С БОРНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ Изобретение относится к комплексной переработке сложных по соста- ву жидких борсодержащих отходов АЭС, накопленных при эксплуатации атомных энергетических установок, в том числе ВВЭР, и может быть исполь- зовано для выделения борной и азотной кислот, а также соединений щелоч- ных металлов для их повторного использования в технологическом цикле АЭС.

Из жидких радиоактивных отходов (ЖРО), образующихся на АЭС, са- мыми сложными для переработки являются кубовые остатки. Такие отходы представляют собой высокосолевые нитратные растворы натрия и калия, со- держащие соли борной кислоты и продукты коррозии аппаратуры в виде со- лей переходных металлов, а также реагенты, используемые при дезактивации и попадающие в раствор с различными сливными водами. После их дезакти- вации раствор направляется на выпаривание и перевод в плав, который в дальнейшем складируется. Полная переработка таких отходов отсутствует.

Известен способ переработки жидких отходов АЭС с борным регули- рованием (см. пат. 2012076 РФ, MIIK ⁵ G21F 9/08, 1994), включающий упари- вание отходов, кристаллизацию образовавшегося борсодержащего концентр- ата, его отделение от маточного раствора, растворение, ультрафильтрацию полученного раствора, пропускание его через ионоселективный фильтр, упа- ривание до 80-250 г/л в пересчете на борную кислоту и кристаллизацию кис- лоты. Выход борной кислоты составляет не более 84% с содержанием приме- сей 10- ² -10 ^"3 мас.%.

Основными недостатками данного способа являются высокие энергоза- траты на проведение операции упаривания, недостаточная степень извлече- ния борной кислоты, необходимость доочистки получаемых растворов. Спо- соб предусматривает регенерацию только борной кислоты, что приводит к образованию значительного количества захораниваемых отходов. Известен также выбранный в качестве прототипа способ переработки жидких отходов АЭС с борным регулированием (см. пат. 7323613 США, МПК G21F 9/06, 9/20, G21C 1/00,B01D 61/42 (2006.01), 2008), содержащих нитраты натрия и калия, включающий раздельный сбор кислых отходов с рН менее 5,5, не содержащих борной кислоты, и щелочных отходов с рН более 5,5, содержащих соли борной кислоты, их концентрирование и смешивание, кристаллизацию бората натрия при рН 8,0-10,1, его отделение от маточного раствора, обработку раствора солями кальция или магния, предпочтительно нитратом кальция или хлоридом магния, и отделение образовавшегося бо- ратного осадка кальция или магния. Затем осадок бората натрия растворяют до обеспечения концентрации раствора 20-25 г/л и подвергают электродиали- зу в электродиализаторе с катионообменной и анионообменной мембранами с получением растворов борной кислоты с концентрацией 0,1-60 г/л и гид- роксида натрия, содержащего до 150 г/л NaOH. Электродиализ ведут при си- ле тока 0,2-45 А и напряжении 5-55 В.

Известный способ характеризуется следующими основными недостат- ками. При его реализации предусмотрена регенерация только борной кисло- ты и гидроксида натрия, а высокосолевой маточный раствор, не содержащий солей бора, не перерабатывается, что приводит к увеличению количества за- хораниваемых отходов. К недостаткам способа следует отнести получение нетоварных растворов борной кислоты и раствора гидроксида натрия низкой концентрации, что ограничивает возможность их повторного использования. Недостатком способа также является повышенный расход электроэнергии, обусловленный электродиализом раствора бората натрия с низкой концен- трацией натрия и высоким электрическим сопротивлением, что требует ис- пользования при электродиализе высоких значений силы тока и напряжения.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического ре- зультата, заключающегося в переработке сложных по составу жидких отхо- дов АЭС с высоким солесодержанием с получением более широкого ассор- тимента продуктов, в том числе борной кислоты в виде товарного продукта, а также концентрированных растворов азотной кислоты и гидроксидов натрия и калия, пригодных для повторного использования в технологическом цикле АЭС. Технический результат заключается также в снижении энергоемкости способа и сокращении количества складируемых и захораниваемых вредных отходов.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки жидких отходов АЭС с борным регулированием, содержащих соли натрия и калия, включающий введение нитрата кальция в боратный раствор с осажде- нием бората кальция и его отделением от маточного раствора, электродиализ с использованием электродиализатора с катионообменной и анионообменной мембранами, получение борной кислоты и раствора гидроксидов натрия и калия, согласно изобретению, исходный боратный раствор в качестве солей натрия и калия содержит их нитраты и сульфаты, нитрат кальция вводят в исходный боратный раствор с получением коллективного осадка бората и сульфата кальция, борную кислоту получают путем обработки коллективно- го осадка бората и сульфата кальция раствором азотной кислоты с отделени- ем осадка сульфата кальция от раствора бората кальция, после чего раствор бората кальция обрабатывают азотной кислотой с образованием осадка бор- ной кислоты и раствора нитрата кальция, осадок борной кислоты отделяют и сушат, а электродиализу подвергают непосредственно маточный раствор с получением растворов азотной кислоты и гидроксидов натрия и калия.

