RU2419902C1 - Method of reagent decontamination of soils from caesium radionuclides - Google Patents
Method of reagent decontamination of soils from caesium radionuclides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419902C1 RU2419902C1 RU2010143592/07A RU2010143592A RU2419902C1 RU 2419902 C1 RU2419902 C1 RU 2419902C1 RU 2010143592/07 A RU2010143592/07 A RU 2010143592/07A RU 2010143592 A RU2010143592 A RU 2010143592A RU 2419902 C1 RU2419902 C1 RU 2419902C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radionuclides
- solution
- aqueous solution
- fraction
- sulfuric acid
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, реабилитации территорий, загрязненных техногенными радиоактивными изотопами. К этим территориям относятся промышленные зоны атомных электростанций, предприятия, осуществляющие хранение радиоактивных отходов, металлургические и радиохимические заводы, территории, загрязненные при авариях и катастрофах.The invention relates to the field of environmental protection, rehabilitation of territories contaminated with man-made radioactive isotopes. 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.
Известен способ реагентной очистки грунтов от радионуклидов цезия, основанный на проведении реагентной обработки смесью серной и фосфорной кислот при температуре 50-100°C. Обработка осуществляется в несколько циклов, после первого проводится водногравитационное отделение мелкодисперсной фракции, которая направляется в хранилище радиоактивных изотопов (RU 2361301, опубл. 10.07.09, Бюл. №19, G21F 9/28) [1].A known method of reagent cleaning of soils from radionuclides of cesium, based on the reagent treatment with a mixture of sulfuric and phosphoric acids at a temperature of 50-100 ° C. Processing is carried out in several cycles, after the first, a water-gravity separation of the finely dispersed fraction is carried out, which is sent to the storage of radioactive isotopes (RU 2361301, publ. 10.07.09, Bull. No. 19, G21F 9/28) [1].
Основным недостатком способа является его неэффективность при дезактивации грунтов с высоким содержанием мелкодисперсной фракции, при обработке используется достаточно большое количество реагента, особенно в первом цикле, где обрабатывается и мелкодисперсная фракция, которая в конечном итоге поступает в хранилище радиоактивных изотопов.The main disadvantage of this method is its inefficiency in the decontamination of soils with a high content of finely dispersed fraction, a rather large amount of reagent is used during processing, especially in the first cycle, where the finely dispersed fraction is also processed, which ultimately enters the storage of radioactive isotopes.
Известен способ очистки песчаных грунтов от радионуклидов, основанный на первоначальном водногравитационном отделении мелкодисперсной фракции с последующей реагентной обработкой, основная цель которой является перевод в раствор связанного мелкодисперсного вещества, после повторного водногравитационного разделения мелкодисперсное вещество полностью отделяется и, как следствие, удается достичь высоких значений величины коэффициента дезактивации (КД) (RU 2388084, опубл. 27.10.2009, Бюл. №12, G21F 9/28) [2].A known method of cleaning sandy soils from radionuclides, based on the initial water-gravity separation of the finely divided fraction with subsequent reagent treatment, the main purpose of which is to transfer the bound finely divided substance to the solution, after repeated water-gravity separation, the finely divided substance is completely separated and, as a result, it is possible to achieve high values of the coefficient value decontamination (CD) (RU 2388084, publ. 10/27/2009, bull. No. 12, G21F 9/28) [2].
При высоком содержании мелкодисперсного вещества способ становится неэффективным, так как после его реализации это вещество все равно поступает в хранилище радиоактивных отходов.With a high content of finely dispersed substances, the method becomes ineffective, since after its implementation this substance still enters the radioactive waste storage.
Известен способ очистки песчаных грунтов от радионуклидов, включающий начальную реагентную обработку, водногравитационное разделение на песчаную и мелкодисперсную фракции с последующей обработкой мелкодисперсной фракции в автоклаве (RU 2388085, опубл. 27.04.2010, Бюл. №12, G21F 9/28) [3].A known method of cleaning sandy soils from radionuclides, including initial reagent treatment, water-gravity separation into sand and fine fractions with subsequent processing of the fine fraction in an autoclave (RU 2388085, publ. 04/27/2010, Bull. No. 12, G21F 9/28) [3] .
