JP2010261827A - Radioactive waste solidification method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は放射性廃棄物のセメント固化において、セメントの凝結反応を遅延させる、亜鉛、鉛等の重金属を含有する焼却灰、飛灰等の放射性廃棄物の固化処理方法に関する。 The present invention relates to a method for solidifying radioactive waste such as incinerated ash and fly ash containing heavy metals such as zinc and lead, which delays the setting reaction of cement in cementing radioactive waste.
原子力施設などで発生する放射性廃棄物、ゴム手袋、ウエス、紙類の有機性廃棄物は焼却炉で焼却処理される。また、核燃料再処理工場などでは、グローボックスで使用した鉛入りのゴム手袋が放射性廃棄物として発生する。また空調系に使用している高性能フィルターでは、亜鉛メッキをした型枠等が廃棄物として発生し、これらの鉛や亜鉛を含んだ廃棄物を焼却処理した際に発生する焼却灰及び飛灰には、鉛や亜鉛の塩化物や酸化物が多く含有されている。 Radioactive waste, rubber gloves, waste cloth, and organic waste such as paper generated at nuclear facilities are incinerated in an incinerator. In nuclear fuel reprocessing plants, lead-containing rubber gloves used in glow boxes are generated as radioactive waste. In addition, in high-performance filters used in air conditioning systems, galvanized formwork, etc., is generated as waste, and incineration ash and fly ash generated when waste containing these lead and zinc is incinerated. Contains a large amount of lead and zinc chlorides and oxides.
これらの重金属化合物を含有した焼却灰や飛灰を高炉セメントやポルトランドセメントで固化処理を行うと、亜鉛や鉛の作用により、セメントの凝結反応が遅延し固化体物性値が著しく低下する。 When incineration ash or fly ash containing these heavy metal compounds is solidified with blast furnace cement or Portland cement, the setting reaction of the cement is delayed by the action of zinc or lead, and the physical properties of the solidified material are significantly reduced.
また、一般の廃棄物を焼却炉で焼却し処分した焼却灰にも、金属、電池等の焼却残渣から発生する焼却灰には少量であるが、水銀、カドミウム、銅、亜鉛、鉛等の重金属が含まれている。これらの有害重金属が規定濃度以上含まれる場合には、環境汚染等を引き起こすことが懸念させるためセメントによる固化で処理されている。 In addition, incineration ash generated by incineration of general waste in an incinerator is a small amount of incineration ash generated from incineration residues of metals, batteries, etc., but heavy metals such as mercury, cadmium, copper, zinc, lead, etc. It is included. When these toxic heavy metals are contained in a concentration higher than the specified level, they are treated by solidification with cement in order to raise concerns about environmental pollution.
亜鉛や鉛の化合物以外による凝結遅延に関する発明としては、特表２００６―５１２２７２号公報（特許文献１）に、ホウ酸、クエン酸による凝結遅延を抑制する技術が開示されている。 As an invention related to setting delay due to compounds other than zinc and lead compounds, Japanese Patent Publication No. 2006-512272 (Patent Document 1) discloses a technique for suppressing setting delay due to boric acid and citric acid.
特開２００１−２８９９９３号公報（特許文献２）や特開平６−１０２３９７号公報（特許文献３）には、両性金属の固化に際しアルミン酸カルシウムを硬化促進剤として添加することにより、水素発生を抑制し、反応物質である水分量を減らす方法が記載されている。 In JP-A-2001-289993 (Patent Document 2) and JP-A-6-102397 (Patent Document 3), calcium aluminate is added as a hardening accelerator during solidification of the amphoteric metal, thereby suppressing hydrogen generation. And a method for reducing the amount of water as a reactant is described.
亜鉛や鉛を含有した焼却灰や飛灰をセメント固化すると、亜鉛や鉛の作用によりセメントの凝結反応が遅延し、セメント固化体の物性低下を起こすおそれがあり、セメント固化体に必要な強度が所定強度以下になる可能性があった。 When incineration ash or fly ash containing zinc or lead is cemented, the setting reaction of the cement may be delayed due to the action of zinc or lead, and the physical properties of the cement solidified product may be reduced. There was a possibility that the strength would be below a predetermined level.
特許文献１に開示された発明は、ホウ酸、クエン酸等の酸によるセメントの凝結遅延を解消する技術であり、亜鉛、鉛等の重金属の化合物による凝結遅延を解消するものではない。 The invention disclosed in Patent Document 1 is a technique for eliminating the setting delay of cement due to acids such as boric acid and citric acid, and does not eliminate the setting delay due to heavy metal compounds such as zinc and lead.
特許文献２、３に開示された発明は両性金属の形態が金属そのものであり、鉛、亜鉛等の重金属の化合物による凝結遅延を解消するものではない。
In the inventions disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、亜鉛や鉛の化合物を含有した放射性焼却灰や飛灰を凝結遅延なくセメント固化できるとともに、得られたセメント固化体の強度が高い放射性廃棄物の固化処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and radioactive incineration ash and fly ash containing a compound of zinc or lead can be solidified without setting delay, and the obtained cement solidified body has a high strength of radioactive waste. It aims at providing the solidification processing method of a thing.
本発明は、セメント混練物中に、アルミナセメント、アルミン酸カルシウム等の凝結促進剤が含まれると、亜鉛や鉛の化合物を含有した放射性焼却灰や飛灰が、凝結遅延なくセメント固化するとともに、得られたセメント固化体の強度が高いことを見出して完成されたものである。 In the present invention, when a setting accelerator such as alumina cement or calcium aluminate is contained in the cement kneaded product, the radioactive incineration ash or fly ash containing a compound of zinc or lead solidifies the cement without setting delay, It was completed by finding that the obtained cement solid body had high strength.
本発明に係る放射性廃棄物の固化処理方法は、上記問題点を解決するものであり、亜鉛化合物および鉛化合物より選ばれる１種以上の化合物を含む放射性廃棄物を、セメント固化させる放射性廃棄物の固化処理方法であって、前記放射性廃棄物と、混練水と、セメントと、凝結促進剤と、を混練してセメント混練物を作製した後、このセメント混練物を固化させ、前記凝結促進剤はアルミナセメントまたはアルミン酸カルシウムを含むことを特徴とする。 The solidification method for radioactive waste according to the present invention solves the above-mentioned problems, and the radioactive waste containing one or more compounds selected from zinc compounds and lead compounds is solidified with cement. A solidification method, wherein the radioactive waste, kneaded water, cement, and a setting accelerator are kneaded to prepare a cement kneaded product, and the cement kneaded product is solidified, and the setting accelerator is It contains alumina cement or calcium aluminate.
本発明に係る放射性廃棄物の固化処理方法によれば、亜鉛や鉛の化合物を含有した放射性焼却灰や飛灰を凝結遅延なくセメント固化できるとともに、得られたセメント固化体は強度が高い。 According to the method for solidifying radioactive waste according to the present invention, radioactive incineration ash and fly ash containing a compound of zinc or lead can be cemented without setting delay, and the obtained cement solidified body has high strength.
