Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR IMMOBILIZING TRITIUM-CONTAINING LIQUID RADIOACTIVE WASTE CONTAMINATED WITH RADIOACTIVE SALTS AND ORGANIC MATTER AND DEVICE FOR THE IMPLEMENTATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/078758
Kind Code:
A2
Abstract:
The group of inventions relates to the field of radioactive waste treatment, and more particularly to the immobilization of tritium-containing liquid radioactive waste. The claimed method and device are directed toward minimizing the radioactive contamination of materials and equipment, minimizing radiation risks for personnel, and also improving environmental safety in the long-term storage of tritium-containing liquid radioactive waste, while providing good filling of dehydrated crystalline hydrates with tritiated water. A method for immobilizing tritium-containing liquid radioactive waste contaminated with radioactive salts and organic matter in a container includes solidifying said waste in a salt crystal matrix which is then immobilized in a durable mineral matrix. The waste is solidified by hydration of a slightly soluble crystalline phosphate hydrate by adding a pre-dehydrated slightly soluble crystalline phosphate hydrate to a container containing waste, and stirring until new crystalline hydrates are formed. The amount of dehydrated slightly soluble crystalline phosphate hydrate М соли added is selected to provide stability under contact with water: М соли = М отходов/ ρ отходов ⋅ ρ воды ⋅ М соли/ 18 N, where: М отходов is the measured mass of the waste in a container; ρ отходов is the measured density of the waste in the container; ρ воды is the density of water; m соли is the molar mass of the crystalline hydrate salt; 18 is the molar mass of a water molecule; N is the amount of water molecules stably retained by one molecule of the crystalline hydrate salt. The time of cessation of stirring is selected automatically, namely when the resistance to the turning effort of the blades exceeds twice its original amount. After crystallization and compaction of the crystalline hydrate, and the appearance of non-bound organic compounds on the surface thereof, the space to a top sealing cover of the container is filled with a durable mineral composition, for example, based on magnesium oxychloride cement, to form a durable mineral matrix. The claimed device comprises a container, a top sealing cover, a rod with stirring blades, a drive, and an electric motor. The drive is built into the top sealing cover of the container via a sealing gland. The electric motor is detachable and is connected to the drive on the outside of the cover. On the inner side of the cover, the rod with stirring blades is attached to the drive by a sleeve coupling, wherein the rod with blades disengages from the drive when the force on the drive exceeds twice the original force. The rod with blades remains in the container after stirring, and the electric motor is disconnected and used on the next container.

Inventors:
PETROV VLADIMIR ERNESTOVICH (RU)
KONOVALOV SERGEY ANATOLIEVICH (RU)
Application Number:
PCT/RU2018/000301
Publication Date:
April 25, 2019
Filing Date:
May 11, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
PETROV VLADIMIR ERNESTOVICH (RU)
KONOVALOV SERGEY ANATOLIEVICH (RU)
International Classes:
G21F9/00
Attorney, Agent or Firm:
PATENT AGENCY LLC GPG (RU)
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения.

1. Способ иммобилизации находящихся в емкостях загрязненных радиоактивными солями и органикой тритийсодержащих жидких радиоактивных отходов, включающий их отверждение в солевой кристаллической матрице, которая затем иммобилизуется в прочной минеральной матрице, отличающийся тем, что отверждение отходов осуществляют с помощью гидратации слаборастворимого фосфатного кристаллогидрата путем засыпания предварительно обезвоженного слаборастворимого фосфатного кристаллогидрата в емкость с отходами и перемешивания для образования новых кристаллогидратов, при этом, количество засыпаемого обезвоженного слаборастворимого фосфатного кристаллогидрата Л#соли выбирают из расчета устойчивого состояния при обводнении:

^отходов ^соли

Мсоли = Р ВОДЫ -1 0 АГ

отходов 10"

где:

^отходов ~ измеренная масса отходов в емкости;

отаодов ~ измеренная плотность отходов емкости;

Рводы " плотность воды;

теоли - молярная масса соли кристаллогидрата;

18 - молярная масса молекулы воды;

N - количество молекул воды, устойчиво удерживаемое одной молекулой соли кристаллогидрата,

после кристаллизации, слёживания кристаллогидрата и выделения на его поверхности не связанных органических соединений, для образования прочной минеральной матрицы, пространство до верхней герметичной крышки емкости заполняют прочной минеральной композицией.

