Способ утилизации сбросных растворов в производстве тетрафторида урана


 


Владельцы патента RU 2521606:

Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (RU)

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для утилизации маточников, образующихся при получении тетрафторида урана из азотнокислых растворов с использованием процессов экстракции, реэкстракции и термообработки соединений урана, получаемых из реэкстрактов с получением диоксида урана и дальнейшей его обработкой хлоридно-фторидными растворами. Способ утилизации оборотных маточных растворов производства тетрафторида урана, включающий их смешение при значениях pH 4,0-5,2 барботажем воздухом до стабилизации значения pH и обработку гидроксидом натрия при значениях pH 10,5-11,0, отделение урансодержащих осадков от растворов с последующим возвратом их на стадию выщелачивания исходных продуктов, отстой сбросных растворов на хвостохранилище и закачку отстоявшейся части растворов в подземные горизонты. Техническим результатом является снижение расхода азотной кислоты, гидроксида натрия и извести, сокращение сброса жидких отходов на хвостохранилище. 2 з. п. ф-лы, 6 табл.

 

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для утилизации сбросных растворов при получении тетрафторида урана (ТФУ) из азотнокислых растворов выщелачивания концентратов с использованием процессов экстракции, реэкстракции и термообработки соединений урана, получаемых из реэкстрактов с получением диоксида урана и дальнейшей его обработкой фторидно-хлоридными растворами.

В схеме производства ТФУ (с экстракционным аффинажем азотнокислых выщелачивающих растворов трибутилфосфатом (ТБФ) и последующей твердофазной реэкстракцией раствором карбоната аммония) уран осаждается из растворов в виде кристаллов трикарбонатуранилата аммония (АУТК). Полученный осадок подвергается прокалке с получением UO2, который направляется на получение ТФУ путем обработки его раствором смеси соляной и плавиковой кислот.

В данной схеме образуются три вида сбросных растворов, содержащих уран и требующих специальной переработки:

- рафинаты - азотнокислые растворы с концентрацией азотной кислоты от 50 до 100 г/дм3 по HNO3 и урана до 100 мг/дм3;

- фторидно-хлоридные маточные растворы (ФХМ) после получения ТФУ с концентрацией HF до 5 г/дм3, HCl до 50 г/дм3 и урана до 8 г/дм3;

- карбонатные маточные растворы (КМ), образующиеся в результате твердофазной реэкстракции урана из насыщенного ТБФ и отделения кристаллов АУТК с содержанием карбоната аммония до 60 г/дм3, урана до 8 г/дм3 и избыточного аммиака до 20 г/дм3.

Известны способы утилизации маточников уранового производства путем нейтрализации щелочных реагентов с последующим отделением осадка и сбросом осветленной части на хвостохранилище.

Наиболее близким аналогом заявляемому техническому решению является известный способ утилизации оборотных растворов уранового производства, включающий обработку щелочью или известковым «молоком», отделение урансодержащих осадков от растворов и возврат их на стадию выщелачивания исходных продуктов, осветление сбросных растворов на хвостохранилище [Сабрекова О.Г., Сырцов С.Ю. Способы подготовки оборотных растворов производства тетрафторида урана к сбросу. Материалы отраслевой научно-технической конференции, посвященной 50-летию Северской государственной технологической академии, 18-22 мая 2009 г. «Технология и автоматизация атомной энергетики и промышленности ТААЭП-2009», Северск, 2009. С.26].

По известному способу:

- рафинаты (азотнокислые растворы) нейтрализуют известковым «молоком» и сбрасывают на хвостохранилище;

- КМ подвергают нагреву для разрушения карбоната аммония и отгонки аммиака и углекислого газа, кубовый остаток обрабатывают известковым «молоком» с целью осаждения урана и фильтруют, после чего осадки возвращают в технологический цикл, а осветленную часть сбрасывают на хвостохранилище;

- ФХМ нейтрализуют известковым «молоком» или раствором гидроксида натрия и фильтруют, затем осадки возвращают в технологический цикл, осветленную часть сбрасывают на хвостохранилище.