本発明に係る放射性廃棄物の固化処理方法は、亜鉛化合物および鉛化合物より選ばれる１種以上の化合物を含む放射性廃棄物を、セメント固化させる放射性廃棄物の固化処理方法であり、放射性廃棄物と、混練水と、セメントと、凝結促進剤とを、混練してセメント混練物を作製した後、このセメント混練物を固化させるものである。 The solidification processing method of the radioactive waste which concerns on this invention is a solidification processing method of the radioactive waste which solidifies cement the radioactive waste containing 1 or more types of compounds chosen from a zinc compound and a lead compound, The kneaded water, cement, and setting accelerator are kneaded to prepare a cement kneaded product, and then the cement kneaded product is solidified.
（放射性廃棄物）
本発明で用いられる放射性廃棄物は、亜鉛化合物および鉛化合物より選ばれる１種以上の化合物を含む。
(Radioactive waste)
The radioactive waste used in the present invention contains one or more compounds selected from zinc compounds and lead compounds.
亜鉛化合物としては、たとえば塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等が挙げられる。鉛化合物としては、たとえば塩化鉛（ＰｂＣｌ２）、酸化鉛（ＰｂＯ）等が挙げられる。 Examples of the zinc compound include zinc chloride (ZnCl 2 ) and zinc oxide (ZnO). Examples of the lead compound include lead chloride (PbCl 2 ) and lead oxide (PbO).
亜鉛化合物や鉛化合物は、通常、原子力施設で発生する鉛入りのゴム手袋等の放射性廃棄物に由来するものである。 Zinc compounds and lead compounds are usually derived from radioactive waste such as rubber gloves containing lead generated in nuclear facilities.
本発明で用いられる放射性廃棄物は、通常粉末状である。粉末状の放射性廃棄物としては、たとえば鉛入りのゴム手袋等の放射性廃棄物を焼却炉等で焼却して得られた焼却灰、飛灰、またはこれらの混合物が挙げられる。 The radioactive waste used in the present invention is usually in a powder form. Examples of the powdered radioactive waste include incinerated ash, fly ash obtained by incinerating radioactive waste such as rubber gloves containing lead in an incinerator or the like, or a mixture thereof.
（混練水）
本発明で用いられる混練水としては、たとえば、純水、工業用水、水道水、放射性廃液が挙げられる。これらのうち放射性廃液は、処理コストが低下するため好ましい。
(Kneading water)
Examples of the kneaded water used in the present invention include pure water, industrial water, tap water, and radioactive waste liquid. Among these, radioactive waste liquid is preferable because the processing cost is reduced.
（セメント）
本発明で用いられるセメントとしては、たとえば、高炉セメント、ポルトランドセメント、シリカセメントまたはフライアッシュセメントが挙げられる。
(cement)
Examples of the cement used in the present invention include blast furnace cement, Portland cement, silica cement, and fly ash cement.
（凝結促進剤）
本発明で用いられる凝結促進剤は、セメント混練物の凝結を促進するものである。
(Coagulation accelerator)
The setting accelerator used in the present invention promotes setting of the cement kneaded product.
セメント混練物に含まれる放射性廃棄物は、凝結遅延作用を有する亜鉛化合物、鉛化合物等を含む。このため、セメント混練物が凝結促進剤を含まないものであると、すなわちセメント混練物が放射性廃棄物と混練水とセメントとからなるものであると、セメント混練物の凝結や固化が、行われなくなるまたは速やかに行われなくなるという問題が生じる。これに対し、本発明では、混練水と放射性廃棄物とセメントとを含むセメント混練物にさらに凝結促進剤を配合するため、セメント固化が促進される。 The radioactive waste contained in the cement kneaded material contains a zinc compound, a lead compound and the like having a setting delay action. Therefore, if the cement kneaded material does not contain a setting accelerator, that is, if the cement kneaded material is composed of radioactive waste, kneaded water, and cement, the cement kneaded material is condensed or solidified. The problem of disappearing or not being performed promptly occurs. On the other hand, in this invention, since a setting accelerator is further mix | blended with the cement kneaded material containing kneading water, radioactive waste, and cement, cement solidification is accelerated | stimulated.
本発明で用いられる凝結促進剤としては、アルミナセメントまたはアルミン酸カルシウムが挙げられる。アルミナセメントまたはアルミン酸カルシウムは、少量で凝結促進効果を発現するため、減容性が高くかつ低コスト化が可能になるため、好ましい。 Examples of the setting accelerator used in the present invention include alumina cement and calcium aluminate. Alumina cement or calcium aluminate is preferable because it exhibits a setting acceleration effect in a small amount, and thus has a high volume reduction capability and enables cost reduction.
これに対し、凝結促進剤として公知の水酸化ナトリウムを水酸化ナトリウム単独で用いた場合、凝結促進効果を発現するものの、通常、多量に必要であり、減容性が悪くかつコストが高くなるおそれがある。 On the other hand, when sodium hydroxide known as a coagulation accelerator is used alone, although it exhibits a coagulation promoting effect, it is usually necessary in a large amount, resulting in poor volume reduction and high cost. There is.
凝結促進剤は、アルミナセメントまたはアルミン酸カルシウムと、水酸化ナトリウム等の水酸化アルカリ化合物とを併用する。すなわち、凝結促進剤が、アルミナセメントまたはアルミン酸カルシウムを少なくとも含むとともに、水酸化アルカリ化合物を含むようにしてもよい。アルミナセメントまたはアルミン酸カルシウムと、水酸化アルカリ化合物とを併用する場合は、アルミナセメントまたはアルミン酸カルシウムを用いる上記利点に加え、水酸化アルカリ化合物の安価であるとともにｐＨ調節が容易であるという利点がある。 As the setting accelerator, alumina cement or calcium aluminate and an alkali hydroxide compound such as sodium hydroxide are used in combination. That is, the setting accelerator may contain at least alumina cement or calcium aluminate and an alkali hydroxide compound. When alumina cement or calcium aluminate is used in combination with an alkali hydroxide compound, in addition to the above advantages of using alumina cement or calcium aluminate, there is an advantage that the alkali hydroxide compound is inexpensive and pH adjustment is easy. is there.
本発明に係る放射性廃棄物の固化処理方法は、放射性廃棄物と、混練水と、セメントと、凝結促進剤と、を混練してセメント混練物を作製した後、このセメント混練物を固化させるものである。 The method for solidifying radioactive waste according to the present invention is to solidify this cement kneaded material by kneading the radioactive waste, kneaded water, cement, and setting accelerator to produce a cement kneaded material. It is.
（セメント混練物）
セメント混練物は、上記の放射性廃棄物と、混練水と、セメントと、凝結促進剤と、を混練することにより作製される。本発明においてセメント混練物とは、少なくとも、放射性廃棄物と混練水とセメントと凝結促進剤とを含むものを意味する。
(Cement kneaded product)
The cement kneaded material is produced by kneading the above-mentioned radioactive waste, kneaded water, cement, and a setting accelerator. In the present invention, the cement kneaded material means a material containing at least radioactive waste, kneaded water, cement, and a setting accelerator.
セメント混練物を作製するための、放射性廃棄物と、混練水と、セメントと、凝結促進剤と、の混合の順番は特に限定されない。 The order of mixing the radioactive waste, the kneaded water, the cement, and the setting accelerator for producing the cement kneaded product is not particularly limited.
セメント混練物を作製するための方法としては、たとえば、廃棄物スラリー作製工程、廃棄物−セメントスラリー作製工程、および第１のセメント混練物作製工程、を経てセメント混練物を作製する第１の方法や、廃棄物スラリー作製工程、セメント−凝結促進剤混合物作製工程、および第２のセメント混練物作製工程、を経てセメント混練物を作製する第２の方法、が挙げられる。 As a method for producing a cement kneaded material, for example, a first method for producing a cement kneaded material through a waste slurry producing step, a waste-cement slurry producing step, and a first cement kneaded material producing step. And a second method for producing a cement kneaded product through a waste slurry producing step, a cement-coagulation accelerator mixture producing step, and a second cement kneaded material producing step.
