Утилизация радиоактивных отходов

Кроме боросиликатных стекол для иммобилизации РАО используются фосфатные стекла с более низкой температурой варки (900−1000ºС), при получении которых к отходам добавляют фосфорную кислоту или фосфаты. Фосфатные стекла обладают более высокой способностью растворять оксиды металлов − компонентов отходов, в том числе MoO3, NaCl, NaSO4 (в случае боросиликатных стекол превышение пределов растворимости содержания в отходах сульфатов и хлоридов приводит к серьезной технологической проблеме: образованию на поверхности расплава отдельной фазы, так называемого хальмоза, обогащенного радионуклидами и обладающего высокой реактивностью). К недостаткам фосфатных стекол можно отнести более высокую склонность к расстекловыванию (кристаллизации), приводящую к снижению химической стойкости, повышенному уносу рутения из расплава. Кроме того, фосфатные расплавы обладают высоким коррозионным воздействием на керамические огнеупоры.

В качестве источника тепла на установках остекловывания используют печи сопротивления, индукционный средне- и высокочастотный и микроволновый нагрев, пропускание переменного тока через расплав и т.д. Использование печей сопротивления ограничено, поскольку сравнительно низкая теплопроводность расплавленной стекломассы (~3 Вт/(м·град)) препятствует равномерному распределению температуры в большом объеме расплава.

В установках остекловывания отходов используются керамические и металлические горячие и холодные (с охлаждением стенок) плавители. Наиболее распространенным является керамический плавитель (остекловывание РАО с их использованием проводится в США, ФРГ, Японии, России). Плавление стекломассы в нем осуществляется за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока, подводимого к электродам непосредственно через расплав. Длительная практика использования такого типа плавителей в производстве обычного стекла показала, что они позволяют проводить плавление очень сложных по составу стекол и получать конечный продукт высокого качества. Основные преимущества использования керамических плавителей следующие:

• большая технологическая гибкость, позволяющая получать стекла в широком диапазоне составов;

• высокая производительность при минимальных объемах рабочей камеры аппаратов;

• надежность и возможность относительно длительной (2-5 лет) эксплуатации плавителя;

• гомогенность (т.е. высокое качество) получаемого стекла благодаря равномерному нагреву объема стеклоплава.

Рисунок 3 показывает схематично керамический плавитель, используемый при одностадийном процессе остекловывания радиоактивных отходов среднего и низкого уровня активности. Он имеет установленную мощность электрообогрева 150 кВт при температуре расплава 1150−1250°C. При этом удельная производительность по стеклу составляет от 40 до 50 кг/м2час при удельном расходе энергии 3,2-3,4 кВт час/кг. Производительность плавителя составляет 50 кг стекла при остекловывании жидких отходов с концентрацией солей 200 г/л.

Существенные ограничения на применение керамического плавителя накладывают сложность его конструкции, большие габариты и масса, необходимость непрерывного режима работы и сложность ремонта и замены в случае выхода из строя. Тоже выведение такой установки из эксплуатации представляет собой важную проблему (демонтаж большой установки с высокими уровнями загразнения).

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7

Другие статьи по теме

Ограниченность водных ресурсов Казахстана
Состояние водных ресурсов Казахстана оценивается общей недостаточностью, продолжающимся их загрязнением и истощением. Экологические кризисы по характеру протекания можно разделить на две гр ...

Динамика растительности приморских экосистем Северо-Западного Прикаспия и ее индикационное значение
В современном мире зреет убежденность, что правила нравственного поведения должны распространяться как на взаимоотношения людей в социуме, так и на отношение людей к природе. Человечеств ...

Экология бобров в Карелии. Расселение бобров на естественных и искусственных водоёмах
Бобр, как объект изучения, весьма интересен и в тоже время своеобразен. Полуводный образ жизни, активная средообразующая деятельность, способность жить на самых разных водоемах, от придорож ...

Разделы