DE69508910T2

DE69508910T2 - Method and device for treating radioactive waste by hydraulic binders

Info

Publication number: DE69508910T2
Application number: DE1995608910
Authority: DE
Inventors: Philippe Grandsire
Original assignee: R T C REALISATIONS TECH ET COM
Current assignee: R T C REALISATIONS TECH ET COM
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: EP0724271A1; FR2728719B1; FR2728719A1; EP0724271B1; ES2129786T3; DE69508910D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung von radioaktiven Rückständen in der Form von Schlamm, Aschen, Konzentraten, Korund und verschiedenen Abfällen, das darin besteht, diese mittels eines hydraulischen Bindemittels zu verfestigen, um einen festen Block einer definierten mechanischen Festigkeit zu erhalten. Ihre Anwendung wird diese Erfindung demzufolge im Rahmen der Wiederbehandlung von Atommüll finden.The invention relates to a method and a plant for the treatment of radioactive residues in the form of sludge, ashes, concentrates, corundum and various wastes, which consists in solidifying them using a hydraulic binder in order to obtain a solid block with a defined mechanical strength. This invention will therefore find application in the reprocessing of nuclear waste.

Sowohl in den Kernkraftwerken als auch in den Atommüllverarbeitungswerken sind zahlreiche Vorsorgsmaßnahmen hinsichtlich der Qualität der in die Umwelt abgeführten und in diesen Kraftwerken oder diesen Fabriken anfallenden Abwässer zu treffen. Also müssen die sämtlichen radioaktiven Partikeln aus diesen Abwässern entfernt werden, um sie an sicheren Orten aufzulagern, an denen sie keine Gefahr laufen, die Umwelt zu verseuchen.Both in nuclear power stations and in nuclear waste processing plants, numerous precautionary measures must be taken with regard to the quality of the waste water discharged into the environment and generated by these stations or factories. All radioactive particles must therefore be removed from this waste water and stored in safe places where they do not run the risk of contaminating the environment.

Zur Behandlung dieser Abwässer werden also chemische Fällungen, wie Ausflockung oder dergleichen, vorgenommen, um die Partikeln in der Form von Schlamm zu entfernen.To treat these wastewaters, chemical precipitations, such as flocculation or the like, are carried out in order to remove the particles in the form of sludge.

Weiterhin werden auch die weiteren Abfallarten, wie die Konzentrate aus dem Verdampfer, die Aschen und die weiteren, im Rahmen der Behandlung durch Schleudern oder Filtrierung anfallenden Produkte, wie z. B. Korund, Sand, usw., aufgefangen und aufgelagert.Furthermore, other types of waste, such as concentrates from the evaporator, ashes and other products arising during the treatment by spinning or filtering, such as corundum, sand, etc., are also collected and stored.

In dieser Hinsicht wird insbesondere der radioaktive Schlamm in Metallfäßen oder -Tanks aufgelagert, die, ihrerseits, in Hallen oder sogar an offenen Orten aufgestellt werden, wobei man wissen soll, daß derartige Fäße wegen der großen Verseuchungsrisiken, die ihr Inhalt darstellt, nicht unterirdisch aufgelagert werden dürfen. Derartige Metallfäße haben in der Tat eine beschränkte Lebensdauer, sodaß es notwendig ist, ihr Inhalt periodisch in neue Fäße umzufüllen. Also ist leicht zu verstehen, daß dieser Schlamm als besonders platzeinnehmend betrachtet wird, und zwar in dem Maße, daß dieser radioaktive Schlamm, der dennoch aus allen Gesichtspunkten gefährlich ist, in gewissen Ländern, die über entweder eine umweltunfreundliche gesetzliche Regelung oder unzureichende Kontrollmittel verfügen, in der freien Natur ausgekippt wird.In this respect, radioactive sludge is stored in metal drums or tanks which are themselves placed in warehouses or even in open spaces, although it should be noted that such drums must not be stored underground due to the high risk of contamination that their contents represent. Such metal drums have a limited lifespan and their contents must therefore be periodically transferred to new drums. It is therefore easy to understand why this sludge is considered to be particularly bulky, to the extent that this radioactive sludge, which is nevertheless dangerous from all points of view, is used in certain countries which have either environmentally unfriendly legislation or inadequate control means. dumped into the open air.

In dieser Hinsicht sind aus der GB-A-2.218.256 ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung von radioaktivem Schlamm durch Verglasung bekannt. In Wirklichkeit ist hier erklärt, daß dieser Schlamm nach einer Reduzierung des Wassergehalts durch Schleudern über verschiedene Förderverfahren zur Verglasungseinheit gesandt wird. Eines dieser bekannten Verfahren besteht darin, die Förderung dieses Schlamms über Dämpfe zu sichern, die, wenn sie sich niederschlagen, den Schlamm aufneu verdünnen. Die in dieser früheren Schrift veröffentlichte Erfindung besteht genauer darin, dem Schlamm wenigstens einen Teil der Glaspartikeln für die Verglasung zuzumischen. Diese im geeigneten Behälter enthaltene Mischung wird bei Inertgasströmung homogenisiert und getrocknet. Außerdem ist zu bemerken, daß die Glaspartikeln, ihrerseits, vorverwärmt werden können, bevor sie dem Schlamm zugemischt werden. Schließlich wird dieser also mit den Glaspartikeln vermischte und getrocknete Schlamm als eine Wirbelschicht über ein Inertgas zur Verglasungseinheit gefördert.In this respect, a process and a plant for treating radioactive sludge by vitrification are known from GB-A-2.218.256. In fact, it is explained here that this sludge, after a reduction in the water content by centrifuging, is sent to the vitrification unit by various conveying methods. One of these known methods consists in ensuring the conveying of this sludge by means of vapours which, when precipitated, re-dilute the sludge. The invention published in this earlier document consists more precisely in mixing at least part of the glass particles for vitrification into the sludge. This mixture, contained in the appropriate container, is homogenised and dried in an inert gas flow. It should also be noted that the glass particles, in turn, can be preheated before being mixed into the sludge. Finally, this sludge, thus mixed with the glass particles and dried, is conveyed to the vitrification unit as a fluidised bed over an inert gas.

