DE3878857T2

DE3878857T2 - Vorrichtung zur konditionierung radioaktiver oder toxischer abfaelle sowie verfahren zu ihrer herstellung.

Info

Publication number: DE3878857T2
Application number: DE8888403001T
Authority: DE
Inventors: Pascal Bouniol
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 2008-11-30
Also published as: EP0319398A1; FR2624301B1; US4906408A; EP0319398B1; JPH01191098A; FR2624301A1; DE3878857D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung radioaktiver oder toxischer Abfälle, die eventuell Borationen umfaßen, hinsichtlich einer langfristigen Lagerung.
Genauer gesagt bezieht sie sich auf die Verpackung solcher Abfälle in Matrizen, die auf Wasser enthaltenden Bindemitteln basieren, welche von Zement gebildet werden.
In den nuklearen Zentren verwendet man oft Ionenaustauscherharze im Mischbett (anionisch und kationisch), zur Entfernung von Verunreinigungen, die im Wasser des Primärkreislaufs erscheinen. Am Ende des Vorgangs enthalten die gebrauchten Harze im Wesentlichen die Aktivierungsprodukte des &sup6;&sup0;Co, Spuren von Kernspaltungsprodukten des ¹³&sup7;Cs und eine Bor-Lithium-Mischung, die in der Form eines Neutralisats H&sub3;BO&sub3;-LiOH als Neutronengift im Wasser des Kreislaufs verwendet wird. Diese gebrauchten Ionenaustauscherharze bilden Abfälle von mittlerer Aktivität (10² bis 10³ Ci/m³) unter Berücksichtigung ihres Gehalts an &sup6;&sup0;Co und dem Stadium dieses letzteren (T=5,24 Jahre), so daß es nötig ist, sie hinsichtlich ihrer Lagerung bis zum Verschwinden der Aktivität einzukapseln.
Unter den gegenwärtig bekannten Verfahren zur Behandlung, sind die Verfahren, welche aus dem Beimengen der Abfälle in Zement bestehen, aufgrund ihrer wenig erhöhten Kosten und ihrer leichten Ausführbarkeit interessant. Indessen ist es schwierig, in den Fällen von Ionenaustauscherharzen, welche Borationen enthalten, dieses Verfahren zu verwenden aufgrund der unerwünschten Wechselwirkungen zwischen den Harzen und der Zementmischung oder den Variationen der Abmessungen der Harze, welche wieder die Unversehrtheit der erhaltenen Ummantelungen in Frage stellen.
In den kerntechnischen Anlagen findet man ebenso unter den zu behandelnden Abfällen Borax enthaltende Konzentrate, welche auch Abfälle von mittlerer Aktivität sind, deren Beimengung zu Zement auch gewisse Probleme stellt.
Damit ein Verfahren zur Verpackung von Abfällen durch Beimengung zu Zement zufriedenstellend ist, ist es nötig:
- eine physische Immobilisierung der Abfälle in einer nichtlöslichen Form, das heißt eine Blockierung der Zementmatrix,
- eine Retention und einen Einschluß der Radionuklide, besonders der schwächsten, wie dem ¹³&sup7;Cs,
- eine Verhinderung jeglicher Phänomene der Auslaugung durch Wasser,
- einen ausreichenden mechanischen Widerstand des erhaltenen Produkts, um den Transport zu ermöglichen und um den Aufprallen mit einem Wert von mindestens 12 MPa nach 28 Tagen gemäß den Spezifikationen von ANDRA zu widerstehen,
- eine dimensionsgerechte Stabilität des erhaltenen Produkts, das heißt ein Fehlen einer bezeichnenden Schwindung oder einer Aufblähung,
- eine fehlerfreie Haltbarkeit der Zementmatrix gegenüber den chemischen Angriffen und seiner eigenen Entwicklung im Laufe der Zeit, und
- einen ausreichenden biologischen Schutz, um nicht eine Dosisgrenze von 200 mrads/h im Kontakt mit dem Endpacket zu überschreiten,
zu erhalten.
Andererseits ist es wünschenswert, daß das Verfahren es ermöglicht, eine Abfallmenge, die scheinbar mindestens 50 Volumenprozent der erhaltenen Umhüllung darstellt zu einer Zementmatrix beizumengen, und daß die Vorgänge der Einkapselung leicht und schnell seinen, um nicht zum Eintreten erneuter Ausströmungen oder anderer Kontaminationen führen.
Wenn man Abfälle, die aus Ionenaustauscherharzen gebildet sind, welche Borationen beinhalten, zu Zement beimengen will, ist es unmöglich, die oben erwähnten Ergebnisse zu erhalten aufgrund von unheilvollen Effekten, die während der Umhüllung der Abfälle und/oder während der Alterung der umhüllten Produkte entstehen, Effekte, welche einerseits durch die Affinität der Ionenaustauscherharze zu Wasser und andererseits durch die Anwesenheit von Borationen verschuldet werden.
An erster Stelle reagieren die Ionenaustauscherharze chemisch mit den Bestandteilen des Zements und setzen Borationen frei, welche das Abbinden dieser letzteren hemmen. Und zwar gewinnt das Wasser zum Anrühren des Mörtels während dem Beimengen der Harze in eine Zementpaste schnell eine sehr große Ionenkraft aufgrund des Solubilisierens der Kalziumsilikate mit Auftreten von Ca(OH)&sub2;, und reicht aus um einen Teil der Li&spplus; - und der B(OH)&supmin;&sub4; - Ionen, die entsprechend von den kationischen und anionischen Harzen gehalten werden, zu verschieben. Es folgt die Auflösung der Borationen und der Niederschlag eines schwer löslichen mineralischen Hülle auf der Basis von Bor und Kalzium rund um die Zementkörner, welche folglich die Entwicklung ihrer Hydratisierung stoppen. Der herkömmlich mit der Borsäure und den Boraten beobachtete reaktionsverzögernde-verstopfende Effekt hat zur Folge, das Abbinden der Umhüllung was mehrere Tage, sogar Wochen dauert, zu verhindern, was folglich den Produktionsfluß der verpackten Abfälle beschränkt.
Andererseits tauschen die kationischen Harze seit ihrem Kontakt mit dem Zement ihre Li&spplus; -Ionen gegen Ca&spplus;&spplus; -Ionen, die sehr zahlreich im Milieu sind, und verkürzen sich geringfügig; das gleiche gilt für die anionischen Harze, bei denen das B(OH)&supmin; -Ion teilweise gegen das OH&supmin; -Ion ausgetauscht wird (Größendifferenz der Hydrationen).
An zweiter Stelle haben die Ionenaustauscherharze eine große Affinität zum Wasser und ihre Körner können deshalb verschiedene Ausmaße in Abhängigkeit von ihrem Wassergehalt haben.
Folglich variiert das Verhalten der Zement-Harz Mischung während seiner Vermischungsphase in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitszustand der Harzkörner: wenn man eine höhere Harzmenge verwendet, wird die Mischung zu zäh, wenn die Körner teilweise Dehydriert sind, weil es in Konkurrenz mit dem Zement um das Wasser zum Anrühren des Mörtels steht. Dagegen wird die Mischung zu flüssig, wenn ein Wasserüberschuß bezüglich dem Minimalgehalt besteht, der es den Harzkörnern nicht erlaubt, sich zusammenzuziehen; außerdem erzeugt der Dichtegegensatz zwischen Harzkörnern (1,2) und Zementteilchen (2,9 bis 3,2) folglich Entmischungen.
Diese chemischen Reaktionen und diese Wasseraffinität der Harzkörner führt auch zu gewissen unheilvollen Effekten während der Härtung und der Alterung des gehärteten Produkts.
Und zwar sind, während das Produkt zum Härten gelangt, die mechanischen Widerstände in 28 Tagen für die interessantesten Beimengungsgrade der Harze sehr schwach, was auch immer für eine Zementqualität verwendet wird. In den günstigsten Fällen, mit Matrixzusammensetzungen, welche allein sehr hohe mechanische Widerstände liefern, ist es nicht möglich, mehr als 30 Volumenprozent des Harzes beizumengen ohne unter 30 MPA zu fallen; dieser mittelmäßige Grad enspricht in der Masse ungefähr 20% an feuchtem Harz und 15% an trockenem Harz.
Das Eintauchen des gehärteten Produkts in Wasser führt zu seinem Aufblähen und zur Rißbildung, dann zu seinem zerbröckeln. Diese Zerstörung beruht auf den extrem starken Spannungen, welche lokal in jedem Harzkorn auftreten (bis zu einigen Zehner MPa) nach der Wiederaufnahme von Wasser in ihrem porösen Netz. Zwei unterschiedliche Phänomene finden sich am Anfang:
a) - während dem Abbinden haben die Harze im Laufe der Entwicklung Wasser an die Zementhydrate entweichen lassen und sich zusammengezogen (die Veränderung der osmotischen Bedingungen zwischen gleichen in der Bezugslinie),
b) - die Harze haben ihre Ionen mit den im Zement anwesenden Ionen ausgetauscht und sich während der Härtung zusammengezogen.
