CS205905B1 - Borate silicate glass fixation of the concentrated radioactive wastes - Google Patents

Borate silicate glass fixation of the concentrated radioactive wastes Download PDF

Info

Publication number
CS205905B1
CS205905B1 CS288679A CS288679A CS205905B1 CS 205905 B1 CS205905 B1 CS 205905B1 CS 288679 A CS288679 A CS 288679A CS 288679 A CS288679 A CS 288679A CS 205905 B1 CS205905 B1 CS 205905B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
oxide
concentration
silicate glass
radioactive waste
radioactive wastes
Prior art date
Application number
CS288679A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Ela Vackova
Jarmila Ralkova
Original Assignee
Ela Vackova
Jarmila Ralkova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ela Vackova, Jarmila Ralkova filed Critical Ela Vackova
Priority to CS288679A priority Critical patent/CS205905B1/en
Publication of CS205905B1 publication Critical patent/CS205905B1/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Description

Vynález se týká boritokřemičitého skla, které lze použít pro fixaci zkoncentrovaných radioaktivních odpadů.The invention relates to borosilicate glass which can be used to fix concentrated radioactive waste.

Jedním ze způsobů likvidace radioaktivních odpadů je jejioh solidifikace a přeměna ve skelnou nebo skelně krystalickou kompaktní hmotu, která splňuje podmínky dlouhodobého bezpečného skladování.One way to dispose of radioactive waste is by solidifying and converting it into a vitreous or vitreous crystalline mass that meets the conditions of long-term safe storage.

Je známo několik způsobů solidifikace radioaktivních odpadů a jejich přeměny na sklo nebo skelně krystalickou hmotu; tak například směs předem připraveného a rozdrceného křemičitého skla a kalcinovaných radioaktivních odpadů po promíchání a protavení vytvoří po ochlazení kompaktní skelnou nebo skelně krystalickou hmotu. Z typů používaných skel se nejlépe osvědčila boritokřemičitá skla, přestože mají celou řadu nedostatků, jako např. mohou pojmout jen malá množství kslcinátu radioaktivního odpadu a směs boritokřemičitých skel s kalcinétem radioaktivních odpadů vyžadují vysokou teplotu, nutnou k vytvoření homogenního konečného produktu. Taková teplota vyvolává technologické potíže, zvláště zvyšuje korozi materiálů, zvyšuje úlet nebezpečných radioaktivních nuklidú, atd. Kromě toho, je-li v radioaktivním odpadu hmotnostní koncentrace oxidu sodného NagO větší než 4 %, dochází k odměšování fáze, obsahující molybden. Tato odmíaená fáze strhává do sebe dlouhodobé radionuklidy cesium ^^Cs a stroncium ^°Sr a protože je rozpustná ve vodě, dochází tím k podstatnému snížení účinnosti fixačního procesu.Several methods of solidifying radioactive wastes and converting them into glass or glassy crystalline mass are known; for example, a mixture of preformed and crushed silica glass and calcined radioactive waste after mixing and melting forms a compact glassy or glassy crystalline mass upon cooling. Of the types of glasses used, borosilicate glasses have proven to be the best, although they have a number of drawbacks, such as they can only contain small amounts of radioactive waste aggregate, and a mixture of borosilicate glasses with radioactive waste calcine requires the high temperature required to produce a homogeneous end product. Such a temperature causes technological difficulties, in particular, increases the corrosion of materials, increases the escape of hazardous radioactive nuclides, etc. In addition, if the concentration of sodium oxide in the radioactive waste exceeds 4%, the phase containing molybdenum is separated. This conditioned phase entrains long-term radionuclides cesium (II) Cs and strontium (II) Sr, and since it is water-soluble, this significantly reduces the efficiency of the fixation process.

205 905205 905

205 905205 905

Zmíněné nedostatky lze odstranit nebo alespoň podstatné snížit použitím Skel podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahují následující složky v hmotnostní koncentraci: 30,0 až 85,0 % oxidu křemičitého SiOgSaid drawbacks can be eliminated or at least substantially reduced by the use of the glasses according to the invention, characterized in that they comprise the following components in a weight concentration: 30.0 to 85.0% SiO2 silica

2,0 až 30,0 % oxidu hlinitého AlgO^2.0 to 30.0% alumina

0,5 až 20,0 % alespoň jednoho oxidu ze skupiny, zahrnující oxid titaničitý TiOg a oxid zinečnatý ZnO0.5 to 20.0% of at least one oxide selected from the group consisting of titanium dioxide TiOg and zinc oxide ZnO