2. Способ иммобилизации находящихся в емкостях загрязненных радиоактивными солями и органикой тритийсодержащих жидких радиоактивных отходов по п. 1, отличающийся тем, что минеральная композиция представляет собой композицию на основе магнезиального вяжущего.

3. Устройство для иммобилизации загрязненных радиоактивными солями и органикой тритийсодержащих жидких радиоактивных отходов, содержащее емкость, верхнюю герметичную крышку, шток с перемешивающими лопастями, привод и электродвигатель, отличающееся тем, что привод встроен в верхнюю герметичную крышку емкости через сальник, электродвигатель выполнен съемным и подсоединен к приводу снаружи крышки, с внутренней стороны крышки к приводу через соединительную муфту подсоединен шток с перемешивающими лопастями, причем шток с лопастями отделяется от привода при превышении усилия на приводе в 2 раза по сравнению с начальным усилием.

Description:
СПОСОБ ИММОБИЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ТРИТИЙ И ЗАГРЯЗНЕННЫХ

РАДИОАКТИВНЫМИ СОЛЯМИ И ОРГАНИКОЙ, И УСТРОЙСТВО для

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Группа изобретений относится к области переработки радиоактивных отходов, конкретно, к иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов. Способ предназначен для применения в емкостях, используемых для хранения жидких радиоактивных отходов, содержащих тритий и загрязненных радиоактивными солями и органикой.

Из уровня техники известна установка для очистки жидких радиоактивных отходов от трития по патенту РФ на полезную модель Ne 126185, содержащая емкость для исходного раствора, соединенную с ректификационной колонной, оборудованной конденсатором паров и кубом-испарителем, накопительную емкость для обогащенной тритием воды, колонну холодного изотопного химического обмена, колонну горячего изотопного химического обмена, магистраль для циркуляции водорода по колоннам двухтемпературного изотопного химического обмена, магистраль для подачи воды из колонны горячего изотопного химического обмена в голову процесса, дополнительную колонну холодного изотопного химического обмена, вход которой соединяется магистралью с выходом колонны холодного изотопного химического обмена, электролизер и контейнер для сбора водорода, обогащенного тритием, на выходе из верхней части дополнительной колонны холодного изотопного химического обмена установлена каталитическая горелка для сжигания водорода, сообщающаяся магистралью для возвращения образовавшейся воды для доочистки в колонну горячего изотопного химического обмена. Недостатками установки является её сложность и малая производительность.

Известен компаунд для иммобилизации жидких тритийсодержащих радиоактивных отходов по авторскому свидетельству СССР Ns 1447173, который, помимо отходов, содержит известь в качестве минерального связующего и пе ролатум в качестве гидроизолирующего компонента и дополнительного связующего. Содержание воды в компаунде - 9,4 -12,1%, извести- 37,9- 40,6%, петролатум - остальное. Недостатком компаунда для иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов низкий уровень энергии связи извести с содержащей тритий водой, что допускает выход тритиевой воды в окружающую среду. Недостатками этого технического решения являются также низкая степень наполнения компаунда содержащей тритий водой - всего 9,4 -12, 1%, и невысокая прочность.

Известен способ иммобилизации жидких радиоактивных отходов по патенту РФ J » 2214011, который включает их концентрирование и отверждение с выдерживанием смеси до формирования прочного твердого монолитного блока. Отверждение осуществляют путем смешивания отходов с раствором хлористого магния плотностью 1,2-1 ,35 г/см , магнезиального вяжущего и тонкодисперсного минерального наполнителя с размерами частиц 0,005-0,015 мм. Преимущества изобретения заключаются в использовании недорогих природных материалов, высокой степени наполнения компаунда радиоактивными отходами и низкой выщелачиваемости радионуклидов. Недостатком способа применительно к иммобилизации жидких тритийсодержащих радиоактивных отходов является низкий уровень энергии связи молекул тритиевой воды с молекулами отвердителя, поскольку способ направлен на иммобилизацию солевых и органических отходов, растворенных в воде, а не на фиксирование самих молекул воды. Поэтому необходим способ, позволяющий надёжно закрепить молекулы воды в молекулярной структуре прочного твердого монолитного блока.