Folglich, da die Zementpaste, indem sie ihren Kontakt mit der Körnerwand des Harzes in der ersten Zeit noch aufrecht erhält, nachgibt, findet sich der Durchmesser dieser letzteren im gehärteten Material kleiner als der Durchmesser bei Wassersättigung vor der Umhüllung; unter diesen Bedingungen führt die Rückbefeuchtung der Harze in der Umhüllung das Zerplatzen herbei.
Andererseits ist das in den Harzkörnern anwesende interstitielle Wasser einer Strahlenzersetzung unterworfen, was die interne Spannung im Inneren des gehärteten Produkts erhöht.
An letzter Stelle haben die Ionenaustauscherharze eine schlechte thermische Leitfähigkeit, was die Wärmeverteilung während dem Abbinden des Zement nicht erleichtert.
Um diese Nachteile zu überwinden kennt man ein Verfahren, das darin besteht, die Harze vor der Beimengung zu dem Zement einer Vorbehandlung durch eine wässrige Lösung zu unterziehen, welche Alkalierdmetallionen und/oder metallische Ionen mit Valenzen von mindestens 3 enthält, wie es in der japanischen Patentanmeldung KOKAI 48/28 899 beschrieben ist. Indessen, falls die Abfälle Ionenaustauscherharze sind, welche Borationen enthalten, ermöglicht dieses Verfahren nicht, die Nachteile, die auf der Freisetzung der Borationen im Milieu beruhen, zu beseitigen.
Andererseits gibt es den Nachteil, daß vor der Beimengung der Abfälle zu dem Zement ein vorhergehender Abschnitt zur Vorbehandlung nötig ist.
Folglich ermöglicht keines der momentan bekannten Verfahren, die Nachteile, die auf der Affinität der Ionenaustauscherharze zu Wasser und auf der Anwesenheit von Borationen in den Abfällen beruhen, gleichzeitig zu überwinden.
Ein anderes Problem, das sich für die Behandlung der Abfälle, die aus Ionenaustauscherharzen gebildet sind, stellt, ist die Schwierigkeit zu wissen, ob diese Harze Bor enthalten oder nicht, und in dem Fall, wo sie welches enthalten die Menge des anwesenden Bors.
Auch wäre es wünschenswert, eine Matrix zur Verpackung der radioaktiven Abfälle zu entwickeln, die in den verschiedenen Fällen von Abfällen verwendbar ist und folglich gleichsam kationische, anionische, regenerierte oder nicht regenerierte Harze mit oder ohne Bor oder Lithium aufnehmen kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft genau ein Verfahren zur Verpackung radioaktiver oder toxischer Abfälle, welche eventuell Borationen umfaßen, das es ermöglicht, die oben beschriebenen Nachteile zu überwinden und die Umhüllung der verschiedenen Abfälle, welche Bor enthalten oder nicht, auszuführen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Verpackung radioaktiver oder toxischer Abfälle, welche Borationen enthalten können, in einer festen Matrix auf Zementbasis beruht auf zwei Merkmalen:
a) - die Ausarbeitung einer Matrix zur Umhüllung, verbunden mit der Synthese bestimmter Minerale (chemischer Aspekt des Verfahrens),
b) - die eventuelle Anwesenheit eines Materials zur Umverpackung selbst auf Zementbasis, welche die Verbesserung der Einschließung für die Abfallpackete in seiner Gesamtheit ermöglicht (geometrischer Aspekt des Verfahrens).
Das Herstellungsverfahren für die Matrix zur Umhüllung besteht:
a) - aus dem Mischen der Abfälle in Anwesenheit von Wasser mit dem alaunhaltigen Zement, dem nicht alaunhaltigen Zement und eventuell einer Siliziumzusammensetzung und/oder einer Zusammensetzung, welche Bor in Proportionen enthält, wie denen, woraus man eine Mischung formt, die zur Kristallisation der stabilen Mineralphasen des Typs Strätlingit, Kalziummonoboroaluminat und/oder borhaltigen Ettringits, außer den herkömmlichen Hydraten des nicht alaunhaltigen Zements, Anlaß gibt, und
b) - darin, die Mischung härten zu lassen, um die feste Matrix zu formen, welche mindestens eine dieser Phasen enthält.
In diesem Verfahren ermöglicht die Tatsache, daß man eines feste Matrix außen um die Abfälle formt, welche eine stabile Phase des Typs Strätlingit, Monoboraluminat und/oder borhaltiges Ettringit enthält, die Vermeidung von unheilvollen chemischen Wechselwirkungen zwischen dem eventuell borhaltigen Abfall und dem Zement oder dem Wasser. Andererseits kann man die Härtung der Mischung in einem einzigen Tag erreichen, um jeglichen Vorgang zur physikalischen oder chemischen Vorbehandlung des Abfalls zu vermeiden.
Allgemein sind die verwendeten Mengen an Wasser, nicht alaunhaltigem Zement, alaunhaltigem Zement und der Siliziumzusammensetzung so, daß das Gewichtsverhältnis Wasser/(nicht alaunhaltiger Zement + alaunhaltiger Zement + Siliziumzusammensetzung) kleiner 0,5 ist.
Ebenso wird bevorzugt, wenn das Gewichtsverhältnis nicht alaunhaltiger Zement/alaunhaltiger Zement sich im Bereich von 1 bis 20 befindet.
Solange das Gewichtsverhältnis Wasser/(nicht alaunhaltiger Zement + alaunhaltiger Zement + Siliziumzusammensetzung) klein ist, zum Beispiel kleiner 0,4, ist es vorzuziehen, zur Mischung ein Flußmittel hinzuzufügen, um den Vorgang der Mischung der Bestandteile zu fördern.
Das verwendete Flußmittel kann zur Familie der Melemine, der sulfonsauren Naphthaline gehören.
Gemäß einer ersten Ausführungsart des Verfahrens der Erfindung wählt man alaunhaltige und nicht alaunhaltige Zemente, die in Abschnitt a) verwendet werden, und fügt eine Siliziumprodukt und eventuell eine Zusammensetzung, welche Bor in Propotionen enthält, wie denen, woraus man unter anderem eine kristalline Tonerdesililkatphase des Typs Strätlingit formt, hinzu.
Und zwar ist diese Phase bei Umgebungstemperatur leicht herzustellen und sie ermöglicht es, die folgenden Vorteile zu erhalten:
1) - Bildung einer stabilen Verbindung, die nicht an ein Phänomen der mineralogischen Umwandlung gebunden ist, wie im Fall der alaunhaltigen Zementhydrate, und andererseits die Kristallisation dieser letzteren auf Zeit verhindert,
2) - Entwicklung eines erhöhten mechanischen Widerstands aufgrund eines günstigen Habitus (hexagonales System),
3) - guter Widerstand gegenüber chemischen Angriffen und gegenüber der Temperaturwirkung, weil die Temperatur zur Zersetzung des Strätlingits zwischen 200 und 250ºC liegt,
4) - schwache Größenvariationen an der Luft oder unter Wasser,
5) - gute Affinität für die Radioelemente, wie dem Cäsium, das in das Kristalgitter des Strätlingits eingefügt werden kann.
In diesem Fall ist der nicht alaunhaltige Zement bevorzugterweise ein Zement, welcher aus Portlandklinker zusamengesetzt ist, der für die Zubereitung von schnellen Mischungen paßt.
Als Beispiel dieser Zemente kann man den CPA, den CPJ, den CLC und den CLK anführen.
Die anderen Mineralphasen, welche in verschiedenen Proportionen in der Matrix gebildet werden und das Strälingit und die herkömmlichen Zementhydrate begleiten, enthalten Bor. Es handest sich um borhaltiges Ettringit und Kalziummonoboraluminat, deren Struktur auf das im Zement bekannte Ettringit und Monosolfoaluminat gepaust ist.
6CaO.Al&sub2;O&sub3;.B&sub2;O&sub3;.42H&sub2;O : BORETTRINGIT 1
6CaO.Al&sub2;O&sub3;.2B&sub2;O&sub3;.39H&sub2;O : BORETTRINGIT 2
8CaO.2Al&sub2;O&sub3;.B&sub2;O&sub3;.25H&sub2;O: MONOBORALUMINAT
Diese stark hydratisierten Minerale führen also das Aluminium ein und man kann sie in einem Dreistoffdiagramm CaO- Al&sub2;O&sub3;-B&sub2;O&sub3; mit allen Phasen plus den herkömmlich vorkommenden finden.
In Figur 1 ist ein solches Dreistoffdiagramm dargestellt, in welchem die in Betracht gezogenen Phasen die folgenden sind:
H&sub3;BO&sub3; : Sassolin (= Borsäure),
Ca(OH)&sub2; : Portlandit,
Ca[B(OH)&sub4;]&sub2;.2H&sub2;O oder : Hexahydroborit,
CaO.B&sub2;O&sub3;&sub1;.6H&sub2;O
8CaO.2Al&sub2;O&sub3;.B&sub2;O&sub3;.25H&sub2;O : "Monoboraluminat (MBA)
6CaO.Al&sub2;O&sub3;.2B&sub2;O&sub3;.39H&sub2;O : "Borettringit 2" (BE2)
6CaO.Al&sub2;O&sub3;.B&sub2;O&sub3;.42H&sub2;O : "Borettringit 1" (BE1)
6CaO.Al&sub2;O&sub3;.36H&sub2;O : "Kalziumettringit"
3CaO.Al&sub2;O&sub3; : Trikalziumaluminat
CaO.Al&sub2;O&sub3; : Monokalziumaluminat
Al&sub2;(OH)&sub6; : Gibbsit
In diesem Diagramm liegen die Verbindungen, welche der Bildung einer Phase des Typs Borettringit oder Monoboraluminat entsprechen, in der Fläche des durch die Borettringite 1 und 2 und das Monoboraluminat beschränkten Systems.
