SE449183B - Sett att framstella ett alster av fast bitumen med inbeddad eller inkapslad korn- och/eller pulverformig jonbytarmassa och anvendning av settet for langtidslagring av radioaktivt avfall - Google Patents

Description

449185 2 Detta syfte "ernâs enligt uppfinningen genom att man blan- dar/saminanför jonbytarmassan-med en emulsion av. bitumen och vatten, att man till en given mängd emulsion sätter samycket av-jonbytarmassan att emulsionens brytpunkt uppnasoch blandningen övergår till en fast produkt, i vilken jonbyrarmassan föreligger i svälla, evauenhaiiig form. ' _ Föreliggande sätt har många fördelar i förhållande till känd teknik genom att man kan använda fuktig jonbytare, varigenom man inte längre behöver torka jonbvtaren före inbäddning. Det är emellertid även möjligt att använda torr jonbytare, som svällerf när den kommer i- kontakt med vattnet i vatteneinulsionen.Vattenemulsionen kan användas vid omgivningstemperatur, varför värmning av bitumenabortfaller. _ _ '_ I En annan fördelar att man kan använda befintlig utrustning för blandning, av jonbytare och bitumen, dock utan tillförsel av värmeenergi eller med tillförsel av mindre energi, sa att ernulsionens vatten ej föràngas i större mängd. Emellertid är blandningsanordningar ej erforderliga, då man kan sätta jonbytaren till emulsionen utan omblandning. _ Fuöredragna utföringsformer av uppfinningen framgår av under- kraven. " , , _ - I det följande beskrivs uppfinningen med föredragna utföringsfor- mer. I _ i i _ Figuren visar schematiskt inbäddning av jonbytarmassa i bitumen enligt känd teknik. _ _, i I' figuren betecknar len blandningstank för blandning av pulver- jonbytarmassa; indunstarkoncentratfoch kornformig jonbytarmassa, som till- föres i tanken via' en ledning 2. Blandningstanken 1 är försedd med en värmemantel 3, som med .ånga förvärmer den torra jonbytarenul tanken vl finns en med motor' försedd ornrörare 4. Fran denna tank lgförs den förvärmda jonbvtarmassan via en med ventil försedd ledning 5 till en andra blandníngstank ll, som är försedd ”med värmemantel 13 och omrörare 14.

Blandriingstanken ll värms med ånga., ' _ _ I I i lytande bitumen' förs från bitumentanken Zl via en värmd ledning 22 till blandningstanken _ll._ Den i blandningstanken ll erhållna inbäddade jonbytarmassan överförs via en ledning 25 till, lagringsfat 41. De fyllda faten förs sedanfàt sidan för avkylning av bitumen och jonbytarmassan.

Därefter sker palockning för förslutning av faten och aktivitetsmätning samt slutligen, transport till förråd. Det fran bitwnentankenZl kommande bitume- net har en' temperatur av lägst 130°C, vanligen lSUOC och högre. Därvid har f: 449 183 man observerat en 'partiell sönderdelning av jonbytarmassan.

V Enligt föreliggande uppfinning använder man i stället för flytande bitumen en emulsion av vatten och bitumen, som även innehåller andra ämnen för åstadkommande av en stabil emulsion. Sådana emulsioner är kända och förekommer i handeln under olika varunamnyEtt exempel på en sådan emulsion är den, som saluförs av Shell under namnet "CARILAS". Denna emulsion är en katjonisk emulsion med högst 30 viktprocent vatten och med ett pH-värde av högst 4. Emulsionen förekommer med olika stora vattenhal- ter. Andra liknande emulsioner både anjoniska och katjoniska kan innehålla upp till 50 viktprocent vatten. .

Den använda jonbytarmassan kan vara antingen katjonisk eller anjonisk, beroende på om man tar hand om an- respektive katjoner. Vanligen har man en blandjonbytare, dvs; en blandning av katjonbytare och anjonbytare i olika mängdförhållanden. _ Enligt en föredragen utföringsform sätter man torr eller fuktig jonbytarmassa till en-Agiven mängd emulsion 'tills man när emulsionens brytpunkt, vid vilken man erhåller en stelnande massa av bitumen, i vilket det korn- och/eller pulverformiga materialet är inkapslat, och eventuellt avskilt vatten. Detta vatten avlägsnas och behandlas i jonbytare för borttagning av eventuellt närvarande radioaktiva joner eller indunstas. Tillsammans med jonbytarrnassan kan man även tillsätta annat korn- och/eller pulverformigt avfallsmaterial. 7 , Vid tillsats av torr jonbytare bör man använda en emulsion med större vattenhalt än vid tillsats av fuktig jonbytare, då den torra jonbytaren vid kontakt med vatten upptar detta och svälier. Vid tillsats av torr jonbytare utvecklas värme, som för vakuumtorkad jonbytare Dowex 50 H+ utgör ca 30 cal/g jonbytare. I _ Det är speciellt föredraget att emulsionens vattenhalt är sådan, att i huvudsak inget vatten avskiljes vid bitumenets stelning.