Данный метод переработки позволяет предотвратить попадание отработанных растворов в поверхностные водоемы и перевести большинство токсичных и радиоактивных поливалентных металлов из жидкой фазы в твердую. После заполнения хвостохранилища образовавшиеся осадки будут надежно изолированы от контакта с окружающей средой.

Основные недостатки данного способа заключаются в следующем:

- каждый вид маточных растворов перерабатывается отдельно, что приводит к необоснованному увеличению числа единиц оборудования, включающего реакторы, отстойники, фильтры и т.д.;

- значительный расход реагентов, в частности извести, гидроксида натрия и флокулянтов, электроэнергии, пара;

- высокое остаточное содержание урана после обработки КМ (более 100 мг/л);

- повышенный сброс жидких отходов на хвостохранилище за счет разбавления маточников известковым «молоком»;

- большое количество примесей, возвращаемых в технологический цикл с выделенными осадками (в том числе карбоната кальция, поступающего с известковым «молоком»), что приводит к существенному увеличению расхода азотной кислоты при их растворении и снижению качества ТФУ.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение расходов азотной кислоты, извести и гидроксида натрия, снижение энергозатрат на переработку растворов, сокращение объемов сброса пульп на хвостохранилище.

Технический результат достигается утилизацией оборотных маточных растворов производства тетрафторида урана, включающий операцию осаждения урана из растворов путем их нейтрализации, отличающийся тем, что кислые хлоридно-фторидные маточные растворы от производства тетрафторида урана и/или рафинаты, образующиеся при экстракции урана из азотнокислых растворов фосфорорганическими соединениями, совместно обрабатываются карбонатными маточниками, образующимися при реэкстракции урана и осаждении трикарбонатуранилата аммония, с продувкой растворов воздухом и доосаждением урана гидроксидом натрия при величине pH 8,0-12,0.

При нейтрализации ФХМ и/или рафинатов на первой ступени переработки до величины pH 4,0-5,2 расходуется наибольшее количество нейтрализующего агента от общего количества необходимого для полной нейтрализации, поэтому процесс ведут до указанных пределов pH. При более низких значениях pH резко сокращается расход pH, повышение же значений pH выше указанных значений приводит к неполному осаждению урана из растворов. Это же наблюдается при нейтрализации кислых растворов карбонатным маточником до значений pH ниже 4,0. Продувка воздухом необходима для разрушения карбонат- и бикарбонат-ионов и их удаления из растворов в виде CO2. Если раствор не подвергать продувке воздухом, уран, связанный в карбонатный комплекс, осаждаться не будет. На второй ступени нейтрализации растворы (пульпы) нейтрализуются раствором гидроксида натрия до значения pH 8,0-12,0. Использование гидроксида натрия вместо известкового «молока» связано с тем, что при введении NaOH не происходит осаждения фтора (в виде флюорита) вместе с ураном. Фтор практически весь (на 90-95%) остается в растворе. Поэтому возврат полученных урансодержащих осадков на выщелачивание не будет приводить к увеличению концентрации фтора в растворе и ухудшению показателей экстракции. При поддержании на второй ступени значения pH ниже 8,0 снижается степень осаждения урана, выше 12,0 - происходит необоснованный расход щелочи. При нейтрализации гидроксидом натрия пульпа воздухом не продувается, так как в этом случае эффекта повышения степени осаждения урана не наблюдается.

В патентной и научно-технической литературе отсутствуют сведения о совместной обработке сбросных растворов производства ТФУ. Следовательно, предложенное техническое решение характеризуется новизной и обладает существенными отличиями.

Таким образом, анализ предложенного технического решения показывает, что между отличительными признаками заявляемого способа и достигаемым при этом результатом существует новая причинно-следственная связь: наличие данных признаков в заявленном способе обеспечивает получение положительного эффекта, а отсутствие этих признаков не дает получить эффект, поставленный целью изобретения.

Сопоставление эффективности предложенного и ранее известного способа (прототипа) приведено в примерах.

Пример 1. В данном примере приводятся результаты, показывающие область значений pH, при которых происходит наиболее полное осаждение урана из маточных растворов при их совместной переработке и обосновывается необходимость продувки воздухом кислых растворов после их нейтрализации КМ.

