Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отрабатавшего ядерного топлива



Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отрабатавшего ядерного топлива
Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отрабатавшего ядерного топлива
Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отрабатавшего ядерного топлива
Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отрабатавшего ядерного топлива
Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отрабатавшего ядерного топлива
Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отрабатавшего ядерного топлива
Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отрабатавшего ядерного топлива

Владельцы патента RU 2607647:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") (RU)

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано для испытаний оборудования в технологии переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отработавшего ядерного топлива заключается в получении тонкодисперсной модельной суспензии, содержащей химически инертную в азотнокислых средах твердофазную композицию. В состав композиции входят более одного компонента, представляющие собой тонкодисперсные гидратированные оксидные и металлидные формы, которые вносят в виде отдельно приготовленных порошков путем диспергирования в жидкости с получением концентрации частиц твердой фазы 10-35000 мг/л, плотности частиц твердой фазы 4,4-6,5 г/см3, размера частиц твердой фазы 50-2500 нм, плотности суспензий 1,3-2,4 г/см3. Изобретение позволяет имитировать продукт кислотного растворения ОЯТ с учетом способа его получения, типа ОЯТ, глубины выгорания, длительности выдержки перед переработкой, операций, предшествующих растворению. 14 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано для технологических и ресурсных испытаний оборудования в технологии переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).

Аппаратурное оформление технологических процессов при переработке ОЯТ требует дистанционного обслуживания аппаратов и узлов, предполагает использование манипуляторных технологий, разрабатывается с учетом специфики работы в условиях высокого ионизирующего излучения, значительной остаточной активности внутренних поверхностей, обуславливающей длительность дезактивационных процессов, сложность проведения работ на оборудовании, уже побывавшем в контакте с рабочими средами. При разработке новых технологий радиохимического производства существенные затруднения возникают при запуске оборудования, когда аппараты и узлы требуют определенной доработки уже после проведения процесса, а внесение требуемых даже незначительных изменений зачастую приводит к повторному изготовлению нового аппарата и узла.

Проведение доэксплуатационной обкатки оборудования в условиях «холодного стенда» особенно актуально при пусконаладочных испытаниях и отработке процессов головных операций переработки ОЯТ, где активность продуктов наиболее высока. Традиционно используемым приемом в этом случае является запуск технологического передела на имитаторах, позволяющих произвести полную доработку оборудования до начала работы с реальными продуктами. Максимально полное соответствие свойств используемой модели реальному продукту является при этом основным требованием, позволяющим сократить временные и материальные затраты на пуско-наладку оборудования. Кроме того, приготовление имитатора должно быть относительно простым, позволяющим получать его значительные количества в короткие промежутки времени, производить варьирование имитируемых свойств, иметь низкую себестоимость.

Используемые в технологии процессы осветления продуктов кислотного растворения ОЯТ, проводимые с помощью фильтрующих устройств, центрифуг, экстракционно-ротационных колонн, сепараторов, основаны на различных особенностях продукта, в большей или меньшей мере определяются той или иной характеристикой получаемых суспензий. Так, эффективность процессов осветления на перегородке в большей мере определяется гранулометрическим составом суспензии. Эффективность процесса центрифугирования определяется в большей мере плотностью частиц, плотностью и вязкостью суспензии. Эффективность процессов осветления с использованием вспомогательного органического потока в большей мере определяется гидрофильностью частиц твердой фазы. При этом свойства получаемых суспензий зависят не только от режимов проведения процесса растворения ОЯТ, но и от операций, предшествующих растворению, таких как волоксидация, обработка щелочными и перекисными растворами. Поэтому для имитации продуктов, образующихся при кислотном растворении ОЯТ, необходимым условием является воспроизведение в модельной суспензии максимального количества характеристик и возможность их количественного варьирования.

Из литературных источников известно [1], что в продукте кислотного растворения неволоксидированного ОЯТ, содержащем 300-330 г/л урана, содержится до 1-2 г/л твердой фазы в виде тончайших взвесей, размер частиц в которых составляет менее 5 мкм. Нерастворимые остатки при этом составляют от 0,19 до 0,59% веса исходного ОЯТ.

