Teil Heim
Produktion, Amateur
Funkamateur
Modellflugzeuge, Raketen-
Nützlich, unterhaltsam 		Stealth - Master
Elektronik
Physik
der Technik
Erfindung 		Raum Geheimnis
Erde Mysteries
Secrets of the Ocean
List
Kartenausschnitt
Anfang
Forum
Verwendung des Materials ist für die Referenz (für Websites - Hyperlinks) zulässig
Erfindung
Russische Föderation Patent RU2246550

Verfahren zur Verarbeitung von RADIOAKTIVEN ABFALL Thorium

Verfahren zur Verarbeitung von RADIOAKTIVEN ABFALL Thorium

Name des Erfinders: Kudryavsky YP (RU); Ryaposov YA (RU); Rakhimov OV (RU); Zhulanov NK (RU); Dernov AY (RU); Eremin IY (RU); Polezhaev NI (RU); Medwedew AN (RU); Koryukov VN (RU); Martynov NM
Der Name des Patentinhabers: Forschung-und-Produktionsfirma Umwelt "Öko-Technologie"
Korrespondenzanschrift: 618400, Perm, Berezniki, st .. Demeneva, 7, kv.3, YP Kudryavskaya
Startdatum des Patents: 2003.06.24

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Metallurgie von seltenen, gestreut und radioaktiven Metallen und insbesondere auf ein hydrometallurgisches Verfahren pererabrtki polymetallischen, Mehrkomponenten-, Thorium radioaktiven Abfällen aus der Verarbeitung von verschiedenen Mineralien resultierenden enthält REE, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Hf, W, U und andere. das technische Ergebnis wird die Radioaktivität der Filtrate nach der Trennung der radioaktiven Niederschlag durch Erhöhung des Grades der Copräzipitation aus einer Anzahl von natürlichen Radionukliden Th-232, insbesondere Ra-224 und Ra-228 mit radioaktivem Niederschlag zu reduzieren. Das Verfahren umfasst die Lösung und / oder Pulpe mit einem alkalischen Reagenz zu behandeln, die Einführung der Sulfatlösungen von anorganischen Chloridverbindung und dem Bariumsulfat-hydrate Verarbeitungs Pulpe mit einer Lösung Eisenchlorid enthält, und Abtrennung des Niederschlags durch Filtration der radioaktiven Lösung. Das Alkali - Reagens mit der Konzentration der Milch Magnesiumoxid MgO 50-200 g / dm 3 verwendet wird, wird die Behandlung bei einem pH - Wert von 8-10 durchgeführt wird , eine Lösung des Sulfats als anorganische Verbindungen sind Natriumsulfat in einer Menge von 6,9 g Na 2 SO 4 / dm 3, dann in die Aufschlämmung von Bariumchlorid in einer Menge von 1,5-3 g BaCl 2 / dm 3, Hydrat-Sulfatzellstoff wurde mit einer Lösung , die Eisenchlorid in einer Menge von 0,8-16 g Fe 3+ / dm3 Anfangslösung und / oder behandelt eingeführt Zellstoff mit einem hohen Molekulargewicht Flockungsmittel behandelt, und es wird gehalten ungerührten 0,5-2 Stunden, um einen radioaktiven Niederschlag von der Mutterlauge abgetrennt, gewaschen, zuerst mit 0,5-2 Volumen Wasser zu einem Volumen an Niederschlag, dann die Lösung und / oder Suspension des Magnesiumchlorid in einer Menge enthält, 2,1 Volumen bis 1 Volumen an Niederschlag radioaktiven Filterkuchen wurde mit magnesiumhaltigen Oxid Mineralstoffe ausgeschleust und gemischt, genommen in einer Menge von 0,5-0,8 kg MgO pro 1 kg Niederschlag. Die sich ergebende zusammengesetzte Pastenmischung wird in Formen eingebracht und / oder Form und gedrückt, während auf 80-120 ° C erhitzt wird,

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Metallurgie von seltenen, gestreut und radioaktiven Metallen, und insbesondere auf hydrometallurgischen Verfahren zur Verarbeitung von polymetallischen, Mehrkomponenten-, Thorium radioaktiven Abfällen aus der Verarbeitung von verschiedenen Mineralien resultierenden enthält REE, Nb, Ta, Ti, V, Zr, Hf, W , U, und andere. Die Erfindung kann für die Verarbeitung, Neutralisation und Dekontamination von Abfallsalz Chlorierungsverfahren verwendet werden loparite und / oder Zirconium und / oder Titan konzentriert.