Aus PATENT ABSTRACT OF JAPAN Band 16, Nr. 571 Seite 1459; 11, 12, 1992 JP-A-42 021 799 ist ebenfalls ein Verfahren zur Behandlung von radioaktivem Schlamm bekannt, das darin besteht, den Schlamm aus einem Vorratsbehälter zu entnehmen, um diesen in einen Behandlungsbehälter umzufüllen. Diesem Schlamm wird ein zum Sichern der Verfestigung des Ganzen bestimmtes Agens, insbesondere Zement oder Pulverglas, zugefügt, wobei das Ganze dann homogenisiert wird. Nach Dehydratation und in der Voraussetzung, daß das Bindemittel Zement entspricht, wird das Ganze bis zur Verfestigung stehengelassen. Falls Pulverglas dem Schlamm zugefügt wird, wird die Mischung erwärmt und gepreßt, sodaß das Pulverglas eine gleichmäßige, feste Substanz bildet.From PATENT ABSTRACT OF JAPAN volume 16, no. 571 page 1459; 11, 12, 1992 JP-A-42 021 799 a process for treating radioactive sludge is also known, which consists in removing the sludge from a storage tank in order to transfer it to a treatment tank. An agent intended to ensure the solidification of the whole, in particular cement or powdered glass, is added to this sludge, the whole being then homogenized. After dehydration and provided that the binder is cement, the whole is left to solidify. If powdered glass is added to the sludge, the mixture is heated and pressed so that the powdered glass forms a uniform, solid substance.

Aus der DE-A-4.023.118 ist weiter ein Verfahren zur Behandlung von geringfügig durch Radioaktivität verseuchten Baumaterialabfällen bekannt. Im Rahmen dieses Verfahrens handelt es sich zunächst darum, die zermahlbaren Abfällen zu feinen Partikeln zu mahlen. In einen Behälter, dessen Material eine Sperre gegen radioaktiven Stralhlungen bildet, werden gleichzeitig größere Abfälle angebracht, die nicht gemahlen werden können. Anschließend wird die Aufbereitung des aus Zement, Wasser und Bindemittel bestehenden Füllmaterials vorgenommen. Dieser Mischung werden weiter hin die vorher feingemahlenen, verseuchten Materialpartikeln zugefügt. Eine der Aufgaben der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Schlamm, das darin besteht, diesen letzten so zu verfestigen, daß es möglich ist, diesen gerade dank der Stabilität des durch dieses Schlammverfestigungsverfahren erhaltenen, festen Blocks ohne Verseuchungsgefahr aufzulagern.DE-A-4.023.118 also discloses a process for treating building waste that is slightly contaminated with radioactivity. This process initially involves grinding the grindable waste into fine particles. Larger waste that cannot be ground is placed in a container, the material of which forms a barrier against radioactive radiation. The filling material consisting of cement, water and binding agent is then processed. This mixture is then further the previously finely ground contaminated material particles are added. One of the objects of the invention is a process for treating sludge which consists in solidifying the latter in such a way that it is possible to deposit it without risk of contamination, precisely because of the stability of the solid block obtained by this sludge solidification process.

Zu diesem Zweck bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Behandlung von radioaktiven Rückständen in der Form von Schlamm, Aschen, Konzentraten, Korund und verschiedenen Abfällen, das darin besteht, diese mittels eines hydraulischen Bindemittels zu verfestigen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, sich durch verschiedene Wassergehälte von einander unterscheidende Arten radioaktiver Rückstände so gemischt werden, daß ein zu behandelnder Schlamm erhalten wird, der einen optimalen Wassergehalt aufweist, der im wesentlichen der zur Hydratation der Komponenten des hydraulischen Bindemittels, um die Härtung der Mischung zu sichern, notwendigen Wassermenge entspricht.For this purpose, the invention relates to a process for the treatment of radioactive residues in the form of sludge, ashes, concentrates, corundum and various wastes, which consists in solidifying them by means of a hydraulic binder, characterized in that several types of radioactive residues differing from one another by different water contents are mixed in such a way as to obtain a sludge to be treated which has an optimal water content which corresponds substantially to the amount of water necessary for hydrating the components of the hydraulic binder in order to ensure the hardening of the mixture.

