Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2378723C2 - Composite material for immobilisation of toxic radioactive chemical wastes (versions) - Google Patents

Composite material for immobilisation of toxic radioactive chemical wastes (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2378723C2
RU2378723C2 RU2008108139/06A RU2008108139A RU2378723C2 RU 2378723 C2 RU2378723 C2 RU 2378723C2 RU 2008108139/06 A RU2008108139/06 A RU 2008108139/06A RU 2008108139 A RU2008108139 A RU 2008108139A RU 2378723 C2 RU2378723 C2 RU 2378723C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composite material
filler
solution
material according
catalytic carbon
Prior art date
Application number
RU2008108139/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008108139A (en
Inventor
Олег Энверович Муратов (RU)
Олег Энверович Муратов
Сергей Анатольевич Коновалов (RU)
Сергей Анатольевич Коновалов
Марина Николаевна Пуплеева (RU)
Марина Николаевна Пуплеева
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТВЭЛЛ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТВЭЛЛ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТВЭЛЛ"
Priority to RU2008108139/06A priority Critical patent/RU2378723C2/en
Publication of RU2008108139A publication Critical patent/RU2008108139A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2378723C2 publication Critical patent/RU2378723C2/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear physics.
SUBSTANCE: invention relates to nuclear technology and processing radioactive wastes of low and medium level of activity. The composite material for immobilisation of radioactive and chemical toxic wastes based on magnesia cement contains a hardener solution which consists of tempering liquid, magnesia cement and filler, where the tempering liquid is an aqueous magnesium sulphate solution with density of 1.1-1.3 g/cm3, wherein the magnesia cement in the hardener solution is in form of caustic magnesia powder. The composite material additionally contains a catalytic carbon-containing additive with the following ratio of components, wt %: caustic magnesia powder - 30-50; filler - 30-50; catalytic carbon-containing additive - 0.01-0.5; aqueous magnesium sulphate solution - the rest. The magnesium sulphate solution used is an espmite solution with density 1.1-1.3 g/cm3. To achieve the objective, the composite material for immobilising toxic radioactive and chemical wastes in accordance with the second version is similar to the first version except that, the tempering liquid in the hardener solution is an aqueous magnesium chloride solution with density of 1.2-1.35 g/cm3, with the following ratio of components, wt %: caustic magnesia powder - 30-50; filler - 30-50; catalytic carbon-containing additive - 0.01-0.5; aqueous magnesium chloride solution - the rest. In both versions the catalytic carbon-containing additive used is pyrocarbon, white soot or schungite rock. Also the filler in the composite material is metallic slag with particle size of up to 0.074 mm or ash from burning organic and/or inorganic substances. The composite material also contains a vitrifying additive in form of bentonite clay in amount of up to 0.5 wt %.
EFFECT: high and uniform degree of filling the compound with wastes with formation of a surface layer on the compound which is low-permeable by radioactive nuclides, high mechanical strength and moisture resistance of the compound for long periods of time.
15 cl, 6 ex

Description

Изобретение относится к области атомной техники и технологии и касается вопросов переработки радиоактивных отходов низкого и среднего уровня активности.The invention relates to the field of nuclear engineering and technology and relates to the processing of low and medium level radioactive waste.

Известна композиция радиоактивной пульпосодержащей смеси для захоронения отходов в геологические формации методом гидравлического взрыва пласта, которая содержит в своем составе радиоактивную пульпу, цемент в качестве связующего, винную кислоту в качестве замедлителя схватывания, а также сухую овальную породу, образующуюся при добыче цемента. Композиция позволяет повышать прочность образующегося цементного камня в два раза (авт. св. РФ №1688713, 1993 г.).A known composition of a radioactive pulp-containing mixture for landfilling in geological formations by the method of hydraulic explosion of a formation, which contains a radioactive pulp, cement as a binder, tartaric acid as a setting retarder, and also dry oval rock formed during cement production. The composition allows to increase the strength of the resulting cement stone twice (ed. St. RF №1688713, 1993).

Указанная композиция имеет недостаток, заключающийся в низком содержании твердой части в радиоактивной пульпе, 1:14, и, соответственно, низкое содержание отходов в композиции.The specified composition has the disadvantage of a low solid content in the radioactive pulp, 1:14, and, accordingly, a low waste content in the composition.