Ein Verfahren zur Behandlung von radioaktivem Thorium Abfall - Abfallkonzentrate loparite Chlorierungsprozess (Nichteisenmetalle 1993 №12, s.30-31; und siehe :. Journal of Applied Chemistry, 1990, t.63, s.946 Dep VINITI 10.10 ... 1989 №6183 - 89). Das bekannte Verfahren besteht durch Desorption bei der Extraktion von Kationen - Thorium Karbonat-haltigen Lösung gefolgt GFP - Typ die Thorium Sorption Phosphorsäure makroporösem Kationenaustauscher, aus dem Eluat Thoriumverbindungen Ausfällen zu erhalten, nach dem Trocknen und Brennen eines Konzentrats , das 90-98% ThO 2 Dekontaminationslösungen von Nachkommen - Ra- 228 und Ra-224 - vorgesehen ist (Journal of Applied Chemistry, 1990, t.63, s.946) Verarbeitung des ursprünglichen Zellstoff H 2 SO 4 (Na 2 SO 4) und BaCl 2. Wie jedoch durch die Ergebnisse spezieller Untersuchungen und Tests gezeigt, wird die Einführung der Betrieb im "Kopf" des Prozesses nicht den gewünschten Grad an Dekontaminationslösungen zur Verfügung stellen und somit zusätzliche Operationen Dekontaminationslösungen erfordern, die Filtrate nach der Sorption Spalten. Dies führt schließlich zur Bildung eines großen Volumens von sekundären radioaktiven Abfälle (RW) der in Sonderabfallspeicher (HVO) entsorgt werden.

Bekannte ( "Method of Thorium-Extraktion aus der Lösung" Anwendung №9302707 / 26 Vor Am 11.05.1993 Mit 01 MKI F 15/00 Publ... Bull. №18 1995 S.27.). Verfahren zur Behandlung von radioaktivem Thorium Abfälle ( und Siehe :. Radiochemie, 1996, T.38, Ausgabe 1, s.60-65, Nichteisen-Metallurgie, 1995, No.7-8, s.30-33 RZhMet 1996 ZG128), umfassend die selektive Gewinnung von Thorium .. Präzipitate durch Copräzipitation mit Ba (Ca) SO 4 von Lösungen Seltenerdelementen, selten, verstreut, Buntmetalle enthalten. Das Verfahren umfasst die anfängliche Lösung von Alkalimetallchlorid Behandlung und / oder Ammonium- und / oder Salzsäure, die gesättigt, indem die Menge an Metallchloriden Lösung zu erhalten, in die Lösung ersten wasserlöslichen Sulfat Bearer anorganischen Verbindung Einbringen dann - wasserlösliches Salz von Barium in Mengen, die Einrichtung Mol bereitzustellen Verhältnis SO 4 / Ba 1.1 und BaSO 4 / Th 30; Trennung von radioaktivem Schlamm aus der Lösung.

Das bekannte Verfahren ermöglicht eine hohe Selektivität Entfernen Thorium aus Lösungen enthaltend 0,01-0,1 g / dm 3, Thorium und anderen Metallen. Wenn jedoch eine Thoriumkonzentration von 0,1 g / dm 3 sehr hohen Verbrauch an Barium erfordert sulfathaltigen anorganischen Verbindungen und Salze (Na 2 SO 4), in der Bildung einer großen Menge an Ausfällung ergeb - Sekundärabfall entsorgt werden, mit dem gewünschten Grad der Dekontaminationslösungen Ra-228 und Ra-224 wird aufgrund der Copräzipitation und Adsorption von Thorium erreicht BaSO 4 und Verriegelungsfläche Bariumsulfat Th 4+ -Ionen auszufällen.

