EP0192543B1 - Process for conditioning radioactive or toxic waste in epoxyde resins, and polymerisable mixture with two liquid constituents for use in this process - Google Patents
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- EP0192543B1 EP0192543B1 EP86400243A EP86400243A EP0192543B1 EP 0192543 B1 EP0192543 B1 EP 0192543B1 EP 86400243 A EP86400243 A EP 86400243A EP 86400243 A EP86400243 A EP 86400243A EP 0192543 B1 EP0192543 B1 EP 0192543B1
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- G21F9/307—Processing by fixation in stable solid media in polymeric matrix, e.g. resins, tars
Description
La présente invention a pour objet un procédé de conditionnement de déchets radioactifs ou toxiques dans des résines époxydes.The present invention relates to a process for packaging radioactive or toxic waste in epoxy resins.
Depuis quelques années, on a développé des procédés de conditionnement de déchets radioactifs ou toxiques dans des résines thermodurcissables, qui consistent à introduire les déchets dans un mélange polymérisable constitué par exemple par une résine époxyde et un durcisseur, et à laisser ensuite polymériser la résine pour obtenir un bloc solide à l'intérieur duquel sont confinés les déchets radioactifs ou toxiques.In recent years, processes have been developed for conditioning radioactive or toxic waste in thermosetting resins, which consist in introducing the waste into a polymerizable mixture consisting for example of an epoxy resin and a hardener, and then letting the resin polymerize for obtain a solid block inside which radioactive or toxic waste is confined.
De façon plus précise, la présente invention concerne des mélanges polymérisables de ce type à base de résines époxydes, utilisables notamment pour le traitement de certains déchets tels que les déchets solides de grandes dimensions et les liquides organiques.More specifically, the present invention relates to polymerizable mixtures of this type based on epoxy resins, which can be used in particular for the treatment of certain wastes such as large solid wastes and organic liquids.
En effet, le conditionnement de déchets radioactifs solides de dimensions relativement importantes pose des problèmes en raison du phénomène de retrait de la résine époxyde lors de son durcissement. Ces problèmes ont été résolus jusqu'à présent en ajoutant au mélange polymérisable une charge inerte constituée par exemple par du sable, comme cela est indiqué dans le brevet français FR-A 2 361 725, mais ceci conduit à des difficultés de mise en oeuvre du procédé.Indeed, the packaging of solid radioactive waste of relatively large dimensions poses problems due to the phenomenon of shrinkage of the epoxy resin during its hardening. These problems have been solved so far by adding to the polymerizable mixture an inert filler constituted for example by sand, as indicated in French patent FR-A 2 361 725, but this leads to difficulties in implementing the process.
Dans le cas des liquides organiques contaminés, on peut conditionner ceux-ci dans des résines thermodurcissables, comme cela est décrit dans le brevet français FR-A 2 230 041, mais le traitement de tels liquides pose cependant des problèmes d'obtention d'un mélange homogène.In the case of contaminated organic liquids, these can be packaged in thermosetting resins, as described in French patent FR-A 2 230 041, but the treatment of such liquids however poses problems of obtaining a homogeneous mixture.
La présente invention a précisément pour objet un mélange polymérisable de résine époxyde et de durcisseur comportant de plus un additif particulier, qui permet de résoudre les problèmes posés par le conditionnement des déchets constitués par des objets de grandes dimensions ou par des liquides organiques.The present invention specifically relates to a polymerizable mixture of epoxy resin and hardener further comprising a particular additive, which solves the problems posed by the packaging of waste consisting of large objects or organic liquids.
Le procédé, selon l'invention, de conditionnement de déchets radioactifs ou toxiques, se caractérise en ce qu'il consiste à incorporer lesdits déchets dans un mélange polymérisable comprenant au moins une résine époxyde, du brai et au moins un durcisseur de la résine époxyde et à laisser durcir le mélange pour obtenir un bloc solide.The process according to the invention for packaging radioactive or toxic waste is characterized in that it consists in incorporating said waste into a polymerizable mixture comprising at least one epoxy resin, pitch and at least one hardener of the epoxy resin. and allow the mixture to harden to obtain a solid block.
Selon un mode préférentiel le mélange est composé de :
- - 30% à 45% en poids de résine époxyde,
- - 30% à 50% en poids de brai,
- - 20% à 25% en poids de durcisseur.
- - 30% to 45% by weight of epoxy resin,
- - 30% to 50% by weight of pitch,
- - 20% to 25% by weight of hardener.
Généralement, le mélange comprend au plus 50% en poids de brai.Generally, the mixture comprises at most 50% by weight of pitch.
