DE2531056C3 - Verfahren zum Verfestigen einer radioaktive oder toxische Abfallstoffe enthaltenden wäßrigen Lösung - Google Patents
Verfahren zum Verfestigen einer radioaktive oder toxische Abfallstoffe enthaltenden wäßrigen LösungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verfestigen einer radioaktive oder toxische Abfallstoffe
enthaltenden wäßrigen Lösung, die eine der mineralischen Säuren, wie HF, H2SO4, HCIO4, HCI, HNO3 oder
eine der Alkalien, wie KOH. NaOH. NH3, Ca(OH)2 bis
zu einem Gehalt von 40 Gcw.-% oder wasserlösliche organische Verbindungen bis zu einem Gehalt von
50Gew.-% enthält, bei dem ein anorganisches, unter Aufnahme von Wasser sich verfestigendes Bindemittel,
eine die Durchmischung von Bindemittel und wäßriger Lösung fördernde, poröse, körnige Substanz, die aus
keramischem Material oder aus Bimsstein einer Körnung von etwa 2 mm bis zu einer mittleren Körnung
von etwa 20 mm Durchmesser besteht und die wäßrige Lösung miteinander vermischt werden.
Es ist das Bestreben der Fachwelt, eine Möglichkeit zu schaffen, daß Abfallstoffe, die einer weiteren
industriellen Verwertung nicht zugänglich sind, beim Transport oder bei ihrer Lagerung ohne Gefährdung
der Umwelt sicher zu handhaben sind. Eine der dabei einzuhaltenden Bedingungen, die beispielsweise beim
Transport und der Lagerung radioaktive Stoffe enthaltender wäßriger Lösung befolgt wird, besteht
darin, diese Lösungen vor dem Transport oder der Lagerung zu einem festen Endprodukt zu verarbeiten.
Dabei genügt i's jedoch nicht, die wäßrige Lösung in
festen Behältern einzuschließen.
Ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art ist aus der DE-AS 11 27 508 bekannt. Nach diesem bekannten
Verfahren wird wäßrige, radioaktive Abfallösung unter Verwendung eines hydraulischen Bindemittels, nämlich
feuerfestem Zement, verfestigt, wobei dem Zement Zuschläge von Schamott, Ziegelsplitt oder vorgeglüh-
■j tem Schwerspat zugegeben werden. Die Korngröße der
Zuschläge soll dabei nach den Angaben in der vorgenannten Auslegeschrift im wesentlichen unter
5 mm und möglichst in den Grenzen zwischen 1,5 bis 3 mm liegen. Bei der Durchführung des bekannten
ίο Verfahrens kommt es jedoch, da radioaktive Abfallösungen
üblicherweise saure, alkalische oder auch organische Verbindungen enthalten und bei der
Verfestigung saurer Lösungen eine störende Gas- und Wärmeentwicklung auftritt zu einer zusätzlichen
ίο Gefährdung des Bedienungspersonals, zumal nach dem
bekannten Verfahren die Flüssigkeit von unten in die Mischung eingegeben werden soll.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verfestigen einer radioaktive oder toxische Abfallstoffe
m enthaltenden wäßrigen Lösung zu schaffen, das an alle
zur Verfestigung anfallenden radioaktiven oder auch toxischen Lösungen, also auch an saure oder organische
Lösungen angepaßt ist. Das Verfahren soll dabei gleichwohl einfach und in für das Bedienungspersonal
.'■-> gefahrloser Weise durchführbar sein und dabei zudem
ein Endprodukt entstehen, das die Abfallstoffe in homogener Verteilung enthält
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art gemäß der Erfindung
in dadurch gelöst, daß eine poröse, körnige Substanz mit
einem Karbonatgehalt von kleiner als 1% sowie als Bindemittel Gips mit einem Kristallwassergehalt von
etwa 4,7 bis 6,6% und einem Karbonatgehalt von kleiner als I % verwendet wird und daß der Gips und die poröse,
i'i körnige Substanz im Mischungsverhältnis einer Schüttung
von I zu etwa 0,5 bis 3 stehen und das Mischungsverhältnis der im vorgegebenen Mischungsverhältnis
stehenden Menge des Gipses und der porösen, körnigen Substanz zur wäßrigen Lösung etwa
-to 0,7 bis 1,3 kg / 500 ml beträgt.
Zwar ist aus der FR-OS 21 76 107 ein Verfahren
bekannt, nach dem radioaktive Stoffe enthaltende Lösungen zu ihrer Reinigung über aus verfestigtem
Gips bestehende Blöcke (oder ein hieraus gebildetes
■Γι Granulat) geleitet werden, wobei die radioaktiven
Stoffe von dem Material des Blockes oder des Granulats aufgenommen werden. Die nach der Verfestigung eines
Gipsbreies gebildeten Blöcke werden dabei durch Trocknung für die Aufnahme der radioaktiven Stoffe
in präpariert. Ganz abgesehen davon jedoch, daß es sich
hierbei nicht um eine direkte Verwendung von Gips zur Verfestigung radioaktiver Abfallösungen handelt, konnte
die hierbei aufgezeigte Verwendung des Gipses auch unter Berücksichtigung des aus der vorgenannten
ir> DE-AS 11 27 508 bekannten Verfahrens nicht zu der
Erfindung führen, zumal für die Durchführung des zuletzt genannten bekannten Verfahrens ausdrücklich
ein hydraulisches Bindemittel und kein unhydraulisches Bindemittel wie Gips gefordert wird.
