RU2388085C1 - Method purifying sand from radioactive nuclides - Google Patents

Method purifying sand from radioactive nuclides Download PDF

Info

Publication number
RU2388085C1
RU2388085C1 RU2008137525/06A RU2008137525A RU2388085C1 RU 2388085 C1 RU2388085 C1 RU 2388085C1 RU 2008137525/06 A RU2008137525/06 A RU 2008137525/06A RU 2008137525 A RU2008137525 A RU 2008137525A RU 2388085 C1 RU2388085 C1 RU 2388085C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
fraction
pulp
separated
fine
Prior art date
Application number
RU2008137525/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Дмитриев (RU)
Сергей Александрович Дмитриев
Александр Сергеевич Баринов (RU)
Александр Сергеевич Баринов
Владимир Матвеевич Купцов (RU)
Владимир Матвеевич Купцов
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон")
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 Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон") filed Critical Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон")
Priority to RU2008137525/06A priority Critical patent/RU2388085C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2388085C1 publication Critical patent/RU2388085C1/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: physics, nuclear.
SUBSTANCE: invention relates to protection of the environment, rehabilitation of territories contaminated with industrial radioactive isotopes (radioactive nuclides). The method of purifying sand from radioactive nuclides involves initial breaking of soil aggregates, the surface muddy layer covering sand grains and pebbles. After separation and washing, the pebbles are taken out of the process cycle. Pulp is subjected to reactant treatment, at the end of which the reactant solution is separated. The pulp is washed with water. The separated reactant solution is mixed with water from washing the pulp, and radioactive nuclides are precipitated from the obtained mixture and then taken to the storage for radioactive wastes. After reactant treatment, the pulp is taken to a classification unit where it is separated into a sand and fine-dispersed fraction through water-gravitational separation. After dehydration, the sand fraction is taken to the selection site and the fine-dispersed fraction is subjected to reactant treatment in an autoclave at temperature higher than the boiling point of the reactant solution. After the reactant treatment, the reactant solution is separated. The fine-dispersed fraction is washed with water. The separated reactant solution is mixed with water from washing the fine-dispersed fraction. Radioactive nuclides are precipitated from the obtained mixture and then taken to the radioactive waste storage. After thickening and dehydration, the fine-dispersed fraction is returned to the selection site.
EFFECT: increased decontamination factor of sand with increase in content of the fine-dispersed fraction and complete purification of the fine-dispersed fraction to sanitary standards.
3 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, реабилитации территорий, загрязненных техногенными радиоактивными изотопами (радионуклидами). К этим территориям относятся промышленные зоны атомных электростанций, предприятия, осуществляющие хранение радиоактивных отходов, металлургические и радиохимические заводы, территории, загрязненные при авариях и катастрофах. Наиболее эффективно способ может быть использован для очистки песчаных грунтов с повышенным содержанием мелкодисперсной фракции.The invention relates to the field of environmental protection, rehabilitation of territories contaminated with technogenic radioactive isotopes (radionuclides). These territories include industrial zones of nuclear power plants, enterprises that store radioactive waste, metallurgical and radiochemical plants, and territories contaminated by accidents and disasters. The most effective method can be used to clean sandy soils with a high content of fine fraction.

Известен способ восстановления почвы, загрязненной радионуклидами, основанный на предварительном определении наиболее загрязненной фракции. В аппарат с почвой вводят раствор для выщелачивания, поступающий снизу вверх для захвата и удаления в верхней зоне частиц определенного размера, составляющих наиболее загрязненную фракцию. Предполагается, что выщелачивающий раствор позволит дополнительно извлечь из почвы и перевести в жидкую фазу радионуклиды (US 5045240 А 01.05.89, опуб.03.09.91, G21F 9/28, С02F 1/42) [1].A known method of restoring soil contaminated with radionuclides, based on a preliminary determination of the most contaminated fraction. A leaching solution is introduced into the apparatus with the soil, coming from the bottom up to capture and remove particles of a certain size in the upper zone that make up the most contaminated fraction. It is assumed that the leaching solution will further allow radionuclides to be extracted from the soil and transferred to the liquid phase (US 5045240 A, May 1, 899, published on 03.09.91, G21F 9/28, C02F 1/42) [1].