L'addition de brai aux mélanges polymérisables à base de résine époxyde utilisés dans l'art antérieur, permet en particulier d'augmenter la fluidité de la composition polymérisable, ce qui la rend plus adaptée à l'enrobage de déchets solides de grandes dimensions tels que des cartouches filtrantes, des outils, des copeaux métalliques disposés dans un panier etc... La présence de brai permet aussi d'améliorer la compatibilité des résines époxydes avec des liquides organiques tels que des huiles de vidange, des résidus de distillation, des liquides de scintillation, et des solvants comme le tributylphosphate ou le xylène, qui sont généralement non miscibles avec les résines thermodurcissables.The addition of pitch to the polymerizable mixtures based on epoxy resin used in the prior art, makes it possible in particular to increase the fluidity of the polymerizable composition, which makes it more suitable for coating large solid waste such as as filter cartridges, tools, metal shavings placed in a basket etc ... The presence of pitch also improves the compatibility of epoxy resins with organic liquids such as waste oils, distillation residues, scintillation liquids, and solvents such as tributylphosphate or xylene, which are generally immiscible with thermosetting resins.
Ainsi, le mélange polymérisable de l'invention présente un grand intérêt pour le traitement des déchets solides de grandes dimensions et des liquides organiques. Par ailleurs, étant donné que la présence de brai ne nuit pas aux qualités du bloc solide obtenu finalement, les mélanges polymérisables de l'invention peuvent être utilisés pour le conditionnement d'autres déchets, ce qui permet d'abaisser les coûts de traitement car le prix du brai est inférieur à celui des résines époxydes.Thus, the polymerizable mixture of the invention is of great interest for the treatment of large solid waste and organic liquids. Furthermore, since the presence of pitch does not harm the qualities of the solid block finally obtained, the polymerizable mixtures of the invention can be used for the conditioning of other waste, which makes it possible to lower the treatment costs because the price of pitch is lower than that of epoxy resins.
Les brais utilisables dans l'invention peuvent être des brais provenant de la distillation de goudrons de carbonisation, en particulier de goudrons faible teneur en produits insolubles. Ces brais doivent être compatibles avec la résine époxyde et le durcisseur utilisés et ils sont choisis de plus en fonction de la nature des déchets traités.The pitches which can be used in the invention may be pitches originating from the distillation of carbonization tars, in particular tars with a low content of insoluble products. These pitches must be compatible with the epoxy resin and the hardener used and they are also chosen according to the nature of the waste treated.
A titre d'exemple, on peut utiliser le brai commercialisé sous la référence 730/30 par DESAILLY qui est un brai de houille fluxée sans fractions volatiles provenant du traitement de goudrons à faibles teneurs en produits insolubles.By way of example, one can use the pitch sold under the reference 730/30 by DESAILLY which is a fluxed coal pitch without volatile fractions originating from the treatment of tars with low contents of insoluble products.
Les caractéristiques techniques de ce brai sont les suivantes :
- - teneur en eau : traces,
- - densité à +20°C : 1,184,
- - viscosité à 30°C : 30 poises,
- - distillation fractionnée :
- . fraction avant 200°C : <0,5%
- . " de 200 à 250°C : 6%
- . " de 250 à 300°C: 18 %
- ." de 300 à 350°C:16%
- - résidu de distillation : 60%
- - insoluble dans le benzène : 10%.
- - water content: traces,
- - density at +20 ° C: 1.184,
- - viscosity at 30 ° C: 30 poises,
- - fractional distillation:
- . fraction before 200 ° C: <0.5%
- . "from 200 to 250 ° C: 6%
- . "from 250 to 300 ° C: 18%
- . "from 300 to 350 ° C: 16%
- - distillation residue: 60%
- - insoluble in benzene: 10%.
On peut aussi utiliser le brai commercialisé sous la référence 710/25 par DESAILLY qui se différencie du brai 730/30 par sa viscosité qui est de 25 poises et par des fractions de distillation différentes.It is also possible to use the pitch sold under the reference 710/25 by DESAILLY which differs from the pitch 730/30 by its viscosity which is 25 poises and by different distillation fractions.
