JP2021032595A - Radioactive waste solidification method and radioactive waste solidification device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射性廃棄物固化方法、および、放射性廃棄物固化装置に関する。 The present invention relates to a method for solidifying radioactive waste and a device for solidifying radioactive waste.
原子力発電所などのように、放射性物質を取り扱う施設においては、復水（タービン冷却水）や化学分析室の廃水を浄化するために、粒状（粉末状）のイオン交換樹脂が大量に使用されている。そして、硫酸や水酸化ナトリウム等を用いてイオン交換樹脂について再生処理が行われている。その結果、硫酸ナトリウム等の中和物を主成分として含む放射性の廃液が発生する。また、イオン交換樹脂は、繰り返しの使用によって処理能力が低下するので、最終的には、放射性廃棄物として処理される。 In facilities that handle radioactive substances, such as nuclear power plants, a large amount of granular (powdered) ion exchange resin is used to purify condensate (turbine cooling water) and wastewater in chemical analysis rooms. There is. Then, the ion exchange resin is regenerated using sulfuric acid, sodium hydroxide, or the like. As a result, radioactive liquid waste containing a neutralized product such as sodium sulfate as a main component is generated. In addition, since the treatment capacity of the ion exchange resin decreases due to repeated use, it is finally treated as radioactive waste.
放射性廃棄物のうち、低レベルの放射性廃棄物は、アスファルトやプラスチック等を用いて固化処理が行われていたが、近年においては、安価で核種の吸着性に優れる等の理由から、セメント等の水硬性無機固化材を用いた固化処理が多く行われている。 Of the radioactive wastes, low-level radioactive wastes have been solidified using asphalt, plastics, etc., but in recent years, cement and the like have been used because of their low cost and excellent adsorption of nuclei. Many solidification treatments using a water-hardening inorganic solidifying material are performed.
放射性廃棄物の固化設備では、模擬廃棄物による試験から配合条件や設備運転条件が定められ、実際の設備の設計に反映されている。たとえば、セメント固化においては、混練水とセメントとを練り混ぜた後に、放射性廃棄物を加えてさらに練り混ぜることで、均一な混練物を得る。そして、その混練物をドラム缶等の固化容器に投入して固化を行っている。固化処理は、ミキサー内で練り混ぜを行って混練物を形成した後に混練物を固化容器へ注入するアウトドラムミキサー方式、固化容器に撹拌翼を挿入して固化容器内で混練を行って固化を実行するインドラムミキサー方式に大別される。 For radioactive waste solidification equipment, compounding conditions and equipment operation conditions are determined from tests using simulated waste and reflected in the actual equipment design. For example, in cement solidification, after kneading water and cement, radioactive waste is added and further kneaded to obtain a uniform kneaded product. Then, the kneaded product is put into a solidification container such as a drum can to be solidified. The solidification process is an outdrum mixer method in which the kneaded product is formed by kneading in a mixer and then the kneaded product is injected into the solidifying container. It is roughly divided into the in-drum mixer method to be executed.
混練物は、使用する水硬性無機固化材のロットの違い、製造工場の違い、および、メーカーの違い等によって、流動性等の性状が異なる場合がある。特に、減容性を高めるために、放射性廃棄物の配合比率を高めて相対的に混練水の配合比率を小さくした条件では、流動性等の性状が大きく異なる場合がある。たとえば、セメントに含まれる可溶性の硫酸アルカリ量に応じて混練水の液相中における硫酸イオンの量が変動するために、流動性が変わる。ポリカルボン酸系減水剤で大幅に減水率を高めたモルタルやコンクリートにおいても、放射性廃棄物の混練物の性状と同様に流動性が顕著に異なる場合がある。 The kneaded product may have different properties such as fluidity due to differences in the lot of hydraulic inorganic solidifying material used, differences in manufacturing plants, differences in manufacturers, and the like. In particular, under the condition that the mixing ratio of radioactive waste is increased and the mixing ratio of kneaded water is relatively small in order to enhance the volume reduction property, the properties such as fluidity may be significantly different. For example, the fluidity changes because the amount of sulfate ions in the liquid phase of the kneaded water varies depending on the amount of soluble alkali sulfate contained in the cement. Even in mortar and concrete whose water reduction rate is significantly increased by a polycarboxylic acid-based water reducing agent, the fluidity may be significantly different as in the properties of the kneaded product of radioactive waste.