Vorteilhaft wird der Schlamm, anschließend die Schlammhydraulisches Bindemittel-Mischung während dem ganzen Verfahren gerührt, um einen gewissen Homogenisierungsgrad zu erreichen, anschließend aufrechtzuerhalten.Advantageously, the sludge and then the sludge-hydraulic binder mixture are stirred throughout the entire process in order to achieve and then maintain a certain degree of homogenization.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Anlage zur Anwendung des obigen Verfahrens. Diese Anlage umfaßt also:The invention also relates to a plant for applying the above method. This plant therefore comprises:

- Rührmittel zum Homogenisieren der in zum Bilden einer zu behandelnden Schlammpartie bestimmten Fäßen enthaltenen radioaktiven Rückstände;- agitators for homogenising the radioactive residues contained in barrels intended to form a batch of sludge to be treated;

- einen Behälter, in den die in den Fäßen enthaltenen radioaktiven Rückstände nach dem Homogenisieren gegossen werden;- a container into which the radioactive residues contained in the drums are poured after homogenisation;

- Rührmittel, deren Funktion es ist, die in dem Behälter eingeführte Schlammpartie zu homogenisieren;- agitators designed to homogenise the sludge batch introduced into the tank;

- eine Rühreinheit sowie eine Formgußeinheit;- a stirring unit and a molding unit;

- und Pumpmittel, die es jeweils erlauben, den Inhalt der Fäße zu entnehmen, um ihn in den Behälter einzuführen, anschließend eine bestimmte Menge des in diesem Behälter enthaltenen homogenisierten Schlamms zu entnehmen, um diese in die Rühreinheit umzufüllen.- and pumping means which allow the contents of the barrels to be removed in order to introduce them into the tank, then to remove a certain quantity of the homogenised sludge contained in this tank in order to transfer it to the agitator unit.

Die durch diese Erfindung erreichten Vorteile bestehen gerade darin, daß es dadurch, daß der radioaktive Schlamm in einen verfestigten, kompakten Block umgewandert wird, der außerdem homogen und, deshalb, chemisch und mechanisch stabil ist, möglich ist, diese in einer Abkapselungshülle angeordneten Blöcke ohne Gefahr für die Umwelt unterirdisch aufzulagern.The advantages achieved by this invention are precisely that by converting the radioactive sludge into a solidified, compact block which is also homogeneous and, therefore, chemically and mechanically stable, it is possible to store these blocks arranged in an encapsulated shell underground without any risk to the environment.

Durch das Verfahren und die Anlage, die die Anwendung desselben erlaubt, ermöglicht die vorliegende Erfindung es also, eine wirkliche Behandlung dieser radioaktiven Abfälle zu betrachten.Through the process and the plant that allows its application, the present invention therefore makes it possible to consider a real treatment of these radioactive wastes.

Die Erfindung wird beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel zeigen, besser verstanden werden.The invention will be better understood by reading the following description with the aid of drawings which show an embodiment.

Es zeigen:Show it:

- Fig. 1, eine schematische Planansicht der Anlage, die die Anwendung des Verfahrens zur Behandlung von radioaktiven Rückständen, wie Schlamm, erlaubt;- Fig. 1, a schematic plan view of the plant allowing the application of the process for the treatment of radioactive residues such as sludge;

- Fig. 2, eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Anlage.- Fig. 2, a plan view of the system shown in Fig. 1.

Die vorliegende Erfindung besteht in einem Verfahren zur Behandlung von radioaktiven Rückständen, wie chemisch niedergeschlagenem Schlamm oder Konzentrat eines Verdampfers, Aschen, Sand und weiteren Erzeugnissen einer Behandlung durch Schleudern, die sowohl in einer Kernzentrale als auch im Bereich eines Atommüllwiederverarbeitungswerks und im allgemeinen bei allen Atommüllproduzenten anfallen.The present invention consists in a process for treating radioactive residues such as chemically precipitated sludge or concentrate from an evaporator, ashes, sand and other products of centrifugal treatment, which arise both in a nuclear power plant and in the area of a nuclear waste reprocessing plant and in general in all nuclear waste producers.

Wie in den Fig. 1 und 2 der anliegenden Zeichnungen ersichtlich ist, bezieht sich die Erfindung ebenfalls auf eine Anlage, die die Anwendung dieses Behandlungsverfahrens erlaubt.As can be seen in Figures 1 and 2 of the accompanying drawings, the invention also relates to a plant which allows the application of this treatment method.

Tatsächlich müssen die Rückstände, die in der Form von feinen Partikeln vorkommen, gemäß diesem Verfahren auf homogene Weise in ein flüssiges Medium, das hauptsächlich aus Wasser besteht, verteilt werden. Bei Behandlung von Schlamm wird dieser also zunänchst durch Rührung homogenisiert, denn, wie dies weiter in der Beschreibung erwähnt wird, wird die Stabilität des am Ende erreichten Produkts von dieser Homogenisierung abhängig sein. Bei trocknen Rückständen, oder Rückständen mit niedrigem Wassergehalt kann eine Zufügung von Wasser notwendig sein, und zwar in einem Verhältnis, der auch weiter in der Beschreibung definiert wird. Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung werden derartige, trockene Rückstände in der Tat dem zu behandelnden Schlamm zugemischt, um einen erwünschten Wassergehalt zu erreichen.In fact, according to this process, the residues, which are in the form of fine particles, must be distributed homogeneously in a liquid medium consisting mainly of water. When treating sludge, the latter is therefore first homogenized by stirring because, as mentioned further in the description, the stability of the final product obtained will depend on this homogenization. In the case of dry residues, or residues with a low water content, it may be necessary to add water in a proportion that is also defined further in the description. According to a particular feature of the invention, such dry residues are in fact mixed with the sludge to be treated in order to achieve a desired water content.

Es ist leicht zu verstehen, daß das Verfahren systematisch für die Behandlung von Schlamm anwendbar ist, ohne Rücksicht darauf, ob es sich um Schlamm handelt, der mittels einer Klaranlage oder dergleichen zurückgewonnen wurde, oder der durch Zufügung von Wasser erhalten wurde oder einer Mischung von Schlamm und trocknen Rückständen entspricht.It is easy to understand that the process is systematically applicable to the treatment of sludge, regardless of whether it is sludge recovered by means of a purification plant or the like, or obtained by adding water, or corresponds to a mixture of sludge and dry residues.

