Способ обработки радиоактивных жидких отходов

 

Использование: обработка щелочных радиоактивных отходов. Сущность изобретения: порошкообразный таннин вводят в отработанные жидкие отходы и подвергают фильтрации. В результате происходит извлечение урана и тория из жидких отходов. В качестве таннина используют таннин коры квебрахо, акции длиннолистной, хвойного дерева, дубовой коры, гамбировый, мангровый или акакатехиновый таннин. 1 з. п. ф-лы,.

Изобретение относится к способу обработки отработанных щелочных жидкостей, которые содержат ионные и/или неионные коллоидные вещества.

Ядерные топлива, такие как уран и торий, остаются в обработанной жидкости, удаляемой в процессе переработки ядерных топлив. До настоящего времени известными способами обработки отработанных жидкостей данного типа были способы, использующие адсорбенты, такие как желатинированный таннин хурмы японской, хелатообразующая смола или гидратированный оксид титана. Однако в случае таких отработанных жидкостей уран и торий могут находиться не только в ионном состоянии, но и в форме нестойких коллоидных веществ. Ионные вещества могут адсорбироваться и удаляться указанными выше обычными способами, но коллиодные вещества не могут таким образом успешно удаляться.

Предметом изобретения является способ обработки отходов, применяемый для отработанной щелочной жидкости, который прост в операции и может эффективно удалять не только ионные вещества, но также и коллоидные вещества из отработанной жидкости.

Согласно изобретению предусматривается способ обработки отработанной щелочной жидкости, в которой удаляемые вещества находятся в ионном и коллоидном состояниях. Способ включает этапы: ввод порошкообразного таннина в отработанную жидкость, в результате чего образуется твердое вещество, состоящее в основном из таннина, и происходит захват удаляемых веществ, на этом твердом веществе; последующая фильтрация отработанной жидкости, в результате чего происходит отделение указанного твердого вещества, заключающего в себе удаляемые вещества.

Некоторые отработанные жидкости, которые должны быть удалены при производстве ядерных топлив, являются щелочными жидкостями.

Например, отработанная жидкость, удаляемая с процесса конверсии урана, содержит NН₄F наряду с ядерными топливами, такими как уран и торий, и имеет величину рН примерно 10. В этой отработанной щелочной жидкости уран и торий находятся не только в ионных состояниях, но также и в неустойчивых коллоидных состояниях.

Отвечающий данному изобретению способ разработан, в частности, для обработки указанной выше отработанной щелочной жидкости и отличается тем, что в отработанную жидкость вводится порошкообразный таннин, в результате чего получается твердое вещество, состоящее в основном из таннина, и происходит захват удаляемых веществ на твердом сорбенте, и тем, что отработанная жидкость затем подвергается фильтрации, в результате чего отделяется твердое вещество, заключающее в себе удаляемые вещества.

В частности, порошкообразный таннин первоначально вводится в отработанную жидкость как таковой. Что качается типа выбираемого таннина, то предпочтителен конденсированный таннин, такой как таннин коры Квебрахо, таннин акации длиннолистной, таннин хвойного дерева (ели), гамбировый таннин, мангровый таннин, акакатехиновый таннин и таннин дубовой коры. Выбор этого типа таннина вызван тем, что осаждение твердого вещества происходит более интенсивно, чем при использовании других типов таннина, таких как гидролизуемый таннин.

Затем отработанная жидкость достаточно интенсивно перемешивается так, чтобы порошкообразный таннин и отработанная жидкость при этом перемешивании контактировали друг с другом. В результате часть таннина растворяется, а часть остается нерастворенной, и образуются твердые хлопьевидные осадки, состоящие в основном из таннина. На этих осадках захватываются уран и торий в отработанной жидкости. При осуществлении указанного процесса желательно, чтобы перемешивание составляло не менее 20 мин, но не было слишком длительным. Наиболее предпочтительным временем перемешивания является период 25-35 мин.