近年においては、放射性廃棄物の量を低減するために、放射性廃棄物の配合比率を高め、相対的に混練水の配合比率を小さくした条件で固化処理を実施している。このため、上述したように、水硬性無機固化材のロットの違い等に伴って、混練物の流動性が大きく変動する場合がある。 In recent years, in order to reduce the amount of radioactive waste, the solidification treatment has been carried out under the condition that the mixing ratio of radioactive waste is increased and the mixing ratio of kneaded water is relatively small. Therefore, as described above, the fluidity of the kneaded product may fluctuate greatly due to the difference in lots of the hydraulic inorganic solidifying material and the like.
原子力施設における放射性廃棄物の固化設備では、配合および運転の条件が予め定められているので、水硬性無機固化材の性状に合わせて、配合および運転の条件を変更することができない。このため、固化体の均一性が不十分になる場合があると共に、混練不良が生ずる場合がある。これに伴って、放射性廃棄物の固化設備の運転を安定的に実施することが困難になり、固化処理を効率的に実行することが容易でない場合がある。 In the radioactive waste solidification equipment in the nuclear facility, the compounding and operating conditions are predetermined, so the compounding and operating conditions cannot be changed according to the properties of the water-hard inorganic solidifying material. Therefore, the uniformity of the solidified body may be insufficient, and poor kneading may occur. Along with this, it becomes difficult to stably operate the equipment for solidifying radioactive waste, and it may not be easy to efficiently carry out the solidification treatment.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、固化処理を効率的に実行可能な、放射性廃棄物固化方法、および、放射性廃棄物固化装置を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a radioactive waste solidification method and a radioactive waste solidification apparatus capable of efficiently performing the solidification treatment.
実施形態に係る放射性廃棄物の固化方法では、混練物形成工程を有し、イオン交換樹脂を含む放射性廃棄物について固化処理を行う。混練物形成工程では、放射性廃棄物と水硬性無機固化材と減水剤と混練水とを混練することによって混練物を形成する。減水剤は、ナフタレンスルホン酸系である。混練物形成工程では、１００重量部の水硬性無機固化材に対して、０．６重量部以上の前記減水剤を添加する。 The method for solidifying radioactive waste according to the embodiment includes a kneaded product forming step, and solidifies the radioactive waste containing an ion exchange resin. In the kneaded product forming step, a kneaded product is formed by kneading radioactive waste, a hydraulic inorganic solidifying material, a water reducing agent, and kneaded water. The water reducing agent is a naphthalene sulfonic acid type. In the kneaded product forming step, 0.6 parts by weight or more of the water reducing agent is added to 100 parts by weight of the water-hardening inorganic solidifying material.
本発明によれば、固化処理を効率的に実行可能な、放射性廃棄物固化方法、および、放射性廃棄物固化装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a radioactive waste solidification method and a radioactive waste solidification apparatus capable of efficiently performing a solidification treatment.
［Ａ］放射性廃棄物固化装置
図１は、実施形態に係る放射性廃棄物固化装置１を模式的に示す図である。
[A] Radioactive Waste Solidification Device FIG. 1 is a diagram schematically showing a radioactive
図１に示すように、本実施形態の放射性廃棄物固化装置１は、放射性廃棄物供給タンク１０、添加剤供給タンク２０、水硬性無機固化材供給タンク３０、減水剤供給タンク４０、混練水供給タンク５０、および、混練装置６０を有する。放射性廃棄物固化装置１は、アウトドラムミキサー方式であって、混練装置６０で形成された混練物がドラム缶などの固化容器７０に投入されて固化されるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the radioactive
放射性廃棄物固化装置１を構成する各部に関して順次説明する。
Each part constituting the radioactive
［Ａ−１］放射性廃棄物供給タンク１０
放射性廃棄物供給タンク１０は、放射性廃棄物を貯蔵するために設置されている。本実施形態では、放射性廃棄物供給タンク１０は、たとえば、使用済みのイオン交換樹脂を放射性廃棄物として貯蔵している。
[A-1] Radioactive
The radioactive
［Ａ−２］添加剤供給タンク２０
添加剤供給タンク２０は、添加剤を貯蔵するために設置されている。本実施形態では、添加剤供給タンク２０は、たとえば、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ水溶液を添加剤として貯蔵している。
[A-2]
The
［Ａ−３］水硬性無機固化材供給タンク３０
水硬性無機固化材供給タンク３０は、水硬性無機固化材を貯蔵するために設置されている。本実施形態では、水硬性無機固化材供給タンク３０は、たとえば、普通ポルトランドセメントを水硬性無機固化材として貯蔵している。ここでは、水硬性無機固化材の保管温度が５℃以上４０℃以下の範囲にあるように、水硬性無機固化材供給タンク３０が水硬性無機固化材を貯蔵している。水硬性無機固化材としては、その他のポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントなどが列挙される。
[A-3] Hydraulic Inorganic Solidifying
The hydraulic inorganic solidifying
［Ａ−４］減水剤供給タンク４０
減水剤供給タンク４０は、減水剤を貯蔵するために設置されている。本実施形態では、減水剤供給タンク４０は、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩などのナフタレンスルホン酸系の減水剤を貯蔵している。
[A-4] Water reducing
The water reducing
［Ａ−５］混練水供給タンク５０
混練水供給タンク５０は、混練水を貯蔵するために設置されている。本実施形態では、混練水供給タンク５０は、たとえば、水を混練水として貯蔵している。
[A-5] Kneading
The kneading
［Ａ−６］混練装置６０
混練装置６０は、混練容器６１と撹拌機６２とを含み、少なくとも放射性廃棄物と水硬性無機固化材と減水剤と混練水とが混練容器６１に投入され、撹拌機６２を用いて混練が行われることによって混練物を形成するように構成されている。添加剤は、必要に応じて、混練容器６１に投入される。
[A-6]
The
具体的には、混練装置６０において、混練容器６１は、放射性廃棄物供給タンク１０から放射性廃棄物が配管を介して供給され、添加剤供給タンク２０から添加剤が配管を介して供給され、かつ、水硬性無機固化材供給タンク３０から水硬性無機固化材が配管を介して供給される。この他に、混練容器６１は、減水剤供給タンク４０に貯蔵された減水剤と混練水供給タンク５０に貯蔵された混練水とのそれぞれが配管を介して供給される。
Specifically, in the
混練装置６０において、撹拌機６２は、混練容器６１に供給された各物質を撹拌して混ぜることによって、混練物を形成するために設置されている。この他に、混練装置６０は、混練装置６０で形成された混練物が配管を介してドラム缶などの固化容器７０に投入されるように構成されている。
In the
［Ｂ］ 放射性廃棄物の固化方法
上記した放射性廃棄物固化装置１を用いて、放射性廃棄物の固化物を作製する方法（放射性廃棄物の固化方法）に関して説明する。
[B] Method for solidifying radioactive waste A method for producing a solidified radioactive waste (method for solidifying radioactive waste) using the above-mentioned radioactive
図２は、実施形態に係る放射性廃棄物の固化方法を示すフロー図である。 FIG. 2 is a flow chart showing a method for solidifying radioactive waste according to the embodiment.
［Ｂ−１］放射性廃棄物および混練水の投入
まず、図２に示すように、放射性廃棄物および混練水の投入を実行する（ＳＴ１０）。
[B-1] Addition of radioactive waste and kneading water First, as shown in FIG. 2, addition of radioactive waste and kneading water is performed (ST10).
本実施形態では、放射性廃棄物が放射性廃棄物供給タンク１０から混練装置６０の混練容器６１に供給されると共に、混練水が混練水供給タンク５０から混練装置６０の混練容器６１に供給される。ここでは、放射性廃棄物および混練水は、予め定められた量が投入される。
In the present embodiment, radioactive waste is supplied from the radioactive
このとき、必要に応じて、添加剤が添加剤供給タンク２０から混練装置６０の混練容器６１に供給される。添加剤は、放射性廃棄物に含有するイオン交換樹脂のイオン交換能を消失させる物質であって、固化処理で得られる固化物が膨潤することを抑制する場合に、添加される。
At this time, if necessary, the additive is supplied from the
［Ｂ−２］水硬性無機固化材の添加
つぎに、図２に示すように、水硬性無機固化材の添加を実行する（ＳＴ２０）。
[B-2] Addition of hydraulic inorganic solidifying material Next, as shown in FIG. 2, addition of the hydraulic inorganic solidifying material is executed (ST20).
本実施形態では、水硬性無機固化材が水硬性無機固化材供給タンク３０から混練装置６０の混練容器６１に供給される。ここでは、水硬性無機固化材は、予め定められた量が投入される。
In the present embodiment, the hydraulic inorganic solidifying material is supplied from the hydraulic inorganic solidifying
［Ｂ−３］一次混練
つぎに、図２に示すように、一次混練を実行する（ＳＴ３０）。
[B-3] Primary kneading Next, as shown in FIG. 2, the primary kneading is performed (ST30).
本実施形態では、上記のように、少なくとも放射性廃棄物と混練水と水硬性無機固化材とが投入された混練容器６１の内部において撹拌機６２を作動させることによって、一次混練を行う。
In the present embodiment, as described above, the primary kneading is performed by operating the
［Ｂ−４］減水剤の添加
つぎに、図２に示すように、減水剤の添加を実行する（ＳＴ４０）。
[B-4] Addition of water reducing agent Next, as shown in FIG. 2, addition of a water reducing agent is executed (ST40).
本実施形態では、減水剤が減水剤供給タンク４０から混練装置６０の混練容器６１に供給される。ここでは、減水剤は、予め定められた量が投入される。詳細については後述するが、１００重量部の水硬性無機固化材に対して、０．６重量部以上の減水剤を添加することが好ましい。
In the present embodiment, the water reducing agent is supplied from the water reducing
［Ｂ−５］二次混練
つぎに、図２に示すように、二次混練を実行する（ＳＴ５０）。
[B-5] Secondary kneading Next, as shown in FIG. 2, the secondary kneading is performed (ST50).
本実施形態では、上記のように、少なくとも一次混練後の混練物に減水剤が投入された混練容器６１の内部において撹拌機６２を作動させることによって、二次混練を行う。
In the present embodiment, as described above, the secondary kneading is performed by operating the
［Ｂ−６］固化処理
つぎに、図２に示すように、固化処理を実行する（ＳＴ６０）。
[B-6] Solidification process Next, as shown in FIG. 2, a solidification process is executed (ST60).
本実施形態では、二次混練後の混練物を混練容器６１から固化容器７０に投入することによって、固化処理を実行する。
In the present embodiment, the solidification process is executed by charging the kneaded product after the secondary kneading from the kneading container 61 into the
［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態では、イオン交換樹脂を含む放射性廃棄物と水硬性無機固化材と減水剤と混練水とを混練することによって混練物を形成する。このとき、本実施形態では、減水剤として、ナフタレンスルホン酸系を用いている。詳細については後述の実施例において説明するが、これにより、本実施形態では、水硬性無機固化材の性状が変動した場合であっても、混練不良が発生せずに、均一な固化体を得ることができる。その結果、放射性廃棄物固化装置１の運転を安定的に実施することが可能になり、固化処理を効率的に実行することができる。
[C] Summary As described above, in the present embodiment, the kneaded product is formed by kneading the radioactive waste containing the ion exchange resin, the water-hardening inorganic solidifying material, the water reducing agent, and the kneaded water. At this time, in the present embodiment, a naphthalene sulfonic acid system is used as the water reducing agent. Details will be described in Examples described later, but in the present embodiment, a uniform solidified body can be obtained without causing poor kneading even when the properties of the hydraulic inorganic solidifying material fluctuate. be able to. As a result, the operation of the radioactive
［Ｄ］変形例
［Ｄ−１］変形例１
図３は、実施形態の変形例に係る放射性廃棄物の固化方法を示すフロー図である。
[D] Modification Example [D-1] Modification Example 1
FIG. 3 is a flow chart showing a method of solidifying radioactive waste according to a modified example of the embodiment.
図３に示すように、図２の場合と異なる順序で、放射性廃棄物の固化処理を行ってもよい。具体的には、図３に示すように、放射性廃棄物および混練水の投入（ＳＴ１０）後であって、一次混練（ＳＴ３０）の実行前に、減水剤の添加（ＳＴ２１）を実行してもよい。そして、一次混練（ＳＴ３０）の実行後であって、二次混練（ＳＴ５０）の実行前に、水硬性無機固化材の添加（ＳＴ４１）を実行してもよい。 As shown in FIG. 3, the radioactive waste may be solidified in a different order from that shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 3, even if the addition of the water reducing agent (ST21) is executed after the addition of radioactive waste and the kneading water (ST10) and before the execution of the primary kneading (ST30). Good. Then, the addition of the hydraulic inorganic solidifying material (ST41) may be executed after the execution of the primary kneading (ST30) and before the execution of the secondary kneading (ST50).
