FR2546332A1 - METHOD OF DECONTAMINATING IRON MITRAIL AND / OR RADIOACTIVITY CONTAMINATED STEEL - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE DECONTAMINATION DE MITRAILLE DE FER ETOU D'ACIER QUI A ETE CONTAMINEE PAR RADIOACTIVITE, EN FAISANT FONDRE LA MITRAILLE EN PRESENCE D'AGENTS DE SCORIFICATION DU BAIN DE FUSION DE FERACIER. POUR REDUIRE ENCORE LA RADIOACTIVITE RESIDUELLE, ON OPERE, CONFORMEMENT A L'INVENTION, EN AJOUTANT EN PLUS DES ISOTOPES INACTIFS DES ELEMENTS RADIOACTIFS SE TROUVANT DANS LE BAIN ET EN LES SOUMETTANT EGALEMENT AU PROCESSUS DE FUSION DE MANIERE QU'EN FONCTION DE LA SOLUBILITE SPECIFIQUE DES ELEMENTS, LES ISOTOPES RADIOACTIFS DES ELEMENTS SOIENT CHASSES DU BAIN DE FUSION ET TRANSFERES DANS LE LAITIER QUI EST SEPARE DU BAIN. ON OBTIENT DE CETTE MANIERE UN BAIN DE FER OU D'ACIER AYANT UNE RADIOACTIVITE RESIDUELLE SUFFISAMMENT FAIBLE POUR QU'IL SOIT POSSIBLE DE REUTILISER LE FER OU L'ACIER.THE PRESENT INVENTION CONCERNS A PROCESS FOR THE DECONTAMINATION OF IRON AND OR STEEL MITRAIL WHICH HAS BEEN CONTAMINATED BY RADIOACTIVITY, BY MELTING THE MITRAIL IN THE PRESENCE OF SCORING AGENTS OF THE FUSION BATH. IN ORDER TO FURTHER REDUCE THE RESIDUAL RADIOACTIVITY, IT IS OPERATED, IN ACCORDANCE WITH THE INVENTION, BY ADDING IN ADDITION INACTIVE ISOTOPES OF RADIOACTIVE ELEMENTS IN THE BATH AND BY SUBJECTING THEM ALSO TO THE MELTING PROCESS AS A FUNCTION OF THE SPECIFIC SOLUBILITY OF THE ELEMENTS, THE RADIOACTIVE ISOTOPES OF THE ELEMENTS ARE DISCHARGED FROM THE FUSION BATH AND TRANSFERED TO THE DAIRY WHICH IS SEPARATED FROM THE BATH. IN THIS MANNER AN IRON OR STEEL BATH WITH SUFFICIENT RESIDUAL RADIOACTIVITY IS OBTAINED FOR THE IRON OR STEEL TO BE REUSED.
Description
Procédé de décontamination de mitraille de fer et/ou d'acierMethod for decontaminating iron and / or steel scrap
contaminée par radioactivité.contaminated by radioactivity.
La présente invention concerne un procédé de décontamination de mitraille de fer et/ou d'acier qui a été contaminée par The present invention relates to a method for decontaminating iron and / or steel scrap which has been contaminated by
radioactivité, en opérant par fusion de la mitraille en pré- radioactivity, by melting the grape
sence d'agents de scarification du bain de fusion de fer/ acier. D'après l'article "Treatment of Metallic Wastes by Smelting" de J H Cavendish dans IAEA SM 234/14, on connaît déjà un procédé de décontamination de la mitraille d'acier, contaminée par des composés fluorés d'uranium, du neptunium, du plutonium et du teàhnecium, par fusion après une épuration chimique the presence of scarification agents in the iron / steel melt. According to the article "Treatment of Metallic Wastes by Smelting" by JH Cavendish in IAEA SM 234/14, a method of decontaminating steel scrap, contaminated with fluorinated uranium compounds, neptunium, is already known. plutonium and tehnecium, by fusion after chemical purification
préalable on ajoute au bain de fusion un agent de scorifica- Beforehand, a melting agent is added to the melt.
tion se présentant sots la forme d'un mélange de silice et de chaux, de sorte que l'uranium, le neptunium et le plutonium sont collectés en majeure partie dans le laitier qui est ensuite évacué Par ce procédé, l'élimination des déchets est simplifiée par la réduction de volume obtenue sous la forme de parties de mitraille non réutilisables En outre on propose the uranium, neptunium and plutonium are collected for the most part in the slag which is then removed by this process, the disposal of waste is simplified by the reduction of volume obtained in the form of non-reusable pieces of scrap.
la réutilisation de la matière faiblement radioactive subsis- the reuse of the low-level radioactive material
tant dans le bain de fusion. On a également déjà proposé un procédé pour la décontamination de plomb, d'après Cerré P, Mestre E, Courtauld J; la both in the melt. We have also already proposed a method for the decontamination of lead, according to Cerré P, Mestre E, Courtauld J; the
décontamination du plomb; "Bulletin d'informations scientifi- decontamination of lead; "Scientific news bulletin
ques et techniques" 69; pages 49 à 58 ( 1963) De manière connue, on utilise du plomb la plupart du temps sous la forme de briques de plomb pour arrêter un rayonnement riche 69, pages 49 to 58 (1963) In a known manner, lead is used most of the time in the form of lead bricks to stop a rich radiation.
en énergie dans des laboratoires et des installations analo- in energy in laboratories and similar
gues A cause des frais élevés de matière, on a déjà cherché Because of the high material costs, we have already looked for
par le passé à réutiliser le plomb contaminé. in the past to reuse contaminated lead.
