Спосіб обробки радіоактивних відходів

1. Способ обработки радиоактивных отходов в форме загрязненных, порошкообразных ионообменных смол, при котором ионообменную смолу обезвоживают и высушивают, отличающийся тем, что ионообменную смолу обезвоживают меха ническим способом, обезвоженную ионообменную смолу смеши вают с соединением кальция, эту смесь высуши вают при температурах до 120°С, предпочтительно от 50 до 60°С, при давлении от 120 до 200 гПа, пока не будет достигнуто остаточное содержание влаги менее 10% от массы смеси, сухую смесь подвергают термической обработке при давлении ниже атмосферного путем нагрева ния до температуры не ниже 120°С и не выше 190°C. 2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что термически обработанную смесь вводят после ее охлаждения в матрицу. 3. Способ по пункту 2, отличающийся тем, что в качестве матрицы используют це мент или битум, причем масса смеси составляет до 50 % массы матрицы. : 4. Способ по одному из пунктов 1–3, отличающийся тем, что в качестве соединения кальция используют гидроокись кальция (Са(ОН)2), количество которой составляет от 50% до 150% поглощающей способности катионообменных смол. 5. Способ по одному из пунктов 1–4, отличающийся тем, что отведенный при сушке, а также при термической обработке выпар после его конденсации и полученную при обезвоживании воду подают на уста новку очистки сточных вод. 6. Способ по одному из пунктов 1–5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, смешивание, сушку и термическую обработку ионообменной смолы и соединения кальция производят в смешивающем устройстве, функционирование которого поддерживают по меньшей мере до окончания термической обработки. (19) (21) 94005471 (22) 06.11.1992 (24) 15.11.2000 (46) 15.11.2000, Бюл. №6, 2000 р. (31) P4137947.0 (32) 18.11.1991 (33) DE (86) PCT/DE92/00925, 06.11.1992 (72) Беге Дітмар (DE), Клейншрос Карл-Гейнц DE), Грігат Роберт (DE) (73) Сіменс АГ (DE) (56) JP, А 61091600, 1986. C2 (54) СПОСІБ ОБРОБКИ РАДІОАКТИВНИХ ВІДХОДІВ 29418 10%, причем за счет обработки стремятся достичь снижения водопоглощающей способности и способности к набуха нию ионообменных смол. Эта задача решается способом согласно изобретению, при котором ионообменную смолу меха нически обезвоживают, обезвоженную ионообменную смолу смешивают с соединением кальция, эту смесь сушат при температурах до 120°C, предпочтительно около 50 – 60°С, и давлении от 120 до 200 гектопаскаль до тех пор, пока не будет достигнуто содержание остаточной влаги меньше 10% массы смеси, и сухую смесь затем термически обрабатывают при давлении ниже атмосферного путем нагревания до температуры в диапазоне от 120 до 190°C. Согласно дальнейшим формам выполнения способа согласно изобретению термически обработанную смесь после ее охлаждения вводят в состоящую предпочти тельно из цемента или битума матрицу, причем масса смеси составляет до 50% массы матрицы. Предпочти тельные формы выполнения способа согласно изобретению заключаются в том, что в качестве соединения кальция применяют гидроокись кальция, количество которой составляет от 50 до 150% поглощающей способности ионообменных смол. Другая предпочтительная форма выполнения способа согласно изобретению заключается в том, что отведенные выпары после их конденсации, как и получаемую при обезвоживании воду, подводят к обработке сточных вод. Способ согласно изобретению является особенно предпочтительным, так как он неожиданным образом вызывает необрати мое исчезновение водопоглощающей способности ионообменных смол, так что надежно предотвращается набуха ние ионообменных смол во время или после их введения в матрицу. Поведение подвергнутых обработке способом согласно изобрете нию ионообменных смол является неожиданным в том смысле, что соединение кальция нагружает только катионы и уменьшает только их водопоглощающую способность и способность набуха ния. Одновременное снижение водопоглощающей способности и способности набухания представляющей со бой анионы части ионообменных смол позволяет без вреда помещать в матрицу, по меньшей мере, вдвое большее количество смол, чем это было бы возможно