RU2353011C1 - Method of radioactive ion-exchanging resins preparation for immobilisation into bulk structures - Google Patents

Method of radioactive ion-exchanging resins preparation for immobilisation into bulk structures Download PDF

Info

Publication number
RU2353011C1
RU2353011C1 RU2007142449/06A RU2007142449A RU2353011C1 RU 2353011 C1 RU2353011 C1 RU 2353011C1 RU 2007142449/06 A RU2007142449/06 A RU 2007142449/06A RU 2007142449 A RU2007142449 A RU 2007142449A RU 2353011 C1 RU2353011 C1 RU 2353011C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rios
radioactive ion
heat treatment
exchanging
thermal treatment
Prior art date
Application number
RU2007142449/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Владимирович Орлов (RU)
Игорь Владимирович Орлов
Геннадий Моисеевич Чечельницкий (RU)
Геннадий Моисеевич Чечельницкий
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ИНТРА"
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 Закрытое акционерное общество "ИНТРА" filed Critical Закрытое акционерное общество "ИНТРА"
Priority to RU2007142449/06A priority Critical patent/RU2353011C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2353011C1 publication Critical patent/RU2353011C1/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear power production industry.
SUBSTANCE: radioactive ion-exchanging resins preparation for immobilisation into bulk structures. Radioactive ion-exchanging resin is mixed with hard non-organic inert bulk material. After that, during mixing the above mixture is exposed to thermal treatment at the temperature no less than 250°C but not higher than 300°C.
EFFECT: reduction of power consumption, prevention of radioactive ion-exchanging resins products agglomeration after thermal treatment, prevention of radioactive ion-exchanging resins inflammation risk during thermal treatment, prevention of volatile resin and oil compositions formation, simplification of process, increased compatibility of radioactive ion-exchanging resins with cement-like materials after their thermal treatment.

Description

Заявляемый способ подготовки радиоактивных ионообменных смол (РИОС) к иммобилизации в монолитные структуры относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки жидких радиоактивных отходов. Наиболее эффективно заявляемый способ может быть использован для подготовки РИОС к иммобилизации в цементные матричные материалы.The inventive method of preparing radioactive ion exchange resins (RIOS) for immobilization in monolithic structures relates to the field of environmental protection, and more specifically to the field of processing liquid radioactive waste. The most effectively claimed method can be used to prepare RIOS for immobilization in cement matrix materials.

Известен способ подготовки РИОС для «…включения в связующие, работающие при комнатной температуре…» (например, связующие на основе цементов) [А.С.Никифоров, В.В.Куличенко, М.И.Жихарев, «Обезвоживание жидких радиоактивных отходов», Москва, Энергоатомиздат, 1985, с.115], включающий предварительное механическое обезвоживание РИОС и удаление остаточной влаги из них сушкой.A known method of preparing RIOS for "... inclusion in binders operating at room temperature ..." (for example, cement-based binders) [A.S. Nikiforov, V.V. Kulichenko, M.I. Zhikharev, “Dehydration of liquid radioactive waste” , Moscow, Energoatomizdat, 1985, p.115], including preliminary mechanical dehydration of RIOS and removal of residual moisture from them by drying.

Недостатками известного способа являются повышенная продолжительность процесса [А.С.Никифоров, В.В.Куличенко, М.И.Жихарев, «Обезвоживание жидких радиоактивных отходов», Москва, Энергоатомиздат, 1985, с.115], а также то, что подготовленные таким образом РИОС плохо совместимы с цементными матричными материалами, т.к. у РИОС не происходит изменений в их способности к водопоглощению и набухаемости.The disadvantages of this method are the increased duration of the process [A. S. Nikiforov, V. V. Kulichenko, M. I. Zhikharev, “Dehydration of liquid radioactive waste”, Moscow, Energoatomizdat, 1985, p. 115], as well as the fact that prepared thus, RIOS is poorly compatible with cement matrix materials, as RIOS has no changes in their ability to absorb water and swell.

Известен способ подготовки РИОС к иммобилизации в цементоподобный матричный материал (RU 2089950 С1, МПК6, G21F 9/30, оп. 10.09.1997), включающий обработку РИОС гидрооксидом натрия. Полученную в результате подготовки РИОС смесь смешивают с водой и измельченным гранулированным доменным шлаком и выдерживают до образования твердого монолитного продукта.A known method of preparing RIOS for immobilization in a cement-like matrix material (RU 2089950 C1, IPC 6 , G21F 9/30, op. 10.09.1997), including processing RIOS with sodium hydroxide. The mixture obtained as a result of RIOS preparation is mixed with water and crushed granulated blast furnace slag and maintained until a solid monolithic product is formed.