Способ позволяет очищать полностью исследуемые грунты, но однократная реагентная обработка мелкодисперсной фракции не позволяет достигать высоких значений величины коэффициента дезактивации.The method allows you to clean the fully investigated soils, but a single reagent treatment of the fine fraction does not allow to achieve high values of the coefficient of decontamination.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ реагентной дезактивации грунтов от радионуклидов цезия, включающий обработку грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, в качестве которых используют минеральные кислоты, представляющие собой смесь серной и фосфорной кислот в соотношении их концентраций, выраженных в молях 1-3, при этом концентрация фосфорной кислоты составляет 0,5-2 М, и процесс осуществляют при температуре 50-100°C с последующим отделением водного раствора с дезактивирующими реагентами от очищенного грунта, после чего осуществляют извлечение радионуклидов цезия из отделенного водного раствора с дезактивирующими реагентами путем подачи в вышеуказанный раствор ферроцианида щелочного металла или аммония до концентрации 6·10-4÷7·10-2 М с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, который направляют на захоронение, а в водный раствор с остаточным содержанием реагентов добавляют серную и фосфорную кислоты до рабочих концентраций для проведения дезактивации следующей партии грунта, очищенный грунт разделяют на песчаную и мелкодисперсную фракции водногравитационной сепарацией, при этом мелкодисперсную фракцию направляют в хранилище радиоактивных отходов, а песчаную фракцию подвергают реагентной обработке 0,5-2 М раствором серной кислоты при температуре 80-95°C в перколяционной установке до достижения величин удельной активности радионуклидов цезия, соответствующих санитарным нормам, после чего выделенные из песчаной фракции радионуклиды цезия направляют в хранилище радиоактивных отходов, а очищенную от радионуклидов цезия песчаную фракцию промывают водным раствором до нейтральной реакции и возвращают на место отбора (RU 2399975, опубл. 20.09.2010, Бюл. №26, G21F 9/28) [4].Closest to the proposed method is a method of reactive decontamination of soils from cesium radionuclides, which includes treating soils with an aqueous solution containing deactivating reagents, which are used mineral acids, which are a mixture of sulfuric and phosphoric acids in the ratio of their concentrations, expressed in moles 1-3, the concentration of phosphoric acid is 0.5-2 M, and the process is carried out at a temperature of 50-100 ° C, followed by separation of the aqueous solution with deactivating reagents from purification nnogo soil, followed by extraction of cesium radionuclides from the separated aqueous solution with a deactivating reagent by feeding the above solution 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 directed for burial, and sulfuric and phosphoric acids are added to an aqueous solution with a residual reagent content to working concentrations to decontaminate the next batch of soil, the purified soil is divided into sand and the fine fraction by water gravity separation, while the fine fraction is sent to the radioactive waste storage, and the sand fraction is subjected to reagent treatment with a 0.5-2 M sulfuric acid solution at a temperature of 80-95 ° C in a percolation unit until the values of the specific activity of cesium radionuclides corresponding to sanitary standards, after which the cesium radionuclides extracted from the sand fraction are sent to the radioactive waste storage, and the sand fraction cleaned from cesium radionuclides is washed aqueous solution until neutral and return to the place of selection (RU 2399975, publ. 09/20/2010, Bull. No. 26, G21F 9/28) [4].
Основными недостатками способа являются невысокая величина КД, за счет однократной реагентной обработки смесью двух минеральных кислот при сравнительно невысокой температуре, в результате чего мелкодисперсную фракцию не удается очистить до санитарных норм и она поступает в хранилище радиоактивных отходов, при ее высоком содержании эффективность дезактивации значительно снижается.The main disadvantages of the method are the low CD value, due to a single reagent treatment with a mixture of two mineral acids at a relatively low temperature, as a result of which the finely dispersed fraction cannot be cleaned to sanitary standards and it enters the radioactive waste storage, and its high decontamination efficiency is significantly reduced.
