[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含氮水性液体流出物的方法，所述含氮水性液体流出物主要含有硝酸钠，并具有金属或类金属的硝酸盐，所述方法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。

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、保存、隔离性玻璃体。

煅烧步骤通常在由电烘炉加热至400℃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(loose bar)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。

对该问题的解决方法包括在流出物中加入已知的非粘性硝酸铝，从而在煅烧的同时防止煅烧炉的堵塞。

但是，加入所述流出物中的硝酸铝增加了产生的玻璃体的量。确实，在玻璃体中氧化铝的存在升高了其制备温度，并导致废料、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％。

此外，添加的硝酸铝的量很难达到最佳值，因此，对每种新的流出物，为了能避免管堵塞，需要进行多次测试，以确定在加热的旋转管中进行煅烧的条件。特别地，不得不调整煅烧炉的加热和煅烧辅助剂的用量，该煅烧辅助剂与稀释辅助剂不同，通常是糖。

因此，考虑到以上所述，需要一种方法，用于通过煅烧处理含有化合物的含氮水性流出物，所述化合物例如是金属或类金属的硝酸盐和其他化合物，其能在煅烧过程中形成粘性氧化物，从而可以避免煅烧管壁上粘附煅烧产物以及所述煅烧管的堵塞，同时，限制了煅烧产物玻璃化的过程中产生的具有密封性的、封闭性的玻璃体量的增加。

更特别地，需要一种方法，用于利用稀释辅助剂处理在煅烧期间、煅烧时可能引起粘附的流出物，同时避免在煅烧设备的壁上粘附煅烧产物，以及煅烧设备的堵塞，至少在一个方面和采用硝酸铝一样有效，不会像硝酸铝一样增加生成的玻璃体量，也不会限制玻璃体中废料的负载量。

这里特别需要一种方法，用于处理含有化合物的流出物，这些化合物例如是金属或类金属的硝酸盐和其他化合物，其能够在其煅烧过程中、在煅烧时产生粘性氧化物，特别是含有大量硝酸钠的溶液，其能够避免煅烧管道的堵塞，并降低对玻璃成型配方的要求、限制，这些要求、限制是由于在煅烧辅助剂中以硝酸铝形式出现的铝的存在。

本发明的目的是提供一种处理含有金属或类金属的硝酸盐的含氮水性流出物的方法，该方法包括煅烧流出物的步骤，目的是将金属或类金属硝酸盐转化为它们的氧化物，即满足上述需求的氧化物。

本发明的目的是进一步提供这样一种方法，其没有现有技术方法的不足、限制、缺陷和劣势，并且解决了现有技术方法特别是使用硝酸铝作为稀释辅助剂方法中存在的问题。

根据本发明的用于处理含有金属或类金属的硝酸盐的含氮水性流出物的方法实现了所述目的和进一步的其它目的，所述方法包括煅烧流出物的步骤，目的是将金属或类金属的硝酸盐转化成所述金属或类金属的氧化物，在煅烧过程中、煅烧时，选自金属或类金属的硝酸盐的至少一种化合物和流出物的其他化合物产生粘性氧化物，并且在煅烧步骤之前，将煅烧过程中、煅烧时产生非粘性氧化物的稀释辅助剂加入流出物中，该方法中稀释辅助剂包含硝酸铝和至少一种选自硝酸铁和稀土硝酸盐中的硝酸盐。

优选地，所述稀释辅助剂由硝酸铝和至少一种选自硝酸铁和稀土硝酸盐中的其他硝酸盐组成。

根据发明中的方法的根本特征在于在煅烧过程中、煅烧时应用、使用特定的稀释辅助剂，除硝酸铝之外，该稀释辅助剂包含至少一种选自硝酸铁和稀土硝酸盐中的特定的硝酸盐。

在煅烧该流出物之前，在添加到含氮水性流出物的稀释辅助剂中使用硝酸铁或稀土金属硝酸盐迄今从未被提及或提出。

本发明人出人意料地发现，与硝酸铝的性质相似，硝酸铁和稀土硝酸盐具有限制煅烧产物粘附的性质，但是那些衍生自上述特殊的硝酸盐的氧化物，又称为《非粘性》氧化物，也可在随后的玻璃化步骤中熔融到最终生成的玻璃体中。