図１に、第１の方法の処理フローを示す。 FIG. 1 shows a processing flow of the first method.
［第１の方法］
（廃棄物スラリー作製工程）
廃棄物スラリー作製工程は、上記混練水と上記放射性廃棄物とを混合して廃棄物スラリーを作製する工程である。本発明において廃棄物スラリーとは、少なくとも放射性廃棄物と混練水とを含み、かつセメントや凝結促進剤を含まないものを意味する。
[First method]
(Waste slurry preparation process)
The waste slurry preparation step is a step of preparing a waste slurry by mixing the kneaded water and the radioactive waste. In the present invention, the waste slurry means a slurry containing at least radioactive waste and kneaded water and not containing cement or a setting accelerator.
混練水と放射性廃棄物との混合を行う混合機としては、特に限定されず公知の混合機を用いることができる。混合機としては、たとえば、混合操作のみを行う混合機や、混合操作に加えて混練操作および容器内のセメント混練物の固化処理が可能な混練固化容器を用いることができる。 The mixer for mixing the kneaded water and the radioactive waste is not particularly limited, and a known mixer can be used. As the mixer, for example, a mixer that performs only a mixing operation, or a kneading and solidifying container capable of performing a kneading operation and a cement kneaded material in the container in addition to the mixing operation can be used.
ここで、容器内のセメント混練物の固化とは、混練固化容器内にセメント混練物の固化体を生成することが可能であることを意味する。セメント混練物の固化体が生成された混練固化容器は、通常、容器ごと廃棄処分される。 Here, solidification of the cement kneaded material in the container means that a solidified body of the cement kneaded material can be generated in the kneaded and solidified container. The kneading and solidifying container in which the cement kneaded solidified body is generated is usually discarded together with the container.
（廃棄物−セメントスラリー作製工程）
廃棄物−セメントスラリー作製工程は、上記廃棄物スラリーと上記セメントとを混合して廃棄物−セメントスラリーを作製する工程である。本発明において廃棄物−セメントスラリーとは、少なくとも放射性廃棄物と混練水とセメントとを含み、かつ凝結促進剤を含まないものを意味する。
(Waste-cement slurry preparation process)
The waste-cement slurry preparation step is a step of preparing the waste-cement slurry by mixing the waste slurry and the cement. In the present invention, the waste-cement slurry means one containing at least radioactive waste, kneaded water, and cement and not containing a setting accelerator.
廃棄物スラリーとセメントとの混合を行う混合機としては、特に限定されず公知の混合機を用いることができる。たとえば、混合操作のみを行う混合機や、混合操作に加えて容器内のセメント混練物の固化処理が可能な混練固化容器を用いることができる。 The mixer for mixing the waste slurry and the cement is not particularly limited, and a known mixer can be used. For example, a mixer that performs only the mixing operation or a kneading and solidifying container capable of solidifying the cement kneaded material in the container in addition to the mixing operation can be used.
（第１のセメント混練物作製工程）
第１のセメント混練物作製工程は、上記廃棄物−セメントスラリーに凝結促進剤を添加し混練してセメント混練物を作製する工程である。
(First cement kneaded material production process)
The first cement kneaded material preparing step is a step of adding a setting accelerator to the waste-cement slurry and kneading to prepare a cement kneaded material.
セメント混練物の作製は、通常、廃棄物−セメントスラリーに、凝結促進剤としてのアルミナセメントまたはアルミン酸カルシウムを添加し、混練することにより得られる。 Preparation of a cement kneaded material is usually obtained by adding alumina cement or calcium aluminate as a setting accelerator to a waste-cement slurry and kneading.
廃棄物−セメントスラリーを混練する混練機としては、特に限定されず公知の混練機を用いることができる。混練機としては、たとえば、混練操作のみを行う混練機や、混練操作以外に混合操作や容器内のセメント混練物の固化処理が可能な混練固化容器を用いることができる。 The kneader for kneading the waste-cement slurry is not particularly limited, and a known kneader can be used. As the kneader, for example, a kneader that performs only the kneading operation, or a kneading and solidifying container capable of solidifying the cement kneaded material in the container other than the kneading operation can be used.
セメント混練物は、アルミナセメント以外のセメントとアルミナセメントとの合計量を全セメント量としたとき、全セメント量中のアルミナセメントの配合量が、通常９質量％以上、好ましくは９質量％〜１５質量％、さらに好ましくは１０質量％〜１２質量％である。 In the cement kneaded product, when the total amount of cement other than alumina cement and alumina cement is defined as the total cement amount, the blending amount of alumina cement in the total cement amount is usually 9% by mass or more, preferably 9% by mass to 15%. It is 10 mass%, More preferably, it is 10 mass%-12 mass%.
全セメント量中のアルミナセメントの配合量が、９質量％以上であると、セメント混練物を固化させて得られるセメント固化体の一軸圧縮強度が高いため好ましい。 It is preferable that the blending amount of alumina cement in the total cement amount is 9% by mass or more because the uniaxial compressive strength of the cement solidified body obtained by solidifying the cement kneaded material is high.
一方、全セメント量中のアルミナセメントの配合量が、９質量％未満であると、セメント固化体の一軸圧縮強度が低くなるおそれがある。 On the other hand, when the compounding amount of the alumina cement in the total cement amount is less than 9% by mass, the uniaxial compressive strength of the cement solidified body may be lowered.
セメント混練物は、ｐＨ９以下、またはｐＨ１０．５以上であると、セメント混練物の粘度が適度で混練が容易であるため好ましい。 A cement kneaded product having a pH of 9 or less or a pH of 10.5 or more is preferable because the viscosity of the cement kneaded product is moderate and easy to knead.
セメント混練物は、ｐＨ９を超え１０．５未満であると、セメント混練物の粘度が高くなり混練が困難になるおそれがある。
If the cement kneaded product is more than
セメント混練物は、温度が、通常１５℃〜６５℃、好ましくは３０℃〜５５℃であると、セメント混練物の粘度が適度で混練が容易であるため好ましい。 The cement kneaded material is preferably 15 to 65 ° C., preferably 30 to 55 ° C., because the viscosity of the cement kneaded material is moderate and easy to knead.
［第２の方法］
第２の方法は第１の方法に比較して、第１の方法の廃棄物−セメントスラリー作製工程、および第１のセメント混練物作製工程、に代えてセメント−凝結促進剤混合物作製工程、および第２のセメント混練物作製工程、を行うものである。
[Second method]
As compared with the first method, the second method replaces the waste-cement slurry preparation step of the first method and the first cement kneaded material preparation step, and a cement-setting accelerator mixture preparation step, and 2nd cement kneaded material preparation process is performed.
第２の方法と第１の方法とは、廃棄物スラリー作製工程は同様であるため、説明を省略する。 Since the second method and the first method are the same in the waste slurry preparation step, description thereof is omitted.
