JP2003520975A - 水酸化ナトリウムの廃棄物をネフェリン型に調整する方法 - Google Patents
水酸化ナトリウムの廃棄物をネフェリン型に調整する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水酸化ナトリウム溶液の調整の方法を提供する。
【手段】 本発明は、３ｍｏｌ／ｌないし１０ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウムＮａＯＨの水溶液からなる廃棄物を調整する方法に関する。その方法は、ａ）水溶液にメタカオリン粉末を加え、固化およびゼオライトＡ型の結晶相の形成が可能な懸濁液を生成する段階とｂ）懸濁液を鋳型に注入する段階とｃ）懸濁液を鋳型の中で固化させ、ゼオライトＡを基材とする型込めされた固体生成物を得る段階とｄ）型込めされた生成物を乾燥させる段階と、そしてｅ）１０００℃ないし１５００℃での熱処理を施して、ゼオライトＡ相をネフェリン型の相に転化させる段階を備える。
Description
【０００１】
本発明は、水酸化ナトリウムの水溶液からなる廃棄物の調整方法に関する。
さらに詳細には、高速中性子原子炉からの廃棄物である水酸化ナトリウムの放
射性溶液の処理に関する。
射性溶液の処理に関する。
【０００２】
実際に、金属ナトリウムを冷却材として用いる高速中性子原子炉の開発により
、放射性ナトリウムを含有する廃棄物が発生することとなった。産業用および試
験的原子炉はもちろん、研究用実験施設からもこのような廃棄物が発生する。そ
のような廃棄物は、一般的にウラン、プルトニウム、セシウム、コバルト等の電
子核反応活動により発生した２２Ｎａおよびその他の放射性要素のような放射性
物質を含んでいる。
、放射性ナトリウムを含有する廃棄物が発生することとなった。産業用および試
験的原子炉はもちろん、研究用実験施設からもこのような廃棄物が発生する。そ
のような廃棄物は、一般的にウラン、プルトニウム、セシウム、コバルト等の電
子核反応活動により発生した２２Ｎａおよびその他の放射性要素のような放射性
物質を含んでいる。
【０００３】
ナトリウムを金属の形態で貯蔵することなどに伴う潜在的な化学的危険性を減
らすため、一般的にはこの廃棄物を、水を取り除く方法（Ｗａｔｅｒ Ｄｅｓｔ
ｒｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）により、水酸化ナトリウム濃縮溶液に転化させ
る。 貯蔵の際には、これらの水酸化ナトリウム濃縮溶液をそこに含まれる放射性生
成物を維持したまま固体廃棄物へ転化させなくてはならない。
らすため、一般的にはこの廃棄物を、水を取り除く方法（Ｗａｔｅｒ Ｄｅｓｔ
ｒｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）により、水酸化ナトリウム濃縮溶液に転化させ
る。 貯蔵の際には、これらの水酸化ナトリウム濃縮溶液をそこに含まれる放射性生
成物を維持したまま固体廃棄物へ転化させなくてはならない。
【０００４】
米国特許第４０２８２６５号（参考文献［１］）は、硝酸ナトリウムを含む腐
食性液体放射性廃棄物を不溶性固体生成物に転化する方法を開示している。その
方法では、珪酸アルミニウムを基材とする粘土粉末を、３ｍｏｌ／ｌないし７ｍ
ｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム濃度を有し硝酸ナトリウムを含む放射性液体廃棄物
の水溶液または懸濁液と反応させ、カンクリナイト型の生成物を生成し、その後
６００℃以上で焼成して、ネフェリンのような鉱物へと転化させる。
食性液体放射性廃棄物を不溶性固体生成物に転化する方法を開示している。その
方法では、珪酸アルミニウムを基材とする粘土粉末を、３ｍｏｌ／ｌないし７ｍ
ｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム濃度を有し硝酸ナトリウムを含む放射性液体廃棄物
の水溶液または懸濁液と反応させ、カンクリナイト型の生成物を生成し、その後