Nachdem dieser radioaktive Schlamm möglichst perfekt homogenisiert ist, wird gemäß dem Verfahren schließlich ein hydraulisches Bindemittel in einem Verhältnis zugemischt, das von der mechanischen Stärke des sich nach dem Trocknen ergebenden Blocks abhängig ist.After this radioactive sludge has been homogenized as perfectly as possible, the process finally involves adding a hydraulic binder in a ratio that depends on the mechanical strength of the block resulting after drying.

Diese Mischung von radioaktivem Schlamm und hydraulischem Bindemittel wird aufneu durch Rühren homogen gemacht und zwar so, daß diese Homogenität in diesem festen Block nach Härtung des genannten hydraulischen Bindemittels erreicht wird.This mixture of radioactive mud and hydraulic binder is again made homogeneous by stirring in such a way that this homogeneity is achieved in this solid block after hardening of the said hydraulic binder.

Durch das Verfahren ist es tatsächlich der Zweck der vorliegenden Erfindung, eine optimale Leistung zu erreichen: behandelte Schlammenge - Endvolumen des verfestigten Schlamms und, demzufolge, der Menge zugefügten hydraulischen Bindemittels.Through the process, in fact, the purpose of the present invention is to achieve an optimal performance: amount of sludge treated - final volume of solidified sludge and, consequently, amount of hydraulic binder added.

Ausgehend von mechanischen Erwägungen kennt man also die im Verhältnis zu einem gegebenen, trockenen Rückständenvolumen zuzumischenden Anteile an hydraulischem Bindemittel. Außerdem kennt man das zur Hydratation der Komponenten des hydraulischen Bindemittels notwendige Wasservolumen, das schließlich die Härtung der Mischung erlauben wird.Based on mechanical considerations, the proportions of hydraulic binder to be added in relation to a given volume of dry residue are known. In addition, the volume of water required to hydrate the components of the hydraulic binder, which will ultimately allow the mixture to harden, is known.

Weist der zu behandelnde Schlamm einen niedrigen Wassergehalt auf, so ist es zum Erreichen des erzielten Ergebnisses demzufolge erforderlich, der Mischung Wasser zuzufügen, das reines Wasser genannt werden kann. Unter diesen Umständen stellt man fest, daß das behandelte Schlammvolumen im Verhältnis zum Volumen des erhaltenen, festen Blocks nicht optimisiert wurde. Durch dieses Vorgehen hat man in der Tat nutzlos eine gegebene, der Mischung zugefügte, reine Wassermenge behandelt.If the sludge to be treated has a low water content, it is therefore necessary to add water to the mixture, which can be called pure water, in order to achieve the desired result. In these circumstances, it is found that the volume of sludge treated has not been optimized in relation to the volume of the solid block obtained. This procedure means that a given quantity of pure water added to the mixture has been treated in vain.

Gleichfalls gibt es bei der Behandlung von Schlamm mit hohem Wassergehalt, d. h. einem Gehalt, der größer ist als die Wassermenge, die zur Hydratation des optimalen hydraulischen Bindemittelvolumen, das es erlaubt, die erwünschte mechanische Festigkeit zu erreichen, notwendig ist, keine andere Lösungen als mehr hydraulisches Bindemittel zuzufügen, das in der Lage ist, dieses überschüssige Wasser aufzunehmen. Demzufolge ist die schließlich zugemischte Menge hydraulischen Bindemittels größer als diejenige, die wirklich notwendig ist, abgesehen davon, daß sich hieraus ein fester Block eines im Verhältnis zur wirklich behandelten Menge Rückstände nutzlos erhöhten Volumens ergibt.Likewise, when treating sludge with a high water content, that is, a content greater than the amount of water necessary to hydrate the optimum volume of hydraulic binder that allows to achieve the desired mechanical strength, there is no other solution than to add more hydraulic binder capable of absorbing this excess water. Consequently, the The quantity of hydraulic binder finally added is greater than that which is actually necessary, not to mention that this results in a solid block of a volume which is uselessly increased in relation to the quantity of residue actually treated.

Die erfindungsmäßige Lösung besteht darin, eine bzw. mehrere Mischungen von verschiedenen Arten Rückstände, die sich gerade durch ihren Wassergehalt von einander unterscheiden, vorzunehmen, um einen Schlamm zu erreichen, dessen Wassergehalt derjenige ist, der zur Hydradation der Menge hydraulischen Bindemittels, die diesem Schlamm zuzufügen ist, notwendig ist, um ihm in der Form eines Blocks zu verfetigen, der aus dem Gesichtspunt der mechanischen Festigkeit den erforderlichen Bedingungen entspricht.The solution according to the invention consists in making one or more mixtures of different types of residues, which differ from one another precisely in their water content, in order to obtain a sludge whose water content is that necessary for hydrating the quantity of hydraulic binder to be added to this sludge in order to solidify it in the form of a block which meets the required conditions from the point of view of mechanical strength.

Ganz konkret kann Schlamm mit hohem Wassergehalt z. B. Schlamm mit niedrigem Wassergehalt zugemischt werden oder können auch einfach "trockene" Rückstände, wie Sand oder Asche, zugefügt werden.Specifically, sludge with a high water content can be mixed with sludge with a low water content, or simply "dry" residues such as sand or ash can be added.

Gemäß dem Ver fahren ist ebenfalls vorgesehen, vor dem Zumischen von hydraulischem Bindemittel und nach dem Homogenisieren des Schlamms physikochemische Analysen dieses letzten vorzunehmen. Insbesondere werden eine Messung des pH-Wertes sowie eine Messung des Wassergehalts durchgeführt. Anhand dieser Messungen kann also, falls erforderlich, der pH-Wert neujustiert oder auch der Wassergehalt des Schlamms geändert werden.The process also provides for physicochemical analyses of the sludge before mixing in hydraulic binder and after homogenisation. In particular, the pH and water content are measured. These measurements can therefore be used to readjust the pH or change the water content of the sludge if necessary.

