JP2015117981A - Method for decontaminating fly ash containing radioactive cesium and decontamination device - Google Patents

Method for decontaminating fly ash containing radioactive cesium and decontamination device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel method for decontaminating fly ash, specifically a simple method capable of sufficiently adsorbing radioactive cesium even from alkaline slurry containing the fly ash and separating an adsorbent from the slurry by magnetic force without using a superconducting magnet.SOLUTION: There is a provided a method for decontaminating fly ash containing radioactive cesium which comprises the steps: a preparation step of mixing fly ash containing radioactive cesium with water to prepare slurry in which the radioactive cesium is dissolved in the water; an adsorption step of mixing the slurry prepared in the preparation step with an adsorbent containing magnetic iron nanoparticles carrying a ferrocyanide compound in which other metals than iron are introduced to adsorb the radioactive cesium dissolved in the water; and a first separation step of separating the adsorbent which adsorbed the radioactive cesium in the adsorption step from the slurry by magnetic force.

Description

本発明は、放射性セシウムを含む飛灰の除染方法及び除染装置に関する。   The present invention relates to a decontamination method and decontamination apparatus for fly ash containing radioactive cesium.

2011年3月11日に発生した東日本大震災によって、福島第一原子力発電所から放射性セシウムが広範囲に拡散された。放射性セシウムで汚染された可燃物を焼却すると焼却残渣が発生するが、特に飛灰中には放射性セシウムが濃縮されるため、放射性セシウムの量が8000Bq/kgの指定廃棄物基準を超過する事態が福島県に加えて、近隣の茨城県、栃木県、宮城県等において、生じている。   Due to the Great East Japan Earthquake that occurred on March 11, 2011, radioactive cesium was diffused widely from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. Incineration residues are generated when combustibles contaminated with radioactive cesium are incinerated, but the concentration of radioactive cesium exceeds the designated waste standard of 8000 Bq / kg because radioactive cesium is concentrated especially in fly ash. In addition to Fukushima Prefecture, it occurs in neighboring Ibaraki, Tochigi and Miyagi prefectures.

環境省の集計によると、指定廃棄物とされる焼却灰が、2013年8月時点で、10万トン近く保管されており、その大部分が飛灰であると考えられる。また、福島県等において除染作業にともなって発生する除染除去物のうち可燃物の量は数100万mから1000万mに及ぶとされており、これらを焼却すると10万〜20万トンの飛灰が発生することが予想される。 According to the data from the Ministry of the Environment, incineration ash, which is designated as waste, has been stored in nearly 100,000 tons as of August 2013, and most of it is thought to be fly ash. The amount of combustibles within the decontamination removed substance generated with the decontamination in Fukushima prefecture, etc. is to range from several million m 3 to 10 million m 3, 10 million in to 20 when incinerating them Ten thousand tons of fly ash is expected to be generated.

飛灰に含まれる放射性セシウムは、大部分が水溶性の塩化セシウムとして存在するため、飛灰をそのままの状態で処分場等において保管すると、放射性セシウムが環境中に溶出するおそれがある。   Since most of the radioactive cesium contained in the fly ash exists as water-soluble cesium chloride, if the fly ash is stored in a disposal site or the like as it is, the radioactive cesium may be eluted into the environment.

そのため、飛灰を処理する方法として、セメントを使用する方法が知られている。具体的には、飛灰、水分、及びセメント(又はセメント系固化材)を混合し、造粒する。飛灰を造粒して固化することにより、水溶性の放射性セシウムの溶出を防止することができる。しかしながら、この方法によって得られる処理物の容積は当初の飛灰の容積の1.4倍程度に増加するため、より多くの保管スペースが必要となる。   Therefore, a method using cement is known as a method for treating fly ash. Specifically, fly ash, moisture, and cement (or cement-based solidifying material) are mixed and granulated. By granulating fly ash and solidifying it, elution of water-soluble radioactive cesium can be prevented. However, since the volume of the processed material obtained by this method increases to about 1.4 times the initial fly ash volume, more storage space is required.

また、飛灰を除染する方法として、放射性セシウムを吸着する吸着剤(例えばプルシアンブルー)を使用する方法も知られている。具体的には、飛灰を10倍程度の水と混合してスラリーを調製し、水溶性の放射性セシウムを水に溶解させる。次に、スラリーを飛灰と水とに分離し、分離された水を吸着剤と接触させることにより、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させることができる。この方法は、放射性セシウムを含む水に吸着剤を混合し、放射性セシウムを吸着した吸着剤を水から再度分離する形式、放射性セシウムを含む水を、造粒した吸着剤を充填した吸着塔に通水する形式等で行う必要があり、大規模の装置が必要となる。また、飛灰を含むスラリーは強いアルカリ性を示すが、吸着剤のプルシアンブルーはアルカリ条件下において分解するため、スラリーのpHを7以下に調節する必要がある。   As a method for decontaminating fly ash, a method using an adsorbent that adsorbs radioactive cesium (for example, Prussian blue) is also known. Specifically, fly ash is mixed with about 10 times as much water to prepare a slurry, and water-soluble radioactive cesium is dissolved in water. Next, the slurry is separated into fly ash and water, and the separated water is brought into contact with the adsorbent, whereby the radioactive cesium dissolved in water can be adsorbed onto the adsorbent. In this method, an adsorbent is mixed with water containing radioactive cesium, and the adsorbent adsorbed with radioactive cesium is separated again from water. The water containing radioactive cesium is passed through an adsorption tower packed with granulated adsorbent. It is necessary to carry out in the form of water, and a large-scale device is required. Moreover, although the slurry containing fly ash exhibits strong alkalinity, the adsorbent Prussian blue is decomposed under alkaline conditions, so the pH of the slurry needs to be adjusted to 7 or less.

更に、飛灰を除染する方法として、磁性化吸着材(例えばゼオライト、フェロシアン化鉄等を含むもの)を使用する方法も知られている(特許文献1)。具体的には、放射性セシウムを含有する水又はスラリーに、磁性化吸着材を投入し、放射性セシウムを磁性化吸着材に吸着させる。次に、磁気分離装置を用いることによって、放射性セシウムを吸着した磁性化吸着材を水又はスラリーから分離することができる。しかしながら、上記の通り、飛灰を含むスラリーは強いアルカリ性を示すが、磁性化吸着材のフェロシアン化鉄はアルカリ条件下において分解するため、スラリーのpHを7以下に調節する必要がある。また、飛灰を含むスラリーは塩類を多く含むため、磁性化吸着材としてゼオライトを含むものを使用すると、塩類を同時に吸着してしまい、放射性セシウムを十分に吸着することができない。更に、特許文献1の方法では、磁気分離装置としては大型で高価な超伝導磁石を使用することが必要となるため、設置スペース及びコストの問題が生じる。また、超電導磁石を有効に機能させるためには、ヘリウム等の冷媒を活用する、あるいは無冷媒型でも冷凍装置が必要になる等、エネルギー使用の面で課題も発生する。   Furthermore, as a method for decontaminating fly ash, a method using a magnetized adsorbent (for example, one containing zeolite, ferrocyanide, etc.) is also known (Patent Document 1). Specifically, the magnetized adsorbent is put into water or slurry containing radioactive cesium, and the radioactive cesium is adsorbed on the magnetized adsorbent. Next, the magnetized adsorbent adsorbing radioactive cesium can be separated from water or slurry by using a magnetic separator. However, as described above, the slurry containing fly ash exhibits strong alkalinity, but since the ferrocyanide ferrocyanide of the magnetized adsorbent decomposes under alkaline conditions, it is necessary to adjust the pH of the slurry to 7 or less. Moreover, since the slurry containing fly ash contains a large amount of salts, if a magnetized adsorbent containing zeolite is used, the salts are adsorbed at the same time, and the radioactive cesium cannot be adsorbed sufficiently. Furthermore, in the method of Patent Document 1, since it is necessary to use a large and expensive superconducting magnet as the magnetic separation device, problems of installation space and cost arise. In addition, in order to make the superconducting magnet function effectively, there is a problem in terms of energy use, such as using a refrigerant such as helium, or requiring a refrigeration apparatus even without a refrigerant.

特開2013−158671号公報JP 2013-158671 A

以上の通り、飛灰を処理又は除染する方法は既に複数報告されているが、未だに改善の余地が残されている。そのため、本発明は、飛灰を除染する新たな方法、具体的には、飛灰を含むスラリーがアルカリ性のままでも放射性セシウムを十分に吸着することができ、且つ超伝導磁石を使用することなく吸着剤を磁力により分離することができる簡易な方法、及び当該方法を実施するための簡易な装置を提供することを目的とする。   As described above, a plurality of methods for treating or decontaminating fly ash has already been reported, but there is still room for improvement. Therefore, the present invention is a new method for decontaminating fly ash, specifically, the radioactive cesium can be sufficiently adsorbed even if the slurry containing fly ash remains alkaline, and a superconducting magnet is used. It is an object of the present invention to provide a simple method capable of separating the adsorbent by magnetic force and a simple device for carrying out the method.

本発明者らが鋭意検討した結果、一般的なフェロシアン化鉄化合物に対して、鉄の部分を異種金属に置換した、フェロシアン化化合物を放射性セシウムの補足性化合物として使用することにより、飛灰を含むスラリーがアルカリ性のままでも放射性セシウムを十分に吸着することができ、更に、磁性体として鉄ナノ粒子を使用することにより、磁力分離装置としては大型で高価な超伝導磁石を使用することなく、汎用されている小型で安価な磁石による磁力(通常の永久磁石の磁力)によって吸着剤を分離できることを見出した。なお、フェロシアン化化合物に用いる異種金属としては、銅、コバルト、ニッケル等が適用可能である。   As a result of intensive studies by the present inventors, the use of a ferrocyanide compound as a supplementary compound for radioactive cesium, in which the iron portion is replaced with a different metal, compared to a general ferrocyanide compound, Even if the slurry containing ash remains alkaline, radioactive cesium can be adsorbed sufficiently, and by using iron nanoparticles as a magnetic material, a large and expensive superconducting magnet should be used as a magnetic separation device. In addition, the present inventors have found that the adsorbent can be separated by a magnetic force (a magnetic force of a normal permanent magnet) from a small and inexpensive magnet that is widely used. In addition, copper, cobalt, nickel, etc. are applicable as a dissimilar metal used for a ferrocyanide compound.