Образование осадков на основе молибдена и циркония происходит на большинстве стадий переработки ОЯТ [2-6]. Известно [8,9], что продукты кислотного растворения ОЯТ содержат взвеси нерастворимых молибденсодержащих соединений нескольких типов: молибденовой кислоты H2MoO4 (MoO3⋅H2O), малорастворимых молибдатов, например, BaMoO4, ZrMo2O7(OH)2⋅H2O, Zr0,97Pu0,33Mo2O7(OH)2, сплавов металлов Mo-Tc-Ru-Rh-Pd [7]. На стадии волоксидации ОЯТ образуются труднорастворимые формы Pu, Ru, Mo, Pd, Тс, Rh, которые обуславливают значительное увеличение количества твердой фазы в продукте кислотного растворения волоксидированного ОЯТ. В нерастворенных частицах могут быть выделены три фазы: металлическая фаза, содержащая Mo, Tc, Ru, Rh и Pd; оксидная фаза типа Ba1-xSrxO; оксидная фаза типа перовскита с составом Ba1-x(Sr,Cs)x⋅(U, Pu, Zr, Mo, РЗЭ)O3. Оксидные фазы являются гидратированными. Плотность частиц изменяется от 6 г/см3 для простых и гидратированных оксидов до 12 г/см3 для металлических сплавов [11].

Из существующего уровня техники известен способ приготовления имитатора вторичных осадков на основе молибдатов циркония, основанный на моделировании типа химического соединения, существующего в реальных продуктах кислотного растворения ОЯТ [7]. Недостатками способа являются: отсутствие исчерпывающих доказательств того, что именно этот тип соединений входит в состав твердой фазы образующихся суспензий и преобладает в ней, отсутствие имитации твердой фазы по гранулометрическому составу, отсутствие информации о том, что проведение операций волоксидации и обработки щелочными и перекисными растворами перед кислотным растворением ОЯТ вызовет невозможность образования указанного типа соединений молибдата циркония.

Традиционно имитируемой характеристикой модельной суспензии продукта растворения ОЯТ является размер частиц твердой фазы и степень их дисперсности в растворе. Существенной проблемой при моделировании суспензий является получение точных данных о конкретном гранулометрическом составе реальных продуктов растворения ОЯТ в связи со сложностью приборного измерения высокоактивных продуктов, а также невозможностью снижения активности продукта с использованием специальных методов по причине происходящих в системе при проведении операций пробоподготовки агрегационных и седиментационных процессов.

Кроме этого, известно немного веществ, имеющих идентичный реальным суспензиям гранулометрический состав при условии агрегационной устойчивости суспензии в длительный период времени. Так, используемые при имитации процессов осветления близкие по гранулометрическим и дисперсным свойствам некоторые виды сажи (ламповая, газовая, бензольная, изопреновая и т.п.), выбирающиеся по принципу доступности, приводят к получению неоднородной суспензии, склонной к расслаиванию, с выделением наиболее концентрированной части на зеркале раствора по причине гидрофобности элементарных зерен твердой фазы. Внесение гидрофильных добавок не позволяет изменить существенным образом флотационные особенности модели, снижает коагуляционную устойчивость дисперсной системы, приводит к появлению более крупных агрегатов, отличных от требуемых по размеру. Имитаторы на основе сажи являются относительно пригодными только для процессов осветления на перегородке в узком интервале содержания азотной кислоты и плотности раствора, не превышающей 1,2 г/см3. Известен способ приготовления имитатора ОЯТ ВВЭР-1000, выбранный за прототип [Проверка способов очистки урановых растворов от взвесей с использованием флокулянтов // Молодежь ЯТЦ: наука, производство, экологическая безопасность. Материалы Отраслевой научно-практической конференции молодых специалистов и аспирантов, 15-19 ноября 2010 г. - Северск: Изд. "СТИ" НИЯУ МИФИ, 2010. - С. 99-103], включающий использование для имитации нерастворимого осадка ламповой сажи и платиновой черни. Недостатками способа являются: отсутствие имитации суспензии по гидрофильным свойствам, по плотности и гранулометрическому составу твердой фазы, использование соединений, обладающих низкой степенью гидратированности в водных растворах, приводящих в совокупности к невозможности получения и стабилизации агрегативно-устойчивой дисперсной системы, моделирующей свойства взвесей в продукте кислотного растворения ОЯТ.

Задачей изобретения является воспроизведение в модельной суспензии максимального количества характеристик, определяющих идентичность поведения имитатора реальному продукту кислотного растворения ОЯТ в различных процессах осветления.

Техническим результатом изобретения является расширение имитирующей способности модельной суспензии в различных процессах осветления за счет увеличения диапазона изменения имитируемых характеристик: плотности суспензии; гранулометрического состава взвесей; плотности частиц твердой фазы; соотношению содержания во взвесях металлической и оксидных фаз; степени гидратированности оксидной фазы. Технический результат позволяет имитировать продукт кислотного растворения ОЯТ с учетом способа его получения, типа ОЯТ, глубины выгорания, длительности выдержки перед переработкой и операций, предшествующих растворению.