Совместно перерабатывали:

- рафинаты и КМ;

- ФХМ и КМ;

- смеси рафинатов с ФХМ и КМ.

С целью изучения зависимости остаточной концентрации урана от значения pH (таблица 1) был поставлен ряд опытов, в которых проводилась нейтрализация рафинатов раствором карбоната аммония (иммитатом карбонатного маточного раствора) до определенного значения pH (pHисх), после чего через раствор барботировался воздух до стабилизации значения pH (pHК0Н). В отделенном от осадка растворе была определена остаточная концентрация урана.

Таблица 1
Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) в обработанных растворах от значения pHисх при нейтрализации рафинатов КМ с последующей продувкой воздухом
№ п/п Параметры осаждения
pHисх рНК0Н Количество урана в осадке, г Си в растворе, мг/дм3
1 3,50 3,62 нет 1940
2 3,6 3,74 нет 1900
3 3,80 3,91 нет 1856
4 3,90 4,06 нет 1778
5 4,00 4,72 0,140 22,8
6 4,10 4,74 0,142 22,6
7 4,20 4,75 0,144 22,4
8 4,30 5,22 0,140 22,4
9 4,40 5,31 0,138 20,2
10 4,50 5,42 0,136 21,3
11 4,60 5,63 0,133 18,6
12 4,70 5,85 0,130 18,6
13 4,80 6,26 0,136 8,3
14 4,90 6,83 0,138 2,5
15 5,00 7,13 0,138 1,9
16 5,10 7,48 0,137 3,2
17 5,20 7,65 0,135 13,9
18 5,30 7,72 0,128 40,2
19 5,40 7,84 0,115 232,2
20 5,50 7,89 0,104 382,0

Для проведения эксперимента брали по 100 мл раствора с содержанием азотной кислоты 70 г/дм3 и урана 2 г/дм3, который заливали в стаканы объемом 200 мл. В стакан с раствором помещался барботер. Из бюретки в стакан подавали раствор карбоната аммония и одновременно вводился воздух. Перемешивание раствора осуществляли с помощью магнитной мешалки.

Результаты опытов показали, что наиболее полно уран из рафинатов осаждается в области значений pHисх от 4,0 до 5,2. Дебаланс в количестве осажденного урана и остаточной его концентрации в растворе связан с разбавлением за счет введения раствора карбоната аммония.

Следует отметить, что без продувки воздухом нейтрализованных растворов уран практически не осаждается, и только в области значения pH 5 появляется небольшая взвесь с переходом урана в осадок из раствора в пределах 15% от его общего количества. Дальнейшая нейтрализация до pH 11,5 гидроксидом натрия не приводит к доосаждению урана.

Для повышения степени извлечения урана из раствора в осадок предлагается использование комбинированного осаждения: сначала после нейтрализации рафината КМ и барботажа воздуха до стабилизации значения pH (pH1) (при этом основная часть урана переходит в осадок), оставшийся в растворе уран доосаждается дальнейшей нейтрализации раствора щелочью (20%-ным раствором NaOH) до значения рН2 (таблица 2).

Таблица 2
Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) в обработанных растворах от значения pHисх при нейтрализации рафинатов КМ с продувкой воздухом и обработкой раствором гидроксида натрия
№ п/п pHисх pHК0Н C0 в смеси мг/дм3 Концентрация урана в растворе (мг/дм3) после обработки гидроксидом натрия до величины pH2
pH 8 pH 9 pH 10 pH 11 pH 11,5
5. 4,00 4,72 22,8 20,4 16,1 6,6 6,5 6,5
6. 4,30 5,22 22,4 18,0 16,0 6,3 6,0 6,0
7. 4,40 5,31 20,2 16,1 14,1 6,0 5,9 5,9
8. 4,50 5,42 21,3 14,3 12,2 10,0 5,0 5,0
9. 4,60 5,63 18,6 14,6 10,2 9,8 5,2 5,2
10. 4,70 5,85 18,6 12,6 10,1 9,5 5,0 5,0
11. 4,80 6,26 8,3 5,5 4,3 3,1 3,1 2,5
12. 4,90 6,83 2,5 1,2 0,9 0,8 0,6 0,6
13. 5,00 7,13 1,9 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6
14. 5,10 7,48 3,2 2,0 1,5 1,3 1,0 0,9
15. 5,20 7,65 13,9 3,3 3,1 2,5 1,4 1,1
16. 5,30 7,72 43,3 40,0 40,1 40,2 40,1 40,1
17. 5,40 7,84 232,2 104 77 63 51 42
18. 5,50 7,89 382,0 320 289 177 150 156