Известен монолитный блок для иммобилизации жидких радиоактивных отходов, включающий концентрированные жидкие радиоактивные отходы и отвердитель в виде минералоподобного материала, фиксирующего в своей структуре компоненты радиоактивных отходов. Причем блок имеет кристаллическую или аморфную структуру, а его компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: окислы компонентов радиоактивных отходов 30-60, минералоподобный материал - остальное (пат. РФ №2160937, 2000).Known monolithic block for immobilization of liquid radioactive waste, including concentrated liquid radioactive waste and hardener in the form of mineral-like material, fixing in its structure the components of radioactive waste. Moreover, the block has a crystalline or amorphous structure, and its components are taken in the following ratio, wt.%: Oxides of components of radioactive waste 30-60, mineral-like material - the rest (US Pat. RF No. 2160937, 2000).

Однако природные материалы, используемые в качестве отвердителя жидких радиоактивных отходов, обладают невысокой механической прочностью и недостаточной стойкостью к выщелачиванию водой и, как следствие, может разрушиться монолитный блок. Кроме того, у монолитного блока, образующегося из природных соединений, использующихся в качестве отвердителя, отсутствует высокопрочный низкопроницаемый приповерхностный слой, препятствующий миграции радионуклидов, что также способствует их утечке в окружающую среду.However, natural materials used as a hardener of liquid radioactive waste have low mechanical strength and insufficient resistance to leaching with water and, as a result, a monolithic block can be destroyed. In addition, the monolithic block formed from natural compounds used as a hardener does not have a high-strength low-permeability near-surface layer that prevents the migration of radionuclides, which also contributes to their leakage into the environment.

Известна также композиция для образования прочного твердого монолитного блока, фиксирующего в своей структуре компоненты жидких радиоактивных отходов, на основе магнезиального вяжущего, включающая раствор трехкомпонентного отвердителя, состоящего из жидкости затворения в виде раствора хлористого магния плотностью 1,2-1,35 г/см3, магнезиального вяжущего и тонкодисперсного минерального наполнителя с размерами частиц 0,005-0,015 мм. При этом в качестве раствора хлористого магния используется раствор бишофита, а в качестве магнезиального вяжущего - смесь отходов металлургического производства, содержащих оксид и силикат магния с удельной поверхностью 3,0-7,0 м2/г, и бруситовой пыли. Причем в качестве тонкодисперсного минерального наполнителя используется порошок барита (полевого шпата) (пат. РФ №2214011) - прототип.A composition is also known for the formation of a solid solid monolithic block, fixing in its structure the components of liquid radioactive waste, based on a magnesian binder, including a solution of a three-component hardener, consisting of a mixing fluid in the form of a solution of magnesium chloride with a density of 1.2-1.35 g / cm 3 , magnesian binder and finely divided mineral filler with a particle size of 0.005-0.015 mm In this case, a solution of bischofite is used as a solution of magnesium chloride, and a mixture of metallurgical waste containing magnesium oxide and silicate with a specific surface area of 3.0-7.0 m 2 / g and brucite dust is used as a magnesia binder. Moreover, as a finely dispersed mineral filler, barite powder (feldspar) (US Pat. RF No. 2214011) is used - a prototype.

Однако композиция для получения иммобилизующего материала - компаунда, приведенная в известном способе по патенту РФ №2214011, имеет ряд недостатков.However, the composition for obtaining the immobilizing material - compound, described in the known method according to the patent of the Russian Federation No. 2214011, has several disadvantages.

Так, использование в композиции в качестве одного из компонентов отвердителя - раствора хлористого магния - экономически неэффективно, поскольку этот химический реактив имеет высокую стоимость, а использование раствора бишофита в качестве раствора хлористого магния значительно ограничивает сырьевую базу применения указанного материала для иммобилизации упомянутых отходов.Thus, the use of magnesium chloride solution as one of the components of the hardener in the composition is economically inefficient, since this chemical reagent is expensive, and the use of bischofite solution as a magnesium chloride solution significantly limits the raw material base for using this material to immobilize the mentioned waste.

Кроме того, процесс отверждения иммобилизующего отходы материала осуществляется достаточно длительное время, настолько, что радиоактивные отходы с малым удельным весом за это время успевают всплыть в иммобилизующем растворе, и в результате в образовавшемся компаунде степень его заполнения отходами по всему объему становится неравномерной.In addition, the process of curing the immobilizing waste material takes quite a long time, so much so that radioactive waste with a low specific gravity during this time has time to emerge in the immobilizing solution, and as a result, in the resulting compound, the degree of its filling with waste throughout the volume becomes uneven.