Технический результат достигается также тем, что нитрат кальция вво- дят в боратный раствор при рН 9,3-11,0.

Технический результат достигается также и тем, что обработку коллек- тивного осадка бората и сульфата кальция раствором азотной кислоты ведут до обеспечения рН 5-7.

Технический результат достигается и тем, что обработку раствора бо- рата кальция азотной кислотой ведут при температуре 10-20°С до обеспече- ния pH 1-3.

Технический результат достигается также и тем, что раствор нитрата кальция после отделения осадка борной кислоты добавляют к исходному бо- ратному раствору.

Технический результат достигается и тем, что электродиализ маточно- го раствора ведут в трехкамерном электродиализаторе при отношении объе- ма маточного раствора V _Mp в средней камере электродиализатора и объемов анолита V _a и католита V _K , соответственно в анодной и катодной камерах, равном V _Mp :Va=l:0,5-l,0 и V _Mp :V _K = 1:0,4-0,6 с получением в анодной камере раствора азотной кислоты, а в катодной камере - раствора гидроксидов натрия и калия.

Достижению технического результата способствует то, что электроди- ализ производят при силе тока 1-3 А и напряжении 4-10 В.

Достижению технического результата способствует также то, что оса- док борной кислоты промывают азотнокислым раствором с рН 2-3, содержа- щим 30-35 г/л борной кислоты.

Достижению технического результата способствует также и то, что осадок борной кислоты сушат при температуре не более 60°С.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объ- ем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного техниче- ского результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следую- щим образом.

Присутствие в исходном боратном растворе нитратов и сульфатов натрия и калия позволяет получить в процессе электродиализа растворы азотной кислоты и щелочей, пригодные для повторного использования, после удаления из исходного раствора сульфат-ионов в виде малорастворимых со- единений, например, гипса, который может быть использован в строительной индустрии. Введение нитрата кальция в исходный боратный раствор обеспечивает образование коллективного осадка бората и сульфата кальция, что позволяет достаточно полно выделить соединения бора из раствора и очистить раствор, направляемый на электродиализ, от сульфат-ионов.

Обработка коллективного осадка бората и сульфата кальция раствором азотной кислоты с переводом бората кальция в раствор и отделением осадка сульфата кальция от раствора бората кальция позволяет наиболее полно от- делить соединения бора от присутствующих примесей и обеспечить его вы- сокий выход в продукт.

Обработка раствора бората кальция азотной кислотой обеспечивает по- лучение осадка борной кислоты, который может быть легко отделен от рас- твора нитрата кальция.

Сушка промытого осадка борной кислоты позволяет повысить массо- вое содержание борной кислоты в продукте.

Проведение электродиализа маточного раствора, полученного после отделения коллективного осадка бората и сульфата кальция, позволяет при пониженных значениях тока и напряжения осуществить извлечение полез- ных компонентов в виде высококонцентрированных растворов азотной кис- лоты и гидроксидов натрия и калия, пригодных для повторного использова- ния в технологическом цикле АЭС.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в полу- чении более широкого ассортимента продуктов, в том числе товарной борной кислоты и концентрированных растворов азотной кислоты и гидроксидов натрия и калия, пригодных для повторного использования в технологическом цикле АЭС, а также в снижении энергоемкости способа и сокращении коли- чества складируемых и захораниваемых вредных отходов.

