Procedimiento de tratamiento de un efluente líquido acuoso nítrico mediante calcinación y vitrificación.

Procedimiento de tratamiento de un efluente líquido acuoso nítrico que contiene nitratos de metales o demetaloides,

que comprende una etapa de calcinación del efluente llevada a cabo en un tubo giratorio caliente paratransformar los nitratos de metales o de metaloides en óxidos de los metales o los metaloides, al menos uncompuesto elegido entre los nitratos de metales o de metaloides y los otros compuestos del efluente que conducendurante la calcinación a un óxido pegajoso, y un adyuvante de dilución que conduce durante la calcinación a unóxido no pegajoso que se añade al efluente con anterioridad a la etapa de calcinación, procedimiento en el que eladyuvante de dilución comprende nitrato de aluminio y al menos otro nitrato elegido entre el nitrato de hierro y losnitratos de tierras raras.

Procedimiento de tratamiento de un efluente líquido acuoso nítrico mediante calcinación y vitrificación La invención se refiere a un procedimiento de tratamiento de un efluente liquido acuoso nítrico que contiene por lo general mayoritariamente nitrato de sodio con nitratos de metales o de metaloides, que comprende una etapa de calcinación seguida por lo general por una etapa de vitrificación del calcinado obtenido durante la citada etapa de calcinación.

El sector técnico de la invención puede ser definido de manera general como el de la calcinación de efluentes líquidos, y más en particular el sector técnico de la invención puede ser definido como el de la calcinación de efluentes líquidos radiactivos a efectos de vitrificación de los mismos.

El procedimiento francés de vitrificación de los efluentes líquidos radiactivos incluye dos etapas. La primera etapa es una etapa de calcinación del efluente, en el transcurso de la cual se produce un secado y a continuación una desnitrificación de una parte de los nitratos, y la segunda etapa es una etapa de vitrificación por disolución en un vidrio de confinamiento del calcinado producido durante la etapa de calcinación.

La etapa de calcinación se efectúa en general en un tubo giratorio que se calienta hasta 400 ºC por medio de un horno eléctrico. El calcinado sólido es triturado por medio de una barra loca situada en el interior del tubo giratorio.

Durante la calcinación de algunas soluciones, en particular de soluciones ricas en nitrato de sodio, es decir soluciones con un alto contenido de sodio en medio nítrico, se puede observar un efecto de pegado del calcinado sobre las paredes del tubo giratorio que puede conducir a un taponamiento total del tubo del calcinador.

La técnica ha consistido en añadir al efluente un compuesto considerado como no pegajoso, nitrato de aluminio, para permitir su calcinación evitando el atoramiento del calcinador.

Pero este nitrato de aluminio añadido al efluente aumenta la cantidad de vidrio a producir. En efecto, la presencia de alúmina en el vidrio aumenta su temperatura de elaboración y conduce a limitar la tasa de carga en el residuo, efluente en el vidrio, para no degradar las propiedades de confinamiento de este vidrio.

El contenido de aluminio en el vidrio no debe ser por tanto demasiado importante y por lo general está limitado a alrededor de un 15% en masa expresado como Al2O3.

La cantidad de nitrato de aluminio a añadir es por lo tanto difícil de optimizar, en relación con cada nuevo efluente, siendo necesarios varios ensayos para determinar las condiciones operativas de calcinación en tubo giratorio caliente que permitan evitar los atoramientos del tubo. Hay que ajustar en especial el calentamiento del horno de calcinación y las cantidades de adyuvante de calcinación, el cual es diferente del adyuvante de dilución, y el cual consiste con frecuencia en azúcar.

Existe por tanto una necesidad en relación con cuanto antecede de un procedimiento de tratamiento por calcinación de un efluente acuoso nítrico que contenga compuestos tales como nitratos de metales o de metaloides y otros compuestos, susceptibles de formar óxidos pegajosos durante su calcinación, que permita evitar el pegado del calcinado sobre las paredes del tubo de calcinación y que, simultáneamente, limite el aumento de la cantidad de vidrio de confinamiento a producir durante la vitrificación del calcinado.

Más en particular, existe una necesidad de un procedimiento de tratamiento de efluentes susceptibles de provocar un pegado durante su calcinación, que haga uso de un adyuvante de dilución, el cual, evitando en todo caso el pegado del calcinado sobre las paredes del aparato de calcinación y el atoramiento de este último, de manera al menos tan eficaz como el nitrato de aluminio, no incremente como este último la cantidad de vidrio a producir, y no limite la tasa de carga del vidrio en el residuo.

Existe en especial una necesidad de un procedimiento de tratamiento de efluentes que contienen compuestos, tales como los nitratos de metales o de metaloides y otros compuestos, que generan óxidos pegajosos durante su calcinación, en particular de soluciones de gran contenido en nitrato de sodio, que evite el atoramiento del tubo de calcinación y disminuya las limitaciones impuestas sobre la formulación vítrea, siendo estas limitaciones debidas al aporte de aluminio en forma de nitrato de aluminio en el adyuvante de calcinación.

El objeto de la presente invención es el de proporcionar un procedimiento de tratamiento de un efluente líquido acuoso nítrico que contiene nitratos de metales o de metaloides, comprendiendo este procedimiento una etapa de calcinación del efluente para transformar los nitratos de metales o de metaloides en sus óxidos, que responden entre otras cosas a las necesidades mencionadas con anterioridad.

