DE2560481C2 - Verfahren zur Verfestigung von borhaltigen radioaktiven wäßrigen Abfallstoffen in einer Matrix aus Bitumen oder Kunststoff - Google Patents
Verfahren zur Verfestigung von borhaltigen radioaktiven wäßrigen Abfallstoffen in einer Matrix aus Bitumen oder KunststoffInfo
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- DE2560481C2 DE2560481C2 DE19752560481 DE2560481A DE2560481C2 DE 2560481 C2 DE2560481 C2 DE 2560481C2 DE 19752560481 DE19752560481 DE 19752560481 DE 2560481 A DE2560481 A DE 2560481A DE 2560481 C2 DE2560481 C2 DE 2560481C2
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/16—Processing by fixation in stable solid media
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- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Description
Verminderung der Borsäure-Flüchtigkeit aus wäßriger Lösung:
a) ISO ml einer wäßrigen Lösung von 60 mMol H3BCb
und 30 mMol Ca(OHh wurden zum Sieden erhitzt und ca. 3 Stunden am Sieden gehalten. Während
dieser Zeit wurde die abdestillierende Menge Wasser durch entsprechendes Einfließenlassen von
destilliertem Wasser laufend ergänzt, so daß der Flüssigkeitsstand von ISO ml erhalten blieb. Das
Destillat wurde in sieben Portionen έ 40 ml abgezogen und auf seinen HsBOj-Gehalt hin untersucht.
Es wurde gefunden, daß insgesamt nur 1 mMol H3BO3, das sind 1,67 Gew.-% des zuvor in der wäß-
rigen Lösung vorhandenen, überdestillierten, der
Rest blieb in der Lösung zurück.
b) In der gleichen Weise wurden 150 ml einer wäßrigen
Lösung behandelt, die 3OmMoI Ca(OH)2,
jedoch anstelle von HjBO3 60 mMol Na2B4O7
enthielt Mit dem Wasserdampf destillierten 0,55 mMol H3BO3 (= 0,92 Gew.-%) über.
c) Ein Parallelversuch zu b), der unter den gleichen
Bedingungen, wie oben beschrieben, durchgeführt wurde, ergab aus einer ebenfalls 60 mMol Na2B^O7
enthaltenden wäßrigen Lösung bei gleichzeitiger Anwesenheit von 30 mMol Ca(OH)2 ein Destillat
mit einer gleichfalls geringen Borsäure-Konzentration, nämlich 0,85 mMol H3BO3 (= 1,42 Gew.-%).
Vergleich eine«· Inkorporierung von Borsäure ohne
ein Borationen abfangendes und in eine in Wasser schwer lösliche Verbindung Überfuhrendes Mittel mit
einer Inkorpierung von in Wasser schwer löslichem CaI-ciummetaborat
in einer Bitumen-Matrix.
a) In einem Extruder wurden 60 Gewichtsteile Bitumen und 40 Gewichtsteile H3Bo3 mit einer Feuchtigkeit
von nur<0,5%bei absteigender Temperatur von 1400C auf 1000C intensiv gemischt Nach der
Durchführung des Versuchs wurden in den drei Dampfdomen des Extruders Borsäure-Ablagerungen
festgestellt und zwar von einem starken Ansatz von Borsäureksistallec im einen Dampfdom
bis zur Verstopfung des Abgasrohres eines anderen Dampfdomes.
Ein Vergleichsversuch, der mit 40 Gew.-Teilen CaI-ciummetaborat
(Ca[Bo2J2 ■ 2H2O) anstelle von Borsäure
sogar bei 1700C im gleichen Extruder gefahren
wurde, erzeugte keine Ablagerungen in den Dampfdomen.
b) 45 Gew.-Teile Bitumen und 55 Gew.-Teile
Ca(BO2)2 · 2H2O, bei 170° C im Extruder gemischt,
ergaben ebenfalls keine H3BO3-Ablagerungen.
c) 1001 einer wäßrigen Lösung, die 15 kg H3BO3 enthielt,
wurden vor ihrer Inkorporierung mit Natronlauge als Borationen abfangendem Mittel bis auf
Ph = 12 gebracht und danach mit flüssigem Bitumen bei 1200C kontaktiert. Überraschenderweise
wurde gefunden, daß die auf diese Weise alkalisierte Lösung sich völlig anders verhielt, als ebenfalls
alkalisch reagierende wäßrige Na2B4O7-Lösungen.