（セメント−凝結促進剤混合物作製工程）
セメント−凝結促進剤混合物作製工程は、上記セメントと上記凝結促進剤とを混合してセメント−凝結促進剤混合物を作製する工程である。本発明においてセメント−凝結促進剤混合物とは、少なくともセメントと凝結促進剤とを含み、かつ放射性廃棄物を含まないものを意味する。
(Cement-setting accelerator mixture preparation process)
The cement-setting accelerator mixture preparation step is a step of mixing the cement and the setting accelerator to prepare a cement-setting accelerator mixture. In the present invention, the cement-setting accelerator mixture means a mixture containing at least cement and a setting accelerator and not containing radioactive waste.
セメントと凝結促進剤との混合を行う混合機としては、特に限定されず公知の混合機を用いることができる。 The mixer for mixing the cement and the setting accelerator is not particularly limited, and a known mixer can be used.
（第２のセメント混練物作製工程）
第２のセメント混練物作製工程は、上記廃棄物スラリーと上記セメント−凝結促進剤混合物とを混合し、混練してセメント混練物を作製する工程である。
(Second cement kneaded material preparation process)
The second cement kneaded material preparation step is a step of preparing the cement kneaded material by mixing the waste slurry and the cement-coagulation accelerator mixture and kneading.
廃棄物スラリーと上記セメント−凝結促進剤混合物とを混合し、混練する混練機としては、特に限定されず公知の混練機を用いることができる。混練機としては、たとえば、混練操作のみを行う混練機や、混練操作以外に混合操作や容器内のセメント混練物の固化処理が可能な混練固化容器を用いることができる。 A kneader for mixing and kneading the waste slurry and the cement-coagulation accelerator mixture is not particularly limited, and a known kneader can be used. As the kneader, for example, a kneader that performs only the kneading operation, or a kneading and solidifying container capable of solidifying the cement kneaded material in the container other than the kneading operation can be used.
第１の方法、第２の方法等で作製された上記セメント混練物は、セメント固化工程によりセメント固化される。 The cement kneaded material produced by the first method, the second method, or the like is solidified by a cement solidification step.
（セメント固化工程）
セメント固化工程は、上記セメント混練物を固化させる工程である。
(Cement solidification process)
The cement solidification step is a step of solidifying the cement kneaded material.
セメント混練物を固化する固化容器としては、特に限定されず公知の固化容器を用いることができる。固化容器としては、たとえば、セメント混練物の固化のみを行う固化容器や、容器内のセメント混練物を混練してからそのまま固化処理することが可能な混練固化容器を用いることができる。 The solidification container for solidifying the cement kneaded material is not particularly limited, and a known solidification container can be used. As the solidification container, for example, a solidification container that only solidifies the cement kneaded material, or a kneaded solidification container that can be solidified as it is after kneading the cement kneaded material in the container can be used.
セメント混練物は、セメント混練物を混練固化容器等の固化容器内で、適宜、養生を行うことにより固化される。 The cement kneaded material is solidified by appropriately curing the cement kneaded material in a solidification container such as a kneading solidification container.
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。 Examples are shown below, but the present invention is not construed as being limited thereto.
［実施例１］（廃棄物として焼却灰を用い、凝結促進剤としてアルミナセメントを用いた例）
（廃棄物スラリーの作製）
混合容器内に混練水として所定量の水を充填し、次いで表１に示す組成の焼却灰（焼却灰Ａ）を所定量投入した後、混合容器内の攪拌器を４００ｒｐｍで５分間作動させて混合攪拌処理を行ったところ、廃棄物スラリーが得られた。
(Production of waste slurry)
After filling a mixing vessel with a predetermined amount of water as kneaded water, and then charging a predetermined amount of incineration ash (incineration ash A) having the composition shown in Table 1, the stirrer in the mixing vessel was operated at 400 rpm for 5 minutes. When the mixing and stirring treatment was performed, a waste slurry was obtained.
なお、焼却灰Ａの組成は、財団法人産業創造研究所編の「平成７年度再処理技術高度化調査 II廃棄物発生量低減化技術の調査」に核燃料再処理施設等の放射性焼却灰の標準組成として記載されているものである。 The composition of incineration ash A is the standard for radioactive incineration ash from nuclear fuel reprocessing facilities, etc., in the “Research on Advanced Reprocessing Technology in 1995, Survey on Technology to Reduce Waste Generation” edited by the Institute for Industrial Creation. It is described as a composition.
（廃棄物−セメントスラリーの作製）
廃棄物スラリーを攪拌器の撹拌速度を６００ｒｐｍにして撹拌し、この廃棄物スラリーに所定量の上記高炉セメントを２５分間かけて少量ずつ加えたところ、廃棄物−セメントスラリーが得られた。
(Production of waste-cement slurry)
The waste slurry was stirred at a stirring speed of 600 rpm, and a predetermined amount of the blast furnace cement was added to the waste slurry little by little over 25 minutes. As a result, a waste-cement slurry was obtained.
（セメント混練物の作製）
廃棄物−セメントスラリーを攪拌器の撹拌速度を６００ｒｐｍにしたまま撹拌し、この廃棄物−セメントスラリーに所定量のアルミナセメント（フランス国のＫＥＲＮＥＯＳ ＡＬＵＭＩＮＡＴＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ社製、商品名アルミナセメントセカール７１、Ａｌ２Ｏ３６８．７〜７０．５％含有）を少量ずつ加えた。
(Production of cement kneaded material)
The waste-cement slurry was stirred while the stirring speed of the stirrer was set to 600 rpm, and a predetermined amount of alumina cement (manufactured by KERNEOS ALUMINATE TECHNOLOGIES, France, trade name: Alumina cement secal 71, Al) was added to the waste-cement slurry. 2 O 3 68.7-70.5%) was added in small portions.
アルミナセメントを添加した廃棄物−セメントスラリーについて、攪拌器の撹拌速度を１３４０ｒｐｍにして５分間混練を行ったところ、セメント混練物が得られた。 When the waste-cement slurry to which the alumina cement was added was kneaded for 5 minutes with the stirring speed of the stirrer being 1340 rpm, a cement kneaded product was obtained.
表２および表３にセメント混練物の配合および物性を示す。
（セメント混練物の評価試験）
得られたセメント混練物の一部をブリージング測定容器に充填して、固化状態の観察およびブリージング試験を行った。また、得られたセメント混練物の一部を強度試験容器に充填して固化させ、固化体について一軸強度試験を行った。
(Evaluation test of cement kneaded material)
Part of the obtained cement kneaded material was filled in a breathing measurement container, and the solidified state was observed and a breathing test was performed. Moreover, a part of the obtained cement kneaded material was filled in a strength test container and solidified, and a uniaxial strength test was performed on the solidified body.
＜固化状態の観察＞
得られたセメント混練物をブリージング測定容器に充填して、凝結開始（始発）時間および凝結終了時間を測定した。凝結開始時間および凝結終了時間は、セメント混練物のブリージング測定容器への充填時から起算した時間とした。また、セメント混練物のブリージング測定容器への充填時から２４時間後の凝結状態を観察した。なお、２４時間後にセメント混練物が固化していない場合には、セメント混練物のブリージング測定容器への充填時から７日後の凝結状態も観察した。
<Observation of solidified state>
The obtained cement kneaded material was filled into a breathing measurement container, and the setting start (starting) time and setting end time were measured. The setting start time and the setting end time were the time calculated from the time when the cement kneaded material was filled into the breathing measurement container. Further, the setting state after 24 hours from the filling of the cement kneaded material into the breathing measuring container was observed. In addition, when the cement kneaded material was not solidified after 24 hours, the setting state after 7 days from the filling of the cement kneaded material into the breathing measurement container was also observed.
