WO2003043027A1 - Verfahren zur rückgewinnung von 10bor oder dekontamination von bor aus verdampferkonzentraten von druckwasserreaktoren - Google Patents

Verfahren zur rückgewinnung von 10bor oder dekontamination von bor aus verdampferkonzentraten von druckwasserreaktoren Download PDF

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boron
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pressurized water
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Udo Krumpholz
Manfried Lasch
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Udo Krumpholz
Manfried Lasch
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing

Definitions

  • the invention relates to a process for the recovery of 1Q boron or decontamination of boron from evaporator concentrates of nuclear power plants, in particular pressurized water reactors, in which boric acid is obtained in decontaminated form.
  • the water-soluble boric acid H 3 BO 3 contains the neutron absorber 10 B.
  • About 20% of the neutron-active 10 B is present in the natural boron isotope mixture in addition to about 80% 11 B.
  • 10 B is primarily required, the neutron capture cross section of which is 10 ⁇ larger than that of 11 B.
  • the isotope ratio is therefore often 30% 10 B and 70% 11 B raised.
  • Only isotope-pure 10 B is used in newer reactor construction lines. The procurement costs for isotope-pure 10 B-boric acid are quite high, so that the recovery and reuse of the boric acid are of great economic interest.
  • Wastewater containing boron reaches the evaporator systems for nuclear water treatment via the waste water collection system.
  • These boron compounds are not radioactive, but are conditioned according to common practice and are mixed with activity carriers (eg activated corrosion and fission products) for expensive disposal. A minimization of the amount of waste to be disposed of by prior separation active / inactive is usually not done. Attempts have already been made to separate and reuse the boric acid from the evaporator concentrates by means of an esterification process in the form of volatile methyl borate. However, these attempts did not lead to an economically viable method.
  • EP-A-911834 discloses a process for separating boron from the primary cooling circuit of a pressurized water reactor, in which cooling water is removed from the primary cooling circuit and passed through an electrolysis module in which boron is separated from the cooling water by means of anion-selective membranes and membrane electrolysis, without that 7 Li is simultaneously separated by membrane electrolysis by means of cation-selective membranes arranged next to the anion-selective membranes, and in which the diluate emerging from the electrolysis module is fed back into the primary cooling circuit.
  • this membrane electrolysis process also does not enable the economical recovery and reuse of boric acid.
  • the object of the invention was therefore to provide an economically and ecologically sensible process for recovering boric acid from evaporator concentrates from nuclear power plants, in particular pressurized water reactors.
  • the invention relates to a method for recovering 10 boron or decontamination of boron from evaporator concentrates of nuclear power plants, in particular pressurized water reactors, which is characterized in that one
  • the evaporator concentrate which mainly contains sodium borates as boron compounds, is acidified with sulfuric acid to a pH in the range from 3.5 to 5.5
  • the boric acid formed crystallizes out at a temperature in the range from 2 to 5 ° C. and separates,
  • the evaporator concentrates obtained are first freed of any insoluble solids present, e.g. by conventional separation, filtration, centrifugation or decanting.
  • Activated or contaminated corrosion products e.g. Metal oxides such as iron and cobalt oxides separated.
  • the evaporator concentrate usually contains 20 to 25% by weight of dissolved solids, of which 80 to 90% by weight are sodium borates (including meta, ortho, oligo, poly and hydroxoborates) or boric acid.
  • the boron compounds can use the natural isotope ratio (20% 10 B / 80% 11 B). have or B-enriched 10 . In a special embodiment, isotopically pure 10 B can also be used.
  • the suspended matter-free evaporator concentrate is then preferably adjusted to a pH in the range from 3.5 to 5.5 using sulfuric acid 3.5 to 4.5 and in particular about pH 4, acidified. From about pH 5.5, pure boric acid begins to precipitate out as a white precipitate. , ,
  • the concentrate is cooled to a temperature of 2 to 5 ° C, and the concentrate can be agitated (e.g. stirred) to promote the formation of a fine crystalline precipitate.
  • the crystallized boric acid is then separated off in the usual way, e.g. by filtering, centrifuging or decanting.
  • boric acid is obtained in a very high purity and high yield (approx. 90%).
  • the decontamination factor after this first crystallization is approximately 80. If the radioactivity is to be reduced further, the crystallized boric acid can be recrystallized one or more times by dissolving the boric acid in water and crystallized by renewed cooling to 2 to 5 ° C. In this way, decontamination factors of around 140 can be achieved after a single recrystallization.
  • the boric acid obtained can thus be recycled back into the reactor and used as a neutron absorber, or it can, if necessary by additional recrystallization, decontaminate to below the tolerance limits and be disposed of as inactive or weakly active waste , Reuse in the primary cooling circuit is of the greatest economic importance if pure 10 B is used to regulate the power of the reactor.
  • the sodium sulfate solution remaining after the boric acid has been separated off is neutralized and can then be evaporated to obtain the sodium sulfate, which is sent for final storage or intermediate storage.
  • the sodium sulfate solution is concentrated, e.g. from originally 3 to 5% by weight to 15 to 30% by weight, preferably 20 to 25% by weight, and then the sodium sulfate crystallized out.
  • cooling crystallization is preferably used to form the readily crystallizable one
  • Glauber's salt Na 2 SO 4 • 10 H 2 O
  • the concentrated sodium sulfate solution is cooled to a temperature of -5 ° C to 0 ° C, preferably -2 ° C to. 0 ° C, and separates the crystallized Glauber's salt in the usual way, for example by filtering, centrifuging or decanting.
  • 'sodium sulphate which can then be fed to the conventional waste is recovered in the form of decontaminated.
  • a crystallization device which comprises a container for receiving the concentrated sodium sulfate solution and an immersion cooler which has one or more inlets and outlets for a cooling or heating medium and is connected to a cooling or heating unit which does this Provides cooling or heating medium.
  • the immersion cooler is immersed from above into the sodium sulfate solution introduced into the container by a lifting device, for example a pulley, after the cooler has been brought to about 0 by introducing a cooling medium from the cooling or heating unit, for example ethylene glycol / water or saline solution ° C has been cooled.
  • a cooling medium for example ethylene glycol / water or saline solution ° C has been cooled.
  • the sodium sulfate solution is not agitated or stirred during cooling crystallization.
  • the sodium sulfate crystallizes as Glauber's salt (Na 2 SO 4 • 10 H 2 O) from the supersaturated solution and forms uniform crystal layers on the cooling surface of the immersion cooler, which, depending on the crystal costume, still contain up to approx. 10% mother liquor can.
  • the formation of excessively thick crystal layers should be avoided.
  • the crystallization is usually ended after a period of about 8 hours or a maximum crystal layer thickness of about 5 cm.
  • the immersion cooler with the deposited crystal layer is then lifted out of the sodium sulfate solution and left over the container for about 30 minutes in order to allow the adhering mother liquor to drip off.
  • decontamination factors of approximately 10 to 20 are usually achieved; i.e. the specific activity of the Glauber's salt crystals is 10 to 20 times lower than that of the mother liquor.
  • a subsequent recrystallization can be carried out, for example in the form of a cooling crystallization or other suitable type of crystallization. Cooling crystallization is preferably used.
  • the immersion cooler with the deposited Glauber's salt crystals is placed over a bath of deionized (e.g. distilled) water and heated to approx. 33-40 ° C (e.g. 35 ° C) by introducing a heating medium (e.g. warm water).
  • the Glauber's salt crystals melt in their own crystal water, slide into the water bath and dissolve in it.
  • the amount of water is preferably chosen so that the sodium sulfate concentration is close to the saturation range, ie approximately 20 to 30% by weight.
  • the cooling crystallization step is repeated in the manner described above, i.e. the immersion cooler is brought to about 0 ° C. by introducing a cooling medium and immersed in the sodium sulfate solution obtained.
  • the immersion cooler is brought to about 0 ° C. by introducing a cooling medium and immersed in the sodium sulfate solution obtained.
  • the Glauber's salt deposited on the immersion cooler can be obtained by reheating the immersion cooler to> 33 ° C, the salt melting in its own crystal water and falling into a collecting vessel.
  • the described recrystallization by cooling or evaporation crystallization can be repeated one or more times. In practice it has been shown that normally two recrystallizations are sufficient to achieve a sufficiently high decontamination factor of 1000 to 4000! The recrystallization is generally repeated until the desired residual activity is achieved.
  • the white, inactive sodium sulfate obtained in this way can be recycled in a conventional manner and does not have to be disposed of in a costly manner as radioactive waste.
  • the inventive two-stage evaporator concentrate preparation comprising (1) the crystallization and separation of boric acid for reuse or disposal; and (2) the cooling crystallization of the sodium sulfate with subsequent conventional disposal, the amount of waste to be disposed of from pressurized water reactors can be reduced by more than 70%.
  • the remaining mother liquor contains almost all of the radioactivity of the evaporator concentrate treated and can be the evaporation system Nuclear plant fed and concentrated there, for example, 20-25 vol%.
  • the concentrated evaporator concentrate is then subjected to decay storage and can be used again at a later date to increase efficiency.
  • the radioactive operational waste can also be conditioned and sent to the final storage facility.

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Abstract

Die Rückgewinnung von 10Bor oder Dekontamination von Bor aus Verdampferkonzentraten von Kernkraftwerken, insbesondere Druckwasserreaktoren, erfolgt dadurch, dass man (a) das Verdampferkonzentrat, das hauptsächlich Natriumborate als Borverbindungen enthält, mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 5,5 ansäuert; (b) die entstehende Borsäure bei einer Temperatur im Bereich von 2 bis 5°C auskristallisiert und abtrennt, (c) die zurückbleibende Natriumsulfat-Lösung neutralisiert und entweder (i) eindampft oder (ii) aufkonzentriert und das Natriumsulfat auskristallisiert und (d) das Natriumsulfat gewinnt. Die gewonnene Borsäure kann als Neutronenabsorber rezyklisiert oder in dekontaminierter Form entsorgt werden.

Description

Verfahren zur Rückgewinnung von 10Bor oder Dekontamination von Bor aus Verdampferkonzentraten von Druckwasserreaktoren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von 1QBor oder Dekontamination von Bor aus Verdampferkonzentraten von Kernkraftwerken, insbesondere Druckwasserreaktoren, bei dem Borsäure in dekontaminierter Form gewonnen wird. Durch Kopplung an einen Natriumsulfat-Dekontaminationsprozess ist eine äußerst wirtschaftliche Aufbereitung von Verdampferkonzentraten aus Druckwasserreaktoren möglich.
In Druckwasserreaktoren wird ein Teil der Überschußreaktivität durch einen im Hauptkühlmittel homogen verteilten Neutronenabsorber kompensiert. Hierzu wird die in Wasser lösliche Borsäure H3BO3 verwendet, die den Neutronenabsorber 10B enthält. Im natürlichen Bor-Isotopengemisch ist das neutronenwirksame 10B zu etwa 20% neben etwa 80% 11B vorhanden. Zur Leistungsregulierung des Reaktors wird jedoch in erster Linie 10B benötigt, dessen Neutronen-Einfangsquerschnitt um den Faktor 10δ größer ist als der von 11B. Durch Zugabe von isotopenreinem 10B wird daher vielfach das Isotopenverhältnis auf 30% 10B und 70% 11B angehoben. In neueren Reaktor-Baulinien kommt nur isotopenreines 10B zum Einsatz. Die Beschaffungkosten für isotopenreine 10B-Borsäure sind recht hoch, so dass eine Rückgewinnung und Wiederverwendung der Borsäure von hohem wirtschaftlichen Interesse sind.
Borhaltiges Abwasser gelangt über das Abwasser-Sammelsystem in die Verdampferanlagen der nuklearen Wasseraufbereitung. Die dort anfallenden Verdampferkonzentrate enthalten zu einem hohen Massenanteil (20 bis 25%) inaktive Salze, zum Großteil Borsäure, die im neutralen pH-Bereich der Konzentratbehälter in Form gelöster Natriumborate vorliegt. Deren Anteil entspricht ca. 80 bis 90% der Konzentrat-Trockensubstanz. Diese Borverbindungen sind nicht radioaktiv, werden jedoch nach gängiger Praxis konditioniert und im Gemisch mit Aktivitätsträgern (z.B. aktivierte Korrosions- und Spaltprodukte) der teuren Entsorgung zugeführt. Eine Minimierung der endzulagernden Abfallmengen durch vorherige Trennung aktiv/inaktiv wird gewöhnlich nicht vorgenommen. Es hat bereits Versuche gegeben, die Borsäure durch einen Veresterungsprozeß in Form von flüchtigem Borsäuremethylester aus den Verdampferkonzentraten abzutrennen und wiederzuverwerten. Diese Versuche führten jedoch zu keinem ökonomisch nutzbaren Verfahren.
Aus der EP-A-911834 ist ein Verfahren zur Abtrennung von Bor aus dem Primärkühlkreis eines Druckwasserreaktors bekannt, bei dem Kühlwasser aus dem Primärkühlkreis entnommen und durch ein Elektrolysemodul geleitet wird, in dem Bor mittels anionenselektiver Membranen und Membranelektrolyse aus dem Kühlwasser abgetrennt wird, ohne dass gleichzeitig mittels neben den anionenselektiven Membranen angeordneter kationenselektiver Membranen 7Li durch Membranelektrolyse abgetrennt wird, und bei dem man das aus dem Elektrolysemodul austretende Diluat in den Primärkühlkreis zurückspeist. Auch dieses Membranelektrolyseverfahren ermöglicht jedoch keine wirtschaftliche Rückgewinnung und Wiederverwendung von Borsäure.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein ökonomisch und ökologisch sinnvolles Verfahren zur Rückgewinnung von Borsäure aus Verdampferkonzentraten von Kernkraftwerken, insbesondere Druckwasserreaktoren, bereitzstellen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von 10Bor oder Dekontamination von Bor aus Verdampferkonzentraten von Kernkraftwerken, insbesondere Druckwasserreaktoren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man
(a) das Verdampferkonzentrat, das hauptsächlich Natriumborate als Borverbindungen enthält, mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 5,5 ansäuert, (b) die entstehende Borsäure bei einer Temperatur im Bereich von 2 bis 5°C auskristallisiert und abtrennt, (c) die zurückbleibende Natriumsulfat-Lösung neutralisiert und entweder (i) eindampft oder
(ii) aufkonzentriert und das Natriumsulfat auskristallisiert und (d) . das Natriumsulfat gewinnt. Im folgenden wird die Erfindung in näheren Einzelheiten anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die anfallenden Verdampferkonzentrate zunächst von etwa vorhandenen unlöslichen Feststoffen befreit, z.B. durch herkömmliche Separation, Filtration, Zentrifugieren oder Dekantieren. Hierbei werden auch aktivierte oder kontaminierte Korrosionsprodukte, z.B. Metalloxide wie Eisen- und Cobaltoxide, abgetrennt.
Das Verdampferkonzentrat enthält gewöhnlich 20 bis 25 Gew.% gelöste Feststoffe, wovon 80 bis 90 Gew.% auf Natriumborate (einschließlich Meta-, Ortho-, Oligo-, Poly- und Hydroxoborate) bzw. Borsäure entfallen. Die Borverbindungen können hierbei das natürliche Isotopenverhältnis (20% 10B / 80% 11B). aufweisen oder aber 10B-angereichert sein. In einer speziellen Ausführungsform kann auch isotopenreines 10B eingesetzt werden.
Das schwebstofffreie Verdampferkonzentrat, dessen pH-Wert üblicherweise im Neutralbereich (6,5 bis 7,5) liegt oder auf diesen Bereich eingestellt worden ist, wird dann mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 5,5, vorzugsweise 3,5 bis 4,5 und insbesondere ca. pH 4, angesäuert. Hierbei beginnt ab ca. pH 5,5 reine Borsäure als weißer Niederschlag auszufallen. . .
Um eine vollständige Auskristallisation der Borsäure zu erzielen, wird das Konzentrat auf eine Temperatur von 2 bis 5°C abgekühlt, wobei das Konzentrat bewegt (z.B. gerührt) werden kann, um die Bildung eines feinkristallinen Niederschlags zu begünstigen. Die auskristallisierte Borsäure wird dann auf übliche Weise abgetrennt, z.B. durch Filtrieren, Zentrifugieren oder Dekantieren.
Auf diese Weise erhält man Borsäure in sehr hoher Reinheit und hoher Ausbeute (ca. 90%). Der Dekontfaktor liegt nach dieser ersten Auskristallisation bei ca. 80. Soll die Radioaktivität weiter reduziert werden, kann man die auskristallisierte Borsäure ein- oder mehrmals Umkristallisieren, indem man die Borsäure in Wasser löst und durch erneutes Abkühlen auf 2 bis 5°C auskristallisiert. Hierdurch lassen sich nach einmaliger Umkristallisation Dekontfaktoren um 140 erzielen.
Je nach Reinigungs- bzw. Dekontaminationsgrad kann die gewonnene Borsäure somit im Kreislauf wieder in den Reaktor zurückgeführt und als Neutronenabsorber eingesetzt werden oder aber sie kann, gegebenenfalls durch zusätzliches Umkristallisieren, bis unter die Toleranzgrenzen dekontaminiert und als inaktiver oder schwach aktiver Abfall der Entsorgung zugeführt werden. Die Wiederverwendung im Primärkühlkreis ist vor allem dann von größter wirtschaftlicher Bedeutung, wenn zur Leistungsregulierung des Reaktors reines 10B zum Einsatz kommt.
Die nach der Abtrennung der Borsäure zurückbleibende Natriumsulfat-Lösung wird neutralisiert und kann dann zur Gewinnung des Natriumsulfats eingedampft werden, das der End- oder Zwischenlagerung zugeführt wird.
Da hierbei keine Dekontaminationswirkung erzielt wird, ist eine alternative Verfahrensweise bevorzugt, bei der man die Natriumsulfat-Lösung auf konzentriert, z.B. von ursprünglich 3 bis 5 Gew.% auf 15 bis 30 Gew.%, vorzugsweise 20 bis 25 Gew.%, und dann das Natriumsulfat auskristallisiert. Hierbei wendet man vorzugsweise eine Kühlkristallisation unter Bildung des gut kristallisierbaren
Glaubersalzes (Na2SO4 • 10 H2O) an. Zu diesem Zweck kühlt man die aufkonzentrierte Natriumsulfat-Lösung auf eine Temperatur von -5°C bis 0°C, vorzugsweise -2°C bis. 0°C, ab und trennt das auskristallisierte Glaubersalz auf übliche Weise ab, z.B. durch Filtrieren, Zentrifugieren oder Dekantieren. Hierbei wird 'Natriumsulfat in dekontaminierter Form gewonnen, das anschließend der konventionellen Entsorgung zugeführt werden kann.
Um eine besonders hohe Dekontaminationswirkung zu erzielen und den Einschluß radioaktiver Komponenten in die Glaubersalz-Kristalle zu minimieren, ist es besonders bevorzugt, die Kühlkristallisation mit Hilfe eines Eintauchkühlers durchzuführen. Hierzu bedient man sich einer Kristallisationsvorrichtung, die einen Behälter zum Aufnehmen der aufkonzentrierten Natriumsulfat-Lösung und einen Eintauchkühler umfaßt, der einen oder mehrere Einlasse und Auslässe für ein Kühl- bzw. Heizmedium aufweist und mit einem Kühl- bzw. Heizaggregat verbunden ist, welches das Kühl- bzw. Heizmedium bereitstellt. Der Eintauchkühler wird durch eine Hebevorrichtung, z.B. einen Flaschenzug, von oben in die in den Behälter eingebrachte Natriumsulfat-Lösung eingetaucht, nachdem der Kühler durch Einleiten eines Kühlmediums aus dem Kühl- bzw. Heizaggregat, z.B. Ethylenglycol/Wasser oder Salzlösung, auf ca. 0°C abkühlt worden ist. Die Natriumsulfat-Lösung wird während der Kühlkristallisation nicht bewegt oder gerührt.
Unter den genannten Bedingungen kristallisiert das Natriumsulfat als Glaubersalz (Na2SO4 • 10 H2O) aus der übersättigten Lösung aus und bildet auf der Kühlfläche des Eintauchkühlers gleichmäßige Kristallschichten, die in Abhängigkeit von der Kristalltracht noch bis zu ca. 10% Mutterlauge enthalten können. Die Bildung übermäßig dicker Kristallschichten sollte vermieden werden. Gewöhnlich beendet man die Kristallisation nach einer Dauer von ca. 8 Stunden bzw. einer maximalen Kristallschichtdicke von ca. 5 cm.
Der Eintauchkühler mit der abgeschiedenen Kristallschicht wird dann aus der Natriumsulfat-Lösung gehoben und noch ca. 30 Minuten über dem Behälter belassen, um die anhaftende Mutterlauge abtropfen zu lassen. Üblicherweise werden bei dieser Kühlkristallisation Dekontaminationsfaktoren von ca. 10 bis 20 erreicht; d.h. die spezifische Aktivität der Glaubersalz-Kristalle ist um den Faktor 10 bis 20 geringer als die der Mutterlauge.
Falls dies bei hohen Ausgangsaktivitäten nicht ausreichend ist, um inaktives Natriumsulfat zu erhalten, kann eine anschließende Umkristallisation durchgeführt werden, z.B. in Form einer Kühlkristallisation oder anderen geeigneten Kristallisationsart. Vorzugsweise wird eine Kühlkristallisation angewandt. Zu diesem Zweck wird der Eintauchkühler mit den abgeschiedenen Glaubersalz-Kristallen über ein Bad aus deionisiertem (z.B. destilliertem) Wasser gebracht und durch Einleiten eines Heizmediums (z.B. warmes Wasser) auf ca. 33-40°C (z.B. 35°C) erwärmt. Hierbei schmelzen die Glaubersalz-Kristalle in ihrem eigenen Kristallwasser, gleiten in das Wasserbad und lösen sich darin auf. Die Wassermenge wird vorzugsweise so gewählt, daß die Natriumsulfat-Konzentration nahe dem Sättigungsbereich liegt, d.h. bei ca. 20 bis 30 Gew.-%.
Im Anschluß darin wird der Kühlkristallisationsschritt auf die oben beschriebene Weise wiederholt, d.h. der Eintauchkühler wird durch Einleiten eines Kühlmediums auf ca. 0°C -gebracht und in die erhaltene Natriumsulfat-Lösung getaucht. Auch hier erhält man nach ca. 8 Stunden eine gediegene Kristallschicht aus nunmehr gereinigtem Glaubersalz.
Die Gewinnung des auf dem Eintauchkühler abgeschiedenen Glaubersalzes kann durch erneutes Erwärmen des Eintauchkühlers auf >33°C erfolgen, wobei das Salz in seinem eigenen Kristallwasser schmilzt und in ein Auffanggefäß fällt.
Die beschriebene Umkristallisation durch Kühl- oder Verdampfungskristallisation kann ein- oder mehrmals wiederholt werden. In der Praxis hat sich gezeigt, daß normalerweise zwei Umkristallisationen genügen, um einen ausreichend hohen Dekontaminationsfaktor von 1000 bis 4000 zu erzielen! Generell wird die Umkristallisation solange wiederholt, bis die gewünschte Restaktivität erreicht ist.
Das so erhaltene weiße, inaktive Natriumsulfat kann auf konventionelle Weise verwertet werden und muß nicht auf kostspielige Weise als radioaktiver Betriebsabfall entsorgt werden.
Durch die erfindungsgemäße zweistufige Verdampferkonzentrat-Aufbereitung, umfassend (1) die Auskristallisation und Abtrennung von Borsäure zur Wiederverwendung oder Entsorgung; und (2) die Kühlkristallisation des Natriumsulfats mit anschließender konventioneller Entsorgung, können die endzulagernden Abfall- mengen aus Druckwasserreaktoren um mehr als 70% reduziert werden.
Die zurückbleibende Mutterlauge enthält nahezu die gesamte Radioaktivität des behandelten Verdampferkonzentrats und kann dem Verdampfungssystem der kerntechnischen Anlage zugeführt und dort auf z.B. 20-25 Vol% eingeengt werden. Das aufkonzentrierte Verdampferkonzentrat wird anschließend einer Abklinglagerung unterzogen und kann zu einem späteren Zeitpunkt zur Effizienzsteigerung erneut angewandt werden. Alternativ kann man den radioaktiven Betriebsabfall auch konditionieren und der Endlagerüng zuführen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
.1. Verfahren zur Rückgewinnung von 10Bor oder Dekontamination von Bor aus Verdampferkonzentraten von Kernkraftwerken, insbesondere Druckwasser- reaktoren, dadurch gekennzeichnet, dass man
(a) das Verdampferkonzentrat, das hauptsächlich Natriumborate als Borverbindungen enthält, mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 5,5 ansäuert, (b) die entstehende Borsäure bei einer Temperatur im Bereich von 2 bis
5°C auskristallisiert und abtrennt, (c) die zurückbleibende Natriumsulfat-Lösung neutralisiert und entweder (i) eindampft oder
(ii) aufkonzentriert und das Natriumsulfat auskristallisiert und (d) das Natriumsulfat gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampferkonzentrat mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert von ca. 4 eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetrennte Borsäure ein- oder mehrmals umkristallisiert wird.
4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Natriumsulfat in Variante (ii) durch Kühlkristallisation in Form von
Glaubersalz gewonnen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkristallisation bei Temperaturen von -5°C bis 0°C, vorzugsweise -2°C bis 0°C durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkristallisation mit Hilfe eines Eintauchkühlers durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das an dem Eintauchkühler abgeschiedene Glaubersalz umkristallisiert wird, indem man in den Eintauchkühler abwechselnd ein Heiz- oder Kühlmedium einleitet.
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