即ち、本発明は以下を包含する。
[1]
放射性セシウムを含む飛灰と水とを混合して、放射性セシウムが水に溶解したスラリーを調製する調製工程;
調製工程において調製したスラリーと、鉄以外の金属を導入したフェロシアン化化合物を担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤とを混合して、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させる吸着工程;及び
吸着工程において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によってスラリーから分離する第1の分離工程;
を含む、放射性セシウムを含む飛灰の除染方法。
[2]
第1の分離工程において得られた、吸着剤が分離された処理スラリーを減圧脱水する脱水工程を更に含む、[1]に記載の除染方法。
[3]
第1の分離工程を、2000〜13000ガウスの表面磁束密度を有する磁石を用いて実施する、[1]又は[2]に記載の除染方法。
[4]
第1の分離工程を、フェライト磁石又はネオジム磁石を用いて実施する、[1]又は[2]に記載の除染方法。
[5]
吸着工程においてスラリーと吸着剤とを混合する前に、スラリーに含まれる飛灰由来の磁性体(飛灰磁化物)を、磁力によってスラリーから分離する第2の分離工程を更に含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の除染方法。
[6]
第1の分離工程において分離された吸着剤を、吸着工程において再利用する、[5]に記載の除染方法。
[7]
吸着剤に含まれる磁性体鉄ナノ粒子を、吸着工程においてスラリーと混合する前に、着磁する、[1]〜[6]のいずれかに記載の除染方法。
[8]
吸着工程において吸着剤と混合されるスラリーのpHを8〜10に調節する、[1]〜[7]のいずれかに記載の除染方法。
[9]
吸着工程における吸着剤の混合量が、飛灰の重量の1重量%以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の除染方法。
[10]
前記フェロシアン化化合物を担持した磁性体鉄ナノ粒子が、平均1〜500μmの多孔性二次粒子を形成している、[1]〜[9]のいずれかに記載の除染方法。
[11]
放射性セシウムを含む飛灰の除染装置であって、
放射性セシウムを含む飛灰と、水と、鉄以外の金属を導入したフェロシアン化化合物を担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤とを混合して、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させたスラリーを調製する混合槽;
混合槽において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によってスラリーから分離する磁力分離装置;及び
磁力分離装置によって吸着剤が分離された処理スラリーを減圧脱水する減圧脱水機;
を備える、除染装置。
[12]
磁力分離装置が、2000〜13000ガウスの表面磁束密度を有する磁石を有する、[11]に記載の除染装置。
[13]
磁力分離装置が、フェライト磁石又はネオジム磁石を有する、[11]に記載の除染装置。
[14]
放射性セシウムを含む飛灰の除染装置であって、
放射性セシウムを含む飛灰と水とを混合して、放射性セシウムが水に溶解したスラリーを調製する第1の混合槽;
第1の混合槽において調製されたスラリーに含まれる飛灰由来の磁性体を、磁力によってスラリーから分離する第1の磁力分離装置;
第1の磁力分離装置によって飛灰由来の磁性体が分離された前処理スラリーと、鉄以外の金属を導入したフェロシアン化化合物を担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤とを混合して、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させる第2の混合槽;及び
第2の混合槽において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によって前処理スラリーから分離する第2の磁力分離装置;
を備える、除染装置。
[15]
第2の磁力分離装置によって吸着剤が分離された処理スラリーを減圧脱水する減圧脱水機を更に備える、[14]に記載の除染装置。
[16]
第2の磁力分離装置が、2000〜13000ガウスの表面磁束密度を有する磁石を有する、[14]又は[15]に記載の除染装置。
[17]
第2の磁力分離装置が、フェライト磁石又はネオジム磁石を有する、[14]又は[15]に記載の除染装置。
[18]
第2の磁力分離装置によって分離された吸着剤を第2の混合槽に返送する吸着剤返送ラインを更に備える、[14]〜[17]のいずれかに記載の除染装置。
[19]
第2の磁力分離装置によって分離された吸着剤に吸着された放射性セシウムの量を測定する測定手段;
測定手段によって測定された放射性セシウムの量が所定の量に達しているか否かを判定する判定手段;及び
判定手段によって放射性セシウムの量が所定の量に達していないと判定された場合に、第2の磁力分離装置によって分離された吸着剤を吸着剤返送ラインを介して第2の混合槽に返送する返送手段;
を含む制御部を更に備える、[18]に記載の除染装置。
That is, the present invention includes the following.
[1]
A preparation step in which fly ash containing radioactive cesium and water are mixed to prepare a slurry in which radioactive cesium is dissolved in water;
Adsorption that adsorbs radioactive cesium dissolved in water by mixing slurry prepared in the preparation process and adsorbent containing magnetic iron nanoparticles carrying ferrocyanide compound introduced with metal other than iron And a first separation step of separating the adsorbent adsorbing the radioactive cesium in the adsorption step from the slurry by magnetic force;
A method for decontaminating fly ash containing radioactive cesium.
[2]
The decontamination method according to [1], further including a dehydration step of dehydrating the treatment slurry obtained by separating the adsorbent obtained in the first separation step under reduced pressure.
[3]
The decontamination method according to [1] or [2], wherein the first separation step is performed using a magnet having a surface magnetic flux density of 2000 to 13000 gauss.
[4]
The decontamination method according to [1] or [2], wherein the first separation step is performed using a ferrite magnet or a neodymium magnet.
[5]
Before mixing the slurry and the adsorbent in the adsorption step, the method further includes a second separation step of separating the fly ash-derived magnetic substance (fly ash magnetized material) contained in the slurry from the slurry by magnetic force [1]. -Decontamination method in any one of [4].
[6]
The decontamination method according to [5], wherein the adsorbent separated in the first separation step is reused in the adsorption step.
[7]
The decontamination method according to any one of [1] to [6], wherein the magnetic iron nanoparticles contained in the adsorbent are magnetized before being mixed with the slurry in the adsorption step.
[8]
The decontamination method according to any one of [1] to [7], wherein the pH of the slurry mixed with the adsorbent in the adsorption step is adjusted to 8 to 10.
[9]
The decontamination method according to any one of [1] to [8], wherein the amount of adsorbent mixed in the adsorption step is 1% by weight or less of the weight of fly ash.
[10]
The decontamination method according to any one of [1] to [9], wherein the magnetic iron nanoparticles supporting the ferrocyanide compound form porous secondary particles having an average of 1 to 500 µm.
[11]
A fly ash decontamination device containing radioactive cesium,
Mixing fly ash containing radioactive cesium, water, and an adsorbent containing magnetic iron nanoparticles carrying ferrocyanide compounds introduced with metals other than iron, and using the radioactive cesium dissolved in water as the adsorbent A mixing tank for preparing the adsorbed slurry;
A magnetic separator for separating the adsorbent adsorbing radioactive cesium in the mixing tank from the slurry by magnetic force; and a vacuum dehydrator for dehydrating the treated slurry from which the adsorbent has been separated by the magnetic separator;
A decontamination apparatus.
[12]
The decontamination apparatus according to [11], wherein the magnetic separation apparatus includes a magnet having a surface magnetic flux density of 2000 to 13000 gauss.
[13]
The decontamination device according to [11], wherein the magnetic separation device has a ferrite magnet or a neodymium magnet.
[14]
A fly ash decontamination device containing radioactive cesium,
A first mixing tank in which fly ash containing radioactive cesium and water are mixed to prepare a slurry in which radioactive cesium is dissolved in water;
A first magnetic separation device that separates the fly ash-derived magnetic material contained in the slurry prepared in the first mixing tank from the slurry by magnetic force;
Mixing the pretreatment slurry from which the fly ash-derived magnetic material was separated by the first magnetic separation device and the adsorbent containing magnetic iron nanoparticles carrying the ferrocyanide compound introduced with a metal other than iron A second mixing tank for adsorbing radioactive cesium dissolved in water to the adsorbent; and a second magnetic separation device for separating the adsorbent adsorbing the radioactive cesium in the second mixing tank from the pretreatment slurry by magnetic force;
A decontamination apparatus.
[15]
The decontamination apparatus according to [14], further comprising a vacuum dehydrator that depressurizes and dehydrates the processing slurry from which the adsorbent has been separated by the second magnetic separator.
[16]
The decontamination apparatus according to [14] or [15], wherein the second magnetic separation apparatus includes a magnet having a surface magnetic flux density of 2000 to 13000 gauss.
[17]
The decontamination device according to [14] or [15], wherein the second magnetic separation device includes a ferrite magnet or a neodymium magnet.
[18]
The decontamination apparatus according to any one of [14] to [17], further comprising an adsorbent return line for returning the adsorbent separated by the second magnetic separation device to the second mixing tank.
[19]
Measuring means for measuring the amount of radioactive cesium adsorbed on the adsorbent separated by the second magnetic separation device;
Determining means for determining whether or not the amount of radioactive cesium measured by the measuring means has reached a predetermined amount; and when the determining means determines that the amount of radioactive cesium has not reached the predetermined amount, Return means for returning the adsorbent separated by the magnetic separation device of 2 to the second mixing tank via the adsorbent return line;
The decontamination apparatus according to [18], further comprising a control unit including:

本発明によれば、飛灰を含むスラリーがアルカリ性のままでも放射性セシウムを十分に吸着することができ、且つ超伝導磁石を含む磁力分離装置を使用することなく吸着剤を汎用の磁力分離装置により分離することができる。   According to the present invention, the radioactive cesium can be sufficiently adsorbed even if the slurry containing fly ash remains alkaline, and the adsorbent can be removed by a general-purpose magnetic separator without using a magnetic separator including a superconducting magnet. Can be separated.

本発明に係る除染方法の工程の一例を示す。An example of the process of the decontamination method concerning this invention is shown. 従来の除染方法の工程を示す。The process of the conventional decontamination method is shown. 第1の実施形態の除染装置の概略を示す。The outline of the decontamination apparatus of 1st Embodiment is shown. マグネットセパレーターの概略を示す。The outline of a magnetic separator is shown. 第2の実施形態の除染装置の概略を示す。The outline of the decontamination apparatus of 2nd Embodiment is shown. 第3の実施形態の除染装置の概略を示す。The outline of the decontamination apparatus of 3rd Embodiment is shown. 第4の実施形態の除染装置の概略を示す。The outline of the decontamination apparatus of 4th Embodiment is shown. 第5の実施形態の除染装置の概略を示す。The outline of the decontamination apparatus of 5th Embodiment is shown. pHとフェロシアンイオンの溶出との関係(撹拌時間60分)を示す。The relationship between pH and elution of ferrocyanic ions (stirring time 60 minutes) is shown. pHとフェロシアンイオンの溶出との関係を示す。The relationship between pH and elution of ferrocyanic ions is shown.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

<放射性セシウムを含む飛灰の除染方法>
本発明は、調製工程、吸着工程、及び第1の分離工程を含む、放射性セシウムを含む飛灰の除染方法に関する。本発明に係る除染方法は、脱水工程、第2の分離工程、凝集工程からなる群から選択される1種以上の工程を更に含んでいてもよい(例えば図1)。以下、各工程について説明する。
<Decontamination method of fly ash containing radioactive cesium>
The present invention relates to a method for decontaminating fly ash containing radioactive cesium, including a preparation step, an adsorption step, and a first separation step. The decontamination method according to the present invention may further include one or more processes selected from the group consisting of a dehydration process, a second separation process, and an aggregation process (for example, FIG. 1). Hereinafter, each step will be described.

[1.調製工程]
調製工程は、放射性セシウムを含む飛灰と水とを混合して、放射性セシウムが水に溶解したスラリーを調製する工程である。飛灰に含まれる大部分の放射性セシウムは水溶性であるため、飛灰と水とを混合することにより、飛灰に含まれる水溶性の放射性セシウムを水に溶解させることができる。
[1. Preparation process]
The preparation step is a step of preparing a slurry in which radioactive cesium is dissolved in water by mixing fly ash containing radioactive cesium and water. Since most of the radioactive cesium contained in the fly ash is water-soluble, the water-soluble radioactive cesium contained in the fly ash can be dissolved in water by mixing the fly ash and water.

飛灰と混合する水の重量は特に限定されないが、例えば、飛灰の重量の3〜20倍、4〜15倍、5〜10倍等とすることができる。このような量の水を使用することにより、以下で説明する吸着工程においてスラリーのpHを調節する場合に、発熱を抑制することができる。   Although the weight of the water mixed with fly ash is not specifically limited, For example, it can be 3-20 times, 4-15 times, 5-10 times, etc. of the weight of fly ash. By using such an amount of water, heat generation can be suppressed when the pH of the slurry is adjusted in the adsorption step described below.

[2.吸着工程]
吸着工程は、調製工程において調製したスラリーと、鉄以外の金属(異種金属)を導入したフェロシアン化化合物(以下、単に「フェロシアン化化合物」ともいう)を担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤とを混合して、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させる工程である。吸着剤に含まれるフェロシアン化化合物は放射性セシウムを吸着することができるため、吸着剤を調製工程において調製したスラリーと混合することにより、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させることができる。
[2. Adsorption process]
The adsorption step includes the slurry prepared in the preparation step and magnetic iron nanoparticles carrying a ferrocyanide compound into which a metal other than iron (heterogeneous metal) is introduced (hereinafter also simply referred to as “ferrocyanide compound”). This is a step of mixing the adsorbent and adsorbing the radioactive cesium dissolved in water to the adsorbent. Since the ferrocyanide compound contained in the adsorbent can adsorb radioactive cesium, the adsorbent can be adsorbed to the adsorbent by mixing the adsorbent with the slurry prepared in the preparation process. .

フェロシアン化化合物としては、例えば、フェロシアン化ニッケル、フェロシアン化銅、フェロシアン化コバルト等を挙げることができる。   Examples of ferrocyanide compounds include nickel ferrocyanide, copper ferrocyanide, cobalt ferrocyanide, and the like.

調製工程において調製したスラリーはアルカリ性を示すが、吸着剤として従来から使用されているフェロシアン化鉄等はアルカリ条件下において分解してしまうため、放射性セシウムを十分に吸着することができない。また、フェロシアン化鉄の分解により、有害なフェロシアンイオンが生じて、スラリー中に残留するという問題も有する。   Although the slurry prepared in the preparation step exhibits alkalinity, ferric ferrocyanide and the like conventionally used as an adsorbent are decomposed under alkaline conditions, and thus cannot sufficiently adsorb radioactive cesium. Further, there is a problem that harmful ferrocyan ions are generated due to decomposition of ferrocyanide and remain in the slurry.

一方、本発明において使用するフェロシアン化化合物は、アルカリ条件下においても分解しにくいため、調製工程において調製したスラリーに直接投入することもできる。なお、フェロシアン化化合物の分解によって生じるフェロシアンイオンの量を十分に低減する観点から、スラリーのpHを調節してもよい。例えば、スラリーのpHを11以下に調節することが好ましく、10以下に調節することがより好ましく、9以下に調節することが特に好ましい。スラリーのpHの下限は特に限定されるものではないが、例えば、pH7、pH7.5、pH8等とすることができる。   On the other hand, since the ferrocyanide compound used in the present invention is not easily decomposed even under alkaline conditions, it can be directly added to the slurry prepared in the preparation step. In addition, you may adjust pH of a slurry from a viewpoint of fully reducing the quantity of the ferrocyan ion produced by decomposition | disassembly of a ferrocyanide compound. For example, the pH of the slurry is preferably adjusted to 11 or less, more preferably 10 or less, and particularly preferably 9 or less. Although the minimum of pH of a slurry is not specifically limited, For example, it can be set as pH 7, pH 7.5, pH 8, etc.

吸着剤は、磁性体鉄ナノ粒子と、これを直接被覆する被覆層と、被覆層に結合したフェロシアン化化合物とを含む多層的な複合粒子である。吸着剤が磁性体鉄ナノ粒子を含むことにより、以下で説明する第1の分離工程において、吸着剤を磁力によってスラリーから分離することができる。磁性体鉄ナノ粒子の平均粒径は、ナノオーダーであれば特に限定されないが、1〜1000nmであることが好ましく、5〜500nmであることがより好ましく、100〜200nmであることが特に好ましい。このような粒径を有する磁性体鉄ナノ粒子を使用することにより、スラリー中での分散性能、放射性セシウムの吸着性能、及び第1の分離工程における分離性能を向上させることができる。   The adsorbent is a multilayer composite particle including magnetic iron nanoparticles, a coating layer that directly coats the magnetic iron nanoparticles, and a ferrocyanide compound bonded to the coating layer. When the adsorbent contains magnetic iron nanoparticles, the adsorbent can be separated from the slurry by magnetic force in the first separation step described below. The average particle size of the magnetic iron nanoparticles is not particularly limited as long as it is nano-order, but is preferably 1 to 1000 nm, more preferably 5 to 500 nm, and particularly preferably 100 to 200 nm. By using magnetic iron nanoparticles having such a particle size, the dispersion performance in the slurry, the adsorption performance of radioactive cesium, and the separation performance in the first separation step can be improved.