Weiterhin ist vorgesehen, eine Prüfung der Vereinbarkeit des Schlamms mit dem hydraulischen Bindemittel vorzunehmen. Zu diesem Zweck werden dem homogenisierten Schlamm ein bzw. mehrere Muster eines auferlegten Volumens entnommen, denen eine vorbestimmte Menge hydraulischen Bindemittels zugefügt wird. Die Mischung eines Schlammusters wird in einer Gußform enthalten, die nach Verfestigung dieses Schlamms eine leichte Entfernung aus der Gußform erlaubt.It is also planned to carry out a test of the compatibility of the sludge with the hydraulic binder. For this purpose, one or more samples of a given volume are taken from the homogenized sludge and a predetermined amount of hydraulic binder is added to them. The mixture of a sludge sample is contained in a mold which allows easy removal from the mold after the sludge has solidified.

Anschließend werden dieses bzw. diese verfestigten Schlammuster analysiert. Anhand der Ergebnisse dieser letzten wird die Neujustierung vorgenommen, die aus dem Gesichtspunkt sowohl des Wassergehalts des Schlamms als auch der Menge oder der Art des zu verwendeten hydraulischen Bindemittels notwendig ist. Derartige auf Mustern durchgeführte Proben werden so oft, es nötig ist, wiederholt.This or these solidified mud samples are then analysed. The results of the latter are used to make the necessary adjustments, both in terms of the water content of the mud and the amount or type of hydraulic binder to be used. Such tests carried out on samples are repeated as often as necessary.

Vorzugsweise wird nach diesen Proben auf Mustern eine Probe im wirklichen Maßstab vorgenommen. Also wird dem justierten und homogenisierten Schlamm die Schlammenge entnommen, die dem Volumen des Blocks, der man fertigen möchte, entspricht. Dieser gegebenen Schlammenge wird das hydraulische Bindemittel in durch die vorher auf einem Muster durchgeführte Probe bestimmten Anteilen zugefügt. Es ist zu bemerken, daß zu diesem Zeitpunkt noch eine Neujustierung des Wassergehalts vorgenommen werden kann, insbesondere wenn dieser niedriger als der erwünschte Wassergehalt ist.Preferably, after these tests on samples, a full-scale test is carried out. In other words, the amount of sludge corresponding to the volume of the block to be made is taken from the adjusted and homogenized sludge. The hydraulic binder is added to this given amount of sludge in proportions determined by the test previously carried out on a sample. It should be noted that at this stage the water content can still be readjusted, especially if it is lower than the desired water content.

Erst nach Feststellung eines zufriedenstellenden Ergebnisses im Bereich dieser Proben im wirklichen Maßstab wird das Verfahren zur Behandlung von Schlamm in der kontinuierlichen Betriebsphase fortgesetzt, bis zur vollständigen Behandlung einer gegebenen Schlammpartie.Only after a satisfactory result has been established in the range of these real-scale samples, the sludge treatment process is continued in the continuous operation phase until the complete treatment of a given batch of sludge.

Es ist in der Tat zu bemerken, daß die Proben sowohl im beschränkten Maßstab als auch im wirklichen Maßstab zu Ergebnissen führen, die strikt von den physikalischen und chemischen Merkmalen der Schlammpartie abhängig sind, die vorher aufbereitet worden ist und einer Mischung von verschiedenen Arten Schlamm und sonstiger radioaktiver Rückstände entspricht. Schließlich entspricht eine Schlammpartie der in einem Behälter eines bestimmten Volumens aufbereiteten Schlammenge.It should be noted that the tests, both on a limited scale and on a real scale, give results that are strictly dependent on the physical and chemical characteristics of the batch of sludge that has been previously processed and that corresponds to a mixture of different types of sludge and other radioactive residues. Finally, a batch of sludge corresponds to the quantity of sludge processed in a container of a given volume.

Gemäß einer ersten Ausführungsform kann ab einer derartigen Schlammpartie eine gegebene Anzahl verfestigter Schlammblöcke eines vorbestimmten Volumens gefertigt werden. Insbesondere werden die folgenden Vorgänge eine gewisse Anzahl Male wiederholt: der aufbereiteten Partie wird eine bestimmte Schlammenge entnommen, um in ein Rührwerk gegossen zu werden, in das ebenfalls das hydraulische Bindemittel gegossen wird. Nach dem Homogenisieren wird die Mischung in einen wiederverwendbaren Behälter gegossen: zu diesem Zeitpunkt wird ebenfalls ein Handhabungshaken in diese Schlamm-hydraulisches Bindemittel-Mischung eingeführt; nach Prüfung der Härtung wird der verfestigte Block aus dem wiederverwendbaren Behälter herausgenommen und in einen Auflagerungsbehälter gelegt, der mehrere dieser Blöcke enthalten kann.According to a first embodiment, a given number of solidified mud blocks of a predetermined volume can be manufactured from such a batch of mud. In particular, the following operations are repeated a certain number of times: a certain quantity of mud is taken from the prepared batch to be poured into an agitator into which the hydraulic binder is also poured. After homogenization, the mixture is poured into a reusable container: at this time, a handling hook is also inserted into this mud-hydraulic binder mixture; after checking the hardening, the solidified block is removed from the reusable container and placed in a storage container which can contain several of these blocks.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in größerem Maße der in den anliegenden Figuren gezeigten Anlage entspricht, wird der aufbereiteten und homogenisierten Schlammpartie ein hydraulisches Bindemittel zuge fügt, dessen Merkmale und Mengen durch Proben auf Mustern bestimmt worden sind, und zwar um einen spezifischen Umkapselungsbehälter, nämlich aus den physikalischen und mechanischen Atommüllauflagerungsmerkmalen entsprechenden Faserbeton, nahezu völlig zu füllen. In diesem Fall bildet dieser Behälter schließlich eine verlorene Schalung und ist seine Innenwand mit einer Folie aus einem zusammendrückbaren Material. z. B. Polystyrol, das geeignet ist, die dimensionnellen Änderungen des Blocks während der Verfestigung zu erlauben, verkleidet.According to a second embodiment, which corresponds to a greater extent to the plant shown in the attached figures, a hydraulic binding agent is added to the treated and homogenized sludge batch. whose characteristics and quantities have been determined by testing on samples, in order to almost completely fill a specific encapsulation container, namely made of fibre-reinforced concrete with the physical and mechanical characteristics of the nuclear waste storage. In this case, this container finally forms a permanent formwork and its inner wall is lined with a sheet of compressible material, e.g. polystyrene, suitable for allowing the dimensional changes of the block during solidification.