＜ブリージング試験＞
固化状態の観察に用いた、ブリージング測定容器に充填したセメント混練物について、ＪＩＳ Ａ １１２３に準拠してブリージング試験を行い、セメント混練物のブリージング測定容器への充填時から２４時間後のブリージング率を測定した。
<Breathing test>
The cement kneaded material filled in the breathing measurement container used for the observation of the solidified state is subjected to a breathing test in accordance with JIS A 1123, and the breathing rate after 24 hours from the filling of the cement kneaded material into the breathing measurement container is determined. It was measured.
＜一軸強度試験＞
得られたセメント混練物を強度試験容器に充填し、１５〜２０℃で所定日数を普通養生して、固化体を得た。得られた固化体について、ＪＩＳ Ａ１１０８のコンクリートの圧縮強度の試験方法に準拠して、一軸圧縮強度を測定した。
<Uniaxial strength test>
The obtained cement kneaded material was filled in a strength test container and was normally cured at 15 to 20 ° C. for a predetermined number of days to obtain a solidified body. About the obtained solidified body, the uniaxial compressive strength was measured based on the test method of the compressive strength of concrete of JIS A1108.
表２および表３にセメント混練物の評価試験の結果を示す。 Tables 2 and 3 show the results of the evaluation test of the cement kneaded material.
なお、以下に示す実施例および比較例についても、実施例１と同様にしてセメント混練物の評価試験を行った。以下に示す実施例および比較例のセメント混練物の配合、物性および評価試験の結果も表２および表３に示す。 In addition, also about the Example and comparative example which are shown below, the evaluation test of the cement kneaded material was done like Example 1. FIG. Tables 2 and 3 also show the blending, physical properties and evaluation test results of the cement kneaded materials of Examples and Comparative Examples shown below.
［実施例２］（廃棄物として飛灰を用い、凝結促進剤としてアルミナセメントを用いた例）
表２および表３に示すように、焼却灰Ａに代えて表１に示す組成の飛灰（飛灰Ａ）を用いた以外は、実施例１と同様にしてセメント混練物を作製した。
[Example 2] (Example using fly ash as waste and using alumina cement as a setting accelerator)
As shown in Table 2 and Table 3, a cement kneaded material was prepared in the same manner as in Example 1 except that fly ash (fly ash A) having the composition shown in Table 1 was used instead of incineration ash A.
なお、飛灰Ａの組成は、財団法人産業創造研究所編の「平成７年度再処理技術高度化調査 II廃棄物発生量低減化技術の調査」に核燃料再処理施設等の放射性飛灰の標準組成として記載されているものである。 The composition of fly ash A is the standard for radioactive fly ash in nuclear fuel reprocessing facilities, etc. in the “Research on Advanced Technology for Reprocessing in 1995, II Survey on Technology to Reduce Waste Generation” edited by the Institute for Industrial Creation. It is described as a composition.
［比較例１］（廃棄物として焼却灰を用い、凝結促進剤を添加しない例）
表２および表３に示すように、混練水の量を変えるとともにアルミナセメントを添加しない以外は、実施例１と同様にしてセメント混練物を作製した。
[Comparative Example 1] (Example in which incinerated ash is used as waste and no setting accelerator is added)
As shown in Table 2 and Table 3, a cement kneaded material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of kneaded water was changed and alumina cement was not added.
セメント混練物は、作製から２４時間後、７日後で固化しなかった。このため、一軸圧縮強度を測定できなかった。 The cement kneaded material did not solidify after 7 hours, 24 hours after preparation. For this reason, the uniaxial compressive strength could not be measured.
また、ブリージングが発生し浮き水は８％であった。 Further, breathing occurred and the floating water was 8%.
［比較例２］（廃棄物として飛灰を用い、凝結促進剤を添加しない例）
表２および表３に示すように、混練水の量を変えるとともにアルミナセメントを添加しない以外は、実施例２と同様にしてセメント混練物を作製した。
[Comparative Example 2] (Example of using fly ash as waste and not adding a setting accelerator)
As shown in Table 2 and Table 3, a cement kneaded material was prepared in the same manner as in Example 2 except that the amount of kneaded water was changed and alumina cement was not added.
セメント混練物は、作製から２４時間後、７日後で固化しなかった。このため、一軸圧縮強度を測定できなかった。 The cement kneaded material did not solidify after 7 hours, 24 hours after preparation. For this reason, the uniaxial compressive strength could not be measured.
また、ブリージングが発生し浮き水は１２％であった。 Moreover, breathing occurred and floating water was 12%.
［比較例３］（廃棄物として焼却灰を用い、凝結促進剤として２５質量％水酸化ナトリウムのみを用いた例）
（廃棄物スラリーの作製）
混合容器内に混練水として所定量の水を充填し、上記焼却灰Ａを所定量投入した後、混合容器内の攪拌器を４００ｒｐｍで５分間作動させて混合攪拌処理を行ったところ、廃棄物スラリーが得られた。
[Comparative Example 3] (Example using incinerated ash as waste and using only 25% by mass sodium hydroxide as a setting accelerator)
(Production of waste slurry)
When a predetermined amount of water as a kneaded water is filled in the mixing container and the incinerated ash A is charged in a predetermined amount, the mixing stirrer is operated by operating the stirrer in the mixing container at 400 rpm for 5 minutes. A slurry was obtained.
（廃棄物−セメントスラリーの作製）
廃棄物スラリーを攪拌器の撹拌速度を４００ｒｐｍにして撹拌し、この廃棄物スラリーに２５質量％水酸化ナトリウム水溶液（２５ｗｔ％ＮａＯＨ）２１１ｇを除々に添加し、混合した。
(Production of waste-cement slurry)
The waste slurry was stirred with a stirrer stirring speed of 400 rpm, and 211 g of 25 mass% aqueous sodium hydroxide solution (25 wt% NaOH) was gradually added to the waste slurry and mixed.
水酸化ナトリウム水溶液を添加した廃棄物スラリーを攪拌器の撹拌速度を６００ｒｐｍにして撹拌し、この廃棄物スラリーに所定量の高炉セメント（Ｂ種、太平洋セメント株式会社製）を２５分間かけて少量ずつ加えたところ、廃棄物−セメントスラリーが得られた。 The waste slurry to which the aqueous sodium hydroxide solution was added was stirred at a stirring speed of 600 rpm, and a predetermined amount of blast furnace cement (Type B, manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.) was added to the waste slurry in small portions over 25 minutes. In addition, a waste-cement slurry was obtained.
（セメント混練物の作製）
廃棄物−セメントスラリーを攪拌器の撹拌速度を１３４０ｒｐｍにして５分間混練を行ったところ、セメント混練物が得られた。得られたセメント混練物について、粘度を測定した。
(Production of cement kneaded material)
When the waste-cement slurry was kneaded for 5 minutes with a stirrer stirring speed of 1340 rpm, a cement kneaded product was obtained. The viscosity of the obtained cement kneaded material was measured.
［比較例４］（廃棄物として飛灰を用い、凝結促進剤として２５質量％水酸化ナトリウムのみを用いた例）
表２および表３に示すように、焼却灰Ａに代えて上記飛灰Ａを用いた以外は、比較例３と同様にしてセメント混練物を作製した。
[Comparative Example 4] (Example using fly ash as waste and using only 25% by mass sodium hydroxide as a setting accelerator)
As shown in Tables 2 and 3, a cement kneaded material was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the fly ash A was used in place of the incinerated ash A.