Ces brais sont compatibles avec les résines époxydes pratiquement en toutes proportions. Ils sont peu coûteux et lorsqu'on les ajoute des résines époxydes en quantité ne représentant pas plus de 50% en poids du mélange polymérisable, on peut conserver les caractéristiques intéressantes des résines époxydes telles que l'infusibilité, les propriétés mécaniques élevées et la longévité. Ces mélanges de brai et de résine époxyde peuvent également durcir à la température ambiante comme le mélange polymérisable à base de résine époxyde. La viscosité des mélanges de résine époxyde et de brai est plus faible que celle des mélanges de résine époxyde et de sable utilisés dans l'art antérieur pour le traitement de déchets radioactifs solides de grandes dimensions, et l'on peut ainsi réaliser le conditionnement de tels déchets dans de meilleures conditions, notamment en ce qui concerne la préparation et le transfert du mélange d'enrobage.These pitches are compatible with epoxy resins in practically all proportions. They are inexpensive and when added epoxy resins in an amount not representing more than 50% by weight of the polymerizable mixture, it is possible to retain the advantageous characteristics of the epoxy resins such as infusibility, high mechanical properties and longevity . These mixtures of pitch and epoxy resin can also cure at room temperature like the polymerizable mixture based on epoxy resin. The viscosity of mixtures of epoxy resin and pitch is lower than that of the mixtures of epoxy resin and sand used in the prior art for the treatment of large solid radioactive waste, and it is thus possible to carry out the packaging of such waste in better conditions, in particular with regard to the preparation and transfer of the coating mixture.
Lors du durcissement de tels mélanges, des liaisons chimiques sont établies entre le brai et les réactifs époxydes ; ainsi, cette participation du brai à la polymérisation confère à la matrice une stabilité plus importante que dans le cas où l'on utilise des mélanges de résine époxyde et de sable comportant éventuellement de plus des solvants et/ou des plastifiants.During the hardening of such mixtures, chemical bonds are established between the pitch and the epoxy reactants; thus, this participation of the pitch in the polymerization gives the matrix greater stability than in the case where mixtures of epoxy resin and sand are used, optionally also comprising solvents and / or plasticizers.
L'addition du brai au mélange polymérisable de résine époxyde confère à la résine un caractère thermoplastique qui augmente avec la teneur en brai du mélange. Ainsi, la dureté du mélange diminue lorsque la teneur en brai augmente. De même la dureté du mélange diminue lorsque la température augmente, et cet effet s'accroît avec la teneur en brai du mélange. Aussi, pour conserver des caractéristiques de dureté suffisantes dans les blocs solides obtenus, soit une dureté Shore d'au moins 50D, il est préférable que la quantité de brai ajoutée ne représente pas plus de 40% en poids du mélange polymérisable. En effet, en raison des interactions chimiques entre le brai et la résine époxyde, une proportion de brai allant par exemple jusqu'à 30% en poids du mélange est sans influence sur la dureté. En revanche, au-dessus d'une proportion pondérale de 30%, la dureté décroît rapidement car le brai en excès joue le rôle de plastifiant inerte.The addition of pitch to the polymerizable mixture of epoxy resin gives the resin a thermoplastic character which increases with the pitch content of the mixture. Thus, the hardness of the mixture decreases when the pitch content increases. Likewise, the hardness of the mixture decreases with increasing temperature, and this effect increases with the pitch content of the mixture. Also, to maintain sufficient hardness characteristics in the solid blocks obtained, ie a Shore hardness of at least 50D, it is preferable that the amount of pitch added does not represent more than 40% by weight of the polymerizable mixture. Indeed, due to the chemical interactions between the pitch and the epoxy resin, a proportion of pitch ranging for example up to 30% by weight of the mixture has no influence on the hardness. On the other hand, above a weight proportion of 30%, the hardness decreases rapidly because the excess pitch plays the role of inert plasticizer.
Dans certains cas, le brai peut jouer de plus le rôle de solvant, notamment vis-à-vis de certains déchets liquides difficiles à incorporer dans des résines époxydes.In some cases, the pitch can also play the role of solvent, in particular with respect to certain liquid wastes which are difficult to incorporate into epoxy resins.
Généralement pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, on utilise un premier constituant liquide composé du brai et du durcisseur, et un deuxième constituant liquide à base de la résine époxyde, on mélange les deux constituants liquides avec les déchets liquides de façon à obtenir un mélange homogène, puis on laisse durcir le mélange pour obtenir un bloc solide. Dans le cas des déchets solides, le mélange est versé dans le conteneur et sa faible viscosité lui permet de pénétrer dans les interstices des déchets solides.Generally, to implement the method of the invention, a first liquid component composed of pitch and hardener is used, and a second liquid component based on epoxy resin, the two liquid components are mixed with the liquid waste so as to obtain a homogeneous mixture, then let the mixture harden to obtain a solid block. In the case of solid waste, the mixture is poured into the container and its low viscosity allows it to penetrate into the interstices of solid waste.
