Остекловывание твердых радиоактивных отходов

Негорючие неметаллические (минеральные) отходы при переплавке способны образовывать стеклоподобные минералы. Причем, как и при остекловывании ЖРО, наибольшее распространение получило производство борсиликатных стекол. Так, на Мос. НПО “Радон” работает опытная установка остекловывания золы, получаемой при сжигании горючих ТРО. При сплавлении золы с борсодержащими флюсами удается получить прочный стеклоподобный материал плотностью 2,7 - 3,0 г/см³ с содержание радиоактивных оксидов до 50 % масс.. Выщелачиваемость радионуклидов из таких стекол не превышает 10^-5 - 10^-6 г/см²·сут., тогда как при цементировании радиоактивных зол выщелачиваемость из отвержденных продуктов составляет 10^-3 - 10^-4 г/см²·сут. Для плавления ТРО используют оборудование с индукционными нагревателями аналогичное тому, что применяется для остекловывания кальцинатов ЖРО.

Существует также экспериментальная установка с плазменно- топливной горелкой, совмещающая сжигание ТРО и плавление зольного остатка. Горючие ТРО, содержащие до 10% металлических и до 5% минеральных отходов без предварительной сортировки направляют в вертикальную шахтную печь, где они под действием собственной массы опускаются вниз, проходя три зоны: сушки, газификации и пиролиза, горения и плавления при температуре 1500^оС. Получаемый минералоподобный алюмосиликатный шлак с плотностью 2,0 - 2,3 г/см³ имеет выщелачиваемость радионуклидов 10^-4 - 10^-5 г/см²·сут. Отходящие газы проходят камеру дожигания, испарительный теплообменник, металлокерамический фильтр и блок низкотемпературной очистки. Однако, более перспективным представляется раздельная переработка горючих и минеральных ТРО.

Переплавке могут подвергаться не только золы от сжигания ТРО, но и радиоактивно загрязненные почвы, строительные материалы (кирпич, бетон, штукатурка, стекловата, минеральная вата и другие строительные отходы). Наибольший интерес в этом отношении представляют отходы минеральной теплоизоляции, составляющие до 50% прессуемых мягких ТРО и имеющие крайне рыхлую структуру. Поэтому, их переплавка может обеспечить сокращение объема отходов в 20 - 50 раз. Продукты переплавки при 1500^о С имеют высокую прочность и низкую скорость выщелачивания радионуклидов (10^-6 - 10^-7 г/см²·сут.). Однако, промышленные установки остекловывания ТРО, в отличие от установок остекловывания ЖРО, в настоящее время только разрабатываются.