Ближайшим аналогом заявленной группы изобретений является способ иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов по патенту РФ N_> 2592078, который включает их отверждение в устой 1 ! ивой кристаллической матрице, получаемой путем обезвоживания кристаллогидрата соли металла, удаления кристаллизационной воды, добавления к безводному солевому основанию кристаллогидрата жидких, содержащих тритий, отходов в количестве по жидкости на 5-7% больше количества удаленной воды, и перемешивания до образования новых кристаллогидратов соли металла. В качестве кристаллогидрата соли металла в этом способе предлагается использовать железный, медный или цинковый купоросы. Недостатком способа является достаточно высокая растворимость железного, медного и цинкового купоросов, что приводит к неустойчивости получаемых компаундов при погружении в воду. В 100 г воды растворяется 26,6 г безводного FeS0 4 при 20 °С и 54,4 г при 56 °С. Растворимость в воде цинкового купороса(%): 29,4 (0 °С), 37,7 (99 °С). При 1 °С в 1 л воды растворяется 302 г медного купороса, а при 70 °С - 716 г (см. Большую энциклопедию нефти и газа). Вторым и очень существенным недостатком способа является высокая степень радиоактивного загрязнения оборудования и материалов, возникающая при перемешивании жидких содержащих тритий радиоактивных отходов с дегидратированным кристаллогидратом соли металла в реакторах, бочках или баках с использованием химических мешалок или миксеров. В этом случае радиоактивному загрязнению подвергаются как сами ёмкости, так и мешалки или миксеры. Ещё одним недостатком прототипа является невысокая степень заполнения обезвоженных кристаллогидратов тритиевой водой.

Задачей заявляемых способа и устройства является устранение недостатков ближайшего аналога. Предложенный способ предназначен для применения непосредственно в емкостях, где уже хранятся загрязненные радиоактивными солями и органикой жидкие радиоактивные отходы, содержащие тритий.

Техническими результатами заявленной группы изобретений являются минимизация радиоактивного загрязнения материалов и оборудования, минимизация радиационных рисков для персонала, повышение экологической безопасности при длительном хранении жидких содержащих тритий радиоактивных отходов при высокой степени заполнения обезвоженных кристаллогидратов тритиевой водой.

Указанные технические результаты достигаются при осуществлении заявленного способа и устройства. з Способ иммобилизации находящихся в емкостях загрязненных радиоактивными солями и органикой тритиисодержащих жидких радиоактивных отходов заключается в их отверждении в солевой кристаллической матрице, которая затем иммобилизуется в прочной минеральной матрице. Отверждение отходов осуществляют с помощью гидратации слаборастворимого фосфатного кристаллогидрата путем засыпания предварительно обезвоженного слаборастворимого фосфатного кристаллогидрата в емкость с отходами и перемешивания для образования новых кристаллогидратов. Количество засыпаемого обезвоженного слаборастворимого фосфатного кристаллогидрата М соли выбирают из расчета устойчивого состояния при обводнении:

шм ^отходов т соли 1\

' 'соли — " Рводы ' 1 R v ' \ L f

отходов JOiv

где:

^отходов ~ ~ измеренная масса отходов в емкости;

Ротходов ~~ измеренная плотность отходов емкости;

Рводы " плотность воды;

тсоли ~ молярная масса соли кристаллогидрата;

18 - молярная масса молекулы воды;

N - количество молекул воды, устойчиво удерживаемое одной молекулой соли кристаллогидрата. После кристаллизации и слеживания кристаллогидрата (под слеживанием понимается закрытие пор в порошке кристаллогидрата и образование соляного камня) на его поверхность выдавливаются (выделяются) не связанные органические соединения, которые иммобилизуются тем, что пространство до верхней герметичной крышки емкости заполняют прочной минеральной композицией, например, на основе магнезиального вяжущего, таким образом образуется прочная минеральная матрица.

Заявленный способ осуществляется в устройстве для иммобилизации загрязненных радиоактивными солями и органикой тритиисодержащих жидких радиоактивных отходов. Устройство содержит емкость, верхнюю герметичную крышку, шток с перемешивающими лопастями, привод и электродвигатель. Привод встроен в верхнюю герметичную крышку емкости через сальник. Электродвигатель выполнен съемным и подсоединен к приводу снаружи крышки. С внутренней стороны крышки к приводу через соединительную муфту подсоединен шток с перемешивающими лопастями, причем шток с лопастями отделяется от привода при превышении усилия на приводе в 2 раза по сравнению с начальным усилием. Шток с лопастями после перемешивания остается в емкости, а электродвигатель отсоединяется и используется на следующей емкости.

Осуществление заявленных способа и устройства.