Im Kondensat des aus den Dampfdornen entwichenen Dampfes konnte nur eine sehr geringe Menge Borsäure, etwa 0,02 Gew.-% H3BO3
gefunden werden. Die Art der durch den Zusatz von Natronlauge während der Inkorporierung
gebildeten, unlöslichen Borverbindung bzw. deren Bildungsmechanismus sind bisher nicht untersucht
worden.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens traten keine Störungen oder Schwierigkeiten
auf, die auf eine Wasserdampf-Flüchtigkeit von Borsäure zurückgeführt werden können. Es hat
sich gezeigt, daß Borsäure-Verluste bzw. ein Übergehen von Borsäure mit Wasserdampf ins Kondensat
von weniger als 2 Gew.-% der ursprünglich eingesetzten Menge noch keinen Anlaß zu Störungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Verfestigung von borhaltigen radioaktiven wäßrigen-Abfallsliof fen in einer Matrix
aus Bitumen oder Kunststoff,
a) bei dem zunächst der pH-Wert durch Zugabe von Natriumhydroxid erhöht wird und
b) bei dem die wäßrigen Abfallstoffe unter gleichzeitiger Ausdampfung des Wasseranteils in das
heiße Matrixmaterial eingearbeitet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
c) das Natriumhydroxid so lange zugesetzt wird, bis ein pH-Wert von 12 erreicht ist.
2. Verfahren zur Verfestigung von borhaltigen radioaktiven wäßrigen Abfallstoffen in einer Matrix
aus Bitumen oder Kunststoff,
a) bei dem zunächst der pH-Wert durch Zugabe eines Hydroxids erhöht wild und
b) bei dem die wäßrigen Abfallstoffe unter gleichzeitiger
Ausdampfung des Wasseranteils in das heiße Matrixmaterial eingearbeitet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
d) ein Erdalkalihydroxid in einer Menge dem zu verfestigenden Medium zugesetzt wird, die das
zuvor schwach saure Medium (ph 2 bis 3) alkalisch (ph >
9) werden läßt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß
e) das Erdalkalihydroxid in Form eines Pulvers oder in Form einer wäßrigen Suspension eingesetzt
wird.
Die Erfindung betrifft zwei Verfahren nach den Oberbegriffen
der Hauptansprüche. Diese Verfahren sind z.B. aus der DE-AS 1767184 bereits bekannt.
Zu den Kühl wässern von Siedewasser- und Druckwasser-Kernreaktoren
werden wasserlösliche Borverbindungen zugegeben, die zur Steuerung verwendet werden
und als Kritikalitäts-Sicherheitsreserve dienen. Die nicht hoch radioaktiven Abwässer, denen solche Borverbindungen
enthaltende Kühlwässer zugegeben werden, werden durch Verdampfen eingeengt und als Konzentrate
oder Schlämme mit flüssigem Bitumen in einer Bituminierungsanlage vermischt, wobei eine weitgehende
Entwässerung stattfindet, und verfestigt oder in entsprechender Weise in eine Kunststoff-Matrix eingebettet.
Bei mit H3BO3 chemisch geregelten Reaktoren ist es bekannt (DE-AS 1767184), das anfallende radioaktive,
borsäurehaltige Abwasser vor seiner Verfestigung durch Zugabe von Natronlauge oder Natriumhydroxid zu neutralisieren,
so daß das Bor als Natriumborat bzw. Natriummetaborat gebunden wird. Die Wasserdampfflüchtigkeit
von Borsäure oder Natriumborat wurde dort nicht angesprochen.
