处理含氚的放射性废液的方法技术

本发明专利技术涉及用于处理含氚同位素等的放射性废液的技术，这些放射性废物位于各种核工业设备中以及在这些设备的退役过程中形成。要求保护的发明专利技术的技术成果在于简化了处理含氚同位素等的放射性废液的工艺程序，减少了与失活的放射性废液产生的混凝土混合物相关的复杂而冗长的操作，并且还通过减少放射性废液处理过程中产生的废物的储存面积来实现了生态安全。要求保护的技术结果由如下方法获得，处理含氚同位素等的放射性废液的方法，包括从放射性废液中去除放射性物质以产生低放废液，并将粘合剂引入到低放废液中，以便于制备符合结构、放射生态学以及卫生要求的混凝土混合物，在加入粘合剂之前从低放废液中去除对所生产的混凝土混合物的技术性能有负面影响的成分。的混凝土混合物的技术性能有负面影响的成分。

Method of treating radioactive waste liquid containing tritium

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理含氚的放射性废液的方法
[0001]本专利技术涉及处理含氚的同位素等的放射性废液的技术，这些放射性废液在各种核工业设备(plant)以及这些工厂设备(plant)的退役过程中形成。
[0002]目前有超过130座研究示范基地和工业核反应堆超龄，到2024年全球将有200多台动力装置退役。专家预测在EEC国家的125台动力装置退役后，放射性废液总量将达到160万吨。大多数核设施都有临时储存装置，其中储存的放射性废液的形式不适合长期储存(残渣、可溶性盐熔块等)。因此，需要解决这个问题，通过使用经济和技术上可行的技术手段来减少长期储存的废液量。其中，被氚污染的水溶液是解决方法中最困难，因为处理它需要非常复杂、昂贵和能源密集型的设备。氚是一种非常弱的β发射体，发射能量5.7keV，可排放到环境中的含氚水溶液浓度的清洁标准限制为7,000Bq/kg。
[0003]通过在稳定的固体介质中调节放射性废液的方法被称为固结法(参考俄罗斯专利NO.2132095、2218618、2309472)。放射性废液经过了可靠的处理，但在固结过程中，考虑到用于储存水泥混合物的容器的体积，其体积增加了2.5倍以上，这导致在特殊仓库中可靠地隔离和储存固体放射性废物的成本很高，也在总体上降低了它们的环境安全性。
[0004]还有一些处理放射性废液的方法，比如最大限度地减少其体积以产生放射性残渣和形式上适于处理的吸收剂，以及需要进一步处理的非放射性废液(低放废液)。
[0005]有一些处理放射性废液的方法(参考俄罗斯专利NO.2122753，美国专利US8753518)，包括处理放射性核素溶液，通过蒸发已处理含有放射性核素的低放废液进行调节，以生产干盐或作为非放射性化学废液储存的盐熔块。
[0006]这些方法有一个共同的缺点，由于非放射性化学废液的蒸发，它们会产生大量化学废物，并且它们在特殊垃圾填埋场的运输和储存需要特殊监控，这降低了它们的环境安全性。
[0007]现在提出一种处理含氚的放射性废液的方法，包括蒸发处理、冷热同位素化学交换、电解制氢、已处理氚的水(氚残留量低于7500Bq/l)、氚精矿、盐水精矿(参考俄罗斯技术专利NO.126185，用于处理含氚的放射性废液的装置，8IPCG21F9/04，优先权2012年8月27日，2013年3月20日公布)。
[0008]这种方法的一个缺点是非常复杂、耗能且昂贵。此外，一种复杂的多阶段能源密集型技术用于生产最终产品，每种产品都有自己的处理方式，即焚烧电解氢以防止将含氚浓缩物排放到大气中，以氢化钛形式调节的氚浓缩物的容器处置、固结和转移盐水浓缩物(放射性废液)，这通常使该方法复杂化并降低其环境安全性。经过氚处理的产出水(残留氚含量低于7,600Bq/l)被排放，这也提高了该方法的环境安全性，因为氚(即使在安全限度内)对环境具有有害和不可预测的影响。
[0009]有一种方法是将放射性废液中大部分放射性物质通过电解去除后得到的低放废液(low
‑
level waste solution)分离成酸和碱的组分，将酸组分送入沉降器用于进一步处理放射性废液,碱性成分用于制造基于矿渣水泥的混凝土容器(参考：Youth Speaking to the Nuclear Industry of Ukraine：1995年9月12日至13日在敖德萨举行的第2次会议集，S.V.Barabashev.Odessa:乌克兰核团体(Ukraine Nuclear Community)编辑，1995年，第15
页)。
[0010]所述方法的一个缺点是它非常复杂，耗能且不通用，尤其是在工业规模上，因为低放废液(low
‑
