SU1279541A3 - Способ керамизации радиоактивных отходов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к переработке радиоактивных отходов в керамику и может быть использовано дп  керамизации низко- и высокоактивных отходов  дерного цикла. Цель изобретени  - упрощение способа и повышение его экономичности, достигаетс  применением простой технологии и недорогих , легкодоступных исходных материалов . Радиоактивные отходы из раствора св зывают в синтетическом неор-. ганическом ионообменнике, смешивают с керамизующим веществом при отношении 11-25%, добавл ют воду до содержани  23-27 мае.ч. и обжигают дл  получени  черепицы. Дп  улучшени  св зывани  цези  в смесь компонентов ввод т вермикулит в количестве 2 g мас.%. Упрощение способа достигаетс  тем, что отжиг ведут при нормальном сл давлении и невысокой температуре керамизации смеси, а применение в качестве керамизующего материала красной глины, каолина, полевого шпата, монмориллонита, иллита, кварца позвол ет получить дешевый конечный продукт. 1 з.п. ф-лы.

Description

о Изобретение относитс  к способу гфевращени  радиоактивных отходов в керамику. Цель изобретени  - упрощение спо соба, повышение его экономичности ггутем применени  простой технологии и недорогих, легкодоступнь К исходны материзлов, например обычных исходных материалов керамической промьшленности , а также улучшение св зыва ни  радиоактивных отходов   керамическом материале. Сущность способа состоит в том, что радиоактивные отходы ил раствора св зывают в неорганическом ионообменникв ), неорганический ионнообме ник с отходами смешивают с керамическим веществом, отходы, сме:иан1ше с керамическим веществом, добавл ют воду до содержани  23-27 мас.% и об жигают дл  получени  конечного продукта .

Способ керамизадии неорганических ионообменников основан на недорогих и легкодоступных исходных материалах на обычных исходных материгшак керамической промьппленности и на простой технологии, пригодной дл  т-1зко и высокоактивных отходов. Исходные материалы дл  кирпичей и черепиц  вл ютс  дешевыми и легкодоступными. Технологи  изготовлени  черепиц проста и температура обжига череш-гд сравнкгтельно ьшзка и, таким образом, предотвращаетс  испарение радиоактивных веществ во врем  облшга. К черепицам можно добавл ть синтетические и натуральны добавки, такие как вермт- кулит или апатит,- которые повышают стабильность некоторых веществ в черепице При обжиге черепиц не требуютс  слолсные прессовые устройства и это значительно снижает стс-кность i-: упрощает способ. Глин ные черепицы, содержап;:ие титанат, глазуруютс  во врем  обжига и станов тс  слаборастворимыми . Они могут быть покрыты пассивным поверхностным сгхоем В результате этого отпадаэт в:еобходиместь в металлическом контейнере дл  черепицы со cpeднeaктивны и отходам По сравнению с битумныьш и бетонными продуктами предлагаемый способ дает значительную экономию объема максимальное уменьшение объема того же пор дка величиныj что и дл  остекловаиньтх продуктов „

После смешивани  с черепичной

глиной смесь тщатапъно размешивают, чтобы сделать ее обзкигаемой Затем ее формуют в черепицу. Черепица может прессоватьс  дл  уменьшени  пористости и сушитс  три комнатной

температуре. После этого ее сушат при 150 С по меньшей мере 4 ч и охлаждают .

Обжиг череш цы провод т с;:едующнм образом,

Печь

нагревают с(з скоростью приiOOc/ч .до 1020-1060 С и вымерно

дарлсивают при максимальной температуре 4-10 ч. После обжига черепица охлаждаетс  в печи о

Наиболее важным фактором качества черепицы в свете конечного хранени   вл етс  растворимость из нее изотопов отходов. Скорости выщелачивани  Sr, Cs и Со из титамата натри  или

ZrOj/KpacHaa глина (в виде черепиц) с концентратом отходов испарител  составл ет 10 -10 г/см. Д. Растворимость из черетщы тинанат натри ./красна  глина с высокоактивными

отходai-iH на пор док выше, Добавление вер№1кулита (2%) в черепицу вызывает уменьшение растворимости. Таким образом.-, скорости выщелачивани  соответствуют лучшим боросилккатным стекла -..