Результаты опытов показывают, что рафинаты, нейтрализованные КМ до значений pH 4,0-5,2 с барботажом воздуха после дополнительной обработки гидроксидом натрия содержат значительно меньше урана, чем без обработки щелочью.

При нейтрализации ФХМ с помощью КМ и дальнейшем пропускании воздуха через раствор осадок не выпадает, что связано с образованием устойчивых фторидных и хлоридных комплексов уранила. При низких значениях pH эти комплексы препятствуют переходу урана в осадок. Поэтому для осаждения урана необходима нейтрализация щелочью до более высоких значений pH, чем в случае с рафинатами. Исходный ФХМ (значение pH составляло 1,81) был нейтрализован КМ значения до pHисх, затем через раствор был пропущен воздух до стабилизации значения pH (pH1), после чего была добавлена щелочь (20% раствор NaOH) до значения рН2. После фильтрации раствор был проанализирован на содержание урана. Результаты опытов представлены в таблице 3.

Таблица 3
Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) от значения pHисх при нейтрализации ФХМ
pHисх 3,51 4,02 4,60 4,80 4,90 5,00 5,10 5,20 5,4
pH1 4,1 4,4 4,62 4,84 4,94 5,03 5,13 5,40 6,0
рН2 11,60 11,58 11,63 11,65 11,60 11,56 11,59 11,55 11,6
Cu в растворе, мг/дм3 213,5 17,6 15,3 1,71 1,22 0,98 0,98 0,98 42,5

Результаты опытов показывают, что используя данный метод, можно достичь достаточно полного осаждения урана при нейтрализации ФХМ КМ в области значений pH 4,0-5,2.

Далее приведен пример осаждения урана из смеси всех трех типов маточных растворов. Для этого были приготовлены смеси азотнокислого рафината ФХМ в объемных соотношениях 1:1 и 1:2, которые затем нейтрализовались КМ.

В опытах с такими смесями осаждения урана простым пропусканием воздуха достичь не удавалось. Как и в случае со ФХМ, для осаждения приходилось использовать раствор щелочи. Эксперименты проводились таким же образом, как и с одними ФХМ. Результаты представлены в таблицах 4 и 5.

Таблица 4
Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) от значений pHисх при нейтрализации смеси рафинатов и ФХМ в соотношении 1:1 КМ
pHисх 3,50 4,02 4,80 4,90 5,00 5,10 5,20 5,50
pH1 3,77 4,25 4,87 4,98 5,09 5,18 5,28 6,1
pH2 11,7 11,62 11,66 11,58 11,59 11,6 11,5 11,44
Cu в растворе, мг/дм3 64,6 5,52 2,20 1,96 1J1 1,47 1,71 48,6
Таблица 5
Зависимость остаточной концентрации урана (Cu) от значений pHисх при нейтрализации смеси рафинатов и ФХМ в соотношении 1:2 КМ
pHисх 3,50 4,00 4,80 4,90 5,00 5,10 5,20 5,45
pH1 3,80 4,22 4,85 4,96 5,05 5,18 5,30 5,55
рН2 11,66 11,60 11,61 11,60 11,60 11,58 11,55 11,60
Cu в растворе, мг/дм3 55,7 3,43 1,96 1,96 1,22 1,22 2,44 44,35

Пример 2. В стаканы объемом 1 л поместили мешалку и электроды pH-метра. В три стакана заливали по 0,5 л производственного раствора рафината состава по основным компонентам: азотная кислота 60 г/дм3, нитрат аммония около 100 г/дм2, урана 0,11 г/дм2, железа 10 г/дм2. В другие четыре стакана вводили такой же объем ФХМ состава: 40 г/дм3 соляной кислоты, 2 г/дм2 плавиковой кислоты и 6 г/дм2 урана. Для следующего эксперимента использовали смесь ФХМ и рафината в соотношении 1:1 и 2:1. Каждую из этих смесей также заливали в три стакана.

