JP2009172715A - 金属製部材切断方法と金属製部材切断装置 - Google Patents
金属製部材切断方法と金属製部材切断装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】
従来の金属製部材を切断する金属製部材切断方法にかわって、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から残留溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離工程と、を備えるものとした。
【選択図】 図1
Description
ウォータージェット法は、研掃材を混入させた水を金属製部材に吹付けて、金属製部材を切断する工法である。
そのために、古い設備を細かく切断し、除去する。
例えば、原子炉内に組み込まれている圧力管やカランドリア管を切断しなければならない。
圧力管やカランドリア管は放射能化している。
近年、圧力管やカランドリア管を切断するのに、液中でウォータージェット法で切断することが試されている。
したがって、廃棄物の量をすくなくすることが求められる。
ウォータージェット法を用いると、大量の研掃材が廃棄物となる恐れがある。
特に、研掃材には放射能をもった金属切断屑が混ざっているので、高レベル放射能廃棄物の量が多くなる恐れがある。
その結果、金属製部材を切断した後、前記研掃材に含まれる化合物を溶解させた研掃材溶解液を得る。
その結果、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と前記研掃材に含まれる化合物を溶解させてた研掃材溶解液とを得る。
その結果、金属製部材を切断した後、研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
その結果、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
上記本発明に係る実施形態の構成により、抽出工程で、前記研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する。
その結果、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の化合物とを得る。
上記本発明に係る実施形態の構成により、中和工程で、前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出する。焼成工程で、前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る。
その結果、研掃材に含まれた特定金属の酸化物に同種の金属酸化物を得る。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記切断工程で、前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。
その結果、金属製部材を切断する際の研掃材の総量を少なくできる。
上記本発明に係る実施形態の構成により、分離工程で、前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得る。溶解工程で、該分離工程で得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により前記研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
その結果、酸に溶解する金属切断屑の量を減らすことができる。
上記本発明に係る実施形態の構成により、マグネシウムの酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、前記混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる。
その結果、原子炉構造物の一部の切断して発生した金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
その結果、金属製部材を切断した後、前記研掃材に含まれる化合物を溶解させた研掃材溶解液を得る。
その結果、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた化合物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
その結果、金属製部材を切断した後、研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
その結果、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
上記本発明に係る実施形態の構成により、抽出装置が、前記研掃材溶解液より前記特定金属の化合物を抽出する。
その結果、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の化合物を得る。
上記本発明に係る実施形態の構成により、中和装置が、前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出する。焼成装置が、前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る。
その結果、研掃材に含まれた特定金属の酸化物に同種の金属酸化物を得る。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記切断装置が前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。
その結果、金属製部材を切断する際の研掃材の総量を少なくできる。
上記本発明に係る実施形態の構成により、
分離装置が、前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得る。溶解装置が、該分離装置で得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
その結果、酸に溶解する金属切断屑の量を減らすことができる。