フェロシアン化化合物で担持した磁性体鉄ナノ粒子は、当該粒子が複数集合して、多孔性の二次粒子を形成していることが磁気分離性能等の観点からより好ましい。二次粒子の平均粒径は、1〜500μmであることが好ましく、1〜100μmであることがより好ましく、6〜20μmであることが特に好ましい。このような二次粒子の形態となることにより、アルカリ条件下における分解耐性を更に向上させることができ、機械的な撹拌や摩擦等による物理的な補足性化合物の離脱に対する抵抗性が増加する。また、放射性セシウムを吸着する速度を向上させることができる。更に、第1の分離工程における分離性能を更に向上させることができる。本発明で使用する吸着剤は、例えば、特許4932054号等の記載に基づいて調製することができる。   From the viewpoint of magnetic separation performance and the like, it is more preferable that the magnetic iron nanoparticles supported by the ferrocyanide compound form a plurality of the particles to form porous secondary particles. The average particle size of the secondary particles is preferably 1 to 500 μm, more preferably 1 to 100 μm, and particularly preferably 6 to 20 μm. By being in the form of such secondary particles, the resistance to decomposition under alkaline conditions can be further improved, and the resistance to detachment of a physically complementary compound due to mechanical stirring, friction, or the like increases. Moreover, the speed | rate which adsorb | sucks radioactive cesium can be improved. Furthermore, the separation performance in the first separation step can be further improved. The adsorbent used in the present invention can be prepared based on, for example, the description of Japanese Patent No. 4932554.

本発明で使用する吸着剤は、放射性セシウムの吸着能に優れているため、水に溶解している放射性セシウムを少量で十分に吸着することができる。そのため、吸着剤の混合量を、例えば、飛灰の重量の1重量%以下、0.5重量%以下、0.2重量%以下等とすることができる。吸着剤の混合量の下限は、例えば、0.01重量%、0.05重量%、0.1重量%等とすることができる。吸着剤の量を少なくすることにより、放射性セシウムを吸着したことによって保管が必要となる使用済み吸着剤の量を低減させることができる。   Since the adsorbent used in the present invention is excellent in the ability to adsorb radioactive cesium, it can sufficiently adsorb radioactive cesium dissolved in water in a small amount. Therefore, the mixing amount of the adsorbent can be set to, for example, 1% by weight or less, 0.5% by weight or less, 0.2% by weight or less of the weight of fly ash. The lower limit of the adsorbent mixing amount can be, for example, 0.01 wt%, 0.05 wt%, 0.1 wt%, and the like. By reducing the amount of adsorbent, it is possible to reduce the amount of used adsorbent that needs to be stored due to the adsorption of radioactive cesium.

吸着剤に含まれる磁性体鉄ナノ粒子は、スラリーと混合する前に着磁してもよい。予め着磁することによって、放射性セシウムの吸着率を向上させることができる。磁性体鉄ナノ粒子を着磁させる方法は特に限定されないが、例えば、磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤を磁石(例えば、ネオジム磁石)に一定時間近づけておくことにより行うことができる。   The magnetic iron nanoparticles contained in the adsorbent may be magnetized before mixing with the slurry. By preliminarily magnetizing, the adsorption rate of radioactive cesium can be improved. The method of magnetizing the magnetic iron nanoparticles is not particularly limited. For example, the method can be performed by bringing an adsorbent containing magnetic iron nanoparticles close to a magnet (for example, a neodymium magnet) for a certain period of time.

スラリーと吸着剤との混合時間は、除染対象の飛灰の性状、吸着剤の使用量等によって適宜変更されるが、例えば5分〜2時間、10分〜1時間、15分〜30分等とすることができる。   The mixing time of the slurry and the adsorbent is appropriately changed depending on the properties of the fly ash to be decontaminated, the amount of adsorbent used, etc., for example, 5 minutes to 2 hours, 10 minutes to 1 hour, 15 minutes to 30 minutes. Etc.

[3.第1の分離工程]
第1の分離工程は、吸着工程において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によってスラリーから分離する工程である。吸着剤には磁性体鉄ナノ粒子が含まれているため、磁力によって吸着剤をスラリーから分離することができる。
[3. First separation step]
The first separation step is a step of separating the adsorbent that has adsorbed radioactive cesium in the adsorption step from the slurry by magnetic force. Since the adsorbent contains magnetic iron nanoparticles, the adsorbent can be separated from the slurry by magnetic force.

磁性体として鉄ナノ粒子を使用することにより、大型で高価な超伝導磁石を使用することなく、汎用されている小型で安価な永久磁石を含む磁力分離装置によって吸着剤を分離することができる。第1の分離工程で使用する磁石としては、例えば2000〜13000ガウス、好ましくは4000ガウス以上、より好ましくは10000ガウス以上の表面磁束密度を有する磁石を挙げることができる。具体的には、フェライト(等方、異方)磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石等の永久磁石を挙げることができ、フェライト磁石又はネオジム磁石が特に好適である。   By using iron nanoparticles as the magnetic material, the adsorbent can be separated by a magnetic separation apparatus including a small and inexpensive permanent magnet that is widely used without using a large and expensive superconducting magnet. Examples of the magnet used in the first separation step include a magnet having a surface magnetic flux density of 2000 to 13000 gauss, preferably 4000 gauss or more, more preferably 10,000 gauss or more. Specific examples include permanent magnets such as ferrite (isotropic and anisotropic) magnets, neodymium magnets, samarium cobalt magnets, alnico magnets, and ferrite magnets or neodymium magnets are particularly suitable.

第1の分離工程において分離された吸着剤は、吸着工程において再利用してもよい。吸着剤に放射性セシウムを限界まで吸着させることにより、保管が必要となる使用済み吸着剤の量を低減させることができる。   The adsorbent separated in the first separation step may be reused in the adsorption step. By adsorbing radioactive cesium to the adsorbent to the limit, the amount of used adsorbent that needs to be stored can be reduced.

[4.脱水工程]
本発明に係る除染方法は、脱水工程を更に含んでいてもよい。脱水工程は、第1の分離工程において得られた、吸着剤が分離された処理スラリーを減圧脱水する工程である。保管が必要となる使用済み吸着剤は第1の分離工程において分離されているため、脱水工程における処理スラリーは既に除染されている。従って、処理スラリーの脱水を必ずしも厳密に行う必要がないため、脱水工程は小型で安全な減圧脱水機を用いて実施することができる。
[4. Dehydration process]
The decontamination method according to the present invention may further include a dehydration step. The dehydration step is a step of dehydrating the processing slurry obtained in the first separation step from which the adsorbent has been separated under reduced pressure. Since the used adsorbent that needs to be stored is separated in the first separation step, the treatment slurry in the dehydration step has already been decontaminated. Therefore, since it is not always necessary to strictly dehydrate the treated slurry, the dehydration process can be performed using a small and safe vacuum dehydrator.

脱水工程により処理飛灰、及び処理水が得られる。処理水に含まれる吸着剤由来のフェロシアンイオン、及び飛灰由来の重金属(カドミウム、鉛等)の量は、放射性セシウムの量と共に、十分に低減されている。   Treated fly ash and treated water are obtained by the dehydration process. The amount of the adsorbent-derived ferrocyan ion and the fly ash-derived heavy metal (cadmium, lead, etc.) contained in the treated water is sufficiently reduced along with the amount of radioactive cesium.

処理水は、調製工程で再利用してもよい。処理水を再利用することにより、放射性セシウムと接触する水の量を減らすことができる。   The treated water may be reused in the preparation process. By reusing treated water, the amount of water in contact with radioactive cesium can be reduced.

[5.第2の分離工程]
本発明に係る除染方法は、第2の分離工程を更に含んでいてもよい。第2の分離工程は、吸着工程においてスラリーと吸着剤とを混合する前に、スラリーに含まれる飛灰由来の磁性体(飛灰磁化物)を、磁力によってスラリーから分離する工程である。飛灰には若干量であるが磁気を帯びる磁性体(飛灰磁化物)が元々含まれているため、磁力によってこの磁性体を分離することができる。
[5. Second separation step]
The decontamination method according to the present invention may further include a second separation step. The second separation step is a step of separating the fly ash-derived magnetic substance (fly ash magnetized material) contained in the slurry from the slurry by magnetic force before mixing the slurry and the adsorbent in the adsorption step. Since the fly ash originally contains a magnetic material (fly ash magnetized material) that is slightly magnetized, the magnetic material can be separated by a magnetic force.

飛灰由来の磁性体を分離することなく、吸着工程においてスラリーと吸着剤とを混合すると、その後の第1の分離工程で分離される吸着剤に、飛灰由来の磁性体(飛灰磁化物)が混入する。その結果、保管が必要となる放射性セシウム濃縮物の発生量が増加してしまう。一方、第2の分離工程において飛灰由来の磁性体を予め分離しておくことにより、第1の分離工程において分離される保管が必要となる物質の量を低減させることができる。   When the slurry and adsorbent are mixed in the adsorption step without separating the fly ash-derived magnetic material, the fly ash-derived magnetic material (fly ash magnetized material) is separated into the adsorbent separated in the subsequent first separation step. ) Is mixed. As a result, the amount of radioactive cesium concentrate that needs to be stored increases. On the other hand, by separating in advance the magnetic material derived from fly ash in the second separation step, it is possible to reduce the amount of substances that need to be separated and separated in the first separation step.

第2の分離工程で使用する磁石としては、例えば2000〜13000ガウス、好ましくは4000ガウス以上、より好ましくは10000ガウス以上の表面磁束密度を有する磁石を挙げることができる。具体的には、フェライト(等方、異方)磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石等の永久磁石を挙げることができ、フェライト磁石又はネオジム磁石が特に好適である。第2の分離工程で使用する磁石は、第1の分離工程で使用する磁石と同じ種類のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよい。   Examples of the magnet used in the second separation step include a magnet having a surface magnetic flux density of 2000 to 13000 gauss, preferably 4000 gauss or more, more preferably 10,000 gauss or more. Specific examples include permanent magnets such as ferrite (isotropic and anisotropic) magnets, neodymium magnets, samarium cobalt magnets, alnico magnets, and ferrite magnets or neodymium magnets are particularly suitable. The magnet used in the second separation step may be the same type as the magnet used in the first separation step, or may be a different type.

第2の分離工程において飛灰由来の磁性体を分離した後に第1の分離工程で分離した吸着剤を吸着工程において再利用することが好ましい。飛灰由来の磁性体を予め分離しておくことにより、再利用される吸着剤の純度を高く維持することができる。   It is preferable to reuse the adsorbent separated in the first separation step after separating the fly ash-derived magnetic material in the second separation step in the adsorption step. By separating the magnetic material derived from fly ash in advance, the purity of the adsorbent to be reused can be maintained high.

[6.凝集工程]
本発明に係る除染方法は、凝集工程を更に含んでいてもよい。凝集工程は、脱水工程の前に、処理スラリーに含まれる飛灰を凝集剤によって凝集沈殿させる工程である。
[6. Aggregation process]
The decontamination method according to the present invention may further include an aggregation step. The agglomeration step is a step of agglomerating and precipitating the fly ash contained in the processing slurry with a flocculant before the dehydration step.

凝集工程を経ることによって、処理水に含まれる吸着剤由来のフェロシアンイオン、及び飛灰由来の重金属(カドミウム、鉛等)の量を更に低減させることができる。   By passing through the agglomeration step, the amount of adsorbent-derived ferrocyanide and fly ash-derived heavy metals (cadmium, lead, etc.) contained in the treated water can be further reduced.

凝集剤の種類は特に限定されるものではなく、一般的に使用されているものを利用することができる。例えば、凝集剤として、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、硫酸バンド、ポリ硫酸第二鉄、高分子凝集剤(例えば、アニオン系、カチオン系、ノニオン系)等を挙げることができる。これらの凝集剤は単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The kind of the flocculant is not particularly limited, and those commonly used can be used. Examples of the flocculant include polyaluminum chloride (PAC), sulfate band, polyferric sulfate, and polymer flocculant (for example, anionic, cationic, and nonionic). These flocculants may be used alone or in combination of two or more.

以上の通り、本発明に係る除染方法は、調製工程、吸着工程、及び第1の分離工程を含み、任意に、脱水工程、第2の分離工程、及び凝集工程を更に含む。なお、本発明に係る除染方法に含まれる工程は上記のものに限定されるわけではなく、必要に応じて更なる工程を含んでいてもよい。   As described above, the decontamination method according to the present invention includes a preparation step, an adsorption step, and a first separation step, and optionally further includes a dehydration step, a second separation step, and an aggregation step. Note that the steps included in the decontamination method according to the present invention are not limited to those described above, and may include additional steps as necessary.