Основным недостатком способа является совмещение функции разделения на фракции и выщелачивания: 1) водно-гравитационные методы разделения частиц по фракциям используют большие объемы воды, а совмещение функции разделения и выщелачивания приводит к неоправданно большому количеству реагентов, которые после проведения дезактивации нужно очищать от загрязняющих изотопов пропусканием через колонки с сорбентами, что требует еще и больших временных затрат, 2) реагентная обработка предъявляет высокие требования к химической стойкости материалов, из которых изготовлено устройство для разделения на фракции, 3) используемые авторами выщелачивающие растворы переводят в жидкую фазу лишь слабосвязанные изотопы, к которым радионуклиды не относятся, 4) при высоком содержании мелкодисперсного вещества, которое после отделения поступает в хранилища радиоактивных отходов, эффективность метода значительно снижается.The main disadvantage of this method is the combination of the function of separation into fractions and leaching: 1) water-gravity methods of separating particles into fractions use large volumes of water, and the combination of the separation and leaching functions leads to an unjustifiably large number of reagents, which after decontamination must be cleaned of contaminating isotopes by passing through columns with sorbents, which also requires a lot of time, 2) reagent treatment makes high demands on the chemical resistance of materials ials from which the device for separation into fractions is made, 3) the leaching solutions used by the authors transfer only weakly bound isotopes to the liquid phase, to which the radionuclides do not belong, 4) when the content of finely dispersed matter, which after separation enters the storage of radioactive waste, is high, the efficiency of the method significantly reduced.

Известен способ и устройство для очистки твердого материала, загрязненного тяжелыми металлами, радионуклидами и органикой. Предварительно производится обработка материала раствором, содержащим выщелачивающие вещества, поверхностно-активные вещества или их смеси для перевода загрязнителей в жидкую фазу. Частицы крупного размера удаляются механически после очистки их от частиц промежуточного и мелкого размера. После обработки сепарацией раствора с взвешенными частицами выделяется мелкодисперсная фракция, которая после сгущения и обезвоживания поступает в хранилище радиоактивных отходов. Из жидкой фракции сорбентами извлекают загрязняющие примеси и направляют их в хранилище радиоактивных отходов (US 5128068 А 25.05.90, опуб.07.07.92, G21F 9/00, В03В 5/28).A known method and device for cleaning solid material contaminated with heavy metals, radionuclides and organics. The material is pretreated with a solution containing leaching substances, surfactants or mixtures thereof to transfer pollutants to the liquid phase. Large particles are removed mechanically after cleaning them from particles of intermediate and small size. After processing by separation of the solution with suspended particles, a fine fraction is released, which, after thickening and dehydration, enters the radioactive waste storage. Contaminants are removed from the liquid fraction by sorbents and sent to a radioactive waste storage facility (US 5128068 A, May 25, 90, published on July 7, 1992, G21F 9/00, B03B 5/28).

Основной недостаток способа заключается в том, что обработка раствором, содержащим выщелачивающие вещества, поверхностно-активные вещества или их смеси, проводится перед разделением частиц по фракциям. Основная часть загрязняющих примесей поступает в дезактивирующий раствор, из которого ее нужно извлекать сорбентами, операция длительная и достаточно дорогостоящая. При высоком содержании мелкодисперсной фракции метод малоэффективен.The main disadvantage of this method is that the treatment with a solution containing leaching substances, surfactants or mixtures thereof, is carried out before the separation of particles into fractions. The main part of the contaminants enters the decontamination solution, from which it must be removed with sorbents, the operation is long and quite expensive. With a high content of finely divided fraction, the method is ineffective.

Наиболее близким к заявляемому способу (прототипом) является способ очистки почв и грунтов от радионуклидов и тяжелых металлов, технологическая схема которого была разработана Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А.Бочвара (ВНИИНМ) и Российским научным центром «Курчатовский институт» (РНЦ «КИ»). (Волков В.Г., Зверков Ю.А., Иванов О.П. и др. Дезактивация радиоактивно загрязненного грунта в РНЦ «Курчатовский институт». Атомная энергия, 2007, т.103, вып.6, с.381-387) [3].Closest to the claimed method (prototype) is a method of cleaning soils and soils from radionuclides and heavy metals, the technological scheme of which was developed by the Federal State Unitary Enterprise "All-Russian Scientific and Research Institute of Inorganic Materials named after Academician A.A. Bochvar (VNIINM) and the Russian Scientific Center "Kurchatov Institute" (RRC "KI"). (Volkov V.G., Zverkov Yu.A., Ivanov O.P. et al. Decontamination of radioactively contaminated soil at the Kurchatov Institute RSC. Atomic Energy, 2007, v.103, issue 6, p. 381-387 ) [3].