Для достижения указанного технического результата в способе приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отработавшего ядерного топлива получают тонкодисперсную модельную суспензию, содержащую химически инертную в азотнокислых средах твердофазную композицию, в состав которой входит более одного компонента, представляющих собой тонкодисперсные гидратированные оксидные и металлидные формы, которые вносят в виде отдельно приготовленных порошков путем диспергирования в жидкости с получением концентрации частиц твердой фазы 10-35000 мг/л, плотности частиц твердой фазы 4,4-6,5 г/см3, размера частиц твердой фазы 50-2500 нм, плотности суспензий 1,3-2,4 г/см3.

Сущность изобретения состоит в направленном на получение необходимого гранулометрического состава синтезе отдельных компонентов твердофазной композиции, представляющих собой порошки заданной плотности, обладающих способностью образовывать в слабокислых средах взвеси с заданной степенью гидратированности. Получение свойств твердой фазы имитатора, идентичных свойствам твердой фазы реального продукта достигается за счет получения неседиментируемых суспензий посредством диспергирования в ультразвуковом поле, варьированием соотношения компонентов, а также формой и последовательностью их введения.

В качестве оксидного компонента твердофазной композиции используется тонкодисперсная гидратированная двуокись циркония с размером частиц 50-950 нм и долей содержания в общем количестве твердой фазы 51,7-99,9%. В качестве металлидного компонента твердофазной композиции используется тонкодисперсный цирконий с размером частиц 150-2500 нм и долей содержания в общем количестве твердой фазы 10,1-99,9%. В качестве компонента твердофазной композиции используется тонкодисперсная гидратированная кремниевая кислота с размером частиц 100-1050 нм и долей содержания в общем количестве твердой фазы 0,1-12,2%. В качестве компонента твердофазной композиции используется молибдена оксид (VI) с размером частиц 500-1500 нм и долей содержания в общем количестве твердой фазы 0,1-5,2%. Все компоненты твердофазной композиции не подвергаются сушке, вносятся в жидкость в виде сконцентрированных суспензий либо в виде влажных осадков. В качестве жидкости используется азотнокислый раствор нитрата уранила с концентрацией урана 350-920 г/л, с концентрацией азотной кислоты 4,0-20,0 г/л при температуре 25-60°C.

В частном случае для получения компонента, имитирующего во взвеси гидратированную оксидную фазу в диапазоне плотности частиц 5,8-6,2 г/см3, используются свойства водной двуокиси циркония образовывать при определенных условиях получения частицы размером до 10 нм [11]. Получение и стабилизация заданных гранулометрических свойств образующихся взвесей достигается внесением одной части водного раствора тетрахлорида циркония с концентрацией циркония 10-80 г/л к трем частям щелочного раствора, с концентрацией гидроксида аммония 20-50 г/л, гидроксида натрия 0,1-1,5 г/л при интенсивном перемешивании в ультразвуковом поле при температуре 60-80°C. Отделение полученного осадка производится центрифугированием при факторе разделения 32500, трехкратной последовательной промывкой осадка дистиллятом с промежуточным центрифугированием при факторе разделения 32500.

Фракционный состав получаемых взвесей приведен на фиг. 1

В частном случае для получения компонента, имитирующего во взвеси гидратированную металлическую фазу в диапазоне плотности частиц 6,0-6,5 г/см3, используются свойства металлического циркония образовывать при определенных условиях получения коллоидные растворы [11]. Получение и стабилизация заданных гранулометрических свойств получаемых взвесей достигается путем пропитки порошка металла-восстановителя с размером зерен 10-100 мкм раствором металлоорганического соединения циркония, сушки при температуре 65-105°C, металлотермического восстановления при температуре 690-800°C в инертной среде, удаления избытка металла-восстановителя при промывке азотной кислотой с концентрацией 0,05-0,45 моль/л, отделением осадка на микрофильтрационной перегородке с размером пор менее 150 нм, многократной промывки осадка на микрофильтрационной перегородке дистиллятом до полного удаления из раствора соединений металла-восстановителя. Фракционный состав получаемых взвесей приведен на фиг. 2.

В частном случае для получения компонента, имитирующего во взвеси гидратированную гидроксидную фазу в диапазоне плотности частиц 2,0-2,3 г/см3, используются свойства кремниевой кислоты образовывать при определенных условиях получения в водных растворах гидратированные агломераты. Получение и стабилизация заданных гранулометрических свойств получаемых взвесей достигается отделением из исходного реактива кремниевой кислоты при ситовом разделении фракции менее 80 мкм, которая подвергается истиранию, седиментационному разделению в дистилляте в течение 20 часов с выделением неседиментируемой фракции, и ее концентрированием с помощью центрифугирования при факторе разделения 32500. Фракционный состав получаемых взвесей приведен на фиг. 3.

