[发明专利]通过煅烧和玻璃化处理含氮水性液体流出物的方法

说明书

本发明涉及处理含有金属或类金属的硝酸盐的含氮水性液体流出物的方法，其包括在煅烧步骤后通常对在所述煅烧步骤中获得的煅烧产物玻璃化的步骤。

所述含氮水性液体流出物可以主要含有硝酸钠。

本发明的技术领域可泛泛地限定为液体流出物的煅烧领域，更具体地，本发明的技术领域可以限定为以玻璃化为目的的放射性液体流出物的煅烧领域。

玻璃化放射性液体流出物的法国方法包括两个步骤。第一步是煅烧流出物的步骤，在所述步骤中发生干燥，然后对部分硝酸盐进行脱硝，第二步是玻璃化步骤，将煅烧步骤中生成的煅烧产物熔融为密封性玻璃体。

煅烧步骤通常在由电烘炉加热的旋转管中进行。固态的煅烧产物通过位于旋转管内部的活芯棒磨碎。

在某些溶液的煅烧过程中，特别是对于富含硝酸钠的溶液，换言之，对于含氮介质中具有高钠含量的溶液，可观察到煅烧产物粘附在旋转管的壁上，从而会导致煅烧炉的管完全堵塞。

解决方法包括在流出物中加入非粘性的称为稀释辅助剂的物质，例如硝酸铝，以便在煅烧的同时防止煅烧炉的堵塞。

然而，煅烧辅助剂如硝酸铝的添加量是很难优化的。因此对于每种新的流出物，为实现避免管堵塞的可能，需要进行多次试验以确定在被加热的旋转管内的煅烧操作条件。特别地，煅烧炉的加热以及煅烧辅助剂的量不得不进行调整，所述煅烧辅助剂与所述稀释辅助剂是不同的，其通常是糖。

并且，对于硝酸铝而言，将其添加到流出物中会增加生成的玻璃体的量。确实，玻璃体中氧化铝的存在使其加工温度升高并且导致废料、流出物在玻璃体内的负载水平受到限制，从而不会降低该玻璃体的密封、封闭的性质。

因此，玻璃体中铝的含量不应太高，以Al₂O₃表示，其通常限定为约15质量％。

因此，如上所述，需要找到一种通过煅烧处理含氮水性流出物方法，所述含氮水性流出物含有化合物，例如金属或类金属的硝酸盐化合物以及其他化合物，这些化合物在煅烧过程中能够形成粘性氧化物，其中能够避免煅烧管的壁上粘附有煅烧产物的操作条件可以通过有限次的煅烧试验简单地确定。

更具体地，需要如下的方法，在这种方法中，煅烧前加入流出物的稀释辅助剂的量能够通过一种较少试验次数的简单、可靠的方式确定，从而可以优化并将添加到流出物中的稀释辅助剂减少到最低量。

无论待处理的流出物以及使用的稀释辅助剂，这种通过煅烧处理含氮水性液体的流出物的方法毫无疑问能够可靠、重复地应用。

而且，理想地，该方法进一步限制了在煅烧产物玻璃化的过程中所产生的密封性、封闭性玻璃体的量的增加。

本发明的目的是提供一种处理含有金属或类金属硝酸盐的含氮水性液体流出物的方法，该方法包括煅烧流出物的步骤，以便将金属和类金属的硝酸盐转化成各自的氧化物，满足上述需要。

本发明的目的是进一步提供这样一种方法，该方法不存在现有技术方法中的不利条件、限制、缺陷以及缺点，解决了现有技术方法中存在的问题，特别是确定了方法的操作参数并优化了添加到流出物的稀释辅助剂的量。

根据本发明的处理含有金属或类金属的硝酸盐的含氮水性液体流出物的方法，实现了所述目的以及进一步的其他目的，该方法包括煅烧流出物的步骤，以将金属或类金属的硝酸盐转化为所述金属或类金属的氧化物，在煅烧过程中，选自金属或类金属硝酸盐的至少一种化合物以及流出物中的其他化合物变为粘性氧化物，并且在煅烧步骤之前，向流出物中添加包含至少一种金属或类金属硝酸盐的稀释辅助剂，以生成流出物和稀释辅助剂的混合物，所述稀释辅助剂在煅烧过程中生成非粘性氧化物，其中所述混合物满足以下两个不等式(1)、(2)：

对于不等式(1)和(2)两者或其中之一的分母，以氧化物表示的混合物中所有化合物的质量可以任选地简化，由混合物中所有以氧化物表示的盐(包括硝酸盐)的质量代替。在不等式(1)和(2)中，分母可进一步简化，由混合物中的以氧化物表示的硝酸盐的质量代替。

此外，对于式(2)中的分子，以氧化物表示，在煅烧过程中混合物中所有变为粘性氧化物的化合物的质量可以尽可能地简化，由煅烧过程中变为粘性氧化物的混合物中的以氧化物形式表示的硝酸盐以及其他化合物的质量代替，因为粘性化合物通常包含粘性硝酸盐以及其他粘性化合物或者仅其他粘性化合物。

对于不等式(2)中的分子，可以进一步简化，由以氧化物表示的在煅烧过程中变为粘性氧化物的混合物中硝酸盐的质量代替。

对于不等式(1)和(2)最简化的形式如下所示：