В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны сле- дующие операции и режимные параметры. Введение нитрата кальция в боратный раствор при рН 9,3-11,0 обеспе- чивает наиболее полное выделение соединения бора из раствора и позволяет очистить раствор, направляемый на электродиализ, от сульфат-ионов. Введе- ние нитрата кальция при рН менее 9,3 и более 11,0 приводит к частичному растворению бората кальция, что снижает его извлечение в коллективный осадок.

Обработку коллективного осадка бората и сульфата кальция раствором азотной кислоты предпочтительно вести до обеспечения рН 5-7, поскольку в этом диапазоне значений рН боратные соединения имеют наибольшую рас- творимость. При рН боратного раствора менее 5 выход бора в раствор сни- жается по причине образования менее растворимой борной кислоты. Поэто- му получение высококонцентрированных борсодержащих растворов стано- вится невозможным. При рН боратного раствора более 7 образуется малорас- творимые бораты кальция, что исключает возможность разделения коллек- тивного осадка.

Обработку раствора бората кальция азотной кислотой предпочтительно вести до обеспечения рН 1-3. Обработка раствора бората кальция до рН ме- нее 1 приводит к неоправданным затратам азотной кислоты на выделение осадка борной кислоты. При значениях рН более 3 выход борной кислоты в твердую фазу уменьшается.

Обработка раствора бората кальция азотной кислотой при температуре 10-20°С позволяет создать наиболее благоприятные условия осаждения бор- ной кислоты из раствора. Увеличение температуры выше 20°С приводит к увеличению растворимости борной кислоты и понижению выхода продукта. Обработка при температуре ниже 10°С требует охлаждения раствора и не приводит к существенному повышению выхода продукта.

Добавление раствора нитрата кальция после отделения осадка борной кислоты к исходному боратному раствору позволяет уменьшить количество отходов и более полно использовать реагенты. Проведение электродиализа маточного раствора при заданном соотно- шении объемов маточного раствора V _Mp в средней камере трехкамерного электродиализатора и объемов анолита V _a и католита V _K , соответственно в анодной и катодной камерах позволяет регулировать концентрации получае- мых продуктов - раствора азотной кислоты и раствора гидроксидов натрия и калия. Выход за пределы заявленных интервалов значений V _Mp :V _a = 1:0,5- 1,0 и V _Mp :V _K = 1:0,4-0,6 объема перерабатываемого маточного раствора относитель- но объемов анолита и католита не позволит получить растворы азотной кис- лоты и щелочей в требуемом интервале концентраций 300-600 г/л для по- вторного использования.

Проведение электродиализа при силе тока 1-3 А и напряжении 4-10 В обеспечивает при пониженных энергозатратах извлечение из солевого рас- твора более 99% ионов с выходом по току около 50-70% . Электродиализ при силе тока менее 1 А и напряжении менее 4 В приводит к необоснованному увеличению длительности процесса и снижению его производительности, а при силе тока более 3 А и напряжении выше 10 В снижается выход по току и увеличиваются энергозатраты.

Промывка осадка борной кислоты азотнокислым раствором с рН 2-3, содержащим 30-35 г/л борной кислоты, обеспечивает удаление примесей для получения необходимой чистоты товарного продукта - борной кислоты Н3ВО3. В данных интервалах значений режимных параметров борная кислота имеет наименьшую растворимость. Присутствие борной кислоты в промыв- ном азотнокислом растворе обеспечивает стабильную величину принятого интервала значений рН азотнокислого раствора. Промывка азотнокислым раствором, содержащим менее 30 г/л борной кислоты приводит к частичному растворению промываемого осадка, а при содержании более 35 г/л из про- мывного раствора будет выпадать осадок.

