.The relative amount of acid phosphate, alumina and waste added to the waste treatment tank 20 will depend, at least in part, on the nature of the materials themselves. For example, you can add more liquid waste with a high moisture content than when the waste is dry waste or has a reduced moisture content. Alternatively, waste containing alumina may require the addition of less oxide. It is estimated that the loading of the waste (i.e., the relative amount of waste in the final solid waste form) is about 85% of the mass. (in terms of dry weight) can work in the case of many types of waste. In the case of wastes from which harmful materials are supposed to be leached (such as heavy metals), a reduction in waste loading may be more acceptable. For example, it is assumed that the loading of some waste streams carrying heavy metals can be 70% of the mass. final solid waste form.

В некоторых вариантах алюминий и фосфор могут присутствовать в суспензии в любом соотношении, например, равном единице или меньше единицы. Установлено, однако, что во многих сферах использования предпочтительным может быть молярное отношение алюминия к фосфору в суспензии больше единицы. Как объясняется ниже, выборочные варианты, использующие указанное отношение, могут давать твердые формы отходов, включающие частицы оксида алюминия, распределенные в безводном фосфате алюминия, что может улучшить механические свойства твердой формы отходов. Однако, если отношение Al:Р слишком высокое, то это может чрезмерно снизить производительность системы по загрузке отходов в конечную твердую форму отходов. Следовательно, молярные отношения Al:Р больше единицы, но не более пяти, могут быть более приемлемыми. В выборочных вариантах отношение Al:Р, равное, по меньшей мере, примерно двум, например, примерно 2-5, с диапазоном примерно 2-3, может дать, как ожидается, удовлетворительные результаты без чрезмерного увеличения массы твердой формы отходов. Как отмечалось выше, алюмосиликаты в недостаточной мере реагируют с кислыми фосфатами с образованием безводного фосфата алюминия в соответствии с вариантами изобретения. Поэтому в вариантах изобретения, которые включают алюмосиликаты в суспензию (или из системы снабжения оксидом алюминия 46, или из другого источника), отношение Al:Р может быть больше 5, но более приемлемым может служить отношение Al:Р, исключающее алюмосиликаты и не превышающее примерно 5.In some embodiments, aluminum and phosphorus may be present in the suspension in any ratio, for example, equal to one or less than one. It has been found, however, that in many applications, the molar ratio of aluminum to phosphorus in the suspension may be more than unity. As explained below, sample options using this ratio can produce solid waste forms, including alumina particles dispersed in anhydrous aluminum phosphate, which can improve the mechanical properties of the solid waste form. However, if the Al: P ratio is too high, this can unduly reduce the system's capacity for loading the waste into the final solid waste form. Therefore, the molar ratios Al: P greater than one, but not more than five, may be more acceptable. In selective embodiments, an Al: P ratio of at least about two, for example, about 2-5, with a range of about 2-3, can give satisfactory results without excessive weight gain of the solid form of the waste. As noted above, aluminosilicates do not sufficiently react with acidic phosphates to form anhydrous aluminum phosphate in accordance with embodiments of the invention. Therefore, in embodiments of the invention that include aluminosilicates in suspension (either from an alumina supply system 46, or from another source), the Al: P ratio may be greater than 5, but the Al: P ratio may be more acceptable, excluding aluminosilicates and not exceeding approximately 5.

Как отмечалось выше, варианты изобретения обеспечивают твердые формы отходов, содержащие безводные фосфаты алюминия. Даже если в компонентах, добавляемых в резервуар для обработки отходов 20, присутствует относительно немного воды, то вода может генерироваться или высвобождаться в ходе реакции между кислым фосфатом и оксидом алюминия. Например, если оксид алюминия представляет собой гидратированный оксид алюминия, например гиббсит, то может высвобождаться вода, связанная в оксиде алюминия. Даже если оксид алюминия в системе снабжения оксидом алюминия 46 является безводным (например, корунд), то вода может генерироваться реакцией с кислотным фосфатным компонентом. Например, в большинстве случаев оксид алюминия может реагировать с фосфорной кислотой в соответствии со следующим уравнением:As noted above, embodiments of the invention provide solid waste forms containing anhydrous aluminum phosphates. Even if relatively little water is present in the components added to the waste treatment tank 20, water can be generated or released during the reaction between acid phosphate and alumina. For example, if the alumina is hydrated alumina, for example gibbsite, then water bound in the alumina can be released. Even if the alumina in the alumina supply system 46 is anhydrous (eg, corundum), water can be generated by reaction with an acidic phosphate component. For example, in most cases, alumina can react with phosphoric acid in accordance with the following equation:

Al2O3+2Н3PO4 →2AlPO4+3Н2O.Al 2 O 3 + 2H 3 PO 4 → 2AlPO 4 + 3H 2 O.

В вариантах изобретения, в которых матрица формируется из безводного фосфата алюминия, этот водный побочный продукт может испаряться из резервуара для обработки отходов 20. В конкретной системе обработки отходов 10, показанной на фигуре 1, этот водяной пар может отводиться из перчаточного бокса 12 по вентиляционному газопроводу 66.In embodiments of the invention in which the matrix is formed from anhydrous aluminum phosphate, this aqueous by-product can be vaporized from the waste treatment tank 20. In the specific waste treatment system 10 shown in FIG. 1, this water vapor can be removed from the glove box 12 through a vent gas line 66.

Температура реагирующих компонентов в резервуаре для обработки отходов 20 может контролироваться терморегулятором 60 с целью инициирования испарения избыточной воды в измеряемом режиме и контроля природы конечного продукта реакции. Если перемешивать эту суспензию примерно при комнатной температуре, как это обычно делается в большинстве систем хранения СВРС отходов, известных из уровня техники, то реакция между оксидом алюминия и кислым фосфатом даст гидрофосфат алюминия, например, AlH3(PO4)2·Н2О и AlH3(PO4)2·3Н2О. Вода, связанная в гидрофосфате, может расщепляться радиолизом с генерированием водородсодержащего газа. Во избежание генерирования водорода в конечной форме отходов реакция между оксидом алюминия и фосфатом алюминия должна проводиться при повышенной температуре, равной, по меньшей мере, примерно 100°С. Как отмечалось выше, некоторые компоненты потоков вредных отходов, например, HgCl начинают улетучиваться примерно при 200°С. Для ограничения их улетучивания в некоторых вариантах изобретения реакция между оксидом алюминия и кислым фосфатом проводится при температуре примерно 100-200°С.The temperature of the reacting components in the waste treatment tank 20 can be controlled by a temperature controller 60 in order to initiate the evaporation of excess water in the measured mode and to control the nature of the final reaction product. If this suspension is stirred at about room temperature, as is usually done in most CBRS waste storage systems known in the art, the reaction between alumina and acid phosphate will produce aluminum hydrogen phosphate, for example, AlH 3 (PO 4 ) 2 · N 2 O and AlH 3 (PO 4 ) 2 · 3H 2 O. Water bound in hydrophosphate can be cleaved by radiolysis to generate a hydrogen-containing gas. In order to avoid generating hydrogen in the final waste form, the reaction between alumina and aluminum phosphate should be carried out at an elevated temperature of at least about 100 ° C. As noted above, some components of hazardous waste streams, such as HgCl, begin to evaporate at about 200 ° C. To limit their volatilization in some embodiments of the invention, the reaction between alumina and acid phosphate is carried out at a temperature of about 100-200 ° C.

Предполагается, что при наличии, по меньшей мере, некоторого количества воды в системе реакция между оксидом алюминия и кислым фосфатом будет прогрессировать. В частности, в случае потоков отходов с относительно низким влагосодержанием температуры, которые являются чрезмерно высокими, могут способствовать испарению всей воды еще до того, как оксид алюминия и кислый фосфат получат адекватную возможность для реакции с образованием прочной матрицы. Таким образом, в некоторых вариантах изобретения температура реагирующих компонентов составляет не выше примерно 175°С, например, не выше примерно 160°С. В одном из предпочтительных вариантов температура составляет примерно от 100°С до 150°С.It is assumed that in the presence of at least some water in the system, the reaction between alumina and acid phosphate will progress. In particular, in the case of waste streams with relatively low moisture content, temperatures that are excessively high can contribute to the evaporation of all the water even before the alumina and acid phosphate have an adequate opportunity for the reaction to form a strong matrix. Thus, in some embodiments of the invention, the temperature of the reacting components is not higher than about 175 ° C, for example, not higher than about 160 ° C. In one embodiment, the temperature is from about 100 ° C. to about 150 ° C.

Температура, при которой растворимость оксида алюминия в фосфорной кислоте (которая может использоваться в качестве кислого фосфата) достигает максимума, может зависеть от природы оксида алюминия. Например, корунд достигает максимальной растворимости в фосфорной кислоте примерно при 106°С. Бемит достигает максимальной растворимости примерно при 126°С, гидроксид алюминия достигает максимальной растворимости примерно при 133°С, а гиббсит достигает максимальной растворимости примерно при 170°С. Таким образом, в некоторых вариантах изобретения, главным образом в тех, в которых в качестве кислого фосфата используется фосфорная кислота, температура реагирующих компонентов, по меньшей мере, идентична температуре растворения оксида алюминия, которую можно определить как температуру, при которой оксид алюминия достигает или почти достигает своей максимальной растворимости. Например, если оксид алюминия представляет собой корунд, то температура суспензии в резервуаре для обработки отходов 20 может быть примерно 106-200°С. Температуры примерно 130-200°С, предпочтительно - примерно 140-200°С, например, примерно 140-160°С, должны быть приемлемыми для многих оксидов алюминия. В выборочных вариантах процесс идет при температурах примерно 145-155°С.The temperature at which the solubility of alumina in phosphoric acid (which can be used as acid phosphate) reaches a maximum may depend on the nature of the alumina. For example, corundum reaches its maximum solubility in phosphoric acid at about 106 ° C. Boehmite reaches its maximum solubility at about 126 ° C, aluminum hydroxide reaches its maximum solubility at about 133 ° C, and gibbsite reaches its maximum solubility at about 170 ° C. Thus, in some embodiments of the invention, mainly those in which phosphoric acid is used as acid phosphate, the temperature of the reacting components is at least identical to the dissolution temperature of alumina, which can be defined as the temperature at which alumina reaches or almost reaches its maximum solubility. For example, if alumina is corundum, then the temperature of the suspension in the waste treatment tank 20 may be about 106-200 ° C. Temperatures of about 130-200 ° C, preferably about 140-200 ° C, for example, about 140-160 ° C, should be acceptable for many aluminas. In selective embodiments, the process proceeds at temperatures of about 145-155 ° C.