Способ включает следующие основные операции: начальное разрушение почвенных агрегатов, поверхностного илистого слоя, покрывающего зерна песка и гальку с последующим механическим разделением исходного грунта на гальку (3-100 мм) и пульпу, содержащую частицы размером <3 мм, галька после выделения и отмывки выводится из технологического цикла, пульпа водно-гравитационной сепарацией в модуле классификации разделяется на песчаную фракцию (>0,1 мм) и мелкодисперсную фракцию (<0,1 мм), которая после сгущения и обезвоживания поступает в хранилище радиоактивных отходов, песчаная фракция промывается чистой водой для дополнительного освобождения от илистых, глинистых и других тонкодисперсных взвесей, обезвоживается и возвращается на место отбора.The method includes the following basic operations: initial destruction of soil aggregates, a surface mud layer covering sand grains and pebbles, followed by mechanical separation of the original soil into pebbles (3-100 mm) and pulp containing particles <3 mm in size, pebbles are removed after separation and washing from the technological cycle, the pulp is separated by the water-gravity separation in the classification module into a sand fraction (> 0.1 mm) and a finely divided fraction (<0.1 mm), which, after thickening and dehydration, enters the storage oaktivnyh waste sand fraction was washed with pure water for liberation of additional silt, clay, and other finely dispersed suspensions, dehydrated and returned to the sampling point.

Основным недостатком способа является низкая величина коэффициента дезактивации (КД=4-5). Это означает, что проводить работы по очистке можно лишь для грунтов, исходная активность которых не превышает санитарные нормы более чем в 4-5 раз. Основной причиной низкого значения КД является неполное отделение мелкодисперсной фракции. В грунтах при их естественном залегании в поверхностных слоях после разложения органического вещества освобождается железо, гидроокись которого активно сорбирует частицы мелкодисперсной размерности на поверхности песчаных частиц, образуя гидроокисную пленку. Разрушить эту пленку можно только достаточно мощной реагентной обработкой. Другим не менее важным недостатком является применимость метода лишь для пород с низким содержанием мелкодисперсной фракции, так как в процессе дезактивации вся эта фракция в полном объеме поступает в хранилище радиоактивных отходов. При высоком содержании мелкодисперсного вещества эффективность способа значительно снижается.The main disadvantage of this method is the low value of the coefficient of deactivation (KD = 4-5). This means that cleaning work is only possible for soils whose initial activity does not exceed sanitary standards by more than 4-5 times. The main reason for the low CD value is the incomplete separation of the finely divided fraction. When naturally occurring in soils in the surface layers after decomposition of organic matter, iron is released, the hydroxide of which actively sorb particles of finely dispersed dimension on the surface of sand particles, forming a hydroxide film. This film can only be destroyed by a sufficiently powerful reagent treatment. Another equally important drawback is the applicability of the method only for rocks with a low content of finely dispersed fraction, since in the process of decontamination, all this fraction enters the radioactive waste storage in full. With a high content of finely divided substances, the effectiveness of the method is significantly reduced.

Техническим результатом предлагаемого способа является увеличение величины коэффициента дезактивации для песчаных грунтов с повышенным содержанием мелкодисперсной фракции и полная очистка мелкодисперсной фракции до санитарных норм.The technical result of the proposed method is to increase the value of the coefficient of decontamination for sandy soils with a high content of fine fraction and the complete cleaning of the fine fraction to sanitary standards.

Для достижения указанного технического результата предлагается способ очистки, включающий начальное разрушение почвенных агрегатов, поверхностного илистого слоя, покрывающего зерна песка и гальку, с последующим механическим разделением исходного грунта на гальку (3-100 мм) и пульпу, содержащую частицы размером (<3 мм), гальку после разделения и отмывки выводят из технологического цикла, пульпу подвергают реагентной обработке, по окончании которой реагентный раствор отделяют, пульпу промывают водой, смешивают отделенный реагентный раствор и промывные воды пульпы и из полученной смеси осаждают радионуклиды, которые направляют в хранилище радиоактивных отходов, пульпу после реагентной обработки направляют в блок классификации, в котором водно-гравитационной сепарацией разделяют на песчаную фракцию (>0,1 мм) и мелкодисперсную фракцию (<0,1 мм), песчаная фракция после обезвоживания поступает в место отбора, а мелкодисперсную фракцию подвергают реагентной обработке в автоклаве при температуре выше температуры кипения реагентного раствора, по окончании которой реагентный раствор отделяют, мелкодисперсную фракцию промывают водой, смешивают отделенный реагентный раствор и промывные воды мелкодисперсной фракции, из полученной смеси осаждают радионуклиды, которые направляют в хранилище радиоактивных отходов, а мелкодисперсную фракцию после сгущения и обезвоживания возвращают на место отбора.To achieve the specified technical result, a cleaning method is proposed, including the initial destruction of soil aggregates, a surface mud layer covering sand grains and pebbles, followed by mechanical separation of the original soil into pebbles (3-100 mm) and pulp containing particles of size (<3 mm) , pebbles after separation and washing are removed from the technological cycle, the pulp is subjected to reagent treatment, after which the reagent solution is separated, the pulp is washed with water, the separated reagent solution is mixed p and the washing water of the pulp and from the mixture precipitated radionuclides, which are sent to the radioactive waste storage, the pulp after reagent treatment is sent to the classification unit, in which water-gravity separation is divided into a sand fraction (> 0.1 mm) and a finely divided fraction (< 0.1 mm), the sand fraction after dehydration enters the sampling point, and the finely dispersed fraction is subjected to reagent treatment in an autoclave at a temperature above the boiling point of the reagent solution, after which the reagent grows the thief is separated, the finely dispersed fraction is washed with water, the separated reagent solution and the washes of the finely dispersed fraction are mixed, radionuclides are deposited from the resulting mixture, which are sent to the radioactive waste storage facility, and the finely dispersed fraction is returned to the collection point after thickening and dehydration.