Wie oben schon erwähnt ist, bezieht sich die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine Anlage, die die Anwendung des soeben beschriebenen Verfahrens erlaubt.As already mentioned above, the present invention also relates to a plant that allows the application of the method just described.

Diese insbesondere in den Fig. 1 und 2 gezeigte Anlage umfaßt hauptsächlich Rührmittel 1, die es erlauben, den vorher in Fäßen 2 enthaltenen Schlamm zu homogenisieren. Diese Anlage ist außerdem mit einem Behälter 3 versehen, in den der in mehreren Fäßen enthaltene und einer zu behandelnden Schlammpartie 4 entsprechende Schlamm umgefüllt wird.This installation, shown in particular in Figures 1 and 2, comprises mainly stirring means 1 which allow the sludge previously contained in barrels 2 to be homogenized. This installation is also provided with a container 3 into which the sludge contained in several barrels and corresponding to a batch of sludge 4 to be treated is transferred.

In diesem Behälter 3 befinden sich wiederum Rührmittel 5, deren Funktion es ebenfalls ist, die in diesem Behälter 3 umgefüllten Schlammpartie zu homogenisieren.This container 3 also contains stirring means 5, the function of which is also to homogenize the sludge batch transferred into this container 3.

Diese. Anlage ist außerdem mit einer Rühreinheit 6 versehen, in die eine gegebene, dem Behälter 3 entnommene Schlammenge sowie das Volumen hydraulischen Bindemittels, das es schließlich erlaubt, diese definierte Schlammenge zu verfestigen, gemäß einem unterbrochenen Zyklus eingeführt werden. Unterhalb dieser Rühreinheit 6 ist weiterhin eine Formgußeinheit 7 angeordnet, in derer Bereich sich wenigstens ein Behälter 24 befindet, der geeignet ist, die genannte, verfestigte Schlamm-hydraulisches Bindemittel-Mischung zu enthalten.This plant is also provided with a stirring unit 6 into which a given quantity of sludge taken from the tank 3 and the volume of hydraulic binder which finally allows this defined quantity of sludge to be solidified are introduced according to an interrupted cycle. Below this stirring unit 6 there is also arranged a molding unit 7 in the area of which there is at least one tank 24 which is suitable for containing the said solidified sludge-hydraulic binder mixture.

Vorteilhaft umfaßt diese Anlage ebenfalls Pumpmittel 9, 10, die es respektive erlauben, den Inhalt der Fäße 2 zu entnehmen, um ihn in den Behälter 3 einzuführen, anschließend eine bestimmte Menge des in diesem Behälter 3 enthaltenen, homogenisierten Schlamms zu entnehmen, um diese in die Rühreinheit 6 umzufüllen.Advantageously, this installation also comprises pumping means 9, 10 which allow, respectively, the contents of the barrels 2 to be removed in order to introduce them into the container 3, then to remove a certain quantity of the homogenized sludge contained in this container 3 in order to transfer it into the stirring unit 6.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch die ganze Anlage. Man stellt also fest, daß diese Anlage zunächst eine Zwischenschleusekammer 11 umfaßt, in der die eine zu behandelnde, von einem Auflagerungsraum 12 kommende Schlammpartie 4 bestimmenden Fäße 2 angeordnet sind. Stromab dieser Zwischenschleusekammer 11 befindet sich die Gefäßöffnungsschleusekammer 13, in der die aufeinanderfolgende Öffnung der Fäße 2 vorgenommen wird, um deren Inhalt zu homogenisieren, welcher anschließend über Pumpmittel 9 entnommen wird, um in den sich im Bereich einer stromabwärtsen Schleusekammer 14 befindenden Behälter 3 umgefüllt zu werden.Figures 1 and 2 show the entire plant schematically. It can be seen that this plant comprises an intermediate lock chamber 11 in which the one to be treated, coming from a storage room 12, sludge section 4 are arranged. Downstream of this intermediate lock chamber 11 is the vessel opening lock chamber 13, in which the successive opening of the barrels 2 is carried out in order to homogenize their contents, which are then removed via pumping means 9 in order to be transferred to the container 3 located in the region of a downstream lock chamber 14.