上記本発明に係る実施形態の構成により、マグネシウムの酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、前記混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる。
その結果、原子炉構造物の一部を切断して発生した金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収し、前記混合物から化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る様にしたので、金属製部材を切断した後、研掃材を含まれる化合物を溶解した研掃材溶解液を得る。
水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収し、前記混合物から化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれる化合物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収し、前記混合物から酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液とを得る様にしたので、金属製部材を切断した後、研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液を得る。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収し、前記混合物から酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
また、前記研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する様にしたので、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の化合物とを得る。
また、前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出し、前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る様にしたので、研掃材に含まれた特定金属の酸化物に同種の金属酸化物を得る。
また、前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する様にしたので、金属製部材を切断する際の研掃材の総量を少なくできる。
前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得て、得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、酸に溶解する金属切断屑の量を減らすことができる。
また、マグネシウムの酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、前記混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる様にしたので、原子炉構造物の一部を切断して発生した金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
説明の便宜のために、地震の加速度が建物を揺する場合を例に、説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
金属製部材切断方法は、金属製部材を切断する方法であって、準備工程S5と切断工程S10と回収工程S20と研掃材溶解工程S35とで構成される。
金属製部材は、原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方であってもよい。
例えば、金属製部材は、原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管である。
原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管は、ステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方である。
例えば、金属製部材は、使用済みの原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管である。
使用済みの原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管は放射能化されている。
以下では、金属製部材は、原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管であるとして、説明する。
準備工程S5は、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を準備してもよい。
準備工程S5では、準備した特定金属の酸化物の他に、後述する焼成工程S70で得た酸化物を研掃材の材料として準備する。
特定金属の酸化物は、後述するウォータージェット法で用いる水に不溶性を示す化合物である。
ウォータージェット法で用いる液体が水であるとき、特定金属の酸化物は水に不溶性を示す化合物である。
特定金属は、マグネシウムであってもよい。
特定金属の酸化物は、マグネシアであってもよい。
マグネシアは、金属切断に必要な研掃材としての硬度(モース硬度7)を有し、水の反応せず、酸に溶解する。
切断工程S10は、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断してもよい。
回収工程S20は、切断工程S10で発生した金属製構造部材の金属切断屑と研掃材との混合物を回収する工程である。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、研掃材溶解工程S32は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る。
例えば、混合液を酸に溶解させて研掃材溶解液を得る。この場合、研掃材溶解液は、前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液に金属切断屑の混ざったものである。