Отличительные признаки предложенного способа очистки песчаных грунтов от радионуклидов заключаются в том, что пульпу перед водно-гравитационной сепарацией подвергают реагентной обработке, по окончании которой реагентный раствор отделяют, пульпу промывают водой, после чего смешивают отделенный реагентный раствор и промывные воды пульпы, из полученной смеси осаждают радионуклиды и направляют их в хранилище радиоактивных отходов, а промытую пульпу подвергают вышеуказанной водно-гравитационной сепарации, в результате которой песчаную фракцию (>0,1 мм), как было указано выше, промывают водой, обезвоживают и возвращают на место отбора, а мелкодисперсную фракцию (<0,1 мм) подвергают реагентной обработке в автоклаве при температуре выше точки кипения реагентного раствора, по окончании которой реагентный раствор отделяют, мелкодисперсную фракцию промывают водой, смешивают отделенный реагентный раствор и промывные воды мелкодисперсной фракции, из полученной смеси осаждают радионуклиды и направляют их в хранилище радиоактивных отходов, а промытую мелкодисперсную фракцию после сгущения и обезвоживания возвращают на место отбора.Distinctive features of the proposed method for cleaning sandy soils from radionuclides are that the pulp is subjected to reagent treatment before water-gravity separation, after which the reagent solution is separated, the pulp is washed with water, after which the separated reagent solution and pulp washing water are mixed, and precipitated from the resulting mixture radionuclides and send them to the storage of radioactive waste, and the washed pulp is subjected to the above water-gravity separation, resulting in sand the fraction (> 0.1 mm), as mentioned above, is washed with water, dehydrated and returned to the sampling site, and the finely divided fraction (<0.1 mm) is subjected to reagent treatment in an autoclave at a temperature above the boiling point of the reagent solution, after which the reagent solution is separated, the finely dispersed fraction is washed with water, the separated reagent solution and the wash water of the finely dispersed fraction are mixed, radionuclides are precipitated from the resulting mixture and sent to the radioactive waste storage, and the finely dispersed fraction is washed ie thickening and dewatering is returned to the sampling point.

Для песчаных пород с повышенным содержанием мелкодисперсной фракции очистка простым отделением этой фракции становится малоэффективной, слишком большая доля исходного вещества должна быть отправлена в хранилище радиоактивных отходов.For sandy rocks with a high content of fine fraction, purification by simple separation of this fraction becomes ineffective, too much of the initial substance must be sent to the radioactive waste storage.

Для частиц размерностью >0,1 мм увеличение КД прежде всего достигается за счет разложения гидроокисных пленок при реагентной обработке, предшествующей этапу разделения на фракции. При разложении в раствор поступает мелкодисперсное вещество, связанное с этими пленками, и за счет отделения этой высокоактивной компоненты величина КД фракции >0,1 мм увеличивается в 2 раза. После разложения пленок упрощается контакт реагентного раствора с поверхностью частиц, на которой сорбированы радионуклиды, процесс реагентного выщелачивания усиливается, а величина КД дополнительно увеличивается в 3-4 раза.For particles with a dimension> 0.1 mm, an increase in CD is primarily achieved due to the decomposition of hydroxide films during the reagent treatment preceding the fractionation step. During decomposition, a finely dispersed substance bound to these films enters the solution, and due to the separation of this highly active component, the CD fraction> 0.1 mm increases by a factor of 2. After the decomposition of the films, the contact of the reagent solution with the surface of the particles on which the radionuclides are adsorbed is simplified, the reagent leaching process is enhanced, and the CD value is additionally increased by 3-4 times.

Для мелкодисперсных частиц (<0,1 мм) начальная реагентная обработка после разложения гидроокисных пленок приводит прежде всего к консолидации мелкодисперсной фракции в реагентном растворе, высокая влагоемкость мелкодисперсной фракции, широко развитая поверхность контакта с реагентным раствором приводят к значительному увеличению величины КД (до 8-9).For finely dispersed particles (<0.1 mm), the initial reagent treatment after the decomposition of hydroxide films primarily leads to the consolidation of the finely dispersed fraction in the reagent solution, the high moisture capacity of the finely dispersed fraction, and the widely developed contact surface with the reagent solution lead to a significant increase in the value of the CD (up to 8 9).

