Совершенствование технологии иммобилизации РАО на основе портландцемента и нанодобавок: Статья

УДК 621.039.59 
 
Совершенствование технологии иммобилизации РАО на основе 
портландцемента и нанодобавок 
 
Пискунов В.М.  
 
Применение цемента в качестве матричного материала для включения в 
него РАО насчитывает не один десяток лет и до сих пор его использование актуально  в связи с возможностью получения механически прочных и негорючих 
отвержденных продуктов. В основе процесса цементирования с химической 
точки зрения лежит процесс  гидратации вяжущих, составляющих цемент (в 
основном  силикатов и алюминатов кальция). Наряду с  ЖРО  в цементную 
матрицу включались и ТРО, представленные измельченной металлической обрезью,  осколками стекла, строительным мусором и т.п. С целью сокращения 
общих объемов РАО, размещаемых в хранилищах, на  объектах использования 
атомной энергии проводится упаривание ЖРО и сжигание ТРО. Вторичными  
отходами  переработки  РАО  являются: 
 кубовые остатки (КО) и отработавшие ионообменные смолы  (ОИС)  от 
установки спецхимводоочистки  (СХВО), машинные масла (ММ);  
 зольный остаток  (ЗО) от установки  сжигания  РАО; 
 шлаки от переплавки радиоактивного металла. 
Все перечисленные РАО применительно к реализации способа цементирования являются проблемными: одни  считаются  нецементируемыми  (КО и 
ММ),  другие -  трудноцементируемыми  (ОИС,  ЗО). Технология цементирования ЖРО предусматривает включение в цементы различных по химическому 
составу солевых растворов, которые неблагоприятно сказываются на механических свойствах компаунда. Эти отрицательные свойства могут быть в, некоторой степени, устранены регулированием соотношения раствор:цемент.  
При высоких соотношениях количество потребляемого цемента может 
быть сокращено, что повысит экономичность метода. Однако высокое значение 
соотношения раствор:цемент снижает механическую прочность компаунда и 
вызывает нежелательное отделение жидкой фазы при твердении. 
Низкие соотношения раствор:цемент увеличивают расход цемента и значительно увеличивают объем отвержденных ЖРО. Кроме того, раствор не будет 
обладать высокой подвижностью, необходимой при заполнении специальных 
форм или хранилищ. Уплотнение цементного теста, получаемого при низком 
соотношении раствор:цемент, усложняет технологический процесс цементирования, так как требует проведение дезактивации вибрационного оборудования. 
Минимально допустимая российскими нормативными документами прочность радиоактивного компаунда составляет 5 МПа, что определяет предельную 
концентрацию солей в ЖРО при их цементировании. Предельная концентрация 
NaNO3 (главная составляющая солевого состава ЖРО российских АЭС), обеспечивающая нормативную прочность компаунда, составляет 150 г/л, выше ко