И, наконец, использование в составе отвердителя в качестве наполнителя порошков барита или полевого шпата сужает область применения указанной композиции, ограничивая ее использование для иммобилизации только жидких радиоактивных отходов и не позволяет распространить для иммобилизации твердых радиоактивных и химических токсичных отходов, таких, как, например, золы от сжигания отходов, шлаков от переплавки радиоактивно загрязненных металлов и т.д., поскольку в этом случае не обеспечивается достаточная для длительного хранения прочность образовавшегося монолитного блока, включающего в себя упомянутые отходы. Таким образом, в указанной композиции материал для иммобилизации жидких радиоактивных отходов, включающей отверждение последних в нем и выдержку до формирования прочного твердого монолитного блока - компаунда, не является экономически эффективным и универсальным и имеет ограниченную сырьевую базу.And finally, the use of barite or feldspar powders as a filler in the hardener narrows the scope of this composition, limiting its use for immobilizing only liquid radioactive waste and does not allow for the distribution of solid radioactive and chemical toxic wastes for immobilization, such as, for example, ash from the burning of waste, slag from the smelting of radioactively contaminated metals, etc., since in this case the strength sufficient for long-term storage is not provided l formed monolithic block, including the mentioned waste. Thus, in this composition, the material for immobilizing liquid radioactive waste, including curing the latter in it and holding until a solid solid monolithic block - compound is formed, is not cost-effective and universal and has a limited raw material base.

Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального композиционного материала, предназначенного для иммобилизации жидких и твердых радиоактивных и/или химических токсичных отходов с помощью недорогих широко распространенных природных материалов, обеспечивающего высокую и равномерную степень наполнения компаунда указанными отходами с образованием на нем низкопроницаемого для радионуклидов приповерхностного слоя и высокие механическую прочность и влагостойкость компаунда в течение длительного времени.The objective of the invention is the creation of a universal composite material intended for the immobilization of liquid and solid radioactive and / or chemical toxic wastes using inexpensive widely distributed natural materials, providing a high and uniform degree of filling of the compound with these wastes with the formation of a low-permeability surface layer for radionuclides on it and high mechanical strength and moisture resistance of the compound for a long time.

Для этого в композиционном материале для иммобилизации радиоактивных и химических токсичных отходов на основе магнезиального вяжущего, включающем раствор отвердителя, состоящего из жидкости затворения, магнезиального вяжущего и наполнителя, по изобретению в раствор его отвердителя в качестве жидкости затворения входит водный раствор сульфата магния плотностью 1,1-1,3 г/см3, причем присутствующее в составе раствора отвердителя магнезиальное вяжущее входит в него в виде порошка магнезиального каустического, при этом сам композиционный материал дополнительно содержит каталитическую углеродосодержащую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%:To this end, in a composite material for immobilizing radioactive and chemical toxic wastes based on a magnesian binder comprising a hardener solution consisting of a mixing fluid, a magnesian binder and a filler according to the invention, an aqueous solution of magnesium sulfate with a density of 1.1 is included in the solution of its hardener as a mixing fluid -1.3 g / cm 3 and moreover, the magnesian binder present in the hardener solution is included in the form of a caustic magnesia powder, while the composite the material additionally contains a catalytic carbon-containing additive in the following ratio of components, wt.%:

порошок магнезитовый каустическийcaustic magnesite powder 30-5030-50 наполнительfiller 30-5030-50 каталитическая углеродосодержащая добавкаcatalytic carbon additive 0,01-0,50.01-0.5 водный раствор сульфата магнияaqueous solution of magnesium sulfate остальноеrest

При этом в качестве раствора сульфата магния используется раствор эпсомита плотностью 1,1-1,3 г/см3.In this case, a solution of epsomite with a density of 1.1-1.3 g / cm 3 is used as a solution of magnesium sulfate.

Для решения поставленной задачи композиционный материал для иммобилизации радиоактивных и химических токсичных отходов по второму варианту исполнения аналогичен первому варианту за исключением того, что раствор его отвердителя в качестве жидкости затворения содержит водный раствор хлористого магния плотностью 1,2-1,35 г/см3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:To solve the problem, the composite material for immobilizing radioactive and chemical toxic wastes according to the second embodiment is similar to the first embodiment, except that the hardener solution as a mixing liquid contains an aqueous solution of magnesium chloride with a density of 1.2-1.35 g / cm 3 , in the following ratio of components, wt.%:

порошок магнезитовый каустическийcaustic magnesite powder 30-5030-50 наполнительfiller 30-5030-50 каталитическая углеродосодержащая добавкаcatalytic carbon additive 0,01-0,50.01-0.5 водный раствор хлористого магнияmagnesium chloride aqueous solution остальноеrest

По обоим вариантам исполнения в качестве каталитической углеродосодержащей добавки используется пирокарбон, белая сажа или порода шунгита.In both versions, pyrocarbon, white carbon black or shungite rock is used as a catalytic carbon-containing additive.

