Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Выпаривание является первой стадией большинства предложенных методов обработки сбросных растворов с высокой активностью. Единственное исключение составляют растворы, содержащие большие количества высаливателя или солей такого элемента, как алюминий, получающихся при растворении топливных элементов.

ПОИСК





Фиксация высокорадиоактивных отходов на твердых веществах

из "Химическая переработка ядерного топлива "

Выпаривание является первой стадией большинства предложенных методов обработки сбросных растворов с высокой активностью. Единственное исключение составляют растворы, содержащие большие количества высаливателя или солей такого элемента, как алюминий, получающихся при растворении топливных элементов. [c.239]
В случае разбавленных растворов выпаривание обычно экономически невыгодно, но для растворов с более высокой активностью этот метод эффективен ввиду его простоты и надежности и высокого фактора очистки (свыше 10 при благоприятных условиях). [c.239]
Выпаривание активных растворов обычно про Водится после выдержки продуктов деления в течение нескольких месяцев. В этих условиях основная масса более летучих продуктов деления (например, J ) уже распадается. Так как продукты деления часто накапливаются в виде кислых нитратных растворов, то потеря продуктов деления будет происходить главным образом за счет удаления с паром летучей четырехокиси рутения. Согласно Глюкауфу и Хели [20], потери рутения можно значительно снизить, если концентрация азотной кислоты не будет превышать примерно 10-м. и если время дефлегмации будет сокращено от нескольких часов до нескольких минут. При концентрации кислоты более 12-м. потери рутения будут значительными, если выпаривание проводить не при пониженном давлении и температуре. Эти трудности, конечно, могут быть преодолены при уменьшении концентрации азотной кислоты одним из методов, описываемых ниже. [c.239]
В статье, посвященной выбору процесса разделения, Николс [22] приводит В качестве примера сравнение между опытным ре-iiKTopiHbiM испарителем и аппаратом непрерывного действия пленочного типа. Он рекомендует последний тип аппарата вследствие его больщей надежности и благодаря тому, что выпариваемый раствор пребывает в нем в течение меньшего промежутка времени. [c.240]
Для растворов с высокой активностью, получающихся при экстракционной переработке урана, может быть обеспечен фак- тор концентрирования от 50 до 200 при выпаривании в вакууме без дополнительного удаления азотной кислоты. При уменьшении избытка кислоты этот фактор может быть удвоен. Для таких высоких концентраций саморазогрев раствора остаточных продуктов деления приобретает существенное значение. [c.240]
Обычная нейтрализация щелочами (например, едким натром) невыгодна из-за образования осадков и разбавления продуктов деления значительным количеством образующихся солей. С точки зрения процесса последующего разделения лучше применять аммиак, но образование азотнокислого аммония в высокоактивных растворах нежелательно из-за опасности взрыва при последующем упаривании. [c.240]
Азотная кислота может быть экстрагирована из сильнокислых растворов различными эфирами и кетонами, но при кислотности ниже 1 м. эффективность экстракции мала [26]. Этот метод усложняется также экстрагированием некоторых продуктов деления и необходимостью операции реэкстракции в противоточной экстракционной установке. [c.240]
Процесс протекает по уравнению (А) при кислотности растворов 1—8-м. и по уравнению (В) при концентрации азотной кислоты выше 8-м. Скорость реакции возрастает с увеличением кислотности, и при температуре 100° и кислотности выше 8-м. реакция протекает практически мгновенно. При кислотностях ниже 1-м. формальдегид превращается в муравьиную кислоту, которая также реагирует с НМОз. Пропускание через раствор одной только окиси азота может снизить общую кислотность с 16 до 8-м. Расход формальдегида может быть снижен путем предварительной обработки растворов с высокой концентрацией азотной кислоты отходящими газами, содержащими окись азота. Это можно осуществить введением формальдегида ниже точки ввода азотной кислоты в ректификационную колонну. [c.241]
Концентрация азотной кислоты в растворах, содержащих продукты деления, может быть снижена с помощью электродеионизации и анионного обмена. Однако практически доступные ионообменные материалы недостаточно устойчивы для непрерывной обработки растворов с высокой радиоактивностью. [c.241]
Для преодоления неудобств, связанных с длительным хранением высокоактивных отходов в виде растворов, предлагалось переводить продукты деления в твердое состояние путем поглощения или смешивания их с силикатными минералами с последующим высокотемпературным обжигом для фиксации активности. [c.241]
В первом методе, который был подвергнут исследованию, использовалась катионообменная способность некоторых природных глин. В табл. 56 приведены ионообменные емкости ряда тли нистых минералов [28]. [c.241]
Исследования, проводимые в Брукхевене (США) [21, 29], были основаны главным образом на применении монтмориллони-товой глины. В азотнокислых растворах, содержащих продукты деления, высушиванием или электродиализом с последующей обработкой едким натром кислотность снижалась до 0,02-м. Многовалентные катионы, например алюминий и железо, должны отсутствовать. [c.241]
Пермутит. . . . Глауконит. . . Монтмориллонит. Вермикулит. . . Галлоизит. . . Нонтронит.. . . [c.242]
Сырые монтмориллонитовые глины нельзя использовать в качестве сорбентов В колонке, для этого глина предварительно формуется В виде маленьких стержней, высушивается и загружается в колонку. Вместо этого можно также смешать глину с этил-ортосиликатом и прокалить при температуре 300° [30]. [c.242]
Для того чтобы избежать операцию формовки глины, были поставлены опыты с природными минералами глауконитового типа, также имеющими значительную сорбционную емкость [31]. Это имело то преимущество, что использовался дешевый материал, который можно было смешать с известковым минералом для обеспечения нейтрализации раствора. При необходимости можно было ввести добавюи, улучшающие фильтруемость раствора. [c.242]
После сорбции продуктов деления на глинах, последние могут быть прокалены при температуре 1000° до получения спекшейся массы. При этом полученный спек уже не обладает сорбционной емкостью. Опыты по выщелачиванию продуктов деления из прокаленных глин пресной и морской водой показали, что только незначительная часть их вымывается (менее 0,1% при времени выщелачивания несколько месяцев). [c.242]
Для устранения вышеперечисленных недостатков ионообменных процессов были проведены исследования по смешению радиоактивных отходов с силикатными материалами с последующим выпариванием досуха и прокаливанием до получения стеклообразной массы. [c.243]
В Канаде были поставлены опыты с природным алюмосили катом — нефелиновым сиенитом. Этот минерал при смешении с кислыми растворами легко образует гели, которые при нагревании до 1000° превращаются в стеклообразную массу [32, 33]. [c.243]
Для этой же цели в Ок-Ридже (США) [И] были испытаны природные глины. К смеси местных глинистых сланцев, известняка и двууглекислого натрия добавляли растворы, содержащие продукты деления и большое количество нитрата алюминия. Полученную пульпу высушивали и прокаливали при температуре спекания. [c.243]


Вернуться к основной статье


© 2024 chem21.info Реклама на сайте