Все перечисленные партии растворов подвергались обработке по следующим схемам:

1. Нейтрализация 10% известковым «молоком».

2. Нейтрализация КМ до значения pH 5,0 с последующей нейтрализацией 20% раствором гидроксида натрия до значения pH 10,5.

3. Нейтрализация КМ до значения pH 5,0 с последующей продувкой воздухом в течение 20-30 мин до стабилизации значения pH около 7 и нейтрализацией 20% раствором гидроксида натрия до значения pH 10,5.

4. В дополнение к перечисленным способам нейтрализации ФХМ обрабатывались только 20% раствором гидроксида натрия до значения pH 11,5.

КМ имел следующий состав: карбонат аммония 79 г/дм3, уран - 3,2 г/дм3.

Как видно из представленных результатов (таблица 6), при совместной обработке маточных растворов остаточная концентрация урана несколько выше, чем при обработке известью или гидроксидом натрия.

Таблица 6
Результаты обработки сбросных растворов различными методами.
Перерабатываемый раствор Состав раствора Схема обработки растворов Удельный расход реагента, мл/дм3 Остаточное содержание урана, мг/дм3 Объем раствора после нейтрализации, мл
Рафинат HNO3 - 60 г/дм3, NH4NO3 95 г/дм3, U (VI) 0,11 г/дм3, Fe (III) 10 г/дм3 1 схема 380 3 690
2 схема 368 КМР до pH 4,95+6,6 NaOH 1960 874,6
3 схема 368 КМР - до pH 4,9 продувка воздухом до pH 6,9+4,2 мл 20% NaOH до pH 11 9,7 872,2
ФХМ HCl - 40 г/дм3, HF - 2 г/дм3, U (VI) - 6 г/дм3 1 схема 410 Около 1 705
2 схема 385 КМР до pH 4,9+6,8 NaOH 4150 585
3 схема 385 КМР - до pH 4,85 продувка воздухом до pH 6,85+4,5 мл 20% NaOH до pH 11 5,4 589,5
4 схема 20% раствор NaOH Около 1 530
Смесь ФХМ и рафината в соотношении 1:1 HNO3 - 30 г/дм3, NH4NO3 47,5 г/дм3, HCl - 20 г/дм3, HF - 1 г/дм3, Fe (III) 5 г/дм3, U (VI) - 3,05 г/дм3 1 схема 400 10 700
2 схема 394 КМР до pH 4,95+7,2 NaOH 2910 901,2
3 схема 372 КМР до pH 4,9 продувка воздухом до pH 7,0+4,6 мл 20% NaOH до pH 11 8,5 876,6
Смесь хлоридно-фторидного маточника и рафината в соотношении 2:1 HNO3 - 20 г/дм3, NH4NO3 31,7 г/дм3, HCl - 26,6 г/дм, HF - 1,3 г/дм3, Fe (III) 3,3 г/дм3, U (VI) - 4,03 г/дм3 1 схема 406 4,5 703
2 схема 394 КМР до pH 4,95+7,2 NaOH 3000
3 схема 372 КМР до pH 4,9 продувка воздухом до pH 7,0+4,6 мл 20% NaOH до pH 11 8,1

Однако следует иметь в виду, что КМ после отгонки аммиака при повышенной температуре и последующей обработкой известью кубового остатка содержат 60-80 мг/дм3 урана. При смешении всех маточных растворов после их нейтрализации среднее содержание урана в сбросных раствоpax составляет существенно меньше 30-40 мг/дм3.

По предлагаемому способу, помимо снижения остаточной концентрации урана, уменьшается общий объем сбросных вод примерно в 1,5 раза за счет того, что в них не вводится известковое «молоко», а для нейтрализации применяются, в основном, КМ.

