SE415752B - Sett att avlegsna fluor i form av losta fluorider fran en losning innehallande upp till 20 g fluor - Google Patents

Description

10 15 20 25 30. 35 Iveoáääà-4 och därför innehåller icke oväentliga halter uran, innebär att lösningen . efter avlägsnande av koldioxid behandlas med väteperorid för att fälls ut och taga tillvara huvuddelen av uranet, innan fluor avlägsnas i form av kaloiumfluorid genom utfällning med bränd eller släckt kalk och ammoniak avQgsnas, normalt genom avdrivning. Under förutsättning att halterna uran och fluor efter denna behandling är tillräckligt låga kan lösningen släppas ut i avlopp. Lösningar som inte är karbonathaltiga. behandlas med bränd eller släckt kalk på. motsvarande sätt för att avlägsna fluor samt befrias från amnoniak.

Om man använder överskott av bränd eller släckt kalk i förhållande till mängden fluorid i lösningen vid den i föregående stycke beskrivna. utfäll- ningen av kalciumfluorid komer fällningen att innehålla. en del samtidigt utfällda uransalter, vilket om halten* av dessa. uransalter är för höga. leder till problem med deponering av fällningen eller med dess användning som kemikalie.

Om man vid utfällningen använder 'underskott av bränd eller släckt kalk i förhållande till mängden fluorid i lösningen kan man visserligen undvika otillåtet höga halter uran i fâllningan, men det leder till att filtratet inte kan släppas ut i avlopp till följd av för hög fluorhalt. Därjämts kan det vara nödvändigt att avlägsna uran om dess halt i lösningen är otillåtst hög.

Ett annat känt sätt att avlägsna fluor från avfallslösningar av ovan an- givna slag är att fälla ut fluorsn med kaloiumkarbonat i alkalisk lösning.

Kalciumkarbonatet ger vid användning i lämplig kornstorlek därvid en kal- oiwnfluoridfållning som är mera lättfiltrerad och som kvarhàller mindre vatten än den kaloiumfluoridflillning, som erhålles med kalk. En annan tör- del som fëllning med ksrbonat medför är att fällningens halt av uran blir så. låg att den inte medför några problem vid deponering av fällningen eller vid användning av fällningen som kemikalie. Emellertid blir utfällningen av fluor inte lika fullständig som vid användning av bränd eller släckt kalk i överskott, vilket medför att lösningen efter filtrering behöver underkaatas ytterligare behandling för att avlägsna fluor. Om denna behandling utföres maa träna eiier släckt kan i överskott uppstå: an tungan beskrivna pro- blemet vid sådan användning av kalk, att den utfällda. kalciumfluoriden kommer att innehålla utfállda uransalter.

Enligt den föreliggande uppfinningen har det visat sig möjligt att åstad- komma en effektiv utfällning av fluoren i form av kalciumfluorid utan att f~__f- yše 10 15 20 25 50 55 7901468-4 uranet fällee med och kozrtaminerar fälminge . Enligt uppfinnzlngerl åstad- kommas detta. gynnsamma. resultat genom att fluoren fälles med kalciumsulfat vid ett speciellt pH-värde.

Den föreliggande uppfinningen avser ett sätt att avlägsna fluor i form av lösta fluorider från en lösning innehållande upptill 20 g fluor i form av lös- ta. fluorider och löste. tiransalter genom utfällning av fluoriderna. med en kal- ciumförening utan samtidig utfällning av uranföreningar, kännetecknat därav, att utfällningen göres vid ett genom tillsats av svavelsyra åstadkommet pH av 2,5-4,5 med ett kalciumswzlfat eller med en annan kalciumförening som med svavelsyran ger motsvarande joner i lösningen som sulfatet.

Nämnda annan kelciumförening kan bl a bestå. av en ozdd, en hydroxid eller ett karbonet. Tillsateen ev svavelsyra medför att eventuellt närvarande kerbonater försvinner ur lösningen genom att koldioxid avdrives. Särskilt lås' fluorhalt erhålles i lösningen och särskilt låg uranhalt i fällningen, om pH vid utfällningen hållas mellan 5 och 4.