Некоторые вредные отходы включают тяжелые металлы, например, свинец, цезий или технеций, которые растворяются в воде. Большинство этих тяжелых металлов реагирует с кислым фосфатом с образованием фосфата металла, который практически не растворяется в воде. Это может значительно уменьшить вероятность выщелачивания тяжелых металлов обрабатываемых отходов из конечной твердой формы отходов. Если содержание тяжелых металлов в обрабатываемых отходах достаточно высокое, то предполагается, что в этом случае предпочтительно, чтобы реакция кислого фосфата в суспензии с тяжелыми металлами с образованием нерастворимых фосфатов проводилась при пониженной температуре в водной суспензии, которая будет способствовать протеканию реакции путем удержания металлов в растворе. После этого температура может повышаться с целью инициирования образования безводного фосфата алюминия и испарения воды из суспензии.Some hazardous wastes include heavy metals, such as lead, cesium or technetium, which dissolve in water. Most of these heavy metals react with acid phosphate to form metal phosphate, which is practically insoluble in water. This can significantly reduce the likelihood of leaching heavy metals of processed waste from the final solid waste form. If the content of heavy metals in the treated waste is sufficiently high, it is assumed that in this case it is preferable that the reaction of acid phosphate in suspension with heavy metals with the formation of insoluble phosphates is carried out at a low temperature in an aqueous suspension, which will facilitate the reaction by retaining metals in solution . After that, the temperature may increase in order to initiate the formation of anhydrous aluminum phosphate and the evaporation of water from the suspension.

В одном из показательных вариантов обработки отходов, включающих компонент тяжелого металла, суспензия может перемешиваться при температуре ниже 100°С, например, в пределах от комнатной температуры до 100°С, в течение, по меньшей мере, десяти минут еще до нагревания суспензии до температуры выше 100°С, как описано выше. Предполагается, что времени порядка примерно 10-15 минут будет достаточно для многих потоков отходов. Если потребуется, то компоненты могут смешиваться в суспензию примерно при комнатной температуре, а терморегулятор 60 может использоваться для постепенного доведения температуры, например, до ниже 100°С в течение 10-15 минут.In one representative treatment option for waste including a heavy metal component, the suspension can be mixed at a temperature below 100 ° C, for example, from room temperature to 100 ° C, for at least ten minutes before the suspension is heated to a temperature above 100 ° C, as described above. It is assumed that a time of the order of about 10-15 minutes will be sufficient for many waste streams. If necessary, the components can be mixed into a suspension at about room temperature, and the thermostat 60 can be used to gradually bring the temperature, for example, to below 100 ° C for 10-15 minutes.

Конкретная система обработки отходов 10, показанная на фигуре 1, включает систему снабжения СВРС предшественником 90, приспособленную для подачи СВРС предшественника во внутреннее пространство 24 резервуара 20 по трубопроводу подачи СВРС 92. В некоторых вариантах, которые особенно пригодны для использования с некоторыми высококислотными отходами, СВРС предшественник включает оксид металла, который способен реагировать с кислым фосфатом с образованием СВРС, но может также адаптироваться к реакции с другими кислотными компонентами в отходах. В одном из частных вариантов осуществления изобретения СВРС предшественник включает MgO, который адаптируется к реакции с кислыми фосфатами, как объясняется выше, а также к реакции с нитратами (NO3-) с образованием Mg(NO3)2, который хуже растворяется, чем вода во многих других нитратах. Образованию Mg(NO3)2 может способствовать добавление СВРС предшественника к отходам во внутреннем пространстве 24 резервуара еще до добавления оксида алюминия или кислого фосфата в резервуар 20. Что ускорить эту реакцию, можно использовать мешалку 30 для перемешивания суспензии в течение периода времени, например, 10-15 минут, что позволит MgO или другому СВРС предшественнику реагировать с нитратами в отходах.The particular waste treatment system 10 shown in FIG. 1 includes a CBPC precursor supply system 90 adapted to supply CBPC precursor to the interior 24 of reservoir 20 via a CBPC 92 feed pipe. In some embodiments, which are particularly suitable for use with some high acid waste, CBRS the precursor includes a metal oxide that is capable of reacting with acid phosphate to form CBRS, but can also adapt to the reaction with other acid components in the waste . In one particular embodiment of the invention, the CBPC precursor comprises MgO, which adapts to the reaction with acid phosphates, as explained above, as well as to the reaction with nitrates (NO 3 - ) to form Mg (NO 3 ) 2 , which dissolves worse than water in many other nitrates. The formation of Mg (NO 3 ) 2 can be facilitated by the addition of CBPC precursor to the waste in the interior of the tank 24 even before the addition of alumina or acid phosphate to the tank 20. To accelerate this reaction, a stirrer 30 can be used to mix the suspension for a period of time, for example, 10-15 minutes, which will allow MgO or other CBPC precursor to react with nitrates in the waste.

Добавление СВРС предшественника из системы снабжения СВРС предшественником 90 может быть предпочтительным также и в случае некоторых высокощелочных отходов. Например, некоторые радиоактивные отходы включают высокий уровень нитратов (например, от применения азотной кислоты для обработки отработанного топлива) и натрия (например, добавление NaOH для нейтрализации азотной кислоты с образованием высокощелочных отходов). В таком варианте добавление СВРС предшественника, но только не оксида алюминия, может способствовать связыванию и натрия, и нитратных компонентов отходов, что более подробно объясняется ниже. В таких вариантах использования может быть предпочтительным смешивание СВРС предшественника, например, MgO и, по меньшей мере, части кислого фосфата с отходами еще до добавления оксида алюминия. Как и в предшествующем варианте, мешалка 30 может использоваться для перемешивания конечного продукта. Это обеспечит продолжительность реакции СВРС предшественника, например, 10-15 минут, после чего может добавляться оксид алюминия и остальное количество кислого фосфата.The addition of CBPC precursor from the CBPC precursor supply system 90 may also be preferred in the case of some highly alkaline wastes. For example, some radioactive waste includes high levels of nitrates (for example, from the use of nitric acid to treat spent fuel) and sodium (for example, the addition of NaOH to neutralize nitric acid to form highly alkaline waste). In this embodiment, the addition of CBPC precursor, but not alumina, can facilitate the binding of both sodium and nitrate components of the waste, which is explained in more detail below. In such use cases, it may be preferable to mix the CBPC precursor, for example MgO, and at least a portion of the acid phosphate with the waste before adding alumina. As in the previous embodiment, the mixer 30 can be used to mix the final product. This will ensure the reaction time of the CBPC precursor, for example, 10-15 minutes, after which alumina and the remaining amount of acid phosphate can be added.

Система смешивания 30 может продолжать перемешивание суспензии по мере испарения воды из смеси реагирующих компонентов в резервуаре 20. В дополнение к поддержанию хорошего смешения компонентов продолжение перемешивания поможет высвободить водяной пар из суспензии. Это, в свою очередь, сократит число пустот в твердой форме отходов и, тем самым, увеличит ее прочность и снизит ее объем. В одном из вариантов изобретения объем пор в конечной твердой форме отходов, т.е. общий объем внутренних пустот, составляет не более примерно 5% от объема твердой формы отходов. В одном из частных вариантов объем пор составляет не более примерно 3% об., причем для многих случаев применения особенно предпочтительным считается объем пор не более примерно 1% об.The mixing system 30 may continue to mix the suspension as water evaporates from the mixture of reacting components in the reservoir 20. In addition to maintaining good mixing of the components, continued mixing will help release water vapor from the suspension. This, in turn, will reduce the number of voids in the solid form of waste and, thereby, increase its strength and reduce its volume. In one embodiment of the invention, the pore volume in the final solid waste form, i.e. the total volume of internal voids is not more than about 5% of the volume of solid waste. In one particular embodiment, the pore volume is not more than about 3% vol., And for many applications, the pore volume is not more than about 1% vol.

По мере протекания реакции и испарения воды становится все более трудно приводить в действие мешалку 35. В выборочных вариантах изобретения система смешивания 30 прекращает перемешивание суспензии, когда суспензия достигнет конечной консистенции. Эта конечная консистенция может определяться целым рядом методов. В одном из вариантов она может определяться путем регулирования усилия, требуемого для приведения в действие мешалки 35 электродвигателем 32; как только необходимое движущее усилие достигнет заданного предела, контроллер 80 может отключить электродвигатель 32, что приведет к отключению мешалки 35. Если потребуется, то мешалка 35 может затем демонтироваться из резервуара-реактора 20 и использоваться повторно в следующем резервуаре-реакторе. Однако в одном из частных вариантов изобретения мешалка 35 может оставаться в суспензии по мере ее отверждения в конечную твердую форму отходов (обсуждается ниже со ссылкой на фигуру 3). Разъемное сцепление 34 между мешалкой 35 и электродвигателем 32 облегчит отсоединение твердой формы отходов, включая мешалку 35, от электродвигателя 32. После этого к электродвигателю 32 может подсоединяться новая мешалка 35 для обработки следующей партии отходов.As the reaction proceeds and the water evaporates, it becomes increasingly difficult to actuate the agitator 35. In selected embodiments of the invention, the mixing system 30 stops mixing the suspension when the suspension reaches a final consistency. This final consistency can be determined by a number of methods. In one embodiment, it can be determined by adjusting the force required to drive the agitator 35 by an electric motor 32; as soon as the required driving force reaches a predetermined limit, the controller 80 can turn off the electric motor 32, which will turn off the mixer 35. If necessary, the mixer 35 can then be dismantled from the reactor tank 20 and reused in the next reactor tank. However, in one particular embodiment of the invention, the mixer 35 may remain in suspension as it solidifies into the final solid waste form (discussed below with reference to Figure 3). A detachable clutch 34 between the mixer 35 and the electric motor 32 will facilitate the removal of the solid waste form, including the mixer 35, from the electric motor 32. After that, a new mixer 35 can be connected to the electric motor 32 to process the next batch of waste.

По окончании перемешивания реагирующие компоненты в суспензии можно подвергнуть отверждению в твердую форму отходов. Для улучшения однородности твердой формы отходов суспензия при достижении своей конечной консистенции должна быть достаточно вязкой во избежание нежелательного осаждения компонентов суспензии.At the end of mixing, the reacting components in suspension can be solidified into solid waste. To improve the uniformity of the solid form of the waste, the suspension, upon reaching its final consistency, must be sufficiently viscous to avoid unwanted precipitation of the components of the suspension.