Тритий имеет период полураспада (12,32 ± 0,02) года. Реакция распада трития имеет следующий вид:

При этом выделяется 18,59 кэВ энергии, из них на электрон (бета-частицу) приходится в среднем 5,7 кэВ, а на электронное антинейтрино— оставшаяся часть. Образовавшиеся бета-частицы распространяются в воздухе всего на 6,0 мм и не могут преодолеть даже верхний слой кожи человека.

В силу малой энергии распада трития (см. источники информации [1, 2, 3, 4]), испускаемые электроны хорошо задерживаются даже простейшими преградами типа одежды или резиновых хирургических перчаток. Тем не менее, этот изотоп считается одним из самых радиотоксичных и представляет радиационную опасность при вдыхании, поглощении с пищей, впитывании через кожу.

Тритиевая вода (сверхтяжёлая вода) (см. источник информации [6])— вода, в молекулах которой атомы протия (лёгкого водорода) замещены атомами трития (тяжёлого радиоактивного изотопа водорода). В чистой форме называется оксидом трития (Т 2 0 или Н 2 0) или супертяжёлой водой. Из-за собственной радиоактивности чистый Т 2 0 имеет высокую коррозионную активность— при спонтанном бета-распаде трития в 3 Не происходит выделение атомарного кислорода. Кроме того, из-за собственной радиоактивности происходит радиолиз воды с выделением трития и кислорода. Удельная объёмная активность тяжёлой воды составляет 2650 Ки/мл, поэтому она не может быть получена в больших количествах в неразбавленном виде. Тритиевая вода, участвуя в метаболизме почти одинаковым образом с обычной водой, обладает высокой радиотоксичностью

Критериями оценки качества иммобилизации жидких тритийсо держащих радиоактивных отходов путем их отверждения являются надёжность закрепления молекул содержащей тритий воды в матрице отвердителя и количество содержащей тритий воды в создаваемом компаунде. Чем выше энергия химической связи между молекулами содержащей тритий воды и отвердителя, тем надёжней иммобилизация жидких содержащих тритий радиоактивных отходов и тем выше экологическая безопасность при длительном их хранении. Чем выше содержание тритиевой воды в создаваемом компаунде, тем эффективней иммобилизация жидких содержащих тритий радиоактивных отходов. Итак, устойчивость компаунда и содержание в нём жидких содержащих тритий радиоактивных отходов - главные критерии эффективности иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов.

Отверждение содержащей тритий воды обеспечивает повышение экологической безопасности при длительном хранении жидких содержащих тритий радиоактивных отходов. Прочность (энергия) химической связи между молекулами содержащей тритий воды и отвердителя - при прочих равных условиях - оценивается прочностью получаемого компаунда.

Варианты использования различных кристаллогидратов солей металлов для целей иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов.

Кристаллогидрат железного купороса FeS0 4 -7H 2 0 имеет общую молярную массу 278,01756 (г/моль) при молярной массе FeS0 4 -l 1,9106 (г/моль), кристаллогидрат медного купороса CuSO 4 - 5H 2 O имеет общую молярную массу 249,686 (г/моль) при молярной массе CuS0 4 - 159,6096 (г/моль), а кристаллогидрат цинкового купороса ZnS0 4 -7H 2 O имеет общую молярную

б массу 287,56056 (г/моль) при молярной массе ZnS0 4 -161,4536 (г/моль). Таким образом, доля воды в молекулах кристаллогидратов железного, медного и цинкового купоросов составит 45% , 36% и 44%.

Кристаллогидрат фосфата натрия азРО 4 12Н 2 О имеет общую молярную массу 380, 12376 (г/моль) при молярной массе Р0 4 - 163,9404 (г/моль), доля воды в его молекулах составляет 57%. Таким образом, возникает возможность заполнения получаемого в конце процесса компаунда тритиевой водой более чем на 50%. Учитывая высокую слёживаемость кристаллогидрата фосфата натрия ЫазР0 4 - 12Н 2 0, образование при длительном хранении соляного камня, использование данного кристаллогидрата в процессе иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов представляется весьма целесообразным. При слёживании объём кристаллогидрата фосфата натрия, содержащего до 57% тритиевой воды будет существенно сокращаться (до 50- 60% от первоначального).

Сравнительная оценка энергии связей молекул воды в различных кристаллогидратах по температуре полной дегидратации кристаллогидрата соли металла.