Техническим результатом предлагаемого способа является увеличение коэффициента дезактивации при полной очистке грунта и уменьшение количества радиоактивных отходов, поступающих в хранилище радиоактивных отходов.The technical result of the proposed method is to increase the coefficient of decontamination during complete cleaning of the soil and reduce the amount of radioactive waste entering the storage of radioactive waste.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ реагентной дезактивации грунтов от радионуклидов цезия, включающий обработку грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, в качестве которых используют серную кислоту с концентрацией 2-4 М при соотношении жидкой и твердой фаз 0,5/1-1/1 в автоклаве при температуре 100-140°C, с последующим отделением водного раствора с дезактивирующими реагентами от очищенного грунта, после чего осуществляют извлечение радионуклидов цезия из отделенного водного раствора с дезактивирующими реагентами путем подачи в вышеупомянутый раствор ферроцианида щелочных металлов или аммония до концентрации 6·10-4÷7·10-2 М с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, который направляют на захоронение, а в водный раствор с остаточным содержанием реагентов добавляют серную кислоту до рабочих концентраций для проведения дезактивации следующей партии грунта, очищенный грунт разделяют на песчаную и мелкодисперсную фракции водногравитационной сепарацией, песчаную фракцию подвергают реагентной обработке 0,5-2 М раствором серной кислоты при температуре 80-95°C в перкаляционной установке до достижения величин удельной активности радионуклидов цезия, соответствующих санитарным нормам, после чего выделенные из песчаной фракции радионуклиды цезия направляют в хранилище радиоактивных отходов, а очищенную от радионуклидов песчаную фракцию промывают водным раствором до нейтральной реакции, мелкодисперсную фракцию подвергают реагентной обработке в автоклаве 2-3 М раствором серной кислоты при соотношении жидкой и твердой фаз 0,5/1-1/1, при температуре 100-140°C, после чего осуществляют извлечение радионуклидов цезия из отделенного водного раствора с дезактивирующими реагентами путем подачи в вышеупомянутый раствор ферроцианидов щелочных металлов или аммония до концентрации 6·10-4÷7·10-2 М с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, который направляют на захоронение, а в водный раствор с остаточным содержанием реагентов добавляют серную кислоту до рабочих концентраций для проведения дезактивации следующей партии; мелкодисперсную фракцию промывают водным раствором до нейтральной реакции; перед возвращением на место отбора промытую водным раствором до нейтральной реакции песчаную фракцию смешивают с промытой водным раствором до нейтральной реакции мелкодисперсной фракцией.To achieve the technical result, a method for reactive decontamination of soils from cesium radionuclides is proposed, which includes treating soils with an aqueous solution containing deactivating reagents, using sulfuric acid with a concentration of 2-4 M at a ratio of liquid and solid phases of 0.5 / 1-1 / 1 in an autoclave at a temperature of 100-140 ° C, followed by separation of the aqueous solution with deactivating reagents from the purified soil, after which cesium radionuclides are extracted from the separated aqueous solution decontamination reagents by feeding the above solution ferrocyanide alkali metal or ammonium salts at a concentration of 6 × 10 -4 ÷ 7 · 10 -2 M to form a precipitate containing cesium radionuclides, which is sent for disposal and, in aqueous solution with a residual reactants added sulfuric acid to working concentrations for decontamination of the next batch of soil, the purified soil is separated into sand and fine fractions by water gravity separation, the sand fraction is subjected to reagent treatment of 0.5-2 a solution of sulfuric acid at a temperature of 80-95 ° C in a percalation unit until the values of specific activity of cesium radionuclides correspond to sanitary standards, after which the cesium radionuclides extracted from the sand fraction are sent to the radioactive waste storage, and the sand fraction purified from radionuclides is washed with an aqueous solution to neutral reaction, the finely dispersed fraction is subjected to reagent treatment in an autoclave with a 2-3 M solution of sulfuric acid at a ratio of liquid and solid phases of 0.5 / 1-1 / 1, at a temperature of 100- 140 ° C, after which cesium radionuclides are extracted from the separated aqueous solution with deactivating reagents by feeding alkaline metals or ammonium ferrocyanides to the above solution to a concentration of 6 · 10 -4 ÷ 7 · 10 -2 M with the formation of a precipitate containing cesium radionuclides, which sent for burial, and sulfuric acid is added to an aqueous solution with a residual content of reagents to working concentrations for decontamination of the next batch; the finely divided fraction is washed with an aqueous solution until neutral; before returning to the sampling site, the sand fraction washed with an aqueous solution until neutral is mixed with the washed water solution until a neutral reaction with a finely divided fraction.