Diese stark hydratisierten Minerale bilden sehr polymorphe aufnehmende Strukturen für das Boration B(OH)&supmin;&sub4;. Ihre geringe Löslichkeit verhindert nicht die Existenz einer gewissen Bormenge in Lösung, deren Rolle die Regulierung des Abbindens der alaunhaltigen-nicht alaunhaltigen Zementmischung ist, darin mit einbegriffen die Anwesenheit von beschleunigenden Ionen, wie dem Lithium, die von dem Abfall stammen.
Solange die zu verpackenden radioaktiven Abfälle flüssige borhaltige Konzentrate sind, ist es nicht nötig, eine Borverbindung zuzugeben und in diesem Fall mischt man in Abschnitt a) die radioaktiven Abfälle mit alaunhaltigem Zement, nicht alaunhaltigem Zement auf der Basis von Portlandklinker und einer Siliziumverbindung.
Dagegen mischt man für die anderen radioaktiven Abfälle, wie den Ionenaustausscherharzen, die Bor enthalten oder nicht, in Abschnitt a) die Abfälle mit dem Wasser, dem alaunhaltigen Zement, dem nicht alaunhaltigen Zement auf der Basis von Portlandklinker, einer Siliziumverbindung und einer borhaltigen Verbindung, wobei diese letzte zur Regulation des Abbindens dient.
Gemäß der Erfindung kann man die Verpackung des radioaktiven Abfalls noch verbessern, indem man um die gehärtete Mischung noch eine Mörtelschicht vorsieht.
In diesem Fall ermöglicht die Mörtelschicht rund um das gehärtete Produkt, die zur Umverpackung dient, die Verbesserung seiner mechanischen Eigenschaften und die Einschließung von allem durch Beimengung einer größeren Menge von Abfällen.
Folglich weist das Verfahren der Erfindung zahlreiche Vorteile auf:
- das Fehlen einer Vorbehandlung vereinfacht stark das Verfahren insgesamt,
- die Ausführung der festen Matrix, welche die Mineralphasen des Typs Strätlingit, Monoboroaluminat und/oder Ettringit umfaßt, ist sehr einfach und verwendet nur handelsübliche Zemente,
- das Volumen der zu der festen Matrix beigemengten Abfälle ist groß und kann absolut bis zu 60 Volumenprozent der Mischung darstellen,
- der mechanische Widerstand des in Abschnitt a) erhaltenen gehärteten Produkts ist ausreichend um seinen Transport nach 15 Tagen zu ermöglichen und in Anwesenheit von Wasser tritt weder eine Aufblähung noch Rißbildung auf, und
- die Endpakete, welche in der Matrix, und eventuell in der Mörtelschicht der Umverpackung, umhüllte Abfälle umfaßen, sind ausreichend für die Lagerbedingungen von ANDRA mit einem mechanischen Widerstand von für jedes Material entsprechend bis zu 12 und 35 MPa nach 28 Tagen.
Die Erfindung wird bei der Lektüre der folgenden Beschreibung stärker mit einbegriffen, welche wohlgemerkt nur beschreibend und nicht beschränkend bezüglich den angefügten Figuren gegeben wird, in welchen:
- die schon beschriebene Figur 1 das theoretische Dreistoffdiagramm des Systems CaO-Al&sub2;O&sub3;-B&sub2;O&sub3; darstellt, und
- Figur 2 im vertikalen Schnitt ein durch das Verfahren der Erfindung erhaltenes Produkt darstellt.
Gemäß der ersten Ausführungsweise des Verfahrens der Erfindung wählt man die Bestandteile und die Proportionen der Bestandteile, die mit den Abfällen zu mischen sind, um bevorzugterweise eine Mineralphase des Typs Strätlingit zu kristallisieren.
Es handelt sich um eine Siliziumaluminat des hydratisierten Kalziums, entsprechend dem hydratisierten Produkt von Gehlenit. Seine Strukturformel wird geschrieben:
Ca²&spplus;&sub2; [SiO&sub4;]&sup4;&supmin; Al³&spplus;&sub2; [OH]&supmin;&sub6;.5H&sub2;O
Dieses Mineral kann auf vielfache Weisen erhalten werden, zum Beispiel indem man Kalk mit Metakaolin reagieren läßt, oder noch einfacher durch Reaktion der Hydrate der Kalziumsilikate (CSH) eines Zements auf der Basis von Portlandklinker und der Hydrate des Kalziumaluminats (CAH&sub1;&sub0;) eines alaunhaltigen Zements.
Dieser letzte Fall entspricht den "schnellen Mischungen", welche Verbindungen auf der Basis von Portlandzement sind, welcher allgemein zwischen 20 und 80% alaunhaltigen Zement umfaßt. Diese Mischungen, deren Zeit zum Abbinden stark verringert werden kann, werden normalerweise für die Anfertigung der Verbindungsstellen der Umschließung, für die Oberflächenbehandlung und Abdichtungen verwendet, weil die ausreichend geringe mechanische Widerstände besitzen.
In diesen Mischungen ist das schnelle Abbinden bedingt durch eine Beschleunigung der Hydratisation des Aluminates durch den Kalk des Portlandzements und, wenn der Kalk verbraucht ist, durch eine Aktivierung der Auflösung von Silikaten. Solange man die Härtung dieser Mischungen bei Abwesenheit von Borationen ausführt, ist die sehr große Hydratisierungswärme auch während einem kurzen Zeitraum verteilt und die für die erhöhten Materialmassen erreichten Temperaturen induzieren Schwund, Rißbildungen und eine unvollständige Hydratisierung der Zementteilchen. Die schwache Entwicklung und Verwicklung der alaunhaltigen oder siliziumhaltigen Hydratkristalle erklärt den Ursprung geringer Widerstände.
Dagegen, solange man die Härtung dieser Mischungen in Anwesenheit von Borationen ausführt, ist die Situation grundlegend verändert, weil dieses Element die Rolle einer regulierenden Kraft spielt.
Und zwar wird die Hydratisierung des Portlandzements verlangsamt, und es erfolgt dieses Mal eine Verzögerung des Abbindens, was die Aktivierung des alaunhaltigen Zements kompensiert, dessen Hydratisierung selbst durch das Bor gehemmt ist. Die Folgen sind größtenteils nützlich, und besonders:
- eine Zeit zum Abbinden größer als 6 Stunden und kleiner 24 Stunden,
- eine fortschreitende Wärmeabführung,
- ein Wachstum und ein langsames Zusammenfügen der Hydratkristalle, was günstig ist für die Erfassung passender Widerstände,
- ein Anfang des Abbindens erfolgt mit einem Wasserüberschuß, was folglich den borathaltigen Abfällen, zum Beispiel den Körnern des Ionenaustauscherharzes, ermöglicht, ihre maximale Größe vor der Härtung zu erhalten,
- eine Entwicklung des ersten borathaltigen Ettringits zieht keine Aufblähung nach sich, weil sie sich im Kern einer noch plastischen Matrix vollzieht, während dieses Mineral, das sich aufbläht, gewöhnlicherweise Rißbildungen hervorruft, solange es nach der Härtung auftritt, und
- eine günstige Rheologie der Mischung, was den Gebrauch von Flußmitteln vermeidet (nur im Fall der Zernentierung von Konzentraten).
Andererseits umfaßt der nach der Härtung erhaltene mineralogische Verband keine alaunhaltigen Hydrate, für welche sich herkömmlicherweise Probleme der Rekristallisation im Laufe der Zeit einstellen.
Je nach der chemischen Umgebung der Borationen in dem Abfall beobachtet man mehr das primäre oder das sekundäre Wachstum des Kalziummonoboraluminats in der gehärteten Umhüllung ohne besondere Folgen auf die Qualität dieser letzteren.
Wenn ein Teil der schnellen Mischung 50% Portlandzement und 50% alaunhaltigen Zement umfaßt, sind die Bedingungen für das Vorkommen von Strätlingit die folgenden:
1) - die Auflösung der Ca²&spplus; und AlO&supmin;&sub2; Ionen führt zur vorrangigen Hydratisierung des alaunhaltigen Zements, also der Produktion der Hydrate CAH&sub1;&sub0; und C&sub2;AH&sub8;,
2) - die Hydratisierung des Portlandzements beginnt, wenn der Hauptteil des alaunhaltigen Zements in Hydrate überführt ist, das Strätlingit tritt nachfolgend auf und kann nach Ablauf eines Tages enthüllt werden.
Der Wassergehalt der Mischung bedingt die Entwicklung der mineralogischen Verbindungen.
Folglich wird das am wenigsten wasser enthaltende, stabile kubische Hydrat C&sub3;AH&sub6;, mit einem kleinen Verhältnis Wasser/Zement, mit dem Strätlingit geformt, dessen Kristallisation durch den Mangel an Wasser beschränkt ist. Andererseits verhindert die fehlende Raktivität des Hydrats C&sub3;AH&sub6; gegenüber den Silikatprodukten der Mischung ebenso die Bildung von Strätlingit.
Mit einem erhöhten Verhältnis Wasser/Zement treten die Hydrate des Kalziumaluminats CAH&sub1;&sub0;, dann C&sub2;AH&sub8; vor dem auftreten des Strätlingits (C&sub2;ASH&sub8;) auf, das sich normalerweise durch Reaktion mit den hydratisierten Silikaten (CSH) gemäß den folgenden Reaktionsschemata bildet:
2CAH&sub1;&sub0; + C&sub3;S&sub2;H&sub3; ---> 2C&sub2;ASH&sub8; + CH + 6H (1)
2C&sub2;AH&sub8; + C&sub3;S&sub2;H&sub3; ---> 2C&sub2;ASH&sub8; + 3CH (2)
Die Reaktion (1) ist schneller als die Reakton (2), aber in den beiden Fällen wird die Kinetik durch die Hydratisierung der Kalziumsilikate kontrolliert:
2C&sub3;S + 6H ---> C&sub3;S&sub2;H&sub3; + 3CH (3)
2C&sub2;S + 4H ---> C&sub3;S&sub2;H&sub3; + CH (4)
Folglich bildet man in jedem Fall Kalk. Oder die Anwesenheit dieses Letzteren aufgrund eines ursprünglichen oder momentanen Überschußes hat die Verhinderung der Bildung des Strätlingits zur Folge und begünstigt diejenige des inerten Hydrats des Aluminats C&sub3;AH&sub6;.
Um das Strätlingit im wesentlichen zu kristallisieren ist es auch wichtig, dem alaunhaltigen Bindemittel weder einen Zement, der freien Kalk enhält, und erst recht keinen reinen Kalk zuzugeben. Man bevorzugt es folglich, als nicht alaunhaltigen Zement einen Zement auf der Basis von Portlandklinker, wie CLC, CLK, CPJ, oder CPA, zu verwenden.
Um das Aufteten des Straelingits zu begünstigen ist es nötig, der Mischung von Abfällen auch alaunhaltigen Zement und nicht alaunhaltigen Zement mit Wasser und einer Siliziumverbindung zuzugeben.
Zahlreiche Siliziumverbindungen können passsen, ab dem Moment, da sie fähig sind, Silizium zu liefern. Als Beispiel für eine solche Siliziumverbindung kann man die Puzzolane, die Tone, das Metakaolin, das Kieselgur, die Quarzstäube, das Quarzmehl, die Siliziumgele, die Glasstäube oder das Natriumsilikat anführen.
In dem Fall, wenn die zu verpackenden Abfälle Flüssigkeiten sind, die durch borathaltige Konzentrate zusammengesetzt sind, ist es nicht nötig, der Mischung eine borhaltige Verbindung zuzugeben.
Dagegen, wenn es sich um Abfälle handelt, die kein Bor enthalten, oder es mit einem schwer zu bestimmenden Gehalt enhalten, kann man der Mischung eine in Wasser lösliche Borverbindung zugeben.
Und zwar kann man in den Mischungen von alaunhaltigem Zement, Zement auf der Basis von Portlandklinker und einer siliziumhaltigen Verbindung, die gewählt wird, um die stöchiometrische Verbindung des Strätlingits zu erhalten, kann man diese Bildung durch die Anwesenheit von Bor in der Hydratisierungsflüssigkeit regulieren.
Der Wirkungsmechanismus kann in folgender Weise zusammengefaßt werden:
- Wechselwirkung der [B(OH)4]&supmin; Ionen mit den Ca²&spplus; -Ionen in der Lösung seit Beginn des Anrührens des Mörtels,
- Verarmung von Ca²&spplus; -Ionen in der Lösung und verdichtende Wirkung des Produkts der Wechselwirkung, welches stark die Hydratisierung des alaunhaltigen Zements verhindert, welcher im wesentlichen aus mono-kalziumhaltigen Aluminat CA besteht, die Hydratisierung der Kalziumsilikate wird volständig blockiert,
- die Hydrate der Kalziumaluminate CaH&sub1;&sub0; und C&sub2;AH&sub8; werden gebildet und können nicht in inertes C&sub3;AH&sub6; überführt werden; Kalziumboraluminate (Borettringit oder Monoboraluminat) treten dann an ihrer Stelle auf,
- die Hydratisierung des alaunhaltigen Zements ist vollendet, die Kalziumsilikate beginnen zu reagieren um das Strätlingit C&sub2;ASH&sub8; zu bilden,
- das Borettringit ist allgemein destabilisiert zum Nutzen des Strätlingits und des Monoboraluminats.
Also umfaßt in diesem Fall die vollständig hydratisierte und erstarrte Matrix im wesentlichen das stabile Strätlingit und das Kalziummonoboraluminat.
Wie vorher muß der massive Eintrag von Kalk bei Anwesenheit von Bor verhindert werden, weil außer dem Risiko des falschen Abbindens durch Kristallisation von Hexahydroborit, es nachfolgend die Aktivierung des aulaunhaltigen Bindemittels gibt, und das System mit zu schnellem Abbinden vollständig in Unordnung gebracht wird. Im Gegenteil dazu kann das Wasser zum Anrühren des Mörtels Kalk bis zur Sättigung enthalten.
In der Erfindung verwendet man bevorzugterweise wasserlösliche Borverbindungen, zum Beispiel Orthoborsäure, Borax und die Borate im allgemeinen.
In der Erfindung kann man auch verschiedene Arten von alaunhaltigen Zementen verwenden. Dennoch bevorzugt man die Verwendung von Zementen mit einem großen Aluminiumoxidgehalt, zum Beispiel Zemente der Art Secar eher als Zemente der Art Fondu, welche zu viele Verunreinigungen enthalten. Andererseits haben die Zemente Secar weiße Farbe und können nicht mit den Zementen auf der Basis von Portlandzement verwechselt werden.
Für diese letzteren ist es passend, Eigenschaften zu untersuchen, wie die, daß der Sulfatgehalt nicht größer als 2,5 Gewichtsprozent ist unter der Schwierigkeit, eine Wechselwirkung mit dem System Ca-Al-B zu beobachten, das sich durch einen Fehler im Abbinden zeigt.
Diese erste Ausführungsweise des Verfahrens der Erfindung kann für die Behandlung von veränderlichen Abfällen, besonders von Ionenaustauscherharzen oder flüssigen, borathaltigen Konzentraten verwendet werden.
Im Fall von Ionenaustauscnerharzen können diese kationische Harze in der H+ Form oder in der Form von Li&spplus;, anionische Harze in den Formen von OH- oder [B(OH)&sub4;]&supmin; oder Mischbetten von kationischen und anionischen Austauschharzen sein.
Im Fall von kationischen Austauschharzen in der Form von H&spplus; ist die Affinität des Harzes für die Ca²&spplus; Ionen des Zements groß und endet in der Freisetzung der H&spplus;, was den Säuregehalt verstärkt. Das von der Ausgabe der alaunhaltigen und nicht alaunhaltigen Zemente abgenommene Kalzium ist in geringer Konzentration in Lösung und die Mischung wird stark reguliert.
Im Fall der Kationenaustauscherharze in Form von Li&spplus; endet die Affinität des Harzes für die Kalziumiionen in der Freisetzung des Lithiums. Währenddessen, da das Lithium ein aktivierendes Element ist, kann man eine normale Zementabbindung erhalten.
Im Fall der Anionenaustauscherharze in der Form von OH&supmin; endet die Affinität des Harzes für die in der Mischung anwesenden und von der Borverbindung stammenden [B(OH)&sub4;]&supmin; Ionen in der Freisetzung der OH&supmin; Ionen in der Mischung. Folglich ist das Bor, welches ein regulierendes Element für das Abbinden bildet, teilweise durch die Harze verbraucht und das Abbind erfolgt normal.
Im Fall der Anionenaustauscherharze in Form von [B(OH)&sub4;]&supmin; erhält man eine starke Regulierung der Mischung durch die Zugabe der Borverbindung.
Im Fall von Harzmischungen, in der Form von H&spplus; und in der Form von OH&supmin;, wird das Abbinden ausreichend stark mit der Bindung von Ca&spplus;&spplus; Ionen und der Erzeugung von Wasser reguliert.
Im Fall von Mischungen von IonenaustauscherHarzen in der Form von Li&spplus; und [B(OH)&sub4;]&supmin; ist das Abbinden normal, weil es eine Freisetzung des Lithiums und folglich ein aktivierendes Element gibt, welches die Anwesenheit des hemmenden Elements kompensiert.
Diese Ausführungsweise des Verfahrens der Erfindung kann auch für die Behandlung von flüssigen borathaltigen Konzentraten verwendet werden. In diesem Fall handelt es sich um wässrige Lösungen, die Bor enthalten, im Allgemeinen in der Form von Natriumborat, und es ist nicht nötig, weder Wasser, noch eine Borverbindung zuzugeben.
Und zwar reicht das im Konzentrat gelöste Bor um die schnelle Mischung stark zu regulieren. Die beschleunigende Wirkung des Natriumions kompensiert nicht ganz die hemmende Wirkung des Bors, die Kalziumborate, die in den ersten Momenten auftreten können, werden fortschreitend zerstört bei Anwesenheit des Aluminiumoxidions des alaunhaltigen Zements zum Nutzen des Kalziummonoboraluminats, welches im Überfluß an den Seiten des Strätlingits dargestellt ist. Dieses letztere kristallisiert fortschreitend, ausgehend von dem nicht alaunhaltigen Bindemittel und dem Siliziumbeitrag, die Umwandlung in C&sub3;AH&sub6; wird andererseits durch das Bor blockiert.
Die folgenden Beispiele 1 und 2 beschreiben diese erste Ausführungsweise der Erfindung.