2,0 až 20,0 % oxidu boritého BgO-j2.0 to 20.0% boron oxide BgO-j

2,0 až 20,0 % alespoň jednoho oxidu ze skupiny, zahrnující oxid hořečnatý MgO a oxid vápenatý CaO2.0 to 20.0% of at least one oxide selected from the group consisting of magnesium oxide MgO and calcium oxide CaO

0,2 až 20,0 % oxidu manganatého MnO 0,2 až 20,0 % oxidu lithného LigO0.2 to 20.0% manganese oxide MnO 0.2 to 20.0% lithium oxide LigO

Skla tohoto složení mohou pojmout kalcináty radioaktivních odpadů v hmotnostní koncentraci až 50 %. Již při teplotách nižěích než 1 000 °C lze získat homogenní hmotu. Při ochlazení roztavené směsi nedochází k odměšování fáze bohaté na molybden, a to ani v přítomnosti oxidu sodného NagO v kalcinátu v hmotnostní koncentraci až 30 %, Vyluhovatelnost dlouhodobých radionuklidů cesia ^^^Cs a stroncia ^°Sr z konečného produktu se sníží z hodnot 10 až 10' g.cm .den, udávaných pro dosud používaná bořítokřemičité.skla, obsahu“Q *2 jící fixovaný radioaktivní kal.cinát, na hodnoty 10 g.cm .den .Glasses of this composition can hold radioactive waste calcinates in a concentration up to 50% by weight. Even at temperatures lower than 1000 ° C, a homogeneous mass can be obtained. When the molten mixture is cooled, the molybdenum-rich phase is not squeezed, even in the presence of sodium NagO in the calcine at a concentration of up to 30% by weight. The leachability of long-term cesium and strontium ions is reduced from 10 up to 10 g.cm.day, reported for the previously used borosilicate glass, containing Q * 2 containing fixed radioactive calcinate, to values of 10 g.cm.day.

Složení bořitokřemičitých skel podle vynálezu je blíže vysvětleno v příkladech provedení, jež však všechny možnosti vynálezu nevyčerpévají a vynález lze uplatnit i za jiných podmínek.The composition of borosilicate glasses according to the invention is explained in more detail in the examples which, however, do not exhaust all possibilities of the invention and the invention can be applied under other conditions.

Příklad 1Example 1

Sklo s hmotnostní koncentrací SiOg 30,0 %, AlgO^ 13,2 %, TiOg 12,3 %, BgO^ ^2,3 MgO 12,3 %, MnO 5,7 %, LigO 14,2 % bylo rozemleto a smícháno s kalcinátem modelového radioaktivního odpadu v hmotnostní koncentraci 30,0 %. Kalcinát obsahoval mimo jiné oxid sodný NagO v hmotnostní koncentraci 30,0 % a oxid molybdenový MoO^ v hmotnostní koncentraci 15,0 %. Tavením této směsi už přiteplotě 950 °C byl získán homogenní produkt. Výluhová-; telnost cesia J'Cs z tohoto produktu byla 8,32*10 g.cm .den a vyluhovatelnost stron-j cia ^®Sr byla 6,28.10^ g.cm^.den\ ;Glass with SiOg concentration 30.0%, AlgO ^ 13.2%, TiOg 12.3%, BgO4 ^ 2.3 MgO 12.3%, MnO 5.7%, LigO 14.2% was ground and mixed with model radioactive waste calcine at a concentration of 30.0% by weight. Calcinate contained, inter alia, sodium oxide NagO at a concentration of 30.0% and molybdenum oxide MoO2 at a concentration of 15.0%. By melting this mixture at a temperature of 950 ° C, a homogeneous product was obtained. Výluhová-; the cesium J 'Cs of this product was 8.32 * 10 g.cm · day and the strontium llSr leachability was 6.28 * 10 g.cm · day;

Příklad 2 . !Example 2. !