Отличительными признаками предлагаемого способа очистки грунтов от радионуклидов цезия являются обработка грунтов водным раствором, содержащим дезактивирующие реагенты, в качестве которых используют серную кислоту с концентрацией 2-4 М при соотношении жидкой и твердой фаз 0,5/1-1/1 в автоклаве при температуре 100-140°C, мелкодисперсную фракцию подвергают реагентной обработке в автоклаве 2-3 М раствором серной кислоты при соотношении жидкой и твердой фаз 0,5/1-1/1, при температуре 100-140°C, после чего осуществляют извлечение радионуклидов цезия из отделенного водного раствора с дезактивирующими реагентами путем подачи в вышеупомянутый раствор ферроцианидов щелочных металлов или аммония до концентрации 6·10-4÷7·10-2 с образованием осадка, содержащего радионуклиды цезия, который направляют на захоронение, а в водный раствор с остаточным содержанием реагентов добавляют серную кислоту до рабочих концентраций для проведения дезактивации следующей партии; мелкодисперсную фракцию промывают водным раствором до нейтральной реакции; перед возвращением на место отбора промытую водным раствором до нейтральной реакции песчаную фракцию смешивают с промытой водным раствором до нейтральной реакции мелкодисперсной фракцией.Distinctive features of the proposed method for cleaning soil from cesium radionuclides are soil treatment with an aqueous solution containing deactivating agents, which use sulfuric acid with a concentration of 2-4 M at a ratio of liquid and solid phases of 0.5 / 1-1 / 1 in an autoclave at a temperature 100-140 ° C, the fine fraction is subjected to reagent treatment in an autoclave with a 2-3 M sulfuric acid solution at a liquid / solid ratio of 0.5 / 1-1 / 1, at a temperature of 100-140 ° C, after which cesium radionuclides are extracted from from ELENITE aqueous solution with deactivating reagents by feeding the above solution an alkali ferrocyanide or ammonium at a concentration of 6 × 10 -4 ÷ 7 · 10 -2 to form a precipitate containing cesium radionuclides, which is sent for disposal and, in aqueous solution with a residual reactants sulfuric acid is added to working concentrations to decontaminate the next batch; the finely divided fraction is washed with an aqueous solution until neutral; before returning to the place of selection, the sand fraction washed with an aqueous solution until neutral is mixed with the washed water solution until a neutral reaction with a finely divided fraction.
Увеличение коэффициента дезактивации достигается проведением реагентной обработки грунта 2-4 М серной кислотой в автоклавном режиме при температурах 100-140°C при соотношениях жидкой и твердой фаз 0,5/1-1/1 и реагентной обработкой мелкодисперсной фракции 2-3 М раствором серной кислотой в автоклавном режиме при температурах 100-140°C при соотношениях жидкой и твердой фаз 0,5/1-1/1.An increase in the decontamination coefficient is achieved by carrying out a reagent treatment of the soil with 2-4 M sulfuric acid in an autoclave mode at temperatures of 100-140 ° C with ratios of liquid and solid phases of 0.5 / 1-1 / 1 and a reagent treatment of the fine fraction with a 2-3 M sulfuric solution acid in an autoclave mode at temperatures of 100-140 ° C with ratios of liquid and solid phases of 0.5 / 1-1 / 1.
Мелкодисперсная фракция грунтов содержит более 90% загрязняющих радионуклидов. Для их извлечения необходимо проводить значительно более мощную реагентную обработку по сравнению с извлечением этих же примесей из песчаной фракции, поэтому реагентная обработки грунта в автоклавном режиме решает две задачи, одной из которых является разложение гидроокисных пленок с целью перевода связанного с этими пленками мелкодисперсного вещества в раствор с последующим водногравитационным разделением грунта на песчаную и мелкодисперсную фракции и после этого проводится раздельная реагентная обработка этих фракций, более мощная для мелкодисперсной фракции и мягкая, при сравнительно невысоких величинах концентрации реагента для песчаной фракции, второй задачей, решаемой реагентной обработкой грунта, является значительное извлечение радионуклидов из мелкодисперсной фракции уже на первом этапе обработки. Увеличение величины коэффициента дезактивации за счет увеличения соотношения жидкой и твердой фаз приводит к резкому снижению производительности и увеличению размеров установки. Величина отношения жидкой и твердой фаз 0,5/1 используется для грунтов с низким содержанием мелкодисперсной составляющей, объемная влажность которых ~40%, при высоком содержании мелкодисперсной фракции объемная влажность может составлять 80%, для этих грунтов следует использовать величину отношения жидкой и твердой фаз 1/1. Использование высоких концентраций реагентов также нецелесообразно, это увеличивает стоимость проведения дезактивации и предъявляет повышенные требования к химической стойкости оборудования. Нижний предел используемых концентраций (2 М) гарантирует при проведении реагентной обработки полное разложение гидроокисных пленок и, как следствие, полное отделение мелкодисперсной фракции. Использовать концентрации реагентного раствора с концентрацией >4 М при реагентной дезактивации грунта нецелесообразно, так как увеличиваются требования к химической стойкости автоклавов, увеличивается вязкость реагентного раствора, что приводит к снижению величины коэффициента дезактивации, увеличивается время промывки твердой фазы до нейтральной реакции и объем промывных вод. При реагентной обработке в автоклаве мелкодисперсной фракции не следует использовать концентрации реагентного раствора >3 М, так как