６００℃以上で焼成して、ネフェリンのような鉱物へと転化させる。
【０００５】
この転化は次の反応式で表される：
【数１】
【数２】
この転化に使用するのに適したシリカ−アルミナ粘土は、カオリン、ベントナ
イト、ディッカイト、ハロイサイト、そしてピロフィライトを含むグループに属
する。数式（１）の中間生成物（カンクリナイト）を使用する場合、焼成して自
由粉末か、または該中間生成物を所望の型に圧縮して固体を生成し、その後６０
０℃以上で焼結する。 したがって、この方法では固形生成物を得るために粉末を取り扱う必要があり
、その粉末を圧縮するために機械または水圧プレスを用いなくてはならない。
イト、ディッカイト、ハロイサイト、そしてピロフィライトを含むグループに属
する。数式（１）の中間生成物（カンクリナイト）を使用する場合、焼成して自
由粉末か、または該中間生成物を所望の型に圧縮して固体を生成し、その後６０
０℃以上で焼結する。 したがって、この方法では固形生成物を得るために粉末を取り扱う必要があり
、その粉末を圧縮するために機械または水圧プレスを用いなくてはならない。
【０００６】
また、Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．，２７，１９８８年，１２９１−
１２９６ページ（参考文献［２］）、および米国特許第４２７１１３０号（参考
文献［３］）に開示されているように、焼成したカオリンを水酸化ナトリウムと
反応させることによりゼオライト４Ａを合成する方法も知られている。参考文献
［２］では、焼成したカオリンを水酸化ナトリウム溶液に溶かしてゲルを生成し
、その後、ゲルを加熱して固体生成物を晶出させる。このために、Ｎａ２Ｏ／Ｓ
ｉＯ２のモル比が１．８ないし３．８の間、好適には２．８になるように、カオ
リンの量を選択する。水の量は、Ｈ２Ｏ／Ｎａ２Ｏのモル比が３０ないし５０の
範囲になるような量で、それは２．２３ｍｏｌ／ｌないし３．７ｍｏｌ／ｌの水
酸化ナトリウム溶液に相当する。その結果、洗浄剤として使用できるゼオライト
粉末が得られ、その粒子の９９重量％は大きさが１μｍないし１０μｍの範囲に
ある。
１２９６ページ（参考文献［２］）、および米国特許第４２７１１３０号（参考
文献［３］）に開示されているように、焼成したカオリンを水酸化ナトリウムと
反応させることによりゼオライト４Ａを合成する方法も知られている。参考文献
［２］では、焼成したカオリンを水酸化ナトリウム溶液に溶かしてゲルを生成し
、その後、ゲルを加熱して固体生成物を晶出させる。このために、Ｎａ２Ｏ／Ｓ
ｉＯ２のモル比が１．８ないし３．８の間、好適には２．８になるように、カオ
リンの量を選択する。水の量は、Ｈ２Ｏ／Ｎａ２Ｏのモル比が３０ないし５０の
範囲になるような量で、それは２．２３ｍｏｌ／ｌないし３．７ｍｏｌ／ｌの水
酸化ナトリウム溶液に相当する。その結果、洗浄剤として使用できるゼオライト
粉末が得られ、その粒子の９９重量％は大きさが１μｍないし１０μｍの範囲に
ある。
【０００７】
参考文献［３］では、７％ないし３０％の水酸化ナトリウム溶液と、ゼオライ
トＡの生成に必要な化学量論的量の、好ましくは１．３倍ないし３倍の量のＮａ
ＯＨを用い、メタカオリンと水性アルカリ性媒体を反応させてゼオライトＡを生
成する。これはＮａ２Ｏ／ＳｉＯ２の比が０．０５ないし１０、およびＨ２Ｏ／
Ｎａ２Ｏのモル比が１５ないし７０に相当し、つまりは１．５８ｍｏｌ／ｌない
し７．４ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム溶液である。前述のように粉末状のゼオ
ライトは洗浄剤として使用されるものであり、このため明度が高く黄色味の少な
いゼオライトＡが求められ、最初の生成物としてメタカオリンを用いればその結
果が得られる。
トＡの生成に必要な化学量論的量の、好ましくは１．３倍ないし３倍の量のＮａ
ＯＨを用い、メタカオリンと水性アルカリ性媒体を反応させてゼオライトＡを生
成する。これはＮａ２Ｏ／ＳｉＯ２の比が０．０５ないし１０、およびＨ２Ｏ／
Ｎａ２Ｏのモル比が１５ないし７０に相当し、つまりは１．５８ｍｏｌ／ｌない