従来の除染方法では、例えば図2に示すように、飛灰と水とを混合して、放射性セシウムが水に溶解したスラリーを調製し、次に、吸着剤を混合する前に、スラリーを飛灰と放射性セシウムが溶解した水とに分離する。この際、スラリーから分離された飛灰に、放射性セシウムを含む水が残存しないように、大型で高価な高圧フィルタープレス等を用いて分離を行う必要がある。また、吸着剤として従来から使用されているフェロシアン化鉄等はアルカリ条件下において分解してしまうため、高圧フィルタープレス等によって分離された水のpHを7以下に調節した後に吸着剤を投入する必要がある。更に、放射性セシウムを吸着した吸着剤を分離するために、大型で高価な超伝導磁石を使用する必要がある。   In the conventional decontamination method, for example, as shown in FIG. 2, fly ash and water are mixed to prepare a slurry in which radioactive cesium is dissolved in water, and then the slurry is mixed before adsorbent is mixed. Separated into fly ash and water in which radioactive cesium is dissolved. At this time, it is necessary to perform separation using a large and expensive high-pressure filter press so that water containing radioactive cesium does not remain in the fly ash separated from the slurry. In addition, since ferric ferrocyanide and the like conventionally used as an adsorbent are decomposed under alkaline conditions, the adsorbent is introduced after adjusting the pH of water separated by a high pressure filter press or the like to 7 or less. There is a need. Furthermore, in order to separate the adsorbent adsorbing radioactive cesium, it is necessary to use a large and expensive superconducting magnet.

一方、本発明に係る除染方法では、例えば図1に示すように、pH調節を必ずしも行うことなく、飛灰を含むスラリーに吸着剤を直接投入することができる(吸着工程)。また、超伝導磁石を使用することなく、汎用されている小型で安価な永久磁石を使用した磁力分離装置によって吸着剤を分離することができる(第1の分離工程)。更に、吸着剤が分離された処理スラリーを、高圧フィルタープレスを使用することなく、小型で安全な減圧脱水機によって処理飛灰と処理水とに分離することができる(脱水工程)。従って、狭いスペースにおいて、低コスト且つ簡易な操作で、放射性セシウムを含む飛灰を除染することができる。   On the other hand, in the decontamination method according to the present invention, for example, as shown in FIG. 1, the adsorbent can be directly charged into the slurry containing fly ash without necessarily adjusting the pH (adsorption process). Further, the adsorbent can be separated without using a superconducting magnet by a magnetic separation device using a small and inexpensive permanent magnet that is widely used (first separation step). Further, the treated slurry from which the adsorbent has been separated can be separated into treated fly ash and treated water by a small and safe vacuum dehydrator without using a high-pressure filter press (dehydration step). Therefore, fly ash containing radioactive cesium can be decontaminated in a narrow space with low cost and simple operation.

また、本発明に係る除染方法では、従来の除染方法と比較して、早い段階で放射性セシウムを吸着剤に吸着して分離している(第1の分離工程)。そのため、放射能汚染区画が限定され、被爆管理を容易にすることができる。   Moreover, in the decontamination method according to the present invention, radioactive cesium is adsorbed and separated by the adsorbent at an early stage as compared with the conventional decontamination method (first separation step). Therefore, the radioactive contamination section is limited, and exposure management can be facilitated.

<放射性セシウムを含む飛灰の除染装置>
上記の除染方法を実施するための本発明に係る除染装置の一例について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態の説明において重複する部分は適宜省略する。
<Decontamination equipment for fly ash containing radioactive cesium>
An example of a decontamination apparatus according to the present invention for carrying out the above decontamination method will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping part is abbreviate | omitted suitably in description of each following embodiment.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態は、図3に示すように、混合槽101、磁力分離装置102、及び減圧脱水機103を備える除染装置に関する。
[First Embodiment]
The 1st Embodiment of this invention is related with the decontamination apparatus provided with the mixing tank 101, the magnetic separation apparatus 102, and the pressure reduction dehydrator 103, as shown in FIG.

混合槽101は、放射性セシウムを含む飛灰と、水と、鉄以外の金属を導入したフェロシアン化化合物で担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤とを混合して、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させたスラリーを調製するものである。混合槽101は、放射性セシウムを含む飛灰と、水と、吸着剤とを混合する撹拌機104を有しており、混合して得られたスラリーを磁力分離装置に送出するスラリー送出ライン105を備える。スラリー送出ライン105の出口末端は、スラリーを磁力分離装置102に投入できるように、磁力分離装置102の上部又は内部に位置している。   The mixing tank 101 is a radioactive cesium-containing radioactive ash mixed with water and an adsorbent containing magnetic iron nanoparticles supported by a ferrocyanide compound introduced with a metal other than iron, and dissolved in water. A slurry in which cesium is adsorbed on an adsorbent is prepared. The mixing tank 101 has a stirrer 104 that mixes fly ash containing radioactive cesium, water, and an adsorbent, and a slurry sending line 105 that sends the slurry obtained by mixing to a magnetic separation device. Prepare. The outlet end of the slurry delivery line 105 is located above or inside the magnetic separator 102 so that the slurry can be introduced into the magnetic separator 102.

磁力分離装置102は、混合槽101において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によってスラリーから分離するものである。磁力分離装置102の下部には、磁力分離装置102によって吸着剤が分離された処理スラリーを収容する処理スラリー収容容器106が配置されている。処理スラリー収容容器106は、処理スラリーを減圧脱水機103に送出する処理スラリー送出ライン107を備える。処理スラリー送出ライン107の出口末端は、処理スラリーを減圧脱水機103に投入できるように、減圧脱水機103の上部又は内部に位置している。   The magnetic separation device 102 separates the adsorbent that has adsorbed radioactive cesium in the mixing tank 101 from the slurry by magnetic force. A processing slurry storage container 106 that stores the processing slurry from which the adsorbent has been separated by the magnetic separation device 102 is disposed below the magnetic separation device 102. The processing slurry container 106 includes a processing slurry delivery line 107 that delivers the processing slurry to the vacuum dehydrator 103. The outlet end of the processing slurry delivery line 107 is positioned above or inside the vacuum dehydrator 103 so that the processing slurry can be charged into the vacuum dehydrator 103.

処理スラリー収容容器106は、処理スラリーを混合槽101に返送する処理スラリー返送ライン108を更に備えていてもよい。処理スラリー返送ライン108は、第2の実施形態の除染装置にも備えられていてよい。   The processing slurry container 106 may further include a processing slurry return line 108 that returns the processing slurry to the mixing tank 101. The processing slurry return line 108 may be provided in the decontamination apparatus of the second embodiment.

磁力分離装置としては、汎用されている簡易なマグレットセパレーターを使用することが好ましい。マグネットセパレーターは、例えば図4に示すように、マグネットコア901と、マグネットコア901の外周に覆う外筒902と、外筒902に付着した吸着剤から水分を搾り出すローラー903と、ローラー903によって水分が搾り出された吸着剤を外筒902から剥がし取るスクレーパー904とを備える。   As the magnetic separation device, it is preferable to use a general-purpose simple maglet separator. For example, as shown in FIG. 4, the magnet separator includes a magnet core 901, an outer cylinder 902 that covers the outer periphery of the magnet core 901, a roller 903 that squeezes moisture from an adsorbent adhering to the outer cylinder 902, and a roller 903. And a scraper 904 that peels off the adsorbent squeezed from the outer cylinder 902.

吸着剤に含まれる磁性体として鉄ナノ粒子を使用することにより、大型で高価な超伝導磁石を使用することなく、汎用されている小型で安価な磁石による磁力によって吸着剤を分離することができる。そのため、マグネットコアとして、例えば2000〜13000ガウス、好ましくは4000ガウス以上、より好ましくは10000ガウス以上の表面磁束密度を有する磁石を使用することができる。具体的には、マグネットコアとしてフェライト(等方、異方)磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石等の永久磁石を使用することができる。   By using iron nanoparticles as the magnetic material contained in the adsorbent, the adsorbent can be separated by the magnetic force of a small and inexpensive magnet that is widely used without using a large and expensive superconducting magnet. . Therefore, a magnet having a surface magnetic flux density of, for example, 2000 to 13000 gauss, preferably 4000 gauss or more, more preferably 10,000 gauss or more can be used as the magnet core. Specifically, permanent magnets such as ferrite (isotropic and anisotropic) magnets, neodymium magnets, samarium cobalt magnets, and alnico magnets can be used as the magnet core.

減圧脱水機は、磁力分離装置によって吸着剤が分離された処理スラリーを減圧脱水するものである。保管が必要となる使用済み吸着剤は磁力分離装置によって分離されているため、減圧脱水機に投入される処理スラリーは既に除染されている。従って、処理スラリーの脱水を必ずしも厳密に行う必要がないため、小型で安全な減圧脱水機を使用することができる。   The vacuum dehydrator dehydrates the treated slurry from which the adsorbent has been separated by the magnetic separator. Since the used adsorbent that needs to be stored is separated by the magnetic separation device, the processing slurry that is put into the vacuum dehydrator has already been decontaminated. Therefore, since it is not always necessary to strictly dehydrate the treated slurry, a small and safe vacuum dehydrator can be used.

以上のように構成された第1の実施形態の除染装置において、放射性セシウムを含む飛灰が混合槽101において水及び吸着剤と混合され、スラリーが調製される。スラリー中において、放射性セシウムは水に溶解され、吸着剤に吸着されている。スラリーはスラリー送出ライン105を介して磁力分離装置102に送出され、放射性セシウムを吸着した吸着剤が磁力によってスラリーから分離される。吸着剤が分離された処理スラリーは、処理スラリー収容容器106に収容される。処理スラリー収容容器106に収容された処理スラリーは処理スラリー送出ライン107を介して減圧脱水機103に送出され、減圧脱水されて、処理飛灰と処理水とに分離される。   In the decontamination apparatus according to the first embodiment configured as described above, fly ash containing radioactive cesium is mixed with water and an adsorbent in the mixing tank 101 to prepare a slurry. In the slurry, radioactive cesium is dissolved in water and adsorbed on the adsorbent. The slurry is sent to the magnetic separation device 102 via the slurry delivery line 105, and the adsorbent adsorbing the radioactive cesium is separated from the slurry by the magnetic force. The processing slurry from which the adsorbent has been separated is stored in the processing slurry storage container 106. The processing slurry stored in the processing slurry container 106 is sent to the vacuum dehydrator 103 via the processing slurry delivery line 107, dehydrated under reduced pressure, and separated into processed fly ash and treated water.

処理スラリー収容容器106が処理スラリー返送ライン108を備える場合であって、水に溶解された放射性セシウムが処理スラリーに所定の量を超えて残存する場合には、処理スラリー収容容器106に収容された処理スラリーは、処理スラリー返送ライン108を介して混合槽101に返送される。   When the processing slurry container 106 includes the processing slurry return line 108 and the radioactive cesium dissolved in the water remains in the processing slurry in excess of a predetermined amount, it is stored in the processing slurry container 106. The treated slurry is returned to the mixing tank 101 via the treated slurry return line 108.

第1の実施形態の除染装置によれば、狭いスペースにおいて、低コストで安全に放射性セシウムを含む飛灰を除染することができる。   According to the decontamination apparatus of the first embodiment, fly ash containing radioactive cesium can be decontaminated safely in a narrow space at low cost.

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態は、図5に示すように、混合槽201、磁力分離装置202、減圧脱水機203、吸着剤返送ライン209、及び制御部210を備える除染装置に関する。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 5, the second embodiment of the present invention relates to a decontamination apparatus including a mixing tank 201, a magnetic separation device 202, a vacuum dehydrator 203, an adsorbent return line 209, and a control unit 210.

第2の実施形態は、第1の実施形態と比較して、吸着剤返送ライン209、及び制御部210を備える点で相違する。   The second embodiment is different from the first embodiment in that an adsorbent return line 209 and a controller 210 are provided.

吸着剤返送ライン209は、磁力分離装置202によって分離された吸着剤を混合槽201に返送するものである。   The adsorbent return line 209 returns the adsorbent separated by the magnetic separation device 202 to the mixing tank 201.

制御部210は、測定手段211(以下「第1の測定手段」ともいう)と、判定手段212(以下「第1の判定手段」ともいう)と、返送手段213(以下「第1の返送手段」ともいう)とを含んでいる。   The control unit 210 includes a measurement unit 211 (hereinafter also referred to as “first measurement unit”), a determination unit 212 (hereinafter also referred to as “first determination unit”), and a return unit 213 (hereinafter referred to as “first return unit”). It is also referred to as “

測定手段211は、磁力分離装置202によって分離された吸着剤に吸着された放射性セシウムの量を測定するものである。測定手段としては、例えば、γ線測定装置、Ge半導体検出器、NaI式シンチレーションサーベイメーター、GM管式サーベイメーター、大容量CsI(TI)シンチレータを用いた測定装置等を挙げることができる。好ましくは、時定数が1秒と短い時間で迅速な測定が可能な大容量CsI(TI)シンチレータを用いた測定装置を使用する。   The measuring means 211 measures the amount of radioactive cesium adsorbed on the adsorbent separated by the magnetic separation device 202. Examples of the measuring means include a γ-ray measuring device, a Ge semiconductor detector, a NaI scintillation survey meter, a GM tube survey meter, and a measuring device using a large capacity CsI (TI) scintillator. Preferably, a measuring device using a large-capacity CsI (TI) scintillator capable of quick measurement in a time as short as 1 second is used.

判定手段212は、測定手段211によって測定された放射性セシウムの量が所定の量に達しているか否かを判定するものである。判定手段としては、例えば、吸着剤を混合槽に返送するか否かを決定するための基準値を記憶しているコンピュータ等を挙げることができる。   The determination unit 212 determines whether or not the amount of radioactive cesium measured by the measurement unit 211 has reached a predetermined amount. Examples of the determination means include a computer storing a reference value for determining whether or not to return the adsorbent to the mixing tank.

返送手段213は、判定手段212によって放射性セシウムの量が所定の量に達していないと判定された場合に、磁力分離装置202によって分離された吸着剤を吸着剤返送ライン209を介して混合槽201に返送するものである。返送手段としては、例えば、吸引によって吸着剤を輸送するブロア等を挙げることができる。   When the determination unit 212 determines that the amount of radioactive cesium has not reached a predetermined amount, the return unit 213 receives the adsorbent separated by the magnetic separation device 202 via the adsorbent return line 209. To be returned to. Examples of the return means include a blower that transports the adsorbent by suction.