Недостатком известного способа является то, что подготовленные таким образом РИОС плохо совместимы с цементоподобными матричными материалами, т.к. у РИОС не происходит изменений в их способности к водопоглощению и набухаемости.The disadvantage of this method is that the RIOS thus prepared are poorly compatible with cement-like matrix materials, because RIOS has no changes in their ability to absorb water and swell.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ подготовки РИОС к иммобилизации в цементный матричный материал, описанный в «Способе переработки радиоактивных ионообменных смол» (RU 2068208 С1, МПК6, G21P 9/32, оп. 20.10.1996), включающий термообработку РИОС при 350-395°С до потери способности к водопоглощению и набухаемости, охлаждение парогазовых продуктов термообработки до получения смоломасляного конденсата и смешение смоломасляного конденсата с твердым остатком, полученным в результате термообработки РИОС.The closest in technical essence to the claimed is a method of preparing RIOS for immobilization in a cement matrix material described in the "Method for processing radioactive ion-exchange resins" (RU 2068208 C1, IPC 6 , G21P 9/32, op. 20.10.1996), including heat treatment of RIOS at 350-395 ° С until the ability to absorb water and swell is lost, cooling steam-gas heat treatment products to obtain oil-oil condensate and mixing oil-oil condensate with a solid residue obtained as a result of heat treatment of RIOS.

Недостатками известного способа являются обусловленные повышенными температурами термообработки:The disadvantages of this method are due to elevated temperatures of heat treatment:

- повышенные энергозатраты;- increased energy costs;

- возможность спекания продуктов термообработки РИОС;- the possibility of sintering heat treatment products RIOS;

- опасность воспламенения РИОС в процессе их термообработки;- the risk of ignition of RIOS in the process of their heat treatment;

- образование летучих смоломасляных соединений,- the formation of volatile resin-oil compounds,

а также:as well as:

- повышенная сложность процесса за счет наличия операций конденсации смоломасляных соединений и смешения конденсата с твердыми продуктами термообработки РИОС;- increased complexity of the process due to the presence of condensation of resin-oil compounds and mixing of condensate with solid RIOS heat treatment products;

- пониженная совместимость подготовленной вышеуказанным образом смеси с цементной матрицей, обусловленная наличием в смеси свободной органической смоломасляной фазы.- reduced compatibility of the mixture prepared with the above cement matrix, due to the presence in the mixture of a free organic resin-oil phase.

Техническим результатом заявляемого способа подготовки радиоактивных ионообменных смол к иммобилизации в монолитные структуры является устранение недостатков прототипа, заключающееся в:The technical result of the proposed method for preparing radioactive ion-exchange resins for immobilization in monolithic structures is the elimination of the disadvantages of the prototype, which consists in:

- снижении энергозатрат;- reduction of energy costs;

- предотвращении спекания продуктов термообработки РИОС;- prevention of sintering of heat treatment products of RIOS;

- предотвращении опасности воспламенения РИОС в процессе их термообработки;- prevention of the risk of ignition of RIOS during their heat treatment;

- предотвращении образования летучих смоломасляных соединений;- preventing the formation of volatile resin-oil compounds;

- упрощении процесса;- simplification of the process;

- повышении совместимости продуктов термообработки РИОС с цементными материалами.- improving the compatibility of heat treatment products RIOS with cement materials.

Указанный технический результат достигается за счет того, что РИОС предварительно смешивают с твердым неорганическим инертным сыпучим материалом, а термообработку полученной смеси проводят при постоянном перемешивании при температуре, не меньшей чем 250°С, но не большей чем 300°С.The specified technical result is achieved due to the fact that RIOS is pre-mixed with solid inorganic inert bulk material, and the heat treatment of the resulting mixture is carried out with constant stirring at a temperature of not less than 250 ° C, but not more than 300 ° C.