Сушка промытого осадка борной кислоты при температуре не более 60°С позволяет обеспечить массовое содержание борной кислоты в продукте не менее 99,9 мас.%. При температуре более 60°С возможен переход кислоты в оксидную форму вследствие глубокой ее дегидратации. Нижнее значение температуры обусловлено соображениями продолжительности сушки и мо- жет зависеть от разреженности рабочей атмосферы.

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуще- ствить способ в оптимальном режиме с точки зрения получения более широ- кого ассортимента продуктов, пригодных для повторного использования в технологическом цикле АЭС, а также снижения энергоемкости способа и ко- личества складируемых и захораниваемых вредных отходов.

Сущность предлагаемого способа может быть проиллюстрирована сле- дующими Примерами.

Пример 1. Берут 1000 мл исходного боратного раствора, содержащего, г/л: 104 Na ⁺ , 50,8 К ⁺ , 263 N0 ₃ ^" , 24 S0 ₄ ^2' , 5,3 CI ^" , 42 Н ₃ В0 ₃ , при рН раствора 8,7. Осуществляют корректировку рН исходного раствора до 11 путем введе- ния 69 мл раствора 8,5 моль/л гидроксида натрия NaOH. Затем в боратный раствор вводят 149 мл раствора нитрата кальция Ca(N0 ₃ )2 с концентрацией 5,5 моль/л. Получают коллективный осадок бората и сульфата кальция. По- сле отделения фильтрацией коллективного осадка 1168 мл маточного раство- ра направляют на электродиализ, а осадок бората и сульфата кальция - на по- лучение борной кислоты.

Коллективный осадок бората и сульфата кальция обрабатывают рас- твором, содержащим 48,4 мл азотной кислоты с концентрацией 12,2 моль/л и 120 мл воды до обеспечения рН 5 с переводом бората кальция в раствор и от- делением 34 г осадка сульфата кальция, что составляет в пересчете на без- водную соль 6,95% от общего содержания солей в исходном растворе. Затем раствор бората кальция обрабатывают 48,4 мл раствора азотной кислоты с концентрацией 12,2 моль/л при температуре 20°С до обеспечения рН 1. Об- разовавшийся осадок борной кислоты отделяют от раствора нитрата кальция, промывают азотнокислым раствором с рН 2, содержащим 35 г/л борной кис- лоты, и сушат при температуре 55°С. Получают 32,4 г борной кислоты. Рас- твор нитрата кальция после отделения осадка борной кислоты добавляют к исходному боратному раствору.

Электродиализ маточного раствора ведут в трехкамерном электродиа- лизаторе с катионообменной и анионообменной мембранами. Электродиали- зу подвергают 1168 мл маточного раствора, содержащего, г/л: 319 N0 ₃ ^" , 0,8 S0 ₄ ^2" , 4,6 СГ, 102 Na ⁺ , 44 К ⁺ и 4,8 Н ₃ В0 ₃ , при силе тока 2 А, напряжении 6 В и соотношениях V _Mp :V _a =l:0,5 и V _Mp :V _K =l :0,5 с получением в анодной камере 584 мл раствора азотной кислоты, содержащего, г/л: 648,3 HN0 ₃ , 1,63 H ₂ SO ₄ , 9,5 НС1, в катодной камере - 584 мл раствора гидроксидов натрия и калия, содержащего, г/л: 354,8 NaOH, 181,4 КОН, а в средней камере - 1168 мл обессоленного маточного раствора, содержащего 1 ,6 г/л ионов N0 ₃ ^' , S0 ₄ ^2" , СГ , Na ⁺ , Κ ⁺ и 4,8 г/л Н ₃ В0 ₃ . Извлечение ионов из маточного раствора составляет 99,5%. Выход продуктов электродиализа по току - 60%.