Кроме того, в качестве наполнителя композиционный материал содержит металлургический шлак с размерами частиц до 0,074 мм или золу от сжигания органических и/или неорганических веществ. Наряду с этим он дополнительно содержит остекловывающую добавку в виде бентонитовой глины в количестве до 0,5 мас.%.In addition, as a filler, the composite material contains metallurgical slag with particle sizes up to 0.074 mm or ash from the burning of organic and / or inorganic substances. In addition, it additionally contains a vitrification additive in the form of bentonite clay in an amount of up to 0.5 wt.%.

Использование в отвердителе по первому варианту исполнения водного раствора сульфата магния плотностью 1,1-1,3 г/см3, а по второму варианту исполнения - раствора хлористого магния плотностью 1,2-1,35 г/см позволяет применять дешевый для данного региона материал - сульфат магния и хлористый магний соответственно - при получении материала для иммобилизации рдиоактивных и/или химических токсичных отходов и тем самым снизить стоимость и повысить экономическую эффективность и экономичность иммобилизации указанных отходов.The use in the hardener according to the first embodiment of an aqueous solution of magnesium sulfate with a density of 1.1-1.3 g / cm 3 , and according to the second embodiment, a solution of magnesium chloride with a density of 1.2-1.35 g / cm allows you to use cheap for this region material - magnesium sulfate and magnesium chloride, respectively - upon receipt of the material for immobilization of radioactive and / or chemical toxic waste, and thereby reduce the cost and increase the economic efficiency and economy of immobilization of these waste.

Введение в композиционный материал по обоим вариантам исполнения каталитической углеродосодержащей добавки позволяет ускорить процесс твердения компаунда с включенными в него отходами, и благодаря этому за счет равномерного их распределения в иммобилизующем материале повысить степень заполнения компаунда радиоактивными и химическими токсичными отходами. Кроме того, каталитическая углеродосодержащая добавка ускоряет образование низкопроницаемого поверхностного слоя и повышает его прочностные и физико-химические характеристики. А использование в качестве каталитической углеродосодержащей добавки породы шунгита, который обладает высокой сорбционной способностью, повышает экологическую безопасность материала.The introduction of a catalytic carbon-containing additive into the composite material for both variants allows accelerating the hardening of the compound with the waste included in it, and due to their uniform distribution in the immobilizing material, increase the degree of filling of the compound with radioactive and chemical toxic waste. In addition, a catalytic carbon-containing additive accelerates the formation of a low permeable surface layer and increases its strength and physico-chemical characteristics. And the use of shungite rock as a catalytic carbon-containing additive, which has a high sorption ability, increases the environmental safety of the material.

Включение в состав композиционного материала порошка магнезитового каустического, в качестве магнезиального вяжущего, повышает прочность монолитного блока с включенными в него отходами и его поверхностного слоя.The inclusion of caustic magnesite powder in the composition of the composite material as a magnesian binder increases the strength of the monolithic block with the wastes included in it and its surface layer.

Использование в качестве наполнителя металлургических шлаков и золы от сжигания органических и/или неорганических веществ позволяет осуществлять иммобилизацию, кроме жидких радиоактивных отходов, также и твердых радиоактивных и химических токсичных отходов.The use of metallurgical slag and ash from the burning of organic and / or inorganic substances as a filler allows immobilization, in addition to liquid radioactive waste, also of solid radioactive and chemical toxic waste.

Дополнительное включение в композиционный материал остекловывающей добавки в виде бентонитовой глины повышает газо- и влагонепроницаемость поверхностного слоя компаунда, что обеспечивает эффективную изоляцию радиоактивных и химических токсичных отходов от биоцикла.The additional inclusion in the composite material of a vitrifying additive in the form of bentonite clay increases the gas and moisture impermeability of the surface layer of the compound, which ensures effective isolation of radioactive and chemical toxic wastes from the biocycle.