BEISPIEL 1: Verpackung von Ionenaustauscherharzen.

In diesem Beispiel behandelt man die Ionenaustauscherharze, die unter Wasser komprimiert-dekantiert wurden, was der Lagerung von Ionenaustauscherharzen in einer Dosierflasche entspricht, aus welcher man die Menge zur Behandlung durch einen hydraulischen Spielraum austreibt.
Der Standardzustand der mit dem von den komprimierten-dekantierten Harzen besetzten scheinbaren Volumen verbundenen Porösität kann durch einen Indiex des virtuellen Vakuums "u" entsprechend einer Porösität "n" von 25% definiert werden:
Dies impliziert ein scheinbares Volumen gleich:
VAPP=(1+u)VREI=1,333VREI
Man wählt, die Harze in Zement so zu verpacken, daß ein Volumenumhüllungsgrad kv gleich 2/3 erreicht wird,der durch das Verhältnis VAPP/VT definiert ist, wobei VT das gesamte Volumen der Umhüllung darstellt, vorrausgesetzt daß VT=VREI+VE+VC, wobei VE das Wasservolumen und VC das Zementvolumen darstellt.
Wenn man bemerkt, daß das scheinbare Volumen der Ionenaustauscherharze das reelle Volumen VREI und das Sättigungsvolumen des Wassers VESAT umfaßt, dann ist das Wasservolumen zum Anrühren des Mörtels VEGA so, daß VE=VESAT+VEGA. Indem man einen Umhüllungsgrad k=2/3 auswählt, folgt, daß, da VAPP=4/3VREI, das reelle Volumen VREI=VT/2 ist, das heißt, daß das reelle Volumen der Ionenaustauscherharze die Hälfte des gesamten Umhüllungsvlumens besetzt.
Andererseits ist das Sättigungsvolumen des Wassers gleich VAPP-VREI=VT/6.
Wenn man einen ausreichend kleinen Index des Vakuums der Paste wahlt, um den durch die Harze verursachten eventuellen Wasserüberschuß zu kompensieren, zum Beispiel einen Index uP=VE/VC=0,875, wobei VC das gesamte Volumen des alaunhaltigen, nicht alaunhaltigen Zements und der Siliziumverbindung darstellt, erhält man VC(1+uP)=VP, wobei VP das Volumen der Paste darstellt, welches gleich VT/2 ist und gleich Vc+VE.
Man erhält folglich:
VC=4VT/15, VE=7VT/30 und VEGA=VT/15.
Im Fall eines scheinbaren Volumens von 11 der zu behandelnden komprimierten-dekantierten Ionenaustauscherharze sind die eingesetzten Volumina die folgenden:
VREI=750ml, VESAT=250ml, VEGA=100ml, VC=400ml, wobei VT=1500ml und VP=750ml sei.
Um nun die entsprechenden Mengen des alaunhaltigen Zements, des nicht alaunhaltigen Zements und der zu verwendenden Siliziumverbindung abzuschätzen, um die virtuelle Zusammensetzung des Strätlingits welche gleich Ca&sub2;Al&sub2;SiO&sub7;, nH&sub2;O sei, zu erhalten, kann man in folgender Weise vorgehen.
Wenn man bezeichnet durch:
Ca Al Si } die Anzahl der Atome von Kalzium, Aluminium und Silizium, die entsprechend notwendig sind für die Synthese von einem Mol Strätlingit,
x die Masse des nicht alaunhaltigen Zements, der für 1 Mol Strätlingit eingeführt werden muß (Massen in g ausgedrückt),
Y die Masse dem alaunhaltigen Zements für 1 Mol Strätlingit,
Z die Masse des Siliziumadditivs für 1 Mol Strätlingit,
Cax, Cay, Caz Alx, Aly, Alz Six, Siy, Siz } die Anzahl der tatsächlich freigesetzten Atome durch 1g eines jeden Bestandteils X, Y oder Z,
die Masse der verschiedenen Zutaten, die zu der strätlingitischen Zusammensetzung führen, wird durch die Lösung des Systems gegeben:
Indem man zum Beispiel auswählt:
- für nicht alaunhaltige Bindemittel: ein CLC 45 mit:
Cax=8,114 10&supmin;³; Alx=2,118 10&supmin;³; Six=4,827 10&supmin;³, der Wert von Cax berücksichtigt die Gesamtheit des Kalziums im Zement.
- für alaunhaltige Bindemittel: SECAR 71 mit:
Cay=4457 10&supmin;³; Aly=10,789 10&supmin;³; Siy=0, der Wert Aly berücksichtigt nicht die Fraktion des inerten Al&sub2;O&sub3;,
- für siliziumhaltige Additive: ein Quarzstaub mit:
Caz=0; Alx=0; Siz=15,595 10&supmin;³.
Die Lösungen sind folgende:
Die Rechnung zeigt daß die Anteile des alaunhaltigen und des nicht alaunhaltigen Zements fast gleich sind, was einer typischen schnellen Mischung entspricht. Andererseits weist der zu verwendende Anteil der Siliziumverbindung, das heißt des Quarzstaubes, weniger als 10% des Zements auf und entspricht folglich der für diese Komponenten in den Zementen empfohlenen Dosierung.
Was die Zugabe an Bor betrifft,so muß diese mit einer vollständigen Löslichkeit der Mischung im Wasser verträglich sein, um die Anwesenheit einer zurückbleibenden Borquelle in der Matrix zu vermeiden.
Im Fall der Orthoborsäure H&sub3;BO&sub3; führt die geringe Löslichkeit dieser Säure (ungefähr 50g/l bei 20ºC) zur Verwendung einer Menge von ungefähr 15g für das Flüssigkeitsvolumen, das mit der Verpackung von scheinbar 11 komprimiertem-dekantiertem Ionenaustauscherharz, welches insgesamt 350ml sei, verbunden ist.
Folglich, um das für das Anrühren des Mörtels bestimmte Flüssigkeitsvolumen einzuhalten, muß das Wasservolumen VEGA in folgender Weise korrigiert werden:
MH3BO3 stellt die Masse der verwendeten Orthoborsäure dar, welche 15g sei, und
mH3BO2 stellt die Volumenmasse der Säure H&sub3;BO&sub3; dar, welche 1,5 sei.
Auch darf das Volumen des Wassers zum Anrühren des Mörtels nur 90 ml betragen.
Indem für die verschiedenen Zutaten die folgenden Volumenmassen festgehalten werden:
CLC 45 : mx = 2,90,
SECAR 71 : my = 3,00,
FUMEES SiO&sub2; : mz = 2,00.
sind die für das Gesamtvolumen der "Bindemittel" VC=400 ml eingesetzten Massen entsprechend gleich:
In diesem Beispiel ist das Verhältnis Wasser/Zement der Mischung gering, folglich ist es unerläßlich, einen Verflüssiger zuzugeben, um eine günstige Konsistenz für die Maische direkt im Inneren des Fasses zu erhalten. Dieser Verflüssiger kann in Form eines Feststoffs, zum Beispiel eines Mehls, dem Zement und dem siliziumhaltigen Additiv so beigemengt sein, daß ab den ersten Momenten der Hydratisierung die Schlickteilchen, besonders diejenigen der siliziumhaltigen Verbindung, entflockt werden.
Die Dosis des verwendeten Flußmittels hängt von der Masse des nicht alaunhaltigen Zements und der siliziumhaltigen Verbindung ab, weil der alaunhaltige Zement für dessen Wirkung weniger sensibel ist.
Wenn man als Verflüssiger ein Produkt aus der Familie der Melamine des Typs Melment verwendet, ist die vorgeschlagene Dosis 1kg für 100kg Zement, was in diesem Beispiel zur Verwendung von 6,2g Verflüssiger führt.
Die Beimengung dieses Flußmittels trägt andererseits zur augenblicklichen Isolation der Körner des Ionenaustauscherharzes von ihrer neuen chemischen Umgebung durch einen oberflächenaktiven Film bei. Letzterer beschränkt also die unentwickelten Ionenaustausche und die Risiken des zu schnellen abbindens des Zements.
Die verwendete gesamte Rezeptur für die Verpackung von 11 komprimierter-dekantierter Ionenaustauscherharze ist letztendlich folgende:
- ABFALL REI : 1 l,
- WASSER : 90 g,
- QUARZSTAUB : 49 g,
- CLC 45 : 569 g,
- SECAR 71 : 538 g,
- H&sub3;BO&sub3; : 15 g,
- MELMENT : 6,2 g
Das gesamte Volumen beträgt ungefähr 1,51 mit einem äquivalenten Verhältnis Wasser/Zement von 0,3.
Um die Verpackung auszuführen, verfährt man in folgender Weise.
Man führt zuerst in das Faß die komprimierten-dekantierten Ionenaustauscherharze ein, dann das Wasser zum Anrühren des Mörtels, den Verflüssiger, die Quarzstäube, die Borsäure, den alaunhaltigen Zement und den nicht alaunhaltigen Zement.
Und zwar ist es vorzuziehen, das siliziumhaltigen Additiv vor den beiden Zementen beizumengen, um eine wirksame Entflockung in Anwesenheit eines alkalischen pH-Werts zu ermöglichen, wobei die Harzkörner die Dispersion durch gegenseitiges Zerreiben begünstigen. Jedoch kann man die beiden Wasser enthaltenden Bindemittel, das heißt den alunhaltigen Zement und den nicht alaunhaltigen Zement, gleichzeitig in Form eines vorher zubereiteten, zusammengesetzten Bindemittels zusetzen. Man kann auch zusammen die Abfälle, das Wasser zum Anrühren des Mörtels, den Verflüssiger, die Quarzstäube und die Borsäure einführen, und dann die beiden Zemente.
Vor der Einführung der Zemente unterzieht man das Ganze für mindestens drei Minuten einem Mischen. Man führt dann den alaunhaltigen Zement und den nicht alaunhaltigen Zement ein und setzt das Mischen für mindestens 3 Minuten, aber nicht mehr als 10 Minuten, fort. Die Einführung der Zemente wird in der flüssigen Phase durchgeführt, wobei die Quellstärke überprüft wird, um das Mischsystem nicht durch eine massive Verkantung zu blockieren.
Am Ende des Mischens weist die Mischung, die noch nicht gehärtet ist:
- während einer halben Stunde eine flüssige Konsistenz auf,
- ein thixotropes Merkmal auf, was bedingt, die Mischung keiner Vibration zu unterziehen, unter der Strafe, eine Entmischung nach sich zu ziehen.
- ein mehr oder weniger langsames Abbinden, das zwischen 1 und 24 Stunden vorkommt,
- kein Auftreten des Schwitzens während 24 Stunden auf.
Einmal gehärtet, weist die Umhüllung die folgenden Kennzeichen auf:
- ein Fehlen der Rißbildung unter Wasser,
- mechanische Widerstände größer 12 MPa in 28 Tagen, was den Transport ermöglicht,
- eine mineralogische Zusammensetzung, die sich nach mehr als 28 Tagen sehr langsam im Verhältnis mit den mechanischen Widerständen entwickelt: hauptsächlich Strätlingit, Kalziummonoboraluminat und daneben borhaltiges Ettringit.
Die Entwicklung des Metrials im eingeschlossenen Zustand in der wasserdichten Umhüllung, oder besser unter Wasser, läßt eine Verbesserung des mechanischen Widerstandes mit der Fälligkeit von 90 Tagen auftreten, die Kristallisation des Strätlingits wird leichter vervollständigt, wenn keine Austrocknung auftritt.