Sklo o hmotnostní koncentraci SiOg 75,0 %, AlgO^ 2,0 %, TiOg 0,5 %, BgO^ H»-’Glass with SiOg concentration 75.0%, AlgO ^ 2.0%, TiOg 0.5%, BgO ^ H »-’

MgO 2,0 %, MnO 3,7 LigO 6,0 % bylo rozmleto a smícháno s kalcinátem modelového radioaktivního odpadu v hmotnostní koncentraci 40,0 %. Kalcinát obsahoval mimo jiné oxid sodný v hmotnostní koncentraci 30,0 % a oxid molybdenový MoO^ v hmotnostní koncentraci 15,0 %. Homogenní produkt fixace byl získán tavením této směsi při teplotě 950 °C. Radiónuklid cesia J Cs se vyluhoval z tohoto produktu rychlostí 6,43.10 g.cm .den ; vyluhovatelQO -9 -2 -1 nost stroncia Sr činila 4,23.10 g.cm .denMgO 2.0%, MnO 3.7 LigO 6.0% was ground and mixed with model radioactive waste calcine at a concentration of 40.0% by weight. Calcinate contained, inter alia, sodium oxide at a concentration of 30.0% by weight and molybdenum oxide MoO2 at a concentration of 15.0% by weight. A homogeneous fixation product was obtained by melting this mixture at 950 ° C. Cesium J Cs radionuclide leached from this product at a rate of 6.43.10 g.cm.day; The leacher QO -9 -2 -1 strontium content Sr was 4.23.10 g.cm .day

Příklad 3Example 3

Sklo s hmotnostní koncentrací Si0g56,5 %, AlgO^ 6,6 %, TiOg 2,0 %, ZnO 3,7 %, B2°3 MgO 5,7 %, MnO 9,0 %, LigO 10,7 % bylo rozemleto a smícháno s kalcinátem modelového radioaktivního odpadu v hmotnostní koncentraci 50,0 %. Kalcinát obsahoval mimoGlass with weight concentration SiOg56.5%, AlgO ^ 6.6%, TiOg 2.0%, ZnO 3.7%, B 2 ° 3 MgO 5.7%, MnO 9.0%, LigO 10.7% were ground and mixed with model radioactive waste calcine at a concentration of 50.0% by weight. Calcite contained outside

205 905 jiné oxid sodný NagO v hmotnostní koncentraci 30,0 % a oxid molybdenový MoO^ v hmotnostní koncentraci 15,0 %. Homogenní produkt byl získán tavením směsi při teplotě 860 °C.205 905 other sodium oxide NagO at a concentration of 30.0% by weight and molybdenum oxide MoO 2 at a concentration of 15.0%. A homogeneous product was obtained by melting the mixture at 860 ° C.

1^7 —8 —2 —11 ^ 7 —8 —2 —1

Rychlost vyluhování cesia J'Cs z tohoto produktu činila 7,38.10 g.cm .den a rychlostThe leaching rate of cesium J 'Cs from this product was 7.38.10 g.cm.day and the rate

QO —9 —2 —1 vyluhování stroncia ’ Sr byla 6,41.10 7 g.cm .den .Q0-9-2-2 strontium leaching Sr was 6.41.10 7 g.cm.day.

Příklad 4Example 4

Sklářský kmen, složením odpovídající sklu s hmotnostní koncentrací SiO2 46,6 %,Glass batch, composition corresponding to glass with a weight concentration of SiO 2 of 46.6%,

A12O3 5,6 %, TiO2 2,0 %, B2O3 20,0 %, MgO 3,0 %, CaO 2,9 %, MnO 5,7 %, Iá20 14,2 %, byl smíchán s kalcinátem modelového radioaktivního odpadu v hmotnostní koncentraci 35,0 Kalcinát obsahoval mimo jiné oxid sodný Ne20 v hmotnostní koncentraci 27,4 % a oxid molybdenový v hmotnostní koncentraci 7,9 %. Homogenní produkt byl získán tavením této směsi při teplotě 800 °C. Vyluhovatelnost radionuklidu cesia z tohoto produktu činio -»2 — 1. 90 —9 —2 —1 la 6,54.10 g.cm .den a vyluhovatelnost stroncia Sr byla 7,13.10 g.cm .den .Al 2 O 3 5.6%, TiO 2 2.0%, B 2 O 3 20.0%, MgO 3.0%, CaO 2.9%, MnO 5.7%, Ia 2 0 14.2% , was mixed with model radioactive waste calcine at a concentration of 35.0%. Calcine contained inter alia sodium oxide Ne 2 O at a concentration of 27.4% and molybdenum oxide at a concentration of 7.9%. A homogeneous product was obtained by melting this mixture at 800 ° C. The leaching of cesium radionuclide from this product was »2-1.1. 90-9-2.1 and 6.54.10 g.cm. Day and the strontium leachability Sr was 7.13.10 g.cm. Day.