On peut réaliser ces opérations à la température ambiante comme dans le cas des mélanges polymérisables à base de résine époxyde et de durcisseur de l'art antérieur. En effet, la réaction est exothermique et l'évolution de la température dans le milieu réactionnel est analogue celle que l'on obtient lorsque l'on utilise des mélanges comportant uniquement une résine époxyde et un durcisseur. Pour l'obtention d'un bloc de 200 I, on obtient en 7h, une température maximale d'environ 100°C, lorsque le mélange comprend 40% en poids de brai. Cependant, la présence de brai ralentit considérablement la réticulation finale des résines époxydes et une durée de trois semaines à un mois peut être nécessaire pour obtenir la dureté voulue.These operations can be carried out at room temperature as in the case of polymerizable mixtures based on epoxy resin and hardener of the prior art. Indeed, the reaction is exothermic and the change in temperature in the reaction medium is similar to that obtained when using mixtures comprising only an epoxy resin and a hardener. To obtain a 200 I block, a maximum temperature of approximately 100 ° C. is obtained in 7 hours, when the mixture comprises 40% by weight of pitch. However, the presence of pitch considerably slows the final crosslinking of the epoxy resins and a period of three weeks to a month may be necessary to obtain the desired hardness.
On peut toutefois activer ce phénomène en réalisant le durcissement du mélange à une température initiale supérieure à 20°C. Néanmoins pour un volume donné la température maximale ne doit pas dépasser les températures d'ébullition des constituants.However, this phenomenon can be activated by curing the mixture at an initial temperature above 20 ° C. However, for a given volume, the maximum temperature must not exceed the boiling temperatures of the constituents.
Pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, on peut aussi mélanger directement le brai, la résine époxyde et le durcisseur avec les déchets à traiter au moment de l'emploi, puis laisser durcir le mélange pour obtenir un bloc solide. Dans ce dernier cas, on peut réaliser le durcissement à une température de 20 à 60°C.To implement the method of the invention, it is also possible to directly mix the pitch, the epoxy resin and the hardener with the waste to be treated at the time of use, then allow the mixture to harden to obtain a solid block. In the latter case, hardening can be carried out at a temperature of 20 to 60 ° C.
Il est préférable de ne pas mélanger à l'avance le brai et la résine époxyde car ceux-ci peuvent réagir et provoquer par polymérisation lente une augmentation de la viscosité pendant le stockage du mélange. En revanche, on peut ajouter à l'avance le brai au durcisseur pour mettre en oeuvre, au moment de l'opération d'enrobage des déchets, un mélange à deux constituants liquides, ce qui facilite l'opération proprement dite d'enrobage.It is preferable not to mix the pitch and the epoxy resin in advance because these can react and cause, by slow polymerization, an increase in viscosity during storage of the mixture. On the other hand, the pitch can be added in advance to the hardener in order to use, at the time of the coating operation of the waste, a mixture of two liquid constituents, which facilitates the actual coating operation.
L'invention a donc également pour objet un mélange polymérisable à deux constituants liquides, utilisable pour le conditionnement de déchets radioactifs ou toxiques, qui comprend :
- - un premier constituant liquide comportant au moins une résine époxyde, et
- - un second constituant liquide comportant un mélange de brai et d'au moins un durcisseur de la résine époxyde,
- a first liquid constituent comprising at least one epoxy resin, and
- a second liquid constituent comprising a mixture of pitch and at least one hardener of the epoxy resin,
la proportion de brai dans le second constituant liquide étant de 53 à 73% en poids.the proportion of pitch in the second liquid constituent being from 53 to 73% by weight.
De préférence, on le fixe à 64% en poids, ce qui correspond à un mélange polymérisable à 40% en poids de brai.Preferably, it is fixed at 64% by weight, which corresponds to a polymerizable mixture at 40% by weight of pitch.
L'emploi d'un tel mélange à deux constituants liquide est avantageux notamment pour le traitement de déchets radioactifs constitués par des objets de grandes dimensions, car il est plus facile à mettre en oeuvre que le mélange à trois constituants à base de résine, de sable et de durcisseur utilisé dans l'art antérieur, qui devait être préparé dans un malaxeur en continu au moment de l'opération d'enrobage.The use of such a mixture with two liquid constituents is advantageous in particular for the treatment of radioactive waste constituted by objects of large dimensions, because it is easier to implement than the mixture with three constituents based on resin, sand and hardener used in the prior art, which had to be prepared in a continuous mixer at the time of the coating operation.
Avec le mélange à deux constituants liquides de l'invention, un mélangeur statique peut être utilisé, c'est-à-dire un dispositif plus simple et moins onéreux.With the mixture of two liquid components of the invention, a static mixer can be used, that is to say a simpler and less expensive device.
Généralement, le brai est introduit dans le mélange polymérisable ou dans le second constituant liquide sous la forme d'une solution dans un solvant approprié. En effet, le brai est un composé solide et pour l'introduire sous la forme de constituant liquide, on lui ajoute un solvant de préférence peu volatil comme de l'huile de chrisème, l'huile d'anthracène et on ajuste la viscosité de la solution en réglant la quantité de solvant ajoutée.Generally, the pitch is introduced into the polymerizable mixture or into the second liquid component in the form of a solution in an appropriate solvent. In fact, pitch is a solid compound and to introduce it in the form of a liquid constituent, a solvent which is preferably not very volatile is added to it, such as chriseme oil, anthracene oil and the viscosity of the the solution by adjusting the amount of solvent added.