Реагентная обработка в автоклаве позволяет дополнительно только на этой стадии достичь величины КД≈80.Reagent processing in an autoclave allows additionally only at this stage to achieve KD≈80.

Достигнутые в предложенном способе величины КД позволяют очищать песчаные грунты с высоким содержанием мелкодисперсной фракции до суммарных (по обеим фракциям) величин активностей, определяемых санитарными нормами, а следовательно, возвращаемых после реагентной обработки на место отбора.The KD values achieved in the proposed method make it possible to clean sandy soils with a high content of finely dispersed fraction to the total (for both fractions) activity values determined by sanitary standards, and therefore returned after reagent treatment to the place of selection.

Примеры очистки песчаных грунтов, загрязненных 137Cs.Examples of cleaning sandy soils contaminated with 137 Cs.

Из техногенных радионуклидов 137Cs вносит наибольший вклад в суммарную мощность дозы, а вследствие своих геохимических свойств и самым трудноизвлекаемым. Рассмотрим три примера очистки грунтов с повышенным содержанием мелкодисперсной фракции. Предварительная обработка является общей для всех трех примеров и включает следующие основные операции: начальное разрушение почвенных агрегатов, поверхностного илистого слоя, покрывающего зерна песка и гальку с последующим механическим разделением исходного грунта на гальку (3-100 мм) и пульпу, содержащую частицы размером <3 мм, галька после выделения и отмывки выводится из технологического цикла, а пульпа поступает на первичную реагентную обработку. Результаты проведения очистки для всех трех примеров приведены в таблице. Таблица. Результаты проведения реагентной обработки. Принятые обозначения: Аисх - исходная удельная активность загрязненного грунта, A1 - удельная активность песчаной фракции после проведения первичной реагентной обработки и разделения на фракции, δ1 - относительное содержание песчаной фракции после проведения первичной реагентной обработки и разделения на фракции, А2 - удельная активность мелкодисперсной фракции после проведения первичной реагентной обработки и разделения на фракции, δ2 - относительное содержание мелкодисперсной фракции после первичной реагентной обработки и разделения на фракции, А3 - удельная активность мелкодисперсной фракции после реагентной обработки в автоклаве, δ3 - относительное содержание мелкодисперсной фракции после реагентной обработки в автоклаве, КД - коэффициент дезактивации (отношение исходной активности грунта к суммарной активности песчаной и мелкодисперсной фракций после проведения очистки.Of the technogenic radionuclides 137 Cs makes the largest contribution to the total dose rate, and due to its geochemical properties, it is also the most difficult to extract. Consider three examples of cleaning soils with a high content of fine fraction. Pretreatment is common to all three examples and includes the following basic operations: initial destruction of soil aggregates, a surface mud layer covering sand grains and pebbles, followed by mechanical separation of the initial soil into pebbles (3-100 mm) and pulp containing particles <3 in size mm, pebbles after separation and washing are removed from the technological cycle, and the pulp enters the primary reagent treatment. The cleaning results for all three examples are shown in the table. Table. Reagent treatment results. Accepted designations: A ref is the initial specific activity of contaminated soil, A 1 is the specific activity of the sand fraction after the initial reagent treatment and separation into fractions, δ 1 is the relative content of the sand fraction after the initial reagent treatment and separation into fractions, A 2 is the specific Activity of the fine fraction after initial chemical treatment and fractionation, δ 2 - relative content of the fine fraction after chemical treatment and a primary section tions on fraction A 3 - specific activity of the fine fraction after chemical treatment in an autoclave, δ 3 - relative content of the fine fraction after chemical treatment in an autoclave, KD - decontamination factor (ratio of the initial activity of the soil to the total activity of the sand and fine fractions after purification.

Реагентная обработка в автоклавеAutoclave Reagent Processing Первичная реагентная обработка с последующим разделением на фракцииPrimary reagent treatment followed by fractionation Аисх, кБк/кгA ref , kBq / kg No. Т, °СT, ° C Песчаная фракцияSand fraction Мелкодисперсная фракцияFine fraction Мелкодисперная фракцияFine fraction КДCd РеагентReagent А1 A 1 δ1,δ 1 А2,A 2 , δ2,δ 2 , А3,A 3 , δ3,δ 3 , кБк/кгkBq / kg %% кБк/кгkBq / kg %% кБг/кгkbg / kg %% 1one 449449 2M H24+2M H 2 SO 4 + 8080 7,97.9 81,781.7 361361 14,614.6 5,25.2 12,212,2 63,463,4 ±12± 12 1МН3РО4 1MN 3 RO 4 ±1,2± 1.2 ±50± 50 ±0,8± 0.8 ±8,7± 8.7 22 449449 3М H24 3M H 2 SO 4 8080 9,89.8 80,880.8 321321 14,514.5 4,64.6 12,212,2 52,652.6 ±12± 12 ±1,6± 1.6 ±46± 46 ±0,7± 0.7 ±8,0± 8.0 33 94,794.7 2M H24+2M H 2 SO 4 + 9090 1,21,2 80,780.7 32,232,2 14,814.8 0,460.46 12,412,4 91,991.9 ±2,1± 2.1 1MH3PO4 1MH 3 PO 4 ±0,2± 0.2 ±5,1± 5.1 ±0,08± 0.08 ±14,3± 14.3

