АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Аппаратурно-технологическая линия для переработки жидких радиоактивных отходов
Полезная модель относится к аппаратурно-технологическим линиям по переработке радиоактивных отходов производства, концентратов, промпродуктов и минерального сырья, в частности к аппаратурнотехнологическим линиям для гидрометаллургической переработки солевых отходов процессов хлорирования минерального сырья и может быть использована на предприятиях цветной и черной металлургии, в производстве редких и рассеянных элементов, для дезактивации растворов и локализации радиоактивных металлов - тория и продуктов его распада.
Известна аппаратурно-технологическая линия по сорбционному извлечению и концентрированию тория из растворов (см. Сорбционные методы извлечения некоторых редких металлов из отходов производства. М.: ЦНИИцветмет экономики и информации, 1987. С. 31. (Производство тяжелых цветных металлов : Обзор, информ. вып. 5)).
К недостаткам известной аппаратурно-технологической линии относится неудовлетворительная производительность по объему перерабатываемой жидкой фазы, определяемая производительностью сорбционных колонок. Другим недостатком является то, что известная аппаратурно-технологическая линия не предусматривает дезактивацию растворов от продуктов распада тория.
Наиболее близкой аппаратурно-технологической линией того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является аппаратурно-технологическая линия для переработки пульпы от выщелачивания отработанного расплава солевого оросительного фильтра процесса хлорирования лопаритовых концентратов, включающая реактор для обработки пульпы и фильтр-пресс (см. Переработка отходов процесса хлорирования лопарита // Цветная металлургия, 1987. № 1. С. 32) - принята за прототип.
Аппаратурно-технологическая линия по прототипу работает следующим образом. В реактор с железной стружкой заливают пульпу от выщелачивания отработанного расплава, содержащего радиоактивные металлы - торий и продукты его распада, затем в реактор подают растворы хлорида бария и серной кислоты, смесь растворов перемешивают и при достижении рН 2,5-3,5 (через 1,5-2 ч обработки) вводят известковое молоко до рН 4,5-5,5 и 0,5 % раствор полиакриламида. После флокуляции осадка пульпу фильтруют на фильтр-прессе. Фильтрат сбрасывают в канализацию, а осадок направляют в «могильник - хранилище спецотходов («ХСО).
Недостатком известной аппаратурно-технологической линии является то, что обезвреживание радиоактивных промпродуктов и/или отходов производства сопровождается образованием радиоактивных сточных вод, что связано с неполным извлечением продуктов распада тория - радия из растворов в осадок, другим недостатком известной аппаратурнотехнологической линии является то, что образующиеся радиоактивные
торийсодержащие осадки необходимо захоранивать в ХСО. Это, в свою
очередь требует значительных капзатрат на строительство, сооружение ХСО и эксплуатационных затрат на перевозку радиоактивных «кеков и обслуживание ХСО.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи заключающейся в повышении качественных показателей работы аппаратурно-технологической линии при обезвреживании радиоактивных отходов.
Технический результат, который может быть получен при применении полезной модели, заключается в повышении степени дезактивации растворов, обеспечении локализации радиоактивных веществ и перевода их в радиационно-безопасную форму - непылящее водонерастворимое отвержденное состояние, пригодное для дальнейшего складирования без нанесения экологического ущерба окружающей среде.
Указанный технический результат при применении полезной модели достигается тем, что в известной аппаратурно-технологической линии, включающей реактор для обработки пульпы - реактор-нейтрализатор и фильтр-пресс, особенность заключается в том, что дополнительно содержит бак для приготовления магнезиальной суспензии, соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов и баком - дозатором, соединенным с реактором нейтрализации и дезактивации жидких радиоактивных отходов, баки - дозаторы растворов хлорида бария, сульфата натрия и хлорида железа, вывод из выгружного сборника влажного
//ЗГ3
радиоактивного осадка с фильтр-пресса направлен в шнековый смеситель, соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов, баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния и питателем инертных материалов - наполнителей. Выход из шнекового смесителя соединен с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси.
Анализ совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели - наличие новых элементов, взаимного расположения узлов и форма их выполнения и достигаемого при этом технического результата указывает, что между ними существует причинно-следственная связь, выражающаяся в следующем.
Экспериментально установлено, что дополнительное включение в состав аппаратурно-технологической линии бака для приготовления магнезиальной суспензии, соединенной бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов и баком - дозатором, соединенным с реактором нейтрализации и дезактивации жидких радиоактивных отходов, баки - дозаторы растворов хлорида бария, сульфата натрия и хлорида железа, нижние патрубки которых выведены в реактор нейтрализации-дезактивации, обеспечивает очистку жидких радиоактивных отходов и сточных вод до установленных норм. При этом важно отметить, что использование для нейтрализации магнезиальной суспензии (на основе серпентинита, и/или брусита, и/или магнезита) вместо известкового молока позволяет осуществлять процесс в одну стадию, что в свою очередь существенно
SjCOf   упрощает аппаратурно-технологическую схему: процессы нейтрализации и
дезактивации по предлагаемой аппаратурно-технологической схеме осуществляются в одном реакторе.