制御部210は、磁力分離装置202によって吸着剤が分離された処理スラリーに残存する放射性セシウムの量を測定する別の測定手段(以下「第2の測定手段」という)(図示しない);第2の測定手段によって測定された放射性セシウムの量が所定の量に達しているか否かを判定する別の判定手段(以下「第2の判定手段」という)(図示しない);及び第2の判定手段によって放射性セシウムの量が所定の量に達していると判定された場合に、処理スラリーを処理スラリー返送ライン208を介して混合槽201に返送する別の返送手段(以下「第2の返送手段」という)を更に含んでいてもよい。   The control unit 210 is another measuring means (hereinafter referred to as “second measuring means”) (not shown) for measuring the amount of radioactive cesium remaining in the processing slurry from which the adsorbent has been separated by the magnetic separation device 202; Another determination means for determining whether or not the amount of radioactive cesium measured by the measurement means has reached a predetermined amount (hereinafter referred to as “second determination means”) (not shown); and second determination means When it is determined that the amount of radioactive cesium has reached a predetermined amount, another return means (hereinafter referred to as “second return means”) returns the processing slurry to the mixing tank 201 via the processing slurry return line 208. May be further included.

第2の測定手段としては、第1の測定手段と同様のものを挙げることができる。   Examples of the second measuring means include the same as the first measuring means.

第2の判定手段としては、第1の判定手段と同様のものを挙げることができる。第2の判定手段は第1の判定手段と一体となっていてもよい。
第2の返送手段としては、例えば、ポンプ等を挙げることができる。
Examples of the second determination unit include the same as the first determination unit. The second determination unit may be integrated with the first determination unit.
Examples of the second return means include a pump.

以上のように構成された第2の実施形態の除染装置において、磁力分離装置202によって分離された吸着剤は、測定手段211によって放射性セシウムの吸着量が測定される。次に、判定手段212によって放射性セシウムの吸着量が所定の量に達しているか否かが判定され、所定の量に達していないと判定された場合には、返送手段213によって吸着剤が吸着剤返送ライン209を介して混合槽201に返送される。一方、判定手段212によって放射性セシウムの吸着量が所定の量に達していると判定された場合には、吸着剤は混合槽201に返送されることなく保管される。   In the decontamination apparatus of the second embodiment configured as described above, the adsorbent separated by the magnetic force separation apparatus 202 is measured for the amount of radioactive cesium adsorbed by the measuring means 211. Next, whether or not the adsorption amount of radioactive cesium has reached a predetermined amount is determined by the determination means 212, and if it is determined that the predetermined amount has not been reached, the return means 213 converts the adsorbent into the adsorbent. It is returned to the mixing tank 201 via the return line 209. On the other hand, when the determination unit 212 determines that the amount of radioactive cesium adsorbed has reached a predetermined amount, the adsorbent is stored in the mixing tank 201 without being returned.

制御部210が第2の測定手段、第2の判定手段、及び第2の返送手段を備える場合には、処理スラリーは、第2の測定手段によって放射性セシウムの量が測定される。次に、第2の判定手段によって放射性セシウムの量が所定の量に達しているか否かが判定され、所定の量に達していると判定された場合には、第2の返送手段によって処理スラリーが処理スラリー返送ライン208を介して混合槽201に返送される。一方、第2の判定手段によって放射性セシウムの量が所定の量に達していないと判定された場合には、処理スラリーは処理スラリー送出ライン207を介して減圧脱水機203に送出される。   When the control unit 210 includes the second measurement unit, the second determination unit, and the second return unit, the amount of radioactive cesium in the treated slurry is measured by the second measurement unit. Next, it is determined whether or not the amount of radioactive cesium has reached a predetermined amount by the second determination means. If it is determined that the amount has reached the predetermined amount, the second return means will process the slurry. Is returned to the mixing tank 201 via the treated slurry return line 208. On the other hand, when it is determined by the second determination means that the amount of radioactive cesium has not reached the predetermined amount, the processing slurry is sent to the vacuum dehydrator 203 via the processing slurry delivery line 207.

第2の実施形態の除染装置によれば、狭いスペースにおいて、低コストで安全に放射性セシウムを含む飛灰を除染することができる。また、吸着剤を再利用することにより、保管が必要となる使用済み吸着剤の量を低減させることができる。   According to the decontamination apparatus of the second embodiment, fly ash containing radioactive cesium can be decontaminated safely in a narrow space at low cost. Further, by reusing the adsorbent, the amount of the used adsorbent that needs to be stored can be reduced.

[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態は、図6に示すように、第1の混合槽301、第1の磁力分離装置302、第2の混合槽303、第2の磁力分離装置304、及び減圧脱水機305を備える除染装置に関する。
[Third Embodiment]
As shown in FIG. 6, the third embodiment of the present invention includes a first mixing vessel 301, a first magnetic separation device 302, a second mixing vessel 303, a second magnetic separation device 304, and vacuum dehydration. The present invention relates to a decontamination apparatus including a machine 305.

第1の混合槽301は、放射性セシウムを含む飛灰と水とを混合して、放射性セシウムが水に溶解したスラリーを調製するものである。第1の混合槽301は、放射性セシウムを含む飛灰と、水とを混合する第1の撹拌機306を有しており、混合して得られたスラリーを第1の磁力分離装置302に送出する第1のスラリー送出ライン307を備える。第1のスラリー送出ライン307の出口末端は、スラリーを第1の磁力分離装置302に投入できるように、第1の磁力分離装置302の上部又は内部に位置している。   The 1st mixing tank 301 mixes the fly ash containing radioactive cesium and water, and prepares the slurry which radioactive cesium melt | dissolved in water. The first mixing tank 301 has a first stirrer 306 that mixes fly ash containing radioactive cesium and water, and sends the slurry obtained by mixing to the first magnetic separation device 302. A first slurry delivery line 307 is provided. The outlet end of the first slurry delivery line 307 is located above or inside the first magnetic separation device 302 so that the slurry can be introduced into the first magnetic separation device 302.

第1の磁力分離装置302は、第1の混合槽301において調製されたスラリーに含まれる飛灰由来の磁性体を、磁力によってスラリーから分離するものである。第1の磁力分離装置302の下部には、第1の磁力分離装置302によって飛灰由来の磁性体が分離された前処理スラリーを収容する前処理スラリー収容容器308が配置されている。前処理スラリー収容容器308は、前処理スラリーを第2の混合槽303に送出する前処理スラリー送出ライン309を備える。前処理スラリー送出ライン309の出口末端は、前処理スラリーを第2の混合槽303に投入できるように、第2の混合槽303の上部又は内部に位置している。   The 1st magnetic separation apparatus 302 isolate | separates the magnetic body derived from fly ash contained in the slurry prepared in the 1st mixing tank 301 from a slurry with a magnetic force. A pretreatment slurry container 308 that contains the pretreatment slurry from which the fly ash-derived magnetic material has been separated by the first magnetic separation device 302 is disposed below the first magnetic separation device 302. The pretreatment slurry container 308 includes a pretreatment slurry delivery line 309 that delivers the pretreatment slurry to the second mixing tank 303. The outlet end of the pretreatment slurry delivery line 309 is located above or inside the second mixing tank 303 so that the pretreatment slurry can be charged into the second mixing tank 303.

第2の混合槽303は、第1の磁力分離装置302によって飛灰由来の磁性体が分離された前処理スラリーと、鉄以外の金属を導入したフェロシアン化化合物で担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤とを混合して、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させるものである。第2の混合槽303は、前処理スラリーと、吸着剤とを混合する第2の撹拌機310を有しており、混合して得られたスラリーを第2の磁力分離装置304に送出する第2のスラリー送出ライン311を備える。第2のスラリー送出ライン311の出口末端は、スラリーを第2の磁力分離装置304に投入できるように、第2の磁力分離装置304の上部又は内部に位置している。   The second mixing tank 303 is composed of a pretreatment slurry from which fly ash-derived magnetic materials are separated by the first magnetic separation device 302, and magnetic iron nanoparticles supported by a ferrocyanide compound into which a metal other than iron is introduced. And adsorbent containing radioactive cesium dissolved in water. The second mixing tank 303 has a second stirrer 310 that mixes the pretreatment slurry and the adsorbent, and sends the slurry obtained by mixing to the second magnetic separation device 304. Two slurry delivery lines 311 are provided. The outlet end of the second slurry delivery line 311 is located above or inside the second magnetic separation device 304 so that the slurry can be introduced into the second magnetic separation device 304.

第2の磁力分離装置304は、第2の混合槽303において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によってスラリーから分離するものである。第2の磁力分離装置304の下部には、第2の磁力分離装置304によって吸着剤が分離された処理スラリーを収容する処理スラリー収容容器312が配置されている。処理スラリー収容容器312は、処理スラリーを減圧脱水機305に送出する処理スラリー送出ライン313を備える。処理スラリー送出ライン313の出口末端は、処理スラリーを減圧脱水機305に投入できるように、減圧脱水機305の上部又は内部に位置している。   The second magnetic separation device 304 separates the adsorbent that has adsorbed radioactive cesium in the second mixing tank 303 from the slurry by magnetic force. A processing slurry container 312 that stores the processing slurry from which the adsorbent has been separated by the second magnetic separation device 304 is disposed below the second magnetic separation device 304. The processing slurry container 312 includes a processing slurry delivery line 313 that delivers the processing slurry to the vacuum dehydrator 305. The outlet end of the processing slurry delivery line 313 is located above or inside the vacuum dehydrator 305 so that the processing slurry can be charged into the vacuum dehydrator 305.

処理スラリー収容容器312は、処理スラリーを第2の混合槽303に返送する処理スラリー返送ライン314を更に備えていてもよい。処理スラリー返送ライン314は、第4の実施形態の除染装置にも備えられていてよい。   The processing slurry container 312 may further include a processing slurry return line 314 that returns the processing slurry to the second mixing tank 303. The processing slurry return line 314 may be provided in the decontamination apparatus of the fourth embodiment.

第1及び第2の磁力分離装置としては、第1の実施形態における磁力分離装置と同様のものを挙げることができる。   Examples of the first and second magnetic separation devices include the same ones as the magnetic separation devices in the first embodiment.

減圧脱水機としては、第1の実施形態における減圧脱水機と同様のものを挙げることができる。   An example of the vacuum dehydrator is the same as the vacuum dehydrator in the first embodiment.

以上のように構成された第3の実施形態の除染装置において、放射性セシウムを含む飛灰が混合槽301において水と混合され、スラリーが調製される。スラリー中において、放射性セシウムは水に溶解されている。スラリーは第1のスラリー送出ライン307を介して第1の磁力分離装置302に送出され、飛灰由来の磁性体が磁力によってスラリーから分離される。飛灰由来の磁性体が分離された前処理スラリーは、前処理スラリー収容容器308に収容される。前処理スラリー収容容器308に収容された前処理スラリーは前処理スラリー送出ライン309を介して第2の混合槽303に送出される。   In the decontamination apparatus of the third embodiment configured as described above, fly ash containing radioactive cesium is mixed with water in the mixing tank 301 to prepare a slurry. In the slurry, radioactive cesium is dissolved in water. The slurry is sent to the first magnetic separation device 302 via the first slurry delivery line 307, and the magnetic material derived from fly ash is separated from the slurry by the magnetic force. The pretreatment slurry from which the fly ash-derived magnetic material has been separated is stored in the pretreatment slurry container 308. The pretreatment slurry accommodated in the pretreatment slurry container 308 is sent to the second mixing tank 303 via the pretreatment slurry delivery line 309.

前処理スラリーが第2の混合槽303において吸着剤と混合され、更なるスラリーが調製される。スラリー中において、水に溶解した放射性セシウムは吸着剤に吸着されている。スラリーは第2のスラリー送出ライン311を介して第2の磁力分離装置304に送出され、放射性セシウムを吸着した吸着剤が磁力によってスラリーから分離される。吸着剤が分離された処理スラリーは、処理スラリー収容容器312に収容される。処理スラリー収容容器312に収容された処理スラリーは処理スラリー送出ライン313を介して減圧脱水機305に送出され、減圧脱水されて、処理飛灰と処理水とに分離される。   The pretreatment slurry is mixed with the adsorbent in the second mixing vessel 303 to prepare further slurry. In the slurry, radioactive cesium dissolved in water is adsorbed by the adsorbent. The slurry is sent to the second magnetic separation device 304 via the second slurry delivery line 311, and the adsorbent adsorbing the radioactive cesium is separated from the slurry by the magnetic force. The processing slurry from which the adsorbent has been separated is stored in the processing slurry storage container 312. The processing slurry stored in the processing slurry container 312 is sent to the vacuum dehydrator 305 via the processing slurry delivery line 313, dehydrated under reduced pressure, and separated into processed fly ash and treated water.

処理スラリー収容容器312が処理スラリー返送ライン314を備える場合であって、水に溶解された放射性セシウムが処理スラリーに所定の量を超えて残存する場合には、処理スラリー収容容器312に収容された処理スラリーは、処理スラリー返送ライン314を介して第2の混合槽303に返送される。   When the processing slurry container 312 includes the processing slurry return line 314 and the radioactive cesium dissolved in water remains in the processing slurry in excess of a predetermined amount, the processing slurry container 312 is stored in the processing slurry container 312. The treated slurry is returned to the second mixing tank 303 via the treated slurry return line 314.

