Brevet FR2821203A1 — publié le 20020823

La présente invention concerne un procédé de traitement de solidification d'un résidu liquide alcalin radioactif, dans lequel un résidu liquide d'hydroxyde de sodium provenant de la conversion du sodium métallique utilisé dans un réacteur surrégénérateur rapide est solidifié pour le conditionnement à haute densité. Un résidu de sodium métallique utilisé dans un réacteur surrégénérateur rapide est converti en un résidu liquide à base d'hydroxyde de sodium. Ce résidu liquide à base d'hydroxyde de sodium est transformé en un résidu solidifié stable avec du ciment ou une matière similaire à des fins de stockage. Le résidu liquide à base d'hydroxyde de sodium, lorsqu'il est solidifié tel quel avec du ciment, active l'hydratation d'ingrédients du ciment tels que C3A (3CaO. Al203) et C4AF (4CaO. Al203. Fe203), avec pour résultat une prise rapide du ciment. En conséquence, il est neutralisé avec de l'acide chlorhydrique, de l'acide sulfurique ou une substance similaire et il est soumis à un traitement de solidification avec du ciment, sous forme de chlorure de sodium ou de sulfate de sodium. Cependant, puisque le procédé de l'art antérieur décrit ci-dessus nécessite un traitement de neutralisation, la quantité de résidu résultant augmente et il se pose également un problème consistant en le fait que le sulfate de sodium formé par neutralisation peut être conditionné seulement en une quantité d'environ 30 kg par fût de 200 litres. Si le résidu liquide à base d'hydroxyde de sodium peut être solidifié directement sans neutralisation, une quantité d'environ 200 kg d'hydroxyde de sodium peut être conditionnée dans, ou utilisée pour remplir, un fût de 200 litres. Cela évite l'augmentation de la quantité de résidu formée par le traitement de neutralisation, cela permet au résidu d'être conditionné à une plus haute densité comparativement au procédé de l'art antérieur et cela réduit la quantité de résidu solidifié résultant à une valeur égale ou inférieure à 1/6, comparativement au procédé de l'art antérieur de solidification avec du ciment. En résultat, il est prévu que l'espace de stockage du résidu solidifié et le coût de traitement puissent être considérablement réduits. Lorsque du ciment est ajouté au résidu liquide à base d'hydroxyde de sodium, il se produit un phénomène de prise rapide du ciment dans lequel le résidu liquide à base d'hydroxyde de sodium et le ciment ne peuvent plus être malaxés et aucun résidu solidifié stable ne peut être produit. Eu égard à ce qui précède, un objectif de la présente invention consiste à proposer un procédé de traitement de solidification d'un résidu liquide alcalin radioactif, dans lequel un résidu liquide contenant de l'hydroxyde de sodium provenant de la conversion du sodium métallique utilisé dans un réacteur surrégénérateur rapide ou une installation similaire peut être solidifié pour le conditionnement à haute densité. Le fond de la présente invention permettant d'attendre cet objectif est décrit ci-dessous. A ce propos, le procédé de traitement de solidification d'un résidu liquide alcalin radioactif conforme à la présente invention est caractérisé par l'addition de scories granulées de haut fourneau au résidu liquide alcalin radioactif et la solidification du résidu liquide. En outre, le procédé de traitement de solidification d'un résidu liquide alcalin radioactif conforme à la présente invention est caractérisé par l'addition de scories granulées de haut fourneau à un résidu liquide d'hydroxyde de sodium et la solidifcation du résidu liquide. De plus, le procédé de traitement de solidification d'un résidu liquide alcalin radioactif conforme à la présente invention est caractérisé par l'addition de scories granulées de haut fourneau à un résidu liquide d'hydroxyde de sodium provenant de la conversion du sodium métallique utilisé dans un réacteur surrégénérateur rapide et la solidification du résidu liquide. Dans la présente invention, il est souhaitable que le rapport du résidu liquide alcalin aux scories granulées de haut fourneau ajoutées à ce résidu soit égal à 1 : 1-1,5 en poids. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente un schéma d'un exemple d'appareil pour la production d'un résidu solidifié à partir d'un résidu liquide alcalin radioactif. La forme préférée de réalisation de la présente invention est décrite ci-après. En résultat du mélange de 30 ml d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (concentration de NaOH : 30 % en poids) à 20 g, 30 g et 40 g de scories granulées de haut fourneau, respectivement, un produit solidifié avantageux a été obtenu. Les scories granulées de haut fourneau sont constituées de CaO, Sei02, Al2Os, MgO et de composés similaires et comportent une membrane d'hydrates d'aluminosilicates amorphes A-S-H6 (Al203-Si02-6H20) de faible perméabilité sur la surface des particules