без обработки согласно изобретению. За счет этого заметно уменьшается общее количество пригодных для конечного захо ронения отхо дов из ионообменных смол. Способ согласно изобретению поясняется ниже более подробно на примере выполнения. Исчерпавшую свою активность радиоактивно нагруженную ионообменную смолу размалывают в пылевидный порошок и вводят предпочтительно в виде суспензии в аппарат для сушки, например в конусную сушилку. Эту суспензию в конусной сушилке вначале механически обезвоживают. К обезво женному, однако еще влажному порошку из ионообменной смолы в смесите ле добавляют соединение кальция, например гидроокись кальция, в водном растворе. Количество до бавленных соединений кальция является при этом настолько большим, что оно составляет от 50 до 150% поглощающей способности ионообменной смолы. После основательного перемешива ния ионообменной смолы с гидроокисью кальция образованную та ким образом смесь нагревают при работающем дальше смесителе. При этом при температуре примерно 50 – 60°С и давлении 120 – 200 гекто паскаль имеющуюся в смеси воду испаряют до достижения остаточной влажности в смеси меньше 10% смеси. Это значение дости гается примерно через 10 часов после начала процесса сушки. Затем при все еще работающем дальше смесителе для термической обработки смеси повышают температуру выше 120°С, предпочтительно до 150 – 160°С, однако максимально до 190°С. При этом по меньшей мере еще до сих пор не занятые катионы ионообменной смолы вступают в необратимые соединения с гидроокисью кальция и теряют свою способность поглощать во ду. Образующиеся во время сушки и термической обработки выпары отводят для сохранения пониженного давления, конденсируют и, как и образующуюся при обезвоживании ионообменных смол воду, подводят к обработке сточных вод. Путем термообработки в соединении с предварительной загрузкой катионных смол соответствующие активные группы относительно их во допоглощающей способности и способности набухания преобразованы настолько, что остается лишь нормальная способность набуха ния синтети ческого вещества. Как показали испытания, неожиданным образом за счет термической обработки одновременно уменьшается водопоглощающая способность и способность набуха ния анионной смолы. Решающим шагом для значительного уменьшения способности набуха ния и водопоглощающей способности является, однако, практически полная загрузка катионных смол с последущей термообработкой. Однако одна лишь термообработка не приводит при катионных смолах в названном диапазоне температур к желаемому результату. Вследствие отсутствующей после обработки водопоглощающей способности и способности набуха ния ионообменных смол можно связать в матрицу по сравнению с необработанными ионообменными смолами, по меньшей мере, двойное количество, причем масса обработанной смеси из ионообменной смолы и соединения кальция составляет до 50% массы матрицы. В качестве матрицы прежде всего являются пригодными цемент и битум. Так как ионообменная смола вместе с матрицей является пригодной для окончательного захо ронения, путем применения способа согласно изобретению количество подлежащего окончательному захоронению вещества отходов снижается по меньшей мере наполови ну. Для контролируемого и надежного конечного захо ронения радиоактивно зараженных ионообменных смол это является преимуществом, которое нельзя недооценивать. Чтобы не подвергать негативным воздействиям эффективность способа согласно изобрете 2 29418 нию, целесообразно заставлять смеситель или смешивающее устройство во вре мя смешивания, сушки, а также термической обработки работать в режиме постоянной эксплуа тации без перерывов. За сче т это го обеспечи вается, что смесь из ионообменной смолы и сое динения кальция соответствен но на все х ста диях спо соба дости гает одинакового состояния обработки. Применение способа согласно изобретению возможно как для ионообменных смол, так и для токсичных хи микалий, коль скоро они имеются в форме смесей из соответственно самостоятельно активных составляющих смеси из катионов и анионов. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3