[发明专利]一种利用空化活化水处理核废料中铝硅酸盐的方法

说明书

一种利用空化活化水处理核废料中铝硅酸盐的方法，它涉及一种处理核废料中铝硅酸盐的方法。本发明为了解决现有核废料中铝硅酸盐处理方法是利用强酸强碱反复浸泡，使其溶解，但这种做法不仅效率低，而且会对乏燃料存储设施造成严重的腐蚀的问题。本发明的具体步骤为：步骤一、制备活化水；步骤二、制备氢氧化钠与硝酸溶液；步骤三、利用步骤二中获得的溶液溶解铝硅酸盐沉淀。本发明属于核废料处理技术领域。

技术领域

本发明涉及一种处理核废料中铝硅酸盐的方法，属于核废料处理技术领域。

背景技术

核能是一种重要的清洁能源；核电单机组功率大，在非化石能源的消费比重上可以起到关键作用；但核能并非一种完美的能源，核能发电势必要产生带有放射性的核废料；核燃料在反应堆内“燃烧”后形成的废料称为“乏燃料”。目前，我国早期投入运行的多台核电机组已处于堆水池饱和或即将饱和的困境，乏燃料离堆贮存的需求十分紧迫。我国乏燃料产生和外运需求量逐年递增，乏燃料累积外运量几乎每5年增加一倍。核能的发展势在必行，核废料的处理也迫在眉睫；乏燃料在存放的过程中会产生固体相的多孔层，多孔层的主要成分是水铝硅酸盐。通常处理这种微溶性水铝硅酸盐沉积物是使用氢氧化钠溶液和浓硝酸溶液在80～90℃下进行分解。然而，存放乏燃料的容器是用于储存碱性溶液和沉淀物的，在容器内使用浓硝酸溶液是不适宜的。因此，铝硅酸盐的处理成了一个令核工作者头疼的大问题。工作者们不仅要注意所添加试剂的浓度与剂量以及容器壁所能承受的最大限度，还要考虑到对环境的影响，环境的最大承受限度等外部因素。活化水是一种由流体机械处理而改性的水。水中因水力空化产生的空化微泡破裂而形成的高压，高温场会使水产生机械热解现象。机械化学反应在水中形成H₂、O₂、H₂O₂、HNO₃和OH^-。同时,由于破坏形成游离氢键，产生化学发光现象，使水的导电率、表面张力、含氧量和PH值发生变化。以上特性通常可以维持7～10天，可以在工业过程中使用。同时，活化水的性质也与机械处理的具体情况有关。铝硅酸盐的传统处理方法是利用强酸强碱反复浸泡，使其溶解。但这种做法不仅效率低，而且会对乏燃料存储设施造成严重的腐蚀。

发明内容

本发明为解决现有核废料中铝硅酸盐处理方法是利用强酸强碱反复浸泡，使其溶解，但这种做法不仅效率低，而且会对乏燃料存储设施造成严重的腐蚀的问题，进而提出一种利用空化活化水处理核废料中铝硅酸盐的方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤一、制备活化水；

步骤二、制备氢氧化钠与硝酸溶液；

步骤三、利用步骤二中获得的溶液溶解铝硅酸盐沉淀。

进一步的，步骤一中水力空化器在10000转/分钟的状态下，运行15分钟获得活化水。

进一步的，步骤二中利用步骤一得到的活化水配制100g/L氢氧化钠和40g/L硝酸溶液。

进一步的，步骤三中溶解铝硅酸盐沉淀的步骤为：

步骤A、将铝硅酸盐沉淀放入氢氧化钠溶液中搅拌，然后过滤；

步骤B、向步骤A中获得的滤液中加入硝酸溶液搅拌，然后过滤；

步骤C、重复步骤A、步骤B两次。

进一步的，步骤A中氢氧化钠溶液质量是铝硅酸盐沉淀质量的2.5倍。

进一步的，步骤B中硝酸溶液的体积与步骤A中氢氧化钠溶液体积相同。

进一步的，步骤A和步骤B中搅拌的时间均为45分钟。

进一步的，步骤A中和步骤B中均采用磁力搅拌器进行搅拌，且搅拌速度为800转/分钟。

本发明的有益效果是：