［実施例３］（廃棄物としてＺｎＣｌ２粉末を用い、凝結促進剤としてアルミナセメントを用いた例）
（廃棄物スラリーの作製）
混合容器内に混練水として所定量の水を充填し、次いでＺｎＣｌ２粉末試薬を所定量投入した後、混合容器内の攪拌器を４００ｒｐｍで５分間作動させて混合攪拌処理を行ったところ、廃棄物スラリーが得られた。
[Example 3] (Example using ZnCl 2 powder as waste and using alumina cement as a setting accelerator)
(Production of waste slurry)
After filling a predetermined amount of water as kneaded water in the mixing container and then adding a predetermined amount of ZnCl 2 powder reagent, the mixing stirrer was operated by operating the stirrer in the mixing container at 400 rpm for 5 minutes. A product slurry was obtained.
ＺｎＣｌ２粉末は、ＺｎＣｌ２からなる焼却灰を想定したものである。 ZnCl 2 powder is obtained by assuming the ash consisting of ZnCl 2.
（廃棄物−セメントスラリーの作製）
廃棄物スラリーを攪拌器の撹拌速度を６００ｒｐｍにして撹拌し、この廃棄物スラリーに所定量の上記高炉セメントを２５分間かけて少量ずつ加えたところ、廃棄物−セメントスラリーが得られた。
(Production of waste-cement slurry)
The waste slurry was stirred at a stirring speed of 600 rpm, and a predetermined amount of the blast furnace cement was added to the waste slurry little by little over 25 minutes. As a result, a waste-cement slurry was obtained.
（セメント混練物の作製）
廃棄物−セメントスラリーを攪拌器の撹拌速度を６００ｒｐｍにしたまま撹拌し、この廃棄物−セメントスラリーに所定量の上記アルミナセメントを少量ずつ加えた。
(Production of cement kneaded material)
The waste-cement slurry was stirred while the stirring speed of the stirrer was 600 rpm, and a predetermined amount of the alumina cement was added little by little to the waste-cement slurry.
アルミナセメントを添加した廃棄物−セメントスラリーについて、攪拌器の撹拌速度を１３４０ｒｐｍにして５分間混練を行ったところ、セメント混練物が得られた。 When the waste-cement slurry to which the alumina cement was added was kneaded for 5 minutes with the stirring speed of the stirrer being 1340 rpm, a cement kneaded product was obtained.
表２および表３にセメント混練物の配合および物性を示す。 Tables 2 and 3 show the blending and physical properties of the cement kneaded material.
［実施例４］（廃棄物としてＰｂＣｌ２粉末を用い、凝結促進剤としてアルミナセメントを用いた例）
表２および表３に示すように、ＺｎＣｌ２粉末に代えてＰｂＣｌ２粉末試薬を用いた以外は、実施例３と同様にしてセメント混練物を作製した。
[Example 4] (Example using PbCl 2 powder as waste and alumina cement as setting accelerator)
As shown in Table 2 and Table 3, a cement kneaded material was produced in the same manner as in Example 3 except that a PbCl 2 powder reagent was used instead of the ZnCl 2 powder.
ＰｂＣｌ２粉末は、ＰｂＣｌ２からなる焼却灰を想定したものである。 The PbCl 2 powder is assumed to be incinerated ash composed of PbCl 2 .
［実施例５、６］（アルミナセメントの添加量を変えた例）
表２および表３に示すように、アルミナセメントと高炉セメントとの配合量を変えた以外は、実施例３と同様にしてセメント混練物を作製した。
[Examples 5 and 6] (Examples in which the addition amount of alumina cement was changed)
As shown in Table 2 and Table 3, a cement kneaded material was prepared in the same manner as in Example 3 except that the blending amount of alumina cement and blast furnace cement was changed.
［実施例７、８］（セメント混練物の温度を変えた例）
６５℃（実施例７）または１５℃（実施例８）のＺｎＣｌ２粉末を用いることにより、表２および表３に示すように、セメント混練物の温度を変えた以外は、実施例３と同様にしてセメント混練物を作製した。
[Examples 7 and 8] (Examples of changing the temperature of the cement kneaded product)
Similar to Example 3 except that the temperature of the cement kneaded material was changed as shown in Tables 2 and 3 by using ZnCl 2 powder at 65 ° C (Example 7) or 15 ° C (Example 8). Thus, a cement kneaded material was prepared.
［実施例９］（廃棄物−セメントスラリーおよびセメント混練物について、ｐＨおよび粘度を変えた例）
（廃棄物スラリーの作製）
実施例３と同様にして廃棄物スラリーを作製した。
[Example 9] (Example of waste-cement slurry and cement kneaded with different pH and viscosity)
(Production of waste slurry)
A waste slurry was prepared in the same manner as in Example 3.
（廃棄物−セメントスラリーの作製）
廃棄物スラリーを攪拌器の撹拌速度を４００ｒｐｍで撹拌し、この廃棄物スラリーに上記高炉セメントを１００グラムずつ加えてゆき、高炉セメントの添加毎に高炉セメントの配合量が異なる廃棄物−セメントスラリーを作製した。なお、高炉セメント１００グラムの添加毎に、廃棄物−セメントスラリーのｐＨと粘度を測定した。
(Production of waste-cement slurry)
The waste slurry is stirred at a stirring speed of 400 rpm, 100 grams of the blast furnace cement is added to the waste slurry, and a waste-cement slurry having a different blending amount of blast furnace cement is added each time blast furnace cement is added. Produced. Each
（セメント混練物の作製）
攪拌を継続したまま、高炉セメントの全量添加後、廃棄物−セメントスラリーに、上記アルミナセメントを所定量添加して混合攪拌を行い、混合攪拌終了後にｐＨと粘度を測定した。
(Production of cement kneaded material)
While the stirring was continued, after adding the entire amount of blast furnace cement, a predetermined amount of the above-mentioned alumina cement was added to the waste-cement slurry, and the mixture was stirred, and the pH and viscosity were measured after the mixing and stirring.
さらに、攪拌を継続したまま、粒状のＮａＯＨを３回に分けて添加してセメント混練物を作製した。セメント混練物は、ＮａＯＨの添加毎にｐＨと粘度を測定した。 Furthermore, with continued stirring, granular NaOH was added in three portions to prepare a cement kneaded product. The cement kneaded product was measured for pH and viscosity each time NaOH was added.
（廃棄物−セメントスラリーのｐＨと粘度の測定結果）
高炉セメント１００グラムずつの添加毎に、廃棄物−セメントスラリーのｐＨは８．４〜８．８の間で変化し、粘度は１５〜３８ｄＰａＳの間で変化した。
(Measurement result of pH and viscosity of waste-cement slurry)
For every 100 grams of blast furnace cement added, the pH of the waste-cement slurry varied between 8.4 and 8.8 and the viscosity varied between 15 and 38 dPaS.
（セメント混練物のｐＨと粘度の測定結果）
アルミナセメント添加終了後のセメント混練物の粘度は３６ｄＰａＳで、充分に混合攪拌できた。
(Measurement result of pH and viscosity of cement kneaded product)
The viscosity of the cement kneaded product after the addition of the alumina cement was 36 dPaS, which was sufficiently mixed and stirred.