Пример 2. Берут 1000 мл исходного боратного раствора, содержащего, г/л: 111,3 Na ⁺ , 31,5 К ⁺ , 244,3 N0 ₃ ^" , 35,5 SO ₄ ^2" , 10,2 СГ, 34,6 Н ₃ В0 ₃ , при рН раствора 8,5. Осуществляют корректировку рН исходного раствора до 9,3 пу- тем введения 54 мл раствора 8,5 моль/л гидроксида натрия NaOH. Затем в боратный раствор вводят 132 мл раствора нитрата кальция Ca(N0 ₃ )2 с кон- центрацией 5,5 моль/л. Получают коллективный осадок бората и сульфата кальция. После отделения фильтрацией коллективного осадка 1150 мл ма- точного раствора направляют на электродиализ, а осадок бората и сульфата кальция - на получение борной кислоты.

Коллективный осадок бората и сульфата кальция обрабатывают рас- твором, содержащим 41 мл азотной кислоты с концентрацией 12,2 моль/л и 150 мл воды до обеспечения рН 7 с переводом бората кальция в раствор и от- делением 50,3 г осадка сульфата кальция, что составляет в пересчете на без- водную соль 10,8% от общего содержания солей в исходном растворе. Затем раствор бората кальция обрабатывают 41 мл раствора азотной кислоты с концентрацией 12,2 моль/л при температуре 10°С до обеспечения рН 3. 06- разовавшийся осадок борной кислоты отделяют от раствора нйтрата кальция, промывают азотнокислым раствором с рН 3, содержащим 30 г/л борной кис- лоты, и сушат при температуре 60°С. Получают 27,5 г борной кислоты. Рас- твор нитрата кальция после отделения осадка борной кислоты добавляют к исходному боратному раствору.

Электродиализ маточного раствора ведут в трехкамерном электродиа- лизаторе с катионообменной и анионообменной мембранами. Электродиали- зу подвергают 1150 мл маточного раствора, содержащего, г/л: 291,4 N0 ₃ ^" , 1,2 S0 ₄ ^2" , 8,9 СГ, 106,7 Na ⁺ , 27,4 К ⁺ и 3,1 Н ₃ В0 ₃ , при силе тока 2 А, напряжении 6,2 В и соотношениях V _Mp :V _a =l :0,5 и V _Mp :V _K =l :0,4 с получением в анодной камере 575 мл раствора азотной кислоты, содержащего, г/л: 592,2 HN0 ₃ , 2,45 H2SO4, 18,3 НС1, в катодной камере - 460 мл раствора гидроксидов натрия и калия, содержащего, г/л: 463,9 NaOH, 56,2 КОН, а в средней камере - 1150 мл обессоленного маточного раствора, содержащего 1,17 г/л ионов N0 ₃ ^" , S0 ₄ ^" , СГ, Na ⁺ , К ⁺ и 3,1 г/л Н ₃ В0 ₃ . Извлечение ионов из маточного раствора состав- ляет 99,6%. Выход продуктов электродиализа по току - 60%.

Пример 3. Берут 1000 мл исходного боратного раствора, содержащего, г/л: 101,9 Na ⁺ , 19 К ⁺ , 141,1 N0 ₃ ^" , 4,8 S0 ₄ ^2" , 15,1 CI ^" , 80,3 Н ₃ В0 ₃ , при рН рас- твора 8,2. Осуществляют корректировку рН исходного раствора до 10,1 пу- тем введения 82 мл раствора 8,5 моль/л гидроксида натрия NaOH. Затем в боратный раствор вводят 236 мл раствора нитрата кальция Ca(N0 ₃ )2 с кон- центрацией 5,5 моль/л. Получают коллективный осадок бората и сульфата кальция. После отделения фильтрацией коллективного осадка 1250 мл ма- точного раствора направляют на электродиализ, а осадок бората и сульфата кальция - на получение борной кислоты.

Коллективный осадок бората и сульфата кальция обрабатывают рас- твором, содержащим 103 мл азотной кислоты с концентрацией 12,2 моль/л и 200 мл воды до обеспечения рН 6,6 с переводом бората кальция в раствор и отделением 6,8 г осадка сульфата кальция, что составляет в пересчете на безводную соль 1,9% от общего содержания солей в исходном растворе. За- тем раствор бората кальция обрабатывают 103 мл раствора азотной кислоты с концентрацией 12,2 моль/л при температуре 18°С до обеспечения рН 2. 06- разовавшийся осадок борной кислоты отделяют от раствора нитрата кальция, промывают азотнокислым раствором с рН 2, содержащим 33 г/л борной кис- лоты, и сушат при температуре 40°С. Получают 69,3 г борной кислоты. Рас- твор нитрата кальция после отделения осадка борной кислоты добавляют к исходному боратному раствору.