Unter den bekannten Analoga am nächsten an der Kombination von Materialeigenschaften ist das Verfahren zur Behandlung von radioaktivem Abfall Thorium, umfassend die Behandlung Lösungen und / oder Aufschlämmungen alkalischen Reagenzes Einführung Lösungen der Sulfat anorganische Verbindung und Bariumchlorid, Verarbeitung Hydrat-Sulfatzellstoff mit einer Lösung Eisenchlorid enthält, und Trennung von radioaktivem Schlamm Filtration der Lösung (RU 2.205.461 C2, IPC G 21 F 9/30, publ. 27.05.2003, pp. 1, Spalte 1, p. 5, Beispiel 3, das Ausführungsbeispiel 3, Beispiel 4, Variante 2).

Der Nachteil dieses Verfahrens - der Prototyp ist unbefriedigend Reinigungsgrad - Dekontaminationslösungen aus mehreren Tochterradionuklide von Thorium-232, insbesondere aus der Ra-224 und Ra-228, die mit einer unvollständigen Copräzipitation von Radium mit Fällung von Bariumsulfat, Calcium- und Metalloxiden, -hydroxiden zugeordnet ist. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens - der Prototyp mit der Notwendigkeit verbunden sind radioaktiven Fallout in Sonderabfalllager (HVO) zu exportieren, den Bau und den Betrieb von denen erfordert einen großen Kapitalaufwand.

Die beanspruchte technische Lösung bei der Lösung des Problems ausgerichtet ist, die Umwelt- und Strahlenschutz zu verbessern.

Das technische Ergebnis, das durch die Durchführung der beanspruchten Erfindung erhalten werden kann, ist die Filtrate Radioaktivität nach der Trennung Fallout zu reduzieren, indem sie den Grad der gemeinsame Fällung von natürlichen Radionukliden Zahl von Th-232, insbesondere Ra-224 und Ra-228 radioaktiven Fallout erhöht und in der Lokalisierung von radioaktive Metalle (Thorium und seine Zerfallsprodukte) und sie auf die strahlungs sicher - staubfrei, wasserunlösliche härteten Zustand beständig gegen Niederschlag, Grundwasser und Grundwasser, hat keine negativen Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit und Servicepersonal und geeignet für eine weitere Lagerung ohne Umweltschäden in die Umwelt.

technische Ergebnis bei der Durchführung des beanspruchten Verfahrens das wird dadurch erreicht, daß Eisenchlorid in der bekannten Verarbeitungsverfahren Thorium radioaktiven Abfall, umfassend das Behandeln Lösungen und / oder Aufschlämmungen alkalischen Reagenzes Einführung Lösungen der Sulfat anorganische Verbindung und Bariumchlorid, Verarbeitung Hydrat-Sulfatzellstoff mit einer Lösung enthält, und Abtrennen des Präzipitats durch Filtration ist die radioaktive Lösung als alkalisches Reagenz Milchkonzentration Magnesiumoxid MgO 50-200 g / dm 3, wird die Behandlung auf einen pH - Wert von 8-10 durchgeführt, Natriumsulfat in einer Menge einer Lösung des Sulfats als anorganische Verbindungen sind 9,6 g Na 2 sO 4 / dm 3, und dann in die Aufschlämmung von Bariumchlorid - Lösung in der Menge 1,5-3 VASL 2 g / dm3 eingeführt, Hydrat-Sulfatzellstoff mit einer Lösung , die Eisenchlorid in einer Menge von 0,8-16 g Fe 3+ behandelt wurde / dm3 Anfangslösung und / oder Pulpe, ein hochmolekulares Flockungsmittel behandelt und behielt seine 0,5-2 Stunden ohne Rühren wird die radioaktive Rückstand aus der Mutterlauge abgetrennt, gewaschen , zuerst mit 0,5-2 Volumen Wasser zu einem Volumen an Niederschlag, dann die Lösung und / oder Suspension, enthaltend Magnesiumchlorid in einer Menge von 2,1 Volumen bis 1 Volumen an Niederschlag radioaktiven Filterkuchen wurde mit magnesiumhaltigen Oxid Mineralstoffe ausgeschleust und gemischt, genommen in einer Menge von 0,5-0,8 kg MgO pro 1 kg Niederschlag Verbund pastöse Mischung gebildet in eine Form eingebracht und / oder Form und gedrückt, während auf 80 bis 120 ° C erhitzt wird,

Merkmal ist, dass als eine Aufschlämmung von Milch aus Magnesiumoxid, hergestellt auf der Basis von Magnesiumoxid mineralischen Materialien, wie beispielsweise Asbestabfall.