BEISPIEL 2: Verpackung von borhaltigen Konzentraten

In diesem Fall ist die Anwesenheit von Bor einwandfrei identifiziert und da der zu behandelnde Abfall eine wässrige Lösung ist, kann man auf den Zusatz von Orthoborsäure, Wasser, sowie dem mitwirkenden Verflüssiger verzichten.
In diesem Fall kann man einen Beimengungsgrad von 4/7 wählen, das heißt ein Verhältnis VL/VT von 4/7, wobei VL das reelle Volumen der flüssigen Abfälle darstellt. Da VT=VL+VC, wobei VC das Volumen der Zemente und des siliziumhaltigen Additivs darstellt, erhält man:
VL/VC = 4/3 = uP.
Folglich sind die eingesetzten Volumina, um 11 des Konzentrats zu verpacken, die folgenden:
VL = 1000 ml, VC = 750 ml, wobei das Gesamtvolumen VT gleich 1750 ml sei.
In diesem Fal bestimmt der Beimengungsgrad von ungefähr 57% ein äquivalentes Verhältnis Wasser/Zement von ungefähr 0,45.
Wenn man die gleichen Zemente und die gleiche siliziumhaltige Verbindung wie in Beispiel 1 verwendet, sind die für ein Gesamtvolumen des Bindemittels von 750 ml eingesetzten Massen entsprechend gleich: nicht alaunhaltiger Zement (CLC 45) alaunhaltiger Zement (SECAR 71) siliziumhaltiges Additif (QUARZSTÄUBE)
wobei
Das Rezept für die Umhüllung von 11 des Konzentrats ist letztendlich das folgende:
- ABFALL BORHALTIGEN KONZENTRATS : 1 l,
- QUARZSTÄUBE : 92 g,
- CLC 45 : 1066 g,
- SECAR 71 : 1010 g.
Um die Verpackung auszuführen, kann man wie in Beispiel 1 vorgehen, indem man die Bestandteile in der folgenden Reihenfolge bemengt:
1) - flüssiges Konzentrat,
2) - siliziumhaltiges Additiv,
3) - alaunhaltiger Zement,
4) - nicht alaunhaltiger Zement.
Man kann das Konzentrat und die Quarzstäube während mindestens 3 Minuten zusammen mischen, bevor die Zemente nacheinander oder gleichzeitig beigemengt werden.
Nach der Beimengung der Zemente setzt man das Mischen während 3 bis 10 Mionuten fort.
Nach dem Mischen weist die neue Mischung:
- während einer halben Stunde nach Beginn des Mischens eine flüssige Konsistenz auf,
- ein langsames Abbinden auf, das während einer Frist von 24 Stunden vorkommt,
- ein Fehlen des Schwitzens während 24 Stunden auf.
Nach der Härtung weist die Mischung:
- ein Fehlen der Rißbildung unter Wasser auf,
- einen mechanischen Widerstand gegen Druck größer als 20 MPa in 28 Tagen auf und steigt auf längere Sicht bedeutend an,
- eine mineralogische Zusammensetzung auf, die sich weitgehend nach mehr als 28 Tagen entwickelt, und umfaßt:
hauptsächlich Strätlingit,
Kalziummonoboraluminat,
borhaltiges Ettringit.
Gemäß einer zweiten Herstellungsweise wird das Verfahren der Erfindung ausgeführt, um in kleinerer Form mineralische Phasen des Typs Strätlingit, borhaltigen Ettringits und/oder Kalziummonoboraluminats zu bilden, durch Abtrennen der borhaltigen Abfällen.
Man verwendet dafür Mischungen aus alaunhaltigem Zement-Portlandzement, die in letzterem sehr angereichert sind, und unverbindlich eine Siliziumverbindung umfaßen. Mit einem Verhältnis Portlandzement/alaunhaltiger Zement größer 4, zum Beispiel 10 oder 20, wird die Hydratisierung des Portlandzements durch den alaunhaltigen Zement noch aktiviert, aber unter Bedingungen, die sich von denen der typischen schnellen Mischungen entfernen. Deshalb benötigt die Regulierung der Mischung weniger Bor. In diesem Fall enthält die gehärtete Matrix im wesentlichen für den Portlandzement gewöhnliche Silikate des hydratisierten Kalziums und in geringen Anteilen das Strätlingit, die borhaltigen Ettringite und/oder das Monomoraluminat.
Wie in der ersten Ausführungsweise bestimmt die Regulierung des Abbindens durch die Borationen des Abfalls, sowie der bestimmten Zugabe, eine langsame Entwicklung der Hydratisierung, was eine fortschreitende Wärmeabfuhr ermöglicht.
Die Anwesenheit einer geringen Wassermenge, die für den Erwerb eines höheren mechanischen Widerstandes nötig ist, bedingt ebenso die Verwendung eines Flußmittels.
Um die Verpackung gemäß der zweiten Ausführungsweise der Erfindung auszuführen, muß eine peinlich genaue Vorgangsweise eingehalten werden, besonders in der Reihenfolge der Einführung der verschiedenen Bestandteile.
Es bedingt ebenso, daß der Abfall, der Borat enthält oder nicht, und von der systematischen Borzugabe begleitet ist, in eine wässriges Milieu eingeführt wird, welches schon Ca&spplus;&spplus; -Ionen in Lösung enthält.
Und zwar reagiert der größte Teil des Bors in diesem Fall direkt mit dem Kalzium, was infolgedessen, nach Einführung des Zements, eine normale Hydratisierung dieses letzteren ermöglicht. Unter Berücksichtigung der geringen alaunhaltigen Zementmenge In dieser zweiten Ausführungsweise, könnte die Aktivierung des Zements auf Portlandbasis nicht erreicht werden, wenn im Gegensatz der Zement nach dem borhaltigen Abfall eingeführt wird, was folglich zur sofortigen Bildung einer borhaltigen Hülle rund um die Zementkörner mit Blockierung der Hydratisierungsreaktion führt.
Damit das Bor mit einer schon mit Kalzium beladenen Lösung reagieren kann, genügt es dafür, den Zement in zwei zeitlichen Abschnitten einzuführen, gemäß der folgenden Vorgangsweise, welche sich vollständig in dem Faß zum Mischen abspielt.
a) Einführung des Wassers zum Anrühren des Mörtels, der Hälfte des Verflüssigers und den eventuellen Siliziumzugabe,
b) Einbringung von 1/5 des nicht alaunhaltigen Zements und Mischen während mindestens 3 Minuten,
c) Einbringung des Abfalls und der Borzugabe (Fall des REI) und Mischen während mindestens 3 Minuten,
d) Einbringung der restlichen 4/5 des nicht alaunhaltigen Zements, dann des alaunhaltigen Zements und der letzten Hälfte des Verflüssigers.
Im Laufe dieser verschiedenen Vorgänge des Mischens darf nicht unterbrochen werden, um jegliche Entmischung vor der vollständigen Mischung zu vermeiden.

BEISPIEL 3:

Man beschreibt nachfolgend die Verwendung der zweiten Ausführungsweise der Erfindung, um ein Amberlit-Harz des Typs IRN-150L im Mischbett zu behandeln, welches mit Bor und Lithium beladen ist, was die folgenden Kennzeichen aufweist:
- Wassergehalt: W = 52,5%
- scheinbare Dichte: da = 1042 g/L scheinbar.
Indem man einen Vakuumindex des Harzes gleich uREI=1/3 und einen scheinbaren Volumen-Beimengungsgrad t des komprimierten-dekantierten REI mit seinem Wasser zum Eintauchen und VT als das Gesamtvolumen der Umhüllung (REI + Matrix) belegt, folgt, daß VREI=3/8VT ist, das heißt, daß das reelle Volumen der Ionenaustauscherharze 37,5% der Gesamtvolumens der Umhüllung belegt.
Es folgt dann:
- das Volumen der Paste: Vp=VT-VREI=5/8VT
- das Volumen des Zements (und des Siliziumzusatzes)
VC=Vp/1+up=VT/3 indem man up=VE/VC=0,87S setzt,
- das gesamte Wasservolumen: VE=VP-VC=7/24VT
- das Wasservolumen zur Sättigung: VESAT=VAPP-VREI=VT/8
- das Wasservolumen zum Anrühren des Mörtels: VEGA=VE-VESAT=VT/6
Die eingesetzten Volumina um scheinbar 11 des komprimierten-dekantierten REI zu zementieren, sind also die folgenden:
VREI=750 ml, VESAT=250 ml, VEGA=333,33 ml,
VC=666,66 ml, wobei VT=2000 ml und VP=1250 ml sei.
Die Zusammensetzung des Matrix, das heißt die Einzelheit VC, ist diesesmal in Abhängigkeit von den für den alaunhaltigen Zement Y und die Quarzstäube Z , im Kern einer Mischung, welche im wesentlichen einen Zement auf Portlandbasis X umfaßt, beobachteten optimalen Prozentanteile angegeben, wobei:
Vx=80%VC; VY=10%VC; VZ=10%VC sei.
Indem man einen CPA55, einen SECAR 71 und Quarzstäube verwendet, deren Volumenmassen entsprechend mx=3,2; my=3,0 und mz=2,0 sind, die eingesetzten Massen sind für ein Volumens des "Bindemittels" von 666,66 ml die folgenden:
Mx=1706,7 g, My=200,0 g, Mz=133,3 g.
Andererseits, wenn der lösliche Borzusatz in Form von Orthoborsäure H&sub3;BO&sub3; auf nur 5g gesetzt wird, unter Berücksichtigung des geringen Anteils an alaunhaltigem Zement, dann muß das Wasservolumen zum Anrühren des Mörtels in der folgenden Weise korrigiert werden:
Das kleine Verhältnis Wasser/Zement der Mischung bedingt eine große Dosis des Verflüssigers, weil es auf den Proportionen des CPA und der Quarzstäube basiert.
Nach Maßgabe von 1 kg für 100 kg Zement, ist die Masse des verwendeten Verflüssigers, des Typs Melment in gemahlener Form, 18,4 g.
Das vollständige verwendete Rezept für die Verpackung von 11 der kompriemierten-dekantierten Ionenaustauscherharze ist letzendlich das folgende:
- ABFALL REI : 11,
- WASSER : 330 g,
- QUARZSTÄUBE : 135 g,
- CPA 55 : 1700 g,
- SECAR 71 : 200 g,
- H&sub3;BO&sub3; : 5 g,
- MELMENT : 18,4 g.
Das Gesamtvolumen geträgt ungefähr 21, bei einem äquivalenten Verhältnis Wasser/Zement von 0,286.
Um die Verpackung herzustellen, wird die Mischung der Bestandteile in einem Faß zur letzendlichen Lagerung mit Hilfe eines Rührblatts ausgeführt, dessen Bewegung von der Einbringung des ersten bis einschließlich zum letzten Bestandteils nie unterbrochen wird.
Das Wasser zum Anrühren des Mörtels, die Quarzstäube werden zuerst im Gesamten mit der Hälfte der Dosis des Verflüssigers eingebracht. Nach einem Mischen von 3 Min., wird ein Fünftel des Portlandzements eingebracht, gefolgt 3 min später von der Gesamtheit des Abfalls und der Borsäure. Das Mischen wird für noch 3 min fortgesetzt, bevor die restlichen vier Fünftel des Portlandzements und die letzte Hälfte des Verflüssigers eingeführt werden und diese selbst während 3 min gemischt werden. Der alaunhaltige Zement wird als letztes eingebracht mit einem nachfolgenden Mischen von 3 min.
Am Ende des Mischens von einer minimalen Gesamtdauer von 15 min, weist die noch nicht gehärtete Mischung:
- während einer halben Stunde eine flüssige Konsistenz mit einer thixotropen Eigenschaft auf,
- ein mehr oder weniger langsames Abbinden, das zwischen 1 und 24 Stunden stattfindet, mit einem Fehlen von Schwitzen auf.
Einmal gehärtet, weist die Umhüllung die folgenden Kennzeichen auf:
- mechanischer Widerstand größer 20 MPa in 28 Tagen, was den Transport ermöglicht,
- Fehlen einer Rißbildung unter Wasser,
- mineralogische Zusammensetzung, was einen geringen Anteil an Strätlingit und/oder borathaltigen Mineralien, wie dem Monoboraluminat und der Borettringit, offenbart.
In dieser zweiten Ausführungsart der Erfindung kann ganz wie in der ersten, die Verbesserung der Einschließung erreicht werden aufgrund der Anwesenheit einer Umverpackung, deren Anbringung das verwendete Gerät zum Mischen mit einbezieht.
Allgemein führt man das Mischen mit einer Mischmaschine aus, welche ein verlorenes Rührblatt umfaßt, das nach der Verwendung in der Umhüllung, bis zum Berühren des Faßbodens, tief eingesunken ist und dann vom Motorblock abgetrennt wird. Die Länge des Rührblatts ist so, daß seine Abmessungen das obere Ende des Fasses um mindestens 5 cm überschreiten, und es dient später als Greifwerkzeug des Fasses. Damit dieser Transport unter guten Bedingungen ausgeführt werden kann, ist es auch nötig, daß der Inhalt ds Fasses ausreichend gehärtet ist, und man zieht es im Allgemeinen vor, 15 Tage zu warten, um den erforderlichen mechanischen Widerstand zu erhalten.
Anschließend wird das Faß, wenn es den Stand zum Mischen verläßt, auf eine provisorische freie Lagerfläche befördert, welche zum Beispiel durch einen Tunnel aus Barytbeton gebildet wird, was einen ausreichenden biologischen Schutz sichert, um jeden Eingriff in den Rest des Orts zu verhindern.
Nach der Lagerung kann man mit einer Umverpackung fortfahren, indem man rund um das Faß eine Mörtelschicht abscheidet, was der Einheit den mechanischen Widerstand und die erforderlichen Eigenschaften der Einschließung verleiht.
Diese Mörtelschicht kann ausgehend von einer Mischung geformt werden, die Zement, Quarzsand, Siliziumstäube, Walk-Ton, wie das Bentonit, und Wasser umfaßt .Die Zusammensetzung dieser Mischung ist vorzugsweise diejenige eines festen Mörtels, der sehr wenig Wasser, im Allgemeinen weniger als 30 Gewichtsprozent Wasser, umfaßt.
Im Allgemeinen fügt man zu dieser Zusammensetzung einen Verflüssiger zu, um ihre Anbringung rund um das Faß durch Gießen oder durch Einspritzung zu erleichtern. Diese Verflüssiger darf keine luft nach sich ziehen, um die mechanischen Leistungen des Packets nicht zu schwächen und muß umso wirksamer sein, als der Mörtel, außer einer starken Dosis an Zement, Quarzstäube und solchen Ton wie den Bentonit umfaßt.
Der verwendete Zement ist ein Bindemittel basierend auf Schlacke, zum Beispiel ein Zement des Typs CLC oder CLK. Auf alle Fälle kann man andere Zemente, davon den CPA, verwenden.
Das Zusammenwirken der sehr reaktiven Teilchen des amorphen Siliziums und des Tons verleihen dem Material eine sehr schwache Permeabilität und ein hohes Einschließungsvermögen.
Um die hohen mechanischen Widerstände, größer als 60 MPa in 28 Tagen, zu erhalten, und zu großen Schwund zu vermeiden, ist es passend, die Tonmenge auf mindestens 5% des Feinanteilvolumens (Zemente, Sände, Quarzstäube und Ton) zu beschränken.
Zum Beispiel kann man die folgende Zusmamensetzung des Mörtels verwenden:
- Quarzsand 0-4 mm 1170 kg/m³,
- Zement CLC 45 : 650 kg/m³,
- Quarzstäube : 130 kg/m³,
- Walk-Ton : 30 kg/m³,
- Wasser und Verflüssiger : 260 l/m³,
Zur Anbringug dieser Zusammensetzung rund um das Faß, welches die dem Zement beigemengten Abfälle enthält, kann man in der folgenden Weise vorgehen.
Man kann das Faß im Inneren eines Containers ablagern, welcher zum Beispiel aus Beton sein kann, und es im gewünschten Abstand von den Wänden des Containers halten, durch eine Hebevorrichtung, die mit dem Rührblatt verbunden ist, und durch ferngesteuerte Arme. Man gießt dann den Mörtel, das heißt die Mischung aus dem Zement, dem Quarzsand, den Quarzstäuben, dem Walk-Ton und dem Wasser, die in einem Mischgerät zubereitet wurde, in den Container und rund um das Faß.
Zum Beispiel kann man eine Mischmaschine mit einem Fassungsvermögen von 500 l verwenden, was ein handelsübliches Gerät ist, an dem mehrere Rührblätter angeordnet sind, zur entsprechenden kreisförmigen und epizykloidischen Bewegung, was eine vollkommene Homogenisierung der Mischung sichert. Nach dem Mischen wird die Mischung, ausgehend von einem Rücklaufbecken gepumpt, und in den Container mittels einer kurzen flexiblen Einspritzröhre befördert. Die Pumpe kann ein volumetrischer oder mechanischer Typ sein, und fähig, um eine Einspritzdruck von mindestens 1 MPa auszuüben. Im Allgemeinen führt man das Gießen in zwei Schritten durch, um dem zuerst thixotropen Mörtel Zeit zu geben, einen Widerstand gegen die größere Scherkraft zu entwickeln. Beim ersten Mal gießt man den Mörtel aufgrund der sehr fortschreitende Schwere, um keine Luft einzuschließen oder das Faß bezüglich dem Container aus dem Zentrum zu bringen, bis zu einer vorher gezogenen Markierung auf dem Container voll, welche der Auskleidung des Bodens unter Berücksichtigung der möglichen Vertiefung des Fasses in der Mörtelschicht entspricht.
Nachdem man den Mörtel während 30 Minuten in Ruhe gelassen hat, wird das Rührblatt von der Hebevorrichtung befreit und der Mörtelguß wird bis zum Rand des Containers fortgesetzt. Man kann noch ein zusätzliches Volumen an Mörtel zugeben, um den Teil über dem Container zu füllen, weil der Inhalt des Fasses sich während seiner Anbringung senkt. Jedenfalls bringt man im Allgemeinen eine Bleiplatte an, was den Strahlenschutz über dem Faß vervollständigt und dessen Balance sichert.
In Figur 2 ist die Vorrichtung zur Lagerung der, durch das Verfahren der Erfindung erhaltenen, radioaktiven oder toxischen Abfälle dargestellt.
In dieser Figur sieht man, daß diese Vorrichtung ein Faß 1 umfaßt, welches die Abfälle 3 in Form einer Dispersion dieser Abfälle in einer mineralischen Matrix enthält, welche eine Phase des Typs Strätlingit, Kalziummonomoraluminat und/oder borhaltiges Ettringit umfaßt. Dieses Faß 1 ist, falls nötig, von einer Mörtelschicht 5 umgeben, die rund um das Faß gelagert ist, und einer externen Hülle 7, die zum Beispiel durch einen Container aus Beton um die Mörtelschicht 5 gebildet wird.
Die Struktur dieser Vorrichtung ermögllicht die Beimengung eines höheren Abfallvolumens in dem Faß 1, ohne besondere Furcht vor dem intrinsischen Sinken der mechanischen Leistungen zu haben, unter der Bedingung, eine ausreichende Zementdosis zu haben, um eine Zugwirkung auf das Faß 1 durch Zwischenschaltung eines abgetrennten Rührblatts, zur Zeit der Anordnung des Faßes 1 in dem Container, zu ermöglichen 7.
In dieser Vorrichtung ermöglicht die Anwesenheit der rund um das Faß 1 gelagerten Mörtelschicht 5, mechanische Eigenschaften zu erhalten und die Einschließung zu sichern und das Zurückhalten der radioaktiven oder toxischen Produkte. Im Allgemeinen beträgt die Dicke dieser Schicht 5 mindestens 10 cm.
Die Zusammensetzung diese Mörtels ist die folgende:
- Quarzsand von 0 bis 4 mm : 1170 kg/m³,
- Zement CLC 45 : 650 kg/m³,
- Quarzstäube : 130 kg/m³,
- Walk-Ton : 30 kg/m³,
- Wasser und Verflüssiger : 260 l/m³.
Der verwendete Verflüssiger ist vom Typ des sulfonsauren Naphthalins und die physischen Kennzeichen des frischen Mörtels sind die folgenden:
- Zeit zur Entleerung im Marsh-Kegel (Durchmesser 12,5 mm): 100 s,
- Zeit zum Abbinden: 6 h,
- Dichte: 2,24
Man führt das Gießen des Mörtels in zwei Schritten durch, dann läßt man härten und bestimmt die Kennzeichen des letzendlich erhaltenen Produkts.
Die physischen Kennzeichen des gehärteten Mörtels sind die folgenden:
- Schwund in 28 Tagen: < 400 um/m (wasserdichte umschließung),
- Widerstand bei Kompression in 28 Tagen: > 80 MPa,
- Widerstand bei Durchfederung in 28 Tagen: > 10 MPa.
Die Schwindungen und die Widerstände werden an prismatischen Probekörpern von 4x4x16 cm gemessen.