例えば、混合物を金属切断屑と金属切断屑の少なくなった混合物とに分離し、その後で、混合液を酸に溶解させて研掃材溶解液を得る。この場合は、研掃材溶解液は、前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液に分離されなかった少量の金属切断屑の混ざったものである。
また、溶解液中には、金属切断屑の金属が酸に溶解されたものが混ざることもある。
研掃材溶解液をそのまま貯蔵できる。
また、研掃材溶解液に後述する金属製部材切断方法における様な処理を施してもよい。
図2は、本発明の第2の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
切断工程S10は、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する工程であってもよい。
複数の二重管が、圧力容器の中に配管されている。
水が圧力容器の内部に貯留され、複数の二重管が水に浸かっている。
研掃材と液体とが、エゼクタで混合しノズルを金属製構造部材に吹きつけられる。
金属製構造部材は、研掃材により削られ、削られた個所が切断される。
例えば、圧力管の内側にノズルを配置し、研掃材と液体との混合液を圧力管の内壁に吹きつける。
圧力管とカランドリア管とが切断され、研掃材と金属切断屑とが圧力容器内に堆積する。
切断工程S10で、使用済みの研削材と金属切断断屑とが混ざったものが発生する。
例えば、圧力容器の中から研掃材と金属切断屑と液体を取りだし、液体を濾す。
金属切断屑と研掃材との混合物を得ることができる。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、溶解分離工程S30は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
例えば、溶解分離工程S30は、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
溶解分離工程S30は、分離工程S31と溶解工程S32とで構成される。
分離工程S31は、混合物を分級し金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とを得る工程である。
分級は、重力分級、遠心分級、旋回分級等がある。
例えば、サイクロンに気流と共に混合物を入れて、旋回を与え、遠心力により分級する。
金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とを得る。
混合物に含まれる特定金属の酸化物が容易に溶解し、混合物に含まれる金属切断屑が容易に溶解しない酸を使用し、混合物を溶解させる。
溶解した混合物より、固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
研掃材溶解液は、前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液に分離されなかった少量の金属切断屑の混ざったものである。
また、研掃材溶解液中には、金属切断屑の金属が酸に溶解されたものが混ざることもある。
アスファルト固化工程S41は、金属切断屑をアスファルトで所定の形状に固める工程である。
分離工程S31で得た金属切断屑と溶解工程S32で得た金属切断屑とをアスファルトに混ぜ、所定の形状の塊(以下、「固化物」と呼称する。)をつくる。
複数の固化物をドラム管に詰めて、蓋を密閉する。
ドラム管は固体廃棄物貯蔵庫に長期保管される。
抽出工程S50は、中和工程S51で構成される。
中和工程S51は、研掃材溶解液を中和して特定金属の化合物を抽出する。
例えば、中和工程S51は、研掃材溶解液を中和して特定金属の水酸化物を生成し、水酸化物を研掃材溶解液をから抽出する。
例えば、コロイド状に沈殿した特定金属の水酸化物を濾す。
研掃材溶解液から特定金属の水酸化物を抽出すると、残留物の混ざった水溶液(以下、残留水溶液」と呼称する、)が残る。
蒸発濃縮工程S61は、残留水溶液を蒸発させる工程である。
残留水溶液を蒸発濃縮装置の内に入れて、蒸発させて、残留水溶液を濃縮する。濃縮された水溶液(以下、「濃縮排液」と呼称する。)を固化保存工程S40へ送る。
蒸発した気体は凝集して液体に戻され、脱塩工程S62へ送る。
濃縮排液をイオン交換樹脂により脱塩する。
脱塩された排水は、後述するタンク工程S63へ送られる。
タンクに貯留された排水は、定期的にサンプリング検査され、放出が可能か否かを評価される。
放出が可能と評価されると、排水される。
特定金属の水酸化物を焼結させ、粉砕して、所定の粒度をもった特定金属の酸化物を得る。
得た特定金属の酸化物を準備工程S5に移す。
貯留されたものが放射能を帯びているときは、法定された期間の間、再生した特定金属の酸化物を貯留する。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
金属製部材切断装置は、金属製部材を切断する装置であって、切断装置10と回収装置20と溶解分離装置30と固化保存装置40と抽出装置50と廃棄処理装置60と焼成装置70と貯留装置75とで構成される。
切断装置10は、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する装置であってもよい。
切断装置は、超高圧ポンプとAWJカッティングヘッドと研掃材フィーダとヘッド駆動機構とで構成される。
超高圧ポンプが超高圧水をAWJカッティングヘッドに供給する。
例えば、 超高圧ポンプは水圧200Mpaの超高圧水を供給する。
研掃材フィーダが研掃材をAWJカッティングヘッドに供給する。
研掃材は、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする粉末状の材料である。
研掃材は、特定金属の酸化物を主成分とする粉末状の材料であってもよい。
AWJカッティングヘッドは、超高圧水と研掃材を混合し、金属製部材に噴射する。
ヘッド駆動機構がAWJカッティングヘッドを金属製部材の切断予定線に沿って移動させる。
金属製部材の切断予定線が切断される。
AWJカッティングヘッドから噴射した水と研掃材と金属切断屑が混じりあって、残渣として残る。
例えば、回収装置20は、金属切断で発生したスラリー状の残渣をタンクに回収する。
残渣は、金属製構造部材の金属切断屑と研掃材と水の混ざったものである。
残渣をフィルタに通して水を濾して、金属製構造部材の金属切断屑と研掃材との混合物を得る。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、溶解装置30は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
例えば、溶解分離装置30は、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
溶解分離装置30は、分離装置31と溶解装置32とで構成される。
分離装置31は、混合物を分級し金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とを得る装置である。
例えば、分離装置31は、サイクロン式の分級機である。
残渣の混ざった気流を分離装置31に流すと、気流が旋回し、遠心力により金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とに分級できる。
金属切断屑を固化保存装置40へ送り、混合物を溶解装置32へ送る。
酸は、金属切断屑を溶解しにくいが、特定金属の酸化物を溶解しやすい種類と濃度のものである。
例えば溶解装置32はメッシュベルトに乗せて送られる混合物に酸をかける機器である。混合物に含まれる特定金属の酸化物が酸に溶解し、金属切断屑がメッシュベルトの上に残る。
集めた金属切断屑を固化保存装置40へ送る。
研掃材溶解液を抽出装置50へ送る。
アスファルト固化装置41は、金属切断屑をアスファルトに混ぜて固化する装置である。
溶けたアルファルトと金属切断屑を混合し、所定の形状の型にいれて冷やす。
固化物をドラム管42に入れて蓋をして密閉する。
中和装置51は、研掃材溶解液を中和して特定金属の水酸化物を抽出する装置である。
研掃材溶解液を中和処理し、特定金属の水酸化物を抽出する。
特定金属の水酸化物を焼成装置70へ送る。
残った、残留水溶液を後述する廃棄処理装置60へ送る。
蒸発濃縮装置61は、残留水溶液を蒸発させる装置である。
残留水溶液を蒸発濃縮装置の内に入れて、蒸発させて、残留水溶液を濃縮する。濃縮された水溶液(以下、「濃縮排液」と呼称する。)を固化保存装置40へ送る。
蒸発した気体は凝集して液体に戻され、後述する排液脱塩装置62へ送られる。
例えば、排液脱塩装置62はオン交換器である。
液体をイオン交換樹脂により脱塩する。
脱塩された液体は、後述するタンク63へ送られる。
タンクに貯留された排水は、定期的にサンプリング検査され、放出が可能か否かを評価される。
放出が可能と評価されると、排水される。
例えば、焼成装置70は、焼結炉と破砕機で構成される。
焼結炉は、特定金属の水酸化物を焼いて、特定金属の酸化物の塊を作る。
破砕機は、塊を砕いて所定の粒度を持った特定金属の酸化物を作る。
特定金属の酸化物の一部を切断装置10へ送り、残りの一部を貯留装置75へ送る。
貯留されたものが放射能を帯びているときは、法定された期間の間、再生した特定金属の酸化物を貯留する。
圧力管、カランドリア管は、ステンレス管製またはジルコニウム合金製である。
ステンレスはSUS304である。
ジルコニウム合金は、Zr−Nb、Zry−2合金である。
ここで、特定金属はマグネシウムである。
特定金属の酸化物は、マグネシアである。
酸は、塩酸、硫酸はたは硝酸のうちのひとつである。
酸溶液に残渣を溶解させる。
溶解液のPH値を所定の値未満に維持する。所定の値は、その値より高くするとマグネシウムが沈殿を開始する値である。例えば、所定の値は3.6である。
混合物の中の酸化マグネシウムが酸溶液に溶解する。
金属切断屑のほとんどは、酸に溶解しない。
(a)塩酸を用いる場合
MgO+2HCL−>MgCL2+H2O
(b)希硫酸を持ちいる場合
MgO+H2SO4−>MgSO4+H2O
(c)硝酸を用いる場合
MgO+2HNO3−>Mg(NO3)2+H2O
マグネシウム塩首位溶液を中和反応プラントに送り、中和反応プラントで、水酸化ナトリウムと反応させ、コロイド状の水酸化マグネシウムを沈殿させる。
沈殿した水酸化マグネシウムを溶液から分離回収し、溶液はPH5.8〜8,6に再調整し放出する。
(a)塩化マグネシウムの場合
MgCL2+H2O+2NaOH−>2Na++2CL−+H2O+Mg(OH)2
(b)硫酸マグネシウムの場合
MgSO4+H2O+2NaOH−>Na2SO4+H2O+Mg(OH)2
(c)硝酸マグネシウムの場合
Mg(NO3)2+H2O+NaOH−>MaNO3+H2O+Mg(OH)2
圧力管、カランドリア管の切断屑は高濃度放射性廃棄物として管理しなければないない。仮に、金属切断屑と使用済みの研削材とが混ざっている場合は、その全てが高濃度放射性廃棄物になる。
金属切断屑と研削材とを分離できるので、高濃度放射性廃棄物の量を少なくできる。
さらに、使用済研削材は、分離後一定の貯留期間を設けることにより低濃度放射性廃棄物でなく、非放射性廃棄物として処理できる可能性が生ずる。
以下では、第2の実施形態に係る金属製部材切断方法と同じ箇所は説明を省略し、異なる点のみを説明する。
図4は、本発明の第3の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
準備工程S5と切断工程S10と回収工程S20と固化保存工程S40と抽出工程S50と廃棄処理工程S60と焼成工程S70と貯留工程S75とは、第2の実施形態にかかる金属製部材切断方法のものと同じなので、説明を省略する。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、溶解分離工程S30は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
例えば、溶解分離工程S30は、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
溶解分離工程S30は溶解工程S32で構成される。
溶解工程S32は、回収工程S20で得た混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
混合物に含まれる特定金属の酸化物が容易に溶解し、混合物に含まれる金属切断屑が容易に溶解しない酸を使用し、記混合物を溶解させる。