Les résines époxydes utilisées dans le mélange polymérisable de l'invention, peuvent être par exemple des diglycidyléthers du bis-phénol A et leur viscosité peut être réglée par adjonction d'un diluant réactif à faible tension de vapeur tel que le néopentyldiglycidyléther.The epoxy resins used in the polymerizable mixture of the invention can be, for example diglycidyl ethers of bis-phenol A and their viscosity can be adjusted by adding a reactive diluent with low vapor pressure such as neopentyldiglycidyl ether.
Les durcisseurs utilisés avec des résines de ce type peuvent être constitués par des composés comportant au moins un groupe NH2, par exemple par des amines cycloaliphatiques ou aromatiques, des polyamines aromatiques ou cycloaliphatiques et des dérivés de la propylène amine. On peut aussi utiliser des polyaminoamides.The hardeners used with resins of this type can consist of compounds comprising at least one NH 2 group, for example by cycloaliphatic or aromatic amines, aromatic or cycloaliphatic polyamines and derivatives of propylene amine. Polyaminoamides can also be used.
De préférence, on choisit des composés comportant un mélange d'amines cycloaliphatiques et aromatiques, qui autorise une polymérisation de la résine quel que soit le pH.Preferably, compounds are chosen comprising a mixture of cycloaliphatic and aromatic amines, which allows polymerization of the resin whatever the pH.
Le durcisseur peut être constitué par un composé de ce type à l'état pur ou dissous dans un diluant approprié tel que l'alcool benzylique. Généralement, on préfère utiliser des durcisseurs constitués par des "adducts" qui sont le produit de la réaction d'une faible quantité de la résine époxyde avec le composé comportant au moins un groupement NH2 auquel on ajoute éventuellement une polyamine cycloaliphatique, un diluant non réactif et/ou un accélérateur de durcissement.The hardener may consist of a compound of this type in the pure state or dissolved in a suitable diluent such as benzyl alcohol. Generally, it is preferred to use hardeners constituted by "adducts" which are the product of the reaction of a small amount of the epoxy resin with the compound comprising at least one NH 2 group to which a cycloaliphatic polyamine, a non-diluent, is optionally added. reagent and / or a curing accelerator.
Le diluant non réactif peut être l'alcool benzylique et l'accélérateur du durcissement peut être le produit de la réaction de l'acide acrylique, de l'acide benzoïque, de l'acide salicylique ou d'un phénol tel que la résorcine avec le diaminodiphénylméthane. De préférence, le durcisseur est un adduct de diaminodiphénylméthane et de la résine époxyde, comportant éventuellement de plus une polyamine cycloaliphatique.The non-reactive diluent can be benzyl alcohol and the hardening accelerator can be the product of the reaction of acrylic acid, benzoic acid, salicylic acid or a phenol such as resorcinol with diaminodiphenylmethane. Preferably, the hardener is an adduct of diaminodiphenylmethane and epoxy resin, optionally also comprising a cycloaliphatic polyamine.
La quantité de durcisseur présente dans le mélange polymérisable pour obtenir la polymérisation et la réticulation de la résine époxyde, dépend de la résine époxyde utilisée, en particulier de son équivalent époxyde, c'est-à-dire de la masse de résine contenant une fonction époxyde. Généralement, pour obtenir le durcissement et la réticulation de la résine époxyde, on utilise une quantité de durcisseur telle qu'on ait au moins une fonction amine NH2 par équivalent époxyde de résine. Habituellement, la quantité de durcisseur est telle que le rapport en poids durcisseur/résine époxyde est supérieur à 0,5, par exemple égal à 0,6. Le mélange durcisseur-époxy décrit ci-dessus doit présenter une faible exother- micité pour permettre une polymérisation en masse telle que la température maximale reste dans tous les cas inférieures à la température d'ébullition des constituants, par exemple 90°C pour un fût de 200 litres.The quantity of hardener present in the polymerizable mixture to obtain the polymerization and the crosslinking of the epoxy resin, depends on the epoxy resin used, in particular on its epoxy equivalent, that is to say on the mass of resin containing a function epoxy. Generally, to obtain the hardening and crosslinking of the epoxy resin, an amount of hardener is used such that there is at least one NH 2 amine function per epoxy resin equivalent. Usually, the amount of hardener is such that the weight ratio hardener / epoxy resin is greater than 0.5, for example equal to 0.6. The hardener-epoxy mixture described above must have a low exotherm to allow mass polymerization such that the maximum temperature remains in all cases below the boiling point of the constituents, for example 90 ° C. for a drum 200 liters.