Дополнительное включение в состав аппаратурно-технологической линии шнекового смесителя, соединенного с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов, баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния и питателем инертных материалов - наполнителей и соединение щнекового смесителя с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси обеспечивает перевод высокотоксичных радиоактивных отходов в твердые блоки - непылящие, водонерастворимые, устойчивые к атмосферным осадкам, грунтовым подпочвенным водам, не разрушаемых при изменении и колебании температуры. Таким образом, совокупность нового оборудования, включенного в состав аппаратурнотехнологической линии переработки жидких радиоактивных отходов позволяет с одной стороны дезактивировать жидкие радиоактивные отходы до установленных норм, локализировать радиоактивные вещества и перевести их в удобную, экологически-безопасную для длительного складирования и хранения форму - без нанесения вредного радиационного воздействия на окружающую природную среду.
Проверка соответствия заявляемой полезной модели требованию изобретательского уровня в отнощении совокупности существенных признаков свидетельствует о том, что предлагаемая конструкция аппаратурно-технологическая линия: дополнительно установленные бак для
приготовления магнезиальной суспензии, соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов и баком - дозатором, соединенным с реактором нейтрализации и дезактивации жидких радиоактивных отходов, баки - дозаторы растворов хлорида бария, сульфата натрия и хлорида железа, вывод из выгрузного сборника влажного радиоактивного осадка с фильтрпресса направлен в шнековый смеситель, соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов, баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния и питателем инертных материалов - наполнителей, выход из шнекового смесителя соединен с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси обеспечивает достижение вышеуказанного технического результата. Причем из книжной, журнальной и патентной литературы данный технический результат не следует и не вытекает.
На рисунке показана модель аппаратурно-технологической линии для переработки жидких радиоактивных отходов.
Аппаратурно-технологическая линия согласно разработанному техническому решению включает в себя бак - сборник исходных радиоактивных отходов (1), соединенный с реактором для нейтрализации и дезактивации (2), бак для приготовления магнезиальной суспензии (3), соединенный с бункером (4) исходных магнийсодержащих оксидных материалов (серпентинит, и/или брусит, и/или магнезит) и баком - дозатором (5), баки - дозаторы растворов хлорида бария (6), сульфата натрия (7) и хлорида железа (8), соединенные через сливные патрубки с реактором нейтрализации и дезактивации (2), фильтр-пресс (10), соединенный с
реактором для нейтрализации и дезактивации (2), бак - дозатор раствора и/или пульпы хлорида магния (9), например, сгущенной магнезиальной пульпы, образующейся при очистке отходящих газов от С12 и/или НС1 магнезиальной суспензией, или пульпы, образующейся при обработке магнийсодержащих оксидных материалов соляной кислотой; шнековый смеситель (11), соединенный с выгружным сборником фильтр-пресса (10), бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов (4), питателем инертных материалов (12), баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния (9), причем выход из шнекового смесителя соединен с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси (13).
Аппаратурно-технологическая линия переработки жидких радиоактивных отходов работает следующим образом. Из бака - сборника 1 в реактор 2 закачивают или подают самотеком исходные жидкие радиоактивные отходы производства, после чего в реактор 2 из баков дозаторов 5, 6, 7 и 8 подают магнезиальную суспензию 5, и растворы хлорида бария 6, сульфата натрия 7 и хлорида железа 8. Пульпу перемешивают и подают на фильтр-пресс 10, очищенные от тория и продуктов его распадов растворы сбрасывают с фильтр-пресса в канализацию. Влажный радиоактивный осадок с фильтр-пресса собирают в корыте фильтр-пресса в выгружном сборнике, откуда его направляют в щнековый смеситель 11, куда одновременно из бункера 4 подают магнийсодержащие оксидные
1
материалы, из бака - дозатора 9 - раствор или пульпу хлорида магния и шнековым питателем 11 - инертные материалы (наполнители). Полученную композиционную смесь затем направляют в блок формования, термообработки и прессования 13.
В результате осуществления совокупности вышеуказанных операций радиоактивные отходы превращаются в отвержденное состояние, т.е. в форму удобную для длительного радиационно-безопасного складирования в непылящее водонерастворимое состояние, устойчивое к воздействию атмосферных осадков, грунтовых и почвенных вод, не наносящее экологического ущерба окружающей среде и не оказавыющего вредного влияния на здоровье населения и обслуживающего персонола.
fy/55 -f
Генеральный директор ООО Научно-производственной экологической фирмы, «Эко-технология )jg  Ю.П. Кудрявский