Электродиализ маточного раствора ведут в трехкамерном электродиа- лизаторе с катионообменной и анионообменной мембранами. Электродиали- зу подвергают 1250 мл маточного раствора, содержащего, г/л: 241,8 NO ₃ ^" , 1,4 S0 ₄ ^2" , 12,1 СГ, 94,3 Na ⁺ , 15,2 К ⁺ и 1,9 Н ₃ В0 ₃ , при силе тока 1 А, напряжении 4 В и соотношениях V _Mp :V _a =l :0,6 и V _Mp :V _K =l :0,6 с получением в анодной каме- ре 750 мл раствора азотной кислоты, содержащего, г/л: 409,5 HNO3, 2,38 H ₂ SO ₄ , 27,7 НС1, в катодной камере - 750 мл раствора гидроксидов натрия и калия, содержащего, г/л: 273,3 NaOH, 36,4 КОН, а в средней камере - 1250 мл обессоленного маточного раствора, содержащего 2,42 г/л ионов N0 ₃ ^" , SO ₄ ^" , СГ, Na ⁺ , К ⁺ и 1,9 г/л НзВ0 ₃ . Извлечение ионов из маточного раствора состав- ляет 99%. Выход продуктов электродиализа по току - 70%.

Пример 4. Берут 1000 мл исходного боратного раствора, содержащего, г/л: 155,8 Na ⁺ , 11,2 К ⁺ , 227 Ν0 ₃ ^' , 6 S0 ₄ ^2" , 3,8 СГ, 18 Н ₃ В0 ₃ , при рН раствора 12. Осуществляют корректировку рН исходного раствора до 10,6 путем вве- дения 130 мл раствора 4 моль/л азотной кислоты HN0 ₃ . Затем в боратный раствор вводят 62 мл раствора нитрата кальция Са( )з)г с концентрацией 5,5 моль/л. Получают коллективный осадок бората и сульфата кальция. После отделения фильтрацией коллективного осадка 1190 мл маточного раствора направляют на электродиализ, а осадок бората и сульфата кальция - на полу- чение борной кислоты. Коллективный осадок бората и сульфата кальция обрабатывают рас- твором, содержащим 23 мл азотной кислоты с концентрацией 12,2 м/л и 150 мл воды до обеспечения рН 6,2 с переводом бората кальция в раствор и отде- лением 8,5 г осадка сульфата кальция, что составляет в пересчете на безвод- ную соль 2% от общего содержания солей в исходном растворе. Затем рас- твор бората кальция обрабатывают 23 мл раствора азотной кислоты с кон- центрацией 12,2 моль/л при температуре 16°С до обеспечения рН 2,3. Обра- зовавшийся осадок борной кислоты отделяют от раствора нитрата кальция, промывают азотнокислым раствором с рН 2,3, содержащим 33 г/л борной кислоты, и сушат при температуре 57°С. Получают 15,6 г борной кислоты. Раствор нитрата кальция после отделения осадка борной кислоты добавляют к исходному боратному раствору.

Электродиализ маточного раствора ведут в трехкамерном электродиа- лизаторе с катионообменной и анионообменной мембранами. Электродиали- зу подвергают 1 190 мл маточного раствора, содержащего, г/л: 346 NO3 ^" , 0,8 SO4 ^" , 3,2 СГ, 130,9 Na , 9,44 К и 0,6 Н3ВО3, при силе тока 3 А, напряжении 10 В и соотношениях V _Mp :V _a =l : l и V _Mp :V _K = 1 :0,5 с получением в анодной ка- мере 1190 мл раствора азотной кислоты, содержащего, г/л: 352 HNO ₃ , 0,81 H2SO4, 3,3 НС1, в катодной камере - 595 мл раствора гидроксидов натрия и калия, содержащего, г/л: 455,3 NaOH, 27,0 КОН, а в средней камере - 1190 мл обессоленного маточного раствора, содержащего 1,04 г/л ионов NO ₃ ^" , SO ₄ ^2" , СГ, Na ⁺ , К ⁺ и 0,6 г/л Н3ВО3. Извлечение ионов из маточного раствора состав- ляет 99,7%. Выход продуктов электродиализа по току - 50%.