влагоемкость этой фракции практически в 2 раза превышает влагоемкость песчаной фракции и для промывки до нейтральной реакции требуются большие объемы воды. Для увеличения величины коэффициента дезактивации наиболее целесообразно увеличивать температуру обработки, поэтому используется автоклавный режим обработки, 100°C - это минимальная температура, обработка при температуре >140°C приводит к усложнению конструкции автоклава и усилению коррозии материала, из которого он изготовлен.The finely dispersed soil fraction contains more than 90% of contaminating radionuclides. To extract them, it is necessary to carry out a significantly more powerful reagent treatment in comparison with the extraction of the same impurities from the sand fraction, therefore, reagent soil treatment in the autoclave mode solves two problems, one of which is the decomposition of hydroxide films in order to transfer the finely dispersed material associated with these films into solution followed by water-gravity separation of the soil into sand and fine fractions and after that a separate reagent treatment of these fractions is carried out, more powerful Separated for fine fractions and soft, at relatively low values of reactant concentrations for the sand fraction, the second object of the reagent by treating the soil, is the significant extraction of radionuclides of fine fraction in the first stage processing. An increase in the coefficient of decontamination due to an increase in the ratio of liquid and solid phases leads to a sharp decrease in productivity and an increase in the size of the installation. The ratio of the liquid to solid phases of 0.5 / 1 is used for soils with a low content of finely dispersed component, volumetric moisture of which is ~ 40%, with a high content of finely divided fractions, volumetric humidity can be 80%; for these soils, the ratio of liquid to solid phases should be used 1/1. The use of high concentrations of reagents is also impractical, this increases the cost of decontamination and makes increased demands on the chemical resistance of the equipment. The lower limit of the used concentrations (2 M) guarantees during the reagent treatment the complete decomposition of hydroxide films and, as a result, the complete separation of the finely dispersed fraction. It is not advisable to use concentrations of a reagent solution with a concentration> 4 M for reagent soil decontamination, since the requirements for the chemical resistance of autoclaves increase, the viscosity of the reagent solution increases, which leads to a decrease in the coefficient of decontamination, the time for washing the solid phase to a neutral reaction and the volume of washing water increase. When a finely dispersed fraction is autoclaved in a reagent, the concentration of a reagent solution> 3 M should not be used, since the moisture capacity of this fraction is almost 2 times that of the sand fraction and large volumes of water are required for washing to a neutral reaction. To increase the coefficient of decontamination, it is most advisable to increase the processing temperature, therefore an autoclave treatment mode is used, 100 ° C is the minimum temperature, processing at a temperature> 140 ° C complicates the design of the autoclave and enhances the corrosion of the material from which it is made.
Добавление в водный раствор с остаточным содержанием реагентов серной кислоты до рабочих концентраций для проведения дезактивации следующей партии грунта позволяет значительно экономить количество реагентного раствора, так как этот процесс может проводиться 10-12 раз без ухудшения параметров обработки. Использование смеси фосфорной и серной кислот нецелесообразно, так как не имеет значительных преимуществ по сравнению с обработкой просто серной кислотой. Реагентная обработка в автоклавах на порядок увеличивает величину КД, по сравнению с обработкой вышеуказанной смесью, к тому же фосфорная кислота значительно дороже. Промывка мелкодисперсной фракции осуществляется для того, чтобы ее можно было вернуть на место отбора после реагентной обработки. Увеличение величины КД позволяет снизить величину активности песчаной фракции до значений в несколько раз меньше допустимых санитарных норм, поэтому мелкодисперсная фракция может быть очищена до величин, превышающих эти нормы, но при смешении этих фракций общая удельная активность должна быть не выше санитарных норм.Adding sulfuric acid to working concentrations in an aqueous solution with a residual content of reagents to decontaminate the next batch of soil can significantly save the amount of reagent solution, since this process can be carried out 10-12 times without degrading the processing parameters. The use of a mixture of phosphoric and sulfuric acids is impractical, since it does not have significant advantages compared with the treatment simply with sulfuric acid. Reagent treatment in autoclaves increases the value of CD by an order of magnitude, compared with the processing of the above mixture, in addition, phosphoric acid is much more expensive. The washing of the fine fraction is carried out so that it can be returned to the place of selection after the reagent treatment. An increase in the KD value makes it possible to reduce the activity of the sand fraction to values several times less than the permissible sanitary norms, therefore, the finely dispersed fraction can be purified to values exceeding these norms, but when these fractions are mixed, the total specific activity should not be higher than the sanitary norms.
