DE1539749B1 - Verfahren zum Einspritzen von fluessigen oder schlammigen radioaktiven Abfallstoffen in den Erdboden - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Phenol derart zugegeben werden, daß das Aldehyd

Einspritzen von flüssigen oder schlammigen radio- und das Phenol in Anwesenheit von Wasser und bei aktiven Abfallstoffen in den Erdboden, bei dem den der Umgebungstemperatur sowohl nach dem Ein-

Abf allstoffen ein Zement zugemischt wird. spritzen in den Erdboden als auch nach dem Abbinden

Ein derartiges Verfahren ist aus der französischen 5 des Zementes zu einem Phenoplast polymerisieren,

Patentschrift 1 243 673 bekannt. daß das sich aus dem eingespritzten Gemisch abschei-

Es ist bekannt, radioaktive Schlämme oder andere dende Wasser bindet und somit im Gemisch selbst

Abwässer in großer Tiefe in den Boden einzuspritzen. zurückhält.

Zu diesem Zweck bohrt man ein Loch mit verhältnis- In Anwesenheit von Wasser bilden diese beiden

mäßig kleinem Durchmesser bis in die gewünschte io Stoffe gemeinsam nach etwa 10 Stunden, auch in

Tiefe und spritzt hier herein mit Hilfe einer Pumpe der Kälte und in Abwesenheit von Luft, ein wäßriges,

unter hohem Druck ein Gemisch der zu beseitigenden gehärtetes Phenoplast, das das Wasser bindet,

radioaktiven Abfallstoffe zusammen mit einem Ze- Es wird in diesem Zusammenhang darauf hinge-

ment und Wasser. Um einen Schlamm mit geeigneter wiesen, daß die Verwendung der beiden oben erwähn-

Viskosität zu erhalten, muß das Gemisch Wasser im 15 ten Substanzen (Aldehyd und Phenol) zum Verfestigen

Überschuß enthalten. Der Schlamm bindet nach dem von Böden durch Einspritzen bekannt ist (französisches

Einspritzen ab, und es wird ein Teil des Wassers durch Patent 1 248 651). Bei dem bekannten Verfahren wer-

Abklären abgeschieden. Dabei besteht die Gefahr, den die beiden Stoffe mit einem Katalysator und nicht

daß dieses abgeschiedene Wasser selbst radioaktiv ist mit einem Zement gemischt, jedoch ließen sich die

und daß es, wenn es im Boden verläuft, den Grund- 20 dort gemachten Angaben über die Art der Stoffe und

Wasserspiegel und damit das Trinkwasser vergiftet. ihr Mischungsverhältnis verwerten.

Diese Gefahr besteht auch bei dem aus dem fran- In einer Weiterbildung des oben beschriebenen Ver-

zösischen Patent 1 243 673 bekannten Verfahren, fahrens ist vorgesehen, daß als Aldehyd Formaldehyd

bei dem die zu vernichtenden Stoffe mit einem Ton- benutzt wird und das Phenol Resorcin ist, wobei das

Schlamm und Kalk vermischt und in den Boden ge- 25 Gewichtsverhältnis des Formaldehyd-Resorcin-Ge-

spritzt werden. Dabei diffundieren die Stoffe bis zu misches zwischen 1: 3 und 3 :1 liegt,

einer waagerechten Entfernung von etwa 1 km in Die beiden Substanzen lassen sich ohne schädliche

den Boden; ein weiterer Nachteil ist, daß das Ab- Nebenwirkungen mit dem Zementschlamm mischen

binden des Gemisches mehrere Tage dauert bzw. und ändern weder ihre anfänglichen Theologischen

einer Wärmebehandlung unterworfen werden muß. 30 Eigenschaften noch die Abbindezeit, und man wählt

Aus der Zeitschrift »Kerntechnik«, 2. Jahrgang, sie so aus, daß sie unter Bildung des wäßrigen, pheno-1960, S. 135 und 136, ist ein Verfahren zum Verfestigen plastischen Harzes, kurz nachdem der Zement abradioaktiver Abfallstoffe bekannt, bei dem ein Blech- gebunden hat, beispielsweise 2 oder 3 Stunden nach oder Kunststoffzylinder benutzt wird, der mit einem dem Abbinden, polymerisieren, derart, daß das geGemisch von Baryt und Tonerdezement gefüllt ist. 35 samte Wasser für das Abbinden zur Verfügung Die Verfestigung erfolgt durch den Zement. Während steht.

das Baryt dazu dient, den Zement aufzulockern und Gegenüber den bekannten Verfahren besteht ein

eine schnelle Absorption der Flüssigkeit, die in den Vorteil darin, daß das Abbinden bei Raumtemperatur

Zylinder eingefüllt wird, zu gewährleisten. Der Zylin- erfolgt und eine Wärmebehandlung, insbesondere

der ist von einem Baryt-Beton-Mantel umgeben und 40 durch Brennen, nicht erforderlich ist. Das Gemisch

soll, wenn er gefüllt ist, auf den Meeresgrund versenkt kann direkt in den Boden gespritzt werden. Das Ab-

werden. binden erfolgt einerseits nicht zu schnell, so daß große

Bei einem weiteren aus der deutschen Auslegeschrift Mengen des Schlamms in die Löcher gebracht werden

1127 508 bekannten Verfahren wird der Atommüll können, bevor dieser erhärtet, und andererseits nicht

mit einem hydraulischen Bindemittel versetzt und der 45 so langsam, daß die Gefahr von Verseuchungen des

abgebundene Block durch einen keramischen Brand Grundwasserspiegels besteht.

zu einem festen, nicht auslaugbaren Sinterkörper ver- Man kann dem Gemisch gegebenenfalls einen Abdichtet. Dieses Verfahren ist außerordentlich umstand- bindeverzögerer beimischen, mit dem es möglich ist, lieh, da Brenntemperaturen von mehreren 100° C den Zeitraum, währenddem der Schlamm einspritzbar benötigt werden. 5° bleibt, zu verlängern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dafür In einer vorteilhaften Ausgestaltung des oben be-

Sorge zu tragen, daß das sich aus dem Schlamm ab- schriebenen Verfahrens benutzt man einen Zement

scheidende Wasser abgebunden wird, während der mit einem schwachen Gehalt an freiem Kalk, ins-

Schlamm selbst abbindet oder vorzugsweise kurz nach besondere einen Tonerde-Schmelzzement. Diese Maß-

dessen Abbinden. Im übrigen ist es wünschenswert, 55 nähme ist völlig ungewöhnlich im Zusammenhang

in jedes gebohrte Loch soviel von dem radioaktiven mit dem Beseitigen von Abfallstoffen durch Einspritzen

Schlamm einspritzen zu können wie möglich, was in den Boden. Vielmehr war man der Meinung, daß

voraussetzt, daß das Abbinden nicht zu schnell vor sowohl für die Widerstandsfähigkeit des Schlammes

sich geht. selbst auch für die des mit dem sich abscheidenden

Die letztgenannte Bedingung schließt als Lösung 60 Wasser polymerisierenden Harzes die Anwesenheit der gestellten Aufgabe diejenigen bekannten Ver- von freiem Kalk in dem Gemisch eine Störung darfahren zum Einspritzen von Schlamm aus, bei denen stellen würde.

man einen Stoff, beispielsweise eine Silikatlösung, Geeignete Zemente mit einem geringen Gehalt an

zumischt, die das freie Wasser, das sich aus den Schläm- freiem Kalk sind beispielsweise nicht katalysierte

men abscheidet, sehr schnell bindet. 65 Schlackenzemente, d. h. Schlackenpulver ohne Zusatz

Diese Aufgabe wird bei einem Gemisch aus Abfall- von Kalk und Klinker, sowie eine im Handel erhält-

steffen und Zement erfindungsgemäß dadurch gelöst, liehe Schlacke mit der folgenden, in Gewichtsprozent

daß diesem Gemisch zusätzlich ein Aldehyd und ein angegebenen, ungefähren Zusammensetzung:

Claims (1)

1. 3 4

   CaO 47,15 % weil auf diese Weise ermöglicht wird, in ein Bohrloch

   SiO₂ 32,70% gegebener Größe ein Volumen einzudüsen, das an-

   Al₂O₃ 14,65% nähernd zweimal so groß ist wie bei einem Gemisch

   MgO 3,25% ohne Verzögerer.

   S 1,20% 5 _ . . . ,

   MnO 0,75% Beispiel 3

   FeO 0,65 % Es werden nacheinander die folgenden Stoffe mit-

   O₂ 0,60% einander vermischt:

   _ j . ., ,„, ,n,t _A 500 g radioaktive Abfallprodukte auf der Basis

   Besonders eignen sich auch Tonerde-Schmelzzemente io _{yon Calzium}. _u£_d Strontiumkarbonat,

   mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent: ^^ _Chrom._{; und Aluminiumhydroxid}

   Al₂O₃ 40 bis 45 % und Nickelferrocyanid,

   CaO 35 bis 42% 22,1g Resorcin,

   Fe₂O₃ 5 bis 15 % 44,2 cm³ einer 30%igen wäßrigen Lösung von Form-

   SiO₂ 4 bis 10% ¹⁵ aldehyd,

   j ·<-.·. j. j ^ j, j · m 184 g Tonerde-Schmelzzement und

   oder em Gemisch auf der Grundlage derartiger Ton- _{χγ eines Abbindeverzögerers auf der} Basis

   erde enthaltender Zemente. _{von Lignosulfonaten}.

   Beispiel 1 ₂₀ E)i_eses Gemisch wird wie im Beispiel 1 eingedüst

   180 cm³ radioaktive Abfallstoffe auf der Basis von und bleibt in diesem Zustand während 10 Stunden;

   Calzium- und Strontiumkarbonat, nach 10 Stunden erhöht sich die Festigkeit auf 2 g/cm^a.

   7 g Resorcin, Wie im Beispiel 1 wird das sich aus dem Schlamm ab-

   14 cm³ wäßrige, 30%ige Formaldehydlösung, scheidende Wasser durch die Polymerisation des

   73 g Tonerde-Schmelzzement und 25 Harzes einige Stunden nach dem Abbinden des Ze-

   0,4 g Abbindeverzögerer auf der Basis von mentes gebunden. Die Druckfestigkeit dieses Schlam-

   Lignosulfonaten, beispielsweise eines Salzes mes beträgt 13 kg/cm^a nach 18 Tagen und 20 kg/cm²

   der Lignosulfonsäure, nach 28 Tagen.

   werden nacheinander vermischt. 30 Patentansprüche:

   Die Mischung wird unter hohem Druck in ein Bohr- 1. Verfahren zum Einspritzen von flüssigen oder

   loch eingespritzt, das vorher bis auf eine rissige und schlammigen radioaktiven Abfallstoffen in den

   trockene Schicht im Boden gebohrt wurde odsr bis Erdboden, bei dem den Abfallstoffen ein Zement

   zu einer Stelle, wo kein oder ein nur geringer Wasser- zugemischt wird, dadurch gekennzeich-

   umlauf vorhanden ist. 35 net, daß diesem Gemisch zusätzlich ein Aldehyd

   Das Gemisch bleibt während annähernd 7 Stunden und ein Phenol derart zugegeben werden, daß

   so, daß es eingespritzt werden kann; dann, nach das Aldehyd und das Phenol in Anwesenheit von

   7 Stunden, steigert sich die Festigkeit auf 2 g/cm^a, Wasser und bei der Umgebungstemperatur sowohl

   nachdem sie während 5 Stunden unterhalb 0,3 g/cm^a nach dem Einspritzen in den Erdboden als auch

   gelegen hat. Während des Abbindens wird aus dem 40 nach dem Abbinden des Zementes zu einem Pheno-

   Zementschlamm ein wenig Wasser frei. Dieses Wasser plast polymerisieren, das das sich aus dem ein-

   polymerisiert mit dem phenoplastischen Harz 2 oder gespritzten Gemisch abscheidende Wasser bindet

   3 Stunden nach den Abbinden. Der eingespritzte und somit im Gemisch selbst zurückhält.

   Schlamm, den man erhält, ist sehr widerstandsfähig, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

   da seine Druckfestigkeit 18 kg/cm² nach 18 Tagen 45 kennzeichnet, daß als Aldehyd Formaldehyd be-

   und 22 kg/cm² nach 28 Tagen erreicht. nutzt wird und das Phenol Resorcin ist, wobei

   . -ίο das Gewichtsverhältnis des Formaldehyd-Resor-

   B e 1 s ρ 1 e 1 2 cin-Gemisches zwischen 1: 3 und 3 :1 liegt.

   Man verfährt in der gleichen Weise wie im Falle 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

   des ersten Beispiels mit dem einzigen Unterschied, 50 gekennzeichnet, daß der Zement, der den radio-

   daß man dem eingespritzten Gemisch keinen Abbinde- aktiven Abfallstoffen beigemischt wird, ein Zement

   verzögerer zusetzt. Unter diesen Bedingungen bindet mit schwachem Gehalt an freiem Kalk ist.

   das Gemisch nach ungefähr 4 Stunden ab. Die Druck- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge-

   festigkeit entspricht der des Beispiels 1. Die Zugabe kennzeichnet, daß der Zement ein Tonerde-

   eines Verzögerers ist deswegen von großem Interesse, 55 Schmelzzement ist.