Die Einengung des Abwassers in einem Verdampfer bringt keine Probleme mit sich. Erst die letzte Auf konzentrierung
des Salzgehaltes im Abwasser bis zum Trockenrückstand in der Bituminierungsanlage einer
beheizten Extnidervorrichtung, und das bis zur Homogenisierung
dur-shzuführende Vennischen des Trockenrückstandes
mit dem verflüssigten Bitumen wirft Probleme auf. Der entstehende Wasserdampf wird als
niedrigaktives Kondensat entsprechend weiter behandelt,
z. B. rückgeführt in den Verdampfer. Die Temperatur im Extruder beträgt etwa 1500C. Beim Durchgang
durch dessen'Dampfdome und durch die Leitung zum Kondensator sinkt die Temperatur des Dampfes ab,
jedoch nicht unter 1000C. Aufgrund der Wasserdampf-Flüchtigkeit
der Borsäure wird diese mit dem Dampf, der bei Entwässerung der Abwasser-Konst'Qtrate oder
-Schlämme entsteht, mitgeführt. Bei dem großen Unterschied des Partialdruckes des Orthoborsäuredampfes
in diesem Temperaturgefälle von 150° bis 1000C (bei 128°C beträgt ph3bo3 noch 242mm Hg, bei
1000C dagegen nur 60 mm Hg) und da bei Temperaturen über 1000C die Möglichkeit piner Spülung fehlt,
bilden sich in den Dampfleitungen Borsäureablagerungen, die zu Verstopfungen der Leitungen führen und
somit zur Stillegung der ganzen Anlage.
Werden bisher gebräuliche Verdampfungsverfahren zur Behandlung und Einengung radioaktiver Abwässer
angewendet, bei welchen die Rückflußeffekte zum Ausdruck kommen, sind keine Schwierigkeiten oder gar
Störungen festzustellen. Aus diesem Grunde wurden beim Einsatz von Extrudern mit solchen Störungen
nicht gerechnet. Diese traten erst bei der technischen Erprobung und Weiterentwicklung der entsprechenden
Verfestigungsverfahren auf und sind auf das Fehlen der erwähnten Rückflußeffekte zurückzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem Störungen, die bei der
Durchführung bekannter Verfahren zur Verfestigung von radioaktiven wäßrigen Abfallstoffen in einer Bitumen-
oder Kunststoff-Matrix dann auftreten, wenn in den radioaktiven wäßrigen Abfallstoffen Borverbindungen,
wie z.B. Borsäure oder Alkaliborate, enthalten sind, mit Sicherheit vermieden werden. Insbesondere
sollen die Folgen der Wasserdampfflüchtigkeit der Borsäure stark verringert bzw. verhindert werden. U.a.
sollen die Borsäureablagerungen sicher vermieden werden.
Die Aufgabe wird eriindungsgem&i durch die Maßnahmen
der Hauptansprüche gelöst.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Beispiele erläutert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752560481 DE2560481C2 (de) | 1975-11-28 | 1975-11-28 | Verfahren zur Verfestigung von borhaltigen radioaktiven wäßrigen Abfallstoffen in einer Matrix aus Bitumen oder Kunststoff |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752560481 DE2560481C2 (de) | 1975-11-28 | 1975-11-28 | Verfahren zur Verfestigung von borhaltigen radioaktiven wäßrigen Abfallstoffen in einer Matrix aus Bitumen oder Kunststoff |
DE19752553569 DE2553569C2 (de) | 1975-11-28 | 1975-11-28 | Verfahren zur Verfestigung von radioaktiven wäßrigen Abfallstoffen durch Sprühkalzinierung und anschließende Einbettung in eine Matrix aus Glas oder Glaskeramik |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2560481C2 true DE2560481C2 (de) | 1986-04-03 |
Family
ID=25769666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752560481 Expired DE2560481C2 (de) | 1975-11-28 | 1975-11-28 | Verfahren zur Verfestigung von borhaltigen radioaktiven wäßrigen Abfallstoffen in einer Matrix aus Bitumen oder Kunststoff |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2560481C2 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3008904A (en) * | 1959-12-29 | 1961-11-14 | Jr Benjamin M Johnson | Processing of radioactive waste |
DE1767184B1 (de) * | 1968-02-19 | 1972-07-06 | Siemens Ag | Verfahren zur konzentrierung und lagerung von radioaktiven borhaltigen abwaessern und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
-
1975
- 1975-11-28 DE DE19752560481 patent/DE2560481C2/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3008904A (en) * | 1959-12-29 | 1961-11-14 | Jr Benjamin M Johnson | Processing of radioactive waste |
DE1767184B1 (de) * | 1968-02-19 | 1972-07-06 | Siemens Ag | Verfahren zur konzentrierung und lagerung von radioaktiven borhaltigen abwaessern und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
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Legal Events
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Q172 | Divided out of (supplement): |
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8181 | Inventor (new situation) |
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