Es ist zu bemerken, daß beim Öffnen eines Faßes 2 eine gewisse Anzahl Vorgänge, wie die visuelle Prüfung des Inhalts des Faßes und die Messung der in diesem enthaltenen Schlammenge, vorgenommen wird. Eventuell werden auch die festen Abfälle entnommen. Außerdem ist zu bemerken, daß auf dieses offene Faß 2 ein spezifischer Deckel 15 angebracht wird, der von der Stange (16) einer, einem tragbaren Rührwerk 18 angeschlossenen Turbine 17 durchsetzt werden kann, wobei das Ganze die Rührmittel 1 bilden.It should be noted that when a drum 2 is opened, a number of operations are carried out, such as a visual inspection of the contents of the drum and the measurement of the quantity of sludge contained therein. If necessary, the solid waste is also removed. It should also be noted that a specific lid 15 is placed on this open drum 2, through which the rod (16) of a turbine 17 connected to a portable agitator 18 can pass, the whole constituting the agitation means 1.

Weiterhin befindet sich zwischen der Gefäßöffnungsschleusekammer 13 und der Schleusekammer 14, in der sich der Behälter 3 befindet, eine Kontroll- und Probeschleusekammer 19. In dieser Schleusekammer werden die verschiedenen Messungen, z. B. röntgenologischen und pH-Wertmessungen, sowie die Proben auf Mustern durchgeführt, um die Vereinbarkeit des Schlamms mit dem hydraulischen Bindemittel zu prüfen.Furthermore, between the vessel opening lock chamber 13 and the lock chamber 14 in which the container 3 is located, there is a control and sample lock chamber 19. In this lock chamber, the various measurements, e.g. X-ray and pH value measurements, as well as the samples are carried out in order to check the compatibility of the sludge with the hydraulic binding agent.

Wie im Verfahren vorgesehen ist, wird, nachdem die Schlammpartie im Behälter 3 vollkommen homogenisiert worden ist - und zwar über geeignete Rührmittel 5, die ebenfalls als ein tragbares Rührwerk 20 ausgestaltet sein können -, eine gegebene Menge derselben entnommen, um diese in eine Rühreinheit 6 umzufüllen. Diese letzte befindet sich in Wirklichkeit in einer Schleusekammer 21 stromab der Schleusekammer 14 und umfaßt ein Rührwerk 22, das sich über ein Traggestell 23 erhebt, unterhalb dessen ein spezifischer Vorratsbehälter 24 aufgestellt werden kann, in den die homogenisierte Schlamm-hydraulisches Bindemittel-Mischung zwecks deren Härtung gegossen werden kann.As provided for in the process, once the sludge batch has been completely homogenized in the tank 3 - by means of suitable stirring means 5, which can also be designed as a portable agitator 20 - a given quantity of the same is taken to be transferred to a stirring unit 6. This latter is actually located in a lock chamber 21 downstream of the lock chamber 14 and comprises an agitator 22 which rises above a support frame 23, below which a specific storage tank 24 can be placed, into which the homogenized sludge-hydraulic binder mixture can be poured in order to harden it.

Gemäß einer weiteren, nichtgezeigten Ausführungsform ist es auch denkbar, unterhalb des Traggestells 23 einen Behälter 24 anzuordnen, in den die verfestigten Schlammblöcke nach Härtung in einer wiederverwendbaren Gußform gelegt werden. In dieser Hinsicht kann diese wiederverwendbare Gußform unterhalb des Rührwerks 22, auf eine im Behälter 24 montierte Tragstruktur aufgestellt werden.According to a further embodiment, not shown, it is also conceivable to arrange a container 24 below the support frame 23, into which the solidified mud blocks are placed after hardening in a reusable mold. In this respect, this reusable mold can be placed below the agitator 22, on a support structure mounted in the container 24.

Die Verschiebungen des Behälters 24 werden durch eine Rollbahn 29, auf der dieser über geeignete Rollmittel ruht, erleichtert.The displacement of the container 24 is facilitated by a roller track 29, on which it rests via suitable rolling means.

Wenn dieser Behälter 24 voll ist, wird er mittels eines Deckels geschlossen, während der zwischen diesem Deckel und dem bzw. den festen Blöcken freibleibende Raum mit einem geeigneten Füllmörtel gefüllt wird.When this container 24 is full, it is closed by means of a lid, while the space remaining between this lid and the solid block(s) is filled with a suitable filling mortar.

Es ist zu bemerken, daß im Bereich jeder dieser Schleusekammer 11, 13, 14, 19 und 21 Lüftungsmittel vorgesehen werden können. Derartige Lüftungsmittel sind selbstverständlich spezifische Mittel für den betreffenden Gebiet. Sie umfassen also notwendigerweise Filtriermittel, die die Verseuchung der Außenluft vermeiden.It should be noted that ventilation means can be provided in the area of each of these lock chambers 11, 13, 14, 19 and 21. Such ventilation means are of course specific to the area in question. They therefore necessarily include filtering means which prevent contamination of the outside air.

Bezugnehmend insbesondere auf das im Rahmen des erfindungsmäßigen Behandlungsverfahrens verwendete hydraulische Bindemittel: es handelt sich vorzugsweise um einen gebrauchsfertigen, nichtschwindenden, den Merkmalen der Abfälle angepaßten Mörtel. Diesem Mörtel kann eine gewisse Anzahl für die chemische Stabilität des verfestigten Schlamms erforderlicher Zusatzstoffe zugefügt werden.With particular reference to the hydraulic binder used in the treatment process according to the invention, it is preferably a ready-to-use, non-shrinking mortar adapted to the characteristics of the waste. A certain number of additives necessary for the chemical stability of the solidified sludge can be added to this mortar.