第3の実施形態の除染装置によれば、狭いスペースにおいて、低コストで安全に放射性セシウムを含む飛灰を除染することができる。また、飛灰由来の磁性体を予め分離することにより、保管が必要となる物質の量を低減させることができる。   According to the decontamination apparatus of the third embodiment, fly ash containing radioactive cesium can be decontaminated safely in a narrow space at low cost. Moreover, the quantity of the substance which needs to be stored can be reduced by separating the fly ash-derived magnetic material in advance.

[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態は、図7に示すように、第1の混合槽401、第1の磁力分離装置402、第2の混合槽403、第2の磁力分離装置404、減圧脱水機405、吸着剤返送ライン415、及び制御部416を備える除染装置に関する。
[Fourth Embodiment]
As shown in FIG. 7, the fourth embodiment of the present invention includes a first mixing vessel 401, a first magnetic separation device 402, a second mixing vessel 403, a second magnetic separation device 404, and a vacuum dehydrator. 405, an adsorbent return line 415, and a controller 416.

第4の実施形態は、第3の実施形態と比較して、吸着剤返送ライン415、及び制御部416を備える点で相違する。   The fourth embodiment is different from the third embodiment in that an adsorbent return line 415 and a control unit 416 are provided.

吸着剤返送ライン415は、第2の磁力分離装置404によって分離された吸着剤を第2の混合槽403に返送するものである。   The adsorbent return line 415 returns the adsorbent separated by the second magnetic separation device 404 to the second mixing tank 403.

制御部416は、測定手段417(以下「第1の測定手段」ともいう)と、判定手段418(以下「第1の判定手段」ともいう)と、返送手段419(以下「第1の返送手段」ともいう)とを含んでいる。   The control unit 416 includes a measurement unit 417 (hereinafter also referred to as “first measurement unit”), a determination unit 418 (hereinafter also referred to as “first determination unit”), and a return unit 419 (hereinafter referred to as “first return unit”). It is also referred to as “

測定手段417は、第2の磁力分離装置404によって分離された吸着剤に吸着された放射性セシウムの量を測定するものである。測定手段としては、例えば、γ線測定装置、Ge半導体検出器、NaI式シンチレーションサーベイメーター、GM管式サーベイメーター、大容量CsI(TI)シンチレータを用いた測定装置等を挙げることができる。好ましくは、時定数が1秒と短い時間で迅速な測定が可能な大容量CsI(TI)シンチレータを用いた測定装置を使用する。   The measuring means 417 measures the amount of radioactive cesium adsorbed on the adsorbent separated by the second magnetic separation device 404. Examples of the measuring means include a γ-ray measuring device, a Ge semiconductor detector, a NaI scintillation survey meter, a GM tube survey meter, and a measuring device using a large capacity CsI (TI) scintillator. Preferably, a measuring device using a large-capacity CsI (TI) scintillator capable of quick measurement in a time as short as 1 second is used.

判定手段418は、測定手段417によって測定された放射性セシウムの量が所定の量に達しているか否かを判定するものである。判定手段としては、例えば、吸着剤を第2の混合槽に返送するか否かを決定するための基準値を記憶しているコンピュータ等を挙げることができる。   The determination unit 418 determines whether or not the amount of radioactive cesium measured by the measurement unit 417 has reached a predetermined amount. Examples of the determination means include a computer storing a reference value for determining whether or not to return the adsorbent to the second mixing tank.

返送手段419は、判定手段418によって放射性セシウムの量が所定の量に達していないと判定された場合に、第2の磁力分離装置404によって分離された吸着剤を吸着剤返送ライン415を介して第2の混合槽403に返送するものである。返送手段としては、例えば、吸引によって吸着剤を輸送するブロア等を挙げることができる。   When the determination unit 418 determines that the amount of radioactive cesium has not reached the predetermined amount, the return unit 419 passes the adsorbent separated by the second magnetic separation device 404 via the adsorbent return line 415. It returns to the 2nd mixing tank 403. Examples of the return means include a blower that transports the adsorbent by suction.

制御部416は、第2の磁力分離装置404によって吸着剤が分離された処理スラリーに残存する放射性セシウムの量を測定する別の測定手段(以下「第2の測定手段」という)(図示しない);第2の測定手段によって測定された放射性セシウムの量が所定の量に達しているか否かを判定する別の判定手段(以下「第2の判定手段」という)(図示しない);及び第2の判定手段によって放射性セシウムの量が所定の量に達していると判定された場合に、処理スラリーを処理スラリー返送ライン414を介して第2の混合槽403に返送する別の返送手段(以下「第2の返送手段」という)(図示しない)を更に含んでいてもよい。   The controller 416 is another measuring means (hereinafter referred to as “second measuring means”) that measures the amount of radioactive cesium remaining in the processing slurry from which the adsorbent has been separated by the second magnetic separation device 404 (not shown). Another determination means for determining whether or not the amount of radioactive cesium measured by the second measurement means has reached a predetermined amount (hereinafter referred to as “second determination means”) (not shown); and second When the determination means determines that the amount of radioactive cesium has reached a predetermined amount, another return means for returning the processing slurry to the second mixing tank 403 via the processing slurry return line 414 (hereinafter “ (Referred to as “second return means”) (not shown).

第2の測定手段としては、第1の測定手段と同様のものを挙げることができる。   Examples of the second measuring means include the same as the first measuring means.

第2の判定手段としては、第1の判定手段と同様のものを挙げることができる。第2の判定手段は第1の判定手段と一体となっていてもよい。
第2の返送手段としては、例えば、ポンプ等を挙げることができる。
Examples of the second determination unit include the same as the first determination unit. The second determination unit may be integrated with the first determination unit.
Examples of the second return means include a pump.

以上のように構成された第4の実施形態の除染装置において、第2の磁力分離装置404によって分離された吸着剤は、測定手段417によって放射性セシウムの吸着量が測定される。次に、判定手段418によって放射性セシウムの吸着量が所定の量に達しているか否かが判定され、所定の量に達していないと判定された場合には、返送手段419によって吸着剤が吸着剤返送ライン415を介して第2の混合槽403に返送される。一方、判定手段418によって放射性セシウムの吸着量が所定の量に達していると判定された場合には、吸着剤は第2の混合槽403に返送されることなく保管される。   In the decontamination apparatus of the fourth embodiment configured as described above, the adsorbent separated by the second magnetic separation apparatus 404 is measured for the amount of radioactive cesium adsorbed by the measuring means 417. Next, it is determined whether or not the adsorption amount of radioactive cesium has reached a predetermined amount by the determination means 418. If it is determined that the predetermined amount has not been reached, the return means 419 converts the adsorbent into the adsorbent. It is returned to the second mixing tank 403 via the return line 415. On the other hand, when the determination unit 418 determines that the amount of radioactive cesium adsorption has reached a predetermined amount, the adsorbent is stored in the second mixing tank 403 without being returned.

制御部416が第2の測定手段、第2の判定手段、及び第2の返送手段を備える場合には、処理スラリーは、第2の測定手段によって放射性セシウムの量が測定される。次に、第2の判定手段によって放射性セシウムの量が所定の量に達しているか否かが判定され、所定の量に達していると判定された場合には、第2の返送手段によって処理スラリーが処理スラリー返送ライン414を介して第2の混合槽403に返送される。一方、第2の判定手段によって放射性セシウムの量が所定の量に達していないと判定された場合には、処理スラリーは処理スラリー送出ライン413を介して減圧脱水機405に送出される。   When the control unit 416 includes the second measurement unit, the second determination unit, and the second return unit, the amount of radioactive cesium in the treated slurry is measured by the second measurement unit. Next, it is determined whether or not the amount of radioactive cesium has reached a predetermined amount by the second determination means. If it is determined that the amount has reached the predetermined amount, the second return means will process the slurry. Is returned to the second mixing tank 403 via the processing slurry return line 414. On the other hand, when the second determination means determines that the amount of radioactive cesium has not reached the predetermined amount, the processing slurry is sent to the vacuum dehydrator 405 via the processing slurry delivery line 413.

第4の実施形態の除染装置によれば、狭いスペースにおいて、低コストで安全に放射性セシウムを含む飛灰を除染することができる。また、飛灰由来の磁性体を予め分離すると共に、吸着剤を再利用することにより、保管が必要となる物質の量を更に低減させることができる。   According to the decontamination apparatus of the fourth embodiment, fly ash containing radioactive cesium can be decontaminated safely in a narrow space at low cost. Further, by separating the fly ash-derived magnetic material in advance and reusing the adsorbent, the amount of substances that need to be stored can be further reduced.

[第5の実施形態]
本発明の第5の実施形態は、図8に示すように、混合槽501、第1の磁力分離装置502、第2の磁力分離装置503、及び減圧脱水機504を備える除染装置に関する。
[Fifth Embodiment]
As shown in FIG. 8, the fifth embodiment of the present invention relates to a decontamination apparatus including a mixing tank 501, a first magnetic separation device 502, a second magnetic separation device 503, and a vacuum dehydrator 504.

第5の実施形態は、第1の実施形態と比較して、処理スラリー返送ライン108を備えることなく、第1の磁力分離装置502、及び第2の磁力分離装置503を連続して配置している点で相違する。   In the fifth embodiment, as compared with the first embodiment, the first magnetic separation device 502 and the second magnetic separation device 503 are continuously arranged without providing the processing slurry return line 108. Is different.

第1の磁力分離装置502は、混合槽501において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によってスラリーから分離するものである。第1の磁力分離装置502の下部には、第1の磁力分離装置502によって吸着剤が分離された第1の処理スラリーを収容する第1の処理スラリー収容容器507が配置されている。第1の処理スラリー収容容器507は、第1の処理スラリーを第2の磁力分離装置503に送出する第1の処理スラリー送出ライン508を備える。第1の処理スラリー送出ライン508の出口末端は、第1の処理スラリーを第2の磁力分離装置503に投入できるように、第2の磁力分離装置503の上部又は内部に位置している。   The 1st magnetic separation apparatus 502 isolate | separates the adsorbent which adsorb | sucked the radioactive cesium in the mixing tank 501 from a slurry with a magnetic force. A first processing slurry container 507 for storing the first processing slurry from which the adsorbent has been separated by the first magnetic separation device 502 is disposed below the first magnetic separation device 502. The first processing slurry container 507 includes a first processing slurry delivery line 508 that delivers the first processing slurry to the second magnetic separation device 503. The outlet end of the first treatment slurry delivery line 508 is located above or inside the second magnetic separation device 503 so that the first treatment slurry can be introduced into the second magnetic separation device 503.

第2の磁力分離装置503は、第1の処理スラリーに残存した吸着剤を磁力によって第1の処理スラリーから分離するものである。第2の磁力分離装置503の下部には、第2の磁力分離装置503によって吸着剤が更に分離された第2の処理スラリーを収容する第2の処理スラリー収容容器509が配置されている。第2の処理スラリー収容容器509は、第2の処理スラリーを減圧脱水機504に送出する第2の処理スラリー送出ライン510を備える。第2の処理スラリー送出ライン510の出口末端は、第2の処理スラリーを減圧脱水機504に投入できるように、減圧脱水機504の上部又は内部に位置している。   The second magnetic separation device 503 separates the adsorbent remaining in the first processing slurry from the first processing slurry by magnetic force. A second processing slurry container 509 that stores the second processing slurry from which the adsorbent has been further separated by the second magnetic separation device 503 is disposed below the second magnetic separation device 503. The second processing slurry container 509 includes a second processing slurry delivery line 510 that delivers the second processing slurry to the vacuum dehydrator 504. The outlet end of the second processing slurry delivery line 510 is located above or inside the vacuum dehydrator 504 so that the second processing slurry can be charged into the vacuum dehydrator 504.

第1及び第2の磁力分離装置としては、第1の実施形態における磁力分離装置と同様のものを挙げることができる。   Examples of the first and second magnetic separation devices include the same ones as the magnetic separation devices in the first embodiment.

なお、第1の磁力分離装置502で得られる第1の処理スラリーを、直接第2の磁力分離装置503に受けるように連続的に配置しても構わない。   In addition, you may arrange | position continuously so that the 2nd magnetic separation apparatus 503 may receive the 1st process slurry obtained with the 1st magnetic separation apparatus 502 directly.

以上のように構成された第5の実施形態の除染装置において、放射性セシウムを含む飛灰が混合槽501において水及び吸着剤と混合され、スラリーが調製される。スラリー中において、放射性セシウムは水に溶解され、吸着剤に吸着されている。スラリーはスラリー送出ライン506を介して第1の磁力分離装置502に送出され、放射性セシウムを吸着した吸着剤が磁力によってスラリーから分離される。吸着剤が分離された第1の処理スラリーは、第1の処理スラリー収容容器507に収容される。第1の処理スラリー収容容器507に収容された第1の処理スラリーは第1の処理スラリー送出ライン508を介して第2の磁力分離装置503に送出され、第1の処理スラリーに残存した吸着剤が磁力によって第1の処理スラリーから分離される。吸着剤が更に分離された第2の処理スラリーは、第2の処理スラリー収容容器509に収容される。第2の処理スラリー収容容器509に収容された第2の処理スラリーは第2の処理スラリー送出ライン510を介して減圧脱水機504に送出され、減圧脱水されて、処理飛灰と処理水とに分離される。   In the decontamination apparatus of the fifth embodiment configured as described above, fly ash containing radioactive cesium is mixed with water and an adsorbent in the mixing tank 501 to prepare a slurry. In the slurry, radioactive cesium is dissolved in water and adsorbed on the adsorbent. The slurry is sent to the first magnetic separation device 502 via the slurry delivery line 506, and the adsorbent adsorbing the radioactive cesium is separated from the slurry by the magnetic force. The first processing slurry from which the adsorbent has been separated is stored in the first processing slurry container 507. The first processing slurry stored in the first processing slurry container 507 is sent to the second magnetic separation device 503 via the first processing slurry delivery line 508, and the adsorbent remaining in the first processing slurry. Is separated from the first processing slurry by magnetic force. The second processing slurry from which the adsorbent is further separated is stored in the second processing slurry storage container 509. The second processing slurry stored in the second processing slurry storage container 509 is sent to the vacuum dehydrator 504 via the second processing slurry delivery line 510 and depressurized and dehydrated into the treated fly ash and the treated water. To be separated.

