PL141722B1 - Method of concentration of spent solutions from nuclear power plants - Google Patents
Method of concentration of spent solutions from nuclear power plants Download PDFInfo
- Publication number
- PL141722B1 PL141722B1 PL24246683A PL24246683A PL141722B1 PL 141722 B1 PL141722 B1 PL 141722B1 PL 24246683 A PL24246683 A PL 24246683A PL 24246683 A PL24246683 A PL 24246683A PL 141722 B1 PL141722 B1 PL 141722B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- concentration
- waste
- acid
- permanganate
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 35
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 claims description 30
- 229960002645 boric acid Drugs 0.000 claims description 30
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 26
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 20
- JYLNVJYYQQXNEK-UHFFFAOYSA-N 3-amino-2-(4-chlorophenyl)-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(CN)C1=CC=C(Cl)C=C1 JYLNVJYYQQXNEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 15
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 12
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 12
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 11
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 6
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 claims description 6
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 5
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001860 citric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical compound B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- -1 man ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000085 borane Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 2
- 229940095064 tartrate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 64
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 3
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 3
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 3
- BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N trisodium borate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-] BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- PQMFVUNERGGBPG-UHFFFAOYSA-N (6-bromopyridin-2-yl)hydrazine Chemical compound NNC1=CC=CC(Br)=N1 PQMFVUNERGGBPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FOJLIPXLZDVWOA-UHFFFAOYSA-J [OH-].[B+3].[Na+].[OH-].[OH-].[OH-] Chemical compound [OH-].[B+3].[Na+].[OH-].[OH-].[OH-] FOJLIPXLZDVWOA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- UORVGPXVDQYIDP-BJUDXGSMSA-N borane Chemical compound [10BH3] UORVGPXVDQYIDP-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 description 1
- JJIJKNKBEFFVIK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[Mn+2] JJIJKNKBEFFVIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- QXADHXQCAQTNGW-UHFFFAOYSA-M sodium;boric acid;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].OB(O)O QXADHXQCAQTNGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003892 tartrate salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000001256 tonic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób zatezania roztworów odpadowych z elektrowni atomowych.Wynalazek dotyczy zwlaszcza sposobu zatezania radioaktywnych roztworów odpadowych z rózno¬ rodnych stanowisk pracy w elektrowni atomowej/ s /roztworów pochodzacych z filtracji zawierajacych kwas ortoborowy i/lub borany, substancje orga¬ niczne np. szczawiany i/lub kwas szczawiowy, kwas cytrynowy, cytryniany, kwas winowy i/lub winiany, kwas azotowy, nadmanganiany metali al- 10 kalicznych i wodorotlenek sodu: radioaktywnych roztworów odpadowych z regeneracji wymieniaczy jonowych zawierajacych kwas azotowy lub wodo¬ rotlenki metali alkalicznych), bez wypadania osadu ani w czasie zatezania, ani w czasie skladowania 15 koncentratu o wysokim stezeniu soli wynoszacym przewaznie 