(2) термическую и радиационную стойкость, гарантирующую отсутствие газовыделения и перехода радионуклидов в газовую фазу;
(3) механическую прочность;
(4) возможность включения в структуру стекла отходов, значительно различающихся по своему химическому составу;
(5) возможность обеспечения максимального концентрирования в процессе отверждения, благодаря чему происходит сокращение объема РАО
(6) наличие хорошо разработанной технологии получения стекла.
Наибольшее распространение для иммобилизации как высокоактивных, так и низко- и среднеактивных отходов получили боросиликатные стекла, основу которых составляют кремниево-кислородный трехмерный каркас, а бор играет роль модификатора , понижающего температуру варки и увеличивающего прочность стекла.
ТЕХНОЛОГИИ ОСТЕКЛОВЫВАНИЯ
Процесс включения радиоактивных отходов в стекло предусматривает предварительное смешивание их в виде кальцинированного порошка или шлама со стеклообразующими материалами (флюсом) и последующим плавлении полученной смеси (шихты). Cтеклообразующие добавки и отходы могут подаваться в плавитель отдельными потоками, соотношение которых поддерживается на уровне, обеспечивающем получение стекла заданного химического состава. Для плавления стекла обычно используют прямой джоулевый обогрев электрическим током, протекающим через расплав, или обогрев расплава индукционными токами высокой частоты. Принципиальная схема технологии остекловывания показана на рисунке 2.
При разработке составов стекол для отверждения РАО с целью получения высокостойкого продукта учитывают следующие факторы: флюс не должен содержать легколетучих компонентов и быть дорогостоящим; вязкость расплава при температуре варки должна составлять 2−10 Па, а его электропроводность − обеспечивать возможность выбора источника электронагрева. Температуру получения стеклообразных материалов (варки) определяют для каждого конкретного состава РАО, при этом учитывают такие факторы, как полнота разложения термически неустойчивых соединений, степень гомогенизации, достижение нужной для выбранного аппаратурного оформления вязкости расплава, степень аэрозолеобразования и перехода радионуклидов в газовую фазу. Варка боросиликатного стекла обычно проводится при температуре 1150−1250°С.
Рис.2. Принципиальная схема технологии остекловывания ЖРО.
Важной частью установок остекловывания является система газоочистки, очищающая отходящие газы из плавителей как от радионуклидов, так и химических загрязнителей.
Сокращение объема при остекловывании составляет 4,2 4,5. Унос наиболее летучего радиоактивного компонента отходов 134,137Cs не выше 3,5 %.
В качестве флюсующих добавок при получении силикатных стекол с РАО используют кремнезем, оксид алюминия, борный ангидрит, борную кислоту, при необходимости соединения лития или натрия. Флюсующими материалами могут служить природные материалы: датолитовый концентрат, различные глины, кварцевый песок. В результате переработки РАО с использованием силикатных стеклообразователей кроме стекол, не содержащих заметных кристаллических соединений, могут быть получены материалы других типов: стеклокомпозиционные и плавленные, напоминающие по своей структуре базальты - поликристаллические микрогетерогенные тела.
Воздействие на окружающую среду вредных веществ в результате выброса сжигаемого попутного нефтяного газа
Промышленность
как сфера деятельности характеризуется огромными запасами и использованием
больших объемов химических веществ, высоких давлений, температур, скоростей,
массивных крупногабар ...
Государственная политика России в области экологической безопасности и пути её совершенствования на примере юга России
Немецкий естествоиспытатель Э.Геккель, предложивший в 1866 году термин
“экология”, и думать не мог о том, что со временем экология станет
общечеловеческим, глобальным понятием, мерилом отнош ...
Экологические проблемы Аральского моря и пути их решения
Истощение вод следует понимать как недопустимое сокращение их
запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение
минимально допустимого стока (для поверхностных во ...