Пропитку порошка металла-восстановителя проводят спиртовым раствором смеси этоксидхлоридов циркония с концентрацией циркония 25-130 г/л порционно с промежуточной сушкой до достижения массового соотношения металл-восстановитель/цирконий 5:1÷2:1. В частном случае, в качестве металла-восстановителя используют цинк. Получаемый при этом металлидный компонент содержит в растворенном виде углерод, кислород, азот, металл-восстановитель. Металлотермическое восстановление проводят в токе аргона с расходом 1-20 аппарат. об/час.

Пример 1

Синтез имитатора продукта кислотного растворения ОЯТ, прошедшего стадии волоксидации и щелочной обработки, включал отдельное приготовление трех компонентов.

Концентрированную суспензию гидратированной двуокиси циркония готовили путем внесения при интенсивном перемешивании в нагретый до температуры 75°C раствор, содержащий гидроксид аммония 50 г/л, гидроксид натрия 0,12 г/л, объемом 630 мл водного раствора тетрахлорида циркония объемом 157,2 мл с концентрацией циркония 78,5 г/л, перемешивания с помощью ультразвукового диспергатора УЗД-0,063/22 при температуре 75°C в течение 30 минут. Полученную суспензию охлаждали и отделяли центрифугированием с фактором разделения 32500 на центрифуге Z36HK с трехкратной промывкой полученного осадка дистиллятом в объеме, эквивалентном объему суспензии, взятой на разделение, и промежуточным центрифугированием. Промытый осадок диспергировали в ультразвуковом поле в 550 мл дистиллята. Полученный объем концентрированной суспензии гидратированной двуокиси циркония содержал (с учетом потерь) 16638 мг твердой фазы.

Концентрированную суспензию тонкодисперсного циркония готовили порционно (за 4 порции) путем термообработки в токе аргона каждой порции, состоящей из 10 г порошка металлического цинка с размером гранул 10-100 мкм пропитанного 30 мл спиртового раствора тетрахлорида циркония с концентрацией циркония 120 г/л, при температуре 700°C в течение 2 часов, удалением соединений цинка путем промывки плавня от каждой порции 8000 мл (порционно по 500 мл) раствором азотной кислоты с концентрацией 0,27 моль/л, отделением полученного осадка на микрофильтрационной перегородке МФФК-0Г с размером пор 50 нм, промывкой осадка на микрофильтрационной перегородке 15000 мл дистиллята (порционно по 500 мл с промежуточным перемешиванием), отделением осадка с перегородки и диспергированием с помощью ультразвукового диспергатора УЗД-0,063/22 в 1000 мл дистиллята (для каждой порции). Суммарный объем 4000 мл полученной суспензии циркония содержал с учетом потерь при фильтрационном отделении 6830 мг твердой фазы.

Концентрированную суспензию кремниевой кислоты получали путем ситового отделения из исходного реактива фракции ≤80 мкм, порцию которой в количестве 5 г измельчали на чашечном истирателе «Вибротехник» ИВ в течение 240 минут, диспергировали в 2000 мл дистиллята, помещали в мерный цилиндр при высоте столба 450 мм, подвергали седиментационному разделению в течение 20 ч. Из неседиментируемой суспензии отделяли твердую фазу на центрифуге Z36HK при факторе разделения 32500. Выход твердой фазы неседиментируемой суспензии составил в среднем 4,7%, т.е. 235 мг от каждой порции в 5 г, поступившей на седиментационное разделение. Отделенную от 10 порций твердую фазу объединяли и диспергировали с помощью ультразвукового диспергатора УЗД-0,063/22 в 1000 мл дистиллята. Полученный объем с учетом потерь содержал 2303 мг твердой фазы.

Полученные порции концентрированных суспензий трех компонентов поочередно вносили в раствор нитрата уранила объемом 19,2 л с концентрацией урана 550 г/л, азотной кислоты 7 г/л при перемешивании ультразвуковым диспергатором УЗТА-3/22-O «Булава» в течение 40 минут при температуре 45°C. Объем раствора доводили до 25 л исходным раствором нитрата уранила. В полученном имитаторе суммарное содержание твердой фазы составило 1030,8 мг/л. Концентрация гидратированной двуокиси циркония составила 64,6%, гидратированного циркония - 26,5%, гидратированной кремниевой кислоты - 8,9%. Идентичность свойств синтезированного имитатора подтверждается фракционным составом взвесей (фиг.4) и их поведением в гравитационном поле (фиг. 5).

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества перед прототипом: имитация взвесей в продукте кислотного растворения ОЯТ позволяет получать неседиментируемые суспензии в широком диапазоне характеристик продукта (зависящих от предшествующих операций) путем комбинирования компонентов, свойства которых моделируют свойства отдельных фаз, образующихся в результате растворения ОЯТ осадков; имитация взвесей осуществляется по размеру частиц, степени дисперсности, плотности, степени гидратированности твердой фазы с использованием соединений, присутствие которых в реальном продукте является доказанным; низкая себестоимостью имитатора, поскольку не используются дорогостоящие компоненты, содержащие металлы платиновой группы.