260—310 g/cm3 w temperaturze co naj¬ mniej 20°C.Pierwotny obieg wody tak zwanego atomowego reaktora z woda pod cisnieniem (PWR) zawiera, 2o z powodu zdolnosci boru do chwytania neutronów, na ogól 4—12% kwasu ortoborowego. Zawartosc boru w pierwotnym obiegu jest regulowana w za¬ leznosci od stanu elementu grzejnego. Oczyszczony kwas ortoborowy dochodzi przez tak zwany obieg 25 recyrkulacyjny boru z powrotem do pierwotnego obiegu. Wiekszosc elektrowni atomowych nie jest nastawiona (z powodu kosztów i innych) na od¬ zysk i recyrkulacje kwasu borowego docierajacego z pierwotnego obiegu — wskutek róznych procesów 30 filtracji „zorganizowanych" i „niezorganizowa- nych" — do obiegu scieków. Dlatego powstaja za¬ wierajace bor radioaktywne odpady (rocznie kilka¬ set metrów szesciennych), które sa skladowane do rozpadu izotopów wykazujacych krótki okres pól- trwania (kilka miesiecy do jednego roku) i do cal¬ kowitego ich uzdatniania.Skladowanie i polaczenie zalewane (w cemencie albo asfalcie), oraz zakopywanie plynnych radioak¬ tywnych odpadów jest kosztowne i srednio kosz¬ towne. W aspekcie kosztów specyficznego sklado¬ wania rozumie sie naklady na specjalny beton lub asfalt i koszty specyficznego zakopywania i dla¬ tego ten sposób jest korzystniejszy, który umozli¬ wia wytwarzanie bardziej stezonych roztworów.Znany jest sposób (Jpn. Tokkyo Koho 80 34.397/C1.- 021 F 9/14), w którym roztwór odpadowy zawiera¬ jacy kwas borowy, przed calkowitym zestaleniem, zateza sie do sucha. Jednakze wiekszosc elektrowni atomowych pracuje z róznych wzgledów (ochrony srodowiska, unikania tworzenia radioaktywnych pylów, mozliwosci automatyzacji), sposobami „wil¬ gotnymi" czyli roztworami.Wedlug radzieckiego opisu patentowego nr 654 010 roztwory odpadowe z elektrowni atomowych, za¬ wierajace szczawiany i kwas borowy zatezano przy ustawionej kwasem azotowym wartosci pH=3,5— —40. Wedlug tego sposobu osiaga sie stezenie soli wynoszace 130—150 g/dm*. 141 7223 141 722 Przy zageszczaniu roztworów odpadowych wyka¬ zujacych slaba radioaktywnosc nalezy zwrócic szczególna uwage na dwie rzeczy; a mianowicie nalezy wytwarzac mozliwie stezone roztwory, po¬ niewaz mozliwosci skladowania elektrowni atomo¬ wych sa ograniczone i zapewnic najmniejsze kosz¬ ty calkowitego zabezpieczenia, a ponadto stezenie równowagi rozpuszczalnosci skladników nie moze byc przekroczone, poniewaz wypadajace krysztaly albo inne substancje stale moga powodowac uszko¬ dzenie urzadzen sluzacych do zatezania scieków oraz pomp i urzadzen skladowania.Sposób wedlug wynalazku zostal opracowany ze zwróceniem uwagi na powyzsze zasadnicze punkty i "tólega na tym, ze w przygotowanym roztworze, zawierajacym stezenie jonów K+ ponizej 10—2 mo- jla/dm* utlenia sie organiczne zwiazki o ograniczo¬ nej rozpuszczalnosci stechiometryczna iloscia nad¬ manganianu metalu alkalicznego, korzystnie nad¬ manganianu sodu ewentualnie w slabo kwasnym srodowisku, usuwajac je tym sposobem, po czym obecne w roztworze jony manganu utlenia do nie¬ rozpuszczalnego uwodnionego tlenku, który oddzie¬ la sie w postaci osadu, nastepnie zwieksza sie roz¬ puszczalnosc obecnego w roztworze kwasu boro¬ wego i/lub boranu przez odpowiednie ustawienie stosunku molowego zasada-bar i nastepnie roztwór poddaje sie procesowi zatezania, celowo na drodze odparowania i/lub odwracalnej osmozy. W sposo¬ bie tym stosuje sie roztwór odpadowy pochodzacy z procesu dekontaminacji prowadzonej nadmanga¬ nianem sodu zamiast potasu i utlenianie organicz¬ nych zwiazków prowadzi sie nadmanganianem me¬ talu alkalicznego innym niz potas, zwlaszcza nad¬ manganianem sodu, a w roztworze pochodzacym z regeneracji wymieniaczy jonowych i w innych do¬ datkach chemicznych korzystnie stosuje sie odpo¬ wiednio zwiazki sodowe zamiast potasowych.Roztwór odpadowy miesza sie przez wdmuchi¬ wanie gazu