Для кристаллогидрата железного купороса FeSO 4 -7H 2 0 эта температура составила 250°С, для кристаллогидрата медного купороса CuS0 4 -5H 2 O - 220°С (см. источник информации [7]), для кристаллогидрата цинкового купороса ZnS0 4 2 0 - 238°С, для кристаллогидрата фосфата натрия Na 3 PO 4 12H 2 O - 400°С. Таким образом, прочность (энергия) химической связи между молекулами содержащей тритий воды и отвердителя существенно выше у кристаллогидрата фосфата натрия Na 3 PO 4 - 12Н 2 0. Растворимость фосфата натрия в воде 14,4 г/100 г при температуре 25°С

(см. http://chemiday.com/ru/encyclopedia/na3po4).

Особый интерес среди фосфатов для процесса иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов представляет очень плохо растворимый в воде кристаллогидрат фосфата марганца Мпз(Р04) 2 -7Н 2 О. Молярная масса фосфата марганца составляет 354,76 г/моль, кристаллогидрата фосфата марганца Μη 3 (Ρ04) 2 ·7Η 2 0 - 480,76 г/моль. Кристаллогидрат Μη 3 (Ρ04) 2 ·7Η 2 0 при нагревании ступенчато разлагается:

100 е С 250 е С 700°С

Мп 3 (Р0 4 ) 2 · 7Н 2 0 > п 3 {Р0 4 ) 2 · ЗН 2 0— * Мп 3 (Р0 4 ) 2 · Н 2 0 Мп 3 (Р0 4 ) 2

2 0 -Н г О -Нг

При этом Мп 3 (Р04) 2 может быть получен при нагревании Мп 3 (Р04) 2 -7Н 2 0 до 700°С, что говорит о высокой энергия химической связи между молекулами содержащей тритий воды и отвердителя при иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов.

Таким образом, слаборастворимые фосфатные кристаллогидраты (например, Na 3 P0 4 12H 2 0 и Μη 3 (Ρ04) 2 ·7Η 2 0) наиболее удачны для целей иммобилизации жидких содержащих тритий радиоактивных отходов.

Указанные технические результаты обеспечиваются за счет:

- гидратации слаборастворимых фосфатных кристаллогидратов путем засыпания предварительно обезвоженного кристаллогидрата в емкость с жидкими радиоактивными отходами, содержащими тритий, и постоянного перемешивание в течение первых 5-7 минут;

- выбора количества обезвоженного слаборастворимого фосфатного кристаллогидрата М соли из расчета устойчивого состояния при обводнении:

шж ^отходов _ _ т соли

''' СОЛИ _ " Рводы 1 ЯДГ >

Ротходов

. где:

^отходов ~ измеренная масса отходов в емкости;

Ротходов _ измеренная плотность отходов емкости;

Рводы " плотность воды;

т соли - молярная масса соли кристаллогидрата;

18 - молярная масса молекулы воды;

Ν - количество молекул воды, устойчиво удерживаемое одной молекулой соли кристаллогидрата;

- заполнения, после кристаллизации, слёживания кристаллогидрата и выделения на его поверхности не связанных органических соединений, пространства до верхней крышки емкости прочной минерально-солевой композицией, например, на основе магнезиального вяжущего;

- встраивания перемешивающих лопастей в верхнюю крышку, выведения привода через сальник на верхнюю сторону крышки, монтажа съемного электродвигателя на верхней стороне крышки, отсоединения штока с лопастями (после использования) от привода и оставление их в емкости, съёма электродвигателя и использование на следующей емкости.

Повышение экологической безопасности при длительном хранении жидких содержащих тритий радиоактивных отходов обеспечивается за счёт более высокой энергии химической связи, между молекулами содержащей тритий воды и отвердителя, и низкой растворимости выбранных кристаллогидратов.

Сокращение объёма вторичных радиоактивных отходов обеспечивается за счёт значительного увеличения количества содержащей тритий воды в создаваемом компаунде.

Исключение контакта вторичных радиоактивных отходов с окружающей средой обеспечивается за счёт создания «пробки», создаваемой путём заполнения пространства до верхней крышки емкости прочной минерально - солевой композицией на Основе магнезиального вяжущего.

Высокий коэффициент заполнения получаемого компаунда тритиевой водой обеспечивается за счёт высокого содержания кристаллизационной воды в выбранных кристаллогидратах.