第5の実施形態の除染装置によれば、狭いスペースにおいて、低コストで安全に放射性セシウムを含む飛灰を除染することができる。また、処理スラリーを混合槽に返送する必要がないため、飛灰の除染を迅速に行うことができる。   According to the decontamination apparatus of the fifth embodiment, fly ash containing radioactive cesium can be decontaminated safely in a narrow space at low cost. Moreover, since it is not necessary to return processing slurry to a mixing tank, decontamination of fly ash can be performed rapidly.

本発明に係る除染装置の一例について図面を参照して説明したが、本発明の実施形態は上記のものに限定されるわけではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、更なる構成からなる装置が本発明に包含される。例えば、第1及び第2の実施形態における磁力分離装置102,202(第3、第4、及び第5の実施形態における第2の磁力分離装置304,404,503)と、減圧脱水機103,203,305,405,504との間に、処理スラリーと凝集剤とを混合する凝集槽(図示しない)を備えていてもよい。また、凝集槽における上澄み水を第1、第2、及び第5の実施形態における混合槽101,201,501(第3及び第4の実施形態における第2の混合槽303,403)に返送する上澄み水返送ライン(図示しない)を備えていてもよい。更に、減圧脱水機103,203,305,405,504によって得られた処理水を第1、第2、及び第5の実施形態における混合槽101,201,501(第3及び第4の実施形態における第2の混合槽303,403)に返送する処理水返送ライン(図示しない)を備えていてもよい。   Although an example of the decontamination apparatus according to the present invention has been described with reference to the drawings, embodiments of the present invention are not limited to the above. In the range which does not deviate from the meaning of this invention, the apparatus which consists of a further structure is included by this invention. For example, the magnetic separation devices 102 and 202 in the first and second embodiments (second magnetic separation devices 304, 404, and 503 in the third, fourth, and fifth embodiments) and the vacuum dehydrator 103, Between 203,305,405,504, you may provide the coagulation tank (not shown) which mixes a process slurry and a coagulant | flocculant. Moreover, the supernatant water in the coagulation tank is returned to the mixing tanks 101, 201, and 501 in the first, second, and fifth embodiments (second mixing tanks 303 and 403 in the third and fourth embodiments). A supernatant water return line (not shown) may be provided. Furthermore, the treated water obtained by the vacuum dehydrators 103, 203, 305, 405, and 504 is mixed with the mixing tanks 101, 201, and 501 in the first, second, and fifth embodiments (third and fourth embodiments). The second mixing tank 303, 403) may be provided with a treated water return line (not shown).

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, the technical scope of this invention is not limited to this.

<実施例1:飛灰の除染>
ストーカー炉燃焼方式の焼却施設から入手した、都市ごみを焼却して得られた400gの飛灰(放射性セシウムの初期濃度:35000Bq/kg)を2Lの水(飛灰の重量の5倍)と混合し、スラリーを調製した。スラリーのpHを10以下に調節した。スラリーにおける放射性セシウムの濃度は6000Bq/kgであった。
<Example 1: Fly ash decontamination>
400 g of fly ash (initial concentration of radioactive cesium: 35000 Bq / kg) obtained from incineration of municipal waste obtained from a stalker furnace combustion incineration facility is mixed with 2 L of water (5 times the weight of fly ash) And a slurry was prepared. The pH of the slurry was adjusted to 10 or less. The concentration of radioactive cesium in the slurry was 6000 Bq / kg.

本実施例では、異種金属としてニッケルを使用したフェロシアン化化合物で担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む4gの吸着剤(飛灰の重量の1重量%)をスラリーに投入し、200rpmで30分間撹拌した。その後、ネオジム磁石にカバーを装着し、カバー表面において測定された表面磁束密度が5000ガウスの器具を用いて吸着剤をスラリーから分離した。吸着剤を分離した処理スラリーにおける放射性セシウムの濃度は340Bq/kgであった。   In this example, 4 g of an adsorbent (1% by weight of the weight of fly ash) containing magnetic iron nanoparticles supported by a ferrocyanide compound using nickel as a different metal was added to the slurry, and the mixture was stirred at 200 rpm for 30 minutes. Stir. Thereafter, a cover was attached to the neodymium magnet, and the adsorbent was separated from the slurry using an instrument having a surface magnetic flux density measured on the cover surface of 5000 gauss. The concentration of radioactive cesium in the treated slurry from which the adsorbent was separated was 340 Bq / kg.

処理スラリーをろ過(1μm)して処理飛灰及び処理水を得た。処理飛灰及び処理水の放射性セシウムの濃度はそれぞれ、960Bq/kg及び37Bq/kgであり、指定廃棄物基準である8000Bq/kgを下回った。   The treated slurry was filtered (1 μm) to obtain treated fly ash and treated water. The concentrations of radioactive cesium in treated fly ash and treated water were 960 Bq / kg and 37 Bq / kg, respectively, which were below the designated waste standard of 8000 Bq / kg.

本実施例における吸着剤による放射性セシウムの除染率は約94%であった。なお、分離した湿潤状態の吸着剤における放射性セシウムの濃度は650000Bq/kgであった。   The decontamination rate of radioactive cesium by the adsorbent in this example was about 94%. The concentration of radioactive cesium in the separated wet adsorbent was 650000 Bq / kg.

また、処理水の全シアン濃度、及び重金属(カドミウム、鉛等)濃度も排水基準を満たしていた。なお、全シアン濃度の排水基準は1mg/L未満であり、カドミウム濃度の排水基準は0.1mg/L未満であり、鉛濃度の排水基準は0.1mg/L未満である。   In addition, the total cyanide concentration and heavy metal (cadmium, lead, etc.) concentration in the treated water also satisfied the wastewater standards. In addition, the drainage standard of total cyan concentration is less than 1 mg / L, the drainage standard of cadmium concentration is less than 0.1 mg / L, and the drainage standard of lead concentration is less than 0.1 mg / L.

<実施例2;フェロシアンイオン溶出のpH依存性>
フェロシアン化ニッケルで担持した磁性体鉄ナノ粒子が複数集合して形成した多孔性の二次粒子を2種類準備した。2種類の二次粒子の粒径はそれぞれ、平均6μm(以下「第1の吸着剤」という)及び平均20μm(以下「第2の吸着剤」という)であった。
<Example 2; pH dependence of ferrocyan ion elution>
Two types of porous secondary particles formed by assembling a plurality of magnetic iron nanoparticles supported by nickel ferrocyanide were prepared. The particle sizes of the two types of secondary particles were 6 μm (hereinafter referred to as “first adsorbent”) and 20 μm (hereinafter referred to as “second adsorbent”) on average.

1Lの水に水酸化ナトリウムを添加して、pHを8、9、10、及び11に調節した。pHを調節した各種の水に2gの第1の吸着剤及び第2の吸着剤をそれぞれ添加し、200rpmで一定時間撹拌してスラリーを得た。スラリーの一部(約100ml)を孔径1μmのメンブランフィルターでろ過し、得られたろ液のpH及び全シアン濃度を測定した。結果を表1及び表2並びに図9に示す。   Sodium hydroxide was added to 1 L of water to adjust the pH to 8, 9, 10, and 11. 2 g of the first adsorbent and the second adsorbent were added to various waters adjusted in pH, respectively, and stirred at 200 rpm for a predetermined time to obtain a slurry. A part of the slurry (about 100 ml) was filtered through a membrane filter having a pore size of 1 μm, and the pH and total cyan concentration of the obtained filtrate were measured. The results are shown in Tables 1 and 2 and FIG.

Figure 2015117981
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Figure 2015117981
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同様に、飛灰と水とを混合したスラリーを用いて、pHとフェロシアンイオンの溶出との関係を検討した。なお、本検討では、ポリ硫酸第二鉄を用いた凝集操作も行った。結果を図10に示す。図中の□は凝集操作で得られた上澄み液中の全シアン濃度測定結果を、図中の◇は凝集操作の後段で脱水処理したろ液中の全シアン濃度測定結果を示す。なお、飛灰に対する水の添加量は重量比で5倍から10倍、飛灰重量に対する吸着剤添加量は0.2%〜1%で撹拌時間は30分乃至は60分で、様々な試験条件で実施した際の処理後pHと全シアン濃度との関係を示す。   Similarly, using a slurry in which fly ash and water were mixed, the relationship between pH and elution of ferrocyan ion was examined. In this study, agglomeration operation using polyferric sulfate was also performed. The results are shown in FIG. In the figure, □ indicates the total cyan concentration measurement result in the supernatant obtained by the flocculation operation, and ◇ in the figure indicates the total cyan concentration measurement result in the filtrate dehydrated in the latter stage of the flocculation operation. The amount of water added to the fly ash is 5 to 10 times by weight, the amount of adsorbent added to the fly ash weight is 0.2% to 1%, and the stirring time is 30 minutes to 60 minutes. The relationship between the post-treatment pH and the total cyan density when carried out under conditions is shown.

スラリーのpHを必ずしも調節する必要はないが、pHを一定の値以下に調節することにより、フェロシアンイオンの溶出を更に低減させることができる。   Although it is not always necessary to adjust the pH of the slurry, the elution of ferrocyanic ions can be further reduced by adjusting the pH below a certain value.

<実施例3:吸着剤の事前着磁>
フェロシアン化ニッケルで担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤を、ネオジム磁石を内蔵したマグネットーバーに数分間近づけて着磁させた。具体的には、ネオジム磁石にカバーを装着した表面磁束密度が5000ガウス程度の器具を3分間程度吸着剤に近付ける操作によって着磁させた。
<Example 3: Pre-magnetization of adsorbent>
An adsorbent containing magnetic iron nanoparticles supported by nickel ferrocyanide was magnetized for several minutes close to a magnet bar containing a neodymium magnet. Specifically, an apparatus having a surface magnetic flux density of about 5000 Gauss with a cover attached to a neodymium magnet was magnetized by bringing it close to the adsorbent for about 3 minutes.

40gの着磁吸着剤、20kgの飛灰、及び100kgの水を60分間撹拌してスラリーを調製し、マグネットセパレーターを用いて20ml/分の流量でスラリーから吸着剤を分離した。結果を表3に示す。比較対照として、予め着磁させていない吸着剤を使用した結果も併せて示す。   A slurry was prepared by stirring 40 g of magnetized adsorbent, 20 kg of fly ash, and 100 kg of water for 60 minutes, and the adsorbent was separated from the slurry at a flow rate of 20 ml / min using a magnetic separator. The results are shown in Table 3. As a comparative control, the result of using an adsorbent which has not been magnetized in advance is also shown.

Figure 2015117981
吸着剤をスラリーと混合する前に予め着磁することによって、放射性セシウムの除染率を向上させることができた。
Figure 2015117981
By pre-magnetizing the adsorbent before mixing with the slurry, the decontamination rate of radioactive cesium could be improved.

<実施例4:飛灰由来の磁性体(飛灰磁化物)の分離>
2種類の飛灰試料を準備した。150gの各飛灰試料、及び750gの水を混合してスラリーを調製し、ネオジム磁石を内蔵したマグネットーバーを用いて、スラリーから飛灰由来の磁性体を分離回収した。結果を表4に示す。
<Example 4: Separation of fly ash-derived magnetic material (fly ash magnetized material)>
Two types of fly ash samples were prepared. 150 g of each fly ash sample and 750 g of water were mixed to prepare a slurry, and a magnetic body derived from fly ash was separated and recovered from the slurry using a magnet bar incorporating a neodymium magnet. The results are shown in Table 4.

また、分離回収した磁性体の元素組成を蛍光X線分析した。結果を表5に示す(単位は重量%である)。アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、鉄(Fe)等が増加している。通常アルミニウムは非磁性であるが、鉄、アルミニウム、ケイ素を含んだ複合酸化物となっており、わずかに磁性を帯びていることが考えられる。   Further, the elemental composition of the separated and recovered magnetic material was subjected to fluorescent X-ray analysis. The results are shown in Table 5 (unit is% by weight). Aluminum (Al), silicon (Si), iron (Fe), etc. are increasing. Usually, aluminum is non-magnetic, but it is a complex oxide containing iron, aluminum, and silicon, and is considered to be slightly magnetic.

Figure 2015117981
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Figure 2015117981
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飛灰の重量の約2%が磁性体であった。   About 2% of the weight of fly ash was magnetic.

一例として、飛灰に含まれる磁性体の含有量が1.7重量%であって、当該磁性体を予め分離しない場合には、1tの飛灰に1kgの吸着剤を添加すると、保管が必要となる物質(吸着剤と飛灰由来の磁性体との混合物)の量は、乾燥重量換算で18kg(1kg+17kg)となってしまう。そのため、飛灰由来の磁性体を予め除去しておくことにより、保管が必要となる物質の量を大幅に低減させることができる。   As an example, when the content of the magnetic substance contained in the fly ash is 1.7% by weight and the magnetic substance is not separated in advance, it is necessary to store it by adding 1 kg of adsorbent to 1 t of fly ash. The amount of the substance (mixture of adsorbent and fly ash-derived magnetic material) becomes 18 kg (1 kg + 17 kg) in terms of dry weight. Therefore, by removing the fly ash-derived magnetic material in advance, the amount of substances that need to be stored can be greatly reduced.