Как объяснялось выше со ссылкой на фигуру 2, в некоторых вариантах изобретения в качестве кислого фосфата в системе снабжения кислым фосфатом 40 в системе обработки отходов 10 (фигура 1) может использоваться композиция гидрофосфата алюминия. В соответствии с одним из таких вариантов, по меньшей мере, часть требуемого оксида алюминия суспензии в резервуаре для обработки отходов 20 может комбинироваться с кислотным фосфатным компонентом в суспензию предшественника фосфата. Например, оксид алюминия из системы снабжения оксидом алюминия 136 и кислый фосфат из системы снабжения кислым фосфатом 130 могут добавляться в емкость для получения фосфатов 110 системы получения фосфатов 100 (фигура 2). Эта суспензия может перемешиваться с помощью мешалки 120 до достижения ее однородности.As explained above with reference to FIG. 2, in some embodiments of the invention, an aluminum hydrogen phosphate composition may be used as the acid phosphate in the acid phosphate supply system 40 in the waste treatment system 10 (FIG. 1). In one such embodiment, at least a portion of the desired alumina slurry in the waste treatment tank 20 may be combined with the acidic phosphate component into a phosphate precursor slurry. For example, alumina from the alumina supply system 136 and acid phosphate from the acid phosphate supply system 130 may be added to the phosphate tank 110 of the phosphate production system 100 (FIG. 2). This suspension can be mixed with a stirrer 120 until it is homogeneous.

При необходимости конечная суспензия, которая содержит гидрофосфат алюминия, может использоваться в системе снабжения кислым фосфатом 40 системы обработки отходов 10 фигуры 1. В других вариантах суспензия в емкости для получения фосфатов 110 (фигура 2) высушивается, по меньшей мере, частично с получением предшественника кислого фосфата, который может быть более концентрированным и/или более легким в обработке. В одном из частных вариантов суспензия предшественника фосфата подвергается достаточной сушке до образования пасты или лепешки, которая включает гидрофосфат алюминия. В другом частном варианте суспензия предшественника фосфата высушивается почти полностью с получением порошкообразного предшественника фосфата. Хранение таких паст и порошков значительно облегчается и их легко можно использовать позднее в обработке отходов.If necessary, the final suspension, which contains aluminum hydrogen phosphate, can be used in the acid phosphate supply system 40 of the waste treatment system 10 of Figure 1. In other embodiments, the suspension in the phosphate tank 110 (Figure 2) is dried, at least partially, to obtain an acidic precursor phosphate, which may be more concentrated and / or easier to process. In one particular embodiment, the phosphate precursor suspension is sufficiently dried to form a paste or cake that includes aluminum hydrogen phosphate. In another particular embodiment, the phosphate precursor slurry is dried almost completely to obtain a powdered phosphate precursor. The storage of such pastes and powders is greatly facilitated and can easily be used later in waste processing.

Как отмечалось выше, в некоторых вариантах кислый фосфат и оксид алюминия реагируют при повышенной температуре, например 130-200°С, с образованием безводных фосфатов алюминия. Для снижения процентного содержания безводных фосфатов алюминия в предшественнике фосфата суспензия предшественника фосфата может подвергаться сушке при температуре не выше примерно 130°С, например при или ниже 100°С. В одном из частных вариантов оксид алюминия и кислый фосфат добавляются в емкость для получения фосфата 110 примерно при комнатной температуре. Реакция с образованием гидрофосфата алюминия является экзотермической реакцией и может повышать температуру суспензии. При необходимости может использоваться терморегулятор 150 для поддержания суспензии при температуре не выше примерно 130°С в течение большей части или всего времени реакции.As noted above, in some embodiments, acid phosphate and alumina react at elevated temperatures, for example 130-200 ° C., to form anhydrous aluminum phosphates. To reduce the percentage of anhydrous aluminum phosphates in the phosphate precursor, the suspension of the phosphate precursor can be dried at a temperature not exceeding about 130 ° C, for example at or below 100 ° C. In one particular embodiment, alumina and acid phosphate are added to a phosphate 110 tank at about room temperature. The reaction with the formation of aluminum hydrogen phosphate is an exothermic reaction and can increase the temperature of the suspension. If necessary, a temperature controller 150 may be used to maintain the suspension at a temperature not exceeding about 130 ° C for most or all of the reaction time.

Как отмечалось выше, желательно, чтобы молярное отношение алюминия к фосфору в суспензии отходов было больше единицы, например, примерно 2-5. При необходимости отношение алюминия к фосфору в композиции гидрофосфата алюминия Al:Р может поддерживаться таким же, какое требуется на стадии обработки отходов. В таком варианте композиция гидрофосфата алюминия включает как гидрофосфат алюминия, так и избыточное количество оксида алюминия. Предполагается, что процесс образования композиции гидрофосфата алюминия, которая включает значительный избыток оксида алюминия, например, при Al:Р, равном двум или более, может происходить предпочтительно в две стадии. В одном из показательных вариантов композиция гидрофосфата алюминия первой стадии, отношение Al:Р в которой составляет примерно 0,95-1,1, образуется согласно способу, описанному выше. Затем композиция гидрофосфата алюминия первой стадии может смешиваться с достаточным количеством порошка оксида алюминия для доведения отношения Al:Р до требуемого уровня. В одном из частных вариантов осуществления изобретения композиция гидрофосфата алюминия первой стадии подвергается достаточной сушке с получением пасты или порошка еще до смешивания с порошком оксида алюминия.As noted above, it is desirable that the molar ratio of aluminum to phosphorus in the waste suspension is greater than unity, for example, about 2-5. If necessary, the ratio of aluminum to phosphorus in the composition of aluminum hydrophosphate Al: P can be maintained the same as that required at the stage of waste treatment. In such an embodiment, the aluminum hydrogen phosphate composition includes both aluminum hydrogen phosphate and an excess of aluminum oxide. It is contemplated that the process of forming an aluminum hydrogen phosphate composition that includes a significant excess of alumina, for example, with Al: P of two or more, can preferably take place in two stages. In one exemplary embodiment, a first-stage aluminum hydrogen phosphate composition in which an Al: P ratio of about 0.95-1.1 is formed according to the method described above. The first stage aluminum hydrogen phosphate composition may then be mixed with a sufficient amount of alumina powder to bring the Al: P ratio to the desired level. In one particular embodiment of the invention, the first-stage aluminum hydrogen phosphate composition is sufficiently dried to obtain a paste or powder prior to mixing with the aluminum oxide powder.

Таким образом, композиция гидроксида алюминия в одном из вариантов может обеспечивать и кислый фосфат, и оксид алюминия, используемые в суспензии отходов. В указанном варианте предполагается, что суспензия отходов будет содержать больше воды, чем композиция гидрофосфата алюминия. Если отходы являются жидкими отходами, включающими воду, то эту воду можно испарить из самих отходов. В противном случае, может добавляться дополнительная вода из системы снабжения водой 56 для образования приемлемой суспензии и ускорения конверсии гидрофосфата алюминия в безводный фосфат алюминия при повышенных температурах.Thus, in one embodiment, the aluminum hydroxide composition may provide both acid phosphate and alumina used in the waste slurry. In this embodiment, it is assumed that the waste suspension will contain more water than the aluminum hydrogen phosphate composition. If the waste is liquid waste, including water, then this water can be evaporated from the waste itself. Otherwise, additional water may be added from the water supply system 56 to form an acceptable suspension and accelerate the conversion of aluminum hydrogen phosphate to anhydrous aluminum phosphate at elevated temperatures.

В других вариантах изобретения отношение Al:Р в композиции гидрофосфата алюминия меньше, чем требуемое отношение Al:Р в суспензии отходов. При необходимости отношение Al:Р может быть меньше единицы, оставляя избыток кислого фосфата в композиции гидрофосфата алюминия. В других вариантах отношение Al:Р может составлять примерно единицу, обеспечивая по существу стехиометрический баланс, который может дать композицию гидрофосфата алюминия, состоящую в основном из гидрофосфата алюминия. В других вариантах отношение Al:Р может быть больше единицы, но все же меньше, чем требуемое отношение Al:Р в суспензии отходов. Например, отношение Al:Р в композиции гидрофосфата алюминия может составлять примерно от единицы до двух, например, примерно 1-1,1, давая композицию гидрофосфата алюминия с избытком оксида алюминия.In other embodiments, the Al: P ratio in the aluminum hydrogen phosphate composition is less than the desired Al: P ratio in the waste suspension. If necessary, the Al: P ratio may be less than unity, leaving an excess of acid phosphate in the aluminum hydrogen phosphate composition. In other embodiments, the Al: P ratio may be about unity, providing a substantially stoichiometric balance that can result in an aluminum hydrogen phosphate composition consisting essentially of aluminum hydrogen phosphate. In other embodiments, the Al: P ratio may be greater than unity, but still less than the required Al: P ratio in the waste suspension. For example, the Al: P ratio in an aluminum hydrogen phosphate composition may be from about one to two, for example, from about 1-1.1, to give an aluminum hydrogen phosphate composition with an excess of aluminum oxide.

Г. Адаптация изобретения применительно к специфическим потокам отходовD. Adaptation of the invention to specific waste streams

Как отмечалось ранее, некоторые варианты изобретения весьма пригодны, в частности, для долгосрочного хранения радиоактивных отходов, включая высокоактивные отходы. Даже если форма отходов может быть стабильной и проявлять минимальную степень радиолиза, готовая твердая форма отходов все равно может давать значительную радиацию. В соответствии с одним из частных вариантов к суспензии отходов могут добавляться защищающие от радиации компоненты. Например, к суспензии отходов может добавляться бор (например, в форме 10В4С) для облегчения поглощения нейтронов и блокирования гамма-излучения. К суспензии отходов могут добавляться гематит и/или магнетит, чтобы обеспечить средства для ослабления фотонов. Равным образом, к суспензии отходов может добавляться оксид висмута (III), чтобы усилить защитные (от гамма-лучей) свойства твердой формы отходов. Добавление таких компонентов к другим СВРС (например, магниево-калиевым фосфатам) в целях использования их как наружного экрана от радиации обсуждается в международной публикации РСТ WO 02/069348, которая в полном объеме включена в перечень ссылок к настоящей заявке.As noted earlier, some embodiments of the invention are very suitable, in particular, for long-term storage of radioactive waste, including high-level waste. Even if the waste form can be stable and exhibit a minimal degree of radiolysis, the finished solid waste form can still produce significant radiation. In one particular embodiment, radiation shielding components may be added to the waste suspension. For example, boron (for example, in the form of 10 B 4 C) can be added to the waste suspension to facilitate neutron absorption and block gamma radiation. Hematite and / or magnetite can be added to the waste suspension to provide means for attenuating photons. Likewise, bismuth (III) oxide can be added to the waste suspension to enhance the protective (against gamma rays) properties of the solid form of the waste. The addition of such components to other CBRS (for example, magnesium-potassium phosphates) in order to use them as an external screen from radiation is discussed in the international publication PCT WO 02/069348, which is fully included in the list of links to this application.