El objeto de la presente invención es también el de proporcionar un procedimiento del tipo mencionado que no presente los inconvenientes, limitaciones, defectos y desventajas de los procedimientos de la técnica anterior, y que Este objeto, y otros más, han sido alcanzados, de acuerdo con la invención, por medio de un procedimiento de tratamiento de un efluente líquido acuoso nítrico que contiene nitratos de metales o de metaloides, que comprende una etapa de calcinación del efluente realizada en un tubo giratorio caliente para transformar los nitratos de metales

o de metaloides en óxidos de los metales o metaloides, al menos un compuesto elegido entre los nitratos de metales

o de metaloides y los otros compuestos que conduce durante la calcinación a un óxido pegajoso, y un adyuvante de dilución que conduce durante la calcinación a un óxido no pegajoso que es añadido al efluente con anterioridad a la etapa de calcinación, procedimiento en el que el adyuvante de dilución comprende nitrato de aluminio y al menos otro nitrato elegido entre el nitrato de hierro y los nitratos de tierras raras.

Ventajosamente, el adyuvante de dilución está constituido por nitrato de aluminio y por al menos otro nitrato elegido entre el nitrato de hierro y los nitratos de tierras raras.

El procedimiento según la invención está, de manera fundamental, caracterizado por la utilización, durante la calcinación, de un adyuvante de dilución particular que comprende además del nitrato de aluminio, al menos un nitrato específico elegido entre el nitrato de hierro y los nitratos de tierras raras.

La utilización de nitrato de hierro o de un nitrato de tierras raras en un adyuvante de dilución añadido a un efluente líquido acuoso nítrico con anterioridad a la calcinación de este efluente no ha sido mencionada nunca, ni evocada, hasta este momento.

Se comprueba que, de manera sorprendente, el nitrato de hierro y los nitratos de tierras raras poseen unas propiedades de limitación de la adherencia del calcinado cercanas a las del nitrato de aluminio, pero que los óxidos procedentes de estos nitratos específicos, que son óxidos conocidos como quot;no pegajososquot;, pueden disolverse igualmente en el vidrio final producido durante la etapa de vitrificación posterior.

La utilización de un adyuvante de dilución que comprenda un nitrato elegido entre el nitrato de hierro y los nitratos de tierras raras en sustitución de una parte del nitrato de aluminio permite así evitar el atascamiento del tubo del aparato de calcinación durante la calcinación de efluentes que generan óxidos muy pegajosos, tales como las soluciones con un gran contenido de sodio, todo ello minimizando el aumento de la cantidad de vidrio de confinamiento a producir durante la etapa de vitrificación que sigue por lo general a la calcinación.

Se puede decir que, de manera sorprendente, el nitrato de hierro y los nitratos de tierras raras presentan las excelentes propiedades del nitrato de aluminio en cuanto a su capacidad de limitar el pegado del calcinado, y evitar con ello el atoramiento del tubo de calcinación, y presentan una ventaja en lo que concierne a la disminución de la cantidad de vidrio a producir y al aumento de la tasa de carga de residuo incorporada en el vidrio.

Las limitaciones impuestas sobre la formulación vítrea por los adyuvantes de dilución según la invención que comprenden, en sustitución de una parte del nitrato de aluminio, al menos un nitrato específico elegido entre el nitrato de hierro y los nitratos de tierras raras, se reducen considerablemente con relación a los adyuvantes de dilución constituidos únicamente por nitrato de aluminio debido a la aportación más baja, casi nula, de aluminio.

Los nitratos de tierras raras se han de elegir, por lo general, entre el nitrato... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de un efluente líquido acuoso nítrico que contiene nitratos de metales o de metaloides, que comprende una etapa de calcinación del efluente llevada a cabo en un tubo giratorio caliente para transformar los nitratos de metales o de metaloides en óxidos de los metales o los metaloides, al menos un compuesto elegido entre los nitratos de metales o de metaloides y los otros compuestos del efluente que conducen durante la calcinación a un óxido pegajoso, y un adyuvante de dilución que conduce durante la calcinación a un óxido no pegajoso que se añade al efluente con anterioridad a la etapa de calcinación, procedimiento en el que el adyuvante de dilución comprende nitrato de aluminio y al menos otro nitrato elegido entre el nitrato de hierro y los nitratos de tierras raras.

Efluente (%) Adyuvante 1 (%) Adyuvante 3 (%)

Na2O 100

Al2O3 100 38, 05

La2O3 8, 65

Nd2O3 28, 56

Ce2O3 16, 78

Pr2O3 7, 95

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el adyuvante de dilución comprende nitrato de aluminio y al menos otro nitrato elegido entre el nitrato de hierro, el nitrato de lantano, el nitrato de cerio, el nitrato de praseodimio, y el nitrato de neodimio.

3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un compuesto que conduce durante la calcinación a uno (o más) óxido (s) pegajoso (s) se elige (n) entre el nitrato de sodio, el ácido fosfomolibdénico, el nitrato de boro y mezclas de los mismos.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido de compuesto (s) que conduce (n) durante la calcinación a uno (o más) óxido (s) pegajoso (s) , expresado como óxido, con relación a la masa total de las sales contenidas en el efluente, expresada como óxido, es superior a un 35% en masa.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el efluente tiene un contenido de nitrato de sodio, expresado como óxido de sodio Na2O, con relación a la masa total de las sales contenidas en el efluente, expresada como óxido, superior a un 30% en masa, y con preferencia superior a un 50% en masa.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de calcinación se realiza en un tubo giratorio caliente, que permite al calcinado alcanzar una temperatura de alrededor de 400 ºC.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, tras la etapa de calcinación se efectúa una etapa de vitrificación que consiste en elaborar un vidrio de confinamiento a partir de la fusión del calcinado producido durante la etapa de calcinación con el sinterizado de vidrio.