Was die Behälter 24 betrifft, handelt es sich vorzugsweise um Behälter aus Metallfaserbeton, die geeignet sind, wenigstens teilweise die Umkapselungsfunktion zu sichern. Weiterhin werden die Konditionierung und/oder die Behandlung der den Fäßen 2 entnommenen festen Abfälle oder die Konditionierung und die Entseuchung dieser letzten, nachdem sie entleert worden sind, nach auf dem betreffenden Gebiet herkömmlichen Methoden vorgenommen. Diese Vorgänge können in Schleusekammern, die sich neben den obenerwähnten befinden, durchgeführt werden. Außerdem ist diese Anlage vorzugsweise mit einem spezifischen Raum ergänzt, der die Röntgenprüfgeräte enthält.As regards the containers 24, they are preferably containers made of metal fibre concrete, suitable for at least partially ensuring the encapsulation function. Furthermore, the conditioning and/or treatment of the solid waste extracted from the drums 2 or the conditioning and disinfection of the latter after they have been emptied are carried out according to methods conventional in the field. These operations can be carried out in lock chambers located next to those mentioned above. In addition, this installation is preferably completed with a specific room containing the X-ray inspection equipment.

Die durch die vorliegende Erfindung erreichten Vorteile liegen selbstverständlich darin, daß man zum ersten Mal in der Lage ist, eine wirkliche Behandlung von radioaktivem Schlamm vorzuschlagen, der, weil dieser bisher in Fäßen aufgelagert war, eine große Gefahr für die Umwelt darstellte. Diese Fäße könnten im Laufe der Zeit unter der Wirkung von korrosiven Agenzien durchlocht werden.The advantages achieved by the present invention are, of course, that it is possible for the first time to propose a real treatment of radioactive sludge which, because it was previously stored in drums, represented a great danger to the environment. These drums could become perforated over time under the action of corrosive agents.

Claims

1. Process for the treatment of radioactive residues in the form of sludge, ashes, concentrates, corundum and various wastes, which consists in solidifying them by means of a hydraulic binder in order to obtain a solid block of defined mechanical strength, characterized in that several types of radioactive residues differing from one another by different water contents are mixed in such a way as to obtain a sludge to be treated which has an optimal water content which corresponds essentially to the amount of water necessary for hydrating the components of the hydraulic binder in order to ensure the hardening of the mixture.

2. Treatment method according to claim 1, characterized in that:

- a sludge batch (4) to be treated is formed from radioactive residues present as sludge of different qualities contained in different barrels (2);

- the contents of each of these barrels (2) are successively homogenised before being transferred into a container (3) capable of containing the entire batch of sludge (4) to be treated;

- after homogenisation of the sludge mixture contained in said container (3), a quantity of the same, determined depending on the volume of the solid block to be formed, is taken out in order to pour it into an agitator (22);

- the quantity of hydraulic binder is introduced into this agitator (22) to ensure, after hardening, the solidification of the quantity of sludge it contains;

- the sludge-hydraulic binder mixture is poured into a container (24) forming an encapsulation shell after homogenization.

3. Method according to claim 2, characterized in that before removing a certain amount of sludge for the purpose of transferring it into the agitator (22), an analysis of certain chemical and/or physical characteristics of the sludge batch (4) contained in the container (3) is carried out;

- certain parameters, such as pH and water content, are readjusted;

- a test for the compatibility of the binding agent and the sludge to be treated is carried out on one or more samples of the latter taken from the said container (3);

- certain physical and/or chemical parameters of the sludge are readjusted depending on the results obtained on the sample(s);

- these operations are repeated as necessary before taking a sample on a real scale, after which the physical and/or chemical parameters of the sludge can be readjusted.

4. Plant for applying the method according to claims 1 to 3, characterized in that it comprises:

- stirring means (1) for homogenising the radioactive residues contained in barrels (2) intended to form a sludge batch (4) to be treated;

- a container (3) into which the radioactive residues contained in the drums (2) are poured after homogenisation;

- stirring means (5) whose function is to homogenise the sludge batch (4) introduced into the tank (3);

- a stirring unit (6) and a molding unit (7);

- and pumping means (9, 10) each allowing the contents of the barrels (2) to be removed in order to introduce them into the container (3), then a determined quantity of the homogenized sludge contained in this container (3) to be removed in order to transfer it into the stirring unit (6).

5. Installation according to claim 4, characterized in that it comprises at least :

- an intermediate lock chamber (11) in which the barrels (2) intended to form a sludge batch (4) to be treated are arranged;

- a vessel opening lock chamber (13) in which the successive opening of the barrels (2) is carried out in order to homogenize their contents, which are then removed by pumping means (9) in order to be transferred into the container (3) located in a downstream lock chamber (14);

- a stirring lock chamber (21) which groups the stirring unit (6) and the mold casting unit (7).

6. Installation according to any one of claims 4 or 5, characterized characterized in that it further comprises a control lock chamber (19) preferably located between the vessel opening lock chamber (13) and the lock chamber (14) containing the container (3).

7. Plant according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the stirring unit (6) comprises an agitator (22) which rises above a support frame (23), below which a specific storage container (24) can be placed, into which the homogenized sludge-hydraulic binder mixture can be poured for its hardening.

8. Installation according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the agitation unit (6) comprises an agitator (22) which rises above a support frame (23), below which a container (24) can be placed in which the solidified mud blocks are placed after hardening in a reusable mold, the latter being placed below the agitator (22) on a support structure mounted inside said container (24).

9. Installation according to any one of claims 7 or 8, characterized in that the tank (24) is mounted on a roller track (29) which facilitates its displacement and its positioning below the agitator (22).