粒子のＮａＯＨを０．５グラムずつ３回添加して、混合攪拌すると、セメント混練物のｐＨは９．２に上昇し、粘度は１６０ｄＰａＳに急上昇して混合攪拌が困難な状態になった。 When 0.5 g of particle NaOH was added 3 times each and mixed and stirred, the pH of the cement kneaded product rose to 9.2 and the viscosity increased rapidly to 160 dPaS, making mixing and stirring difficult.
図３に、廃棄物−セメントスラリーおよびセメント混練物についての、ｐＨおよび粘度の測定結果を示す。 In FIG. 3, the measurement result of pH and a viscosity about a waste-cement slurry and a cement kneaded material is shown.
図３において、ｐＨ９未満のデータは廃棄物−セメントスラリーのデータを示し、ｐＨ９．２以上のデータはセメント混練物のデータを示す。また、図３中のセメント混練物の３個のデータは、ＮａＯＨを３回添加することにより、ＮａＯＨのｐＨが徐々に高くなったことを示すデータである。
In FIG. 3, data below
［実施例１０］（セメント混練物のｐＨを変えた例）
（廃棄物スラリーの作製）
実施例３と同様にして廃棄物スラリーを作製した。
[Example 10] (Example in which pH of cement kneaded product was changed)
(Production of waste slurry)
A waste slurry was prepared in the same manner as in Example 3.
（廃棄物−セメントスラリーの作製）
廃棄物スラリーを攪拌器の撹拌速度を６００ｒｐｍにして撹拌し、この廃棄物スラリーに所定量の上記高炉セメントを２５分間かけて少量ずつ加えたところ、廃棄物−セメントスラリーが得られた。
(Production of waste-cement slurry)
The waste slurry was stirred at a stirring speed of 600 rpm, and a predetermined amount of the blast furnace cement was added to the waste slurry little by little over 25 minutes. As a result, a waste-cement slurry was obtained.
この廃棄物−セメントスラリーにＮａＯＨ粒を添加し、廃棄物−セメントスラリーのｐＨを１１．０にした。 NaOH particles were added to the waste-cement slurry to bring the pH of the waste-cement slurry to 11.0.
（セメント混練物の作製）
廃棄物−セメントスラリーを攪拌器の撹拌速度を６００ｒｐｍにしたまま撹拌し、この廃棄物−セメントスラリーに所定量の上記アルミナセメントを少量ずつ加えた。
(Production of cement kneaded material)
The waste-cement slurry was stirred while the stirring speed of the stirrer was 600 rpm, and a predetermined amount of the alumina cement was added little by little to the waste-cement slurry.
アルミナセメントを添加した廃棄物−セメントスラリーについて、攪拌器の撹拌速度を１３４０ｒｐｍにして５分間混練を行ったところ、セメント混練物が得られた。 When the waste-cement slurry to which the alumina cement was added was kneaded for 5 minutes with the stirring speed of the stirrer being 1340 rpm, a cement kneaded product was obtained.
表２および表３にセメント混練物の配合および物性を示す。 Tables 2 and 3 show the blending and physical properties of the cement kneaded material.
［実施例１１］（アルミナセメントを高炉セメント混練物よりも先に添加した例）
（廃棄物スラリーの作製）
混合容器内に混練水として所定量の水を充填し、次いで上記ＺｎＣｌ２粉末を所定量投入した後、混合容器内の攪拌器を４００ｒｐｍで５分間作動させて混合攪拌処理を行ったところ、廃棄物スラリーが得られた。
[Example 11] (Example in which alumina cement was added prior to blast furnace cement kneaded product)
(Production of waste slurry)
After filling a predetermined amount of water as kneaded water in the mixing container and then charging the predetermined amount of the above ZnCl 2 powder, the mixing stirrer was operated by operating the stirrer in the mixing container at 400 rpm for 5 minutes. A product slurry was obtained.
（廃棄物−セメントスラリーの作製）
廃棄物スラリーを攪拌器の撹拌速度を６００ｒｐｍにして撹拌し、この廃棄物スラリーに所定量の上記アルミナセメントを少量ずつ加えたところ、廃棄物−セメントスラリーが得られた。
(Production of waste-cement slurry)
The waste slurry was stirred at a stirring speed of 600 rpm, and a predetermined amount of the above-mentioned alumina cement was added little by little to obtain a waste-cement slurry.
（セメント混練物の作製）
廃棄物−セメントスラリーを攪拌器の撹拌速度を６００ｒｐｍにしたまま撹拌し、この廃棄物−セメントスラリーに所定量の上記高炉セメントを２５分間かけて少量ずつ加えた。
(Production of cement kneaded material)
The waste-cement slurry was stirred while the stirring speed of the stirrer was 600 rpm, and a predetermined amount of the blast furnace cement was added to the waste-cement slurry little by little over 25 minutes.
高炉セメントを添加した廃棄物−セメントスラリーについて、攪拌器の撹拌速度を１３４０ｒｐｍにして５分間混練を行ったところ、セメント混練物が得られた。 When the waste-cement slurry to which the blast furnace cement was added was kneaded for 5 minutes at a stirrer stirring speed of 1340 rpm, a cement kneaded product was obtained.
表２および表３にセメント混練物の配合および物性を示す。 Tables 2 and 3 show the blending and physical properties of the cement kneaded material.
［実施例１２］（アルミナセメントと高炉セメント混練物とを予め混合してから添加した例）
（混合セメントの作製）
上記高炉セメントと上記アルミナセメントとを混合して、混合セメントを作製した。混合セメントは、混合セメント全量中、すなわち高炉セメントとアルミナセメントとの合計量中に、アルミナセメントが１０質量％含まれるように調製した。
[Example 12] (Example in which alumina cement and blast furnace cement kneaded material are mixed in advance and then added)
(Production of mixed cement)
The blast furnace cement and the alumina cement were mixed to prepare a mixed cement. The mixed cement was prepared such that 10% by mass of the alumina cement was contained in the total amount of the mixed cement, that is, in the total amount of the blast furnace cement and the alumina cement.
（廃棄物スラリーの作製）
混合容器内に混練水として所定量の水を充填し、次いで上記ＺｎＣｌ２粉末を所定量投入した後、混合容器内の攪拌器を４００ｒｐｍで５分間作動させて混合攪拌処理を行ったところ、廃棄物スラリーが得られた。
(Production of waste slurry)
After filling a predetermined amount of water as kneaded water in the mixing container and then charging the predetermined amount of the above ZnCl 2 powder, the mixing stirrer was operated by operating the stirrer in the mixing container at 400 rpm for 5 minutes. A product slurry was obtained.
（廃棄物−セメントスラリーの作製）
廃棄物スラリーを攪拌器の撹拌速度を４００ｒｐｍにしたまま撹拌し、この廃棄物スラリーに所定量の上記混合セメントを３０分間かけて少量ずつ加え、廃棄物−セメントスラリーを作製した。
(Production of waste-cement slurry)
The waste slurry was stirred while the stirring speed of the stirrer was 400 rpm, and a predetermined amount of the above mixed cement was added to the waste slurry little by little over 30 minutes to prepare a waste-cement slurry.