Источники информации

1. Громов Б.В. и др. Химическая технология облученного ядерного топлива: Учебник для вузов / Б.В. Громов, В.И. Савельева, В.Б. Шевченко. - М.: Энергоатомиздат, 1983, 352 с. с ил.

2. Радиохимическая переработка ядерного топлива АЭС / В.И. Землянухин, Е.И. Ильенко, А.Н. Кондратьев и др. -М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. Doucet F.I., Goddard D.T., Taylor C.М. et. al. Ph Chem. Phys. 2002. Vd. 4. P. 3491-3499.

4. Ахматов А.А., Зильберман Б.Я., Федоров Ю.С. и др. Радиохимия. 2003. т. 45, №6. с. 523-531.

5. Magnaldo A., Masson М., Champion R. Chim. Eng. S. 2007. Vol. 62. P. 766-774.

6. Хонина И.В., Лумпов A.A. и др. Образование осадков молибдена и циркония в среде концентрированных растворов нитрата уранила. Радиохимия. 2010. Т. 52, №2. с. 151-154.

7. Т. Usami, Т. Tsukada et al. Formation of zirconium molybdate sludge from an irradiated fuel and its dissolution into mixture of nitric acid and hydrogen peroxide. J. of Nucl. Mater. Vol. 402, Iss. 2-3, 31 July 2010, p. 130-135.

8. K. Gonda, K. Oka, K. Hayashi. Nucl. Technol., 1984, vol. 65, №1, p. 102-108.

9. Akimiko Inone. Dissolution rates of U3O8 powders in nitric acid. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1984. Vol. 23. p. 122-125.

10. Ильенко И.Е., Царицына Л.Г., Котова Ю.М. «О нерастворимых остатках отработавшего ядерного топлива (ОЯТ)». Справка ДОР №225. РИ им. В.Г. Хлопина, 1985. с. 1-8.

11. Блюменталь У.Б. Химия циркония: Монография. - М.: Изд-во иностранной литературы, перевод с английского под редакцией Комисаровой М.Н, Спицына В.И. 1963. - 345 с.

1. Способ приготовления имитатора для отработки процессов осветления продуктов кислотного растворения отработавшего ядерного топлива, отличающийся тем, что получают тонкодисперсную модельную суспензию, содержащую химически инертную в азотнокислых средах твердофазную композицию, в состав которой входят более одного компонента, представляющие собой тонкодисперсные гидратированные оксидные и металлидные формы, которые вносят в виде отдельно приготовленных порошков путем диспергирования в жидкости с получением концентрации частиц твердой фазы 10-35000 мг/л, плотности частиц твердой фазы 4,4-6,5 г/см3, размера частиц твердой фазы 50-2500 нм, плотности суспензий 1,3-2,4 г/см3.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве оксидного компонента твердофазной композиции используется тонкодисперсная гидратированная двуокись циркония с размером частиц 50-950 нм и долей содержания в общем количестве твердой фазы 51,7-99,9%.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве металлидного компонента твердофазной композиции используется тонкодисперсный цирконий с размером частиц 150-2500 нм и долей содержания в общем количестве твердой фазы 10,1-99,9%.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве компонента твердофазной композиции используется тонкодисперсная гидратированная кремниевая кислота с размером частиц 100-1050 нм и долей содержания в общем количестве твердой фазы 0,1-12,2%.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве компонента твердофазной композиции используется молибдена оксид (VI) с размером частиц 500-1500 нм и долей содержания в общем количестве твердой фазы 0,1-5,2%.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что все компоненты твердофазной композиции не подвергаются сушке, вносятся в жидкость в виде сконцентрированных суспензий либо в виде влажных осадков.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкости используется азотнокислый раствор нитрата уранила с концентрацией урана 350-920 г/л, с концентрацией азотной кислоты 4,0-20,0 г/л при температуре 25-60°С.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулометрические характеристики имитатора достигаются диспергированием компонентов твердофазной композиции в результате ультразвукового воздействии на суспензию.

9. Способ по п. 2, отличающийся тем, что гидратированную двуокись циркония получают путем внесения одной части водного раствора тетрахлорида циркония с концентрацией циркония 10-80 г/л к трем частям щелочного раствора, с концентрацией гидроксида аммония 20-50 г/л, гидроксида натрия 0,1-1,5 г/л при интенсивном перемешивании в ультразвуковом поле, отделения полученного осадка центрифугированием при факторе разделения 32500, троекратной последовательной промывкой осадка дистиллятом с промежуточным центрифугированием при факторе разделения 32500.