Claims

1. Vorrichtung zur Lagerung radioaktiver oder toxischer Abfälle, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Faß (1) umfaßt, das die Abfälle (3) in Form einer Dispersion dieser Abfälle in einer mineralischen Matrix enthält, welche die Phasen vom Typ des Straetlingits, des Calciummonoboroaluminats und/oder des borhaltigen Ettringits umfaßt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine um das Faß (1) angebrachte Mörtelschicht (5) und eine die Mörtelschicht umgebende äußere Hülle (7) enthält.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mörtelschicht Zement, Quarzsand, Quarzstäube und einen Walk-Ton enthält.

4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Mörtelschicht mindestens 10 cm beträgt.

5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülle aus Beton ist.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle Ionenaustauscherharze oder flüssige Konzentrate sind.

7. Verfahren zur Konditionierung radioaktiver oder toxischer Abfälle, die Borat-Ionen enthalten können, in Hinblick auf ihre Lagerung in einer festen Matrix auf Zementbasis, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:

a) - die Abfälle in Gegenwart von Wasser mit Tonerdezement, Nicht-Tonerdezement und gegebenenfalls einer Silikat- und/oder einer borhaltigen Verbindung in solchen Mengenverhältnissen zu vermischen, daß eine Mischung gebildet wird, die über die gewöhnlichen Hydrate des Nicht-Tonerdezements hinaus die Kristallisation von stabilen mineralischen Phasen vom Typ des Straetlingits, des Calciummonoboroaluminats und/oder des borhaltigen Ettringits gestattet, und

b) - die Mischung hart werden zu lassen, um die feste Matrix zu bilden, die wenigstens eine dieser Phasen enthält.

8. Verfahren gemaß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man anschließend um die erhärtete Mischung eine Mörtelschicht anbringt.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zu konditionierenden radioaktiven Abfälle borhaltige flüssige Konzentrate sind und daß sie im Schritt a) mit Tonerdezement,Nicht-Tonerdezement auf Portland- Klinker-Basis und einer Silikat-Verbindung gemischt werden.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle im Schritt a) mit Wasser, Tonerdezement, Nicht-Tonerdezement auf Portland-Klinker-Basis, einer Silikat-Verbindung und einer borhaltigen Verbindung gemischt werden.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a) die Mengenverhältnisse so sind, daß das Gewichtsverhältnis des Wassers zur Gesamtmenge von Nicht-Tonerdezement, Tonerdezement und Silikat-Verbindung unter 0,5 liegt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Nicht-Tonerdezement zu Tonerdezement im Bereich von 1 bis 20 liegt.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Nicht-Tonerdezement aus der Gruppe gewählt wird, die die reinen Portlandzemente, die zusammengesetzten Portlandzemente, die Schlacken-Klinker-Zemente und die Schlacken-Flugaschen-Zemente umfaßt.

14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikat-Verbindung aus der Gruppe gewählt wird, die die Puzzolane, die Tone, Metakaolin, Kieselgur, die Quarzstäube, Quarzmehl, die Kieselgele, die Glaspulver und Natriumsilicat umfaßt.

15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Borverbindung Borsäure, ein Borat oder Borax ist.

16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a) in die Mischung ein Betonverflüssiger hinzugefügt wird.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonverflüssiger ein Naphtalinsulfonat oder eine Verbindung von der Art des Melamins ist.

18. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mörtelschicht gebildet wird aus einer Mischung, die Zement, Quarzsand, Quarzstäube, einen Walk-Ton und Wasser enthält.

19. Verfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Walk-Ton ein Bentonit ist.

20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen Betonverflüssiger enthält.

21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a) zunächst die Abfälle mit Wasser und gegebenenfalls mit dem Betonverflüssiger, der Silikat-Verbindung, einem Teil des Nicht-Tonerdezements und/oder der borhaltigen Verbindung gemischt werden und dann der Tonerdezement und der Nicht-Tonerdezement zugefügt werden.

22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a) das Verhältnis des tatsächlichen Volumens der Abfälle zum Gesamtvolumen von Abfällen, Wasser, Betonverflüssiger, Silikat-Verbindung, borhaltiger Verbindung, Tonerdezement und Portlandzement höchstens 0,6 beträgt.