Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области охраны окружающей среды на предприятиях атомной промышленности и может быть использовано при утилизации отходов, содержащих радиоактивные изотопы и другие токсичные вещества. Способ отверждения радиоактивных отходов включает предварительную термовлажностную обработку отхода при температуре 120-200oС, смешение с вяжущим, формование изделий с последующим их отверждением в условиях термовлажностной обработки при температуре, не превышающей температуру обработки отходов. Способ позволяет исключить попадание радионуклидов в окружающую среду при переработке радиоактивных отходов и обеспечивает получение конечного продукта с высокой прочностью. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139583
Класс(ы) патента: G21F9/16
Номер заявки: 98110888/12
Дата подачи заявки: 08.06.1998
Дата публикации: 10.10.1999
Заявитель(и): Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов
Автор(ы): Евтушенко Е.И.; Павленко В.И.; Рубанов Ю.К.; Ефимов А.И.; Ряхин В.М.; Чекалин Б.С.; Лысенко А.А.; Старостина И.В.; Кащеева И.Ю.; Фаустов И.М.; Воронин М.М.
Патентообладатель(и): Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов (БелГТАСМ), Курская АЭС
Описание изобретения: Изобретение относится к области охраны окружающей среды на предприятиях атомной промышленности и может быть использовано при утилизации отходов, содержащих радиоактивные изотопы и другие токсичные вещества.
Известен способ отверждения отходов, содержащих радиоактивные изотопы и другие токсичные вещества, путем смешения с металлургическим гранулированием шлаком или шлакопортландцементом при водовяжущем отношении 0,2 - 0,6 с удельной поверхностью вяжущего 2800-4000o см2/г при температуре отверждаемого отхода 20-90oC. (А.с. СССР 880149. Способ отверждения отходов/ К.П.Захарова, Т. Т.Жикол, Н.В.Алимова и др. - Заявл. 02.06.80, N 2935068/18-25, МКИ G 21 F 9/04, опубл. в БИ N 16, 1982 ).
Недостатками данного способа являются значительное (до 30%) вымывание радионуклидов из блоков при контакте с водой, низкая морозостойкость и снижение прочности при наличии органических примесей, солей, тонкодисперсных шламов.
Наиболее близким является способ отверждения радиоактивных отходов, включающий смешение с вяжущим и специальными добавками в виде глинистых материалов (вермикулит, бентонит и др.), сланцев, формование блоков и последующее их отверждение, (А.С.Никифоров, В.В.Куличенко, М.И.Жихарев. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 130-136) - Прототип.
Недостатками указанного способа являются низкие физико-механические свойства при наличии органических примесей, солей, тонкодисперсных частиц, вредно влияющих на свойства изделий.
Изобретение направлено на создание экологически чистой технологии переработки отходов, содержащих радиоактивные изотопы и другие токсичные вещества, и получение конечного продукта с высокой прочностью.
Поставленная задача достигается тем, что в способе отверждения радиоактивных отходов, включающем смешение с вяжущим, формование блоков и последующее их отверждение, отходы перед смешением подвергают предварительной термовлажностной обработке при температуре 120-200oC в герметичной камере, отверждение блоков проводят в условиях термовлажностной обработки при температуре, не превышающей температуру обработки отходов.
Заявленное решение отличается от прототипа тем, что радиоактивные отходы перед смешением подвергают предварительной термовлажностной обработке при температуре 120-200oC в герметичной камере, отверждение блоков проводят в условиях термовлажностной обработки при температуре, не превышающей температуру обработки отходов. Предварительная термовлажностная обработка отходов обеспечивает разрушение коагуляционных структур отхода, стабилизацию органических составляющих и полную стерилизацию (уничтожение микроорганизмов). В результате изменяются физико-химические свойства отхода, улучшается водоотделение (в процессах фильтрации или сушки), происходит уменьшение объема отхода на 20-50%, а также первичный гидротермальный синтез силикатов и алюмосиликатов металлов, в том числе радионуклидов. Дальнейшие свойства отходов во многом определяются их предварительной тепловой обработкой, и последующая термовлажностная обработка блоков при тепловых режимах, не превышающих режимы предварительной обработки отходов, не приводит к дальнейшим деформационным структурным изменениям в цементном камне, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
При изучении литературных источников аналогичного технического решения не обнаружено и влияние предварительной термовлажностной обработки отходов при температуре 120-200oC и термовлажностной обработки отформованных блоков при температуре, не превышающей температуру обработки отходов, на достижение результатов неизвестно и спрогнозировать было невозможно. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "изобретательский уровень".
Пример осуществления способа
Отверждению подвергали концентрат жидких радиоактивных отходов с повышенным содержанием органических компонентов (до 30%). Отходы предварительно подвергали термовлажностной обработке при температурах от 120 до 200oC в герметичной камере в течение 6 часов. Термообработанные отходы смешивали с цементом при водоцементном отношении 0,4 с последующим формованием бетонных блоков. После выдержки при температуре 20oC в течение 3 часов, блоки подвергали термовлажностной обработке при различных тепловых режимах. Сравнительные характеристики полученных бетонных изделий по предлагаемому способу и способу по прототипу представлены в таблице.
Как видно из таблицы, наиболее прочные изделия были получены по предлагаемому способу при предварительной термообработке отходов при температуре, указанной в экспериментах N2, N3 и N4. Изделия, полученные по прототипу, имели прочностные показатели, не удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к отвержденным отходам, для их последующего захоронения (эксперимент N 1). При термовлажностной обработке блоков при режимах, превышающих по температуре режимы предварительной обработки самого отхода, происходит резкое снижение прочности (эксперимент N 5 - отрицательный пример).
Снижение температуры предварительной термовлажностной обработки отхода ниже 120oC также приводит к снижению прочностных показателей бетонных изделий (эксперимент N 6 - отрицательный пример). Вместе с тем, превышение температуры предварительной термовлажностной обработки отхода выше 200oC с экономической и технической точки зрения не оправдано, так как при несущественном повышении прочности изделий происходит резкое увеличение требований к оборудованию для его проведения.
Предлагаемое решение позволяет исключить попадание радионуклидов в окружающую среду при переработке радиоактивных отходов и обеспечивает получение изделий с физико-механическими свойствами, обеспечивающими их безопасное захоронение.
Формула изобретения: Способ отверждения радиоактивных отходов, включающий смешение с вяжущим, формование изделий с последующим их отверждением, отличающийся тем, что отходы перед смешением подвергают предварительной термовлажностной обработке при температуре 120 - 200oС в герметичной камере, а отверждение изделий проводят в условиях термовлажностной обработки при температуре, не превышающей температуру обработки отходов.