По предложенному способу производится полная очистка грунта от радионуклидов цезия, в хранилище радиоактивных отходов поступает только цезий, сорбированный из реагентных растворов на ферроцианидах щелочных металлов или аммония, вес которых не превышает 0,1% от веса исходного грунта. Уменьшение количества отходов, направляемых в хранилища радиоактивных отходов, достигается за счет полной очистки обеих фракций грунта.According to the proposed method, the soil is completely cleaned of cesium radionuclides; only cesium sorbed from reagent solutions on alkali metal or ammonium ferrocyanides, the weight of which does not exceed 0.1% of the weight of the original soil, enters the radioactive waste storage. Reducing the amount of waste sent to the storage of radioactive waste is achieved through the complete cleaning of both fractions of the soil.
Пример осуществления способа.An example implementation of the method.
Для проведения реагентной дезактивации нами использовалась фракция песчаного грунта <1 мм, удельная активность 137Cs которой составляла 93,8 кБк/кг. Навеска грунта (6 г) с реагентным раствором 4 М серной кислоты при соотношении ж/т=1/1 помещалась в автоклав при температуре 100°C. Экспонирование продолжалось 7 ч без перемешивания. По окончании проба охлаждалась до комнатной температуры, разгерметизировалась. Декантацией реагентный раствор переносился в химический стакан, вводился 1 мл ферроцианида калия с концентрацией 10-3 М, раствор перемешивался и после отстаивания декантацией отделялся от осадка ферроцианида калия, который поступал в хранилище радионуклидов. В стаканчик с пробой заливалось 8-10 мл воды, резкими круговыми движениями производилось перемешивание воды и грунта до однородной смеси. Через 2 с после остановки раствор с взвешенном в нем мелкодисперсным веществом декантацией переносился в отдельный стакан. Этот процесс продолжался 10-12 раз, до достижения суммарного раствора с взвешенным веществом 100 мл. После суточного отстаивания раствор декантировался, промытая мелкодисперсная фракция высушивалась при температуре 60° до постоянного веса. Промытая песчаная фракция из фторпластового стаканчика помещалась в перколятор, через который пропускался 2 М раствор серной кислоты со скоростью 4 поровых объема за 14 часов обработки, при температуре 90°C, после окончания обработки песчаная фракция промывалась водой до нейтральной реакции.To carry out reagent decontamination, we used a fraction of sandy soil <1 mm, the specific activity of 137 Cs of which was 93.8 kBq / kg. A sample of soil (6 g) with a reagent solution of 4 M sulfuric acid at a ratio w / t = 1/1 was placed in an autoclave at a temperature of 100 ° C. Exposure lasted 7 hours without stirring. At the end of the sample, it was cooled to room temperature, depressurized. By decantation, the reagent solution was transferred into a beaker, 1 ml of potassium ferrocyanide with a concentration of 10 -3 M was introduced, the solution was mixed and, after settling, it was separated from the precipitate of potassium ferrocyanide, which was transferred to the radionuclide storage. 8-10 ml of water was poured into the sample cup, and water and soil were mixed with sharp circular movements to a homogeneous mixture. After 2 s after stopping, the solution with the finely divided substance suspended in it was decanted into a separate glass. This process continued 10-12 times, until a total solution with a suspended substance of 100 ml was reached. After daily sedimentation, the solution was decanted, the washed fine fraction was dried at a temperature of 60 ° to constant weight. The washed sand fraction from the fluoroplastic cup was placed in a percolator through which a 2 M solution of sulfuric acid was passed at a rate of 4 pore volumes for 14 hours of treatment at a temperature of 90 ° C; after treatment, the sand fraction was washed with water until neutral.