詳細については後述の実施例において説明するが、本実施形態では、上記のように、減水剤の添加（ＳＴ２１）と水硬性無機固化材の添加（ＳＴ４１）との順序を変えた場合であっても、混練不良が発生せずに、均一な固化体を得ることができる。 Details will be described in Examples described later, but in the present embodiment, the order of the addition of the water reducing agent (ST21) and the addition of the hydraulic inorganic solidifying material (ST41) is changed as described above. However, a uniform solidified body can be obtained without causing poor kneading.
［Ｄ−２］変形例２
図４は、実施形態の変形例に係る放射性廃棄物固化装置１を模式的に示す図である。
[D-2] Modification 2
FIG. 4 is a diagram schematically showing the radioactive
図４に示すように、放射性廃棄物固化装置１は、上記実施形態の場合（図１参照）と異なり、減水剤供給タンク４０に貯蔵された減水剤と混練水供給タンク５０に貯蔵された混練水とが混練装置６０に供給される前に混合された状態で混練装置６０に供給されるように配管が構成されていてもよい。この場合には、減水剤が混練水で希釈された状態で混練装置６０に供給されるので、より均一な固化体を得ることができる。
As shown in FIG. 4, the radioactive
［Ｄ−３］その他
上記の実施形態では、混練水が水である場合について説明したが、これに限らない。混練水は、たとえば、イオン交換樹脂の再生液であって、硫酸塩と硝酸塩との少なくとも一方を２５重量％以下含有する水溶液であってもよい。上限値を超えた場合、析出が発生し、供給配管の閉塞がおこる可能性があると共に、セメント水和反応中にエトリンガイトが生成して膨張割れが発生する可能性がある。
[D-3] Others In the above embodiment, the case where the kneading water is water has been described, but the present invention is not limited to this. The kneading water may be, for example, a regenerated liquid of an ion exchange resin and an aqueous solution containing at least one of a sulfate and a nitrate in an amount of 25% by weight or less. If the upper limit is exceeded, precipitation may occur and the supply pipe may be blocked, and ettringite may be generated during the cement hydration reaction to cause expansion cracking.
また、上記の実施形態では、放射性廃棄物固化装置１がアウトドラムミキサー方式である場合について説明したが、これに限らない。インドラムミキサー方式の放射性廃棄物固化装置を用いて、固化処理を実行してもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the radioactive
以下より、上記の実施形態に関する実施例について、下記の表１から表４を用いて説明する。 Hereinafter, examples relating to the above-described embodiment will be described with reference to Tables 1 to 4 below.
［１］表１について
［１−１］実施例１−１
実施例１−１では、表１に示すように、硫酸イオン濃度が１９００μｇ／ｇである普通ポルトランドセメントＡを水硬性無機固化材として準備した。そして、減水剤として、ナフタレンスルホン酸系の減水剤（ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物ナトリウム塩）を準備した。この他に、表では省略しているが、放射性廃棄物を模擬した模擬廃棄物としてイオン交換樹脂を準備し、混練水として水を準備し、添加剤として２５重量％の水酸化ナトリウム水溶液を準備した。
[1] Regarding Table 1 [1-1] Example 1-1
In Example 1-1, as shown in Table 1, ordinary Portland cement A having a sulfate ion concentration of 1900 μg / g was prepared as a hydraulic inorganic solidifying material. Then, as a water reducing agent, a naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent (sodium salt of naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate) was prepared. In addition to this, although omitted in the table, an ion exchange resin is prepared as a simulated waste simulating radioactive waste, water is prepared as kneading water, and a 25 wt% sodium hydroxide aqueous solution is prepared as an additive. did.
実施例１−１では、全体量が５００ｍＬになるように各物質を下記に示す割合で配合した。
・水硬性無機固化材（普通ポルトランドセメントＡ）…１００重量部
・模擬廃棄物（イオン交換樹脂）…２７．１重量部
・混練水（水）…４７．７重量部
・添加剤（２５重量％の水酸化ナトリウム水溶液）…４．９重量部
・減水剤（ナフタレンスルホン酸系）…０．６重量部
In Example 1-1, each substance was blended in the proportions shown below so that the total volume was 500 mL.
