Оценка химического и радионуклидного состава кубовых остатков в емкостях хранения ЖРО на предприятии ЛО Филиала "СЗТО" ФГУП "РосРАО"

Солевой состав кубовых остатков от СХВО (теоретический) ЛО Филиала "СЗТО” ФГУП "РосРАО" представлен в табл. 1.1 Расчет проводили по усредненным за 5-6 летний период годового потребления химических реагентов и моющих средств спецпрачечной Л О Филиала "СЗТО" ФГУП "РосРАО" Принимали, что вклад поступивших ЖРО от сторонних организаций составлял не более 5% от собственных.

Отрицательное влияние на процесс твердения цемента оказывают соли фосфорной кислоты, поверхностно-активные вещества, соли жирных кислот, которые в совокупности составляют более 61 % от общего количества солей. При таком количестве этих реагентов цементно-солевая смесь практически не твердеет.

Для экспериментов использовали КО, отобранный из одной из емкости здания 13. Пробы отбирали черпаком с глубины примерно 2,5 м (высота емкости 5 м). Старались отобрать более густой КО.

Содержимое емкости с отобранным КО перемешивали и брали 3 параллельные пробы. Каждую из них разбавляли в 3 раза по объему дистиллированной водой и вновь перемешивали. После перемешивания отбирали пробы по 10 мл для гамма-спектрометрии. Радионуклидный состав и активность КО приведены в табл. 1.3.

Суммарная активность альфа- и бета излучения определены стандартным методом путем выпаривания определенного объема разбавленных проб на алюминиевой подложке. Регистрацию альфа- и бета излучения осуществляли на приборе УМФ-2000.

Стронций-90 выделяли из разбавленного раствора КО экстракцией МИОМФ (моноизооктиловый эфир метилфосфоновой кислоты) с регистрацией бета- излучения на приборе УМФ-2000.

Из полученных результатов вытекает необходимость контроля в процессе

переработки РАО по крайней мере, за двумя радионуклидами: стронцием-90 и цезием-137.

Общее содержание примесей (ОСП) - сумма всех растворенных и взвешенных веществ - составило в исходном КО - 312 г/л. Определение состояло в выпаривании определенного объема пробы в муфельной печи при медленном повышении температуры (50 °С/ч) до 105 °С и высушивании осадка при этой температуре до постоянной массы. Изменение массы пробы приблизительно соответствует содержанию воды в КО.

Высушенный при 105 °С остаток нагревали до 600 °С и прокаливали до постоянной массы. Величина прокаленного остатка дает ориентировочное представление о минеральном составе КО, а также о содержании в пробе органических веществ. Разлагающиеся при этих температурах оксалаты, нитраты и пербораты (NaB03) превращаются в карбонаты и общая убыль по массе вследствие этого разложения составляет не более 2%.

Прокаленный при 600 °С остаток был проанализирован на содержание: натрия, калия, кальция, магния, железа и кремния методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Термообработка КО при (850-950 °С) позволила оценить потери при разложении солей и окончательном выгорании органики. Для определения доли КО, включенного в матрицу, брали величину остатка после прокаливания при 950 °С. Результаты высушивания и прокаливания КО приведены в табл. 2.9. Содержание органических веществ в КО оценено в 30%.

Таблица 2.9 -Результаты высушивания и прокаливания КО [12]

Температура, С

Потеря массы по отношению к исходной, %

Остаток от исходной массы ОСП, %

105

74,5

100

600

80,9

72

850

82,3

66,8

950

82,5

66,0

Фосфор и сульфатной определяли химическими методами. Сульфатной осаждали раствором хлорида бария с последующим весовым определением, а для определения фосфата проводили минерализацию пробы КО при 700 С с добавлением оксида магния. Затем фосфатионы осаждали молибдатом аммония, а высушенный осадок взвешивали. Эти результаты представлены в табл. 2.10.

Таблица 2.10 - Состав КО, прокаленного при 600 °С [12]

Катионы

Содержание, масс. %

Анионы

Содержание, масс.

%

Na+

50,8

so42'

4,1

Г

2,2

РО43'

14

Са2+

6,8

Si032_

6,8

Mgi+

3,7

СОз2'

9,0

Fe3+

1,1

сг

1,0

Прочие

Катионы и анионы

0,5

Весь КО был частично просушен в муфельной печи при температуре не выше 105 °С. При этом, остаточная влажность составила 44%. Дальнейшее удаление влаги было затруднено из-за разбрызгивания раствора. При содержании влаги 44% и комнатной температуре КО представляет собой твердое вещество, плавящееся при нагревании. Активность полученного КО была вновь измерена. Улетучивания радионуклидов при просушке не было обнаружено, кроме трития в виде воды, которое составило около 30%. В табл. 2.11. представлен состав КО в пересчете на оксиды по результатам табл. 2.10. Таким образом, проведенные исследования позволили определить химический и радионуклидный состав кубового остатка, в том числе после сушки и термической обработки до 950 °С.

Таблица 2.11 - Состав КО в пересчете на оксиды и неразлагающиеся соли [12]

Оксид, соль

Содержание, масс. %

(Na, К)20

62,6

(Са, Mg)0

14,2

Fe202

1,4

Si02

4,9

Р205

9,4

Na2S04

5,5

NaCl

1,5

Прочие

0,5

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >