Способ переработки радиоактивных отходов минераловатных теплоизоляционных материалов аэс

 

Изобретение относится к переработке минеральных радиоактивных отходов (РАО) методом переплавки. Сущность изобретения заключается в том, что в способе переработки радиоактивных отходов минераловатных материалов АЭС, включающем их плавку с флюсовыми добавками, содержащими оксиды металлов, предложено в качестве флюсов использовать FеО в количестве 10-25% от массы отходов. Способ позволяет повысить содержание радиоактивных оксидов в конечном продукте с 58-70 до 80-91 мaс.% без повышения температуры процесса свыше 1200oС. Осуществление способа приведет к сокращению объема захораниваемых отходов в 20-40 раз, что имеет важное экологическое значение. 1 табл.

Изобретение относится к области переработки минеральных радиоактивных отходов (РАО) метолом переплавки.

Известен способ переработки отходов минераловатных теплоизоляционных материалов, плавящихся при температуре выше 1200oC, путем их переплавки с флюсовыми добавками при температуре, не превышающей 1200oC [1]. Минеральные отходы измельчают до размеров менее 2 мм и плавят с добавками 30 - 42% Na2C и B2U3 в массе переплавляемой смеси с сливом и затвердением расплава для дальнейшего захоронения. По технической сущности и достигаемому эффекту этот способ является ближайшим аналогом к описываемому изобретению и выбран в качестве аналога.

Недостатком данного способа является низкой содержание радиоактивных оксидов в конечном продукте (58 - 70%). Снижение количества обратных добавок для увеличения содержания радиоактивных оксидов приводит к повышению температуры свыше 1200oC, что недопустимо, так как при этом резко увеличивается унос радиоцезия в газовую среду.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении содержания радиоактивных оксидов в конечном продукте при проведении плавки с температурой процесса не выше 1200oC.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе переработки радиоактивных отходов минераловатных материалов АЭС, включающем их измельчение, плавку с флюсовыми добавками, содержащим оксиды металлов, предложено в качестве флюсов использовать FeO в количестве 10 - 25% от массы отходов.

По сравнению с известными способами использование в качестве флюсов закиси железа (FeO) в количестве 10 - 25% от массы отходов позволяет довести содержание радиоактивных оксидов в конечном продукте до 80 - 91% при проведении процесса с температурой, не превышающей 1200oC, что не следует явным образом из достигнутого уровня техники, так как температура плавления минеральной ваты составляет 1350 - 1450oC, а FeO - 1440oC.

Способ осуществляется следующим образом. Радиоактивные минераловатные отходы измельчают и смешивают с закисью железа (FeO) в количестве 10 - 25% от массы минераловатных отходов. Затем смесь плавят при температуре 1170 - 1200oC и получают стекловидный продукт, общее содержание в котором радиоактивных оксидов составляет 80 - 91% мас. При этом происходит сокращение объема радиоактивных отходов (в зависимости от марок теплоизоляционных материалов M - 75 - M - 150 с плотностью от 0,075 до 0,150 г/см3) в 20 - 40 раз.

Примеры конкретного исполнения.

Пример 1. К 1000 г измельченных отходов минеральной ваты M - 100 (38 - 50% SiO2, 5 - 16% Al2O3, 20 - 35% CaO, 4 - 9% MgO, 1 - 10% Fe2O3, до 1% серы (сульфаты и сульфиды)) добавляют 100 г FeO и тщательно перемешивают. Плавление проводят в индукционной электропечи при температуре 1200oC и получают стеклоподобный продукт с плотностью 3,0 г/см3.

Примеры 2 - 5 отличаются от примера 1 соотношением компонентов в расплаве и температурой плавления. Характеристики конечных продуктов приведены в таблице.

Из данных, представленных в таблице, видно, что при добавке FeO в количестве менее 10% от массы отходов температура плавки превышает 1200oC, что значительно увеличивает потери радиоцезия в газовую фазу. Добавка FeO в количестве более 25% уже не приводит к дальнейшему снижению температуры процесса, а содержание радиоактивных оксидов в конечном продукте становится менее 80% мас.

По сравнению с ближайшим аналогом предлагаемый способ позволяет повысить содержание радиоактивных оксидов в конечном продукте с 58 - 70% мас. до 80 - 91% мас. без повышения температуры процесса свыше 1200oC. Предлагаемый способ может осуществляться на промышленных индукционных печах с использованием жаростойких токопроводящих (графитовых, металлических и др.) тиглей, т.е. является промышленно применимым. Его осуществление приведет к сокращению объема захораниваемых отходов в 20 - 40 раз, что имеет важное экологическое значение.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. "Способ и печь для обработки плавких отходов" - EP N 0452176, МКИ: G 21 F 9/14, G 21 F 9/32 от 21.03.91 г., "Изобретение стран мира," 1993 г., вып. 99, N 2.

Формула изобретения

Способ переработки радиоактивных отходов минераловатных материалов атомных электростанций, включающий остекловывание отходов путем их плавления с флюсовыми добавками при температуре ниже 1200oС, отличающийся тем, что в качестве флюса используют FeO в количестве 10 - 25% от массы отходов.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области совместной обработки твердых и жидких радиоактивных отходов и предназначено для перевода радиоактивного грунта, содержащего органические компоненты, и жидких радиоактивных отходов в цементный камень
Изобретение относится к биологическим методам очистки растворов от радионуклидов и тяжелых металлов и может быть использовано для очистки от них сточных вод, жидких отходов производства, а также твердых и газообразных материалов после приготовления из них растворов, содержащих радионуклиды и тяжелые металлы
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для термической переработки твердых радиоактивных отходов
Изобретение относится к области переработки радиоактивных ионообменных смол (ИОС) путем их сжигания с получением продукта, пригодного для долгосрочного хранения

Изобретение относится к области обработки твердых радиоактивных отходов прокаливанием и предназначено для их сжигания и плавления образующихся продуктов сгорания до получения монолитного продукта

Изобретение относится к области атомной энергетики и технологии, а именно к устройствам для переработки радиоактивных отходов среднего и низкого уровня активности и может быть использовано для термического преобразования и компактирования отходов в химически устойчивый, монолитный и пригодный для длительного захоронения материал

Изобретение относится к охране окружающей среды, а точнее к переработке твердых радиоактивных и токсичных отходов

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно способам дезактивации, и может быть использовано при удалении продуктов коррозии с внутренних поверхностей оборудования контуров ядерных энергетических установок, например контуров многократной принудительной циркуляции кипящих реакторов

Изобретение относится к переработке твердых радиоактивных и токсичных отходов и предназначено для перевода радиоактивной или токсичной золы в цементообразное состояние
Изобретение относится к области переработки зольных остатков от сжигания твердых радиоактивных отходов

Изобретение относится к области обработки твердых радиоактивных отходов, образующихся при регенерации облученного ядерного топлива, и может использоваться для дезактивации твердой фазы гетерогенных радиоактивных отходов
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для термической переработки твердых радиоактивных отходов

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано для растворения и удаления недренируемого натрия из снятых с эксплуатации элементов реакторов с натриевым теплоносителем

Изобретение относится к технологии обработки материалов с радиоактивным загрязнением

Изобретение относится к технике эксплуатации атомных станций и может быть использовано для дезактивации отдельных конструкций аппарата при ремонтных работах на канальных аппаратах типа РБМК 1000 и 1500

Изобретение относится к переработке минеральных радиоактивных отходов методом переплавки

Наверх