溶解した混合物より、固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
図5は、本発明の第3の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
切断装置10と回収装置20と固化保存装置40と抽出工程50と廃棄処理装置60と焼成装置70と貯留装置75とは、第2の実施形態にかかる金属製部材切断装置のものと同じなので、説明を省略する。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、溶解分離装置30は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
例えば、溶解分離装置30は、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
溶解分離装置30は、溶解装置32で構成される。
溶解装置32は、回収装置20からでた混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る装置である。
酸は、金属切断屑を溶解しにくいが、特定金属の酸化物を溶解しやすい種類と濃度の酸である。
例えば溶解装置32はメッシュベルトに乗せて送られる混合物に酸をかける機器である。混合物に含まれる特定金属の酸化物が酸に溶解し、金属切断屑がメッシュベルトの上に残る。
集めた金属切断屑を固化保存装置40へ送る。
研掃材溶解液を抽出装置50へ送る。
図6は、本発明の第4の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
準備工程S5と切断工程S10と回収工程S20と溶解分離工程S30と固化保存工程S40と廃棄処理工程S60と貯留工程S75とは、第2の実施形態にかかる金属製部材切断方法のものと同じなので説明を省略する。
例えば、抽出工程S50は、研掃材溶解液を中和して特定金属の塩を抽出する。
例えば、中和工程S51は、研掃材溶解液を中和して特定金属の塩を生成し、塩を研掃材溶解液から抽出する。
研掃材溶解液から特定金属の塩を抽出すると、残留物の混ざった水溶液(以下、残留水溶液」と呼称する、)が残る。
図7は、本発明の第4の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
金属製部材切断装置は、金属製部材を切断する装置であって、切断装置10と回収装置20と溶解分離装置30と固化保存装置40と抽出装置50と廃棄処理装置60と貯留装置75とで構成される。
切断装置10と回収装置20と溶解分離装置30と固化保存装置40と廃棄処理装置60と貯留装置75とは、第2の実施形態にかかる金属製部材切断装置のものと同じなので、説明を省略する。
例えば、抽出装置50は研掃材溶解液を中和して特定金属の塩を抽出する。
例えば、抽出装置50は研掃材溶解液を中和処理し、特定金属の塩を抽出する。
金属の塩を貯留装置75へ送る。
残った、残留水溶液を後述する廃棄処理装置60へ送る。
図8は、本発明の第5の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
準備工程S5と切断工程S10と回収工程S20と溶解分離工程S30と固化保存工程S40とは、第2の実施形態にかかる金属製部材切断方法と同じなので、説明を省略する。
脱塩工程S62は液体を脱塩する工程である。
濃縮排液をイオン交換樹脂により脱塩する。
脱塩された排水は、後述するタンク工程S63へ送られる。
タンクに貯留された排水は、定期的にサンプリング検査され、放出が可能か否かを評価される。
放出が可能と評価されると、排水される。
図9は、本発明の第5の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
切断装置10と回収装置20と溶解分離装置30と固化保存装置40と焼成装置70とは、第2の実施形態にかかる金属製部材切断装置のものと同じなので説明を省略する。
例えば、排液脱塩装置62はオン交換器である。
液体をイオン交換樹脂により脱塩する。
脱塩された液体は、後述するタンク63へ送られる。
タンクに貯留された排水は、定期的にサンプリング検査され、放出が可能か否かを評価される。
放出が可能と評価されると、排水される。
水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、切断工程で発生した金属切断屑と研掃材との混合物を回収し、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、切断工程で発生した金属切断屑と研掃材との混合物を回収し、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
また、研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する様にしたので、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の化合物とを得る。
また、研掃材溶解液より特定金属の塩を抽出する様にしたので、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の塩とを得る。
また、研掃材溶解液を中和して特定金属の水酸化物を回収し、特定金属の水酸化物を焼成して特定金属の新たな酸化物を得る様にしたので、研掃材に含まれた特定金属の酸化物に同種の金属酸化物を得る。
また、特定金属の新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する様にしたので、金属製部材を切断する際の研掃材の総量を少なくできる。
混合物を分級し金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とを得て、得た混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、酸に溶解する金属切断屑の量を減らすことができる。
また、マグネシアを主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる様にしたので、溶解液から酸に溶解されなかった原子炉構造物の一部の金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