Lors du déchargement de combustible à partir de centrales nucléaires arrêtées, on doit sortir de la zone du coeur de réacteur des composants relativement fortement activés, qui nécessitent un blindage protecteur épais pour le transport jusqu'au stockage final En outre, de grandes quantités de pièces d'acier contaminées doivent être évacuées On a déjà When discharging fuel from stopped nuclear power plants, relatively strong components must be removed from the reactor core area, which require a thick protective shield for transport to final storage. In addition, large quantities of parts are required. contaminated steel must be evacuated
proposé de fondre ces pièces d'acier contaminées et de fabri- proposed to smelt these contaminated steel parts and
quer à partir de celles-ci des blindages protecteurs qui peuvent être utilisés pour l'évacuation de déchets fortement radioactifs, cf "Atomenergie/Kerntechnik", volume 41 ( 1982), from them protective shields which can be used for the disposal of highly radioactive waste, see "Atomenergie / Kerntechnik", volume 41 (1982),
pages 279 280 Cela constitue un moyen pour réduire forte- pages 279 280 This is a way to reduce strong-
ment le volume des déchets et, par conséquent, les frais de décharge dans le lieu de stockage final et cela ouvre une the waste volume and, consequently, the discharge costs in the final storage place and this opens up a
possibilité d'utilisation efficace des déchets. possibility of efficient use of waste.
La présente invention concerne seulement de la mitraille d'acier qui a été contaminée en surface par la radioactivité, comme cela se produit par exemple dans des installations de The present invention relates only to steel scrap that has been surface contaminated by radioactivity, as occurs for example in
retraitement A cet égard il est à noter que de grandes sur- In this respect it should be noted that large
faces lisses peuvent être rapidement décontaminées alors que des alvéoles, des parties d'angle, des fentes, des tubulures et des extrémités de tubes fermées nécessitent un plus grand travail Du fait que la contamination radioactive des zones Smooth faces can be quickly decontaminated while cavities, corner pieces, slots, tubing and closed tube ends require more work.
superficielles présente une répartition en profondeur de pro- superficial features a deep distribution of
fil exponentiel, on peut trouver un point à partir duquel les exponential thread, we can find a point from which the
frais de décontamination classique ne sont plus dans un rap- conventional decontamination costs are no longer in a relationship
port économiquement favorable avec une réduction supplémen- economically favorable port with an additional reduction
taire du rayonnement radioactif La mitraille d'acier possède radioactive radiation The steel scrap possesses
alors également encore une radioactivité résiduelle La quan- then also residual radioactivity
tité de déchet radioactif est définie en fonction de l'utili- radioactive waste is defined according to the use of
sation de la limite libre (valeur limite entre un déchet free limit (the limit value between a waste
radioactif et un déchet inactif) sur la base des spécifica- radioactive material and inactive waste) on the basis of the
tions réglementaires correspondantes. corresponding regulatory requirements.
La radioactivité résiduelle empêche généralement de pouvoir réutiliser directement de la mitraille d'acier Cette Residual radioactivity generally prevents the direct reuse of steel scrap
mitraille peut être traitée comme un déchet légèrement radio- grape can be treated as a lightly radioactive
actif pour pouvoir être transportée jusque dans un lieu de stockage final ou bien elle doit être décontaminée de façon active in order to be transported to a final storage location or it must be decontaminated
à pouvoir être recyclée correctement. to be recycled properly.
La présente invention a pour but de créer un procédé perfec- The object of the present invention is to create an improved process
tionné pour la décontamination par fusion de mitraille de fer for melting decontamination of iron scrap
et/ou d'acier.and / or steel.
Ce problème est résolu en ce que des isotopes inactifs supplé- This problem is solved by the fact that additional inactive isotopes
mentaires des éléments radioactifs se trouvant dans le bain de of radioactive elements in the bath of
fusion, sont ajoutés et soumis au processus de fusion. merge, are added and submitted to the merger process.