zawierajacego tlen, zwlaszcza powie¬ trze, usuwa z gazem powstajacy dwutlenek wegla I utlenia jony manganu uzyskujac nierozpuszczalny osad, który po opadnieciu odsacza sie albo odwi¬ rowuje. Rozpuszczalnosc kwasu borowego i/lub bo¬ ranu podwyzsza sie przez dodatek wodorotlenku metalu alkalicznego przy zachowaniu stosunku mo¬ lowego wodorotlenku metalu alkalicznego do boru w granicach wartosci 0,17—0,25, zwlaszcza 0,21 osiagajac stosunek zawartosci kwasu borowego do koncentratu roztworu odpadowego najmniej 160 g/ /dm8 w temperaturze 20°C.Sposób wedlug wynalazku nie wymaga zadnych szczególnych urzadzen i moze byc przeprowadzany ze zwyklymi urzadzeniami do traktowania woda i skladowania. Jedynie droga celowej chemicznej obróbki roztworów odpadowych mozna otrzymac trzykrotnie bardziej stezone koncentraty niz otrzy¬ mywane w elektrowniach atomowych dotychczas zwyklymi metodami. Sposób wedlug wynalazku jest wygodniejszy dlatego, ze urzadzenie metalowe (wyparka, pojemniki) mniej koroduja ze wzgledu na slabsza kwasowosc srodowiska (pH powyzej 5) i osiaga sie wyzsze stezenie soli, zaleznie od za¬ wartosci kwasu borowego i boranu, wynoszace 260—310 g/dm«.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony W przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który podaje za¬ sadniczy schemat blokowy obróbki roztworów od¬ padowych o niewielkiej radioaktywnosci z elek- 5 trowni atomowych. W odstajniku 1 zbiera sie de- konteminowane roztwory z róznych etapów rege¬ neracji i jeszcze roztwory odpadowe. Roztwór prze¬ chodzi przez filtr 2 do urzadzenia' 3 sluzacego do zatezania, którym jest najczesciej wyparka pra- 10 cujaca pod cisnieniem normalnym lub zmniejszo¬ nym. Moze to byc równiez urzadzenie innego typu na przyklad urzadzenie dzialajace na zasadzie cis¬ nienia osmotycznego. Koncentrat przechowuje sie w pojemniku 4 az do rozpadu izotopu wykazuja- 15 cego krótki okres póltrwania, a potem utrwala sie w stalych matrycach rozpuszczone sole na drodze róznych sposobów utwardzen (polaczenie zalewane w cemencie i asfalcie) i zakopuje.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze w 20 odstojniku 1 roztwór odpadowy na drodze odpo¬ wiednich, latwych do wykonania reakcji chemicz¬ nych przeprowadza sie w znacznie dogodniejszy pod wzgledem zdolnosci do zatezenia stan fizyko- -chemiczny. Mozna z niego otrzymywac pieciokrot- 25 nie wyzsze stezenie koncentratu, a utworzony kon¬ centrat pozostaje termodynamicznie trwaly, w tem¬ peraturze skladowania, wynoszacej co najmniej 20°C, to znaczy nie wystepuje tworzenie kryszta¬ lów i wytracanie substancji stalej. Zalety zatezo- 30 nych roztworów w zakresie kosztów ich zabezpie¬ czania wymieniono juz powyzej. Tu nalezaloby tylko dodac, ze z powodu ograniczonej pojemnosci pojemnika 4 zostaly juz unieruchomione elektrow¬ nie atomowe. Dalsza zaleta sposobu wedlug wyna- 35 lazku jest mozliwosc wlaczania posredniego mie¬ dzy jednostka 3 i 4 urzadzenia do odzysku kwasu borowego, które podwyzsza zdolnosc do dalszego zatezania koncentratu. Otrzymany tym sposobem roztwór odpadowy posiada takze optymalny stan 40 fizykochemiczny do regeneracji kwasu borowego za pomoca membrany z octanu celulozy (japonski opis pat. nr 77 09.684).W sposobie wedlug wynalazku stezenie gazów K+ w roztworze odpadowym utrzymuje sie na mozli- 45 wie niskim poziomie celowo ponizej 10"2 mola/dm3. a mianowicie do dekontaminacji zamiast nadman¬ ganianu potasowego stosuje sie srodek zawierajacy nadmanganian sodowy i jeszcze poza tym stoso¬ wane zwiazki potasu wymienia sie, o ile to moz- 50 liwe, na odpowiednie zwiazki sodu.Metoda ta jest znacznie prostsza niz na przyklad gwarantujaca wymagane stezenie jonów K+ po¬ nizej 10~2 mol/dm8 metoda polegajaca na odzysku jonów potasowych wzglednie zwiazków potaso- 55 wych z roztworu.Zmniejszenie stezenia jonów potasowych K+ jest wymagane dlatego, ze rozpuszczalnosc boranu po¬ tasu (K20'5Ba03,8H20) wynosi jedna trzecia roz¬ puszczalnosci odpowiedniego boranu sodu (Na20* 60 -5B2O3-10H2O). Z roztworu odpadowego, zebranego w odstojniku 1 oddziela sie organiczne substancje najczesciej kwas szczawiowy, szczawiany i/lub cy¬ tryniany i/lub winiany i równoczesnie nadmanga¬ nian. Oddzielanie organicznych zwiazków jest ko- 65 rzystne dlatego, ze szczawiany i borany sa naj-5 141 722 6 trudniej rozpuszczalne ze wszystkich skladników roztworu odpadowego a ponadto ich rozpusz¬ czalnosci maja wzajemny niekorzystny wplyw (W.F. Linke: Solubilitios of Inorganic and Metal- -Organic Compound: American Chem. Society, Washington D.C. 1958). W roztworze odpadowym zawierajacym organiczne zwiazki najczesciej kwas szczawiowy i/lub szczawiany i silny kwas mine¬ ralny zwlaszcza kwas azotowy i silna zasade zwla¬ szcza wodorotlenek sodowy, wzglednie sól tych dwóch ostatnich i nadmanganian metalu alkalicz¬ nego, korzystnie nadmanganian sodowy i kwas bo¬ rowy i/lub boran ustawia sie stosunek molowy silnej zasady, na przyklad NaOH i silnego kwasu, korzystnie HN03 przez dodatek silnego kwasu (zwlaszcza kwasu azotowego) lub silnej zasady (zwlaszcza wodorotlenku sodu) w ten sposób, ze po dodaniu dodatkowego nadmanganianu metalu al¬ kalicznego wspomniany stosunek molowy wynosi 1 :1 to znaczy, ze tworzenie soli miedzy silnym kwasem i silna zasada jest ilosciowe. Jest to wy¬ magane po to, aby wydzielenie kwasu szczawiowe¬ go przebiegalo przy odpowiedniej wartosci pH (pH okolo 7), przy czym stezenie soli w roztworze wsku¬ tek dodania chemikalii wzrasta tylko nieznacznie.W sposobie wedlug wynalazku przez dodanie nadmanganianu metalu alkalicznego korzystnie nadmanganianu sodowego wzglednie dodatek kwa¬ su szczawiowego ustawia sie w roztworze odpado¬ wym stosunek molowy miedzy kwasem szczawio¬ wym i/lub szczawianem z jednej strony i nad¬ manganianem metalu alkalicznego z drugiej na 2,5:1 (odpowiednio do faktu, ze do utleniania 5 moli szczawianów wymagane sa 2 mole nadmangania¬ nu). Utlenianie przebiega w slabo kwasnym srodo¬ wisku wedlug nastepujacego równania reakcji: 2Mn04+5(COO)2—+16H+=2Mn+++10CO2+8H2O Wartosc pH srodowiska reakcji wynosi 5—7 i wy¬ nika z cech wyzej podanych.Mieszanine po ustawieniu powyzszych warunków miesza sie przez wdmuchiwanie powietrza i — w zaleznosci od temperatury (okolo 20°C) i stosun¬ ków stezen — reakcja przebiega w czasie 2—3 go¬ dzin. Koniec reakcji wskazuje zanik fioletowego zabarwienia. Przez wdmuchiwanie powietrza wy¬ dziela sie równoczesnie z roztworem dwutlenek wegla, a jony manganu Mn++ utleniaja sie do nie¬ rozpuszczalnego osadu. Ten dobrze opadajacy osad stanowi wodzian tlenku manganu MnO(OH) (Erdey: Bevazetes a keanai analiziebe, Budapest, 1951). Po odbarwieniu roztworu ustawia sie, dodajac wodoro¬ tlenek metalu alkalicznego, celowo wodorotlenek sodu, stosunek molowy miedzy wodorotlenkiem sodu i boru na 0,17—0,25 zwlaszcza na wartosc 0,21, zapewnia sie w ten sposób zabezpieczenie optymal¬ nej rozpuszczalnosci zwiazków boru i równoczesnie ilosciowe wytracenie osadu manganu. Rozpuszczal¬ nosc kwasu borowego w wodzie i w obecnosci obo¬ jetnej soli np. NaNo* wynosi w temperaturze 20°C 48 g/dm8, podczas gdy w roztworze z wyzej wy¬ mienionym stosunkiem molowym NaOH/Bor wy¬ noszacym 0,21 rozpuszczalnosc boranu w tych sa¬ mych warunkach (wyrazonego jako kwas borowy) wynosi 160 g/dm8. Potem przerywa sie mieszanie i odsacza albo odwirowuje osad manganu, po jego opadnieciu.Chemiczne traktowanie i osadzanie opisane powy¬ zej przeprowadza sie korzystnie w odstojniku 1. 