"Procédé d'enrobage par du ciment d'un composé organique d'échange d'ions épuisé, en forme de grains"
Dans les installations de réacteurs nucléaires, les impuretés ioniques sont normalement séparées de l'eau dans le circuit primaire du réacteur à l'aide de filtres à échange d'ions, contenant un composé organique échangeur d'ions. En outre, l'eau se trouvant dans le circuit de nettoyage de condensat et dans le conduit de décharge est normalement soumise à une purification dans des filtres à échan-ge d'ions du même type. Après.un certain temps d'utilisation, le composé échangeur d'ions est épuisé et doit être remplacé par un nouveau composé. Le composé échangeur d'ions consommé est radio-actif et, en conséquence, il faut y prendre garde et le maintenir sous des conditions de sécurité.
Une méthode connue de traitement du composé échangeur d'ions qui est fortement aqueux, consiste à le mélanger à du ciment dans des réservoirs de stockage, habituellement des moules en béton d'une grandeur de l'ordre du mètre cube.
Le ciment se solidifie tout en absorbant l'eau. Cependant, il s'est avéré que le bloc de ciment ainsi obtenu perdra sa robustesse et éclatera après une certaine période de stockage. Ce ciment peut aussi partiellement s'effriter en petits morceaux.
Suivant la présente invention, il s'est avéré possible d'éliminer totalement l'état inacceptable décrit cidessus, en ajoutant au mélange du composé échangeur d'ions et du ciment, une substance présentant la capacité de bloquer la pénétration de l'eau vers les grains du composé échangeur d'ions, après que le ciment s'est solidifié.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à un procédé permettant d'enrober ou de noyer, dans du ciment, un composé organique échangeur d'ions, qui a été utilisé, provenant d'un circuit de nettoyage d'une installation de réacteur nucléaire, les particules du composé échangeur d'ions étant mélangées à du ciment et le ciment de ce mélange étant amené à se solidifier dans un réservoir, par exemple un moule en béton, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on incorpore, dans le mélange, avant sa solidification, une sub-stance capable de bloquer la pénétration de l'eau vers les particules du composé échangeur d'ions se trouvant dans le produit solidifié.
Une explication possible du bon résultat obtenu grâce à la présente invention est la suivante. L'absorption d'eau par le ciment, qui se réalise durant la solidification de celui-ci, se développe en partie avec l'eau incluse dans les grains du composé échangeur d'ions. Comme les grains ont une propension à retenir cette eau, les grains et le ciment peuvent être considérés comme étant des compétiteurs vis-à-vis de l'eau qui est disponible autour d'eux. Le résultat final est qu'un certain séchage des grains se développe, tandis que le ciment se solidifie. Après la solidification du ciment, les grains échangeurs d'ions ont par conséquent tendance à absorber l'eau.
Une telle absorption peut se développer à travers le composé de ciment solidifié par des processus de diffusion, auquel cas une redistribution de l'eau à l'intérieur du composé lui-même et une absorption d'eau en provenance de l'extérieur se développent. Durant l'absorption d'eau, les grains du composé échangeur d'ions gonflent et ceci peut mener au résultat non satisfaisant décrit précédemment. Si une substance ayant des propriétés décrites ci-dessus est incorporée au mélange du ciment et du composé échangeur d'ions, la pénétration de l'eau vers les grains du composé échangeur d'ions est empêchée et le bloc de ciment reste intact.
Les composés échangeurs d'ions que l'on utilise dans les circuits de nettoyage des installations de réacteurs nucléaires sont habituellement d'un type résineux,
par exemple du type styrène-divinylbenzène, contenant des, grains comportant des groupes fortement acides, par exemple <EMI ID=1.1>
groupes fortement basiques, par exemple des groupes d'ammonium quaternaire. L'échangeur d'ions a une structure de polymère, pouvant être pénétrée par l'eau.
La substance présentant la capacité de bloquer la pénétration.de l'eau est de préférence ajoutée à l'état dispersé ou dissous dans de l'eau. Cependant, il est aussi possible d'utiliser une solution ou une dispersion de la substance dans un autre liquide que l'eau et qui peut être dilué avec de l'eau, par exemple dans de l'éthanol.