Uppfinningen är särskilt ägnsd att komma till användning för behandling av lösningar innehållande 50 mg - 20 g, företrädesvis 500 mg - 5 g, fluor (räknat som F) i form av fluorid per liter och högst 1000 mg, företrädesvis högst 100 mg, uran (rälmat som U) i form av uransalter. Uppfinningen lämpar sig umärkt för behandling av tidigare nämde avfallslösningar från en anlägg- ning för framställning av bränsle för kärnreaktorer av uranhexafluorid i närvaro av ammoniak och särskilt om dessa avfallslösningar dessförinnan behandlats med bränd eller släckt kalk eller med kalciumkarbonat (eller motsvarande andra jordalkalimetallföreningar) så att huvuddelen av fluori- derna redan avlägsnats. Vid för-behandling med bränd eller släckt kalk eller annan jordalkalimetalloxid eller :hydroxid bör underskott av dessa ämnen användas så. att fällningaina inte kontamineras med uran i sådan grad att deponering av fällningama inte kan ske. Vid förbehendling med kalcium- karbonat eller annat jordalkalimetallkarbonat däremot sker ingen sådan kontaminering även om överskott användes. Sedan de efter förbehandlingen kvarvarande fluoridema. fällts ut med kalciumsxzlfat eller annan ersättande kaloiumförenirzg avlägsnas uransalter ur lösningen, om deras halt är otill- låtet höga för att utsläpp av lösningen i avlopp skall kunna ske. Enligt uppfinningen föredrages för uransalternas avlägsnande en jonbytare, ooh då av anjontyp. Efter passagen av jonbytaren kan lösningen släppas ut i avlopp. Uranet kan med konventionella metoder återvinnas ur jonbytaren och användas på. nytt. ~ '7901le68-ë 10 15 25 30 35 Uppfinnzingen skall förklaras räknare genom 'beskrivning av utförirzgsexempel under hänvisning till bifogade ritning.

Den i figuren visade anordningen tillföras en avfallslösning från en an- läggning för framställning av urenbrmsle ur urenhexnfluorid, ammoniak och koldioxid. Avfallslösningen innehåller amnoniumfluorider, ammonimn- kerhonat och/eller ammonimnbikarbonat samt ursnsalter. Avfellslösníngen, som behandlats med bl a. peroxid för ett tillvarataga huvuddelen av urenet innan den kommer till anordningar, har följande sammansättning: 58 g fluor (räknat som F) per liter, 61 g ammoniak (rälmet som N33) per liter, 0,7 g koldioxid (räknat som G02) per liter ooh 27 mg uran (räknat som U) per liter. åvfellelösningen tillföras ledningen 1 ooh ledas efter uppvärmning till omkring 80°C i en värmeväxlare 2 med värmeslingor 3 in i ett torn 4 inne- hållande en bädd av meld kalksten. Kslketenspertiklerna har till minst 75 viktprocent en kornstorlek överstigande 0,08 mm ooh företrädesvis till minst 90 viktprocent en kornstorlek av 0,5-2 m, Vid lösningens passage av tornet 4 bindes huvuddelen av fluoriderne genom reaktion med kalkstenen och bildar kalciumfluorid så. ett lösningens halt av fluor efter passagen uppgår till 0,9 g F per liter. Lösningen ledas därefter genom en avdriv- ningskolonn 5, för avdrivning av ammoniak och koldioxid. Avdrivnings- kolonnen är försedd med en uppvämningsenordning 6 för uppvärmning av lösningen till kokning. Koldioxiden, ammoniaken och en del vatten som av- går vid kolonnens topp 7 kan nnderkastas en sepereringsproeess för åter- vinning av koldioxiden och enmoniaken. Lösningen ledes från kolonnens nedre del 8 till reektionskärlet 9 som är försett med en omrörare 10.

