Brevet FR2643495A1 — publié le 19900824

Procédé de conditionnelent de dechets soLides teLs aue des déchets radioactifs de faibLe ou moyenne activité et dispositif pour La ise en oeuvre de ce procédé. La présente invention concerne un procédé de conditionnement de déchets solides, notamment de déchets radioactifs de faibLe ou moyenne activité. De façon pLus précise, elle concerne un procédé de conditionnement permettant, d'une part, de réduire sensiblement le volume des déchets, et, d'autre part, d'immobiliser ceux-ci en les liant entre eux afin de faciliter leur introduction dans un conteneur de stockage et d'augmenter le taux de remplissage du conteneur. Ce procédé s'applique aux déchets solides constitués par des déchets technologiques faiblement radioactifs, en particulier des déchets en matière plastique comme Les gants, les bottes et les feuiLLes de matière thermoplastique, Les déchets cellulosiques comme le coton et le papier, et également Les déchets en matiere inorganique, par exemple en béton ou en métaux. ElLe concerne également le conditionnement de déchets tels que les déchets en matière plastique, en métaL, en verre ou en caoutchouc, d'origine domestique et industriel Le, qui ne peuvent etre éliminés par combustion. Dans Le cas de déchets radioactifs, eLle s'applique surtout aux déchets de faible activité, c' est-â-dire ceux ayant une activité ne dépassant pas quelques curies par tonne. Parmi les procédés connus actuellement de conditionnement de déchets de ce type, on connaît par te brevet français FR-A- 2 575 943, un procédé consistant à broyer finement les déchets, à les comprimer et les solidifier par extrusion avec une matiere thermoplastique pour obtenir un boudin cyLindrique que l'on tronçonne à la sortie de l'extrudeuse en pastilles ou en éléments, et à introduire ces éléments dans un conteneur de stockage. Pour immobiliser ensuite ces éléments dans le conteneur, il est nécessaire d'ajouter un liant auxiliaire tel que du bitume ou du béton. Le procédé décrit dans ce brevet nécessite donc de nombreuses étapes pour parvenir au stockage final puisqu'il est nécessaire de trier, de broyer, de mélanger, d'extruder, de tronçonner, puis d'immobiliser les éléments obtenus lors du tronçonnage. Par ailLeurs, pour immobiliser les déchets dans le conteneur et les traiter dans L'extrudeuse, il est nécessaire d'ajouter une quantité relativement importante de matière thermoplastique ou de liant, ce qui constitue un inconvénient. La présente invention a précisément pour objet un procédé de conditionnement de déchets solides qui pallie ces inconvénients. Selon l'invention, le procédé de conditionnement de déchets solides comprend les étapes suivantes : a) déchiqueter les déchets, b) comprimer les déchets déchiquetés dans un moule, c) injecter dans La masse comprimée de déchets, deux composants liquides, prémélangés ou non, capabLes de réagir entre eux pour former une mousse de resine synthétique, et d) Laisser durcir La mousse pour obtenir un bloc solide dans lequel Les déchets déchiquetés sont immobilisés. Dans ce procédé, on réduit donc tout d'abord le volume des déchets en les déchiquetants et en les comprimant dans un moule, puis on les immobilise sous la forme d'un bloc solide en utilisant une mousse de résine synthétique pour remplir Les vides entre Les déchets comprimés et les solidariser entre eux. Par ailleurs, en choisissant de façon appropriée la nature de ta mousse utilisée, on peut obtenir un bloc soLide infusible, ininflammable et thermiquement isolant. Les blocs solides obtenus par ce procédé peuvent être ensuite introduits dans un conteneur de stockage en laissant peu de vides entre eux ; les vides sont ensuite comblés par injection dans le conteneur des constituants, d'une mousse de résine synthétique et un couvercle est disposé au-dessus du conteneur puis scellé lors du durcissement de la mousse. Selon L'invention, La mousse de résine synthétique est choisie en fonction de ses propriétés afin d'assurer une immobilisation satisfaisante des déchets déchiquetés, toute assurant une bonne sécurité pour Le stockage des déchets et en constituant de preférence une masse thermiquement isolante, infusible et ininflammable. A titre d'exemples de résines synthétiques susceptibLes d'entre utilisées, on peut citer les resines phénoplastes par exemple à base de crésol, de xylénol ou de résorcinoL, Les résines aminoplastes, Les résines poLyuréthanes et Les résines poLyesters. De préférence, dans L'invention, on utiLise une résine phénoplaste, par exemple une mousse-colle de type phénolique telle que celles utilisées couramment dans le bâtiment, qui ont une densité de 30 à 60kg/m3, et qui sont à la fois isolante thermiquement, infusible et ininflammable. Dans ce cas, les deux composants liquides servant à la réalisation de la mousse peuvent être