La substance présentant la capacité de bloquer la pénétration de l'eau peut notamment consister en une matière polymère, telle que du propionate de polyvinyle ou un autre polymère linéaire, tel que, par exemple, de l'acétate de polyvinyle ou du butyrate de polyvinyle, ou bien elle peut consister en une résine époxy ou en un autre polymère présentant la capacité de subir des réactions de réticulation, comme par exemple une résine de phénol-formaldéhyde ou de silicone. La résine époxy peut être constituée, par exemple, de bis-phénol A et peut être durcie avec une polyamine, en pouvant être dispersée dans de l'eau.
De plus, la substance peut consister en un silicate alcalin, tel que ce que l'on appelle du verre soluble, en un silicate hydrolysable organique, tel que du silicate de tétraéthyle, et eh un ester organique monomère d'acide gras supérieur, par exemple un ester d'acide palmitique ou d'acide stéarique avec du glycol ou de la glycérine.
<EMI ID=2.1>
pénétration de l'eau s'utilise en une quantité de 0,1 à 20 parties en poids, de préférence de 1 à 20 parties en poids,
i pour 100 parties en poids de ciment. Dans la plupart des
r cas, on recommandera l'utilisation de 2 à 10 parties en poids de la substance pour 100 parties en poids du ciment .
L'invention sera plus complètement décrite encore ci-après par les Exemples donnés.
Exemple 1
On verse dans un moule en béton, un composé échangeur d'ions du type styrène-divinylbenzène, contenant un mélange de grains comportant des groupes d'acide sulfonique et de grains comportant des groupes d'ammonium quaternaire, avec 26 parties en poids de substance sèche et
60 parties en poids d'eau. On y ajoute 100 parties en poids de ciment et 2 parties en poids de propionate de. polyvinyle en dispersion dans 2 parties en poids d'eau, et on mélange avec le composé échangeur d'ions. Après un jour ou deux, le composé s'est solidifié et il reste alors intact. Sur le haut du composé solidifié, on a appliqué, par coulée en place, un couvercle de béton ayant la même épaisseur que les parois et que le fond du moule en béton.
Exemple 2
On a traité un composé échangeur d'ions du même type que dans le cas de l'Exemple 1, de la manière décrite, à la différence qu'au lieu du propionate de polyvinyle, on a utilisé, comme substance présentant la capacité d'empêcher la pénétration de l'eau, deux parties en poids d'une résine époxy dispersée dans 2 parties en poids d'eau et constituée de bi-phénol A, cette résine étant pourvue d'un durcissant d'un type polyamine (par exemple résine EPOTUF EPOXY 90-544 avec durcissant EPOTUF HARDENER 90-543 de la société Reichhold Chemicals, Inc., USA, avec un rapport en poids résine/durcissant de 100/85). Comme dans le cas précédent, on obtient un produit solidifié qui reste
"A method of coating with cement a spent organic ion exchange compound in the form of grains"
In nuclear reactor installations, ionic impurities are normally separated from the water in the reactor primary circuit using ion exchange filters, containing an organic ion exchange compound. In addition, the water in the condensate cleaning circuit and in the discharge duct is normally subjected to purification in ion exchange filters of the same type. After a certain time of use, the ion exchange compound is exhausted and must be replaced with a new compound. The ion exchange compound consumed is radioactive and, therefore, care should be taken and kept under safe conditions.
One known method of treating the highly aqueous ion exchange compound is to mix it with cement in storage tanks, usually concrete molds on the order of one cubic meter.
The cement solidifies while absorbing water. However, it turned out that the cement block thus obtained will lose its strength and burst after a certain period of storage. This cement can also partially crumble into small pieces.
According to the present invention, it has been found possible to completely eliminate the unacceptable state described above, by adding to the mixture of the ion exchange compound and cement, a substance having the capacity to block the penetration of water towards the grains of the ion exchange compound, after the cement has solidified.