Характеристики рс.створимости черепицы могут быть улуппе1 ьг глазуровкой поверхности или спеканием неакти кого сло  на поверхгости черепи1 1 12 Согласно пре;плагаемому способу радиоактивные отходы в виде раствора св зывают в неорганическом ионообменнике ,, таком как титанат, жюбат, дирконат или диоксид циркони . Дл  лучшего св зывани  некоторых радиоизотопов например Cs, в черепиды ввод т синтетические или н/1туральные присадки, такие как вермикулит, лаумонит или апатит. При диклическом продессе ионообменгшк не должен высушиватьс  и дробитьс , а черепична  глина добавл етс  к смеси ионообменника с отхода№1 после насыщени , так что содержание во.гда в смеси будет 23--27%, Массовое отиощение ионообмекш-1ка к черепичной глине составл ет П-25%. Материалы5 исполъ.чуег-ые в качестве керамических веществ, включают красную глинз каолмн,, монмориллонит, полевой шпатр иллит и кварцо из черепичной глины. Добавление титаната к черепичным глинам вызывает глазурование черепицы, и черепицы титанат/красна  глина обладают меньшей пористостью,, чем черепицы только из красной глины. Черепица идеальна когда ее растворимость позвол ет ее хранение без каких-либо специальных оболочек. Черепица имеет очень высокую меха1Шческую прочность, что важно дл  транспортировки иобращеют  с ней (прочность на изгиб пор дка 2030 МН/м, Когда количество ионообменгшков в черепице не больше 15%, испарение металлов из черепицы минимально самое .большое 2.% при температуре обжига 020°С, При увеличении количестна иойообменника или температуры усиливаетс  испарение. Оптимальные значени  дл  минимального испарени  15% ионообмешшка в черепице, температура обжига 1020°С и врем  обжига 4ч. Способ может использоватьс  дл  превращени  в керамику наиоолее важных отходов, таких как концентраты отходов выпаривани , отходы изотопов из отработанных смол реакторов , высокоактивные отходы переработки топлива. Ф о р м у л а изобретени  1, Способ керамизации радиоактивных отходов, состо щий в том, что отходы из раствора радиоактивных отходов св зывают в неорганическом ионообменнике , который смешивают затем с керамизующим материалом и отжигают дл  получени  конечного продукта, отличающийс  тем, что, с целью упрол(ени  и повьшгени  экономичности способа, в качестве керамизующего материала используют материал из р да4 красна  глина, каолин, монмориллонит, полевой шпат, иллит, , кварц или их смесь, а в качестве неорга шческого ионосбменника - синтетические неоргазздческие ионообменники из-:р да; тнтанат, ниобат, цирконат , двуокись циркони  или их смеси, при смешивании конообменника с отходами с керамизующнм материалом добавл ют воду до содержани  ее в сме си 23-27 мас.%, при этом отношение количества ионообменника с отходами к количеству керамизующего материала составл ет 11-25%, отжиг ведут при нормальном давлении и при температуре керамизации смеси синтетического неорганического ионообменника с отходами и керамизующего материла. 2. Способ ПОП.1, отличающ и и с   тем, что, с целью улуч- шени  св зывани  радиоактивных отходов в керамическом материале, при смешивании компонентов в смесь дополнительно ввод т вермикулит в количестве 2 мас.%.

Claims (2)

1, Способ керамизации радиоактивных отходов, состоящий в том, что

1279541 4 отходы из раствора радиоактивных отходов связывают в неорганическом ионообменнике, который смешивают затем с керамизующим материалом и отжигают 5 для получения конечного продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения экономичности способа, в качестве керамизующего материала используют мате10 риал из ряда( красная глина, каолин, монмориллонит, полевой шпат, иллит, . кварц Или их смесь, а в качестве неорганического ионообменника - синтетические неорганические ионообменни15 ки из'<ряда‘. титанат, ниобат, цирконат, двуокись циркония или их смеси, при смешивании ионообменника с от< ходами с керамизующим материалом добавляют воду до содержания ее в сме20 си 23-27 мас.%, при этом отношение количества ионообменника с отходами к количеству керамизующего материала составляет 11-25%, отжиг ведут при нормальном давлении и при температу25 ре керамизации смеси синтетического неорганического ионообменника с отходами и керамизующего материла.

2. Способ по п.1, отличаю30 щ и й с я тем, что, с целью улучшения связывания радиоактивных отходов в керамическом материале, при смешивании компонентов в смесь дополнительно вводят вермикулит в количестве 2 мас.%.