・ Water-hard inorganic solidifying material (ordinary Portoland cement A)… 100 parts by weight ・ Simulated waste (ion exchange resin)… 27.1 parts by weight ・ Kneading water (water)… 47.7 parts by weight ・ Additive (25% by weight) (Sodium hydroxide aqueous solution): 4.9 parts by weight / water reducing agent (naphthalene sulfonic acid type): 0.6 parts by weight
ここでは、図２に示す手順で混練物の作製を行った。つまり、実施例１−１では、一次混練を行った後であって、二次混練を行う前に、減水剤を添加した。一次混練および二次混練については、１Ｌの容器の内部において、約２０℃の温度条件の下で撹拌を実行した。回転数の条件は、一次混練では、３００ｍｉｎ−１とし、二次混練では、５００ｍｉｎ−１とした。一次混練における撹拌時間は、１０分間であり、二次混練における撹拌時間は、４０分間であった。 Here, the kneaded product was prepared by the procedure shown in FIG. That is, in Example 1-1, the water reducing agent was added after the primary kneading and before the secondary kneading. For the primary kneading and the secondary kneading, stirring was performed inside a 1 L container under a temperature condition of about 20 ° C. A rotational speed is a primary kneading, and 300 min -1, in the secondary kneading was 500 min -1. The stirring time in the primary kneading was 10 minutes, and the stirring time in the secondary kneading was 40 minutes.
なお、実施例１−１においては、材料保管温度が２０℃である条件の水硬性無機固化材を用いた。 In Example 1-1, a hydraulic inorganic solidifying material was used under the condition that the material storage temperature was 20 ° C.
［１−２］実施例１−２〜実施例１−４
実施例１−２〜実施例１−４では、表１に示すように、実施例１−１で用いた普通ポルトランドセメントＡと異なる普通ポルトランドセメントＢ，Ｃ，Ｄを水硬性無機固化材として用いた。この点を除き、実施例１−２〜実施例１−４では、実施例１−１の場合と同様に、混練物を作製した。
[1-2] Examples 1-2-2 Examples 1-4
In Examples 1-2 to 1-4, as shown in Table 1, ordinary Portoland cements B, C, and D different from the ordinary Portorand cement A used in Example 1-1 are used as the water-hardening inorganic solidifying material. There was. Except for this point, in Examples 1-2 to 1-4, a kneaded product was prepared in the same manner as in Example 1-1.
［１−３］比較例１−１〜実施例１−４
比較例１−１〜比較例１−４では、表１に示すように、減水剤を添加しない点を除き、実施例１−１〜実施例１−４の場合と同様に、混練物を作製した。
[1-3] Comparative Examples 1-1 to 1-4
In Comparative Examples 1-1 to 1-4, as shown in Table 1, a kneaded product was prepared in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4 except that a water reducing agent was not added. did.
［１−４］粘度測定および評価
各例において作製した混練物に関して、粘度を測定した。ここでは、リオン社製ビスコテスタＶＴ−０６を用いて、粘度の測定を実行した。そして、インドラムミキサーでの混練性、並びに、アウトドラムミキサーからの排出性を考慮して、以下の判断基準で評価を行った。
・○：混練物の粘度が３５ｄＰａ・ｓ以下である場合
・×：混練物の粘度が３５ｄＰａ・ｓを超える場合
[1-4] Viscosity measurement and evaluation The viscosity of the kneaded product prepared in each example was measured. Here, the viscosity was measured using a Viscosity tester VT-06 manufactured by Rion Co., Ltd. Then, in consideration of the kneadability in the in-drum mixer and the discharge property from the out-drum mixer, the evaluation was performed according to the following criteria.
・ ○: When the viscosity of the kneaded product is 35 dPa ・ s or less ・ ×: When the viscosity of the kneaded product exceeds 35 dPa ・ s
表１に示すように、実施例１−１〜実施例１−４、および、比較例１−１，比較例１−２では、混練物の粘度は、３５ｄＰａ・ｓ以下であるので、「○」と評価した。これに対して、比較例１−３，比較例１−４では、混練物の粘度は、３５ｄＰａ・ｓを超えているので、「×」と評価した。 As shown in Table 1, in Examples 1-1 to 1-4 and Comparative Examples 1-1 and 1-2, the viscosity of the kneaded product is 35 dPa · s or less. I evaluated it. On the other hand, in Comparative Examples 1-3 and 1-4, the viscosity of the kneaded product exceeded 35 dPa · s, so that it was evaluated as “x”.