С высушенной мелкодисперсной фракцией проводилась повторная реагентная обработка в перколяторе 3 М серной кислотой в течение 7 ч, при температуре 100°C при соотношении жидкой и твердой фаз 1/1. После окончания обработки реагентный раствор отделялся, в него вводился 1 мл ферроцианида калия с концентрацией 10-3 М, раствор перемешивался и после отстаивания декантацией отделялся от осадка ферроцианида калия, который поступал в хранилище радионуклидов. В остаточный реагентный раствор вводилась серная кислота до достижения исходной концентрации, и этот раствор использовался для проведения дезактивации следующей партии грунта. Мелкодисперсная фракция после реагентной обработки промывалась до нейтральной реакции, промытые мелкодисперсная и песчаная фракции тщательно перемешивались, полученная смесь отправлялась на место отбора.Repeated reagent treatment was carried out in a percolator with 3 M sulfuric acid for 7 h at a temperature of 100 ° C with a ratio of liquid and solid phases 1/1 with the dried fine fraction. After treatment, the reagent solution was separated, 1 ml of potassium ferrocyanide with a concentration of 10 -3 M was introduced into it, the solution was mixed, and after settling by decantation, it was separated from the precipitate of potassium ferrocyanide, which entered the radionuclide storage. Sulfuric acid was introduced into the residual reagent solution until the initial concentration was reached, and this solution was used to decontaminate the next batch of soil. After the reagent treatment, the finely dispersed fraction was washed until neutral, the washed finely dispersed and sand fractions were thoroughly mixed, and the resulting mixture was sent to the sampling site.
Подобные эксперименты были проведены и при 140°C при тех же концентрациях реагента и при обработке 2 М растворами. Результаты приведены в таблице.Similar experiments were carried out at 140 ° C at the same reagent concentrations and when treated with 2 M solutions. The results are shown in the table.
По предложенному способу удалось очистить в 3-х экспериментах песчаные грунты с исходной удельной активностью 93,8 кБк/кг до суммарных удельных активностей соответственно: 0,7±0,1 кБк/кг (КД=143±20), 0,4±0,1 кБк/кг (КД=250±60) и <0,3 кБк/кг (КД>350) при полной очистке грунта, включая мелкодисперсную фракцию, составляющую в анализируемых образцах 11-12 вес.%. В хранилище радионуклидов поступает <0,1% веса исходного грунта в форме ферроцианида щелочного металла. В первом эксперименте даже при температуре обработки 100°C удалось достигнуть величины удельной активности грунта, соответствующей нормам радиационной безопасности для населения, при обработке при 140°C даже при невысоких значениях концентрации реагента (2 М), величина достигнутой удельной активности, практически в 1,5 раза ниже этих санитарных норм, обработка при 140°C при концентрациях реагента 3-4 М позволила очистить грунты до концентраций в 2 раза меньших санитарных норм.According to the proposed method, it was possible to clean sandy soils in 3 experiments with an initial specific activity of 93.8 kBq / kg to total specific activities, respectively: 0.7 ± 0.1 kBq / kg (CD = 143 ± 20), 0.4 ± 0.1 kBq / kg (KD = 250 ± 60) and <0.3 kBq / kg (KD> 350) with complete soil cleaning, including the fine fraction, which constitutes 11-12 wt.% In the analyzed samples. <0.1% of the weight of the original soil in the form of an alkali metal ferrocyanide enters the radionuclide storage. In the first experiment, even at a treatment temperature of 100 ° C, it was possible to achieve a specific soil activity corresponding to radiation safety standards for the population, while processing at 140 ° C even at low reagent concentration values (2 M), the achieved specific activity was almost 1, 5 times lower than these sanitary standards, treatment at 140 ° C with reagent concentrations of 3-4 M allowed the soil to be cleaned to concentrations 2 times lower than sanitary standards.
Приведенные примеры показывают высокую эффективность предложенного способа очистки грунтов, позволяющего проводить реагентную обработку при значительно более высоких величинах коэффициента дезактивации.The above examples show the high efficiency of the proposed method of soil cleaning, allowing reagent treatment at significantly higher values of the coefficient of decontamination.
По сравнению с прототипом предложенный способ реагентной дезактивации грунтов от радионуклидов цезия позволяет очищать до санитарных норм загрязненный грунт полностью, при небольшом количестве отходов, поступающих в хранилище радиоактивных отходов, в то время как у прототипа мелкодисперсная фракция полностью поступает в хранилище радиоактивных отходовCompared with the prototype, the proposed method of reagent decontamination of soils from cesium radionuclides makes it possible to clean contaminated soil completely to sanitary standards, with a small amount of waste entering the radioactive waste storage, while the prototype finely dispersed fraction completely enters the radioactive waste storage
Предложенный способ очистки песчаных грунтов от радионуклидов включен в план НИОКР ГУП Мос НПО «Радон», проведены лабораторные и стендовые испытания предложенного способа.The proposed method for cleaning sandy soils from radionuclides is included in the R&D plan of GUP Mos NPO Radon, laboratory and bench tests of the proposed method were carried out.