Пример 5. Берут 1000 мл исходного боратного раствора, содержащего, г/л: 89,2 Na ⁺ , 22,4 К ⁺ , 132,7 N0 ₃ ^" , 17,3 S0 ₄ ^2' , 11,7 СГ, 37 Н ₃ В0 ₃ , при рН рас- твора 10,7. Затем в боратный раствор вводят 336 мл раствора нитрата каль- ция Ca(N0 ₃ ) ₂ с концентрацией 4 моль/л. Получают коллективный осадок бо- рата и сульфата кальция. После отделения фильтрацией коллективного осад- ка 1220 мл маточного раствора направляют на электродиализ, а осадок бора- та и сульфата кальция - на получение борной кислоты.

Коллективный осадок бората и сульфата кальция обрабатывают рас- твором, содержащим 53 мл азотной кислоты с концентрацией 12,2 моль/л и 150 мл воды до обеспечения рН 6 с переводом бората кальция в раствор и от- делением 24,5 г осадка сульфата кальция, что составляет в пересчете на без- водную соль 7,9% от общего содержания солей в исходном растворе. Затем раствор бората кальция обрабатывают 53 мл раствора азотной кислоты с концентрацией 12,2 моль/л при температуре 20°С до обеспечения рН 2. Об- разовавшийся осадок борной кислоты отделяют от раствора нитрата кальция, промывают азотнокислым раствором с рН 2, содержащим 35 г/л борной кис- лоты, и сушат при температуре 60°С. Получают 36,1 г борной кислоты. Рас- твор нитрата кальция после отделения осадка борной кислоты добавляют к исходному боратному раствору.

Электродиализ маточного раствора ведут в трехкамерном электродиа- лизаторе с катионообменной и анионообменной мембранами. Электродиали- зу подвергают 1220 мл маточного раствора, содержащего, г/л: 198,4 NO ₃ ^" , 0,9 SO ₄ ^2' , 9,6 СГ, 79,1 Na ⁺ , 18,4 К ⁺ и 2,5 Н3ВО3, при силе тока 1 А, напряжении 5 В и соотношениях V _Mp :V _a =l :0,6 и V _Mp :V _K =l :0,5 с получением в анодной каме- ре 732 мл раствора азотной кислоты, содержащего, г/л: 336 HNO ₃ , 1,53 H ₂ SO ₄ , 16,4 НС1, в катодной камере - 610 мл раствора гидроксидов натрия и калия, содержащего, г/л: 275,1 NaOH, 53,1 КОН, а в средней камере - 1220 мл обессоленного маточного раствора, содержащего 1,98 г/л ионов N0 ₃ ^" , SO ₄ ^" , СГ, Na ⁺ , К ⁺ и 2,5 г/л Н3ВО3. Извлечение ионов из маточного раствора состав- ляет 99%. Выход продуктов электродиализа по току - 70%.

Из вышеприведенного описания и Примеров 1-5 видно, что предлагае- мый способ переработки жидких отходов по сравнению с прототипом позво- ляет получить товарную кристаллическую борную кислоту и высококонцен- трированные растворы азотной кислоты (до 648,3 г/л) и гидроксидов натрия (до 463,9 г/л) и калия (до 181,4 г/л), пригодные для повторного использова- ния в технологическом цикле АЭС и для общепромышленного применения. Проведение электродиализа при пониженных значениях силы тока и напря- жения обеспечивает снижение энергоемкости. Вовлечение в переработку всех основных компонентов сбросных маточных растворов сокращает коли- чество складируемых и захораниваемых вредных отходов. При реализации способа используется преимущественно стандартное химическое оборудова- ние.