level waste solution)的分离处理时会产生用于处理过程的碱性和酸性组分。
[0011]有一种处理放射性废液的方法，包括废液氧化，从液相中分离污泥、胶体和悬浮固体，以及使用选择性吸收剂和过滤器从液相中去除放射性核素，已处理放射性核素后的低放废液通过蒸发处理形成固体盐，作为非放射性化学废物储存(参考俄罗斯专利技术专利NO.2577512用于处理放射性废液及其处理方法，8IPCG21F9/00，优先权2014年12月29日，2016年3月20日公布)。
[0012]该方法的一个缺点是它会产生二次化学废物(固体非放射性盐)，这些废物储存在特殊垃圾填埋场，需要进行特殊监控，因此降低了其环境安全性。
[0013]与要求保护的专利技术最相似的方法是处理含氚同位素等的放射性废液的方法(俄罗斯专利NO.2706019，优先权2018年9月21日)，包括从放射性废液中去除放射性物质以产生低放废液，将去除后的放射性废液处理为符合处理标准的形式，并在低放废液中加入粘合剂和填料制成符合建筑、放射生态和卫生要求的混凝土混合物。
[0014]这种方法的一个缺点是需要对所生产的混凝土混合物的样品进行复杂和长期的测试，以符合建筑、放射生态和卫生要求以及环境要求。这些测试可能需要数周时间，并且需要检查机械强度、抗冻性、水密性、有害物质的浸出等。如果没有这些测试，就不可能生产经过放射性核素处理后低放废液制成的商业混凝土混合物。在每个储存容器中选择用于生产高质量混凝土混合物的条件非常复杂，这些混凝土混合物由去污废水和具有不同成分的NPP残渣组成。在NPP实验室进行的此类测试会产生大量固体废物(测试混凝土样品的残留物)。
[0015]要求保护的专利技术是为了改进最大限度地减少处理含氚同位素等放射性废液产生的废液体积的过程。
[0016]所要保护的专利技术的技术结果在于简化了处理含氚同位素等的放射性废液的技术步骤，除去了检测由失活的放射性废液产生的混凝土混合物相关的复杂而冗长的操作，并且还通过减少放射性废液处理过程中产生的废物的储存面积增加了生态安全。
[0017]要求保护的技术成果是：一种处理含氚同位素等的放射性废液的方法，包括从放射性废液中去除放射性物质以产生低放废液，并在低放废液中引入粘合剂，从而制备符合结构、放射生态和卫生要求的混凝土混合物，其中，在加入粘合剂前，从低放废液中去除对生产混凝土混合物的技术性能有负面影响的成分。
[0018]从LWR中取出的放射性物质经过处理，被制成满足处理标准的形式。
[0019]在添加粘合剂之前，通过使用离子交换、蒸发、机械或膜过滤器或这些方法的组合，将低放废液中对生产的混凝土混合物品质产生负面影响的成分进行处理。这些成分包括悬浮液和可溶性盐，它们对混凝土的抗压强度、轴向伸长强度、抗冻性、水密性、平均密度等性能有负面影响。
[0020]在LWR净化之前，去除对生产的混凝土混合物质量产生负面影响的成分。产生的低放废液的组分在用作混凝土混合物的溶液之前调节pH值，以确保所需的参数。另外，低放废液可用工业水(utility water)、冷凝水、海水等进一步稀释。
[0021]水泥、硅酸盐、石膏、沥青混凝土、聚合物混凝土、硫磺混凝土、灰烬、膨润土等可用作粘合剂，而沙子、碎石、鹅卵石等可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理含氚同位素等的放射性废液的方法，包括从放射性废液中去除放射性物质以产生净化的低放废液，以及将粘合剂引入到产生的低放废液中制备符合结构、放射生态和卫生要求的混凝土混合物，其特征在于，在添加粘合剂之前，从低放废液中去除对所生产的混凝土混合物的技术性能有负面影响的成分。2.根据权利要求1所述的用于处理含氚同位素等的放射性废液的方法，其中，用作混凝土混合物的砂浆之前，对低放废液的组成调节pH，以确保所需的参数。3.根据权利要求1所述的用于处理含氚同位素等的放射性废液的方法，其中，所述低放废物溶液被工业水、冷凝水、海水进一步稀释。4.根据权利要求1所述的处理含氚同位素等的放射性废液的方法，其中，使用水泥、硅酸盐、石膏、沥青混凝土、聚合物混凝土、硫磺混凝土、灰烬、膨润土作为粘合剂，同时使用沙子、碎石,鹅卵石用作骨料。5.根据权利要求1所述的处理含氚同位素等的放射性废液的方法，其中，所述低放废液中进一步引入添加剂，即矿物聚集体、减水剂、稳定剂。6.根据权利要求1所述的处理含氚同位素等的放射性废液的方法，其中，所生产的混凝土混合物用于制造建筑砌块和各种结构的普通和特殊混凝土。7.根据权利要求1所述的用于处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：维克多，
申请(专利权)人：维克多，
类型：发明
国别省市：