し７．４ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム溶液である。前述のように粉末状のゼオ
ライトは洗浄剤として使用されるものであり、このため明度が高く黄色味の少な
いゼオライトＡが求められ、最初の生成物としてメタカオリンを用いればその結
果が得られる。
【０００８】
本発明の目的は、粉末を処理し圧縮成形しなくても、ネフェリン型の固体生成
物を生成することができる、水酸化ナトリウムの水溶液からなる廃棄物を調整す
る方法を提供することである。 本発明によると、３ｍｏｌ／ｌないし１０ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウムＮａ
ＯＨを含む水溶液からなる廃棄物を調整する方法は、次の段階を備える： ａ）水溶液にメタカオリン粉末を加え、固化およびゼオライトＡ型の結晶相の形
成が可能な懸濁液を生成し ｂ）懸濁液を鋳型に注入し ｃ）懸濁液を鋳型の中で固化させ、ゼオライトＡを基材とする型込めされた固体
生成物を得、 ｄ）型込めされた生成物を乾燥させ、そして ｅ）１０００℃ないし１５００℃での熱処理を施して、ゼオライトＡ相をネフェ
リン型の相に転化させる。
物を生成することができる、水酸化ナトリウムの水溶液からなる廃棄物を調整す
る方法を提供することである。 本発明によると、３ｍｏｌ／ｌないし１０ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウムＮａ
ＯＨを含む水溶液からなる廃棄物を調整する方法は、次の段階を備える： ａ）水溶液にメタカオリン粉末を加え、固化およびゼオライトＡ型の結晶相の形
成が可能な懸濁液を生成し ｂ）懸濁液を鋳型に注入し ｃ）懸濁液を鋳型の中で固化させ、ゼオライトＡを基材とする型込めされた固体
生成物を得、 ｄ）型込めされた生成物を乾燥させ、そして ｅ）１０００℃ないし１５００℃での熱処理を施して、ゼオライトＡ相をネフェ
リン型の相に転化させる。
【０００９】
本発明による方法では、まず水酸化ナトリウムの濃縮水溶液をつくり、それに
メタカオリン粉末を適量加えることにより、固化してゼオライトＡ型の結晶相を
形成することが可能な懸濁液を得ることができる。 したがって、本発明によると、このゼオライトＡは鋳型内の固形生成物として
直接得ることができ、その後、熱処理を施してネフェリン型の相に転化させるこ
とができる。これは、水酸化ナトリウムの水溶液が放射性生成物を含んでいる場
合、非常に有利である。なぜなら、粉末を扱うことに伴う、放射性物質が分散し
てしまう危険を避けることができるからである。機械または水圧プレスを使用す
る必要がなくなるので、設備機材への投資を削減でき、設備規模も縮小でき、そ
して廃棄物容器の形状に応じて生成物を型込めすることができる。さらに、ネフ
ェリン型の相を使用するので、放射能を安定相に限定することができ、したがっ
て、この構造体に閉じ込められている放射性生成物の浸出を防ぐことができる。
メタカオリン粉末を適量加えることにより、固化してゼオライトＡ型の結晶相を
形成することが可能な懸濁液を得ることができる。 したがって、本発明によると、このゼオライトＡは鋳型内の固形生成物として
直接得ることができ、その後、熱処理を施してネフェリン型の相に転化させるこ
とができる。これは、水酸化ナトリウムの水溶液が放射性生成物を含んでいる場
合、非常に有利である。なぜなら、粉末を扱うことに伴う、放射性物質が分散し
てしまう危険を避けることができるからである。機械または水圧プレスを使用す
る必要がなくなるので、設備機材への投資を削減でき、設備規模も縮小でき、そ
して廃棄物容器の形状に応じて生成物を型込めすることができる。さらに、ネフ
ェリン型の相を使用するので、放射能を安定相に限定することができ、したがっ
て、この構造体に閉じ込められている放射性生成物の浸出を防ぐことができる。
【００１０】
本発明による方法では、硝酸ナトリウムまたは亜硝酸ナトリウムを実質的に含
まない水酸化ナトリウム水溶液が元になっているので、メタカオリンとの反応に
よりゼオライトＡ型の結晶相を得ることができる。 参考文献［１］の方法では、硝酸または亜硝酸ナトリウムの存在によりカンク
リナイト型の相が形成されるため、この相を作ることができない。
まない水酸化ナトリウム水溶液が元になっているので、メタカオリンとの反応に
よりゼオライトＡ型の結晶相を得ることができる。 参考文献［１］の方法では、硝酸または亜硝酸ナトリウムの存在によりカンク
リナイト型の相が形成されるため、この相を作ることができない。
【００１１】
本発明では、メタカオリンと水酸化ナトリウムの反応は次の反応式で表される
：
：
【数３】
この反応で水酸化ナトリウム溶液が固化するかどうかは、メタカオリンの選択
、最初の水溶液中の水酸化ナトリウムの濃度、および加えるメタカオリンの量に
よる。 実際、ゼオライト相はメタカオリンを用いたときのみ現れる。反応時間、メタ
カオリンの量、および反応温度によっては、ヒドロキシソーダライト相の部分が
形成されることがある。しかし、この第二の相が大部分を占めたとしても、懸濁
液の固化およびネフェリンへの転化が阻害されることはない。
、最初の水溶液中の水酸化ナトリウムの濃度、および加えるメタカオリンの量に
よる。 実際、ゼオライト相はメタカオリンを用いたときのみ現れる。反応時間、メタ
カオリンの量、および反応温度によっては、ヒドロキシソーダライト相の部分が
形成されることがある。しかし、この第二の相が大部分を占めたとしても、懸濁
液の固化およびネフェリンへの転化が阻害されることはない。
【００１２】
浸出することなく溶液を直接固化させるためには、水酸化ナトリウム溶液の濃
度を３ｍｏｌ／ｌより大きく、好適には５ｍｏｌ／ｌより大きくすることが重要
である。水酸化ナトリウム溶液の濃度が低すぎると、流動液体および緻密固体を
残して反応が起こる。水酸化ナトリウムの濃度が１０ｍｏｌ／ｌを超えると、固
化にかかる時間が非常に短くなるとともに混合に問題が生じ、懸濁液の粘性が高
くなり、および固化速度が速すぎて本発明による方法を実行することができなく
なる。したがって、このように固化させるためには、３ｍｏｌ／ｌないし１０ｍ
ｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液を選ぶことが重要である。
度を３ｍｏｌ／ｌより大きく、好適には５ｍｏｌ／ｌより大きくすることが重要
である。水酸化ナトリウム溶液の濃度が低すぎると、流動液体および緻密固体を
残して反応が起こる。水酸化ナトリウムの濃度が１０ｍｏｌ／ｌを超えると、固
化にかかる時間が非常に短くなるとともに混合に問題が生じ、懸濁液の粘性が高
くなり、および固化速度が速すぎて本発明による方法を実行することができなく
なる。したがって、このように固化させるためには、３ｍｏｌ／ｌないし１０ｍ
ｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液を選ぶことが重要である。
【００１３】
さらに、加えるメタカオリンの量は、上述の数式（３）の化学量論にほぼ一致
するように選択しなくてはならない。水酸化ナトリウムに対するメタカオリンの
モル比は反応の化学量論に近く、すなわちモル比は０．４ないし０．６、好適に
は約０．５である。 懸濁液を固化させるために、得られた懸濁液中の水を適切な値に保持する必要
もあるので、メタカオリンを水酸化ナトリウム溶液に加える。この懸濁液中の水
は、最初の水溶液中の水酸化ナトリウムの濃度による。なぜなら、この溶液にメ
タカオリンを加えた後は水を加えないからである。加えるメタカオリンの量を反
応の化学量論にほぼ一致させた場合、３ないし１０ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウ
ムを含む水溶液から、３０重量％ないし７０重量％の水を含む懸濁液が得られる
。
するように選択しなくてはならない。水酸化ナトリウムに対するメタカオリンの
モル比は反応の化学量論に近く、すなわちモル比は０．４ないし０．６、好適に
は約０．５である。 懸濁液を固化させるために、得られた懸濁液中の水を適切な値に保持する必要
もあるので、メタカオリンを水酸化ナトリウム溶液に加える。この懸濁液中の水