このように、ナフタレンスルホン酸系の減水剤を添加した場合（実施例１−１〜実施例１−４）には、水硬性無機固化材の性状が変動したときであっても、混練物の粘度が３５ｄＰａ・ｓ以下であり、混練不良が発生せずに、均一な固化体を得ることができた。これに対して、ナフタレンスルホン酸系の減水剤を添加しない状態（比較例１−１〜比較例１−４）では、水硬性無機固化材の性状が変動したときに、混練物の粘度が３５ｄＰａ・ｓを超えて、混練不良が発生する場合があった。 In this way, when a naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent is added (Examples 1-1 to 1-4), the kneaded product is kneaded even when the properties of the hydraulic inorganic solidifying material change. The viscosity was 35 dPa · s or less, and a uniform solidified body could be obtained without causing poor kneading. On the other hand, in the state where the naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent was not added (Comparative Examples 1-1 to 1-4), the viscosity of the kneaded product was 35 dPa when the properties of the hydraulic inorganic solidifying material changed. -In excess of s, poor kneading may occur.
［２］表２について
［２−１］実施例２−１から実施例２−４、比較例２−１
実施例２−１〜実施例２−４および比較例２−１では、表２に示すように、普通ポルトランドセメントＡを用いた場合において、ナフタレンスルホン酸系の減水剤の配合量を変えた。この点を除き、実施例２−１〜実施例２−４および比較例２−１では、実施例１−１の場合と同様に、混練物を作製した。
[2] Regarding Table 2, [2-1] Examples 2-1 to 2-4, Comparative Example 2-1
In Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Example 2-1 as shown in Table 2, the blending amount of the naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent was changed when ordinary Portland cement A was used. Except for this point, in Examples 2-1 to 2-4 and Comparative Example 2-1 kneaded products were prepared in the same manner as in Example 1-1.
［２−２］実施例２−５から実施例２−８，比較例２−２
実施例２−５〜実施例２−８および比較例２−２では、表２に示すように、普通ポルトランドセメントＤを用いた場合において、ナフタレンスルホン酸系の減水剤の配合量を変えた。この点を除き、実施例２−５〜実施例２−８，比較例２−２では、実施例１−４の場合と同様に、混練物を作製した。
[2-2] Examples 2-5 to 2-8, Comparative Example 2-2
In Examples 2-5 to 2-8 and Comparative Example 2-2, as shown in Table 2, the blending amount of the naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent was changed when ordinary Portland cement D was used. Except for this point, in Examples 2-5 to 2-8 and Comparative Example 2-2, kneaded products were prepared in the same manner as in Examples 1-4.
［２−３］粘度測定および評価
表２に示すように、実施例２−１〜実施例２−８および比較例２−１では、混練物の粘度は、３５ｄＰａ・ｓ以下であるので、「○」と評価した。これに対して、比較例２−２では、混練物の粘度は、３５ｄＰａ・ｓを超えているので、「×」と評価した。
[2-3] Viscosity measurement and evaluation As shown in Table 2, in Examples 2-1 to 2-8 and Comparative Example 2-1 the viscosity of the kneaded product is 35 dPa · s or less. ○ ”was evaluated. On the other hand, in Comparative Example 2-2, the viscosity of the kneaded product exceeded 35 dPa · s, so it was evaluated as “x”.
このように、１００重量部の水硬性無機固化材に対して、ナフタレンスルホン酸系の減水剤が０．６重量部未満である場合には、水硬性無機固化材の性状が変動したときに、混練物の粘度が３５ｄＰａ・ｓを超えて、混練不良が発生する場合があった（比較例２−２）。 As described above, when the amount of the naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent is less than 0.6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the water-hardening inorganic solidifying material, when the properties of the water-hardening inorganic solidifying material change, In some cases, the viscosity of the kneaded product exceeded 35 dPa · s, resulting in poor kneading (Comparative Example 2-2).
なお、１００重量部の水硬性無機固化材に対して、ナフタレンスルホン酸系の減水剤が１．２重量部含む場合には、混練物の粘度が３５ｄＰａ・ｓ以下であるが、材料分離（ブリージング）の発生が懸念される。このため、ナフタレンスルホン酸系の減水剤は、１．２重量部よりも少ない範囲が好ましい。たとえば、ナフタレンスルホン酸系の減水剤は、０．８重量部以下が好ましい。 When 1.2 parts by weight of a naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent is contained in 100 parts by weight of the hydraulic inorganic solidifying material, the viscosity of the kneaded product is 35 dPa · s or less, but the material is separated (breathing). ) Is a concern. Therefore, the naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent is preferably in a range less than 1.2 parts by weight. For example, the naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent is preferably 0.8 parts by weight or less.