5 Kolejnosc powyzszych reakcji jest w zasadzie do¬ wolna ale korzystne jest utrzymanie podanej kolej¬ nosci. Dzieki opisanemu wyzej chemicznemu trakto¬ waniu mozna otrzymac stezenia soli 120—150 g/dm3 zamiast 60—80 g/dm8 bez wytracania osadu w czasie lf zatezania lub pózniej przy przechowywaniu w po¬ jemniku 4.Nadmanganianu sodu nie stosuje, sie do usuniecia kwasu szczawiowego, ale juz roztwór dekontami- nacyjny przygotowuje sie z nadmanganianu sodu tt zamiast nadmanganianu potasu i dlatego otrzymuje sie w roztworze odpadowym nizsze stezenie jonów potasowych, nizsze niz przewidziane 10-2 mola/dm8.W zaleznosci od stezenia kwasu borowego i/lub ste¬ zenia boranów mozna wytwarzac zatezony roztwór a o stezeniu soli wynoszacym 26(^310 g/dm8, z któ¬ rego nie wypada osafcl przy przechowywaniu w temperaturze co najmniej 20°C. Jezeli stezenie kwasu borowego jest nizsze lub odzyskuje sie kwas borowy i/lub boran, to mozna w tych samych wa- 25 runkach otrzymac zatezony roztwór o stezeniu soli 400 g/dm8.Ponizsze przyklady wyjasniaja blizej wynalazek.Przyklad I. Na podstawie technologicznego opisu elektrowni atomowej wyliczono sklad roz- j§ tworu odpadowego, który jest nastepujacy: g/dm8 szczawian (wyrazony jako kwas szcza¬ wiowy) 0,36—1,8 boran (wyrazony jako kwas borowy) 3,10—8,04 36 azotan sodu 0,85—13,6 nadmanganian potasu 0,05—0,32 wodorotlenek sodu 0,24—0,8 wodorotlenek potasu najwyzej 0,06 Wodorotlenki metali alkalicznych naturalnie nie 4* wystepuja tu jako takie, poniewaz w wodnym roz¬ tworze kwas borowy i szczawiowy tworza borany wzglednie szczawiany. Przy zageszczaniu roztworu zachowywano (równiez w przykladzie II) takie wa¬ runki, aby ani przy odparowywaniu, ani przy prze- 4i chowywaniu w temperaturze co najmniej 20°C nie mogly wytracic sie substancje stale. W ten sposób wytwarza sie z powyzszego roztworu przez zateza- nie, przy cisnieniu atmosferycznym, roztwór o ste¬ zeniu soli wynoszacym 60—80 g/dm8. Przy zasto- io sowaniu do roztworu odpadowego chemicznej ob¬ róbki wedlug wynalazku wytwarza sie roztwór za¬ wierajacy 120—150 g/dm8 soli. Zdolnosc zatezenia roztworu odpadowego wzrasta tak silnie, poniewaz oddziela sie kwas szczawiowy i szczawiany, jako » zwiazki slabo rozpuszczalne oraz nadmanganiany metali alkalicznych, poza tym dzieki optymalnemu ustawieniu stosunku molowego wodorotlenek sodu- -bor, wzrasta znacznie rozpuszczalnosc boranu.Dzieki tej korzystnej chemicznej obróbce mozna •• z roztworu odpadowego otrzymac podwójnie zate¬ zony koncentrat. Przy ewentualnym przesyceniu faze stala stanowi K20-5B203-8H20.Przyklad II. Roztwór odpadowy wedlug przy¬ kladu I zmodyfikowano, stosujac zamiast nadman- ¦» ganianu potasu, nadmanganian sodu. Odpowiada to7 141 722 8 technologii, w której jako srodek dekontaminacyj- ny stosuje sie " nadmanganian sodu. Technologicz¬ nych przeciwskazan, wobec stosowania nadmanga¬ nianu potasu, nie ma. Chodzi jedynie o wymiane jonów potasowych na sodowe). Jony sodowe nie szkodza przy dekontaminacji. Z tak zmodyfikowa¬ nego roztworu mozna otrzymac koncentrat, stosu¬ jac warunki podane w przykladzie I, o stezeniu soli wynoszacym 260—310 g/dm8. Górna granica zostala okreslona rozpuszczalnoscia boranu sodu (wyrazono jako kwas borowy 150—160 g H3B03/dms roztworu odpadowego), wytracona, wskutek ewentualnego przesycenia, faze stala stanowi Na2O-5B2O3-10H2O.Stosunek molowy wodorotlenek sodu-bor ustawio¬ no zgodnie z powyzszym wedlug wynalazku, przez co rozpuszczalnosc kwasu borowego zwiekszyla sie dzieki utworzeniu odpowiedniego boranu sodu.(Rozpuszczalnosc kwasu borowego w wodzie, w obecnosci obojetnej soli, na przyklad NaN03 wy¬ nosi 48 g/dm8, w temperaturze 20°C).Jezeli w roztworze odpadowym zawartosc kwasu borowego i/lub boranu jest nizsza (jest to mozliwe, o ile znajduje sie mniej roztworu filtracyjnego, albo wydzielono zwiazki boru), mozna otrzymac sposobem wedlug wynalazku koncentrat o stezeniu soli wynoszacym 400 g/dm8.