Пример 1. Исходная удельная активность пульпы составляла 449 кБк/кг. Навеска пульпы весом 50 г помещалась в коническую колбу, заливалась 100 мл реагентного раствора состава 2М H24+1М Н3РО4 и помещалась в водяную баню, в которой поддерживалась температура 80°С, при непрерывном перемешивании обработка продолжалась в течение 7 часов. По окончании обработки реагентный раствор сливался, а пульпа промывалась водой 5 раз по 50 мл, при промывке водно-гравитационной сепарацией на воронке с бумажным фильтром выделялась мелкодисперсная фракция, фракция >0,1 мм в конической колбе составляла по весу 81,7% исходного грунта, а удельная активность 137Cs 7,9±1,2 кБк/кг. Реагентный раствор объединялся с промывными водами, в объединенный раствор вводят ферроцианиды щелочного металла или аммония до концентрации 6*10-4-7*10-2 М с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, который направляют в хранилище радиоактивных отходов.Example 1. The initial specific activity of the pulp was 449 kBq / kg A sample of a pulp weighing 50 g was placed in a conical flask, filled with 100 ml of a reagent solution of the composition 2M H 2 SO 4 + 1M H 3 PO 4 and placed in a water bath in which the temperature was maintained at 80 ° C, with continuous stirring, processing continued for 7 hours . At the end of the treatment, the reagent solution was merged, and the pulp was washed with water 5 times in 50 ml each; when washed with water-gravity separation, a finely dispersed fraction was separated on a funnel with a paper filter, the fraction> 0.1 mm in the conical flask made up 81.7% by weight of the original soil and the specific activity of 137 Cs is 7.9 ± 1.2 kBq / kg. Reagent solution was combined with the washings, the combined solution was administered in an alkali ferrocyanide or ammonium at a concentration of 6 * 10 -4 -7 * 10 -2 M to form a precipitate containing cesium radionuclides, which is sent to storage of radioactive waste.

Мелкодисперсная фракция, составляющая 14,6% от веса исходного грунта и имеющая удельную активность 137Cs 361±50 кБк/кг, помещалась в фарфоровый стаканчик, заливалась 14,6 мл 4М раствора H2SO4. Фарфоровый стаканчик помещался в герметичный цилиндр из нержавеющей стали с уплотнительной прокладкой из фторпласта. Цилиндр помещался в муфельную печь, в которой поддерживалась температура 140°С, обработка проводилась в течение 7 часов. По окончании обработки реагентный раствор сливался, мелкодисперсная фракция промывалась пятикратно водой объемом 14,6 мл. Реагентный раствор и промывные воды объединяют, в объединенный раствор вводят ферроцианиды щелочного металла или аммония до концентрации 6*10-4-7*10-2 М с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, который направляют в хранилище радиоактивных отходов.A finely dispersed fraction, comprising 14.6% of the weight of the initial soil and having a specific activity of 137 Cs 361 ± 50 kBq / kg, was placed in a porcelain cup, 14.6 ml of a 4M solution of H 2 SO 4 was poured. The porcelain cup was placed in a sealed stainless steel cylinder with a fluoroplastic gasket. The cylinder was placed in a muffle furnace, in which a temperature of 140 ° C was maintained, processing was carried out for 7 hours. At the end of the treatment, the reagent solution was discharged, the finely divided fraction was washed five times with water of 14.6 ml. The reagent solution and wash water are combined, alkali metal or ammonium ferrocyanides are introduced into the combined solution to a concentration of 6 * 10 -4 -7 * 10 -2 M to form a precipitate containing cesium radionuclides, which is sent to the radioactive waste storage.

Промытая мелкодисперсная фракция составляла по весу 12,2% от исходного грунта и имела удельную активность 137Cs 5,2±0,8 кБк/кг. Удельные активности обеих фракций после реагентной обработки удовлетворяют санитарным нормам, соответствующим персоналу группы Б предприятий ядерного цикла. При реагентной обработке в реагентном растворе растворилось 6,1% веса исходного грунта, после выработки реагентного раствора эта часть грунта осаждается в виде солей и классифицируется как химические отходы. Суммарная (по обеим фракциям) величина КД составила величину 63,4±8,7.The washed fine fraction was 12.2% by weight of the initial soil and had a specific activity of 137 Cs of 5.2 ± 0.8 kBq / kg. The specific activities of both fractions after the reagent treatment satisfy sanitary standards corresponding to the personnel of group B of the nuclear cycle enterprises. During the reagent treatment, 6.1% of the weight of the initial soil was dissolved in the reagent solution, after the development of the reagent solution, this part of the soil is deposited in the form of salts and is classified as chemical waste. The total (in both fractions) value of the CD was 63.4 ± 8.7.

Пример 2. Тот же образец, что и в примере 1, те же условия обработки, изменился только реагентный состав при первичной обработке, вместо достаточно дорогостоящей фосфорной кислоты использовалась только серная кислота. Приведенные в таблице результаты свидетельствуют о том, что в пределах погрешностей определения результаты те же, что и для примера 1.Example 2. The same sample as in example 1, the same processing conditions, only the reagent composition changed during the initial processing, instead of the rather expensive phosphoric acid, only sulfuric acid was used. The results in the table indicate that, within the limits of the errors of determination, the results are the same as for example 1.

Пример 3. Исходная удельная активность исходного образца составляла 94,7 кБк/кг, реагентный раствор при первичной реагентной обработке тот же, что и в примере 1, температура при первичной реагентной обработке 90°С, остальные параметры обработки такие же, как в примере 1.Example 3. The initial specific activity of the initial sample was 94.7 kBq / kg, the reagent solution in the primary reagent treatment is the same as in example 1, the temperature in the primary reagent treatment is 90 ° C, the remaining processing parameters are the same as in example 1 .

Таким образом, по сравнению с прототипом величина КД увеличилась практически на порядок в примерах 1 и 2 и в 20 раз в примере 3. В хранилище радиоактивных отходов размещены лишь осажденные из реагентов и промывных вод радионуклиды цезия, составляющие по массе <0,5% веса грунта, поступившего на реагентную обработку, 6-7% веса исходного грунта, поступившего на реагентную обработку, осаждается из реагентных растворов и промывных вод по мере их выработки в форме солей и классифицируется как химические отходы.Thus, in comparison with the prototype, the KD value increased by almost an order of magnitude in Examples 1 and 2 and 20 times in Example 3. Only cesium radionuclides deposited from reagents and washing waters, constituting <0.5% by weight, were placed in the radioactive waste storage facility soil received for reagent treatment, 6-7% of the weight of the original soil received for reagent treatment is deposited from the reagent solutions and wash water as they are produced in the form of salts and is classified as chemical waste.

При вышеприведенных параметрах обработки до концентраций, соответствующих пределу доз для населения (Нормы радиационной безопасности НРБ-99), могут быть очищены грунты с исходной активностью пульпы Аисх≈30 кБк/кг при обработке в режиме примеров 1 и 2 и Аиск≈45 кБк/кг при обработке в режиме примера 3.With the above treatment parameters, to concentrations corresponding to the dose limit for the public (NRB-99 radiation safety standards), soils with initial pulp activity A ex ≈30 kBq / kg can be cleaned when processing in the mode of examples 1 and 2 and A lawsuit ≈45 kBq / kg when processing in the mode of example 3.

Claims (1)

Способ очистки песчаных грунтов от радионуклидов, включающий начальное разрушение почвенных агрегатов, поверхностного илистого слоя, покрывающего зерна песка и гальку, с последующим механическим разделением исходного грунта на гальку (3-100 мм) и пульпу, содержащую частицы размером (<3 мм), гальку после разделения и отмывки выводят из технологического цикла, пульпу водно-гравитационной сепарацией в модуле классификации разделяют на песчаную фракцию (>0,1 мм) и мелкодисперсную фракцию (<0,1 мм), песчаную фракцию промывают водой, обезвоживают и возвращают на место отбора, отличающийся тем, что пульпу перед водно-гравитационной сепарацией подвергают реагентной обработке, по окончании которой реагентный раствор отделяют, пульпу промывают водой, после чего смешивают отделенный реагентный раствор и промывные воды пульпы, из полученной смеси осаждают радионуклиды и направляют их в хранилище радиоактивных отходов, а промытую пульпу подвергают вышеуказанной водно-гравитационной сепарации, в результате которой песчаную фракцию (>0,1 мм), как было указано выше, промывают водой, обезвоживают и возвращают на место отбора, а мелкодисперсную фракцию (<0,1 мм) подвергают реагентной обработке в автоклаве при температуре выше точки кипения реагентного раствора, по окончании которой реагентный раствор отделяют, мелкодисперсную фракцию промывают водой, смешивают отделенный реагентный раствор и промывные воды мелкодисперсной фракции, из полученной смеси осаждают радионуклиды и направляют их в хранилище радиоактивных отходов, а промытую мелкодисперсную фракцию после сгущения и обезвоживания возвращают на место отбора. A method of cleaning sandy soils from radionuclides, including the initial destruction of soil aggregates, a surface mud layer covering sand grains and pebbles, followed by mechanical separation of the original soil into pebbles (3-100 mm) and pulp containing particles of size (<3 mm), pebbles after separation and washing, they are removed from the technological cycle, the pulp is separated by the water-gravity separation in the classification module into the sand fraction (> 0.1 mm) and the fine fraction (<0.1 mm), the sand fraction is washed with water, dehydrated and turn to the place of selection, characterized in that the pulp is subjected to reagent treatment before water-gravity separation, after which the reagent solution is separated, the pulp is washed with water, then the separated reagent solution and pulp washing water are mixed, radionuclides are precipitated from the mixture and sent to radioactive waste storage, and the washed pulp is subjected to the above water-gravity separation, as a result of which the sand fraction (> 0.1 mm), as mentioned above, is washed with water, dehydrate they are scrubbed and returned to the sampling place, and the finely dispersed fraction (<0.1 mm) is subjected to reagent treatment in an autoclave at a temperature above the boiling point of the reagent solution, after which the reagent solution is separated, the finely dispersed fraction is washed with water, the separated reagent solution and finely divided wash water are mixed fractions from the mixture precipitated radionuclides and send them to the storage of radioactive waste, and the washed fine fraction after thickening and dehydration is returned to the place of selection.
RU2008137525/06A 2008-09-22 2008-09-22 Method purifying sand from radioactive nuclides RU2388085C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008137525/06A RU2388085C1 (en) 2008-09-22 2008-09-22 Method purifying sand from radioactive nuclides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008137525/06A RU2388085C1 (en) 2008-09-22 2008-09-22 Method purifying sand from radioactive nuclides