В некоторых вариантах изобретения отходы могут содержать ртуть и/или хром. Для таких отходов может быть предпочтительным добавление сульфидирующего агента Na2S в количестве примерно менее 1% масс., более предпочтительно примерно не выше 0,5% масс., для конверсии металлов в их сульфиды. Такие сульфиды могут быть более стабильными и, по всей видимости, меньше будут выщелачиваться из конечной формы отходов. Равным образом, к отходам, содержащим технеций, может добавляться редуктант, например SnCl2, в количестве менее 1% масс., предпочтительно не более примерно 0,5% масс. Как указывается в патенте США №6133498 (Singh et al.; включен в полном объеме в перечень ссылок к настоящей заявке), SnCl2 или т.п. могут лимитировать выщелачивание технеция из конечной формы отходов. Предполагается также, что 0,5% масс. или менее хлорида олова могут реагировать с ртутью и/или хромом в отходах с образованием стабильного хлорида. Таким образом, может появиться возможность отказаться от применения Na2S даже в случае отходов, содержащих ртуть и/или хром. В одном из вариантов тяжелым металлам дается период времени для их реакции с сульфидирующим агентом и/или редуктантом еще до окончания конверсии оксида алюминия в фосфат алюминия. Таким образом, в одном из вариантов суспензия перемешивается при температуре не выше примерно 130°С в течение определенного периода времени, например 10-15 минут. После этого суспензия может нагреваться до более высокой температуры, например примерно 140-200°С, для ускорения образования AlPO4.In some embodiments of the invention, the waste may contain mercury and / or chromium. For such waste, it may be preferable to add a sulfidizing agent Na 2 S in an amount of about less than 1 wt.%, More preferably about no more than 0.5 wt.%, To convert the metals to their sulfides. Such sulphides can be more stable and appear to be less leached from the final waste form. Similarly, a reductant, for example SnCl 2 , in an amount of less than 1 wt.%, Preferably not more than about 0.5 wt.%, Can be added to the waste containing technetium. As indicated in US Pat. No. 6,133,498 (Singh et al .; is included in its entirety in the list of references to this application), SnCl 2, or the like. can limit the leaching of technetium from the final waste form. It is also assumed that 0.5% of the mass. or less, tin chloride can react with mercury and / or chromium in the waste to form a stable chloride. Thus, it may be possible to abandon the use of Na 2 S even in the case of waste containing mercury and / or chromium. In one embodiment, heavy metals are given a period of time for their reaction with a sulfidizing agent and / or reductant before the conversion of alumina to aluminum phosphate is complete. Thus, in one embodiment, the suspension is mixed at a temperature not exceeding about 130 ° C for a certain period of time, for example 10-15 minutes. After this, the suspension can be heated to a higher temperature, for example about 140-200 ° C, to accelerate the formation of AlPO 4 .

Одним из преимуществ выборочных вариантов изобретения является возможность легко обрабатывать отходы, несущие соли, щелочные отходы и кислотные отходы. Хотя несущие соли отходы могут быть особенно проблематичными в случае применения портландцементов или подобных материалов, большинство солей должно мало влиять на образование матрицы AlPO4, обсуждавшейся выше. Щелочные отходы также могут обрабатываться исключительно легко за счет простого увеличения количества кислого фосфата, добавляемого к суспензии отходов. Например, небольшое количество фосфорной кислоты может добавляться к суспензии для доведения рН суспензии до приемлемого уровня. В аналогичном варианте кислотные отходы могут эффективно нейтрализоваться до приемлемого уровня рН путем добавления дополнительных оксидов к суспензии отходов. В одном из вариантов это дополнительное количество оксида может включать дополнительное количество оксида алюминия, например, Al2О3 и/или Al(ОН)3, либо оксида магния, который, как указывается выше, облегчает обработку отходов, содержащих нитраты. Как отмечалось ранее, другие потоки отходов могут быть высокощелочными. В одном из примеров некоторое количество кислотных отходов, включающих высокие концентрации азотной кислоты, нейтрализовались и переводились в щелочную форму за счет добавления NaOH при сохранении и натрия, и нитратов в отходах.One of the advantages of selected embodiments of the invention is the ability to easily handle waste containing salts, alkaline waste and acidic waste. Although salt-bearing waste can be particularly problematic when using Portland cement or similar materials, most salts should have little effect on the formation of the AlPO 4 matrix discussed above. Alkaline waste can also be handled exceptionally easily by simply increasing the amount of acid phosphate added to the waste slurry. For example, a small amount of phosphoric acid may be added to the suspension to adjust the pH of the suspension to an acceptable level. In a similar embodiment, acidic waste can be effectively neutralized to an acceptable pH level by adding additional oxides to the waste suspension. In one embodiment, this additional amount of oxide may include an additional amount of alumina, for example, Al 2 O 3 and / or Al (OH) 3 , or magnesium oxide, which, as indicated above, facilitates the treatment of waste containing nitrates. As noted earlier, other waste streams can be highly alkaline. In one example, a certain amount of acid waste, including high concentrations of nitric acid, was neutralized and converted to an alkaline form by adding NaOH while maintaining both sodium and nitrates in the waste.

Некоторые потоки отходов являются высококислотными. Например, потоки отходов от экстракции плутония или от обработки других ядерных материалов могут включать высокие концентрации азотной кислоты. Во многих традиционных процессах, включая процессы цементирования в обычный или пуццолановый цемент, и натрий, и нитраты сильно выщелачиваются. В тепловых процессах натрий и нитраты вызывают сильную коррозию и могут улетучиваться. Установлено, что применение, по меньшей мере, некоторых СВРС может значительно снизить выщелачивание натрия и нитратов из формы отходов. Поэтому в одном из вариантов СВРС предшественник, но не оксид алюминия, смешивается с отходами либо до добавления, либо одновременно с добавлением оксида алюминия и/или кислого фосфата к суспензии отходов. В одном их частных примеров СВРС предшественник включает кальцинированный MgO, а кислый фосфат включает монофосфат калия (КН2PO4), что может дать СВРС, который содержит гексагидрат магниево-калиевого фосфата (MgKPO4·6H2O). Как указывается в предварительной заявке США 60/450 563 (которая включена в полном объеме в перечень ссылок к настоящей заявке), MgO, как предполагается, образует СВРС, которая может способствовать эффективному связыванию и натрия, и нитратов, включая как MgNaPO4·nH2O, так и KNO3.Some waste streams are highly acidic. For example, waste streams from the extraction of plutonium or from the processing of other nuclear materials may include high concentrations of nitric acid. In many traditional processes, including cementing to regular or pozzolanic cement, both sodium and nitrates are highly leached. In thermal processes, sodium and nitrates cause severe corrosion and can volatilize. It has been found that the use of at least some CBRS can significantly reduce the leaching of sodium and nitrates from the waste form. Therefore, in one embodiment of the CBPC, the precursor, but not alumina, is mixed with the waste either prior to addition or simultaneously with the addition of aluminum oxide and / or acid phosphate to the waste suspension. In one particular example of CBPC, the precursor comprises calcined MgO, and acid phosphate includes potassium monophosphate (KH 2 PO 4 ), which can give CBRS, which contains magnesium potassium phosphate hexahydrate (MgKPO 4 · 6H 2 O). As indicated in provisional application US 60/450 563 (which is included in its entirety in the list of references to this application), MgO is believed to form CBPC, which can facilitate the efficient binding of both sodium and nitrates, including both MgNaPO 4 · nH 2 O, and KNO 3 .

В другом варианте, указанном выше, СВРС предшественник включает кальцинированный MgO и добавляется еще до добавления кислого фосфата, образуя Mg(NO3)2, который показывает тенденцию к образованию мелких частиц. Эти мелкие, относительно нерастворимые частицы могут связываться внутри AlPO4 матрицы. Если MgO используется в избыточном количестве, то он может реагировать с кислым фосфатом с образованием фосфата магния.In another embodiment as described above, the CBPC precursor comprises calcined MgO and is added even before the addition of acid phosphate, forming Mg (NO 3 ) 2 , which shows a tendency to the formation of fine particles. These small, relatively insoluble particles can bind within the AlPO 4 matrix. If MgO is used in excess, it can react with acid phosphate to form magnesium phosphate.

Надежное образование твердых форм отходов из маслянистых отходов весьма проблематично в некоторых случаях применения. В соответствии с вариантами настоящего изобретения маслянистые отходы могут эффективно очищаться фосфорной кислотой, которая может действовать как детергент и расщеплять указанные отходы. Предварительное смешивание маслянистых отходов с фосфорной кислотой поможет расщепить отходы, и полученная предварительная смесь может добавляться в суспензию отходов. В альтернативном варианте к суспензии отходов может добавляться дополнительное количество кислого фосфата, преимущественно фосфорной кислоты, с целью расщепления маслянистых отходов в резервуаре для обработки отходов 20 (фигура 1). Если потребуется, то суспензия отходов в таком варианте может смешиваться в течение некоторого времени при температуре ниже 130°С, например примерно ниже 100°С, в течение некоторого времени до нагревания ее до более высокой второй температуры, например 140-175°С.The reliable generation of solid forms of waste from oily waste is very problematic in some applications. In accordance with embodiments of the present invention, oily waste can be efficiently cleaned with phosphoric acid, which can act as a detergent and break down the waste. Pre-mixing the oily waste with phosphoric acid will help break down the waste, and the resulting preliminary mixture can be added to the waste suspension. Alternatively, an additional amount of acid phosphate, mainly phosphoric acid, may be added to the waste slurry in order to break down the oily waste in the waste treatment tank 20 (Figure 1). If necessary, the waste suspension in this embodiment can be mixed for some time at a temperature below 130 ° C, for example, approximately below 100 ° C, for some time until it is heated to a higher second temperature, for example 140-175 ° C.