Le procédé de décontination conforme à l'invention est basé sur le procédé, connu et cité ci-dessus, de fusion de l'acier The decontamination process according to the invention is based on the method, known and cited above, of melting steel
ou du fer contaminé et de la scarification des éléments radio- contaminated iron and scarification of radioactive
actifs par lesquels la surface de l'acier ou du fer est conta- assets by which the surface of the steel or iron is contaminated
minée Dans ce traitement par fusion métallurgique connu, il In this known metallurgical smelting
se produit une scarification de la plupart des éléments radio- scarification occurs in most radioactive elements.
actifs, c'est-à-dire que les éléments radioactifs rentrent dans des combinaisons intermétalliquès qui sont plus légères que la matière de base et qui se rassemblent par conséquent dans the radioactive elements fall into intermetallic combinations which are lighter than the base material and which consequently
le laitier à la surface du bain de fusion Le laitier conte- the slag on the surface of the melt The slag contains
nant les éléments radioactifs peut ensuite être retiré de la surface du bain et être converti pour être mis dans des fats radioactive elements can then be removed from the bath surface and converted into fats.
de stockage des déchets radioactifs Dans ce procédé de décon- radioactive waste storage In this process of decon-
tamination connu, il subsiste cependant encore une radio- known contamination, there is, however, still a radio-
activité résiduelle sensible qui peut poser des problèmes residual activity that can be problematic
pour une réutilisation de la mitraille d'acier "décontaminée". for reuse of "decontaminated" steel scrap.
Les composants des agents de scorification cités, comme ceux qui sont utilisés par exemple dans un procédé de fusion dans un haut fourneau, sont par exemple Ca O 35 40 % TO O 1 % Si O 28 40 % Na 2 O 0,1 % Al 203 5 13 % K O 2 % Mg O 2 13 % Fe O 1 % Mn O 10 % auquel cas on utilise pour une tonne d'acier brut de 300 à The components of the slagging agents mentioned, such as those used, for example, in a blast furnace smelting process, are, for example, 40% SiO 2 O 1% SiO 2 40% Na 2 O 0.1% Al 203 5 13% KO 2% Mg O 2 13% Fe O 1% Mn O 10% in which case it is used for one ton of crude steel from 300 to
800 kg d'agents de scorification.800 kg of slagging agents.
Avec le moyen conforme à l'invention, notamment l'addition With the means according to the invention, in particular the addition
d'isotopes inactifs, on obtient que, en fonction des solubi- inactive isotopes, we obtain that, depending on the solubili-
lités spécifiques des éléments, les isotopes radioactifs des éléments soient refoulés hors du bain de fusion et soient collectés dans le laitier Il est ainsi possible d'obtenir une diminution importante de la radioactivité résiduelle de of the elements, the radioactive isotopes of the elements are discharged out of the melt and are collected in the slag. It is thus possible to obtain a significant reduction in the residual radioactivity of the
sorte qu'on obtient un bain d'acier fondu ayant une radio- so that we get a molten steel bath with a radio-
activité-pratiquement négligeable. activity-practically negligible.
Du fait que la quantité de mitraille contaminée par radio- Since the amount of scrap contaminated by radio-
activité et provenant d'installations nucléaires immobilisées et en réparation est très grande et nécessite de gros frais en raison du volume à traiter en déchets radioactifs à évacuer peu actifs, le procédé conforme à l'invention représente un progrès important car, grâce à la décontamination du bain de fusion réalisée conformément à l'invention, on peut obtenir activity and from nuclear facilities immobilized and repair is very large and requires significant costs because of the volume to be treated as radioactive waste to be removed little active, the process according to the invention represents an important progress because, thanks to decontamination of the melt produced in accordance with the invention, it is possible to obtain
une forte réduction de volume des déchets radioactifs à éva- a significant reduction in the volume of radioactive waste to be
cuer L'acier obtenu à partir du bain de fusion peut être recyclé et réutilisé Le laitier radioactif est conditionné pour le transport de déchets et il nécessite un bien plus petit volume de stockage que la mitraille d'acier contaminée initiale. The steel obtained from the melt can be recycled and reused. The radioactive slag is conditioned for the transport of waste and it requires a much smaller storage volume than the initial contaminated steel shot.
Par le procédé conforme à l'invention, on capte essentielle- By the process according to the invention, it is essential to
ment les éléments constitués par le strontium, le baryum, le cérium, l'europium et le zirconium Les éléments constitués components consisting of strontium, barium, cerium, europium and zirconium.
par le césium et l'antimoine se vaporisent pendant le proces- cesium and antimony vaporize during the process.
sus de fusion et sont arrêtés par filtrage des fumées. above fusion and are stopped by filtering fumes.
Selon d'autres particularités de l'invention: les isotopes inactifs sont introduits dans le bain de fusion; les isotopes inactifs sont ajoutés sous la forme de minéraux;-on ajoute des isotopes inactifs des éléments constitués par le strontium, According to other features of the invention: the inactive isotopes are introduced into the melt; inactive isotopes are added as minerals; inactive isotopes of strontium are added,
le baryum, le cérium, l'europium et le zirconium. barium, cerium, europium and zirconium.
Le laitier séparé qui, comme indiqué ci-dessus, contient les éléments radioactifs ou les produits de fission est conditionné, The separated slag which, as indicated above, contains the radioactive elements or the fission products is conditioned,
comme cela a déjà été précisé, sous forme d'un produit consti- as already stated, in the form of a product constituting
tuant un déchet radioactif à évacuer et il peut être introduit dans des récipients qui peuvent être fabriqués à partir de radioactive waste to be evacuated and can be introduced into containers that can be made from
l'acier ou du fer décontaminé.steel or decontaminated iron.
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