de scories granulées. Puisque cette membrane supprime la pénétration de l'eau à l'intérieur des particules de scories granulées de haut fourneau et la lixiviation des ions hors des particules, il se produit une moindre hydratation dans une atmosphère usuelle. Dans cette forme de réalisation, les ions OH-de l'hydroxyde de sodium sont adsorbés au niveau des particules de scories granulées de haut fourneau en provoquant la rupture de la structure vitreuse des hydrates d'aluminosilicates amorphes et en favorisant la lixiviation de CaO, SiO2, Al203, MgO et de composés similaires. En conséquence, la concentration de chacun de ces ions éliminés par lixiviation dans la phase liquide est accrue, ce qui provoque la précipitation de produits d'hydratation de manière continue, et chacun des ions éliminés par lixiviation forme des hydrates de silicate de calcium et des hydrates d'aluminate de calcium donnant un produit solidifié. La présente invention utilise le fait qu'un produit solidifié avantageux peut être obtenu en malaxant une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium et des scories granulées de haut fourneau. La figure 1 représente un schéma d'un appareil pour la production d'un résidu solidifié à partir d'un résidu liquide alcalin radioactif. L'appareil comprend un réservoir 1 pour fournir un résidu liquide alcalin radioactif, une trémie de stockage 2 pour stocker les scories granulées de haut fourneau, un dispositif de dosage 3 pour introduire de manière dosée le résidu liquide alcalin, un dispositif de dosage 4 pour introduire de manière dosée les scories granulées et un malaxeur 5 pour malaxer le résidu liquide alcalin et les scories granulées. Le procédé de traitement de solidification du résidu liquide alcalin radioactif conforme à la présente invention utilisant l'appareil décrit ci-dessus est expliqué ci-après. Le résidu liquide alcalin et les scories granulées de haut fourneau dosés, respectivement, par le dispositif de dosage de résidu liquide 3 et le dispositif de dosage de scories granulées 4 sont introduits dans le malaxeur 5, de telle sorte que le rapport du résidu liquide alcalin et des scories granulées de haut fourneau soit par exemple égal à 1 : 1 en poids. Dans le malaxeur 5, le résidu liquide alcalin radioactif et les scories granulées de haut fourneau sont malaxés pendant une période de temps prédéterminée et le produit malaxé est déchargé dans un fût 6. Par les étapes de préparation décrites ci-dessus, le résidu liquide à base d'hydroxyde de sodium et les scories granulées de haut fourneau peuvent être malaxés énergiquement, de telle sorte que l'hydratation de l'hydroxyde de sodium et du C3A (3CaO. Al203) et du C4AF (4CaO. Al203. Fe203), qui sont les ingrédients du ciment des scories granulées de haut fourneau, ne soit pas activée. En résultat, il est possible de produire un résidu solidifié malaxé suffisamment et ayant des propriétés physiques avantageuses. Conformément à la présente invention, un phénomène de prise rapide de ciment d'hydroxyde de sodium est évité en utilisant un effet de durcissement potentiel des scories granulées de haut fourneau qui est engendré par la réaction des scories granulées avec l'agent alcalin, ce qui permet le traitement de solidification du résidu liquide alcalin radioactif. A ce propos, lorsque l'hydroxyde de sodium et les scories granulées de haut fourneau sont malaxés, l'hydroxyde de sodium et le C3A (3CaO. AlzO3) ainsi que le C4AF (4CaO. Al203. Fe203), qui sont les ingrédients de ciment des scories granulées, n'activent pas l'hydratation, ce qui fait qu'un malaxage suffisant est possible et qu'un résidu solidifié ayant des propriétés physiques avantageuses peut être produit aisément. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de solidification d'un résidu liquide alcalin radioactif, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition de scories granulées de haut fourneau au résidu liquide alcalin radioactif et la solidification du résidu liquide. 2. Procédé de traitement de solidification d'un résidu liquide alcalin radioactif, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition de scories granulées de haut fourneau à un résidu liquide à base d'hydroxyde de sodium et la solidification du résidu liquide. 3. Procédé de traitement de solidification d'un résidu liquide alcalin radioactif, caractérisé en ce qu'il comprend l'addition de scories granulées de haut fourneau à un résidu liquide d'hydroxyde de sodium provenant de la conversion du sodium métallique utilisé dans un réacteur surrégénérateur rapide et la solidification du résidu liquide. 4. Procédé de traitement de solidification d'un résidu liquide alcalin radioactif suivant la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que le rapport du résidu liquide alcalin aux scories granulées de haut fourneau ajoutées à ce résidu est égal à 1 : 1-1,5 en poids.