Для приготовления композиционного материала для иммобилизации радиоактивных и/или химических токсичных отходов готовят раствор отвердителя по первому варианту исполнения в виде раствора сульфата магния плотностью 1,1-1,3 г/см3, а по второму варианту исполнения раствор отвердителя готовят в виде раствора хлористого магния плотностью 1,2-1,35 г/см3, в каждый из которых добавляют магнезиальное вяжущее в виде порошка магнезитового каустического - 30-50 мас.%, наполнитель в виде золы от сжигания органических и/или неорганических веществ или же металлургического шлака с размерами частиц до 0,074 мм - 30-50 мас.% и каталитическую углеродосодержащую добавку - 0,01-0,5 мас.%. После выдержки приготовленного по соответствующему предлагаемому составу композиционного материала образуется прочный монолитный камнеобразный блок-компаунд, заключающий в себя радиоактивные и химические токсичные отходы, с образованием на его поверхности низкопористого прочного слоя, обладающий высокими механической прочностью и влагостойкостью и обеспечивающий длительное хранение указанных отходов, чем и обеспечивается радиационная и экологическая безопасность мест хранения иммобилизационных радиоактивных и химических токсичных отходов.To prepare a composite material for immobilizing radioactive and / or chemical toxic waste, a hardener solution is prepared according to the first embodiment in the form of a magnesium sulfate solution with a density of 1.1-1.3 g / cm 3 , and according to the second embodiment, a hardener solution is prepared in the form of a chloride solution magnesium density of 1.2-1.35 g / cm 3, each of which is added magnesia binder in powder form caustic magnesite - 30-50 wt%, a filler in the form of ash from combustion of organic and / or inorganic substances or met. llurgicheskogo slag having a particle size of up to 0.074 mm - 30-50% by weight of carbonaceous additive and catalyst -..% 0.01-0.5 wt. After exposure of the composite material prepared according to the proposed composition, a strong monolithic stone-like block compound is formed, which contains radioactive and chemical toxic wastes, with the formation of a low-porous durable layer on its surface, which has high mechanical strength and moisture resistance and ensures long-term storage of these wastes, than and radiation and environmental safety of storage sites for immobilized radioactive and chemical toxins is provided egg waste.

Как показали эксперименты, отверждение такого компаунда происходит в течение уже первых суток, и после 28 суток выдержки прочность образовавшегося твердого монолитного блока составляет 120-200 МПа.As experiments have shown, the curing of such a compound occurs within the first day, and after 28 days of exposure, the strength of the formed solid monolithic block is 120-200 MPa.

Примеры по первому варианту исполнения предлагаемого композиционного материалаExamples of the first embodiment of the proposed composite material

Пример 1.Example 1

Смесь водного раствора сульфата магния (эпсомита) плотностью 1,1-1,3 г/см3 - 33 мас.%, магнезиального вяжущего в виде порошка магнезиального каустического - 32,9 мас.%, наполнителя в виде металлургического шлака с размерами частиц до 0,074 мм (золы от сжигания органических и/или неорганических веществ) - 34,09 мас.%, каталитической углеродосодержащей добавки в виде пирокарбона (белой сажи) - 0,01 мас.% перемешивают вместе с радиоактивными и/или токсичными отходами и выдерживают до образования твердого монолитного блока.A mixture of an aqueous solution of magnesium sulfate (epsomite) with a density of 1.1-1.3 g / cm 3 - 33 wt.%, Magnesia binder in the form of a powder of magnesian caustic - 32.9 wt.%, Filler in the form of metallurgical slag with particle sizes up to 0.074 mm (ash from burning organic and / or inorganic substances) - 34.09 wt.%, Catalytic carbon-containing additives in the form of pyrocarbon (white soot) - 0.01 wt.% Are mixed together with radioactive and / or toxic waste and kept up to formation of solid monolithic block.

Пример 2.Example 2

Смесь водного раствора сульфата магния (эпсомита) плотностью 1,1-1,3 г/см3 - 31,5 мас.%, магнезиального вяжущего в виде порошка магнезиального каустического - 32 мас.%, наполнителя в виде золы от сжигания органических и/или неорганических веществ (металлургического шлака с размерами частиц до 0,074 мм) - 36 мас.%, каталитической углеродосодержащей добавки в виде породы шунгита - 0,5 мас.% перемешивают и выдерживают аналогичным образом, как в примере 1.A mixture of an aqueous solution of magnesium sulfate (epsomite) with a density of 1.1-1.3 g / cm 3 - 31.5 wt.%, A magnesian binder in the form of a powder of magnesian caustic - 32 wt.%, A filler in the form of ash from burning organic and / or inorganic substances (metallurgical slag with particle sizes up to 0.074 mm) - 36 wt.%, a catalytic carbon-containing additive in the form of shungite rock - 0.5 wt.% are mixed and incubated in the same manner as in example 1.

Пример 3.Example 3

Смесь водного раствора сульфата магния (эпсомита) плотностью 1,1-1,3 г/см3 - 32 мас.%, магнезиального вяжущего в виде порошка магнезиального каустического - 35,8 мас.%, наполнителя в виде золы от сжигания органических и/или неорганических веществ (металлургического шлака с размерами частиц до 0,074 мм) - 32 мас.% и остекловывающей добавки в виде бентонитовой глины 0,2 мас.% перемешивают и выдерживают аналогичным образом, как в примере 1.A mixture of an aqueous solution of magnesium sulfate (epsomite) with a density of 1.1-1.3 g / cm 3 - 32 wt.%, A magnesian binder in the form of a powder of magnesian caustic - 35.8 wt.%, A filler in the form of ash from burning organic and / or inorganic substances (metallurgical slag with particle sizes up to 0.074 mm) - 32 wt.% and vitrification additives in the form of bentonite clay 0.2 wt.% are mixed and incubated in the same manner as in example 1.