Les déchets susceptibles d'être conditionnés par le procédé de l'invention peuvent se présenter sous des formes diverses. Ainsi, ils peuvent être constitués par des déchets solides tels que des poudres de concentrats d'évaporation d'effluents liquides, des produits pulvérulents, des cendres provenant de l'incinération de déchets combustibles et des objets de grandes dimensions comme des cartouches de filtres, des outils ou des copeaux métalliques disposés dans un panier. On peut aussi traiter par le procédé de l'invention des déchets liquides organiques tels que des hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques, des solvants chlorés, des solvants d'extraction comme le phosphate de tributyle et la trilaurylamine, des huiles de vidange et des liquides de scintillation utilisés pour le comptage bêta.The waste likely to be conditioned by the process of the invention can be in various forms. Thus, they can be constituted by solid waste such as powders from concentrates for evaporation of liquid effluents, pulverulent products, ash from the incineration of combustible waste and large objects such as filter cartridges, tools or metal chips placed in a basket. It is also possible, by the process of the invention, to treat organic liquid waste such as aliphatic or aromatic hydrocarbons, chlorinated solvents, extraction solvents such as tributyl phosphate and trilaurylamine, drain oils and scintillation liquids. used for beta counting.
En revanche, étant donné le caractère hydrophobe du brai, il est difficile de traiter par le procédé de l'invention des déchets présentant une teneur en eau importante et des déchets liquides aqueux. Toutefois, les cartouches de filtres ayant une teneur en eau de 100% peuvent être traitées par le procédé de l'invention car ceci correspond sensiblementOn the other hand, given the hydrophobic nature of the pitch, it is difficult to treat by the method of the invention waste having a high water content and aqueous liquid waste. However, filter cartridges with a water content of 100% can be treated by the method of the invention because this corresponds substantially
La quantité de déchets incorporée dans le mélange polymérisable de l'invention est du même ordre que celle que l'on peut incorporer dans les mélanges polymérisables de l'art antérieur. Dans le cas de la plupart des déchets, la quantité incorporée peut représenter de 40 à 60% de l'ensemble formé par les déchets et le mélange polymérisable. En revanche, dans le cas de certains déchets liquides, il est nécessaire de ne pas dépasser certaines teneurs, car sinon il peut se produire une décantation des liquides lors de l'opération de mélange et/ou un phénomène de ressuage pendant l'opération de polymérisation. Par ailleurs, les quantités susceptibles d'être incorporées dépendent également de la teneur en brai du mélange et de la nature de la résine époxyde, du durcisseur et du brai utilisés dans le mélange polymérisable.The amount of waste incorporated into the polymerizable mixture of the invention is of the same order as that which can be incorporated into the polymerizable mixtures of the prior art. In the case of most of the waste, the amount incorporated can represent from 40 to 60% of the whole formed by the waste and the polymerizable mixture. On the other hand, in the case of certain liquid wastes, it is necessary not to exceed certain contents, because otherwise there may be a settling of the liquids during the mixing operation and / or a bleeding phenomenon during the operation of polymerization. Furthermore, the quantities that can be incorporated also depend on the pitch content of the mixture and on the nature of the epoxy resin, the hardener and the pitch used in the polymerizable mixture.
Selon une variante de réalisation du procédé de l'invention, on forme autour du bloc solide constitué par les déchets incorporés dans le mélange durci de résine époxyde, de brai et de durcisseur, une barrière de protection réalisée à partir d'un mélange polymérisable comprenant au moins une résine époxyde, du brai, et au moins un durcisseur de la résine époxyde.According to an alternative embodiment of the method of the invention, a protective barrier made from a polymerizable mixture comprising a solid block consisting of the waste incorporated in the hardened mixture of epoxy resin, pitch and hardener is formed. at least one epoxy resin, pitch, and at least one hardener of the epoxy resin.
Ceci permet de constituer une barrière vis-à-vis de la diffusion des éléments actifs ou toxiques, en particulier lorsque les déchets solides sont voisins des parois du bloc durci. De plus, cette barrière est très efficace vis-à-vis de la diffusion du tritium et de l'eau tritiée.This makes it possible to constitute a barrier with respect to the diffusion of active or toxic elements, in particular when the solid waste is close to the walls of the hardened block. In addition, this barrier is very effective vis-à-vis the diffusion of tritium and tritiated water.
Dans cette variante, on peut tout d'abord former un bloc durci en incorporant les déchets dans le mélange polymérisable, puis inclure ce bloc durci dans un fût cylindrique creux réalisé à partir d'un mélange polymérisable comprenant une résine époxyde, du brai et un durcisseur.In this variant, it is possible first of all to form a hardened block by incorporating the waste into the polymerizable mixture, then to include this hardened block in a hollow cylindrical barrel produced from a polymerizable mixture comprising an epoxy resin, pitch and a hardener.
