减小粉状树脂和惰性人造纤 维混合物体积的方法 本发明涉及一种减小过滤器纤维和粉状离子交换树脂的混合物的体积的方法。
在核电站，粉状离子交换树脂以沉积层形式用于净化例如冷凝水和废水。为了改进起过滤器作用的沉积层的沉积性能和耐用度，向粉状离子交换树脂添加短薄的过滤器纤维形式的惰性材料，以下也称该材料为粉状树脂。该过滤器纤维通常由聚丙烯腈组成。过滤器沉积时该纤维沉积成杂乱的堆积体。粉状树脂颗粒固定在堆积体的间隙中。这样构成的沉积层具有较低的流动阻力，而且不形成裂纹。通常由于收缩过程而引起的这种裂纹常常在没有过滤纤维的纯粉状树脂沉积层中看到。
然而，该组合沉积材料虽然对这种发电站设备的运行提供了这些优点，同时也存在排放废过滤材料时的某些缺点。废过滤材料通常作为悬浮液注入所称的“高度完整的容器”中，在那里由内设的滤烛(Filterkerzen)脱水。装满已脱水过滤材料的容器送去最终存放。由于已经描述的过滤材料的结构，因而每单位体积可载带的过滤材料的量很小。其中典型粉状树脂沉积材料的振实密度在供货状况下为0.37g/cm3至0.42g/cm3。材料地干燥虽然可使体积降低约35％；但在最终位置在水渗入装满干过滤材料的容器时，由于出现膨胀压力而引起包装损坏的危险。
因此，本发明的任务在于提供一种通过特别有效地减小过滤纤维与粉状离子交换树脂混合物的体积而得到可最终存放的废物。
本发明用以下措施完成了该任务，向该混合物中添加一种溶解过滤纤维的溶剂，先使形成的混合物干燥，然后进行热处理。
EP 0182172 B1已经公开了一种改进固化的放射性离子交换树脂颗粒的稳定性质的方法，其中通过添加物和必要时的热处理而改变离子交换树脂颗粒以致降低其膨胀和收缩性能。但这里涉及一种纯离子活性的添加物，它既未预计也不适合用于清除或溶解过滤纤维。
本发明的认识是基于，混合物即粉状树脂沉积材料中惰性过滤纤维的含量对于作为放射性废物最终存放时空间的不充分利用起决定性作用。
因此，干燥过程首先用于脱除废料中含有的水分，其中通过添加清除或溶解过滤纤维的物质，也就是通过添加溶剂，使过滤纤维部分发生结构分解。由此造成废品体积的显著减小。其中干燥优选的是在常压或真空下进行，干燥温度为40℃至200℃，优选60℃至120℃。
溶剂的添加可在干燥过程之前、之中或之后进行。为了使通常由聚丙烯腈组成的过滤纤维的结构分解，以下有机物适于用作溶剂：二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，碳酸亚乙酯。另外，例如下列无机物也适于用作溶剂：硫氰酸的盐类，硝酸，硫酸和氯化锌。
干燥过程后接着进行热处理。该工艺用于降低干粉状树脂的膨胀性能或膨胀，其操作温度为120℃至220℃，优选130℃至190℃。
若用所述有机物作溶剂，则在干燥过程结束后或在热处理开始时，例如可通过蒸馏将其从混合物中除去。相反，作为溶剂使用的无机物质则完全留在废物中。
为了加速热处理过程，优选向干燥并用溶剂处理过的粉状树脂产品混入10至50％(重量)的碱性反应物例如氢氧化钠、碳酸钾、氧化钙、氢氧化钙或硼酸盐。也可以混入酸性反应物，例如铝、锌和铁的盐，硼酸或五氧化二磷，其加入量同样是10至50％(重量)。
为了调整可能由于处理造成的对最终存放不利的pH值以及改进浸取性能，将在该处理阶段中主要含有粉状树脂产品的酸性反应混合物通过与氧化钙或氧化镁相混合而将pH值缓冲为中性至弱碱性范围。由此也可避免例如包装的腐蚀。强碱性反应的粉状树脂产物优选用硼酸或磷酸酸性盐缓冲。
应用实施例：
使100g供货状态的、水含量为63.2％和振实体积为296ml的ECODEXX-203-H在一个1升的圆底烧瓶中与50g无水氯化锌通过剧烈振动相混合。然后使该混合物在油浴中于80℃温度和约50毫巴(mbar)压力下在旋转蒸发器上干燥。在大部分水在约半小时时间被过度蒸馏后，将油浴温度调到160℃，并将反应混合物在该温度下保持1小时。待圆底烧瓶冷却后分离出61.2g碎屑状深黑色反应产物。该反应产物在粗粒粉碎后的体积测定为90ml。
该黑色物料受潮时没有明显的膨胀。将40.5g反应产物与7.35g氧化镁混合得到一种深灰色粉末而没有增加体积，该粉末由于形成碱性锌盐和镁盐而明显阻止了水的渗入。