Таким образом, при снижении объема сбросных растворов и концентрации в них урана происходит существенное понижение общего количества урана, направляемого на хвостохранилище.

1. Способ утилизации сбросных растворов производства тетрафторида урана, включающий операцию осаждения урана из растворов путем их нейтрализации, отличающийся тем, что кислые хлоридно-фторидные маточные растворы от производства тетрафторида урана и/или рафинаты, образующиеся при экстракции урана из азотнокислых растворов фосфорорганическими соединениями, совместно обрабатываются карбонатными маточниками, образующимися при реэкстракции урана и осаждении трикарбонатуранилата аммония с одновременной продувкой нейтрализованных растворов воздухом до стабилизации величины pH с последующей обработкой образующейся пульпы гидроксидом натрия без продувки воздухом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что совместную обработку хлоридно-фторидных маточных растворов и/или рафинатов проводят карбонатными маточниками до величины pH 4,0-5,2.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что полученный раствор дополнительно обрабатывается гидроксидом натрия до величины pH 8,0-12,0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области переработки гетерогенных жидких радиоактивных отходов (ЖРО), в частности к переработке отработавших мелкодисперсных абразивных фильтроматериалов, и может быть использовано при переработке отработавшего фильтроперлита (ФП) систем спецводоочисток.
Изобретение относится к переработке жидких радиоактивных отходов, образующихся в процессе переработки ОЯТ. Описан способ переработки технециевых растворов, включающий осаждение технеция из азотнокислых растворов с концентрацией азотной кислоты или нитрат-иона, не превышающей 3 моль/л, концентрированными водными растворами о-фенантролиновых или α-бипиридильных комплексов двухвалентных переходных металлов, или смешанными комплексами указанных органических соединений, или смешанными комплексами, содержащими о-фенантролин или α-бипиридил с двухосновными аминами.

Заявленное изобретение относится к способам обезвреживания жидких радиоактивных отходов ядерных энергетических установок, загрязненных нефтепродуктами, продуктами коррозии и синтетическими поверхностно-активными веществами, в полевых условиях.

Изобретение относится к технологии переработки жидких отходов, в том числе и радиоактивных отходов (РАО). .
Изобретение относится к области атомной техники и касается технологии переработки высокосолевых жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности, содержащих до 30% органических веществ, путем включения их в магнезиальный цемент.

Изобретение относится к области переработки жидких и пульпообразных радиоактивных отходов (РАО), образующихся при регенерации облученного ядерного топлива (ОЯТ), и может быть использовано в радиохимической промышленности.

Изобретение относится к области переработки радиоактивных отходов. .

Изобретение относится к области экологии, к защите природных объектов от загрязнений жидкими радиоактивными отходами (ЖРО) и/или другими жидкими токсичными отходами (ЖТО), побочно образующимися при переработке отработанного ядерного топлива (ОЯТ) или промышленной деятельности.
Изобретение относится к способу отверждения жидких высокоактивных отходов с целью переведения их в компактный материал, пригодный для долговременного и безопасного хранения. Способ заключается в переведении отходов в гелеобразное состояние и характеризуется тем, что в растворы высокоактивных отходов вводят соли циркония, железа и глицерин до концентрации их в растворах соответственно не менее 0,12, 0,6 и 0,23 М/л, выдерживают полученную смесь в течение не менее 2,5 ч с последующим добавлением в смесь раствора однозамещенного фосфата калия в фосфорной кислоте до мольного соотношения компонентов Zr:Fe:K:PO4=1:3:2:5-8, высушиванием, прокаливанием полученного полимерного геля цирконилфосфата соответственно при 70-90°C и 300-400°С и плавлением полученных гранул при 980-1000°С. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано при производстве «реакторного» 99Мо как генератора 99mТc биомедицинского назначения, а также при анализе технологических растворов для предварительного выделения Мо или Мо и Zr при экстракционной переработке растворов технологии отработавшего ядерного топлива атомных электростанций (ОЯТ АЭС). Описаны варианты способов селективного экстракционного извлечения значительной части молибдена или совместно молибдена и циркония из радиоактивных растворов с получением экстракта. Перерабатываемый радиоактивный раствор обрабатывают экстрагентом, представляющим собой трудно растворимый в водной фазе спирт, в присутствии экстрагируемого комплексообразователя, в качестве которого могут быть использованы гидроксамовые кислоты с числом углеродных атомов 6-12, что обеспечивает достаточно полное извлечение молибдена и циркония в органическую фазу. Из экстракта выделяют молибден или молибден и цирконий в компактном виде сублимацией или реэкстракцией. Технический результат - получение экстракта, очищенного от альфа- и гамма-радиоактивных примесей более чем в 100 раз, и последующее раздельное выделение радионуклидов из экстракта, совмещенное в заключительной стадии процесса с регенерацией экстрагента. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 табл., 12 пр.