Merkmal ist, dass als das Magnesiumoxid mineralischen Materialien verwendet vorher wärmebehandelt natürliche Mineralstoffe, Futtermehl und / oder der Produktion von Asbestabfällen eine Teilchengröße von weniger als 100 Mikrometer.

Merkmal ist , daß das Sulfat als anorganische Verbindung verwendet , Na 2 SO 4 -Lösung mit einer Konzentration von 50-200 g / dm3.

Merkmal ist , dass , wenn die Bariumchlorid - Lösung wurde in einer Konzentration von 50-200 g VASL 2 / dm 3 eingesetzt.

Merkmal ist, dass als Lösung und / oder Suspension des Chlorids Aufschlämmung Magnesium verwendet wird, hergestellt durch Magnesiumoxid mineralischen Materialien reagieren, wie Asbest Produktionsabfälle mit Salzsäure.

Merkmal ist , dass als Lösung und / oder Suspension des Magnesiumchlorid - Slurry verwendet wird , die bei der Reinigung von Rauchgas und der Cl 2 / HCl oder Magnesiumoxid Milch gebildet wird.

Merkmal ist , dass , da die Verwendung von Ferrichloridlösung mit einer Konzentration von 10-100 g FeCl 3 / dm 3.

Das Feature ist , dass als Gilde - Lösung mit Eisenchlorid Abwasser erzeugt durch Waschen Produktionsanlagen und Ausrüstung, mit einem Eisengehalt von 5,2 g / dm 3.

Merkmal ist, dass als hochmolekulares Flockungsmittel-Lösung unter Verwendung von Polyacrylamid-Lösung mit einer Konzentration von 0,01-0,2%.

Ceteris paribus das vorgeschlagene Verfahren, gekennzeichnet durch neue Methoden, um die Taten und Handlungen der neuen Reihenfolge der Ausführung durchgeführt wird, die Verwendung bestimmter Stoffe, die für die Durchführung des Verfahrens unverzichtbar sind, neue Modi und Implementierung Prozessparameter sorgt für die Erreichung des technischen Ergebnisses bei der Durchführung der beanspruchten Erfindung.

die Patentierbarkeit der beanspruchten Erfindung Überprüfung zeigt, dass es sich um eine erfinderische Tätigkeit ist, nicht ausdrücklich für die Experten.

Analyse der Technik zeigt an, dass in einem Buch, eine Zeitschrift und Patentliteratur gibt es keine Informationen über die radioaktiven Abfallverarbeitungs Thorium ist durch sequentielle Behandlung mit den Stammlösungen (Pulp) zunächst mit einem alkalischen Reagenz, gefolgt von Natriumsulfat, Bariumchlorid, gefolgt von der Einführung in die Aufschlämmung enthaltende Lösung Ferrichlorid, Filtrieren der Aufschlämmung, wobei der erste Niederschlag von 0,5-2 Volumen Wasser zu einem Volumen an Niederschlag wäscht, dann die Lösung und / oder Suspension des Magnesiumchlorid in einer Menge von 2,1 Volumen bis 1 Volumen an Niederschlag enthält, Mischen der Niederschlag radioaktiven magnesiumhaltigen Oxid Mineralstoffe , Pressen, Heizung und Empfangseinheiten.