10. Способ по п. 3, отличающийся тем, что тонкодисперсный цирконий получают путем пропитки порошка металла-восстановителя с размером зерен 10-100 мкм раствором металлоорганического соединения циркония, сушки при температуре 65-105°С, металлотермического восстановления при температуре 690-800°С в инертной среде, удаления избытка металла-восстановителя при промывке азотной кислотой с концентрацией 0,05-0,45 моль/л, отделением осадка на микрофильтрационной перегородке с размером пор менее 150 нм, многократной промывки осадка на микрофильтрационной перегородке дистиллятом до полного удаления из раствора соединений металла-восстановителя.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что пропитку порошка металла-восстановителя проводят спиртовым раствором смеси этоксидхлоридов циркония с концентрацией циркония 25-130 г/л порционно с промежуточной сушкой до достижения массового соотношения металл-восстановитель/цирконий 5:1÷2:1.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве металла-восстановителя используют цинк.

13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что получаемый металлидный компонент содержит в растворенном виде углерод, кислород, азот, металл-восстановитель

интерметаллидных соединений циркония с металлом восстановителем, углерод, диоксид циркония.

14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что металлотермическое восстановление проводят в токе аргона с расходом 1-20 аппарат.об./час.

15. Способ по любому из пп. 1, 4, 5, отличающийся тем, что компонент твердофазной композиции получают отделением из исходного реактива при ситовом разделении фракции менее 80 мкм, которая подвергается истиранию, седиментационному разделению в дистилляте в течение 20 часов с выделением неседиментируемой фракции, и ее концентрированием с помощью центрифугирования при факторе разделения 32500.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фильтровальному устройству для фильтрации содержащего радиоактивные аэрозоли и газообразный радиоактивный йод газового потока. Фильтровальное устройство для фильтрации газового потока содержит закрытый герметично для текучей среды корпус, по меньшей мере, с одним входом для неочищенного газа, одним выходом для очищенного газа и одним содержащим фильтрующую среду фильтрующим элементом, который расположен в корпусе так, что подлежащий фильтрации газовый поток попадает от одного входа для неочищенного газа в выход для очищенного газа только через фильтрующий элемент.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, направлено на сохранение природных ресурсов и защиту среды обитания человека, изобретение может быть использовано для локализации радиоактивных отходов, в частности донных отложений, загрязненных радионуклидами.

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано для получения порошка диоксида урана, идущего на изготовление керамических таблеток уранового оксидного ядерного топлива.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и касается, в частности, вопросов обращения с жидкими радиоактивными отходами, образующимися при работе атомных электростанций.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) к захоронению. Способ подготовки твердой фазы жидких радиоактивных отходов к захоронению включает разделение жидких радиоактивных отходов на жидкую и твердую фазы.

Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования низко- и среднеактивных отработанных ионообменных смол (ИОС).

Изобретение предпочтительно относится к способу уменьшения количества тритиевого водорода, выделяемого атомной промышленностью в процессе работы с радиоактивными отходами.

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к переработке высокоактивных отходов, получаемых при переочистке диоксида плутония, используемого при изготовлении смешанного уран-плутониевого топлива.

Изобретение относится к устройству для сушки сверхвысокими частотами отработанных радиоактивных ионообменных смол. Заявленное устройство содержит основание (1), емкость загрузочную (2), кран шаровой (3), дозатор (4), камеру загрузочную (14) с патрубками (15) и ротором (20), реактор с прямоугольным волноводом (27), патрубком (26) и съемным вкладышем - обечайкой (28), переходник (35), шиберы (29, 30), подъемник (41), приводы (31), емкость для сбора обработанного материала (42), термоскоп (16), влагомер (18), вакуумный насос, конденсатор пара, тензометрические датчики веса, генератор ЭМП СВЧ диапазона (36), волноводный ферритовый вентиль (37), источник тока (40), стойку управления с аппаратурой управления и контроля (37), устройство снабжено вертикальным поршневым дозатором (4), состоящим из корпуса, штока, поршня, клапана впускного, фланца клапана впускного, пружины клапана впускного, выпускного клапана, пружины выпускного клапана, привода подачи поршня, выводным патрубком загрузочной камеры с влагомером, выводным патрубком загрузочной камеры с термоскопом, выводным патрубком реактора (25) с вакуумным насосом, конденсатором пара, соединенным с вакуумным насосом, установленным внутри реактора съемным вкладышем-обечайкой, не менее чем тремя тензометрическими датчиками веса, переходником, нижний фланец которого имеет внутреннюю кольцевую конусную проточку, системой блокировки привода пиноли ротора, системой блокировки привода заслонки шибера.