Изобретение относится к области создания пирохимических технологий переработки облученного ядерного топлива, а именно к способу извлечения редкоземельных элементов из жидкого сплава с цинком. Предлагаемый способ включает погружение сплава в солевой расплав с последующим переводом редкоземельных элементов из жидкого сплава в расплав путем окисления. При этом окисление редкоземельных элементов осуществляют в расплаве хлорида цинка в интервале температур 420-550°С, а в качестве окислителя используют ионы цинка из расплава. Способ обеспечивает большой выход по массе среди продуктов деления. 2 табл., 2 пр.

Заявленная группа изобретений относится к средствам обработки радиоактивных растворов. В заявленном способе обработки радиоактивных растворов перед заполнением емкости раствором в ее нижнюю часть помещают дополнительную емкость из тонкой диэлектрической пленки. Затем радиоактивный раствор заливают в емкость, добавляют в него вещества для управления процессом обработки. После этого раствор подвергают облучению однополярными электромагнитными импульсами мощностью более 1 МВт и длительностью менее 1 нс, частотой повторения не менее 1 кГц. Раствор обрабатывают в течение 10-30 минут, выдерживают в емкости в течение 1-4-х суток, после чего обработанный раствор сливают и удаляют дополнительную емкость, которую подвергают захоронению. Заявленная установка содержит токопроводящий корпус (1), в центральной части которого размещен электрод (2), выполненный в виде горизонтальной пластины. Пластина повторяет форму сечения корпуса, но имеет размеры 20-30% от площади сечения корпуса. Установка также содержит расположенный вне корпуса генератор (3) однополярных электромагнитных импульсов. На время обработки в нижней части корпуса размещена дополнительная емкость (4). Техническим результатом является упрощение технических средств обработки радиоактивных растворов с сохранением высокого качества очистки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано в технологии переработки жидких радиоактивных отходов радиохимических производств и АЭС. В заявленном способе предусмотрено гетерогенное каталитическое разложение технологических растворов, содержащих оксалат-ионы с концентрацией 16-18 г/л (комплексоны (до 2 г/л), ПАВ (до 50 мг/л)) и азотную кислоту (до 60 г/л) на платиновом катализаторе, нанесенном на анионообменную смолу ВП-1АП (0,05-2 вес.% платины). Техническим результатом является достижение степени разложения оксалат-ионов, комплексонов, поверхностно-активных веществ до 99,9%, остаточных концентраций - менее 10 мг/л по оксалат-иону и менее 1 мг/л по комплексону (ЭДТА, трилон Б) и ПАВ (сульфонол). 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области ядерной энергетики, а именно к переработке жидких радиоактивных отходов, в частности кубовых остатков выпарных установок переработки трапных вод атомных электростанций. Способ удаления радиоактивного изотопа 60Co включает окисление кубового остатка в режиме циркуляции через трубчатый реактор под воздействием жесткого ультрафиолетового излучения ксеноновой лампы, вводимой перекиси водорода и непрерывным инжектированным воздухом в реактор, который предварительно направляют во внутренний электрод лампы, а полученную после этого озоно-воздушную смесь направляют в окисляемый раствор, и выделение активированных продуктов коррозии фильтрацией. Изобретение обеспечивает эффективное удаление радиоактивного изотопа 60Со из кубовых остатков атомных электростанций и экономию количества реагентов для соосадительной доочистки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к обезвреживанию жидких радиоактивных отходов, и может быть реализовано при утилизации радиоактивных отходов методом отверждения в стабильные твердые матрицы. Способ иммобилизации радионуклидов из жидких радиоактивных отходов заключается в том, что в жидкие радиоактивные отходы добавляют сорбент, в качестве которого используют слоистый титанат гидразина и/или синтетический титаносиликат иванюкит, перемешивают, отстаивают до образования стабильного осадка и прозрачного раствора, фильтруют или декантируют, контролируют гамма- и/или бета-активность полученного раствора, проводят термическую обработку осадка, насыщенного радионуклидами, с получением керамической матрицы, при этом сорбенты применяют в следующем соотношении: от 40 до 100 г титаната на 1 л отходов, от 10 до 20 г титаносиликата на 1 л отходов. Изобретение обеспечивает эффективную иммобилизацию радионуклидов, позволяет производить комплексную очистку жидких радиоактивных отходов и дальнейшее долговременное захоронение продуктов очистки. 5 з.п. ф-лы, 6 табл., 8 пр.