Förfarandet;kan¿med fördel utföras i befintlig utrustning enligt fig. 1. De imantlade tankarna 1 och ll drivs då med vatten i stället för ånga eller företrädesvis förekommer ingen uppvärmning. När ingen förvärmning förekommer leds jonbytarmassan och eventuellt annat avfallsmaterial, som skall inbäddas tillsammans med jonbytarinassan direkt till tanken ll. I stället för bitumen innehåller tanken 21 en emulsion av vatten och bitumen, t.ex.

"CARILAS" när den använda jonbytaren företrädesvis är en katjonbytare.

Jonbytare och emulsion kan tillföras kontinuerligt eller satsvis och matrixen 449 185 av bitumen med inkapslad jonbytare kan kontinuerligt eller satsvis uttagas fràn tanken ll och tillföras fatet Ål. Vatten, som eventuellt avskiljes i tanken ll, kan kontinuerligt avlägsnas.

Enligt en mycket föredragen utföringsform sätterman jonbytar- massa och eventuellt annat för inkapsling avsett radioaktivt, giftigt eller på annat sätt farligt material till emulsionen i en mängd, som leder till stelníng.

Eventuellt bildat vatten avlägsnas innan fatet försluts för slutgiltig förvaring.

Förfarandet genomförs inom ett temperaturintervall av 1-90°C, företrädesvis av 5-6D°C; Speciellt föredraget är rurnstemneratur eller omgiv- ningstemßeratur, som mäste vara högre än loC, speciellt högre än 5°C.

Därvid behöver ingen av komponenterna förvärmas. » _ __ Den erhållna stelnadennrodukten kan efter inbäddningen värmas eller hallas vid SU-60°C_ för att förkorta solidiferingstiden. Denna efter- behandling är ejerforderug. I i i i Enligt föreliggande sätt kan ionbytaren föreliggari kornform eller pulverform, och det är speciellt. föredraget att man använder fuktig jonbyta- re. Även pulver- och kornformig-a' indunstningsaterstoder kan inkorporeras tillsammans med jonbytarmassan. Man har funnit att det erhållna alstret kan innehålla mer än 50 volymprocent partikelformigt material.

Värmning av den erhållna efter fullständig stelning produkten i Z h vid 15000 har visat att man inte har nägra märkbara förluster av vattnet i jonbytarmassan. Däremot förângas en flyktig fraktion av bitumenet. ll. i!

Claims (7)

1. i? 449 183 i PATENTKRAV l.
2. S-ätt att framställa ett alster av fast bitumen med inbäddad eller inkapslad korn-a och/eller pulverformig jonbytarmassa som åtminstone partiellt är mättad med radioaktiva joner, k ä n n e t e c k n a t därav, att man blandar/sammanför jonbytarmassan med, en emulsion av bitumen och vatten, att man till en _ given mängd emulsion sätter så mycket av jonbytarmassan att emulsionens brytpunkt uppnås och blandningen övei-'gàr till en fast produkt i vilken jonbytarmassan föreligger i svälld, vattenhaltig form. .2r. ' "Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att -man blandar/sammanför fuktig, svälld jonbytarmassa.
3. 3. Sätt enligt patentkravet 1, ik ä n n e t e c k n a t därav, att man ' blandar/sammanför torr jonbytarmassa.
4. 4. I Sätt." enligt nagot av patentkraven l-3, k ä n n e t e c k n a t där- av, att det genomförs vid en temperattir av l-90°C, företrädesvis vid s-so°c, spanien: vid rumstemperatur. I
5. S. Sätt enligt' nagot av patentkraven 1-4, k. ä n n e t e c k a t där- av, att;man“blandar/sammanför en blandrjonbytare, som åtminstone partiellt är mättad» med radioaktiva joner, 'med 'en katjonisk emulsion, företrädesvis med ett pHg-lvärde av högst 4. d* 7
6. 6. Sätt enligt något av patentkraven l-S, k ä n n et e c k n a t där- av, att emulsionen har en vattenhalt av högst '50 viktiarocent, företrädesvis av 10-30 viktprocent. I
7. 7. Sätt enligt nagot av patentkraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t där- av, att man vid användning av torr jonbytarmassa använder en emulsion med högre vattenhalt och vid användning av fuktig jonbytare använder en emulsion med lägre vattenhalt.

   0. Användning av sättet enligt patentkrav 1 för långtidslagring av radioaktiv: avfall.-