Вариант изобретения также эффективно обрабатывает отходы, несущие карбонаты. В некоторых известных процессах генерирование диоксида углерода из карбонатов может приводить к образованию нежелательных пустот в твердой форме отходов. Как отмечалось выше, перемешивание суспензии отходов согласно вариантам изобретения может способствовать испарению водяных паров из суспензии. То же перемешивание может также способствовать высвобождению генерируемого CO2 еще до отверждения твердой формы отходов.An embodiment of the invention also efficiently processes carbonate-containing wastes. In some known processes, the generation of carbon dioxide from carbonates can lead to the formation of unwanted solid waste voids. As noted above, mixing the slurry of waste according to embodiments of the invention can facilitate the evaporation of water vapor from the slurry. The same mixing can also contribute to the release of the generated CO 2 before solidification of the solid form of waste.

Д. Твердые формы отходовE. Solid waste

Суспензия отходов может подвергаться отверждению в любую, пригодную для данной цели форму. Например, суспензия отходов может выгружаться из резервуара для обработки отходов 20 через выходное отверстие 72 и заливаться в формы соответствующего размера с применением известной техники отливки.The waste suspension may be cured in any form suitable for the purpose. For example, a waste slurry may be discharged from the waste treatment tank 20 through an outlet 72 and poured into molds of an appropriate size using a known casting technique.

На фигуре 3 схематически изображена твердая форма отходов 200 согласно одному из частных вариантов изобретения. Твердая форма отходов 200 служит примером твердой формы отходов, которая может быть получена с использованием системы обработки отходов 10, показанной на фигуре 1. В указанном варианте резервуар для обработки отходов 20 и мешалка 35 могут вводиться в твердую форму отходов 200. Большое число мешалок 35 может фиксироваться в твердой керамике 210, являющейся продуктом реакций, описанных выше. Объем отвержденной керамики может быть меньше общего объема суспензии отходов вследствие испарения воды из суспензии отходов. Эта вода может выходить через верхнее пространство 215 между твердой керамикой 210 и верхней кромкой резервуара для обработки отходов 20.Figure 3 schematically shows the solid form of waste 200 according to one of the private variants of the invention. The solid waste form 200 is an example of a solid waste form that can be obtained using the waste treatment system 10 shown in Figure 1. In this embodiment, the waste treatment tank 20 and agitator 35 can be introduced into the solid waste form 200. A large number of agitators 35 can be fixed in solid ceramics 210, which is a product of the reactions described above. The volume of cured ceramic may be less than the total volume of the suspension of waste due to the evaporation of water from the suspension of waste. This water can exit through the upper space 215 between the solid ceramic 210 and the upper edge of the waste treatment tank 20.

В случае необходимости верхнее пространство 215 может заполняться частично или полностью "чистым" материалом, таким как не содержащая отходов СВРС, органическая смола или литейный цемент, с целью ограничения воздействия керамики 210 на элементы. В альтернативном подходе верхнее пространство 215 может частично или полностью заполняться дополнительным количеством несущей отходы безводной композиции фосфата алюминия. В одном из частных вариантов дополнительное количество несущей отходы композиции фосфата алюминия может быть приготовлено в большинстве случаев, как указано выше, во втором резервуаре для обработки отходов 20 (фигура 1). Когда суспензия во втором резервуаре для обработки отходов 20 подвергается сушке до требуемого уровня, например, когда она достигнет мажущейся консистенции (подобно шпатлевке), тогда она может вводиться в верхнее пространство 215 в первом резервуаре для обработки отходов 20 (фигура 3). В одном из частных вариантов материал из второго резервуара 20 может добавляться в верхнее пространство 215 еще до полного отверждения материала в первом резервуаре 20. Это может способствовать связыванию добавляемого материала в материале, уже находящемся в резервуаре, с образованием твердой керамики 210, которая в основном и заполняет объем резервуара для обработки отходов 20.If necessary, the upper space 215 can be filled partially or completely with "clean" material, such as waste-free CBPC, organic resin or foundry cement, in order to limit the effects of ceramics 210 on the elements. In an alternative approach, the upper space 215 may be partially or fully filled with additional waste-bearing anhydrous aluminum phosphate composition. In one particular embodiment, an additional amount of the waste-bearing aluminum phosphate composition can be prepared in most cases, as described above, in the second waste treatment tank 20 (Figure 1). When the suspension in the second waste treatment tank 20 is dried to the desired level, for example, when it reaches a smearing consistency (like putty), then it can be introduced into the upper space 215 in the first waste treatment tank 20 (Figure 3). In one particular embodiment, the material from the second tank 20 can be added to the upper space 215 even before the material has completely cured in the first tank 20. This can facilitate the bonding of the added material in the material already in the tank to form solid ceramic 210, which mainly fills the volume of the waste treatment tank 20.

Керамика 210 в большинстве случаев включает матрицу с заключенными в нее частицами. Матрица может включать безводный фосфат алюминия, например ортофосфат алюминия (AlPO4), с минорным количеством метафосфата алюминия (Al(РО3)3). Хотя матрица может также включать гидрофосфаты алюминия, количество гидрофосфата в матрице желательно поддерживать на относительно низком уровне или полностью удалить его. Матрица безводного фосфата алюминия может также связывать компоненты отходов в керамике 210. Например, если поток отходов включает тяжелые металлы, то матрица может связывать фосфаты тяжелых металлов. Если отходы включают вещества в форме макрочастиц, то эти макрочастицы могут распределяться в матрице в виде дискретных частиц и могут почти полностью инкапсулироваться в матрицу. Если отходы содержат радиоактивные отходы, то радиоактивные отходы обычно распределяются в матрице. В одном из вариантов компоненты отходов почти равномерно распределяются в матрице.Ceramics 210 in most cases includes a matrix with particles enclosed in it. The matrix may include anhydrous aluminum phosphate, for example aluminum orthophosphate (AlPO 4 ), with a minor amount of aluminum metaphosphate (Al (PO 3 ) 3 ). Although the matrix may also include aluminum hydrogen phosphates, the amount of hydrogen phosphate in the matrix is desirably maintained at a relatively low level or completely removed. The matrix of anhydrous aluminum phosphate can also bind the waste components in ceramics 210. For example, if the waste stream includes heavy metals, then the matrix can bind heavy metal phosphates. If the waste includes particulate matter, then the particulate can be distributed in the matrix as discrete particles and can be almost completely encapsulated in the matrix. If the waste contains radioactive waste, then the radioactive waste is usually distributed in a matrix. In one embodiment, the components of the waste are almost evenly distributed in the matrix.

Как отмечалось выше, желательно, чтобы молярное отношение алюминия к фосфору в суспензии отходов составляло больше единицы. Это приводит к избытку оксида алюминия в твердой форме отходов. Обычно вначале оксид алюминия представляет собой компонент в форме макрочастиц, например, частиц оксида алюминия. Эти оксиды алюминия могут распределяться в матрице и по большей части равномерно распределяться по всей матрице. Предполагается, что эти частицы оксида алюминия внутри фосфатной матрицы улучшают механические свойства твердой керамики 210 и, следовательно, формы отходов 200.As noted above, it is desirable that the molar ratio of aluminum to phosphorus in the waste suspension is greater than one. This leads to an excess of alumina in solid waste form. Typically, alumina is first a particulate component, for example, alumina particles. These aluminas can be distributed in the matrix and for the most part are evenly distributed throughout the matrix. It is believed that these alumina particles within the phosphate matrix improve the mechanical properties of solid ceramics 210 and therefore the waste form 200.

В одном из указанных выше вариантов СВРС предшественник, но не оксид алюминия, а, например, оксид магния или другого металла, может добавляться к суспензии. В частности, если этому СВРС предшественнику дать возможность реагировать с отходами, несущими азотную кислоту, еще до добавления оксида алюминия и кислого фосфата, то можно ожидать, что указанный СВРС предшественник образует частицы нитрата металла, например, Mg(NO3)2, если СВРС включает MgO. Предполагается, что частицы будут оставаться в суспензии и, в конечном счете, в готовой форме отходов. Если щелочные отходы, включающие Na и NO3-, обрабатываются оксидом магния и кислым фосфатом, то полученный фосфат магния может определять частицы, которые инкапсулируются в матрицу безводного фосфата алюминия в форме отходов. Исследования и характеристика СВРС на основе оксида магния все еще ведутся, но совсем недавно было высказано предположение, что, по меньшей мере, часть этой специфической СВРС принимает псевдогидроксиапатитную форму, например, MgNa(PO4)·nH2O. Если в суспензии присутствуют нитраты, то эта СВРС может быть способна также или взамен к образованию нитрированного минерала типа апатита, ранее не упоминавшегося в литературе. Таким образом, форма отходов в этом частном примере может содержать в матрице, которая включает безводный фосфат алюминия, либо один, либо сразу оба из (а) псевдогидроксиапатита, включающего магний и натрий, и (б) нитратного апатита, включающего натрий и нитрат.In one of the above variants of CBPC, a precursor, but not aluminum oxide, but, for example, magnesium oxide or another metal, may be added to the suspension. In particular, if this CBPC precursor is allowed to react with waste containing nitric acid even before the addition of alumina and acid phosphate, then it can be expected that said CBPC precursor forms particles of metal nitrate, for example Mg (NO 3 ) 2 , if CBRS includes MgO. It is assumed that the particles will remain in suspension and, ultimately, in the finished waste form. If alkaline wastes, including Na and NO 3 - , are treated with magnesium oxide and acid phosphate, the resulting magnesium phosphate can determine particles that are encapsulated in an anhydrous aluminum phosphate matrix in the form of waste. Research and characterization of magnesium oxide based CBRS are still ongoing, but it has recently been suggested that at least a portion of this specific CBRS takes a pseudohydroxyapatite form, for example, MgNa (PO 4 ) · nH 2 O. If nitrates are present in the suspension , then this SVRS can also be capable of, or in exchange for, the formation of a nitrated mineral such as apatite, not previously mentioned in the literature. Thus, the waste form in this particular example may contain in the matrix, which includes anhydrous aluminum phosphate, either one or both of (a) pseudohydroxyapatite, including magnesium and sodium, and (b) nitrate apatite, including sodium and nitrate.

В одном из частных вариантов количество добавляемого оксида магния превышает стехиометрическое количество, требуемое для реакции с нитридами и/или другими соединениями в отходах. Если к суспензии добавляется также превышающее стехиометрическое количество оксида алюминия, то конечная форма отходов может включать оксид алюминия в виде макрочастиц и оксид магния. Предполагается, что оксид магния будет реагировать с водородом в конечной форме отходов. Следовательно, если радиолиз воды генерирует водородсодержащий газ, то избыточный оксид магния может служить в качестве газопоглотителя, снижая, тем самым, отмечавшуюся выше опасность, связанную с радиолизом.In one particular embodiment, the amount of magnesium oxide added exceeds the stoichiometric amount required for the reaction with nitrides and / or other compounds in the waste. If an excess of stoichiometric amount of alumina is also added to the suspension, the final waste form may include particulate alumina and magnesium oxide. It is assumed that magnesium oxide will react with hydrogen in the final waste form. Therefore, if the radiolysis of water generates a hydrogen-containing gas, then excess magnesium oxide can serve as a getter, thereby reducing the aforementioned danger associated with radiolysis.