Примеры по второму варианту исполнения предлагаемого композиционного материалаExamples of the second embodiment of the proposed composite material

Пример 4.Example 4

Смесь водного раствора хлористого магния плотностью 1,2-1,35 г/см3 - 31 мас.%, магнезиального вяжущего в виде порошка магнезиального каустического - 34 мас.%, наполнителя в виде золы от сжигания органических и/или неорганических веществ (металлургического шлака с размерами частиц до 0,074 мм) - 34,98 мас.%, каталитической углеродосодержащей добавки в виде пирокарбона (белой сажи) - 0,02 мас.% перемешивают вместе с радиоактивными и/или токсичными отходами и выдерживают до образования твердого монолитного блока.A mixture of an aqueous solution of magnesium chloride with a density of 1.2-1.35 g / cm 3 - 31 wt.%, Magnesia binder in the form of a powder of magnesian caustic - 34 wt.%, Filler in the form of ash from the burning of organic and / or inorganic substances (metallurgical slag with particle sizes up to 0.074 mm) - 34.98 wt.%, a catalytic carbon-containing additive in the form of pyrocarbon (white soot) - 0.02 wt.% mixed together with radioactive and / or toxic waste and kept until a solid monolithic block is formed.

Пример 5.Example 5

Смесь водного раствора хлористого магния плотностью 1,2-1,35 г/см3 - 31,5 мас.%, магнезиального вяжущего в виде порошка магнезиального каустического - 31 мас.%, наполнителя в виде золы от сжигания органических и/или неорганических веществ (металлургического шлака с размерами частиц до 0,074 мм) - 37,1 мас.%, каталитической углеродосодержащей добавки в виде породы шунгита - 0,4 мас.% перемешивают и выдерживают аналогичным образом, как в примере 4.A mixture of an aqueous solution of magnesium chloride with a density of 1.2-1.35 g / cm 3 - 31.5 wt.%, A magnesian binder in the form of a powder of magnesian caustic - 31 wt.%, A filler in the form of ash from the burning of organic and / or inorganic substances (metallurgical slag with particle sizes up to 0.074 mm) - 37.1 wt.%, catalytic carbon-containing additives in the form of shungite rock - 0.4 wt.% are mixed and incubated in the same manner as in example 4.

Пример 6.Example 6

Смесь водного раствора хлористого магния плотностью 1,2-1,35 г/см3 - 32 мас.%, магнезиального вяжущего в виде порошка магнезиального каустического - 30 мас.%, наполнителя в виде золы от сжигания органических и/или неорганических веществ (металлургического шлака с размерами частиц до 0,074 мм) - 37,7 мас.% и остекловывающей добавки в виде бентонитовой глины 0,3 мас. % перемешивают и выдерживают аналогичным образом, как в примере 4.A mixture of an aqueous solution of magnesium chloride with a density of 1.2-1.35 g / cm 3 - 32 wt.%, Magnesia binder in the form of a powder of caustic magnesia - 30 wt.%, Filler in the form of ash from the burning of organic and / or inorganic substances (metallurgical slag with particle sizes up to 0.074 mm) - 37.7 wt.% and vitrification additives in the form of bentonite clay 0.3 wt. % mix and incubated in the same manner as in example 4.

Данные о свойствах композиционного материала с каталитической углеродосодержащей добавкой и без нее для обоих вариантов исполнения приведены в таблице.Data on the properties of a composite material with a catalytic carbon-containing additive for and without it for both versions are given in the table.

Состав композиции по примеруThe composition of the example Прочность, МПаStrength, MPa Время отверждения, часCuring time, hour 1one 185185 4-64-6 22 190190 3-53-5 33 180180 ~18~ 18 4four 180180 2-42-4 55 170170 5-75-7 66 160160 ~24~ 24

Как видно из таблицы, в обоих вариантах исполнения введение в композиционный материал каталитической углеродосодержащей добавки значительно сокращает время ее отверждения и повышает прочность образовавшегося монолитного блока.As can be seen from the table, in both embodiments, the introduction of a catalytic carbon-containing additive into the composite material significantly reduces its curing time and increases the strength of the resulting monolithic block.