Далее отработанная жидкость подвергается фильтрации обычным способом, в результате чего происходит отделение твердых веществ от отработанной жидкости. Таким образом, уран и торий, содержащиеся в отработанной жидкости, отделяются и извлекаются. При таком осуществлении процесса ионные вещества могут захватываться на твердых осадках в результате адсорбции, и в то же время коллоидные вещества подвергаются коагуляционной седиментации (совместному осаждению) при растворении таннина в отработанной жидкости в результате перемешивания осадков в щелочной среде.

Согласно изобретению таннин в форме порошка может использоваться как таковой, так что нет необходимости заранее приготавливать адсорбент. Следовательно, данный способ прост в операции и очень экономичен. Кроме того, поскольку ионные и коллоидные вещества могут удаляться одновременно, то этот способ удобен и эффективен.

П р и м е р 1. В 250 мл отработанной жидкости с величиной рН 10, которая содержит 6,90х10^о Вq/см³ α -нуклида (U), 4,16х10^о Вq/см³ β-нуклида (Тh), 44,0 г/л NН₃ и 27,7 г/л F.

Вводят 100 мг таннинового порошка типа конденсированного таннина, перемешивают в течение 35 минут и фильтруют обычным способом. В полученном фильтрате концентрация α -нуклида (U) снижается до значения 2,57х10^-1 Вq/см³, и степень его извлечения составляет 96,3% в то время как концентрация β -нуклида (Тh) снижается до значения 4,62х10^-2 Вg/см³, и степень его извлечения составляет 88,9% П р и м е р 2. В отработанную жидкость, аналогичную той, что используется в примере 1, но содержащая 6,40х10^о Вg/см³ α -нуклида (U) и 2,26х10^о Вg/см³ β-нуклида (Тh), вводят такое же количество конденсированного таннинового порошка, как и в примере 1, и подвергают перемешиванию в течение 30 мин и затем подвергают фильтрации. В полученном фильтрате концентрация α -нуклида (U) снижается до значения 3,70х10^-2 Вg/см³ и степень его извлечения составляет 99,4% в то время как концентрация β-нуклида (Тh) снижается до значения 3,30х10^-2 Вg/см³ и степень его извлечения составляет 85,4% П р и м е р 3 (сравнительный). Вместо конденсированного таннинового порошка используют нерастворимый танниновый адсорбент в условиях примера 1. В данном случае извлекается 40,4-63,5% урана и тория.

Как ясно из изложенных выше экспериментальных результатов, использование таннинового порошка очень эффективно для снижения концентрации α -нуклида (U) и β -нуклида (Тh) в отработанной жидкости. Это связано с тем, что в примерах 1 и 2 из отработанной жидкости удаляются не только α и β -нуклиды в ионном состоянии, но и нуклиды в коллоидном состоянии, в то время как в сравнительном примере из отработанной жидкости удаляются лишь нуклиды в ионном состоянии.

В предлагаемом способе уран и торий могут эффективно удаляться, даже если они находятся в нестойкой коллоидной форме. Следовательно, данный способ очень эффективен и имеет большую практическую ценность.

Кроме того, поскольку используемый таннин имеет порошкообразную форму, то нет необходимости заранее готовить нерастворимый таннин. Следовательно, данный способ прост и очень экономичен.

Объем танниновых осаждений, остающихся после обработки отходов, может быть снижен путем сжигания. Более того продукты сжигания могут представлять собой чистый оксид урана, который может использоваться повторно.

В свете изложенного могут быть различные модификации и варианты предлагаемого способа.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАДИОАКТИВНЫХ ЖИДКИХ ОТХОДОВ путем введения химического реагента, отличающийся тем, что обработку щелочных сточных жидкостей, содержащих аммиак, ионы фтора и ядерные топливные материалы, включая уран и торий, в ионном и коллоидном состояниях, ведут путем добавления порошкообразного конденсированного таннина, перемешивания и отделения образующегося осадка фильтрацией.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что конденсированный таннин выбирают из группы, включающей таннин коры Квебрахо, акации длиннолистной, хвойного дерева (ели), гамбировый, акакатехиновый, мангровый таннин и таннин дубовой коры.