Dans ce cas, on introduit les déchets et le mélange polymérisable comprenant au moins une résine époxyde, du brai et au moins un durcisseur de la résine époxyde dans un fût cylindrique obtenu par durcissement d'un mélange polymérisable comprenant au moins une résine époxyde, du brai et au moins un durcisseur de la résine époxyde, et on laisse durcir ledit mélange polymérisable pour obtenir un bloc solide à l'intérieur dudit fût.In this case, the waste and the polymerizable mixture comprising at least one epoxy resin, pitch and at least one hardener of the epoxy resin are introduced into a cylindrical drum obtained by curing a polymerizable mixture comprising at least one epoxy resin, pitch and at least one hardener of the epoxy resin, and said polymerizable mixture is allowed to harden to obtain a solid block inside said barrel.
Un tel fût peut être préparé par des méthodes classiques, par exemple par coulée dans un moule à l'intérieur duquel est disposé un noyau interne ou par centrifugation.Such a barrel can be prepared by conventional methods, for example by casting in a mold inside which an internal core is disposed or by centrifugation.
On peut aussi former cette barrière de protection lors du conditionnement des déchets radioactifs ou toxiques en disposant les déchets solides dans un panier tel qu'un panier métallique situé dans un fût de façon à aménager entre le panier et le fût une épaisseur suffisante. Dans ce cas, on introduit tout d'abord les déchets dans un panier, on dispose le panier contenant les déchets dans un fût de façon à ménager un espace entre la paroi interne du fût et la paroi externe du panier, on remplit le fût et ledit panier du mélange polymérisable comprenant au moins une résine époxyde, du brai et au moins un durcisseur de la résine époxyde, et on laisse durcir ledit mélange pour obtenir dans le fût un bloc solide comportant une couche externe formée uniquement de mélange polymérisé à base de résine époxyde, de brai et de durcisseur.This protective barrier can also be formed during the packaging of radioactive or toxic waste by placing the solid waste in a basket such as a metal basket located in a barrel so as to provide a sufficient thickness between the basket and the barrel. In this case, the waste is first introduced into a basket, the basket containing the waste is placed in a barrel so as to provide a space between the internal wall of the barrel and the external wall of the basket, the barrel is filled and said basket of the polymerizable mixture comprising at least one epoxy resin, pitch and at least one hardener of the epoxy resin, and said mixture is allowed to harden in order to obtain in the barrel a solid block com bearing an outer layer formed only of polymerized mixture based on epoxy resin, pitch and hardener.
En effet, lorsqu'on introduit le mélange fluide polymérisable dans le panier, celui-ci passe au travers des perforations du panier pour remplir l'espace entre le fût et le panier et former ensuite par durcissement la couche externe qui constitue la barrière de protection.When the polymerizable fluid mixture is introduced into the basket, it passes through the perforations in the basket to fill the space between the barrel and the basket and then harden the outer layer which constitutes the protective barrier. .
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture des exemples suivants donnés bien entendu à titre non limitatif pour illustrer l'invention, en référence au dessin annexé qui est un diagramme représentant la dureté Shore D de blocs solides obtenus selon l'invention en fonction de leur teneur en déchets.Other characteristics and advantages of the invention will appear better on reading the following examples, of course given without implied limitation to illustrate the invention, with reference to the appended drawing which is a diagram representing the Shore D hardness of solid blocks obtained according to the invention according to their waste content.
Dans tous les exemples, on utilise un mélange polymérisable comprenant :
- - une résine époxyde constituée par un diglycidyl éther du bis phénol A ayant un équivalent époxyde d'environ 190 dilué par du néopentyldiglycidyléther et commercialisé par CDF Chimie sous la référence MN 201 T,
- - un durcisseur constitué par le produit vendu sous la référence D6M5 par CDF Chimie, qui est composé d'une polyamine cycloaliphatique ayant un équivalent amine d'environ 63 et d'un adduct de diaminodiphénylméthane et de la résine époxyde ayant un équivalent amine d'environ 130, et
- - une solution de brai commercialisée sous la référence 730/30 par DESAILLY.
- an epoxy resin constituted by a diglycidyl ether of bisphenol A having an epoxide equivalent of approximately 190 diluted with neopentyldiglycidylether and sold by CDF Chimie under the reference MN 201 T,
- - a hardener consisting of the product sold under the reference D6M5 by CDF Chimie, which is composed of a cycloaliphatic polyamine having an amine equivalent of approximately 63 and of a diaminodiphenylmethane adduct and of epoxy resin having an amine equivalent of about 130, and
- - a pitch solution sold under the reference 730/30 by DESAILLY.