Изобретение относится к области биотехнологии и трансмутации химических элементов. Радиоактивное сырье, содержащее радиоактивные химические элементы или их изотопы, обрабатывают водной суспензией бактерий рода Thiobacillus в присутствии элементов с переменной валентностью. В качестве радиоактивного сырья используют руды или радиоактивные отходы ядерных циклов. Способ ведут с получением полония, радона, франция, радия, актиния, тория, протактиния, урана, нептуния, америция, никеля, марганца, брома, гафния, иттербия, ртути, золота, платины и их изотопов. Изобретение позволяет получать ценные радиоактивные элементы, осуществлять инактивацию ядерных отходов с превращением радиоактивных изотопов элементов отходов в стабильные изотопы. 2 з.п. ф-лы, 18 ил., 5 табл., 9 пр.

Изобретение относится к способу гетерогенного каталитического разложения комплексонов и поверхностно-активных веществ в технологических растворах радиохимических производств на никель-феррицианидном катализаторе. При этом феррицианид никеля, нанесенный на анионообменную смолу, используют в качестве катализатора при воздействии окислительной системы, состоящей из пероксида водорода и азотной кислоты, в динамическом режиме в термостатируемом аппарате колонного типа. Возможность осуществления заявляемого способа подтверждена исследованиями на лабораторной установке, изображенной на фиг. 1, в состав которой входят: каталитическая колонна с рубашкой (1), термостат (2), перистальтический насос (3), емкость с исходным раствором (4), приемная емкость (5), мерный цилиндр (6); В-01, В-02, В-03 - игольчатые вентили для регулирования расхода. Предлагаемый способ позволяет достичь степени разложения более 99% и остаточных концентраций менее 1 мг/л по комплексону (ЭДТА, трилон Б) и поверхностно-активному веществу (сульфонол). 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 3 пр.
Заявленное изобретение относится к способу подготовки карбидного ОЯТ к экстракционной переработке. В заявленном способе предусмотрена автоклавная обработка азотнокислого раствора карбидного ОЯТ. В процессе такой обработки выпадает молибдат циркония, частично захватывающий плутоний. Полученный в результате автоклавной обработки молибденсодержащий осадок подвергают переосаждению, растворяя его в присутствии разрушаемого комплексона. Далее осаждают повторно при разрушении комплексона с возвращением вторичного маточного раствора на стадию растворения ОЯТ. Техническим результатом является возможность получения растворов карбидного ОЯТ, c концентрацией суммы актинидов более 200 г/л при потерях плутония с твердой фазой не более 0,02%, устойчивых к вторичному осадкообразованию и пригодных к экстракционному извлечению актинидов. Способ полностью применим для переработки карбидного ОЯТ тепловых и исследовательских реакторов, реакторов на быстрых нейтронах и других ядерно-энергетических установок. 7 з.п. ф-лы, 7 пр.
Наверх