Подробно описанные выше варианты и примеры служат лишь иллюстрацией изобретения, не исчерпывающей его сущности, и квалифицированным специалистам в данной области должно быть понятно, что возможны различные эквивалентные модификации в масштабе изобретения. Например, хотя в вышеописанных вариантах стадии выполняются в заданном порядке, в альтернативных вариантах они могут осуществляться в другом порядке. Кроме того, различные варианты, описанные здесь, могут комбинироваться друг с другом для обеспечения дополнительных вариантов.The detailed options and examples described above are merely illustrative of the invention, not exhaustive of its essence, and it will be understood by those skilled in the art that various equivalent modifications are possible within the scope of the invention. For example, although in the above embodiments, the steps are performed in a predetermined order, in alternative embodiments, they can be carried out in a different order. In addition, the various options described herein can be combined with each other to provide additional options.

В большинстве случаев термины, применяющиеся в нижеприведенной формуле изобретения, не должны истолковываться как ограничивающие изобретение специфическими вариантами, раскрытыми в описании, если в предыдущем описании не дается точная формулировка этих терминов. Изобретатели оставляют за собой право вносить дополнительные пункты в формулу изобретения после подачи заявки с тем, чтобы подобрать дополнительные формы изложения пунктов формулы по другим аспектам изобретения.In most cases, the terms used in the claims below should not be construed as limiting the invention to the specific options disclosed in the description, unless the precise description of these terms is given in the previous description. The inventors reserve the right to add additional paragraphs to the claims after filing an application in order to select additional forms of presentation of claims according to other aspects of the invention.

Claims (84)