101・・混合槽
102・・磁力分離装置
103・・減圧脱水機
104・・撹拌機
105・・スラリー送出ライン
106・・処理スラリー収容容器
107・・処理スラリー送出ライン
108・・処理スラリー返送ライン
901・・マグネットコア
902・・外筒
903・・ローラー
904・・スクレーパー
201・・混合槽
202・・磁力分離装置
203・・減圧脱水機
204・・撹拌機
205・・スラリー送出ライン
206・・処理スラリー収容容器
207・・処理スラリー送出ライン
208・・処理スラリー返送ライン
209・・吸着剤返送ライン
210・・制御部
211・・測定手段
212・・判定手段
213・・返送手段
301・・第1の混合槽
302・・第1の磁力分離装置
303・・第2の混合槽
304・・第2の磁力分離装置
305・・減圧脱水機
306・・第1の撹拌機
307・・第1のスラリー送出ライン
308・・前処理スラリー収容容器
309・・前処理スラリー送出ライン
310・・第2の撹拌機
311・・第2のスラリー送出ライン
312・・処理スラリー収容容器
313・・処理スラリー送出ライン
314・・処理スラリー返送ライン
401・・第1の混合槽
402・・第1の磁力分離装置
403・・第2の混合槽
404・・第2の磁力分離装置
405・・減圧脱水機
406・・第1の撹拌機
407・・第1のスラリー送出ライン
408・・前処理スラリー収容容器
409・・前処理スラリー送出ライン
410・・第2の撹拌機
411・・第2のスラリー送出ライン
412・・処理スラリー収容容器
413・・処理スラリー送出ライン
414・・処理スラリー返送ライン
415・・吸着剤返送ライン
416・・制御部
417・・測定手段
418・・判定手段
419・・返送手段
501・・混合槽
502・・第1の磁力分離装置
503・・第2の磁力分離装置
504・・減圧脱水機
505・・撹拌機
506・・スラリー送出ライン
507・・第1の処理スラリー収容容器
508・・第1の処理スラリー送出ライン
509・・第2の処理スラリー収容容器
510・・第2の処理スラリー送出ライン
101 ・ ・ Mixing tank 102 ・ ・ Magnetic separator 103 ・ ・ Dehydrator 104 ・ ・ Agitator 105 ・ ・ Slurry delivery line 106 ・ ・ Processed slurry container 107 ・ ・ Processed slurry delivery line 108 ・ ・ Processed slurry return line 901・ ・ Magnet core 902 ・ ・ Outer cylinder 903 ・ ・ Roller 904 ・ ・ Scraper 201 ・ ・ Mixing tank 202 ・ ・ Magnetic separation device 203 ・ ・ Dehydrator 204 ・ ・ Stirrer 205 ・ ・ Slurry delivery line 206 ・ Processed slurry Container 207 ··· Processed slurry delivery line 208 ··· Processed slurry return line 209 ·· Adsorbent return line 210 · · Control unit 211 · · Measuring means 212 · · Determination means 213 · · Return means 301 · · First mixing Tank 302 ··· First magnetic separation device 303 · · Second mixing vessel 304 · · Second magnetic separation device 05 .. Decompression dehydrator 306 .. First stirrer 307 .. First slurry delivery line 308 .. Pretreatment slurry container 309 .. Pretreatment slurry delivery line 310 .. Second agitator 311. Second slurry delivery line 312 ... Processed slurry container 313 ... Processed slurry delivery line 314 ... Processed slurry return line 401 ... First mixing tank 402 ... First magnetic separation device 403 ... Mixing tank 404 ··· second magnetic separation device 405 · · vacuum dehydrator 406 · · first stirrer 407 · · first slurry delivery line 408 · · pretreatment slurry container 409 · · pretreatment slurry delivery line 410 ·· Second stirrer 411 ·· Second slurry delivery line 412 ·· Processed slurry container 413 ·· Processed slurry delivery line 414 ·· Process Rally return line 415 .. Adsorbent return line 416 .. Control part 417 ..Measurement means 418 ..Determination means 419 ..Return means 501 ..Mixing tank 502 .. First magnetic separation device 503. Magnetic separation device 504 .. Vacuum dehydrator 505 .. Stirrer 506 .. Slurry delivery line 507 .. First treatment slurry container 508 .. First treatment slurry delivery line 509 .. Second treatment slurry container 510 .. Second treatment slurry delivery line

Claims (19)

放射性セシウムを含む飛灰と水とを混合して、放射性セシウムが水に溶解したスラリーを調製する調製工程;
調製工程において調製したスラリーと、鉄以外の金属を導入したフェロシアン化化合物を担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤とを混合して、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させる吸着工程;及び
吸着工程において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によってスラリーから分離する第1の分離工程;
を含む、放射性セシウムを含む飛灰の除染方法。
A preparation step in which fly ash containing radioactive cesium and water are mixed to prepare a slurry in which radioactive cesium is dissolved in water;
Adsorption that adsorbs radioactive cesium dissolved in water by mixing slurry prepared in the preparation process and adsorbent containing magnetic iron nanoparticles carrying ferrocyanide compound introduced with metal other than iron And a first separation step of separating the adsorbent adsorbing the radioactive cesium in the adsorption step from the slurry by magnetic force;
A method for decontaminating fly ash containing radioactive cesium.
第1の分離工程において得られた、吸着剤が分離された処理スラリーを減圧脱水する脱水工程を更に含む、請求項1に記載の除染方法。   The decontamination method according to claim 1, further comprising a dehydration step of dehydrating the treated slurry obtained by separating the adsorbent obtained in the first separation step under reduced pressure. 第1の分離工程を、2000〜13000ガウスの表面磁束密度を有する磁石を用いて実施する、請求項1又は2に記載の除染方法。   The decontamination method according to claim 1 or 2, wherein the first separation step is performed using a magnet having a surface magnetic flux density of 2000 to 13000 gauss. 第1の分離工程を、フェライト磁石又はネオジム磁石を用いて実施する、請求項1又は2に記載の除染方法。   The decontamination method according to claim 1 or 2, wherein the first separation step is performed using a ferrite magnet or a neodymium magnet. 吸着工程においてスラリーと吸着剤とを混合する前に、スラリーに含まれる飛灰由来の磁性体を、磁力によってスラリーから分離する第2の分離工程を更に含む、請求項1〜4のいずれかに記載の除染方法。   5. The method according to claim 1, further comprising a second separation step of separating magnetic material derived from fly ash contained in the slurry from the slurry by magnetic force before mixing the slurry and the adsorbent in the adsorption step. Decontamination method as described. 第1の分離工程において分離された吸着剤を、吸着工程において再利用する、請求項5に記載の除染方法。   The decontamination method according to claim 5, wherein the adsorbent separated in the first separation step is reused in the adsorption step. 吸着剤に含まれる磁性体鉄ナノ粒子を、吸着工程においてスラリーと混合する前に、着磁する、請求項1〜6のいずれかに記載の除染方法。   The decontamination method according to claim 1, wherein the magnetic iron nanoparticles contained in the adsorbent are magnetized before being mixed with the slurry in the adsorption step. 吸着工程において吸着剤と混合されるスラリーのpHを8〜10に調節する、請求項1〜7のいずれかに記載の除染方法。   The decontamination method according to any one of claims 1 to 7, wherein the pH of the slurry mixed with the adsorbent in the adsorption step is adjusted to 8 to 10. 吸着工程における吸着剤の混合量が、飛灰の重量の1重量%以下である、請求項1〜8のいずれかに記載の除染方法。   The decontamination method according to any one of claims 1 to 8, wherein the amount of adsorbent mixed in the adsorption step is 1% by weight or less of the weight of fly ash. 前記フェロシアン化化合物を担持した磁性体鉄ナノ粒子が、平均1〜500μmの多孔性二次粒子を形成している、請求項1〜9のいずれかに記載の除染方法。   The decontamination method according to any one of claims 1 to 9, wherein the magnetic iron nanoparticles carrying the ferrocyanide compound form porous secondary particles having an average of 1 to 500 µm. 放射性セシウムを含む飛灰の除染装置であって、
放射性セシウムを含む飛灰と、水と、鉄以外の金属を導入したフェロシアン化化合物を担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤とを混合して、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させたスラリーを調製する混合槽;
混合槽において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によってスラリーから分離する磁力分離装置;及び
磁力分離装置によって吸着剤が分離された処理スラリーを減圧脱水する減圧脱水機;
を備える、除染装置。
A fly ash decontamination device containing radioactive cesium,
Mixing fly ash containing radioactive cesium, water, and an adsorbent containing magnetic iron nanoparticles carrying ferrocyanide compounds introduced with metals other than iron, and using the radioactive cesium dissolved in water as the adsorbent A mixing tank for preparing the adsorbed slurry;
A magnetic separator for separating the adsorbent adsorbing radioactive cesium in the mixing tank from the slurry by magnetic force; and a vacuum dehydrator for dehydrating the treated slurry from which the adsorbent has been separated by the magnetic separator;
A decontamination apparatus.
磁力分離装置が、2000〜13000ガウスの表面磁束密度を有する磁石を有する、請求項11に記載の除染装置。   The decontamination device according to claim 11, wherein the magnetic separation device has a magnet having a surface magnetic flux density of 2000 to 13000 gauss. 磁力分離装置が、フェライト磁石又はネオジム磁石を有する、請求項11に記載の除染装置。   The decontamination apparatus according to claim 11, wherein the magnetic separation device includes a ferrite magnet or a neodymium magnet. 放射性セシウムを含む飛灰の除染装置であって、
放射性セシウムを含む飛灰と水とを混合して、放射性セシウムが水に溶解したスラリーを調製する第1の混合槽;
第1の混合槽において調製されたスラリーに含まれる飛灰由来の磁性体を、磁力によってスラリーから分離する第1の磁力分離装置;
第1の磁力分離装置によって飛灰由来の磁性体が分離された前処理スラリーと、鉄以外の金属を導入したフェロシアン化化合物を担持した磁性体鉄ナノ粒子を含む吸着剤とを混合して、水に溶解した放射性セシウムを吸着剤に吸着させる第2の混合槽;及び
第2の混合槽において放射性セシウムを吸着した吸着剤を、磁力によって前処理スラリーから分離する第2の磁力分離装置;
を備える、除染装置。
A fly ash decontamination device containing radioactive cesium,
A first mixing tank in which fly ash containing radioactive cesium and water are mixed to prepare a slurry in which radioactive cesium is dissolved in water;
A first magnetic separation device that separates the fly ash-derived magnetic material contained in the slurry prepared in the first mixing tank from the slurry by magnetic force;
Mixing the pretreatment slurry from which the fly ash-derived magnetic material was separated by the first magnetic separation device and the adsorbent containing magnetic iron nanoparticles carrying the ferrocyanide compound introduced with a metal other than iron A second mixing tank for adsorbing radioactive cesium dissolved in water to the adsorbent; and a second magnetic separation device for separating the adsorbent adsorbing the radioactive cesium in the second mixing tank from the pretreatment slurry by magnetic force;
A decontamination apparatus.
第2の磁力分離装置によって吸着剤が分離された処理スラリーを減圧脱水する減圧脱水機を更に備える、請求項14に記載の除染装置。   The decontamination apparatus according to claim 14, further comprising a vacuum dehydrator for dehydrating the processing slurry from which the adsorbent has been separated by the second magnetic separation apparatus. 第2の磁力分離装置が、2000〜13000ガウスの表面磁束密度を有する磁石を有する、請求項14又は15に記載の除染装置。   The decontamination apparatus according to claim 14 or 15, wherein the second magnetic separation apparatus has a magnet having a surface magnetic flux density of 2000 to 13000 gauss. 第2の磁力分離装置が、フェライト磁石又はネオジム磁石を有する、請求項14又は15に記載の除染装置。   The decontamination device according to claim 14 or 15, wherein the second magnetic separation device has a ferrite magnet or a neodymium magnet. 第2の磁力分離装置によって分離された吸着剤を第2の混合槽に返送する吸着剤返送ラインを更に備える、請求項14〜17のいずれかに記載の除染装置。   The decontamination apparatus according to any one of claims 14 to 17, further comprising an adsorbent return line for returning the adsorbent separated by the second magnetic separation device to the second mixing tank. 第2の磁力分離装置によって分離された吸着剤に吸着された放射性セシウムの量を測定する測定手段;
測定手段によって測定された放射性セシウムの量が所定の量に達しているか否かを判定する判定手段;及び
判定手段によって放射性セシウムの量が所定の量に達していないと判定された場合に、第2の磁力分離装置によって分離された吸着剤を吸着剤返送ラインを介して第2の混合槽に返送する返送手段;
を含む制御部を更に備える、請求項18に記載の除染装置。
Measuring means for measuring the amount of radioactive cesium adsorbed on the adsorbent separated by the second magnetic separation device;
Determining means for determining whether or not the amount of radioactive cesium measured by the measuring means has reached a predetermined amount; and when the determining means determines that the amount of radioactive cesium has not reached the predetermined amount, Return means for returning the adsorbent separated by the magnetic separation device of 2 to the second mixing tank via the adsorbent return line;
The decontamination apparatus according to claim 18, further comprising: a control unit including:
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