ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы 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