Отличительными признаками заявляемого способа являются следующие:Distinctive features of the proposed method are the following:

- исходную РИОС предварительно смешивают с твердым неорганическим инертным сыпучим материалом;- the initial RIOS is pre-mixed with a solid inorganic inert bulk material;

- термообработку смеси РИОС с твердым неорганическим инертным сыпучим материалом проводят при постоянном перемешивании при температуре, не меньшей чем 250°С, но не большей 300°С.- heat treatment of a mixture of RIOS with a solid inorganic inert bulk material is carried out with constant stirring at a temperature of not less than 250 ° C, but not more than 300 ° C.

В процессе термообработки смеси РИОС с твердым неорганическим инертным сыпучим материалом происходит окончательное обезвоживание РИОС, разложение легких фракций органической составляющей РИОС и коксование труднолетучих соединений, что приводит к оплавлению поверхностей гранул РИОС (образованию на поверхностях гранул РИОС оплавленных слоев, экранирующих их внутренние недеструктурированные зоны от проникновения влаги).In the process of heat treatment of a mixture of RIOS with solid inorganic inert bulk material, the RIOS is finally dehydrated, light fractions of the organic component of RIOS are decomposed, and hard-volatile compounds are coked, which leads to the melting of the surfaces of the RIOS granules (the formation of melted layers on the surfaces of the RIOS granules, screening their intrinsic zones of penetration moisture).

Наличие твердого неорганического инертного сыпучего материала, в качестве которого могут быть использованы обычный песок, кварцевый песок или молотый доменный шлак, в среде которых при постоянном перемешивании происходит термообработка РИОС, обеспечивает равномерность термообработки поверхностей гранул РИОС и предотвращает возможность их спекания между собой.The presence of solid inorganic inert bulk material, which can be used as ordinary sand, quartz sand or ground blast furnace slag, in the environment of which RIOS heat treatment occurs with constant stirring, ensures uniform heat treatment of the surfaces of RIOS granules and prevents their sintering among themselves.

Кроме того, термообработанные указанным образом РИОС за счет появляющейся у них неспособности к водопоглощению и набуханию обладают повышенной совместимостью с цементными матричными материалами.In addition, RIOS heat-treated in this way, due to their inability to absorb water and swell, have increased compatibility with cement matrix materials.

При температурах, меньших 250°С, не обеспечивается модификация поверхностей гранул РИОС, а при температурах свыше 300°С не обеспечивается снижение энергозатрат, предотвращение спекания продуктов термообработки РИОС, предотвращение опасности воспламенения РИОС в процессе их термообработки и предотвращение образования летучих смоломасляных соединений.At temperatures lower than 250 ° C, the surface modification of RIOS granules is not ensured, and at temperatures above 300 ° C, energy consumption is not reduced, the sintering of the RIOS heat treatment products is prevented, the danger of ignition of the RIOS during the heat treatment is prevented, and the formation of volatile resin-oil compounds is ignored.

Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.

РИОС смешивают с твердым неорганическим инертным сыпучим материалом, в качестве которого используют кварцевый песок при объемном соотношении РИОС/кварцевый песок = 4:1, полученную смесь в количестве 7 литров подают в аппарат, снабженный тепловой рубашкой, где при постоянном перемешивании нагревают до 275°С, после чего термообработанную таким образом смесь РИОС и кварцевого песка выгружают из аппарата.RIOS is mixed with a solid inorganic inert bulk material, which is used as quartz sand with a volume ratio of RIOS / quartz sand = 4: 1, the resulting mixture in an amount of 7 liters is fed into a device equipped with a heat jacket, where it is heated to 275 ° C with constant stirring. after which the heat-treated mixture of RIOS and silica sand is thus discharged from the apparatus.

Выгруженные продукты термообработки смеси РИОС и кварцевого песка представляют собой сыпучий материал объемом 4,7 л, а сам процесс термообработки не сопровождается воспламенением РИОС и образованием летучих смоломасляных соединений.The unloaded products of heat treatment of a mixture of RIOS and quartz sand are bulk material with a volume of 4.7 l, and the process of heat treatment itself is not accompanied by ignition of RIOS and the formation of volatile resin-oil compounds.

При обработке смеси РИОС с кварцевым песком в количестве большем, чем в приведенном примере конкретного выполнения соотношения, также обеспечивается достижение вышеуказанного технического результата заявляемого способа.When processing a mixture of RIOS with quartz sand in an amount greater than in the given example of a specific implementation of the ratio, the above technical result of the proposed method is also achieved.