wi Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der
Erfindung tritt keine störende Gas- oder Wärmeentwicklung auf. Da zudem durch die Verwendung der
porösen, körnigen Substanz, die beispielsweise aus Splitt eines spezifischen Gewichtes zwischen 1,0 und
ι>Γ· 1,4 kg/dmJ von keramischen Ziegeln bestehen kann, eine
gute Durchmischung des Gipses mit den in der wäßrigen Lösung enthaltenden Abfallstoffen erzielt wird, sind
dementsprechend auch die Abfallstoffe in dem festen
Beim Mischen werden zweckmäßigerweise die Bestandteile der Mischung Gips, poröse, körnige
Substanz und wäßrige Lösung mittels eines Rührwerkes mechanisch bewegt und dabei die erforderlichen
Mengen in einer den Erfordernissen der Mischung angepaßten Reihenfolge zugegeben. Dabei kann es
zweckmäßig sein, die erforderlichen Mengen an Gips und poröser, körniger Substanz sowie an wäßriger
Lösung portionsweise oder kontinuierlich zuzugeben. Für den Fall, daß auch nicht wäßrige organische
Verbindungen verwendet werden sollen, wird zu den nichtwäßrigen organischen Verbindungen Alkohol und
Wasser in einer solchen Menge zugegeben, daß die Mischung etwa 20% an nichtwäßriger organischer
Verbindung enthält. Die so gebildete Mischung aus nichtwäßriger organischer Verbindung, Alkohol und
Wasser, wirrt sodann mit einer entsprechenden Menge an Gips und poröser, körniger Substanz vermischt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß
zunächst Gips und die poröse, körnige Substanz miteinander vermischt werden und im Anschluß daran
dem so gebildeten Gemisch die wäßrige Lösung zugegeben wird. Dadurch wird ermöglicht, ein homogenes Endprodukt herzustellen, ohne daß eine mechani
sche Durchmischung der miteinander zu mischenden Bestandteile erforderlich wäre. Da zudem das Gemisch
aus Gips und poröser, körniger Substanz in einem geschlossenen Behälter mehrere Monate lang aufbewahrt werden kann, ohne daß es unbrauchbar würde, ist
damit auf sehr einfache Weise die Verfestigung wäßriger Lösungen möglich. Es ist dazu lediglich
erforderlich, in das für die Endlagerung bestimmte Gefäß das Gemisch aus Gips und poröser, körniger
ίο Substanz einzufüllen und sodann die wäßrige Lösung
zuzugeben.
Stuckgips mit einem Karbonatgehalt von weniger als Γι 1% und einem Kristallwassergehalt im Bereich zwischen 4,7 und 6,6% wurde mit Bimsstein einer mittleren
Körnung von etwa 6 mm Durchmesser im Mischungsverhältnis der Schaltung von 1 :1 unter mechanischem
Rühren miteinander vermischt. 100 kg dieses Gemisches wurde darauf in einen 200 I fassenden Behälter aus innen
mit Kunstharzlack beschichtetem Stahlblech gefüllt und im Anschluß daran etwa 50 1 einer radioaktiven, stark
salpetersauren Flüssigkeit zugegeben. Eine Gasentwicklung war dabei nicht feststellbar. Es trat lediglich
2r, eine leichte Wärmetönung auf. Nach etwa 1 bis 2
Stunden war die Mischung verfestigt.
Claims (2)
1. Verfahren zum Verfestigen einer radioaktive oder toxische Abfallstoffe enthaltenden wäßrigen
Lösung, die eine der mineralischen Säuren, wie HF, H2SO4, HClO4, HCl, HNO3 oder eine der Alkalien,
wie KOH, NaOH, N H3, Ca(OH)2 bis zu einem Gehalt
von 40Gew.-% oder wasserlösliche organische Verbindungen bis zu einem Gehalt von 50 Gew.-%
enthält, bei dem ein anorganisches, unter Aufnahme von Wasser sich verfestigendes Bindemittel, eine die
Durchmischung von Bindemittel und wäßriger Lösung fördernde, poröse, körnige Substanz, die aus
keramischem Material oder aus Bimsstein einer Körnung von etwa 2 mm bis zu einer mittleren
Körnung von etwa 20 mm Durchmesser besteht und die wäßrige Lösung miteinander vermischt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß eine poröse,
körnige Substanz mit einem Karbonatgehalt von kleiner als 1 % sowie als Bindemittel Gips mit einem
Kristallwassergehalt von etwa 4,7 bis 6.6% und einem Karbonatgehalt von kleiner als 1% verwendet
wird, und daß der Gips und die poröse, körnige Substanz im Mischungsverhältnis einer Schüttung
von 1 zu etwa 0,5 bis 3 stehen und das Mischungsverhältnis der im vorgegebenen Mischungsverhältnis
stehenden Menge des Gipses und der porösen, körnigen Substanz zur wäßrigen Lösung etwa 0,7 bis 1,3 kg : 500 ml beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Gips und die poröse,
körnige Substanz miteinander vermischt werden und im Anschluß daran dem so gebildeten Gemisch
die wäßrige Lösung zugegeben wird.
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