DE1764586B1 - Verfahren zur konzentrierung radioaktiver abfaelle - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfestigung flüssiger radioaktiver Konzentrate in Form wäßriger Lösungen und Suspensionen, wobei das Konzentrat mit einer Einbettungsmasse versetzt, daraufhin durch Wärmezufuhr getrocknet und anschließend zu festen Körpern verarbeitet wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der britischen Patentschrift 968 763 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden Molybdän und radioaktive Spaltprodukte in gelöster Form enthaltende Flüssigkeiten getrocknet und die gewonnenen Feststoffe in eine Glasmasse eingebettet. Die radioaktiven Stoffe werden dadurch in eine wasserunlösliche Form gebracht, allerdings ist der dafür benötigte technische Aufwand sehr groß. Ein anderes angewandtes Verfahren zum Überführen eines radioaktiven Stoffes in wasserunlösliche Form besteht darin, die Spaltprodukte in gelöster Form enthaltenden Flüssigkeiten bis zu einem Feststoff anteil von 10 bis 15°/o auf zukonzentrieren. Dieses Konzentrat wird dann durch Vermengen mit Zement oder heißem Bitumen gebunden und in Normfässern von 200 Litern Inhalt in Sammelstellen eingelagert. Der Inhalt eines derartigen Lagerfasses an radioaktiven Abfällen wird dabei praktisch nicht durch die höchst zulässige Strahlung von 200 mR/h an der Faßwand bestimmt, sondern durch die angewandte Einlagerungstechnik. Das Bitumieren ist dabei mit einem sehr großen maschinentechnischen Aufwand verbunden und erlaubt die Einbettung von maximal 60 Gewichtsprozent Feststoffe. Beim einfächeren Zementieren können maximal nur 5 Gewichtsprozent Feststoffe mit eingebracht werden.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, das mit einem geringeren technischen Aufwand gegenüber dem genannten Stand der Technik und nicht beschränkt auf spezielle radioaktive Stoffe eine Einbettung von größeren Gewichtsanteilen an Feststoffen erlaubt, so daß die Beseitigung radioaktiver Abfälle einfacher, gefahrloser und wirtschaftlicher wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem Konzentrat als Einbettungssubstanz und zur Verhinderung von Staubbildung Knochenleim zugesetzt, das Konzentrat unter Zugabe von Polyacrylamid zur Einstellung geeigneter Viskosität auf beheizten Walzen getrocknet und anschließend das Walzgut verpreßt wird.

Nach diesem Verfahren ist es möglich, bis zu 70 Gewichtsprozent Feststoffe zu binden. Dem in üblicher Weise hergestellten Konzentrat wird normaler Knochenleim zugesetzt. Ein ganz wesentlicher Vorteil der Verwendung von Knochenleim besteht darin, daß er bei den für das Trocknen erforderlichen Temperaturen plastisch ist, so daß ein Stauben mit Sicherheit verhindert wird. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Knochenleims liegt darin, daß er als Eiweiß-Substanz sehr strahlungsbeständig ist. Sein Erweichungspunkt ist abhängig von seinem Wassergehalt und damit einfach so einstellbar, daß er zur Volumenverminderung verpreßt werden kann. Er bindet 12 bis 14 °/o Wasser, ähnlich Kristallwasser. Weicht der tatsächliche Wert davon ab, so wird Wasser gebunden oder abgegeben.

Alle erforderlichen Verfahrenstemperaturen liegen in dem technisch gut beherrschbaren Bereich unter 140° C. Dabei ist weiterhin darauf hinzuweisen, daß der Wassergehalt bei einer Erwärmung über 130° C unter 8% sinkt. Wenn dieser Punkt erreicht wird, so wird der Knochenleim wasserunlöslich, was für die Aufbewahrung der radioaktiven Abfälle in unterirdischen Lagerräumen, wie z. B. ehemaligen Bergwerken, von wesentlicher Bedeutung ist.

Die Trocknung des Konzentrats erfolgt wegen des guten Wärmeübergangs zweckmäßigerweise auf einem Walzentrockner. Dazu muß die Viskosität nach einem bekannten Verfahren durch Beimischung von Polyacrylamid so verändert werden, daß ein ausreichender Film auf der Trockenwalze erzielt wird. Die Verwendung von Polyacrylamid als Verdickungsmittel, also zur Einstellung der Viskosität, wird z. B. im Chemielexikon von Römpp erwähnt. Der Zusatz von Knochenleim — oder auch einem anderen organischen Leim — verhindert, wie bereits erwähnt, die Staubbildung. Die für das Verpressen zu festen Körpern erwünschte Restfeuchte kann dabei direkt auf der Walze oder in einem Nachtrocknungsvorgang erreicht werden.

Aus diesen Darlegungen ist es ersichtlich, daß die bisher übliche Bindung radioaktiver Abfälle in einer Glasmasse, in Bitumen oder in einer Zementmischung durch eine wesentlich einfachere und billigere Knochenleimbindung ersetzt werden kann, die zudem den großen Vorteil der Staubfreiheit bietet, was wegen der Radioaktivität der Abfälle von ganz besonderer Bedeutung ist.

Abschließend sei erwähnt, daß es bei der Abfüllung dieser verfestigten Abfälle in die Transportbehälter zweckmäßig sein kann, diese mit einem die Strahlung teilweise absorbierenden Material auszukleiden, damit die zulässige Strahlungsdosis an der Außenfläche der Fässer nicht überschritten wird, was infolge der nach diesem Verfahren möglichen Bindung von bis zu 70 Gewichtsprozent Feststoffen bei höher radioaktiven Abfällen unter Umständen sonst nicht mehr gewährleistet werden könnte.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verfestigung flüssiger radioaktiver Konzentrate in Form wäßriger Lösungen und Suspensionen, wobei das Konzentrat mit einer Einbettungsmasse versetzt, daraufhin durch Wärmezufuhr getrocknet und anschließend zu festen Körpern verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Konzentrat als Einbettungssubstanz und zur Verhinderung von Staubbildung Knochenleim zugesetzt wird, das Konzentrat unter Zugabe von Polyacrylamid zur Einstellung geeigneter Viskosität auf beheizten Walzen getrocknet und anschließend das Walzgut verpreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgut zur Senkung des Wassergehaltes unter 8 % auf über 130° C erhitzt und damit wasserunlöslich gemacht wird.