SU654010A1 - Способ концентрировани жидких радиоактивных отходов - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Claims (2)

1. Изобретение касаетс  переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРАО) атомных электростанций (АЭС). В процессе эксплуатации АЭС обра зуютс  воды, загр зненные сол ми, органическими и радиоактивньоми веще ствами. Эти воды собирают, очищают от загр знений и либо возвращают на повторное использование, либо сбрасывают в открытые водоемы. Сконцентрированные примеси направл ют на хранение в хранилище жидких отходов (ХЖО) илп на отверждение. существуют несколько способов переработки подобных вод: ионный об мен, механическа  фильтраци , химическое осаждение, метод обратного осмоса и другие. Однако все эти способы не универ сальны и могут быть использованы лишь дл  переработки вод определенных составов или концентраций, в то врем  как последние мен ютс  обычно в весьма широких пределах в зависимости от вида работ, проводимых на АЭС. Солевой состав жидких радиоактив ных отходов атомных электростанций (ЖРАО АЭС) г/л: 1,0-7,0 0,05-1,0 , Na PO 0,05-0,3 Na2C05, 0,05-0,3 Остальные соли0,05-0,5 Основным катионом ЖРАО АЭС  вл етс  натрий. Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ концентрировани  радиоактивных отходов упариванием, который не имеет ограничений по характеристикам перерабатываемых растворов . Упаривание проводитс  в щелочной или нейтральной средах до :олесодержани  400-500 г/л (до 30 вес.%) . Однако при данных способах упаривани  концентрирование загр знений невысокое, и это требует больших объемов хранилищ и.пи установок отверждени . Это обусловлено наличием в водах сомлей с ограниченной растворимостью - оксалатов, карбонатов, фосфатов и боратов, которые, выпада  в осадок при достижении ими преде.па растворимости , инкрустируют греюшие поверхности доупаривател  или отлагаютс  коммуникаци х при транспортировке концентрата из выпарного аппарата. Цель изобретени  - сокращение объ . емов концентратов. Это достигаетс  тем, что после достижени  в упариваемом растворе солесодержани  130-150 г/л упаривание провод т при рН 3,5-4,0. Така  область рН соответствует максимуму растворимости солевой системы, имитирующей ЖРАО АЭС, который обусловлен разрушением ограничен но растворимых солей с образованием нитрата натри  (оксалаты и карбонаты или переходом их в более растворимую (фосфаты) или летучую форму (бораты) Меньшее подкисление будет недоста точным дл  протекани  этих процессов а большее приведет к уменьшению раст воримости из-за высаливающего действ азотной кислоты на нитрат натри . Концентрат, выдаваемый из выпарно аппарата, будет представл ть собой раствор нитрата и кислого фосфата натри  - дл  АЭС без жидкого борного регулировани  мощности реактора, и раствор нитрата, кислого фосфата и борной кислоты - дл  АЭС с борным регулированием. В последнем случае помимо повышени  концентрировани  упаривание сопровождаетс  также отгонкой борной кислоты, что позвол ет регенерировать более половины от ее общего количества. В насто щее врем  вс  борна  кислота тер етс  вмес те с концентратами. Солесодержание кислого конце трата лимитируетс  растворимост ми нитрата и кислого фосфата натри  (борна , кислота из-за улетучивани  кристаллизуетс  при более глубоком концентрировании) и с учетс  некоторого охлаждени  при транспортиров ке сос5тавл ет 800-1000 г/л. Если упаривание ЖРАО проводитс  в многокорпусной выпарной установке то подкисление проводитс  в последнем корпусе, в который из предпоследнего направл етс  раствор с соле держанием 130-150 г/л. Пример 1. Растворы, имитир щие ЖРАО АЭС, упаривают при различн значени х рН в лабораторном выпарном аппарате из кварца до начала выпаде солей в осадок. Азотную кислоту под кисл ют непосредственно в выпарном аппарате и контролируют отбором про упариваемого раствора. В конденсате от упаривани  боросодержащих раство ров определ ют также концентрацию борной кислоты. Ниже приведены составы упариваем растворов, г/л: Раствор 1. NaNO 5,0; Na2. 0,8; ЫазРО4 0,3; 0,3; 0,1. Раствор 2. NaNO 3,0; .Oj. 1,0; Na2C,0 l,0;Na.,2;Na2CO,ti,2. ;, Ha чертеже в виде кривой представлены результаты опытов. Количество борной кислоты,отогнанной при упаривании расТвора 2, составило 52% от ее исходного количества . Пример
2. 2. Предлагаемый способ доупаривани был опробован дл  сокращени  объема концентратов щелочного упаривани , хран щихс  в ХЖО Бело нской АЭС. Состав концентратов , г/л: NagCO,25 . 20 Na,P04 - Na,,CjO мыло6 он10 орг.в-ва5 рН11,6 Данный раствор при непрерывном перемешивании подкисл ют в специальной емкости азотной кислотой (55%) и упаривают в выпарном аппарате 2 типа ВН с поверхностью нагрева 3 м. Величину подкислени  варьируют в пределах 3,5-4,0 единиц рН. Расход кислоты на подкисление составл ет 0,07 л кислоты на 1 л щелочного концентрата. В ходе опытов, проводившихс  в течение 200 ч, осуществл лась выдача из выпарного аппарата концентрата с солесодержанием 800 г/л. За врем  работы зарастание греющих поверхностей не наблюдалось.. Иопользование предлагаемого способа позволит в два раза сократить объем концентратов, поступающих в насто щее врем  на хранение или отверждение, а дл  АЭС с борным регулированием даст возможность регенерировать свыше половины присутствующей в жидких отходах борной кислоты. Формула изобретени  Способ концентрировани  жидких радиоактивных отходов, образующихс  при эксплуатации АЭС, упариванием, отличающийс   тем, что, с целью сокращени  объемов концентратов , после достижени  в упариваемом растворе солесодержани  130- 150 г/л упаривание провод т в азотнокислой среде при рН 3,5-4,0,

   рН

   5 е

   O-pacmSpp1 A-pacmfp,o2