193209. lajstromszámú szabadalom • Eljárás atomerőművi, radioaktiv hulladékoldatok koncentrálhatóságának fokozására
193209 mólarány beállítása — következtében a koncentrálás hőmérsékletén és/vagy legalább 20°C-on történő tároláskor kristály és/vagy szilárd anyag nem válik ki, azaz a kiindulási oldatösszetételtől függően 310-900 g/dm3 sókoncentrációjú 20°C-on stabil sűrítmény állítható elő. A bórsav oldhatósága vízben és neutrális sók vizes oldatában, például nátrium-nitrát vizes oldatában 48 g/dm3, azonban az általunk beállított alkáli-hidroxid/bórsav mólaránnyal meghatározott alkáli-borátok-nátrium- és/vagy kálium-borátok-oldhatósága 20°C-on bórsavban kifejezve 340 g/dm3. Eljárásunk előnye, hogy nem igényel külön berendezést, hanem bármely atomerőműben meglevő vízkezelő és tároló berendezésekben megvalósítható és csupán a hulladékoldat célszerű kémiai kezelése következtében 310- 900 g/dm3 sókoncentrációjú sűrítményt állít elő, amely az előírt egyéves pihentetés után külön bepárlás beiktatása nélkül közvetlen beágyazásra és/vagy cementezésre kerülhet. Ezáltal egy technológiai lépést — a cementezés előtti bepárlást — kiiktattunk, ugyanakkor azonos tartálykapacítás esetén lényegesen több hulladékoldat-koncentrátum elhelyezésére nyílik lehetőség. 1. Alkalmazási példa Egy atomerőmű technológiai leírása alapján számított hulladékoldat — mint referenciaoldat — összetétele a radioaktív elemek és aktivitásuk jellemzése nélkül a következő: g/dm3 Oxaláttartalom oxálsavban kifejezve 1,80 Boráttartalom bórsavban kifejezve 8,04 Nátrium-nitrát-tartalom 13,60 Kálium-permanganát-tartalom 0,32 Nátrium-hidroxid-tartalom 0,80 Kálium-hidroxid-tartalom 0,60 A fenti referenciaoldatot először a 185.105 számú magyar szabadalmi leírás szerinti eljárás alapján dekontaminálószer-mentesítettük, majdr eljárásunk szerint az alkáli-hidroxid/bórsav mólarányt 1:1 értékre állítottuk be és bepárlással az alább ismertetett módon 850 g/dm3 sókoncentrációjú sűrítményt állítottunk elő: Eljárásunk szerint a fenti referenciaoldathoz literenként 2,7 ml 65 tömeg%-os salétromsavat és 0,88 g KMn04-ot adtunk és 1 órán át levegőt buborékoltattunk az oldatba. Ezt követően literenként 5,2 g nátrium-hidroxidot adtunk az oldathoz és az oldatot leszűrtük. A szűrlet g/dm3 3 nátrium-nitrát-tartalma 15,9 kálium-nitrát-tartalma 1,1 boráttartalma bórsavban kifejezve 8,04 nátrium-hidroxid-tartalma 4,9 kálium-hidroxid-tartalma 0,4 volt. A szűrletből bepárlással 850 g/dm3 sókoncentrációjú stabil sűrítményt állítottunk elő, azaz a sűrítményből legalább 20°C-os tárolás során kristály és/vagy szilárd anyag nem vált ki. összehasonlító példa: Ugyancsak a fenti referenciaoldatot a leírásban hivatkozott 185.105 számú magyar szabadalmi leírás szerint kezeltük az alább leírt módon: Az oldathoz literenként 2,7 ml 65 tömeg%-os salétromsavat és 0,85 g NaMn04-ot adtunk és 1 órán át levegőt buborékoltattunk az oldatba, majd literenként 0,23 g NaOH-t adtunk hozzá és szűrtük az oldatot. A szünetből bepárlással maximum 150 g/dm3 sókoncentrációjú stabil sűrítményt állíthattunk elő, azaz a sűrítményből legalább 20°C-os tárolás során kristály és/vagy szilárd anyag nem vált ki. 2. Alkalmazási példa Működő atomerőműben keletkező radioaktív hulladékoldat kémiai összetétele — a radioaktív elemek és aktivitásuk jellemzése nélküla következő: g/dm3 Bórsavtartalom 1,7 Nátrium-nitrát-tartalom 0,8 A fenti hulladékoldathoz eljárásunk szerint literenként 1,6 g KOH-ot adtunk és az oldatból bepárlással 715 g/dm3 sókoncentrációjú stabil sűrítményt állítottunk elő, azaz a bepárlás és a legalább 20°C-os tárolás során a sűrítményből kristály és/vagy szilárd anyag nem vált ki. összehasonlító példa: A fenti hulladékoldatot a 185.105. számú magyar szabadalmi leírás alapján az alábbiak szerint kezeltük: A hulladékoldathoz literenként 0,23 g nátrium-hidroxidot adtunk és az oldatból bepárlással maximum 240 g/dm3 sókoncentrációjú stabil sűrítményt állíthattunk elő, azaz legalább 20°C-os tárolás során a sűrítményből kristály és/vagy szilárd anyag ne váljon ki. 3. Alkalmazási példa Működő atomerőműben keletkező radioaktív hulladékoldat kémiai összetétele — a radioaktív elemek és aktivitásuk jellemzése nélkül a következő: g/dm3 4 Bórsavtartalom 1,46 Nátrium-nitrát-tartalom 0,16 Kálium-nitrát-tartalom 1,95 Salétromsav-tartalom 1,33 Atomerőműben végzett hulladékoldat-feldolgozás során eljárásunk szerint a fenti hulladékoldathoz m3-ként 1,8 kg nátrium-hidroxidot adtunk és bepárlással 530 g/dm3 sókoncentrációjú stabil sűrítményt állítottunk elő és a sűrítményből sem a bepárlóban, sem pedig 20°C-os tárolási hőmérsékleten kristály és/ vagy szilárd anyag nem vált ki. összehasonlító példa: Az atomerőmű technológiai utasítása alapján — kémiai beavatkozás nélkül — a fenti hulladékoldatból bepárlással 60-80 g/dm3 sókoncentrációjú sűrítményt állítanak elő, amely 20°C-os tárolási hőmérsékleten még sókiválástól mentes. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