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2388085C1 true RU2388085C1 (en) 2010-04-27

Family

ID=42672787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008137525/06A RU2388085C1 (en) 2008-09-22 2008-09-22 Method purifying sand from radioactive nuclides

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2388085C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474899C1 (en) * 2011-08-17 2013-02-10 Вячеслав Евгеньевич Тихомиров Method of decontaminating surface-contaminated articles made from metal alloys or fragments thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Волков В.Г. и др. Дезактивация радиоактивно загрязненного грунта в РНЦ «Курчатовский институт». Атомная энергия, 2007, т.103, вып.6, с.381-387. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474899C1 (en) * 2011-08-17 2013-02-10 Вячеслав Евгеньевич Тихомиров Method of decontaminating surface-contaminated articles made from metal alloys or fragments thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6220114B2 (en) Decontamination method and apparatus for radioactive cesium solid contamination
US5045240A (en) Contaminated soil restoration method
JP5734807B2 (en) Method for treating radioactive cesium and radioactive strontium-containing substances
JP6009849B2 (en) Decontamination equipment and decontamination method for wood contaminated with radioactive substances
KR102504769B1 (en) Method for purification of radioactive contaminated soil
EA032408B1 (en) Method for processing liquid radioactive waste and for the recovery thereof
KR20220122819A (en) Method and System for Decontamination of Contaminated Soil
JP5684102B2 (en) Method and apparatus for treating radioactive cesium-containing material
JP2013057599A (en) Method for processing radioactive contaminated water
RU2388085C1 (en) Method purifying sand from radioactive nuclides
RU2388084C1 (en) Method purifying sand from radioactive nuclides
Kamei-Ishikawa et al. Evaluating removal of radionuclides from landfill leachate using generally practiced wastewater treatment processes
RU2562806C9 (en) Method of removing contaminants from soil and apparatus therefor
Datta et al. Recent trends in the application of biowaste for hazardous radioactive waste treatment
Aritomi et al. Decontamination technology of contaminated water with flocculating and settling technology
RU2457561C1 (en) Method of reagent decontamination of sandy soils from caesium radionuclides
KR101581278B1 (en) Method for purifying radionuclide-contaminated water using magnetically separated particles isolated from soil
JP2014055895A (en) Adsorbent for radioactive material, reproduction method therefor, and purification method for radioactive contaminated material
RU2419902C1 (en) Method of reagent decontamination of soils from caesium radionuclides
KR20150086665A (en) Method of Removing Cesium from Wastewater by the Solidified Sericite
Kang et al. Performance Evaluation of Non-Radioactive Contaminated Soil Separation, Coagulation and Dewatering Using Pilot Scale Soil Decontamination System
RU2676624C1 (en) Method for immobilization of thorium(iv) from aqueous solutions with sorbent based on cerium(iv) dipotassium hydrogen
RU2102806C1 (en) Method for cleaning soil from radionuclides
US20080142448A1 (en) Treatment of metal-containing liquids
Kobets et al. Bentonite Rock from Oglanlynski Field (Turkmenistan) and Composites Based on It as Sorbents for 90 Sr

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140923