Claims (15)

1. Композиционный материал для иммобилизации радиоактивных и химических токсичных отходов на основе магнезиального вяжущего, включающий раствор отвердителя, состоящего из жидкости затворения, магнезиального вяжущего и наполнителя, отличающийся тем, что в раствор его отвердителя в качестве жидкости затворения входит водный раствор сульфата магния плотностью 1,1-1,3 г/см3, а магнезиальное вяжущее входит в виде порошка магнезитового каустического, при этом композиционный материал дополнительно содержит каталитическую углеродосодержащую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
порошок магнезитовый каустический 30-50 наполнитель 30-50 каталитическая углеродосодержащая добавка 0,01-0,5 водный раствор сульфата магния остальное
1. Composite material for the immobilization of radioactive and chemical toxic wastes based on a magnesian binder, comprising a hardener solution consisting of a mixing fluid, a magnesian binder and a filler, characterized in that an aqueous solution of magnesium sulfate with a density of 1 is included in the solution of its hardener as a mixing fluid, 1-1.3 g / cm 3 and the magnesian binder comes in the form of caustic magnesite powder, while the composite material additionally contains a catalytic carbon-containing additive in the following ratio of components, wt.%:
caustic magnesite powder 30-50 filler 30-50 catalytic carbon additive 0.01-0.5 aqueous solution of magnesium sulfate rest
2. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве водного раствора сульфата магния используется раствор эпсомита плотностью 1,1-1,3 г/см3.2. The composite material according to claim 1, characterized in that an epsomite solution with a density of 1.1-1.3 g / cm 3 is used as an aqueous solution of magnesium sulfate. 3. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит металлургический шлак с размерами частиц до 0,074 мм.3. The composite material according to claim 1, characterized in that as a filler it contains metallurgical slag with particle sizes up to 0.074 mm 4. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит золу от сжигания органических и/или неорганических веществ.4. The composite material according to claim 1, characterized in that as a filler it contains ash from burning organic and / or inorganic substances. 5. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве каталитической углеродосодержащей добавки он содержит пирокарбон.5. The composite material according to claim 1, characterized in that it contains pyrocarbon as a catalytic carbon-containing additive. 6. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве каталитической углеродосодержащей добавки он содержит белую сажу.6. The composite material according to claim 1, characterized in that as a catalytic carbon-containing additive, it contains white soot. 7. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве каталитической углеродосодержащей добавки он содержит породу щунгита.7. The composite material according to claim 1, characterized in that as a catalytic carbon-containing additive, it contains schungite rock. 8. Композиционный материал по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что он дополнительно содержит остекловывающую добавку в виде бентонитовой глины в количестве до 0,5 мас.%.8. Composite material according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it further comprises a vitrifying additive in the form of bentonite clay in an amount of up to 0.5 wt.%. 9. Композиционный материал для иммобилизации радиоактивных и химических токсичных отходов на основе магнезиального вяжущего, включающий раствор отвердителя, состоящего из жидкости затворения, магнезиального вяжущего и наполнителя, отличающийся тем, что в раствор его отвердителя в качестве жидкости затворения входит водный раствор хлористого магния плотностью 1,2-1,35 г/см3, а магнезиальное вяжущее входит в виде порошка магнезитового каустического, при этом композиционный материал дополнительно содержит каталитическую углеродосодержащую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
порошок магнезитовый каустический 30-50 наполнитель 30-50 каталитическая углеродосодержащая добавка 0,01-0,5 водный раствор хлористого магния остальное
9. A composite material for immobilizing radioactive and chemical toxic wastes based on a magnesian binder, including a hardener solution consisting of a mixing fluid, a magnesian binder and a filler, characterized in that an aqueous solution of magnesium chloride with a density of 1 is included in the solution of its hardener as a mixing fluid, 2-1,35 g / cm 3, and the magnesia binder is included in powder form caustic magnesia, wherein the composite material further comprises a catalyst uglerodosoderzha th additive the following component ratio, wt.%:
caustic magnesite powder 30-50 filler 30-50 catalytic carbon additive 0.01-0.5 magnesium chloride aqueous solution rest
10. Композиционный материал по п.9, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит металлургический шлак с размерами частиц до 0,074 мм.10. The composite material according to claim 9, characterized in that it contains metallurgical slag with particle sizes up to 0.074 mm as a filler. 11. Композиционный материал по п.9, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит золу от сжигания органических и/или неорганических веществ.11. The composite material according to claim 9, characterized in that as a filler it contains ash from the burning of organic and / or inorganic substances. 12. Композиционный материал по п.9, отличающийся тем, что в качестве каталитической углеродосодержащей добавки он содержит пирокарбон.12. The composite material according to claim 9, characterized in that it contains pyrocarbon as a catalytic carbon-containing additive. 13. Композиционный материал по п.9, отличающийся тем, что в качестве каталитической углеродосодержащей добавки он содержит белую сажу.13. The composite material according to claim 9, characterized in that as a catalytic carbon-containing additive, it contains white soot. 14. Композиционный материал по п.9, отличающийся тем, что в качестве каталитической углеродосодержащей добавки он содержит породу шунгита.14. The composite material according to claim 9, characterized in that as a catalytic carbon-containing additive, it contains shungite rock. 15. Композиционный материал по любому из пп.9-15, отличающийся тем, что он дополнительно содержит остекловывающую добавку в виде бентонитовой глины в количестве до 0,5 мас.%. 15. The composite material according to any one of paragraphs.9-15, characterized in that it further comprises a vitrifying additive in the form of bentonite clay in an amount of up to 0.5 wt.%.
RU2008108139/06A 2008-03-03 2008-03-03 Composite material for immobilisation of toxic radioactive chemical wastes (versions) RU2378723C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008108139/06A RU2378723C2 (en) 2008-03-03 2008-03-03 Composite material for immobilisation of toxic radioactive chemical wastes (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008108139/06A RU2378723C2 (en) 2008-03-03 2008-03-03 Composite material for immobilisation of toxic radioactive chemical wastes (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008108139A RU2008108139A (en) 2009-09-10
RU2378723C2 true RU2378723C2 (en) 2010-01-10