Claims (2)

Předmět vynálezuObject of the invention Boritokřemičité sklo pro fixaci zkoncentrováných radioaktivních odpadů vyznačující se tím, že obsahuje následující složeky v hmotnostní koncentraci:Borosilicate glass for the fixation of concentrated radioactive waste, characterized in that it contains the following constituents in weight concentration: 30,0 až 85,0 % oxidu křemičitého Si02 30.0 to 85.0% of silica Si0 2 2,0 až 30,0 % oxidu hlinitého Al203 2.0 to 30.0% Al 2 O 3 0,5 až 20,0 % alespoň jednoho oxidu ze skupiny, zahrnující oxid titaničitý TiO2 a oxid zinečnatý ZnO0.5 to 20.0% of at least one oxide selected from the group consisting of titanium dioxide TiO 2 and zinc oxide ZnO 2,0 až 20,0 % oxidu boritého B203 2.0 to 20.0% boron trioxide B 2 0 3 2,0 až 20,0 % aléépoň jednoho oxidu ze skupiny, zahrnující oxid hořečnatý MgO a oxid vápenatý CaO2.0 to 20.0% of at least one oxide selected from the group consisting of magnesium oxide MgO and calcium oxide CaO 0,2 až 20,0 % oxidu manganatého MnO 0,2 až 20,0 % oxidu lithného LigO0.2 to 20.0% manganese oxide MnO 0.2 to 20.0% lithium oxide LigO
CS288679A 1979-04-25 1979-04-25 Borate silicate glass fixation of the concentrated radioactive wastes CS205905B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS288679A CS205905B1 (en) 1979-04-25 1979-04-25 Borate silicate glass fixation of the concentrated radioactive wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS288679A CS205905B1 (en) 1979-04-25 1979-04-25 Borate silicate glass fixation of the concentrated radioactive wastes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS205905B1 true CS205905B1 (en) 1981-05-29

Family

ID=5367283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS288679A CS205905B1 (en) 1979-04-25 1979-04-25 Borate silicate glass fixation of the concentrated radioactive wastes

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS205905B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7825288B2 (en) Process and composition for the immobilization of radioactive and hazardous wastes in borosilicate glass
EP0046085B1 (en) Method of encapsulating nuclear waste
EP0042770B1 (en) Method of immobilizing nuclear waste in glass
ES2417306T3 (en) Aluminoborosilicate glass for the containment of radioactive liquid effluents and radioactive liquid effluent treatment procedure
Jantzen et al. On selection of matrix (wasteform) material for higher activity nuclear waste immobilization
US5840638A (en) Phosphate glasses for radioactive, hazardous and mixed waste immobilization
JPS6036999A (en) Volume-reduction solidified body of radioactive sodium borate waste liquor, volume-reduction solidifying method anddevice thereof
US20120217455A1 (en) Process and composition for the immobilization of high alkaline radioactive and hazardous wastes in silicate-based glasses
CA1332504C (en) Process for the immobilization of nuclear waste in a borosilicate glass
US4094809A (en) Process for solidifying high-level nuclear waste
CS205905B1 (en) Borate silicate glass fixation of the concentrated radioactive wastes
US5875407A (en) Method for synthesizing pollucite from chabazite and cesium chloride
RU2176417C1 (en) Process of processing of high-toxic industrial waste
US5302565A (en) Ceramic container
CN114180834A (en) Iron-containing low-phosphate glass, preparation method and application thereof
US3218262A (en) Glass compositions
RU2203513C2 (en) Glass-forming phosphate compound for immobilizing high-activity aluminum-containing liquid wastes
Brezneva et al. Vitrification of high sodium-aluminum wastes: composition ranges and properties
Vackova et al. Borosilicate glass for fixation of concentrated radioactive wastes
RU2160937C1 (en) Monolithic block for immobilizing liquid radioactive wastes
Balmer et al. The structure and properties of two new silicotitanate zeolites
RU2701869C1 (en) Aluminum phosphate glass for immobilisation of radioactive wastes
RU2386182C2 (en) Silicophosphate glass for immobilising radioactive wastes
RU2097854C1 (en) Method for recovery of radioactive ash residue
Morgan et al. Interactions of simulated high level waste (HLW) calcine with alkali borosilicate glass