Die Analyse der Kombination von Merkmalen der beanspruchten Erfindung und ein technisches Ergebnis erzielen zeigt, dass zwischen ihnen eine bestimmte ist Ursache-Wirkungs-Beziehung, die in der Tatsache zum Ausdruck gebracht wird, dass der Umsetzungsprozess über Bedingungen, Modi und Parameter des Prozesses in streng definierten Thorium radioaktiver Abfälle der Wiederverwertung: die Folge von Operationen, die Anwesenheit von neue Aktionen, die Einführung von bestimmten Substanzen, ein bestimmtes Verhältnis der Reaktanden und ein gut definiertes Verfahren für die Einführung von Reagenzien Grad der Dekontamination und die Verringerung der Radioaktivität von Filtrate nach der Trennung der radioaktiven Niederschlag durch Erhöhung des Grades der Cofällung natürliche Radionuklide Anzahl von Th-232, insbesondere Ra-228 und Ra-224 bieten eine erhöhte hydratisieren, Sulfat und oksisulfatnymi Fällung Lokalisierung von radioaktiven Metallen und überträgt sie auf umweltgerechte Form - staubfrei, wasserunlösliche härteten Zustand beständig gegen Niederschlag, Grundwasser und Grundwasser, hat keine negativen Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit und Servicepersonal und geeignet für eine weitere Lagerung ohne dass Umweltschäden und Strahlenbelastung.

Wenn eine der oben genannten Verhältnis der Reaktanden, einer gut definierten Reihenfolge der Einführung der Reaktanden, Mischarten, die Prozessbedingungen, Workflow, etc .. Das oben genannte technische Ergebnis nicht erreicht wird.

Es sei darauf hingewiesen, dass die etablierten Kausalzusammenhang offensichtlich nicht für Profis folgen und folgt nicht aus den Literaturdaten über die Chemie und Technologie von seltenen und Seltenerdmetalle.

Daten, die die Erfindung Durchführung der Bestätigung der oben genannten technischen Ergebnis, in dem Beispiel zu erhalten gezeigt.

Beispiel

Für Lösungen, natürliche Radionuklide für Experimente enthält, wurden verwendet: Kochsalzlösung Bewässerung Abfallfilter Chlorierungsprozess loparite Konzentrate schmelzen.

Lösungen , enthaltend, wt%: 2,5 THCL 4, AlCl 3 20 7 LnCl 3 und TiCl 4 und Verunreinigungen, NbCl 3, TaCl 5, NaCl, KCl, MgCl 2, CaCl 2, unlöslicher Rückstand (5%) - gelöst in Wasser bei einem G: T = 4: 1. 1 dm 3 Magnesiamilch Aufschlämmung auf pH 9,0 ± 0,5 behandelt wurde, dann mit 40 dm 3 der Lösung behandelt , die 100 g / dm3 Natriumsulfat, 25 dm 3 der Lösung 100 g / dm 3 Bariumchlorid enthält, wonach behandelte Zellstoff 0,8 dm 3 einer Lösung , die 5 g / dm 3Fe 3+ enthält. Die Pulpe wird dann mit 0,1% ige Lösung von Polyacrylamid-Aufschlämmung behandelt gehalten wurde ohne 1 Stunde gerührt, filtriert, der Niederschlag von der radioaktiven Mutterlauge abgetrennt, zuerst mit 1,5 Bettvolumina Wasser auf 1 Volumen der Niederschlag gewaschen, dann die Lösung, die das Magnesiumchlorid in einer Menge von 1 enthält, 5 Volumina zu 1 Volumen an Niederschlag, der Niederschlag mit magnesiumhaltigen Oxid mineralischen Materialien gemischt, in einer Menge von 600 g pro 1 kg MgO genommen Präzipitat Verbund pastöse Gemisch wird in eine Form gegeben und gepreßt, während sie erhitzt auf 100 ° C gebracht gebildet

Forschung und Tests haben gezeigt, dass die Umsetzung des Prozesses der Dekontaminationslösungen aus natürlichen Radionukliden durch das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es, den Abfall zu den festgelegten Normen zu deaktivieren, und die Übertragung von radioaktiven Fallout im ausgehärteten Zustand erlaubt, ihre umwelt - sichere Lagerung ohne die Umwelt, die öffentliche Gesundheit und Servicepersonal zu beschädigen: erhalten, wie durch die Tests gezeigt, nach dem Verfahren der "Blöcke", sind resistent gegenüber den Schwankungen der Umgebungstemperatur (-50 bis + 50 ° C) zu erhöhen nicht Staub, Wasser unlöslich und beständig gegen Niederschlag, Boden und Grundwasser.