Изобретение относится к средствам обращения с жидкими радиоактивными отходами. Способ переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) содержит следующие основные стадии: подача исходного раствора ЖРО, выпаривание ЖРО, корректировка рН исходного раствора, добавление активированного пиролюзита к исходному раствору, перемешивание полученной суспензии, нагрев суспензии, отвод выделяющегося пара с последующей его конденсацией, отбор проб выделяющихся газов и их хроматографический анализ, образование сухого остатка, а также цементирование сухого остатка.

Изобретение относится к экологии, в частности к защите окружающей среды, и может найти применение при восстановлении плодородия и снижении радиоактивности почв. Способ ремедиации радиоактивных почв включает посев радиоаккумулирующих растений, природное минеральное сырье. На зараженный радиацией участок вносят 4-5 т/га цеолитсодержащей глины аланит, содержащий 30-33% кальция. В качестве радиоаккумулирующих растений используют амарант, под покров которого высевают многолетние бобовые травы, клевер и люцерну, обволакивая их семена смесью муки амаранта и гумата калия в соотношении 1:1, смачивая их минеральной водой, в состав которой входят кальций и калий. Способ позволяет за короткий период снизить радиацию почв на 87,8% и сохранить ее плодородие. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, может быть использовано для переработки радиоактивных отходов путем их иммобилизации. Способ остекловывания радиоактивного шлака включает его смешение с флюсующей добавкой, кальцинацию, нагрев смеси до температуры плавления, выдержку при этой температуре для гомогенизации и последующую кристаллизацию путем охлаждения расплава для получения химически и радиационно-устойчивой стеклокерамики, в качестве флюсующей добавки к кальцинированному шлаку используют тетраборат натрия (Na2B4O7) при следующем соотношении компонентов, масс. %: шлак 55-85; Na2B4O7 - 15-45. Изобретение позволяет получить стеклокерамику, в которой образуется силикофосфатная фаза, прочно фиксирующая актинидные элементы и обладающая высокой химической и радиационной устойчивостью и термодинамической стабильностью. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.