は、最初の水溶液中の水酸化ナトリウムの濃度による。なぜなら、この溶液にメ
タカオリンを加えた後は水を加えないからである。加えるメタカオリンの量を反
応の化学量論にほぼ一致させた場合、３ないし１０ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウ
ムを含む水溶液から、３０重量％ないし７０重量％の水を含む懸濁液が得られる
。
【００１４】
有利には、加えるメタカオリンの量は懸濁液に含まれる水の量が３０重量％な
いし７０重量％となるよう選択する。 溶液を固化させるための、別の重要な要因は： − 使用するメタカオリンの準備方法、 − メタカオリンの粒度分布、 − 処理温度、および − 最初の水溶液中にある、ＮａＯＨ以外の化学種 である。 メタカオリンは、カオリンを５００℃ないし１２００℃で焼成して得られる。
焼成温度が低いほど、生成物の反応性は大きくなる。しかしながら、粉砕するこ
とで反応性の低下を補うことができる。好適には、本発明では、８００℃ないし
１０００℃の温度で得られたメタカオリンで、平均粒度分布が１μｍないし５０
μｍ、さらに好適には１μｍないし１０μｍのメタカオリンを用いる。
いし７０重量％となるよう選択する。 溶液を固化させるための、別の重要な要因は： − 使用するメタカオリンの準備方法、 − メタカオリンの粒度分布、 − 処理温度、および − 最初の水溶液中にある、ＮａＯＨ以外の化学種 である。 メタカオリンは、カオリンを５００℃ないし１２００℃で焼成して得られる。
焼成温度が低いほど、生成物の反応性は大きくなる。しかしながら、粉砕するこ
とで反応性の低下を補うことができる。好適には、本発明では、８００℃ないし
１０００℃の温度で得られたメタカオリンで、平均粒度分布が１μｍないし５０
μｍ、さらに好適には１μｍないし１０μｍのメタカオリンを用いる。
【００１５】
数式（３）に使用する処理温度は、大気圧下で、１５℃ないし１００℃でよい
。加圧して、より高い処理温度にしてもよい。実際、懸濁液を適度に加熱すると
、懸濁液の固化を促進することができる。 最初の水溶液中に存在する化学種は、ゼオライトＡの生成反応（３）を妨害す
ることがある。特に参考文献［１］の最初の水溶液中に存在するＮＯ３ −、およ
びＮＯ２ −イオンがそうであり、カンクリナイト相が生成されるためにゼオライ
トＡ相の生成および固化が阻害される。 好適には、本発明では、最初の水溶液中の、ＮＯ３ −、およびＮＯ２ −イオン
の全含有量は、０ないし０．５ｍｏｌ／ｌである。
。加圧して、より高い処理温度にしてもよい。実際、懸濁液を適度に加熱すると
、懸濁液の固化を促進することができる。 最初の水溶液中に存在する化学種は、ゼオライトＡの生成反応（３）を妨害す
ることがある。特に参考文献［１］の最初の水溶液中に存在するＮＯ３ −、およ
びＮＯ２ −イオンがそうであり、カンクリナイト相が生成されるためにゼオライ
トＡ相の生成および固化が阻害される。 好適には、本発明では、最初の水溶液中の、ＮＯ３ −、およびＮＯ２ −イオン
の全含有量は、０ないし０．５ｍｏｌ／ｌである。
【００１６】
本発明の方法を使用して放射性水酸化ナトリウムの水溶液の調整をする際、放
射性要素が溶液中にあっても非常に少量なので障害にはならない。 水酸化ナトリウムの濃縮水溶液にメタカオリンを加えて固化させることについ
ては、文献［１］ないし［３］では考慮されていない。それらの文献にはメタカ
オリンの選択、最初の溶液の選択についての情報、および固化に必須の要因につ
いての情報がない。 溶液を水和ゼオライトＡの形態に固化させた後、この固化によってできた型込
めされた生成物を乾燥し、その後熱処理を施して、ネフェリンに転化させる。
射性要素が溶液中にあっても非常に少量なので障害にはならない。 水酸化ナトリウムの濃縮水溶液にメタカオリンを加えて固化させることについ
ては、文献［１］ないし［３］では考慮されていない。それらの文献にはメタカ
オリンの選択、最初の溶液の選択についての情報、および固化に必須の要因につ
いての情報がない。 溶液を水和ゼオライトＡの形態に固化させた後、この固化によってできた型込