Cet exemple illustre l'enrobage de déchets solides constitués par des copeaux métalliques et des outils disposés dans un panier métallique. 20% en volume de ces déchets sont introduits dans un conteneur de 200 1. 80% en volume d'un mélange (40% de brai, 20% de durcisseur et 40% de résine) sont ensuite ajoutés et garnissent les vides laissés entre les déchets. Le bloc obtenu présente une dureté shore de 54D.This example illustrates the coating of solid waste constituted by metal chips and tools arranged in a metal basket. 20% by volume of this waste is introduced into a 200 1 container. 80% by volume of a mixture (40% pitch, 20% hardener and 40% resin) are then added and fill the voids left between the waste. The block obtained has a shore hardness of 54D.
Cet exemple illustre le conditionnement d'une huile de vidange constituée par une huile lubrifiante industrielle.This example illustrates the packaging of a drain oil constituted by an industrial lubricating oil.
Dans cet exemple, on introduit dans un fût de 200 1, un mélange de brai et de durcisseur D6M5, la résine époxyde MN 201 T et l'huile de vidange dans les proportions suivantes :
- - 10% en poids d'huile de vidange,
- - 30% en poids de brai,
- - 22,5% en poids de durcisseur, et
- - 37,5% en poids de résine époxyde.
- - 10% by weight of drain oil,
- - 30% by weight of pitch,
- - 22.5% by weight of hardener, and
- - 37.5% by weight of epoxy resin.
On laisse durcir ensuite le mélange à 20°C pendant 15 jours et on détermine la dureté Shore du bloc obtenu. Celle-ci est d'environ 67D.The mixture is then allowed to harden at 20 ° C for 15 days and the Shore hardness of the block obtained is determined. This is around 67D.
Des essais effectués en remplaçant une partie de l'huile de vidange par du brai et en conservant les mêmes proportions de résine et de durcisseur, ont montré que la dureté Shore diminue avec la teneur en huile. Ces résultats sont illustrés sur la figure annexée qui représente la dureté Shore en fonction du pourcentage en huile de l'ensemble huile-brai. Par ailleurs, on a vérifié que si l'on augmente la teneur en huile du mélange huile-brai au-dessus de 50%, il se produit une décantation de l'huile, ce qui ne permet pas l'obtention d'un bloc homogène.Tests carried out by replacing part of the drain oil with pitch and keeping the same proportions of resin and hardener, have shown that the Shore hardness decreases with the oil content. These results are illustrated in the appended figure which represents the Shore hardness as a function of the percentage of oil in the oil-pitch assembly. Furthermore, it has been verified that if the oil content of the oil-pitch mixture is increased above 50%, decantation of the oil takes place, which does not make it possible to obtain a block. homogeneous.
Cet exemple illustre le conditionnement de déchets constitués par du tributylphosphate. Dans cet exemple, on mélange le tributylphosphate.(TBP), le brai, le durcisseur et la résine époxyde dans les proportions suivantes :
- - 4% en poids de TBP,
- - 36% en poids de brai,
- - 22,5% en poids de durcisseur,
- - 37,5% en poids de résine époxyde.
- - 4% by weight of TBP,
- - 36% by weight of pitch,
- - 22.5% by weight of hardener,
- - 37.5% by weight of epoxy resin.
Après l'opération de mélange, on laisse durcir à 20°C et on mesure la dureté Shore des blocs obtenus après 15 jours de durcissement. Cette dureté Shore est d'environ 52D.After the mixing operation, it is left to harden at 20 ° C. and the Shore hardness of the blocks obtained is measured after 15 days of hardening. This Shore hardness is around 52D.
Cet exemple illustre le conditionnement d'un liquide de scintillation utilisé pour le comptage bêta constitué par 99,5% en poids de solvant en majorité du xylène et 0,5% en poids de scintillateur liquide. Dans cet exemple, on mélange le liquide de scintillation, le brai, le durcisseur et la résine époxyde dans les proportions pondérales suivantes :
- - 4,8% en poids de liquide de scintillation,
- - 35,2% en poids de brai,
- - 22,5% en poids de durcisseur, et
- - 37,5% en poids de résine époxyde.
- - 4.8% by weight of scintillation liquid,
- - 35.2% by weight of pitch,
- - 22.5% by weight of hardener, and
- - 37.5% by weight of epoxy resin.
On mesure comme précédemment, la dureté Shore des blocs obtenus après 15 jours de durcissement à 20°C. Cette dureté dépasse 50D.The Shore hardness of the blocks obtained after 15 days of hardening at 20 ° C. is measured as before. This hardness exceeds 50D.
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