また、マグネシウムの酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる様にしたので、溶解液から酸に溶解されなかった原子炉構造物の一部の金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
また、使用済み原子炉の解体に、上記の方法および装置を使用するので、高レベル放射性廃棄物の量をすくなくできる。
また、上記の工程で回収したマグネシウムの酸化物を再度研削材に使用するので、研削材の総量を減らすことができ、低レベル放射性廃棄物の量を少なくできる。
20 回収装置
30 溶解分離装置
31 分離装置
32 溶解装置
40 固化保存装置
41 アスファルト固化装置
42 ドラム缶
43 固体廃棄物貯蔵庫
50 抽出装置
51 中和装置
60 廃棄処理装置
61 蒸発濃縮装置
62 排液脱塩装置
63 タンク
70 焼成装置
75 貯留装置
S5 準備工程
S10 切断工程
S20 回収工程
S30 溶解分離工程
S31 分離工程
S32 溶解工程
S35 研掃材溶解工程
S40 固化保存工程
S41 アスファルト固化工程
S42 ドラム缶工程
S43 貯蔵工程
S50 抽出工程
S51 中和工程
S60 廃棄処理工程
S61 蒸発濃縮工程
S62 脱塩工程
S62 タンク工程
S70 焼成工程
S75 貯留工程
Claims (18)
- 金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。 - 金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。 - 金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。 - 金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。 - 前記研掃材溶解液より前記特定金属の化合物を抽出する抽出工程と、
を備えることを特徴とする請求項3または請求項4のうちのひとつに記載の金属製部材切断方法。 - 前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出する中和工程を有する抽出工程と、
前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成工程と、
を備えることを特徴とする請求項3または請求項4のうちのひとつに記載の金属製部材切断方法。 - 前記切断工程が前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する、
ことを特徴とする請求項6に記載の金属製部材切断方法。 - 前記溶解分離工程が前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得る分離工程と該分離工程で得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により前記研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解工程を有する、
ことを特徴とする請求項2または請求項4のうちのひとつに記載の金属製部材切断方法。 - 前記特定金属がマグネシウムであって、
前記金属製部材が原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方であり、
酸が塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつである、
ことを特徴とする請求項3または請求項4のうちのひとつに記載の金属製部材切断方法。 - 金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。 - 金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。 - 金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。 - 金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。 - 前記研掃材溶解液より前記特定金属の化合物を抽出する抽出装置と、
を備えることを特徴とする請求項12または請求項13のうちのひとつに記載の金属製部材切断装置。 - 前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出する中和装置を有する抽出装置と、
前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成装置と、
を備えることを特徴とする請求項12または請求項13のうちのひとつに記載の金属製部材切断装置。 - 前記切断装置が前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する、
ことを特徴とする請求項15に記載の金属製部材切断装置。 - 前記溶解分離装置が前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得る分離装置と該分離装置で得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により前記研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解装置とを有する、
ことを特徴とする請求項11または請求項13のうちのひとつに記載の金属製部材切断装置。 - 前記特定金属がマグネシウムであって、
前記金属製部材が原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方であり、
酸が塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつである、
ことを特徴とする請求項12または請求項13のうちのひとつに記載の金属製部材切断装置。
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