Family

ID=41166067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008108139/06A RU2378723C2 (en) 2008-03-03 2008-03-03 Composite material for immobilisation of toxic radioactive chemical wastes (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378723C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483375C2 (en) * 2011-08-12 2013-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Composite material for immobilisation of liquid radioactive wastes, and its application method
RU2629016C1 (en) * 2016-09-15 2017-08-24 Виноградов Игорь Николаевич Compaund with blocking vitreous surface layer and dense diffusion near-surface layer for immobilizing toxic, radioactive, household and industrial wastes and method of its production
RU2633817C1 (en) * 2016-08-04 2017-10-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) Method of synthesizing mineral-like matrices for isolation of radioactive substances

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483375C2 (en) * 2011-08-12 2013-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Composite material for immobilisation of liquid radioactive wastes, and its application method
RU2633817C1 (en) * 2016-08-04 2017-10-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) Method of synthesizing mineral-like matrices for isolation of radioactive substances
RU2629016C1 (en) * 2016-09-15 2017-08-24 Виноградов Игорь Николаевич Compaund with blocking vitreous surface layer and dense diffusion near-surface layer for immobilizing toxic, radioactive, household and industrial wastes and method of its production

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008108139A (en) 2009-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Goodarzi et al. Stabilization/solidification of zinc-contaminated kaolin clay using ground granulated blast-furnace slag and different types of activators
Amran et al. Fly ash-based eco-friendly geopolymer concrete: A critical review of the long-term durability properties
Saleh et al. Innovative cement-based materials for environmental protection and restoration
US4859367A (en) Waste solidification and disposal method
CN104418560B (en) Curing agent for treating heavy metal pollution and heavy metal curing method
CA2833446C (en) Water-blocking filler and filler for engineered multi-barriers using said water-blocking filler
Yang et al. Influence of silica fume and additives on unconfined compressive strength of cement-stabilized marine soft clay
JPH05509038A (en) Hazardous waste treatment method and composition
Devarangadi Correlation studies on geotechnical properties of various industrial byproducts generated from thermal power plants, iron and steel industries as liners in a landfill-a detailed review
CA2601040A1 (en) Waste disposal method
Goodarzi et al. Assessing geo-mechanical and leaching behavior of cement–silica-fume-stabilized heavy metal-contaminated clayey soil
RU2378723C2 (en) Composite material for immobilisation of toxic radioactive chemical wastes (versions)
Jia et al. A review on the application of circulating fluidized bed fly ash in building materials
Tyagi et al. A review on recent trends in solidification and stabilization techniques for heavy metal immobilization
He et al. Utilization of soda residue and ground granulated blast furnace slag to stabilize/solidify sewage sludge in leachate soaking environment
KR20110072929A (en) Environmentally friendly low cement soft ground solid composition and soil solidification method using the same
KR101290592B1 (en) Soil stabilizer
KR102510283B1 (en) Perimeter supporting material for constructing phc pile
RU2360313C1 (en) Composition for cementation of liquid radioactive wastes
KR101580523B1 (en) Paving materials using reclaimed coal ash and method of manufacturing the same
KR20210155481A (en) Binder compositon for pile construction
KR101974591B1 (en) Eco-friendly and high functional solidifying composition for point foundation
KR100746851B1 (en) Grouting composition containing functional nanosynthetic inorganic powder and grouting method using same
RU2214011C2 (en) Method for immobilizing liquid radioactive wastes
KR20180096441A (en) Composition for mine liner

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120304

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130227

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190304

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200213

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210304