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在高放废物硼硅酸盐玻璃中掺入铂族金属:聚焦阿格厂在运感应加热金属熔炉的性能

来源:中核战略规划研究总院2020-09-27

内容描述

 钌、钯和铑属于铂族金属,是乏燃料后处理产生的裂变产物中的一部分。所有高放废物玻璃固化设施都曾遇到过熔炉中存在的贵金属导致的运行问题。这些金属的溶解度低,能改变玻璃的粘度、电导率和热导率等性能。这些大比重的金属也容易沉淀在熔炉底部。无论玻璃固化流程如何,贵金属的特性和行为都会降低玻璃产量和增加停机时间从而影响生产能力。

 欧安诺(Orano)和法国原子能和替代能源委员会(CEA)从事硼硅酸盐玻璃中贵金属性能的研究已有多年。通过研究,实现了阿格厂在运感应加热金属熔炉的多项技术改进和工艺运行优化。从调试到2018年底,R7和T7设施已经生产了21880多个储罐,其中装有约8800吨高放玻璃。

 阿格厂进行了技术改进和工艺运行优化,因此可以达到较高粉末掺入质量和玻璃生产率。自调试以来,R7和T7设施每个储罐平均掺入的贵金属质量每年有所提高,如今已达到10 kg。同时,生产一罐玻璃固化体所需的平均时间已大幅减少。

 通过不断搅拌熔体并提供足够的剪切力以使颗粒处于悬浮状态并防止其沉淀于熔炉底部的方法,经证明是能够对含有高含量贵金属的废物进行工业级处理的唯一可靠方法。目前已在阿格厂(该设施的熔炉配有鼓泡器和机械搅拌器)实施了此方法,加之对熔炉参数的有效和适当控制,可以处理含高达3 wt%贵金属的熔体。

 LCV(CEA-Orano联合玻璃固化实验室)在玻璃固化流程方面的长期研发经验、“Orano Cycle”获得的全面工业经验、“Orano Projects”工程团队的密切支撑以及长期的合作,使得各种改进项目获得了有效地支撑,并在生产率和贵金属掺入方面得到了较大的改进。

                                                                                                                                                                            (中核战略规划研究总院 梁和乐编译)

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