В дальнейшем полученную в результате термообработки смесь можно разделить на фракции «термообработанной РИОС» и «неорганического инертного сыпучего материала», который можно повторно использовать в процессе термообработки, а термообработанную РИОС иммобилизировать в цементные матричные материалы.Subsequently, the mixture obtained as a result of heat treatment can be divided into fractions of “heat-treated RIOS” and “inorganic inert bulk material”, which can be reused in the heat treatment process, and heat-treated RIOS can be immobilized in cement matrix materials.

Claims (1)

Способ подготовки радиоактивных ионообменных смол к иммобилизации в монолитные структуры, включающий термообработку радиоактивной ионообменной смолы, отличающийся тем, что радиоактивную ионообменную смолу перед термообработкой смешивают с твердым неорганическим инертным сыпучим материалом, а термообработку смеси радиоактивных ионообменных смол с твердым неорганическим инертным сыпучим материалом проводят при постоянном перемешивании при температуре не меньше 250°С, но не больше 300°С. A method of preparing radioactive ion-exchange resins for immobilization in monolithic structures, including heat treatment of a radioactive ion-exchange resin, characterized in that the radioactive ion-exchange resin is mixed with solid inorganic inert bulk material before heat treatment, and heat treatment of the mixture of radioactive ion-exchange resins with solid inorganic inorganic material is carried out at a temperature of not less than 250 ° C, but not more than 300 ° C.
RU2007142449/06A 2007-11-19 2007-11-19 Method of radioactive ion-exchanging resins preparation for immobilisation into bulk structures RU2353011C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007142449/06A RU2353011C1 (en) 2007-11-19 2007-11-19 Method of radioactive ion-exchanging resins preparation for immobilisation into bulk structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007142449/06A RU2353011C1 (en) 2007-11-19 2007-11-19 Method of radioactive ion-exchanging resins preparation for immobilisation into bulk structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2353011C1 true RU2353011C1 (en) 2009-04-20

Family

ID=41017919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007142449/06A RU2353011C1 (en) 2007-11-19 2007-11-19 Method of radioactive ion-exchanging resins preparation for immobilisation into bulk structures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2353011C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685697C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-23 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") Method of processing spent ion-exchange resins for disposal and device for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685697C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-23 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") Method of processing spent ion-exchange resins for disposal and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7038708B2 (en) Lightweight and high-strength ceramic particles and their manufacturing method
CN109721266B (en) Waste incineration fly ash waste-utilizing sintered ceramsite and preparation method thereof
EP3353133B1 (en) Use of a geopolymer with superabsorbent polymer
CN107721455A (en) A kind of haydite, its preparation method and application prepared by solid waste
CN101717240B (en) Method for preparing porcelain granules from tannery sludge
WO2014009613A1 (en) Method for stabilizing and solidifying urban and/or industrial and/or marine waste
CN111747696B (en) Geopolymer concrete based on household garbage incineration slag and red mud and preparation method thereof
JP6659303B2 (en) Manufacturing method of earthwork material
EP2087947A2 (en) Method for reclaiming soil, sediment and sludge dredged from watercourses contaminated by heavy metals and by dangerous and toxic organic compounds
Yamuna Rani et al. Preparation and characterization of green bricks using pharmaceutical industrial wastes
CN111233505A (en) Preparation method of waste incineration fly ash ceramsite
RU2353011C1 (en) Method of radioactive ion-exchanging resins preparation for immobilisation into bulk structures
CN106554191A (en) A kind of method that utilization paper mill sludge prepares haydite
JP5443010B2 (en) Method for producing hydrothermal solidified body of paper sludge incineration ash
JP7157984B2 (en) Cured product manufacturing method
EP0518206A1 (en) Method of treating and consolidating filter-dust and/or reaction products
JP2005313032A (en) Manufacturing method for hydrothermally solidified material of paper sludge incineration ash
KR102713051B1 (en) Method for Manufacturing Construction Material Using Waste Sludge and Natural source
CN110272226A (en) A kind of environment-friendly type melting and solidification body bituminous concrete and preparation method thereof
CN115321866B (en) Method for inhibiting gold tailing sand from overflowing heavy metal and concrete using gold tailing sand
RU2186047C2 (en) Method of hollow filling agent producing
JPS633674B2 (en)
RU2139583C1 (en) Method for hardening radioactive wastes
EP2883849B1 (en) Process for preparation of artificial aggregates for concrete
KR970005876B1 (en) Process for the preparation of cement using sludge