（セメント混練物の作製）
混合セメントを添加した廃棄物−セメントスラリーについて、攪拌器の撹拌速度を１３４０ｒｐｍにして５分間混練を行ったところ、セメント混練物が得られた。
(Production of cement kneaded material)
The waste-cement slurry to which the mixed cement was added was kneaded for 5 minutes at a stirrer stirring speed of 1340 rpm, whereby a cement kneaded product was obtained.
表２および表３にセメント混練物の配合および物性を示す。 Tables 2 and 3 show the blending and physical properties of the cement kneaded material.
（凝結促進剤を添加しない影響）
比較例１より、酸化亜鉛を含有する焼却灰を高炉セメント（Ｂ種）でセメント固化を行っても、セメントの凝結遅延が著しく、７日間経過しても固化しないことが判明した。
(Effect of not adding a setting accelerator)
From Comparative Example 1, it was found that even when incinerated ash containing zinc oxide was cement solidified with blast furnace cement (type B), the setting delay of the cement was significant and did not solidify after 7 days.
比較例２より、塩化鉛、酸化亜鉛を含有する飛灰を高炉セメント（Ｂ種）でセメント固化を行っても、セメントの凝結遅延が著しく、７日間経過しても固化しないことが判明した。 From Comparative Example 2, it was found that even when fly ash containing lead chloride and zinc oxide was cement solidified with blast furnace cement (type B), the setting delay of the cement was significant and it did not solidify even after 7 days.
（凝結促進剤として水酸化ナトリウムを添加した影響）
比較例３、４より、水酸化ナトリウムを添加すると、セメントの凝結反応が促進され、２４時間後には固化する。しかし添加するＮａＯＨ量は、セメント混練物を２００Ｌドラム缶中で混練する場合、２００Ｌドラム缶あたり、固化する焼却灰、飛灰量２０ｋｇに対して１６ｋｇ(ｄｒｙ)で多量に必要であり、減容性が悪くコストが高くなる欠点がある。
(Effect of adding sodium hydroxide as a setting accelerator)
From Comparative Examples 3 and 4, when sodium hydroxide is added, the setting reaction of the cement is promoted and solidifies after 24 hours. However, when the cement kneaded material is kneaded in a 200 L drum can, the NaOH amount to be added is required to be a large amount of 16 kg (dry) per 20 L drum, solidified incinerated ash, 20 kg of fly ash, and volume reduction is possible. There is a disadvantage that the cost is worse.
（凝結促進剤としてアルミナセメントを添加した効果）
実施例１、２による焼却灰、飛灰のセメント固化時に、焼却灰、飛灰スラリーに高炉セメント（Ｂ種）を充填、混合後にアルミナセメントを添加混合すると、比較例１、２に見られる様なセメント凝結遅延が発生せず、２４時間後には完全に固化することが明確に分かった。７日養生強度は３〜３．５ＭＰａあり、放射性廃棄物セメント固化体に必要な強度１．５ＭＰａ以上であった。
(Effect of adding alumina cement as a setting accelerator)
When cementing incinerated ash and fly ash according to Examples 1 and 2, when incinerated ash and fly ash slurry are filled with blast furnace cement (Type B) and mixed, alumina cement is added and mixed, as seen in Comparative Examples 1 and 2. It was clearly found that no significant cement set delay occurred and that it completely solidified after 24 hours. The 7-day curing strength was 3 to 3.5 MPa, and the strength required for the radioactive waste cement solidified was 1.5 MPa or more.
（焼却灰、飛灰の組成変動の影響）
焼却灰、飛灰の組成は表１に示されているが、焼却処理対象物の種類の偏りや、鉛入りのグローブ単独の場合もある。従って焼却灰や飛灰が全てＰｂＣｌ２やＺｎＣｌ２になることもある。
(Influence of composition fluctuations of incineration ash and fly ash)
The composition of incineration ash and fly ash is shown in Table 1, but there are also cases in which the type of incineration object is biased or lead-containing gloves are used alone. Therefore, incineration ash and fly ash may all become PbCl 2 or ZnCl 2 .
実施例４、５はこのような事態を想定したものであり、強度は低下するが２４時間後には完全に固化し、射性廃棄物セメント固化体に必要な強度１．５ＭＰａを上回る３〜３．５ ＭＰａで充分に対応できることが分かった。 Examples 4 and 5 are based on the assumption of such a situation. Although the strength decreases, it completely solidifies after 24 hours and exceeds the strength 1.5 MPa required for the radioactive waste cement solidified body. It was found that it was possible to sufficiently cope with 0.5 MPa.
（アルミナセメント添加量の影響）
添加するアルミナセメントの適正量を求める為に、実施例５、６および実施例３でアルミナセメント添加量を高炉セメント（Ｂ種）に対して８％、１０％、１２％にしてセメント固化を行った。この結果、実施例５のアルミナセメント８％では２８日養生強度は１．４３ＭＰａで放射性廃棄物セメント固化体に必要な強度１．５ＭＰａに至らなかった。アルミナセメント１０％ではセメント固化体の強度は１．７１ＭＰａ、アルミナセメント１２％では１．９１ＭＰａで基準値を満たした。アルミナセメント添加量に比例して、セメント固化体の強度は増加することが分かった。結果を表２および表３と図２に示す。
(Influence of added amount of alumina cement)
In order to determine the appropriate amount of alumina cement to be added, cement solidification was performed in Examples 5, 6 and 3 with the alumina cement addition amount being 8%, 10% and 12% with respect to the blast furnace cement (type B). It was. As a result, in the
図２は、横軸左から比較例１、実施例５、実施例３、実施例６の結果を示す。 FIG. 2 shows the results of Comparative Example 1, Example 5, Example 3, and Example 6 from the left side of the horizontal axis.
（焼却灰、飛灰の温度の影響）
焼却灰、飛灰の温度は必ずしも常温ではなく、常温より高い場合や低いケースがある。実施例７、８より、本発明は焼却灰の温度が６５℃〜１５℃の範囲で適応できることが分かった。
(Influence of temperature of incineration ash and fly ash)
The temperature of incineration ash and fly ash is not necessarily normal temperature, but may be higher or lower than normal temperature. From Examples 7 and 8, it was found that the present invention can be applied when the temperature of the incinerated ash is in the range of 65 ° C to 15 ° C.
（ｐＨの影響）
実施例９より、ｐＨの範囲により焼却灰スラリーの粘度が急激に変化し、セメントの混練に著しい影響を与え、混練不能となることが分かった。結果を図３に示す。
(Effect of pH)
From Example 9, it was found that the viscosity of the incinerated ash slurry changed abruptly depending on the pH range, significantly affecting cement kneading and making kneading impossible. The results are shown in FIG.
また、実施例１０より、セメント混練物のｐＨの範囲を１０．５以上にするとよいことが分かった。 Moreover, from Example 10, it was found that the pH range of the cement kneaded material should be 10.5 or more.
Claims (5)
前記放射性廃棄物と、混練水と、セメントと、凝結促進剤と、を混練してセメント混練物を作製した後、このセメント混練物を固化させ、
前記凝結促進剤はアルミナセメントまたはアルミン酸カルシウムを含むことを特徴とする放射性廃棄物の固化処理方法。 A radioactive waste solidification method comprising cementing a radioactive waste containing one or more compounds selected from a zinc compound and a lead compound,
After preparing the cement kneaded material by kneading the radioactive waste, kneaded water, cement, and setting accelerator, this cement kneaded material is solidified,
The solidification processing method for radioactive waste, wherein the setting accelerator contains alumina cement or calcium aluminate.
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