respectivement : a) une émulsion contenant un agent d'expansion et un résol, et b) un durcisseur liquide. L'agent d'expansion peut être l'un des agents bien connus pour la fabrication de mousses phénoliques, en particulier un solvant chlorofluoré. Le durcisseur est également un des prsduits utilisés couramment dans les mousses de résines phênoli- ques. Pour les autres- mousses, les deux composants liquides contiennent respectivement le monomère de base de la résine, et le durcisseur. L'age-nt d'expansion utilisé éventuellement peut être ajouté indifféremment à l'un des composants ou aux deux composants. Les composants liquides peuvent être sous la forme de solutions, ou d'émulsions, et contenir d'autres additifs, en particulier ceux utilisés couramment pour la fabrication de mousses de ce type. L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé qui comprend - des moyens de déchiquetage des déchets, - des moyens pour évacuer et comprimer dans un moule les déchets déchiquetés, - des moyens pour introduire dans Le moule Les composants liquides de la mousse de résine synthétique, et - des moyens pour retirer du moule le bloc de déchets déchiquetés immobilisés dans la mousse de résine synthétique. Selon un mode préféré de réalisation de L'invention, La cavité du moule est délimitée par une première paroi horizontale supérieure déplaçable verticalement, une deuxième paroi horizontale inférieure déplaçable horizontalement, une troisième paroi verticale fixe et une quatrième paroi verticale déplaçable horizontalement permettant d'introduire et de comprimer les déchets déchiquetés dans la cavité de moule délimitée par Les première, deuxième et troisième parois. Dans ce cas, le dispositif comprend des moyens pour déplacer les première, deuxième et quatrième parois du moule. Il peut également résulter de L'adapta- tion d'équipements existants telles les presses à balle ou à vulcaniser. Cette structure de moule permet de disposer un conteneur de stockage en-dessous de la deuxième paroi horizontale dépLaçabLe horizontalement afin de pouvoir mettre en communication La cavité du moule avec Le conteneur de stockage. D'autres caractéristiques et avantages de L'invention apparaitront mieux à la lecture de la description qui suit, donnée bien entendu à titre illustratif et non Limitatif, en référence à la figure unique annexée qui représente en coupe verticale un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Sur cette figure, on voit que Le dispositif comprend un déchiqueteur (1), et un moule (3) qui peut être associé à un conteneur de stockage (5). Le déchiqueteur (1) est du type à bi-rotor Lent équipé -de couteaux, et -comporte deux rotors (7) et (9) qui tournent généralement dans Le sens des fleches F. Les déchets (10)peuvent être introduits dans ce déchiqueteur (1) par une trémie (11) et amenés entre les rotors par un convoyeur (12), par exempLe un tapis rouLant. Lorsqu'on utilise un tel déchiqueteur, on peut traiter des déchets en matière plastique, en papier, en coton ou des déchets métalliques ou minéraux à condition que l'une au moins de leurs dimensions soit suffisamment fine pour passer dans le jeu existant entre les deux rotors (7)et (9). Lorsque l'on introduit dans le déchiqueteur des pièces massives, par exemple des vannes, des moteurs, des blocs de béton, ceux-ci peuvent être refoulés à L'aide d'un système automatique déclenchant la rotation des deux rotors dans le sens inverse des fleches F lorsque le couple devient trop important.Ces pièces rebutées peuvent être réintroduites au sein des déchets déchiquetés en (13) Les déchets déchiquetés qui sont sous la forme de lambeaux dont la longueur varie de 1 à 10cm tombent dans une enceinte (13) à l'intérieur de laquelle sont disposées - une première plaque horizontale (15) constituant la première paroi du moule, qui est déplaçable verticalement par l'intermédiaire d'un vérin (17), - une deuxième plaque horizontale (19) qui constitue la deuxième paroi horizontale du meule et qui est déplaçable horizontalement par l'intermédiaire du vérin (21), et - une troisième plaque (23) verticale constituant la quatrième paroi du moule qui est déplaçable horizontalement par l'intermédiaire du vérin (25). La troisième paroi du moule est constituée par la paroi fixe (27) de l'enceinte (13). Les déchets déchiquetés peuvent etre introduits dans la cavité du moule par déplacement de la paroi verticale (23) entre la position (23) représentée en traits pleins et la position (23') représentée en pointillés. En fait, on actionne la paroi (23) plusieurs fois pour remplir la cavité où se fait la compression. Lorsque la quantité de déchets déchiquetés est suffisante pour remplir la cavité du moule, on comprime ceux-ci par l'intermédiaire des plaques (23) et (15)de façon à laisser un vide résiduel représentant au plus 30% en volume. A ce moment, on procède à l';mmo- bilisation des déchets en injectant à l'intérieur du moule dans la masse de déchets comprimés un premier composant liquide provenant du réservoir (29) par la conduite (31) munie de la pompe (32) et un deuxième composant Liquide provenant du réservoir (33) par la conduite (35) munie de la pompe (36). Eventuellement, on peut injecter à l'intérieur du moule un mélange des deux composants liquides.Dans la masse de déchets comprimés, ces deux composants réagissent entre eux pour former une mousse de résine synthétique qui immobi Lise les déchets et comble les vides entre eux. On laisse durcir la mousse. Après durcissement, un léger retrait, inférieur à 0,5% permet de démouler le bloc obtenu. A ce moment, on actionne le vérin (21) pour déplacer la deuxième paroi horizontale (19) du moule et en déplaçant, si nécessaire, la plaque (15) par le vérin (17), on peut évacuer le bloc moulé (39) dans le conteneur de stockage (5). On peut introduire plusieurs blocs moulés dans le conteneur de stockage (5) et Les immobiliser ensuite dans ce conteneur en utilisant la même mousse de résine synthétique. Dans le cas du traitement de déchets technologiques et de L'utilisation de mousse de résine phénoplaste de type résol, commercialisée sous le nom de bakélite, on peut obtenir une densité apparente du déchet final supérieure à 1, ce qui correspond à un facteur de réduction de volume de l'ordre de 5. De plus, en choisissant la résine phénoplaste mentionnée ci-dessus, il faut peu de composants liquides pour réaliser un bloc car 1001 de composants liquides correspondent à environ 2,8m3 de mousse. Ainsi, ce procédé est très avantageux et très sûr. REVENDICATIONS 1. Procédé de conditionnement de déchets solides, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) déchiqueter les déchets, b) comprimer les déchets déchiquetés dans un moule, c) injecter dans la masse comprimée de déchets deux composants liquides, premélangés ou non, capables de réagir entre eux pour former une mousse de résine synthétique, et d) laisser durcir la mousse pour obtenir un bloc solide dans lequel les déchets déchiquetés sont immobilisés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit ensuite plusieurs bLocs solides ainsi obtenus dans un conteneur de stockage, en ce que l'on injecte dans le conteneur deux composants liquides capables de réagir entre eux pour former une mousse de résine synthétique afin de remplir les vides entre les blocs dans le conteneur, en ce que L'on dispose un couvercle au-dessus du conteneur, et en ce que l'on laisse durcir La mousse pour immobiliser Les blocs dans le conteneur et sceller le couvercle du conteneur. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la résine synthétique est choisie dans le groupe comprenant les résines phénoplastes, les résines aminoplastes, Les résines polyuréthanes et les résines polyesters. 4. Procédé selon La revendication 3, caractérisé en ce que la mousse de résine synthétique est une mousse de résine phénolique. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux composants liquides sont respectivement a) une émulsion contenant un agent d'expansion et un résol, et b) un durcisseur liquide. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les déchets comprennent des déchets en matière plastique, en papier, en matière inorganique et/ou en coton. 7. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 -å 6, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de déchiquetage des déchets, - des moyens pour évacuer et comprimer dans un moule les déchets déchiquetés, - des moyens pour introduire dans le moule les composants liquides de la mousse de résine synthétique, et - des moyens pour retirer du moule le bLoc de déchets déchiquetés immobilisés dans la mousse de résine synthétique. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de déchiquetage des déchets sont constitués par un déchiqueteur à couteaux à deux rotors. 9. Dispositif selon La revendication 7, caractérisé en ce que la cavité du moule est délimitée par une première paroi horizontale supérieure déplaça- ble verticalement, une deuxième paroi horizontale inférieure déplaçable horizqntalement, une troisième paroi verticale fixe et une quatrième paroi verticale déplaçable horizontalement permettant d'introduire et de comprimer les déchets déchiquetés dans la cavité de moule délimitée par les première, deuxième et troisième parois. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour déplacer les première, deuxième et quatrième parois du moule. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend de plus des moyens pour disposer un conteneur de stockage en dessous de la deuxième paroi horizontale déplaçable horizontalement de façon à pouvoir mettre en communication la cavité du moule avec le conteneur de stockage.