Изобретение относится к средству дезактивации радиоактивного углеродсодержащего материала, в частности графита. Предложенный способ включает инжекцию водяного пара в указанный материал одновременно с первой термической обработкой, осуществляемой путем обжига материала при температуре в интервале от 1200 до 1500°С. При этом первой термической обработке предшествует стадия сушки материала для контроля качества воды, находящейся в реакторе. Предусмотрена также возможность проведения при более низкой температуре второй термической обработки (RO2, RO3) после первой термической обработки (RO1) с инжекцией оксоуглерода для обеспечения процесса окисления в соответствии с реакцией Будуара. Техническим результатом является снижение уносов массы из графита и уменьшение объема вторичных отходов. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к технологиям обработки материалов с радиоактивным загрязнением и может быть использовано при очистке жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Способ очистки жидких радиоактивных отходов включает подачу жидких радиоактивных отходов в емкость, внесение в указанную емкость сорбентов, перемешивание жидких радиоактивных отходов и сорбентов в емкости, отделение отработанного сорбента от раствора, отличающийся тем, что сорбент вносят в емкость в упаковке, выполненной из растворимых в водной среде материалов. Изобретение позволяет снизить дозовую нагрузку на обслуживающий персонал в процессе очистки жидких радиоактивных отходов, упростить технологию очистки жидких радиоактивных отходов, повысить надежность и безопасность процесса очистки жидких радиоактивных отходов. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к области разделения жидких сред. Выпарная установка для концентрирования жидких растворов содержит, по меньшей мере, одну ступень выпаривания, включающую барабан с приводом вращения, трубкой подачи исходного раствора в его внутреннюю полость, трубкой отвода упаренного раствора и приспособлением для очистки его внутренней поверхности. Установка снабжена паровым компрессором, выход которого соединен трубопроводом с греющей паровой рубашкой барабана первой ступени выпаривания, а вход компрессора соединен трубопроводом с внутренней полостью барабана одноступенчатой установки или с внутренней полостью барабана последней ступени выпаривания. Греющая рубашка каждой ступени соединена трубопроводом с внутренней полостью барабана предыдущей ступени. Количество ступеней выбирается из условия превышения дополнительной генерации пара при переходе сжатого в компрессоре пара из перегретого состояния в насыщенное состояние над суммарной разностью расходов конденсируемого и генерируемого пара в барабанах всех ступеней выпаривания. Изобретение позволяет снизить энергетические затраты при обеспечении непрерывной работы. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к атомной промышленности в части консервации емкостей-хранилищ радиоактивных отходов. Способ консервации остатков радиоактивных отходов в емкостях-хранилищах включает заполнение емкости-хранилища бетоном с использованием штатных технологических отверстий и пробуренных скважин, в которых установлены вертикально перемещаемые бетоноводы, через которые в емкость-хранилище укладывают бетон-консервант последовательными слоями и откачку жидких радиоактивных отходов. Скважины бурят по периферии емкости-хранилища, по которым сначала укладывают бетон-консервант с образованием вокруг всасывающего патрубка насоса впадины и вытеснением в нее с периферии имеющихся в емкости-хранилище жидких радиоактивных отходов, откачку которых осуществляют периодически по мере уменьшения площади впадины и возрастания уровня жидких радиоактивных отходов в ней. После откачки во впадину через штатное технологическое отверстие, расположенное над впадиной, подают цементный раствор. Изобретение позволяет уменьшить объем жидких радиоактивных отходов, отверждаемых в емкости. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) атомных станций (АЭС), в частности к технологии обращения с высокоактивным рафинатом экстракционного цикла переработки продукта кислотного растворения ОЯТ на стадии его концентрирования перед утилизацией путем отверждения. Способ упаривания высокоактивного рафината от переработки отработавшего ядерного топлива, в котором процесс упаривания азотнокислого рафината осуществляют в присутствии в кубовом растворе аминокислоты или аминокислоты и гидроксикарбоновой кислоты. Изобретение позволяет увеличить кратность упаривания высокоактивного рафината. 11 з.п. ф-лы, 6 пр.
Изобретение относится к технологии обращения с жидкими радиоактивными отходами ядерного топливно-энергетического цикла и может быть использовано в процессе переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Способ переработки жидких радиоактивных отходов включает отделение от жидкой фазы шламов, коллоидов и взвешенных частиц, удаление из жидкой фазы радионуклидов с применением селективных сорбентов и отверждение отработанных сорбентов и шламов. Переработку жидких радиоактивных отходов производят путем их перемешивания с селективным сорбентом в емкости с последующим отведением из емкости через фильтр-элемент раствора, очищенного от радионуклидов, шламов, коллоидов и взвешенных частиц. Емкость снабжена по крайней мере одним фильтр-элементом. Отверждение содержимого емкости осуществляют путем введения отверждающих материалов. Причем перед отверждением сорбента внутри емкости стадии закачивания ЖРО в упомянутую емкость, перемешивания с сорбентом и отведения очищенного раствора ЖРО в упомянутую емкость, перемешивания с сорбентом и отведения очищенного раствора проводятся несколько раз. Изобретение позволяет повысить радиационную защиту обслуживающего персонала в процессе производства. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области компактификации жидких радиоактивных отходов (ЖРО) с целью их последующего безопасного хранения или утилизации. Система СВЧ обработки жидких радиоактивных отходов непосредственно в стальных контейнерах с их последующей герметизацией с целью долгосрочного безопасного хранения содержит СВЧ генератор, крышку с входным патрубком и сменный контейнер, образующие резонатор, волноводный тракт, соединяющий СВЧ генератор и резонатор, ЕН-тюнер, включенный в волноводный тракт, и блок автоподстройки, отличается тем, что к крышке резонатора присоединен ряд подвижных волноводных плунжеров, в волноводный тракт включены два направленных ответвителя с обеих сторон от ЕН-тюнера, в волноводный тракт включен циркулятор с волноводной нагрузкой между ЕН-тюнером и СВЧ генератором, крышка резонатора снабжена дросселем для присоединения к контейнеру. Изобретение обеспечивает возможность частотной подстройки резонатора, защиту СВЧ генератора за счет его защиты от отраженной мощности с помощью циркулятора. 1 ил.

Изобретение относится к области переработки радиоактивных отходов, в частности радиоактивных ионообменных смол (ИОС). Устройство для кондиционирования радиоактивных ИОС состоит из контейнера для отверждения ИОС с датчиком контроля заполнения, емкости пульпы ИОС, снабженной трубопроводом загрузки пульпы ИОС и трубопроводом транспортировки пульпы ИОС. Устройство включает аппарат обезвоживания и дозировки, снабженный трубопроводом возврата пульпы ИОС, переливной трубой пульпы ИОС, систему рециркуляции, трубопровода возврата рециркуляционной жидкости с запорной арматурой; виброплощадку, контейнер для отверждения ИОС снабжен патрубком заполнения и распределения пульпы ИОС, верхней сеткой, образующей верхнюю дренажную полость, и нижней сеткой, а также трубным смесителем полимерного связующего с патрубком для подачи полимерной смолы, патрубком для подачи отвердителя и перфорированной насадкой для увеличения гомогенности и подачи готового полимерного связующего; трубопровод транспортировки пульпы ИОС снабжен насосом-дозатором для управления транспортировкой пульпы ИОС. Изобретение позволяет повысить качество конечного продукта. 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-06-23 2017-01-12T00:59:31
Наверх