ЛитератураLiterature
1. RU 2361301, опубл. 10.07.2009, Бюл. №19, G21F 9/28.1. RU 2361301, publ. 07/10/2009, bull. No. 19, G21F 9/28.
2. RU 2388084, опубл. 27.10.2009, Бюл. №12, G21F 9/28.2. RU 2388084, publ. 10/27/2009, Bull. No. 12, G21F 9/28.
3. RU 2388085, опубл. 27.04.2010, Бюл. №12, G21F 9/28.3. RU 2388085, publ. 04/27/2010, Bull. No. 12, G21F 9/28.
4. RU 2399975, опубл. 20.09.2010, Бюл. №26, G21F 9/28.4. RU 2399975, publ. 09/20/2010, Bull. No. 26, G21F 9/28.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010143592/07A RU2419902C1 (en) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | Method of reagent decontamination of soils from caesium radionuclides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010143592/07A RU2419902C1 (en) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | Method of reagent decontamination of soils from caesium radionuclides |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2419902C1 true RU2419902C1 (en) | 2011-05-27 |
Family
ID=44734964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010143592/07A RU2419902C1 (en) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | Method of reagent decontamination of soils from caesium radionuclides |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2419902C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457561C1 (en) * | 2011-08-09 | 2012-07-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон") | Method of reagent decontamination of sandy soils from caesium radionuclides |
-
2010
- 2010-10-26 RU RU2010143592/07A patent/RU2419902C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2457561C1 (en) * | 2011-08-09 | 2012-07-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (ГУП Мос НПО "Радон") | Method of reagent decontamination of sandy soils from caesium radionuclides |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Osmanlioglu | Treatment of radioactive liquid waste by sorption on natural zeolite in Turkey | |
| Liu et al. | An investigation into the use of cuprous chloride for the removal of radioactive iodide from aqueous solutions | |
| JP5684102B2 (en) | Method and apparatus for treating radioactive cesium-containing material | |
| Arnal et al. | Treatment of 137Cs contaminated water by selective adsorption | |
| Godelitsas et al. | Uranium sorption from aqueous solutions on sodium-form of HEU-type zeolite crystals | |
| US20040164027A1 (en) | Method for removing heavy metals and radionuclides | |
| RU2419902C1 (en) | Method of reagent decontamination of soils from caesium radionuclides | |
| CN114746956A (en) | Method for treating tritium-containing radioactive waste liquid | |
| Clark | Separation and determination of radiostrontium in calcium carbonate matrices of biological origin | |
| RU2518501C2 (en) | Conditioning of liquid radioactive wastes | |
| Merritt | Radiochemical analysis for long-lived fission products in environmental materials | |
| JP6083726B2 (en) | Radioactive material treatment method in liquid | |
| RU2457561C1 (en) | Method of reagent decontamination of sandy soils from caesium radionuclides | |
| RU2712541C1 (en) | Method of tritium concentration from contaminated water | |
| RU2399975C1 (en) | Method of reagent deactivation of soils from cesium radionuclides | |
| RU2410780C1 (en) | Method of cleaning sandy soil from radionuclides | |
| RU2465665C1 (en) | Method of processing spent ion-exchange resins | |
| Piscureanu et al. | Aspects concerning the selection of ion exchange resin for low level radwaste waters decontamination | |
| Pente et al. | Study of different approaches for management of contaminated emulsified aqueous secondary waste | |
| Mishra et al. | Biosorptive behavior of mango (Mangifera indica) and neem (Azadirachta indica) barks for 134 Cs from aqueous solutions: A radiotracer study | |
| Bolsunovsky et al. | Accumulation of 242Pu by a macrophyte of the Yenisei River (Elodea canadensis) in laboratory experiments | |
| TWI489489B (en) | Decontaminator and treatment method for radioactive waste | |
| RU2361301C1 (en) | Method of reactant purification from caesium radionuclides | |
| RU2391727C1 (en) | Procedure for neutralisation of low mineralised low-activity waste under field conditions | |
| RU2550343C1 (en) | Method of extracting radionuclides and microelements |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |