Способ переработки жидких радиоактивных отходов низкого уровня активности

Авторы патента:

G21F9/04 - обработка жидких радиоактивных отходов

C02F1/62 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

Владельцы патента RU 2256965:

ФГУП "Производственное объединение "Маяк" (RU)

Изобретение относится к области переработки радиоактивных отходов. Сущность изобретения: способ переработки жидких радиоактивных отходов низкого уровня активности включает внесение в перерабатываемый раствор суспензии магнетита, полученного электроэрозионным диспергированием железосодержащего сырья в дистиллированной воде. Корректируют рН раствора щелочью до 11-12, осуществляют выделение осадка и его отверждение. Декантат очищают магнитной сепарацией с последующей очисткой ионным обменом. Преимущество изобретения заключается в повышении эффективности очистки. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способу переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) низкого уровня активности, содержащих взвешенные и коллоидные загрязнения, и может быть использовано преимущественно в атомной энергетике и на радиохимических производствах. Изобретение может быть использовано для очистки сточных вод от радионуклидов.

Известны способы очистки воды, включающие соосаждение с гидроксидом железа с последующей доочисткой декантата ионным обменом [А.С.Никифоров, В.В.Куличенко, М.И.Жихарев. Обезвреживание радиоактивных отходов. М.: Энергоатомиздат, 1985]. Недостатками этого способа являются образование большого объема гидратно-шламовой пульпы, которую необходимо локализовать, повышение концентрации солей в декантатах, что вызывает снижение фильтроцикла ионообменных колонн и качества очистки воды от радионуклидов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки воды магнетитом, полученным электроэрозионным диспергированием черных металлов [Патент РФ №2019521 С1, кл. С 02 F 1/58, 1/62]. Процесс очистки заключается в добавлении в слабо кислый или нейтральный раствор суспензии магнетита, перемешивании, корректировки рН раствора до 7,7-9,5 и отделении осадка.

Недостатком данного способа является его ограниченная применимость. Способ применим только для растворов, в которых радионуклиды находятся в связанном коллоидно-дисперсном состоянии. Кроме того, рекомендуемый в способе диапазон рН не является оптимальным для очистки растворов от радионуклидов. Образующиеся в результате электроэрозионного способа частицы магнетита обладают микронными и субмикронными размерами, что может привести к проскоку частиц магнетита с сорбированными на них радионуклидами либо в очищенную воду во время декантации на стадии отделения осадка, либо на дополнительные стадии очистки. В результате происходит снижение эффективности процесса очистки ЖРО.

Технической задачей изобретения является создание способа переработки низкоактивных ЖРО, позволяющего повысить эффективность очистки раствора от радионуклидов на стадии обработки воды магнетитом, повысить эффективность разделения осадка магнетита и очищенного раствора, предотвратить попадание осадка магнетита в очищенный раствор или на дополнительную очистку.

Поставленная задача решается способом, который заключается в том, что очистку ЖРО от радионуклидов проводят суспензией магнетита, полученного электроэрозионным диспергированием железосодержащего сырья, при рН=11-12. В качестве железосодержащего сырья могут быть использованы лом черных металлов или железорудные окатыши. Для предотвращения проскока частиц магнетита в очищенную воду или на дополнительную очистку раствор после декантации проходит магнитную сепарацию.

Описываемый способ переработки жидких радиоактивных отходов низкого уровня активности реализуется следующим образом. В перерабатываемый раствор вносится суспензия магнетита и добавляется щелочь для корректировки рН раствора до рН=11-12. Радионуклиды, находящиеся в коллоидно-дисперсном состоянии, сорбируются на частицах магнетита. После отстаивания раствор декантируют и направляют на дополнительную очистку от растворимых форм радионуклидов известными способами, например сорбционными или мембранными, а осадок направляют на отверждение. Для предотвращения проскока в очищенный раствор и гарантированного выделения частиц магнетита перед стадией дополнительной очистки используется магнитная сепарация.

Магнетит, полученный электроэрозией, по своим сорбционным свойствам не уступает традиционным коллекторам на основе гидроксидов железа. Для очистки растворов от радионуклидов оптимальным для использования магнетита является диапазон рН=11-12.

Результаты очистки жидких радиоактивных растворов низкого уровня активности с помощью магнетита при различных значениях рН раствора приведены в таблице.

Результаты очистки жидких радиоактивных отходов магнетитом, полученным электроэрозионным способом

рН раствора	Степени сорбции радионуклидов, %
⁹⁰Sr	¹³⁷Cs	⁶⁰Co	²⁴¹Am
Предлагаемый способ - адсорбция на магнетите при Т:Ж=200 мг/л
4,8	0,0	0,0	0,0	91,2
6,4	0,0	0,0	5,0	96,4
7,6	2,0	8,3	15,0	98,0
8,8	24,6	9,0	30,2	96,1
10,0	72,6	25,0	55,0	99,0
11,0	93,9	34,0	77,0	99,0
12	96,0	36,3	85,2	99,4
Примечание: Т:Ж - отношение твердой фазы к жидкой, мг/л

Пример. Исходный раствор объемом 20 л, объемной α-активностью 2,0_*10³ Бк/л, объемной β-активностью 5,1_*10⁴ Бк/л после добавления 200 мг/л (по сухому веществу) суспензии магнетита, полученного электроэрозионным диспергированием железосодержащих материалов, и корректировки рН поступает в отстойник. В результате после осаждения в течение 1 часа и декантации получен раствор с удельной α-активностью 12 Бк/л, объемной β-активностью 2,5_*10³ Бк/л, который подается на дополнительную очистку ионным обменом, и осажденная суспензия (пульпа) объемом 0,1 л, влажностью около 90% и плотностью 1,1 г/см³, объемной α-активностью 4_*10⁵Бк/л, объемной β-активностью 9,2_*10⁶ Бк/л, которая поступает на отверждение известными методами (цементирование).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет переработать ЖРО низкого уровня активности, повысить эффективность очистки раствора от радионуклидов, провести разделение осадка магнетита от очищенного раствора и гарантированно предотвратить попадание частиц магнетита в очищенный раствор или на дополнительную очистку.

1. Способ переработки жидких радиоактивных отходов низкого уровня активности, включающий внесение в перерабатываемый раствор суспензии магнетита, полученного электроэрозионным диспергированием железосодержащего сырья в дистиллированной воде, корректировку рН раствора щелочью, выделение осадка, который отправляется на отверждение, и очистку декантата, отличающийся тем, что рН раствора корректируют щелочью до 11-12, перед дополнительной очисткой декантат очищают магнитной сепарацией.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сырья для получения магнетита используются железорудные окатыши или лом черных металлов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительную очистку проводят ионным обменом.

Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных отходов. .

Способ дезактивации растворов от естественных радионуклидов // 2246772

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к технологии неорганических веществ, и может быть использовано для переработки обезвреживания и дезактивации радиоактивных отходов производства, содержащих Th-232 и дочерние продукты его распада (Ra-228, Ra-224), а также РЗЭ, Fe, Cr, Mn, Al, Ti, Zr, Nb, Та, Са, Mg, Na, К и др.

Способ электрохимического выделения палладия из азотнокислых растворов // 2235374

Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных отходов, в частности, к способам извлечения из них благородных металлов. .

Способ переработки радиоактивных пульп и осадков соединений марганца (iv), (vi) // 2234153

Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных отходов. .

Способ экстракционного извлечения долгоживущих радионуклидов из жидких радиоактивных отходов // 2224309

Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных отходов. .

Способ переработки высокотоксичных растворов и вод, устройство для его осуществления // 2223923

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано при очистке и концентрировании токсичных растворов, в том числе радиоактивных высокого уровня активности.

Способ утилизации жидких азотнокислых отходов, содержащих в своём составе сульфат - ионы // 2217823

Изобретение относится к области утилизации жидких отходов, в частности к способам утилизации жидких азотнокислых отходов, содержащих в своем составе радиоактивные вещества.

Способ дезактивации растворов и/или пульп с повышенным содержанием естественных радионуклидов // 2208852

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для обезвреживания и дезактивации радиоактивных растворов и сточных вод, содержащих Th-232 и дочерние продукты его распада (Ra-228, Ra-224) в количествах, превышающих установленные НРБ и ОСПРБ, а также РЗЭ, Sc, Fe, Cr, Mn, Al, Ti, Zr, Nb, Ta, Ca, Mg, Na, K и др.

Способ осаждения диоксида технеция из растворов от переработки облученного ядерного топлива атомных электростанций // 2201896

Изобретение относится к области радиохимической технологии, а именно к переработке водно-хвостовых азотнокислых растворов, образующихся при регенерации облученного ядерного топлива (ОЯТ) и содержащих технеций.

Способ переработки урансодержащих твердых и/или жидких отходов // 2200992

Изобретение относится к переработке урансодержащих твердых и/или жидких отходов. .

Деаэрационная установка // 2256622

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных установках. .

Деаэрационная установка // 2256621

Деаэрационная установка // 2256620

Деаэрационная установка // 2256619

Катализатор, способ его приготовления и способ полного окисления фенола // 2256498

Изобретение относится к области химической промышленности и защиты окружающей среды и может быть использовано для очистки сточных вод от фенола, опасного для здоровья человека и окружающей среды, путем окисления пероксидом водорода при 50-70°С.

Фильтровальный материал // 2256483

Изобретение относится к очистке жидкостей и газов от твердых частиц и может быть использовано в химической, нефтехимической и металлургической, автомобильной и других отраслях промышленности, использующих фильтры в основном и вспомогательном производстве, в экологических процессах очистки сточных вод и дымовых газов, при разливе нефти из танкеров, нефтепроводов и нефтехранилищ, а также для сбора нефтепродуктов с поверхности воды.

Опреснительная установка // 2255902

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию при создании гидромелиоративных систем с замкнутым циклом водооборота, а также к промышленному и сельскохозяйственному водоснабжению.

Способ регенерации фторсодержащих эмульгаторов // 2255807

Изобретение относится к очистке сточных вод производства фторсодержащих полимеров. .

Способ и устройство для непрерывного удаления катионов металлов из жидкости с помощью смол, содержащих полиазациклоалканы, привитые на носителе // 2255806

Изобретение относится к способу и устройству для удаления катионов металлов, содержащихся в жидкости, в котором указанную жидкость приводят в контакт при температуре выше или равной 60°С с образующей хелаты ионообменной смолой, сформированной из полиазациклоалканов, привитых на носителе, причем до указанного контактирования упомянутую смолу подвергают кондиционированию при значении рН от 4 до 6.

Блочно-модульное устройство для очистки поверхностных вод, отводимых с сельскохозяйственных угодий // 2255186

Изобретение относится к охране вод, в частности к задаче предотвращения загрязнения водного бассейна поверхностными водами, отводимыми с сельскохозяйственных угодий.

Способ регенерации слабокислотных карбоксильных катионитов // 2257265

Изобретение относится к области водоочистки, а именно к способам регенерации катионобменных смол (катионитов), используемых для умягчения воды