Efter passagen av avdrivningskolonnen innehåller lösningen förutom 0,9 g F per liter, som näïmnts tidigare, 27 mg U per liter, 1 g N35 per liter och 0,5 g C02 per liter. I reektionskärlet 9 som har en volym ev 1 m3 sur- göres lösningen med E2S04 till pH 3,6, varvid närvarande C02 avgår, Samtidigt försättes den i reaktionekärlet med kalciumsulfat i tillräcklig mängd för ett fälla. ut kvarvarande fluorid som kelciumfluorid. Lösningen, vars uppehâllstid i resktionskärlet uppgår till 1 tinme, omröres kontinu- erligt, vilket medför att kelciumfluoriden hindras ett sedimenterae i reaktionskärlet. Från reaktionskàh-let rinner lösningen kontinuerligt över i ett sedimentationskärl 11, där kaloiumfluoriden och överskott av kaloium- . sulfat samlas i bottnen och kan evtappas. I stället för sedimentationskärlet kan andra eepareringsenordningar såsom t e: ett filter användas.,

Claims (6)

?90'!læ68~¿+ Lösningen, som då. den lämnar sedimentationskärlet har en halt fluor av 28 mg per liter, ledes därefter genom en jonbytare 12 bestående av en divinylben- senstyurenssmpolymsr med kvartålra axmnoniumgrupper. I denna lcvsrhålles huvud- delen av lösningens uran så. att lösningen efter passagen av Jonbytaren har en halt uran understigande 1,5 mg per liter och kan släppas ut i avlopp. vid behandling av en sats lösning av ovan angivet slag med volym av 60 m5 kan ur jonbytaren återvinnas en uranmängd av 1,5 kg. Om den i föregående stycke beskrivna avfallslösningen redan förebehandlíngen i kalktornet har en för utsläpp i avlopp tillräckligt låg halt uran, t e: 5 mg U per liter, behöver lösningen inte ledas genom någon jonbytsre för uran utan kan släppas ut i avlopp direkt efter avlägsnandet av kalciumfluoriden i reaktionskärlet 9. PATENTKRAV

1. Sätt att avlägsna fluor i form av lösta. fluorider från en lösning innehållande upp till 20 g fluor i form av löste. fluorider och löste. uransalter genom utfällning av fluoriderna med en kaloiumförening, utan ssmfiaig usraimng av uramöreningar, x a nin e t e c x n a, <1 eärav, att utfällningen göres vid ett genom tillsats av svavelsyra åstadkommet pH av 2,5-4, S med ett kalciumsulfat eller med en annan kalciumförening som med svavelsyran ger motsvarande joner i lösningen som sulfatet.

2. Sätt enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e c k n a. t därav, att utfäll- ningen göres vid ett pH av mellan 3 och 4.

3. Sätt enligt något av patentlcraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att lösningen innehållande löste. fluorider och löste uransalter utgör en avfallslösning från en anläggning för framställning av bränsle för käm- reaktorer av ursnhexafluorid i närvaro av ammoniak.

4. Sätt enligt patentkrav 3, k ä. n n e t e c k n a t därav, att huvud- delen av fluoriderna. avlägsnats från avfallslösningen genom reaktion med ett jordalkalikarbonat i slkalisk lösning, innan utfällzzingen av fluorider enligt något av patentkraven 1-3 utföres.

S. Sätt enligt patenthav 3, k ä. n n e t e c k n a. t därav, att huvuddelen av fluoriderna avlägsnats från avfallslösningen genom reaktion med en jordallcalioxid eller -hydroxid, innan utfällningen av fluorider enligt något av patentlcraven 1-5 utföres. .w- per 79Më68-ë

6. Sätt enligt något av patenflcraven 1-4, k ä. n n e 'b e c k n a. t âàav, att lösningen efåer utfällningen av iluoríder i svavelsur lösning lades genom en anjonbytaxe, som 'har upp uran u: lösningen, innan den släppas ut i avlopp.