めされた生成物を乾燥し、その後熱処理を施して、ネフェリンに転化させる。
【００１７】
乾燥は、生成物を型から取り出した後に１１０℃ないし５００℃で行うことが
できる。 その後、乾燥した生成物に、１０００℃ないし１５００℃の温度で熱処理を施
し、ネフェリンに転化させ（５００℃ないし８５０℃の間）、そして、見掛気孔
率を圧縮して生成物を緻密にする。 本発明の別の特徴および利点は、添付図を参照しながら後述する例示的かつ非
限定的な説明により、より明らかになるであろう。
できる。 その後、乾燥した生成物に、１０００℃ないし１５００℃の温度で熱処理を施
し、ネフェリンに転化させ（５００℃ないし８５０℃の間）、そして、見掛気孔
率を圧縮して生成物を緻密にする。 本発明の別の特徴および利点は、添付図を参照しながら後述する例示的かつ非
限定的な説明により、より明らかになるであろう。
【００１８】
図１を見ると、本発明の方法の第一段階は、必要量のメタカオリン粉末を水酸
化ナトリウムの最初の溶液（廃棄物）に加え、混ぜ合わせて均一なペーストを作
ることからなることがわかる。 好適には、メタカオリン粉末の平均粒度分布は１０μｍより小さく、このメタ
カオリンは、粉末状のカオリンを８００℃で１時間焼成したものである。 均一な混合物にした後、次の段階では、鋳造、または押出加工により形成を行
う。例えば、ペーストを密封した鋳型に注ぎ込み、所望の形状にすることができ
る。
化ナトリウムの最初の溶液（廃棄物）に加え、混ぜ合わせて均一なペーストを作
ることからなることがわかる。 好適には、メタカオリン粉末の平均粒度分布は１０μｍより小さく、このメタ
カオリンは、粉末状のカオリンを８００℃で１時間焼成したものである。 均一な混合物にした後、次の段階では、鋳造、または押出加工により形成を行
う。例えば、ペーストを密封した鋳型に注ぎ込み、所望の形状にすることができ
る。
【００１９】
混合物の晶出および固化は、混ぜ合わせてから数分または数時間のうちに起こ
る。固化するまでの時間は処理温度による。凝結を積極的に促進するためには、
適度に加熱して４０℃ないし７０℃で処理すればよい。 ゼオライト粒子の成長を促進するため、懸濁液にゼオライトＡの結晶の種晶を
入れて同種結晶核形成させるか、または、懸濁液にネフェリンの結晶の種晶を入
れて、異種核形成させることが可能である。
る。固化するまでの時間は処理温度による。凝結を積極的に促進するためには、
適度に加熱して４０℃ないし７０℃で処理すればよい。 ゼオライト粒子の成長を促進するため、懸濁液にゼオライトＡの結晶の種晶を
入れて同種結晶核形成させるか、または、懸濁液にネフェリンの結晶の種晶を入
れて、異種核形成させることが可能である。
【００２０】
固化させた後は、硬くなった生成物は十分な機械的強度があるので、自動装置
で取り扱うことができる。したがって、それらを脱型した後、乾燥、および最後
の熱処理を施すことができる。 鋳型が例えば重合体またはセルロース材料などの焼却しても灰が全く出ない材
料でできている場合は脱型しなくてもよい。
で取り扱うことができる。したがって、それらを脱型した後、乾燥、および最後
の熱処理を施すことができる。 鋳型が例えば重合体またはセルロース材料などの焼却しても灰が全く出ない材
料でできている場合は脱型しなくてもよい。
【００２１】
次に、形成した生成物を乾燥する。乾燥は、残留している水を取り除くため、
ゆっくりと、生成物が破損しないように行う。乾燥段階の長さは、もちろん取り
除くべき水の量、および形成された生成物の外面的形態に依存する。操作温度は
、１１０℃ないし５５０℃でよいが、激しい水蒸気の排出により形成した生成物
が破損しないように、１００℃より低い温度で始める。この乾燥段階は、次の数
式で表される：
ゆっくりと、生成物が破損しないように行う。乾燥段階の長さは、もちろん取り
除くべき水の量、および形成された生成物の外面的形態に依存する。操作温度は
、１１０℃ないし５５０℃でよいが、激しい水蒸気の排出により形成した生成物
が破損しないように、１００℃より低い温度で始める。この乾燥段階は、次の数