The present invention relates more particularly to a process making it possible to coat or embed, in cement, an organic ion exchange compound, which has been used, coming from a cleaning circuit of a nuclear reactor installation, the particles of the ion exchange compound being mixed with cement and the cement of this mixture being caused to solidify in a tank, for example a concrete mold, this process being characterized in that one incorporates, in the mixture, before its solidification, a substance capable of blocking the penetration of water towards the particles of the ion exchange compound found in the solidified product.
A possible explanation of the good result obtained by the present invention is as follows. The absorption of water by the cement, which takes place during the solidification of the latter, develops in part with the water included in the grains of the ion exchange compound. As the grains have a propensity to retain this water, the grains and cement can be considered to be competitors to the water that is available around them. The end result is that some drying of the grains develops, while the cement solidifies. After the cement has solidified, the ion exchange grains therefore tend to absorb water.
Such absorption can develop through the cement compound solidified by diffusion processes, in which case redistribution of water within the compound itself and absorption of water from the outside develop. . During water absorption, the grains of the ion exchange compound swell and this can lead to the unsatisfactory result described above. If a substance having the properties described above is incorporated into the mixture of the cement and the ion exchange compound, the penetration of water to the grains of the ion exchange compound is prevented and the cement block remains intact.
The ion exchange compounds which are used in the cleaning circuits of nuclear reactor installations are usually of a resinous type,
for example of the styrene-divinylbenzene type, containing grains containing strongly acidic groups, for example <EMI ID = 1.1>
strongly basic groups, for example quaternary ammonium groups. The ion exchanger has a polymer structure, which can be penetrated by water.
The substance having the capacity to block the penetration of water is preferably added in the state dispersed or dissolved in water. However, it is also possible to use a solution or a dispersion of the substance in a liquid other than water and which can be diluted with water, for example in ethanol.
The substance having the capacity to block the penetration of water may in particular consist of a polymeric material, such as polyvinyl propionate or another linear polymer, such as, for example, polyvinyl acetate or polyvinyl butyrate. , or else it may consist of an epoxy resin or of another polymer having the capacity to undergo crosslinking reactions, such as for example a phenol-formaldehyde or silicone resin. The epoxy resin can consist, for example, of bis-phenol A and can be cured with a polyamine, being capable of being dispersed in water.
In addition, the substance may consist of an alkali silicate, such as so-called water glass, an organic hydrolyzable silicate, such as tetraethyl silicate, and a higher fatty acid monomeric organic ester, for example. example an ester of palmitic acid or stearic acid with glycol or glycerin.
<EMI ID = 2.1>
water penetration is used in an amount of 0.1 to 20 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight,
i per 100 parts by weight of cement. In most
In this case, the use of 2 to 10 parts by weight of the substance per 100 parts by weight of the cement will be recommended.
The invention will be further described further below by means of the Examples given.
Example 1
An ion exchange compound of the styrene-divinylbenzene type, containing a mixture of grains comprising sulfonic acid groups and grains comprising quaternary ammonium groups, with 26 parts by weight of substance is poured into a concrete mold. dry and
60 parts by weight of water. 100 parts by weight of cement and 2 parts by weight of propionate are added thereto. polyvinyl dispersed in 2 parts by weight of water, and mixed with the ion exchange compound. After a day or two, the compound has solidified and then remains intact. On top of the solidified compound was applied, by casting in place, a concrete cover having the same thickness as the walls and the bottom of the concrete mold.
Example 2
An ion exchange compound of the same type as in the case of Example 1 was treated as described, except that instead of polyvinyl propionate, the substance having the capacity of prevent the penetration of water, two parts by weight of an epoxy resin dispersed in 2 parts by weight of water and consisting of bi-phenol A, this resin being provided with a hardener of a polyamine type (for example EPOTUF EPOXY 90-544 resin with EPOTUF HARDENER 90-543 hardener from Reichhold Chemicals, Inc., USA, with a resin / hardener weight ratio of 100/85). As in the previous case, a solidified product is obtained which remains