1. Способ обработки отходов, включающий следующие стадии: смешивание компонента отходов с оксидом алюминия и кислотным фосфатным компонентом в суспензии, содержащей воду, в котором компонент отходов включает вредные отходы, при этом молярное отношение алюминия к фосфору в суспензии составляет больше единицы, выпаривание воды из суспензии при перемешивании суспензии при функциональной температуре примерно 140-200°С и отверждение вымешанной суспензии в твердую форму отходов, содержащую безводный фосфат алюминия с остаточной порцией компонента отходов, связанного в ней.1. A waste treatment method comprising the following steps: mixing a waste component with alumina and an acidic phosphate component in a slurry containing water, wherein the waste component includes hazardous waste, wherein the molar ratio of aluminum to phosphorus in the suspension is more than one, evaporation of water from suspension while stirring the suspension at a functional temperature of about 140-200 ° C and curing the stirred suspension into a solid waste form containing anhydrous aluminum phosphate with a residual portion of the compo cient waste associated therein. 2. Способ по п.1, в котором вредные отходы включают радиоактивный материал.2. The method according to claim 1, in which the hazardous waste includes radioactive material. 3. Способ по п.1, в котором функциональная температура составляет не выше 175°С.3. The method according to claim 1, in which the functional temperature is not higher than 175 ° C. 4. Способ по п.1, в котором функциональная температура составляет от 150 до 175°С.4. The method according to claim 1, in which the functional temperature is from 150 to 175 ° C. 5. Способ по п.1, в котором функциональная температура составляет не выше 155°С.5. The method according to claim 1, in which the functional temperature is not higher than 155 ° C. 6. Способ по п.1, в котором безводный фосфат алюминия включает ортофосфат алюминия.6. The method according to claim 1, wherein the anhydrous aluminum phosphate comprises aluminum orthophosphate. 7. Способ по п.1, в котором компонент отходов содержит тяжелый металл и в котором осуществляют перемешивание суспензии при температуре не выше 130°С в течение первого периода времени до перемешивания суспензии при функциональной температуре.7. The method according to claim 1, in which the waste component contains a heavy metal and in which the suspension is mixed at a temperature not exceeding 130 ° C for a first period of time until the suspension is mixed at a functional temperature. 8. Способ по п.1, в котором компонент отходов представляет собой компонент жидких отходов, включающий воду, а, по меньшей мере, часть воды в суспензии обеспечивается за счет компонента жидких отходов.8. The method according to claim 1, wherein the waste component is a liquid waste component comprising water, and at least a portion of the water in the slurry is provided by the liquid waste component. 9. Способ по п.1, в котором кислотный фосфатный компонент включает фосфорную кислоту.9. The method according to claim 1, in which the acidic phosphate component comprises phosphoric acid. 10. Способ по п.1, в котором кислотный фосфатный компонент включает гидрофосфат алюминия.10. The method according to claim 1, in which the acidic phosphate component comprises aluminum hydrogen phosphate. 11. Способ по п.1, в котором оксид алюминия включает Al2О3.11. The method according to claim 1, wherein the alumina comprises Al 2 O 3 . 12. Способ по п.11, в котором оксид алюминия включает безводный Al2О3.12. The method according to claim 11, in which the alumina comprises anhydrous Al 2 About 3 . 13. Способ по п.1, в котором оксид алюминия включен в боксит или каолин.13. The method according to claim 1, in which the alumina is included in bauxite or kaolin. 14. Способ по п.1, в котором оксид алюминия включает гидроксид алюминия.14. The method according to claim 1, in which the alumina comprises aluminum hydroxide. 15. Способ по п.1, в котором молярное отношение составляет не более 5.15. The method according to claim 1, in which the molar ratio is not more than 5. 16. Способ по п.1, в котором молярное отношение составляет 2-5.16. The method according to claim 1, in which the molar ratio is 2-5. 17. Способ по п.1, в котором молярное отношение составляет 2-3.17. The method according to claim 1, in which the molar ratio is 2-3. 18. Способ обработки отходов, в котором осуществляют следующие стадии: смешивание оксида алюминия и кислотного фосфатного компонента; смешивание компонента отходов со смесью оксида алюминия и кислотного фосфатного компонента в суспензии, содержащей воду, при этом компонент отходов содержит вредные отходы, а молярное отношение Al к Р в суспензии составляет 1 или более единицы, выпаривание воды в суспензии при перемешивании суспензии при функциональной температуре от 140 до 200°С, отверждение вымешанной суспензии до твердой формы отходов, содержащей безводный фосфат алюминия с остаточной частью компонента отходов, связанного с ней.18. A waste treatment method in which the following steps are carried out: mixing alumina and an acidic phosphate component; mixing a waste component with a mixture of aluminum oxide and an acidic phosphate component in a suspension containing water, the waste component containing harmful waste, and the molar ratio of Al to P in the suspension being 1 or more units, evaporating the water in the suspension while stirring the suspension at a functional temperature of 140 to 200 ° C, curing the stirred suspension to a solid waste form containing anhydrous aluminum phosphate with the remainder of the waste component associated with it. 19. Способ по п.18, в котором при смешивании оксида алюминия и кислотного фосфатного компонента алюминий реагирует с фосфорной кислотой.19. The method according to p, in which, when mixing aluminum oxide and an acidic phosphate component, aluminum reacts with phosphoric acid. 20. Способ по п.18, в котором при смешивании оксида алюминия и кислотного фосфатного компонента алюминий реагирует с фосфорной кислотой в суспензии, содержащей воду и, по меньшей мере, осуществляют частичную сушку суспензии отходов при температуре не выше 130°С.20. The method according to p. 18, in which when mixing aluminum oxide and an acidic phosphate component, aluminum reacts with phosphoric acid in a suspension containing water and at least partially dry the suspension of waste at a temperature of not higher than 130 ° C. 21. Способ обработки отходов, в котором осуществляют следующие стадии: смешивание оксида алюминия и кислотного фосфатного компонента, реагирование, по меньшей мере, части оксида алюминия с кислотным фосфатным компонентом в суспензии предшественника фосфата, по меньшей мере, частичную сушку суспензии предшественника фосфата с получением предшественника фосфата, включающего пасту или порошок, и,21. A waste treatment method in which the following steps are carried out: mixing alumina and an acid phosphate component, reacting at least a portion of the alumina with an acid phosphate component in a phosphate precursor suspension, at least partially drying the phosphate precursor suspension to form a precursor phosphate, including a paste or powder, and, по меньшей мере, частичную сушку суспензии предшественника фосфата, смешивание компонента отходов со смесью оксида алюминия и кислотного фосфатного компонента в суспензии, содержащей воду и в суспензии отходов, при этом компонент отходов содержит вредные примеси, а молярное отношение Al к Р в суспензии составляет единицу или более единицы, выпаривание воды из суспензии при перемешивании суспензии при функциональной температуре от 140 до 200°С, отверждение вымешанной суспензии в твердую форму отходов, содержащую безводный фосфат алюминия с остаточной порцией компонента отходов, связанного с ней, причем суспензия отходов имеет воды больше чем предшественник фосфата до начала выпаривания воды из суспензии отходов.at least partially drying the suspension of the phosphate precursor, mixing the waste component with a mixture of aluminum oxide and the acid phosphate component in the suspension containing water and the waste suspension, the waste component containing harmful impurities and the molar ratio of Al to P in the suspension being one or more than one, evaporation of water from the suspension while stirring the suspension at a functional temperature of 140 to 200 ° C, curing the mixed suspension into a solid waste form containing anhydrous aluminum phosphate with the residual portion of the waste component associated with it, the suspension of waste having more water than the phosphate precursor before evaporation of water from the waste suspension. 22. Способ по п.1, в котором перемешивание суспензии осуществляют в контейнере, а вымешанная суспензия подвергается отверждению в контейнере.22. The method according to claim 1, in which the mixing of the suspension is carried out in a container, and the mixed suspension is cured in the container. 23. Способ по п.1, в котором заканчивают перемешивание при достижении конечной консистенции.23. The method according to claim 1, in which the mixing is completed upon reaching the final consistency. 24. Способ по п.1, в котором перемешивание суспензии заканчивают по достижении конечной консистенции, которая определяется по величине усилия, требуемого для приведения мешалки в действие.24. The method according to claim 1, in which the stirring of the suspension is completed upon reaching the final consistency, which is determined by the amount of force required to bring the mixer into action. 25. Способ по п.1, в котором перемешивают суспензию в контейнере с помощью мешалки и оставляют мешалку в твердой форме отходов.25. The method according to claim 1, in which the suspension is stirred in the container using a mixer and leave the mixer in solid waste form. 26. Способ по п.1, в котором добавляют химически связанную фосфатную керамику.26. The method according to claim 1, in which chemically bonded phosphate ceramics are added. 27. Способ по п.1, в котором также добавляют оксид магния к суспензии.27. The method according to claim 1, in which magnesium oxide is also added to the suspension. 28. Способ по п.26, в котором при дальнейшем перемешивании суспензии в нее добавляют предшественник химически связанной фосфатной керамики, отличный от оксида алюминия, с компонентом отходов и кислым фосфатом и после этого к суспензии добавляют оксид алюминия.28. The method according to p. 26, in which, with further stirring of the suspension, a chemically bonded phosphate ceramic precursor other than alumina is added to it with a waste component and acid phosphate, and then alumina is added to the suspension. 29. Способ по п.1, в котором компонент отходов хранится в контейнере для хранения отходов, причем компонент отходов, оксид алюминия и кислотный фосфатный компонент смешиваются в этом же контейнере для хранения отходов.29. The method according to claim 1, wherein the waste component is stored in a waste storage container, wherein the waste component, alumina and acid phosphate component are mixed in the same waste storage container. 30. Способ по п.1, в котором суспензия включает также, по меньшей мере, один компонент из SnCl2 и Na2S.30. The method according to claim 1, in which the suspension also includes at least one component from SnCl 2 and Na 2 S. 31. Способ по п.30, в котором перемешивают суспензию при температуре не выше примерно 130°С в течение первого периода времени еще до перемешивания суспензии при функциональной температуре.31. The method according to clause 30, in which the suspension is stirred at a temperature not higher than about 130 ° C for the first period of time even before mixing the suspension at a functional temperature. 32. Способ по п.1, в котором добавляют нейтрализующий материал к суспензии до отверждения вымешанной суспензии, чтобы хотя бы частично нейтрализовать отходы.32. The method according to claim 1, in which neutralizing material is added to the suspension until the stirred suspension is solidified in order to at least partially neutralize the waste. 33. Способ по п.1, в котором добавляют, по крайней мере, один из материалов, поглощающих гамма, нейтроны или фотоны непосредственно к компоненту отходов прежде чем отвердить вымешанную суспензию.33. The method according to claim 1, in which at least one of the materials absorbing gamma, neutrons or photons is added directly to the waste component before hardening the mixed suspension. 34. Способ по п.1, который содержит стадию выпаривания воды из отходов во время смешивания оксида алюминия с кислотным фосфатным компонентом.34. The method according to claim 1, which comprises the step of evaporating water from the waste while mixing alumina with an acidic phosphate component. 35. Способ по п.1, который содержит добавление нейтрализующего материала к отходам, чтобы, по крайней мере, частично нейтрализовать отходы прежде чем компонент отходов смешивают с оксидом алюминия и с кислотным фосфатным компонентом.35. The method according to claim 1, which comprises adding a neutralizing material to the waste so as to at least partially neutralize the waste before the waste component is mixed with alumina and with an acidic phosphate component. 36. Способ по п.1, который содержит добавление газопоглощающего водород агента к компоненту отходов или к суспензии, чтобы понизить генерацию водорода.36. The method according to claim 1, which contains the addition of a gas-absorbing hydrogen agent to the waste component or to the suspension in order to reduce hydrogen generation. 37. Способ по п.36, в котором агент, поглощающий водород, содержит MgO.37. The method according to clause 36, in which the agent, absorbing hydrogen, contains MgO. 38. Способ по п.1, в котором компонент отходов представляет собой кислотный компонент и который содержит добавление оксида металла к, по крайней мере, одному из компонентов отходов и суспензии, чтобы нейтрализовать отходы.38. The method according to claim 1, in which the waste component is an acid component and which contains the addition of metal oxide to at least one of the waste components and suspension to neutralize the waste. 39. Способ по п.1, который содержит добавление соли к суспензии, чтобы регулировать скорость реакции в процессе вымешивания суспензии.39. The method according to claim 1, which comprises adding salt to the suspension in order to control the reaction rate during the mixing of the suspension. 40. Способ по п.1, который содержит добавление, по крайней мере, одного стабилизирующего агента и восстановительного агента к компоненту отходов или к суспензии.40. The method according to claim 1, which comprises adding at least one stabilizing agent and a reducing agent to the waste component or to the suspension. 41. Способ по п.1, который содержит добавление экзотермического агента к одному компоненту отходов или к суспензии, которое при реакции выделяет тепло, нагревающее, по крайней мере, один из компонентов отходов или суспензию.41. The method according to claim 1, which contains the addition of an exothermic agent to one component of the waste or to the suspension, which during the reaction generates heat, heating at least one of the waste components or suspension. 42. Способ по п.1, который содержит добавление к суспензии защитного агента от радиации, чтобы получать, по крайней мере, частично защищенные отходы.42. The method according to claim 1, which comprises adding to the suspension a protective agent from radiation in order to obtain at least partially protected waste. 43. Способ получения стабильной формы отходов, включающий следующие стадии: реагирование оксида алюминия с кислотным фосфатным компонентом в первой суспензии, по меньшей мере, частичную сушку первой суспензии при первой температуре с получением предшественника фосфата, смешивание предшественника фосфата и отходов со второй суспензией при второй температуре в интервале от 106 до 175°С с одновременным испарением воды из второй суспензии, отверждение вымешанной второй суспензии в твердую форму отходов, включающую остальную часть оксида алюминия, распределенного в матрице, состоящей из безводного фосфата алюминия и, по меньшей мере, части отходов после испарения, по меньшей мере, большей части воды из второй суспензии.43. A method of obtaining a stable form of waste, comprising the following stages: reacting alumina with an acidic phosphate component in the first suspension, at least partially drying the first suspension at a first temperature to obtain a phosphate precursor, mixing the phosphate precursor and waste with a second suspension at a second temperature in the range from 106 to 175 ° C with the simultaneous evaporation of water from the second suspension, curing the mixed second suspension into a solid waste form, including the rest of the alumina The line, distributed in a matrix consisting of anhydrous aluminum phosphate and at least a portion of the waste after the evaporation of at least a major portion of the water from the second slurry. 44. Способ по п.43, в котором первая температура составляет не выше 130°С.44. The method according to item 43, in which the first temperature is not higher than 130 ° C. 45. Способ по п.43, в котором вторая температура составляет, по меньшей мере, 140°С.45. The method according to item 43, in which the second temperature is at least 140 ° C. 46. Способ по п.43, в котором вторая температура составляет не выше 155°С.46. The method according to item 43, in which the second temperature is not higher than 155 ° C. 47. Способ по п.43, в котором отходы включают тяжелый металл, при этом перемешивание второй суспензии осуществляют при температуре не выше 130°С в течение первого периода времени до перемешивания суспензии при второй температуре.47. The method according to item 43, in which the waste material includes a heavy metal, while the second suspension is stirred at a temperature not exceeding 130 ° C for a first period of time until the suspension is mixed at a second temperature. 48. Способ по п.43, в котором вторая суспензия включает также воду в дополнение к воде в жидких отходах.48. The method according to item 43, in which the second suspension also includes water in addition to water in liquid waste. 49. Способ по п.43, в котором кислотный фосфатный компонент включает фосфорную кислоту.49. The method according to item 43, in which the acidic phosphate component comprises phosphoric acid. 50. Способ по п.43, в котором кислотный фосфатный компонент включает гидрофосфат алюминия.50. The method according to item 43, in which the acidic phosphate component comprises aluminum hydrogen phosphate. 51. Способ по п.43, в котором оксид алюминия включает гидроксид алюминия.51. The method according to item 43, in which the alumina comprises aluminum hydroxide. 52. Способ по п.43, в котором молярное отношение алюминия к фосфору в форме отходов составляет более единицы, но не более 5.52. The method according to item 43, in which the molar ratio of aluminum to phosphorus in the form of waste is more than one, but not more than 5. 53. Способ по п.52, в котором из молярного отношения исключается алюминий в форме алюмосиликата.53. The method according to paragraph 52, in which aluminum in the form of aluminosilicate is excluded from the molar ratio. 54. Способ по п.43, в котором молярное отношение алюминия к фосфору в форме отходов составляет 2-3.54. The method according to item 43, in which the molar ratio of aluminum to phosphorus in the form of waste is 2-3. 55. Способ по п.43, в котором вторую суспензию перемешивают в контейнере с помощью мешалки и затем отверждают вымешанную вторую суспензию в контейнере.55. The method according to item 43, in which the second suspension is stirred in the container using a mixer and then cured the mixed second suspension in the container. 56. Способ по п.43, в котором вторую суспензию перемешивают в контейнере с помощью мешалки, причем перемешивание прекращается, как только усилие, требуемое для включения мешалки, достигнет, по меньшей мере, значения конечного усилия перемешивания.56. The method according to item 43, in which the second suspension is mixed in a container using a stirrer, and the stirring is stopped as soon as the force required to turn on the stirrer reaches at least the value of the final stirring force. 57. Способ по п.43, в котором после перемешивания второй суспензии в контейнере с помощью мешалки, мешалку оставляют в твердой форме отходов.57. The method according to item 43, in which after mixing the second suspension in the container using a mixer, the mixer is left in solid waste form. 58. Способ по п.43, в котором при перемешивании второй суспензии в нее добавляют предшественник химически связанной фосфатной керамики, отличной от оксида алюминия.58. The method according to item 43, in which, while stirring the second suspension, a precursor of chemically bonded phosphate ceramics other than alumina is added to it. 59. Способ по п.43, в котором при перемешивании второй суспензии в нее также вмешивают оксид магния.59. The method according to item 43, in which, while stirring the second suspension, magnesium oxide is also interfered with it. 60. Способ по п.43, в котором отходы хранятся в контейнере для хранения отходов, при этом вторая суспензия перемешивается в этом же контейнере для хранения отходов.60. The method according to item 43, in which the waste is stored in a container for storing waste, while the second suspension is mixed in the same container for storing waste. 61. Способ по п.43, в котором вторая суспензия включает также, по меньшей мере, один компонент из SnCl2 и Na2S.61. The method according to item 43, in which the second suspension also includes at least one component from SnCl 2 and Na 2 S. 62. Способ по п.61, в котором также перемешивают вторую суспензию при третьей температуре в течение первого периода времени еще до перемешивания второй суспензии при второй температуре, причем вторая температура выше третьей температуры.62. The method of claim 61, wherein the second suspension is also mixed at a third temperature for a first period of time before the second suspension is mixed at a second temperature, the second temperature being higher than the third temperature. 63. Способ получения стабильной формы отходов из радиоактивного материала, содержащий следующие стадии: смешивание радиоактивного материала с оксидом алюминия и кислотным фосфатным компонентом с получением суспензии, при этом оксид алюминия включает водный оксид алюминия, безводный оксид алюминия или гидроксид алюминия, нагревание суспензии до первой температуры, которая имеет значение не выше 200°С, и, по меньшей мере, идентична температуре растворения оксида алюминия с кислым фосфатом, выпаривание воды из суспензии в процессе ее перемешивания при втором интервале температур от 140 до 175°С до тех пор, пока не испарится большая часть воды, отверждение конечного продукта с выпаренной водой в твердую форму отходов, включающую частицы оксида алюминия и, по меньшей мере, часть радиоактивных отходов в матрице, состоящей в основном из безводного AlPO4.63. A method of obtaining a stable form of waste from a radioactive material, comprising the following steps: mixing the radioactive material with alumina and an acidic phosphate component to form a suspension, the alumina comprising aqueous alumina, anhydrous alumina or aluminum hydroxide, heating the suspension to a first temperature , which has a value of no higher than 200 ° C, and at least identical to the dissolution temperature of alumina with acid phosphate, evaporation of water from the suspension in the process of changing it stitching at a second temperature range from 140 to 175 ° C until most of the water evaporates, curing the final product with evaporated water into a solid waste form, including aluminum oxide particles and at least a portion of the radioactive waste in a matrix consisting of mainly from anhydrous AlPO 4 . 64. Способ по п.63, в котором алюминий в форме алюмосиликата не учитывается в молярном отношении.64. The method according to item 63, in which the aluminum in the form of aluminosilicate is not taken into account in a molar ratio. 65. Способ по п.63, в котором кислый фосфат выбирается из группы, состоящей из фосфорной кислоты и композиций, содержащих фосфат алюминия.65. The method according to item 63, in which the acid phosphate is selected from the group consisting of phosphoric acid and compositions containing aluminum phosphate. 66. Способ по п.63, в котором кислый фосфат включает гидрофосфат алюминия и в котором кислый фосфат и оксид алюминия предварительно смешиваются в предварительную смесь еще до смешивания с радиоактивным материалом.66. The method according to item 63, in which the acid phosphate includes aluminum hydrogen phosphate and in which the acid phosphate and aluminum oxide are pre-mixed into the pre-mixture before mixing with the radioactive material. 67. Способ по п.63, в котором молярное отношение алюминия к фосфору в предварительной смеси в основном такое же, что и молярное отношение алюминия к фосфору в суспензии.67. The method according to item 63, in which the molar ratio of aluminum to phosphorus in the preliminary mixture is basically the same as the molar ratio of aluminum to phosphorus in suspension. 68. Способ по п.63, в котором вторая температура выше первой температуры.68. The method according to item 63, in which the second temperature is higher than the first temperature. 69. Способ по п.63, в котором первая температура составляет, по меньшей мере, 106°С.69. The method according to item 63, in which the first temperature is at least 106 ° C. 70. Способ по п.63, в котором первая температура имеет интервал от 130 до 160°С.70. The method according to item 63, in which the first temperature has a range from 130 to 160 ° C. 71. Способ по п.63, в котором первая температура примерно такая же, что и вторая температура.71. The method according to item 63, in which the first temperature is approximately the same as the second temperature. 72. Способ по п.63, в котором жидкие отходы включают, по меньшей мере, один тяжелый металл и осуществляют также перемешивание суспензии при температуре ниже 130°С в течение, по меньшей мере, 10 мин еще до нагревания суспензии до первой или второй температуры.72. The method according to item 63, in which the liquid waste includes at least one heavy metal and carry out the stirring of the suspension at a temperature below 130 ° C for at least 10 minutes before heating the suspension to the first or second temperature . 73. Способ по п.63, в котором твердая форма отходов имеет объем пор не более примерно 5 об.%.73. The method according to item 63, in which the solid waste form has a pore volume of not more than about 5 vol.%. 74. Способ по п.63, в котором добавляют химически связанный предшественник химически связанной фосфатной керамики к суспензии, отличной от оксида алюминия.74. The method according to item 63, in which add a chemically bound precursor of chemically bound phosphate ceramics to a suspension other than alumina. 75. Способ по п.63, в котором отходы включают щелочные отходы, и осуществляют также добавление оксида магния к суспензии.75. The method according to item 63, in which the waste includes alkaline waste, and carry out the addition of magnesium oxide to the suspension. 76. Способ по п.63, в котором отходы включают щелочные отходы и в котором осуществляют перемешивание суспензии, включающее также смешивание химически связанного предшественника химически связанной фосфатной керамики, отличной от оксида алюминия, с компонентом отходов и кислым фосфатом в суспензию и после этого добавляют оксид алюминия к суспензии.76. The method according to item 63, in which the waste includes alkaline waste and in which the suspension is mixed, including mixing a chemically bound precursor of chemically bound phosphate ceramics other than alumina, with the waste component and acid phosphate in the suspension, and then the oxide is added aluminum to the suspension. 77. Способ по п.63, в котором радиоактивный материал хранится в контейнере для хранения отходов и суспензия перемешивается в этом же контейнере для хранения отходов.77. The method according to item 63, in which the radioactive material is stored in a container for storing waste and the suspension is mixed in the same container for storing waste. 78. Способ по п.63, в котором суспензия включает также, по меньшей мере, один компонент из SnCl2 и Na2S.78. The method according to item 63, in which the suspension also includes at least one component from SnCl 2 and Na 2 S. 79. Способ по п.78, в котором также перемешивают суспензию при третьей температуре в течение первого периода времени еще до нагревания суспензии до первой температуры, причем третья температура ниже второй температуры.79. The method according to p, in which the suspension is also stirred at a third temperature for a first period of time even before the suspension is heated to a first temperature, the third temperature being lower than the second temperature. 80. Твердая форма отходов, включающая твердую матрицу, состоящую в основном из безводного фосфата алюминия и фосфата тяжелого металла химически связанные друг с другом, вредный материал, распределенный в матрице, и частицы оксида алюминия, распределенные в матрице.80. A solid waste form, including a solid matrix, consisting mainly of anhydrous aluminum phosphate and heavy metal phosphate chemically bonded to each other, harmful material distributed in the matrix, and alumina particles distributed in the matrix. 81. Твердая форма отходов по п.80, включающая также мешалку, фиксированную в матрице.81. The solid waste form according to claim 80, which also includes a mixer fixed in the matrix. 82. Твердая форма отходов по п.80, в которой, по меньшей мере, часть радиоактивного материала включает частицы радиоактивного материала, инкапсулированные в матрицу.82. The solid waste form of claim 80, wherein at least a portion of the radioactive material includes particles of the radioactive material encapsulated in the matrix. 83. Твердая форма отходов по п.80, включающая также оксид магния, распределенный в матрице.83. The solid waste form of claim 80, also including magnesium oxide dispersed in the matrix. 84. Твердая форма отходов по п.80, в котором вредный материал представляет собой радиоактивный материал.84. The solid waste form of claim 80, wherein the harmful material is radioactive material.
RU2005130009/06A 2003-02-26 2004-02-26 Aluminum-phosphate ceramics for waste storage and method for waste treatment RU2318260C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US45056303P 2003-02-26 2003-02-26
US60/450,563 2003-02-26
US49945303P 2003-09-02 2003-09-02
US60/499,453 2003-09-02
US60/537,207 2004-01-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005130009A RU2005130009A (en) 2006-02-20
RU2318260C2 true RU2318260C2 (en) 2008-02-27