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zatezania roztworów odpadowych z elektrowni atomowych do wytwarzania nadaja¬ cych sie do skladowania bez wypadania substancji stalych, w temperaturze co najmniej 20°C stabil¬ nych koncentratów roztworów odpadowych, o wy¬ sokim stezeniu soli przewaznie wynoszacym 260— —310 g/dm8, z.roztworów odpadowych z elektrowni atomowych, zawierajacych substancje organiczne zwlaszcza kwas szczawiowy i/lub szczawiany, kwas cytrynowy i/lub cytryniany i kwas winowy i/lub winiany nastepnie kwas ortoborowy ilub borany, azotany, nadmanganiany i pozostale nieorganiczne sole oraz nieorganiczne kwasy i zasady, znamienny 20 25 30 35 40 tym, ze w przygotowanym roztworze zawierajacym stezenie jonów K+ ponizej 10—2 mola/dm3 utlenia sie organiczne zwiazki o ograniczonej rozpuszczal¬ nosci, stechiometryczna iloscia nadmanganianu metalu alkalicznego, korzystnie nadmanganianem sodu ewentualnie w slabo kwasnym srodowisku, usuwajac je tym sposobem, po czym obecne w roz¬ tworze jony manganu utlenia do nierozpuszczalne¬ go uwodnionego tlenku, który oddziela sie w pos¬ taci osadu, nastepnie zwieksza sie rozpuszczalnosc obecnego w roztworze kwasu borowego i/lub bo¬ ranu przez odpowiednie ustawienie stosunku molo¬ wego zasada-bor i nastepnie roztwór poddaje sie procesowi zatezania, korzystnie na drodze odparo¬ wania i/lub odwracalnej osmozy. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie roztwór odpadowy pochodzacy z pro¬ cesu dekontaminacji prowadzonej nadmangania¬ nem sodu, a utlenianie organicznych zwiazków prowadzi sie nadmanganianem metalu alkalicznego innym niz potas, zwlaszcza nadmanganianem sodu, przy czym w roztworze pochodzacym z regeneracji wymieniaczy jonowych i innych dodatkach che¬ micznych stosuje sie odpowiednio zwiazki sodowe. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze roztwór odpadowy miesza sie przez wdmu¬ chiwanie gazu zawierajacego tlen, zwlaszcza po¬ wietrze, usuwa z gazem powstajacy dwutlenek wegla i utlenia jony manganu uzyskujac nieroz¬ puszczalny osad, który po opadnieciu odsacza sie albo odwirowuje. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podwyzsza sie rozpuszczalnosc kwasu borowego i/lub boranu przez dodatek wodorotlenku metalu alkalicznego przy zachowaniu stosunku molowego wodorotlenku metalu alkalicznego do boru w gra¬ nicach wartosci 0,17—0,25, zwlaszcza 0,21, osiaga¬ jac stosunek zawartosci kwasu borowego do kon¬ centratu roztworu odpadowego co najmniej 160 g/ /dm8 w temperaturze 20°C.OZGraf. Z.P. Dz-wó, z. 1016 (85+15) 88.05 Cena 130 zl PL
Claims (4)
- Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zatezania roztworów odpadowych z elektrowni atomowych do wytwarzania nadaja¬ cych sie do skladowania bez wypadania substancji stalych, w temperaturze co najmniej 20°C stabil¬ nych koncentratów roztworów odpadowych, o wy¬ sokim stezeniu soli przewaznie wynoszacym 260— —310 g/dm8, z.roztworów odpadowych z elektrowni atomowych, zawierajacych substancje organiczne zwlaszcza kwas szczawiowy i/lub szczawiany, kwas cytrynowy i/lub cytryniany i kwas winowy i/lub winiany nastepnie kwas ortoborowy ilub borany, azotany, nadmanganiany i pozostale nieorganiczne sole oraz nieorganiczne kwasy i zasady, znamienny 20 25 30 35 40 tym, ze w przygotowanym roztworze zawierajacym stezenie jonów K+ ponizej 10—2 mola/dm3 utlenia sie organiczne zwiazki o ograniczonej rozpuszczal¬ nosci, stechiometryczna iloscia nadmanganianu metalu alkalicznego, korzystnie nadmanganianem sodu ewentualnie w slabo kwasnym srodowisku, usuwajac je tym sposobem, po czym obecne w roz¬ tworze jony manganu utlenia do nierozpuszczalne¬ go uwodnionego tlenku, który oddziela sie w pos¬ taci osadu, nastepnie zwieksza sie rozpuszczalnosc obecnego w roztworze kwasu borowego i/lub bo¬ ranu przez odpowiednie ustawienie stosunku molo¬ wego zasada-bor i nastepnie roztwór poddaje sie procesowi zatezania, korzystnie na drodze odparo¬ wania i/lub odwracalnej osmozy.