式で表される：
【式４】
【００２２】
次に、乾燥した生成物に、１０００℃以上で最終熱処理を施す。この処理の目
的は以下の２つである： １°）ゼオライト相をネフェリン型の相に転化させる。転化は通常５００℃ない
し８５０°で起こる。 ２°）形成された生成物を緻密にし、かつ見掛気孔率を圧縮する。これは、８５
０℃ないし１５００℃の範囲の温度で起こる。 したがって、緻密化したネフェリン相が得られることになるが、その中に最初
の水酸化ナトリウム水溶液中に存在した可能性のある放射性塩または要素が閉じ
込められている。その後、処理された生成物を、できればドラム缶詰してから、
貯蔵場所に送る。 水酸化ナトリウム溶液の調整についての例を以下に示すが、説明のためであっ
て、限定的なものではない。
的は以下の２つである： １°）ゼオライト相をネフェリン型の相に転化させる。転化は通常５００℃ない
し８５０°で起こる。 ２°）形成された生成物を緻密にし、かつ見掛気孔率を圧縮する。これは、８５
０℃ないし１５００℃の範囲の温度で起こる。 したがって、緻密化したネフェリン相が得られることになるが、その中に最初
の水酸化ナトリウム水溶液中に存在した可能性のある放射性塩または要素が閉じ
込められている。その後、処理された生成物を、できればドラム缶詰してから、
貯蔵場所に送る。 水酸化ナトリウム溶液の調整についての例を以下に示すが、説明のためであっ
て、限定的なものではない。
【００２３】
例１： １０Ｎの水酸化ナトリウム溶液の調整
２０℃で、メタカオリン（ＰＲＯＬＡＢＯ水洗したカオリン生成物）５５５ｇ
を、１０Ｎの水酸化ナトリウム溶液５００ｍｌに加え、機械的に攪拌する。メタ
カオリン全部を注入した後、均質化するための攪拌を１５分続けて、その後、懸
濁液をテフロン（登録商標）鋳型に注入する。次に懸濁液で満たされた鋳型を、
固化を促進するために、４０℃の炉に入れる。２４時間後に生成物を鋳型から取
り出し、その後ゆっくりと２４時間以上かけて乾燥させ、最高１１０℃まで徐々
に温度を上げていく。その後、１２５０℃で２時間、加熱速度２℃／分で焼結す
る。 その結果、廃棄物貯蔵に申し分のない性質のモノリシックな生成物が生成され
る。
を、１０Ｎの水酸化ナトリウム溶液５００ｍｌに加え、機械的に攪拌する。メタ
カオリン全部を注入した後、均質化するための攪拌を１５分続けて、その後、懸
濁液をテフロン（登録商標）鋳型に注入する。次に懸濁液で満たされた鋳型を、
固化を促進するために、４０℃の炉に入れる。２４時間後に生成物を鋳型から取
り出し、その後ゆっくりと２４時間以上かけて乾燥させ、最高１１０℃まで徐々
に温度を上げていく。その後、１２５０℃で２時間、加熱速度２℃／分で焼結す
る。 その結果、廃棄物貯蔵に申し分のない性質のモノリシックな生成物が生成され
る。
【００２４】
例２： ５Ｎの水酸化ナトリウム溶液の調整
２０℃で、例１と同一のメタカオリン２７７．５ｇを、５Ｎの水酸化ナトリウ
ム溶液５００ｍｌに加え、機械的に攪拌する。メタカオリン全部を注入した後、
均質化するための攪拌を１５分続ける。次に、懸濁液をテフロン（登録商標）鋳
型に注入し、固化を促進するために、鋳型を７０℃まで加熱する。２４時間後に
生成物を鋳型から取り出し、その後ゆっくりと２４時間以上かけて乾燥させ、最
高１１０℃まで徐々に温度を上げていく。そしてその後、１２５０℃で２時間、
例１と同じ加熱速度で焼結する。 その結果、廃棄物貯蔵に申し分のない性質の生成物が生成される。
ム溶液５００ｍｌに加え、機械的に攪拌する。メタカオリン全部を注入した後、
均質化するための攪拌を１５分続ける。次に、懸濁液をテフロン（登録商標）鋳
型に注入し、固化を促進するために、鋳型を７０℃まで加熱する。２４時間後に
生成物を鋳型から取り出し、その後ゆっくりと２４時間以上かけて乾燥させ、最
高１１０℃まで徐々に温度を上げていく。そしてその後、１２５０℃で２時間、
例１と同じ加熱速度で焼結する。 その結果、廃棄物貯蔵に申し分のない性質の生成物が生成される。
【００２５】
参照文献
［１］ 米国特許第４０２８２６５号
