Способ отверждения фильтроперлитных пульп

 

Изобретение относится к способам переработки радиоактивных отходов и может быть использовано при отверждении пульп фильтроперлита путем их цементирования. Сущность изобретения состоит в том, что в способе отверждения фильтроперлитных пульп, содержащих радиоактивные отходы путем включения их в неорганическое вяжущее, пульпу фильтроперлита перед отверждением подвергают предварительному измельчению до насыпной массы перлита 0,65-0,8 г/см³. Изобретение обеспечивает получение технического результата, заключающегося в увеличении степени наполнения компаунда до 50 мас.% по перлиту и позволяет в 1,7-2 раза уменьшить объем захораниваемых отходов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам переработки радиоактивных отходов и может быть использовано при отверждении фильтроперлитных пульп путем их центрирования.

Пульпы отработавшего фильтроперлита являются специфической категорией отходов, образующихся на АЭС с реакторами большой мощности кипящими (РБМК) и радиохимических производствах.

Применяемый в качестве фильтрующего материала перлит представляет собой алюмосиликатный порошок с размером частиц около 80 мкм. Насыпная масса перлита не более 0,15 г/см³, а удельная поверхность достигает 2-5 м²/г.

Основными компонентами перлита являются оксид кремния - 75%, оксид алюминия - 17%, оксиды натрия и калия - 7%, а также оксиды ряда металлов.

Известен способ отверждения пульп отработавшего фильтроперлита, заключающийся в смешении с их неорганическим вяжущим материалом, например портландцементом (Никифоров А. С. и др. "Обезвоживание жидких радиоактивных отходов", М. , 1985, с. 130-134). Недостатком данного способа является ограничение степени наполнения конечного отвержденного продукта - компаунда ~ 10 мас.% по сухому перлиту, вследствие чего образуется значительный объем захораниваемых отходов.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий смешение пульпы фильтроперлита с неорганическим вяжущим - портландцементом (Соболев А. и др. "Практика производственного цементирования радиоактивных отходов на экспериментальной установке". -Сб. докладов научно-технической конференции специалистов стран-членов СЭВ "Исследования в области обработки и захоронения радиоактивных отходов" (ГДР), М., 1968, с. 306-315).

Недостатком данного способа является относительно небольшая степень наполнения конечного продукта по фильтроперлиту (~12 мас.%). Превышение указанной величины степени наполнения по перлиту приводит к образованию слабосвязанной массы с низкой механической прочностью на сжатие (<50 кг/см²), не отвечающей требованиям, предъявляемым к отходам при захоронении.

Технической задачей изобретения является разработка способа отверждения фильтроперлитных пульп, позволяющего получить конечный продукт-компаунд со степенью наполнения по фильтроперлиту до 50 мас.%.

Поставленную техническую задачу решает предложенный способ, включающий механическую обработку фильтроперлитной пульпы в линейном индукционном вращателе до насыпной массы 0,65-0,80 г/см³ с последующим включением пульпы в неорганическое вяжущее, например портландцемент.

Отверждение предварительно измельченной пульпы фильтроперлита позволяет увеличить степень наполнения компаунда с 10-12 до 40-50 мас.%, сократить расход вяжущего с 4,6 до 0,4 т на 1 т фильтроперлита и в 3,5-4 раза уменьшить объем захораниваемых отходов, что является новым техническим результатом ввиду высокой стоимости хранения, перевозки и захоронения радиоактивных материалов.

При отверждении 1 т фильтроперлита по способу-прототипу, объем захораниваемого радиоактивного материала составляет в среднем 5,5 м³, а по предлагаемому способу - 0,94 м³.

Пример конкретного выполнения.

Пример 1.

Пульпу фильтроперлита (50 г фильтроперлита), содержащую 400 г воды измельчают в линейном индукционном вращателе в течение 1 мин. Из полученной массы удаляют избыток воды 375 г, затем массу смешивают с портландцементом 50 г при водовяжущем отношении 0,5. Полученный компаунд выдерживают для твердения в течение 28 суток. Содержание отхода в компаунде 40 мас.%, прочность на сжатие через 28 суток - 250 кг/см², скорость выщелачивания радионуклидов 10^-4 г/см²·сутки.

Пример 2.

Измельченную пульпу фильтроперлита смешивают с портландцементом 25 г при водовяжущем отношении 1,0, содержание отхода - 50 мас.%.

После твердения в течение 28 суток полученный компаунд имеет прочность 70 кг/см². Скорость выщелачивания радионуклидов 10^-4 г/см²·сутки.

Как видно на приведенных в таблице данных, предварительное измельчение пульпы фильтроперлита позволяет получить цементные компаунды со степенью наполнения по перлиту до 50 мас.% с прочностью на сжатие > 50 кг/см² и скоростью выщелачивания радионуклидов 10^-4 г/см²·сутки, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым к отходам при захоронении.

Формула изобретения

1. Способ отверждения фильтроперлитных пульп, содержащих радиоактивные отходы путем включения их в неорганическое вяжущее, отличающийся тем, что фильтроперлитные пульпы подвергают предварительному измельчению до насыпной массы перлита 0,65 - 0,80 г/см³.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неорганического вяжущего используют портландцемент.

РИСУНКИ

Рисунок 1