Существенное снижение радиационных рисков для персонала, обеспечивается за счет того, что радиоактивные вещества не покидают емкости, где они уже находятся, и весь процесс отверждения кристаллогидрата происходит непосредственно в емкости без участия персонала. Кроме того, лопасти, с помощью которых осуществлялось перемешивание кристаллогидрата и отходов, остаются в емкости. В автоматическом режиме процесс перемешивания прекращается в момент, когда усилия на приводе превысят в 2 раза начальные усилия, которые были на приводе во время запуска устройства. Этот момент характеризует существенную стадию гидратации. Таким образом, лопасти являются одноразовым расходным оборудованием, с которым не предусмотрены никакие операции с участием человека после использования.

Устройство для иммобилизации загрязненных радиоактивными солями и органикой тритийсодержащих жидких радиоактивных отходов поясняется графическими материалами (см. фиг 1).

Заявленное устройство содержит емкость 1, верхнюю герметичную крышку 2, воронку 3 для засыпания в емкость обезвоженного слаборастворимого кристаллогидрата. В крышке 2 выполнено отверстие с клапаном 4, в которое вставляется воронка 3. Привод 6 съемного электродвигателя 5 встроен в крышку 2 емкости 1 через сальник 7. Привод 6 и съемный электродвигатель 5 расположены снаружи крышки 2. С внутренней стороны крышки 2 внутри полости емкости 1 к приводу 6 через соединительную муфту 8 подсоединен шток с перемешивающими лопастями 9.

Заявленный способ предназначен для применения в емкостях, используемых для хранения загрязненных радиоактивными солями и органикой содержащих тритий жидких радиоактивных отходов. Для применения способа нам следует знать требуемое для иммобилизации количество обезвоженного кристаллогидрата фосфата натрия КазРО_г 12Н 2 0 или марганца Мпз(Р04)2-7Н 2 0 при известной массе (или объёме) и плотности содержащих тритий жидких радиоактивных отходов. Это количество обезвоженного кристаллогидрата М соли определяется по формуле (1).

При образовании новых кристаллогидратов из суспензии, которую представляет собой смесь загрязненных радиоактивными солями и органикой содержащих тритий жидких радиоактивных отходов, с солями происходит фазовый переход - вместо суспензии образуется порошок, а затем камень.

Заявляемое устройство основано на простом и очевидном эффекте - резком повышении сопротивления вращательному движению лопастей 9 при образовании новых кристаллогидратов. Соединительная муфта 8 рассчитана на то, что при достижении двукратного увеличения сопротивления вращению в твердеющем кристаллогидрате по сравнению с начальным, шток с лопастями 9 автоматически отсоединяется. Так как, лопасти 9 являются одноразовыми, то ю выбор материала, из которого они изготавливаются - его прочность, долговечность, износостойкость, коррозионная устойчивость и т.д. - можно существенно минимизировать. Поэтому, отделив лопасти 9 от привода 6 и оставив их в ёмкости 1, закрытой крышкой 2, мы практически не увеличиваем стоимость процесса.

Примеры осуществления заявленного способа.

Пример 1. В ёмкости 1 содержится 1 тонна загрязненных радиоактивными солями и органикой содержащих тритий жидких радиоактивных отходов плотностью 1,08г/см 3 . Иммобилизуем эти отходы по заявленному способу с использованием кристаллогидрата фосфата натрия Na 3 PO 4 - I2H2O, который имеет общую молярную массу 380,12376 (г/моль) при молярной массе Na 3 P0 4 - 163,9404(г/моль). Количество обезвоженного кристаллогидрата М соли выбираем из расчета устойчивого состояния при обводнении по формуле (1). Объём отходов составит 0,926м 3 . Отношение молекулярных масс соли Na 3 PO4 и кристаллизационной воды 12Н 2 О - 0,755. Таким образом, требуемое количество обезвоженного кристаллогидрата Na 3 PO 4 составит 699 кг. Для получения 699 кг обезвоженного кристаллогидрата Na 3 P04 нам потребуется 699*380,12376/163,9404=1620 кг кристаллогидрата фосфата натрия Na 3 PO 4 12Н 2 О. Рассчитанные 1620 кг кристаллогидрата фосфата натрия Na 3 PO 4 12Н 2 О подвергаем обезвоживанию, получаем Na 3 PO 4 . Перемешивающие лопасти 9 встраиваем в верхнюю герметичную крышку 2, привод 6 через сальник 7 выводим на верхнюю сторону крышки 2, на которой монтируем съемный электродвигатель 5. Полученную соль засыпаем через воронку 3 в ёмкость 1 с отходами, после чего воронка 3 извлекается. Отверстие в крышке 2 закрывается клапаном 4. Смесь в емкости 1 постоянно перемешивается до образования нового кристаллогидрата (5-7 минут). Образование новых кристаллов приводит к увеличению сопротивления вращению лопастей и, когда это усилие вдвое превышает начальное, шток с лопастями 9 (после использования) отсоединяется от привода 6 и остается в емкости 1. Электродвигатель 5 снимается и устанавливается на следующую емкость. Через 12-30 часов (в основном), завершится процесс гидратации кристаллогидрата и выделения на его поверхности не связанных солей и органики. После этого персонал открывает крышку 2 и заполняет пространство от лежалого камня до верхней крышки прочной минеральной композицией, например, на основе магнезиального вяжущего (например, в соответствии с патентом РФ 2214011 ).