- 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie roztwór odpadowy pochodzacy z pro¬ cesu dekontaminacji prowadzonej nadmangania¬ nem sodu, a utlenianie organicznych zwiazków prowadzi sie nadmanganianem metalu alkalicznego innym niz potas, zwlaszcza nadmanganianem sodu, przy czym w roztworze pochodzacym z regeneracji wymieniaczy jonowych i innych dodatkach che¬ micznych stosuje sie odpowiednio zwiazki sodowe.
- 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze roztwór odpadowy miesza sie przez wdmu¬ chiwanie gazu zawierajacego tlen, zwlaszcza po¬ wietrze, usuwa z gazem powstajacy dwutlenek wegla i utlenia jony manganu uzyskujac nieroz¬ puszczalny osad, który po opadnieciu odsacza sie albo odwirowuje.
- 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podwyzsza sie rozpuszczalnosc kwasu borowego i/lub boranu przez dodatek wodorotlenku metalu alkalicznego przy zachowaniu stosunku molowego wodorotlenku metalu alkalicznego do boru w gra¬ nicach wartosci 0,17—0,25, zwlaszcza 0,21, osiaga¬ jac stosunek zawartosci kwasu borowego do kon¬ centratu roztworu odpadowego co najmniej 160 g/ /dm8 w temperaturze 20°C. OZGraf. Z.P. Dz-wó, z. 1016 (85+15) 88.05 Cena 130 zl PL
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU187682A HU185105B (en) | 1982-06-10 | 1982-06-10 | Method for producing waste solution concentrates of atomic power station having high salt concantration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL242466A1 PL242466A1 (en) | 1984-03-12 |
| PL141722B1 true PL141722B1 (en) | 1987-08-31 |
Family
ID=10956622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL24246683A PL141722B1 (en) | 1982-06-10 | 1983-06-10 | Method of concentration of spent solutions from nuclear power plants |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS422783A2 (pl) |
| DD (1) | DD252743A3 (pl) |
| DE (1) | DE3321069A1 (pl) |
| FR (1) | FR2530856B1 (pl) |
| GB (1) | GB2123203B (pl) |
| HU (1) | HU185105B (pl) |
| PL (1) | PL141722B1 (pl) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| HU193209B (en) * | 1984-05-21 | 1987-08-28 | Magyar Asvanyolaj Es Foeldgaz | Method for increasing the concentratability of nuclear power station radioactive waste solutions |
| DE4232246A1 (de) * | 1992-09-25 | 1994-03-31 | Siemens Ag | Verfahren zur Zerstörung einer organischen Substanz |
| RU2234153C2 (ru) * | 2002-07-29 | 2004-08-10 | ФГУП "Производственное объединение "Маяк" | Способ переработки радиоактивных пульп и осадков соединений марганца (iv), (vi) |
| DE102012204415A1 (de) | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Areva Gmbh | Verfahren zur Entfernung radioaktiver Verunreinigungen aus Abwässern |
| RU2652978C1 (ru) * | 2017-04-12 | 2018-05-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ переработки жидких отходов АЭС с борным регулированием |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE398595B (sv) * | 1973-08-06 | 1978-01-09 | Duni Bila Ab | Papptallrik |
| BE838533A (fr) * | 1976-02-13 | 1976-05-28 | Procede de sechage des solutions contenant de l'acide borique | |
| BE859028A (fr) * | 1977-09-26 | 1978-03-28 | Belgonucleaire Sa | Procede de decontamination de l'eau |
| DE3003087A1 (de) * | 1980-01-29 | 1981-07-30 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur rueckgewinnung von uran und/oder plutonium aus loesungen mit hoher salzfracht |