FORDERUNGEN

1. Verfahren radioaktive Thorium Abfälle der Verarbeitung, umfassend das Behandeln Lösungen und / oder Aufschlämmungen alkalischen Reagenz, um die Sulfatlösungen von anorganischen Chloridverbindung der Einführung und der Bariumsulfat-hydrate Verarbeitungs Pulpe mit einer Lösung Eisenchlorid enthält, und Abtrennung des Niederschlags durch Filtration der radioaktiven Lösung, dadurch gekennzeichnet, als alkalisches Reagenz Milchkonzentration Magnesiumoxid MgO 50-200 g / dm 3 ist, wird die Behandlung bei einem pH - Wert von 8-10 durchgeführt wird , sind eine Lösung des Sulfats als anorganische Verbindungen , Natriumsulfat in einer Menge von 6,9 g Na 2 sO 4 / dm 3, dann in die Aufschlämmung Lösung wurde in einer Menge 1,5-3 VASL 2 g / dm3, Hydrat-Sulfatzellstoff mit einer Lösung , die Eisenchlorid in einer Menge von 0,8-16 g Fe 3+ / l Ausgangslösung und / oder Aufschlämmung behandelt Bariumchlorid eingeführt wurde mit einem hochmolekularen Flockungsmittel behandelt, und es wird 0,5-2 Stunden ohne Rühren gehalten wird, ein radioaktiver Niederschlag von der Mutterlauge abgetrennt, gewaschen, zuerst mit 0,5-2 Volumen Wasser zu einem Volumen an Niederschlag, dann die Lösung und / oder Suspension des Magnesiumchlorid in einer Menge von 1 enthält, -2 bis 1 Volumen Volumen wurde radioaktiven Filterkuchen Niederschlag wurde in einer Menge von 0,5-0,8 kg ausgetragen und mit magnesiumhaltigen Oxid mineralischen Materialien, genommen MgO pro 1 kg Niederschlag bildete Verbund pastöse Mischung in Formen eingebracht und / oder Schimmel und gedrückt, während Erhitzen auf 80 bis 120 ° C

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch Magnesiamilch als eine Aufschlämmung gekennzeichnet, hergestellt auf der Basis von Magnesiumoxid mineralischen Materialien, wie beispielsweise Asbestabfall.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Magnesiumoxid als die mineralischen Materialien vorher wärmebehandelt natürliche Mineralstoffe, Futtermehl und / oder der Produktion von Asbestabfällen eine Teilchengröße von weniger als 100 Mikrometer.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sulfat als anorganische Verbindung verwendet , Na 2 SO 4 -Lösung mit einer Konzentration von 50-200 g / dm3.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bariumchlorid - Lösung mit einer Konzentration von 50-200 g verwendet wurde VASL 2 / dm 3.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung und / oder Suspension des Chlorids Aufschlämmung Magnesium verwendet wird, hergestellt wird durch Magnesiumoxid mineralischen Materialien, wie Asbest Produktionsabfälle mit Salzsäure umgesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung und / oder Suspension des Magnesiumchlorid - Slurry verwendet wird , die bei der Reinigung von Rauchgasen Cl 2 und / oder HCl Magnesia Milch gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ferrichloridlösung in einer Konzentration von 10-100 verwendet wird g FeCl 3 / dm 3.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lösung als ein Wasserfahrzeug Abfalleisenchlorid durch Waschen Produktionsanlagen und Ausrüstung , die Eisen 5,2 g / dm 3 hergestellt verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, daß als hochmolekulares Flockungsmittel-Lösung unter Verwendung von Polyacrylamid-Lösung mit einer Konzentration von 0,01-0,2% gekennzeichnet.

Druckversion
Erscheinungsdatum 19.02.2007gg