［２］ Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．，２７，１９８８年，１２９１−
１２９６ページ ［３］ 米国特許第４２７１１３０号
１２９６ページ ［３］ 米国特許第４２７１１３０号
【図１】 本発明による方法の、様々な段階を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ル シェナデック， ローナン
フランス国 エフ−56440 ラングイディ
ック， ロエルプレト サン モア （番
地なし)
(72)発明者 ギベール， ディディエ
フランス国 エフ−84120 ボーモン ド
ゥ ペルトゥイ， ロティスモン ル ボ
ー−ロジ ３
Claims (10)
- 【請求項１】 ３ｍｏｌ／ｌないし１０ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウムＮａ
ＯＨを含む水溶液からなる廃棄物を調整する方法で ａ）水溶液にメタカオリン粉末を加え、固化させてゼオライトＡ型の結晶相を形
成することが可能な懸濁液を生成する段階と ｂ）懸濁液を鋳型に注入する段階と ｃ）懸濁液を鋳型の中で固化させ、ゼオライトＡを基材とする型込めされた固体
生成物を得る段階と ｄ）型込めされた生成物を乾燥させる段階と、そして ｅ）１０００℃ないし１５００℃での熱処理を施して、ゼオライトＡ相をネフェ
リン型の相に転化させる段階を 備えることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 加えるメタカオリンの量は、水酸化ナトリウムに対するメタ
カオリンのモル比が０．４ないし０．６となる量であることを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】 水酸化ナトリウムに対するメタカオリンのモル比が０．５前
後であることを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 メタカオリン粉末の平均粒度分布が１μｍないし５０μｍで
あることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 メタカオリンはカオリンを５００℃ないし１２００℃で焼成
して得られることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】 加えるメタカオリンの量は、懸濁液に含まれる水が３０重量
％ないし７０重量％となるように選択されることを特徴とする請求項１に記載の
方法。 - 【請求項７】 最初の水溶液中のＮＯ３ −、およびＮＯ２ −イオンの全含有
量は、０ないし０．５ｍｏｌ／ｌであることを特徴とする請求項１に記載の方法
。 - 【請求項８】 段階ｃ）は１５℃ないし１００℃で行われることを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 型込めされた生成物の乾燥は、前記生成物を型から取り出し
た後に１１０℃ないし５００℃で行われることを特徴とする請求項１に記載の方
法。 - 【請求項１０】 最初の水溶液は放射性溶液であることを特徴とする請求項
１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
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| JP2016534864A (ja) * | 2013-08-08 | 2016-11-10 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 強塩の汚染された可能性のある溶液を処理および／または不活化する方法 |
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-
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-
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