| DE3029147A1 (de) * | 1980-07-31 | 1982-02-25 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Verfahren und anlage zur behandlung radioaktiver rueckstaende aus borathaltigen abwaessern |
-
1982
- 1982-06-10 HU HU187682A patent/HU185105B/hu not_active IP Right Cessation
-
1983
- 1983-06-07 GB GB08315559A patent/GB2123203B/en not_active Expired
- 1983-06-09 FR FR8309597A patent/FR2530856B1/fr not_active Expired
- 1983-06-10 PL PL24246683A patent/PL141722B1/pl unknown
- 1983-06-10 DD DD25190983A patent/DD252743A3/de not_active IP Right Cessation
- 1983-06-10 DE DE19833321069 patent/DE3321069A1/de not_active Withdrawn
- 1983-06-10 CS CS834227A patent/CS422783A2/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2530856B1 (fr) | 1989-11-03 |
| HU185105B (en) | 1984-12-28 |
| FR2530856A1 (fr) | 1984-01-27 |
| DD252743A3 (de) | 1987-12-30 |
| DE3321069A1 (de) | 1983-12-15 |
| GB2123203B (en) | 1986-09-24 |
| GB2123203A (en) | 1984-01-25 |
| PL242466A1 (en) | 1984-03-12 |
| CS422783A2 (en) | 1989-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3966873A (en) | Uranium complex recycling method of purifying uranium liquors | |
| PL141722B1 (en) | Method of concentration of spent solutions from nuclear power plants | |
| US12584190B2 (en) | Methods for selective recovery of rare earth elements and metals from coal ash by ionic liquids | |
| JP4372418B2 (ja) | 核施設で形成される固体を溶解する方法 | |
| JPH0758351B2 (ja) | 汚染除去方法 | |
| Cudennec et al. | Synthesis of Cu (OH) 2 and CuO by soft chemistry | |
| JP3828887B2 (ja) | 新規化合物、シュベルトマナイトの安定化方法、汚染水若しくは汚染土の浄化方法、リン酸の吸着方法 | |
| US4311675A (en) | Maintaining reductive strip efficiency in uranium recovery processes | |
| JP2500345B2 (ja) | ヨウ化物イオンの固化及び除去方法 | |
| Iyer et al. | Double Sulphates of Plutonium (III) and lanthanides with sodium | |
| Batley | A catalytic method for the determination of cobalt impurities in reactor cooling-water circuits | |
| US10026510B2 (en) | Process for the synthesis of a mixed peroxide or hydroxo-peroxide of an actinyl and of at least one doubly, triply or quadruply charged metal cation, mixed peroxide or hydroxo-peroxide thus obtained and uses thereof | |
| Goodall et al. | The co-precipitation of protactinium with the dioxides of manganese, lead, and tin | |
| Lovett | Removal of manganese from acid mine drainage | |
| GB2159320A (en) | Concentrating radioactive waste solutions from nuclear power stations | |
| RU2077600C1 (ru) | Способ извлечения осколочного родия из азотнокислых водных растворов | |
| KR20050120312A (ko) | 세슘 및 스트론튬 이온에 대한 선택적 이온교환체의재생방법 | |
| JPH0727071B2 (ja) | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 | |
| Dongguang et al. | Effect of Fe3+ on the reduction of Np (VI) with 1, 1-dimethylhydrazine | |
| JPS5944700A (ja) | 放射性廃イオン交換樹脂の分解処理方法 | |
| EP0256883A1 (en) | Method of removing sulfate from an aqueous sodium sulfate solution | |
| Magnusson et al. | Chemical Methods for the Purification and Isolation of Neptunium | |
| JPH0552993A (ja) | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 | |
| KR100390191B1 (ko) | 산과과산화수소를이용한제강분진의침출방법 | |
| Joseph et al. | Dissolution of haematite in mixtures containing different chelating and reducing agents |