Family

ID=36049831

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005130009/06A RU2318260C2 (en) 2003-02-26 2004-02-26 Aluminum-phosphate ceramics for waste storage and method for waste treatment
RU2005130010/15A RU2320389C2 (en) 2003-02-26 2004-02-26 Method for stabilizing of wastes in dehydrated ceramics with chemically bound phosphates (versions)

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005130010/15A RU2320389C2 (en) 2003-02-26 2004-02-26 Method for stabilizing of wastes in dehydrated ceramics with chemically bound phosphates (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (2) RU2318260C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005130009A (en) 2006-02-20
RU2005130010A (en) 2006-02-10
RU2320389C2 (en) 2008-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1604374A2 (en) Aluminum phosphate ceramics for waste storage
US5830815A (en) Method of waste stabilization via chemically bonded phosphate ceramics
US5645518A (en) Method for stabilizing low-level mixed wastes at room temperature
US6133498A (en) Method for producing chemically bonded phosphate ceramics and for stabilizing contaminants encapsulated therein utilizing reducing agents
US6403044B1 (en) Method and apparatus for stabilizing liquid elemental mercury
JPS6046394B2 (en) Method for solidifying high-level radioactive waste liquid using glass
JP6454623B2 (en) Radioactive waste treatment method and equipment
Singh et al. Chemically bonded phosphate ceramics for low‐level mixed‐waste stabilization
US8742195B2 (en) Aluminum phosphate ceramics for waste storage
CN105989903B (en) Method for handling radioactive liquid waste
RU2307411C2 (en) Method for stabilizing uranium- and plutonium-containing materials in ceramicrite and crystalline radioactive material
JPH07104440B2 (en) Radioactive waste solidification method and equipment
RU2318260C2 (en) Aluminum-phosphate ceramics for waste storage and method for waste treatment
US4533395A (en) Method of making a leach resistant fixation product of harmful water-containing waste and cement
WO1997034848A1 (en) Method of waste stabilization via chemically bonded phosphate ceramics, structural materials incorporating potassium phosphate ceramics
JP2008256660A (en) Radioactive waste burned ash solidification processing method
JP7209629B2 (en) Process for treating fluid waste
JP4941635B2 (en) Solid waste treatment method and boron insolubilization agent
JP3809045B2 (en) Co-solidification method for low-level radioactive wet waste generated from boiling water nuclear power plants
JP5676857B2 (en) Solidification method for radioactive waste
EP0149554B1 (en) Method of immobilising nuclear waste
JP2022052694A (en) Method used for preparing curable slurry by wet decomposition waste liquid of waste ion exchange resin, and solidifying/fixing other waste, waste ion exchange resin and improved wet oxidation method of organic matter
JP2018132499A (en) Solidification material and solidification method of radioactive incineration ash
EP1137014B1 (en) Co-solidification of low-level radioactive wet wastes produced from BWR nuclear power plants
JP4787998B2 (en) Solidification method for radioactive waste