Пример 2. В ёмкости 1 содержится 1 тонна загрязненных радиоактивными солями и органикой содержащих фитий жидких радиоактивных отходов плотностью 1,08г/см\ Иммобилизуем эти отходы по заявленному способу с использованием кристаллогидрата фосфата марганца Мп^РО-^ ^НгО. Молярная масса фосфата марганца составляет 354,76 г/моль, кристаллогидрата фосфата марганца Мп 3 (РО 4 ) 2 2 О - 480,76 г/моль. Количество обезвоженного кристаллогидрата М соли выбираем из расчета устойчивого состояния при обводнении по формуле (1). Объём отходов составит 0,926м 3 . Отношение молекулярных масс соли Мп 3 (РО4) 2 и кристаллизационной воды 12Н 2 О -1 ,54. Таким образом, требуемое количество обезвоженного кристаллогидрата Мп 3 (РО4) 2 составит 1,426 т. Для получения этого количества обезвоженного кристаллогидрата фосфата марганца нам потребуется 1.426*480,76/354,76 = 1,93 т кристаллогидрата фосфата марганца Μη 3 (ΡΟ4) 2 · 7Η 2 Ο. Рассчитанное количество кристаллогидрата фосфата марганца подвергаем обезвоживанию, получаем Мп 3 (РО4) 2 . Перемешивающие лопасти 9 встраиваем в крышку 2, привод 6 через сальник 7 выводим на верхнюю сторону крышки 2, на которой монгируем съемный электродвигатель 5. Полученная соль через воронку 3 засыпается в емкость 1 с отходами и постоянно перемешивается до образования нового кристаллогидрата (5-7 минут) после чего воронка 3 извлекается. Отверстие в крышке 2 закрывается клапаном 4. Образование новых кристаллов приводит к увеличению сопротивления вращению лопастей и, когда это усилие вдвое превышает начальное, шток с лопастями 9 (после использования) отсоединяется от привода 6 и остается в емкости 1. Электродвигатель 5 снимается и устанавливается на следующую емкость. Через 12-30 часов (в основном), завершится процесс гидратации кристаллогидрата и вьщеления на его поверхности не связанных солей и органики. После этого персонал открывает крышку 2 и заполняет пространство от лежалого камня до верхней крышки прочной минеральной композицией, например, на основе магнезиального вяжущего (например, в соответствии с патентом РФ Ν» 2214011).

Литература.

1. Эванс Э. Тритий и его соединения. М., «Атомиздат», 1970.

2. Ленский Л. А. Физика и химия трития. М., «Атомиздат», 1981.

3. Беловодский Л.Ф., Гаевой В.К., Гришмановский В.И. Тритий. М., «Атомиздат», 1985.

4. Андреев Б.М., Зельвенский Я. Д., Катальников С. Г. Тяжелые изотопы водорода в ядерной технике. М, «Атомиздат», 1987.

5. Леенсон И. А. 100 вопросов и ответов по химии. М., АСТ-Астрель. 2002.

6. Большой медицинский словарь, 2000, http://dic.academic.ru/

7. Васильев З.Г. Лабораторный практикум по общей химии Издание 2.

8. Мирмусаева. К.С. Технология производства ортофосфатов натрия на основе экстракционной фосфорной кислоты из фосфоритов Центральных Кызылкумов.- Автореферат диссертации на соискание звания кандидата технических наук. Ташкент, 2011.

9. Большая Энциклопедия Нефти Газа http://www.ngpedia.ru/id659260pl.html