［３］表３について
［３−１］実施例３−１から実施例３−４
実施例３−１では、表３に示すように、実施例１−１の場合と同様に、普通ポルトランドセメントＡを用いた場合において、図２に示す手順で混練物の作製を行った。これに対して、実施例３−２では、実施例３−１の場合と異なり、図３に示す手順で混練物の作製を行った。
[3] Regarding Table 3 [3-1] Examples 3-1 to 3-4
In Example 3-1 as shown in Table 3, the kneaded product was prepared by the procedure shown in FIG. 2 when ordinary Portland cement A was used as in the case of Example 1-1. On the other hand, in Example 3-2, unlike the case of Example 3-1 the kneaded product was prepared by the procedure shown in FIG.
実施例３−３では、表３に示すように、実施例１−４の場合と同様に、普通ポルトランドセメントＤを用いた場合において、図２に示す手順で混練物の作製を行った。これに対して、実施例３−４では、実施例３−３の場合と異なり、図３に示す手順で混練物の作製を行った。 In Example 3-3, as shown in Table 3, the kneaded product was prepared by the procedure shown in FIG. 2 when ordinary Portland cement D was used as in the case of Examples 1-4. On the other hand, in Example 3-4, unlike the case of Example 3-3, the kneaded product was prepared by the procedure shown in FIG.
［３−２］比較例３−１から比較例３−４
比較例３−１では、表３に示すように、実施例３−１の場合と同様に、普通ポルトランドセメントＡを用いた場合において、図２に示す手順で混練物の作製を行った。これに対して、比較例３−２では、比較例３−１の場合と異なり、図３に示す手順で混練物の作製を行った。
[3-2] Comparative Examples 3-1 to 3-4
In Comparative Example 3-1 as shown in Table 3, a kneaded product was prepared by the procedure shown in FIG. 2 when ordinary Portoland Cement A was used, as in the case of Example 3-1. On the other hand, in Comparative Example 3-2, unlike the case of Comparative Example 3-1 the kneaded product was prepared by the procedure shown in FIG.
比較例３−３では、表３に示すように、実施例３−３の場合と同様に、普通ポルトランドセメントＤを用いた場合において、図２に示す手順で混練物の作製を行った。これに対して、比較例３−４では、比較例３−３の場合と異なり、図３に示す手順で混練物の作製を行った。 In Comparative Example 3-3, as shown in Table 3, the kneaded product was prepared by the procedure shown in FIG. 2 when ordinary Portland cement D was used as in the case of Example 3-3. On the other hand, in Comparative Example 3-4, unlike the case of Comparative Example 3-3, the kneaded product was prepared by the procedure shown in FIG.
比較例３−１からから比較例３−４においては、実施例３−１から実施例３−４の場合と異なり、ナフタレンスルホン酸系の減水剤を用いずに、ポリカルボン酸系の減水剤を用いた。 In Comparative Examples 3-1 to 3-4, unlike the cases of Examples 3-1 to 3-4, a polycarboxylic acid-based water reducing agent was not used, and a naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent was not used. Was used.
［３−３］粘度測定および評価
表３に示すように、実施例３−１〜実施例３−４では、混練物の粘度は、３５ｄＰａ・ｓ以下であるので、「○」と評価した。これに対して、比較例３−１〜比較例３−４のうち、比較例３−４では、混練物の粘度は、３５ｄＰａ・ｓを超えているので、「×」と評価した。
[3-3] Viscosity measurement and evaluation As shown in Table 3, in Examples 3-1 to 3-4, the viscosity of the kneaded product was 35 dPa · s or less, so it was evaluated as “◯”. On the other hand, among Comparative Examples 3-1 to 3-4, in Comparative Example 3-4, the viscosity of the kneaded product exceeded 35 dPa · s, so that it was evaluated as “x”.
ポリカルボン酸系の減水剤は、セメント粒子の表面に高分子を吸着させて物理的に分散させる作用を有しており、粒子周辺に電気二重層を作って静電反発の作用で分散性を高めるので、一般に粒子分散性が高いとされている。 このため、ポリカルボン酸系の減水剤は、高強度のコンクリートが得られるため、近年の土木業界では、多く用いられている。 A polycarboxylic acid-based water reducing agent has the effect of adsorbing a polymer on the surface of cement particles and physically dispersing it, and forms an electric double layer around the particles to improve dispersibility by the action of electrostatic repulsion. Since it enhances the particle dispersibility, it is generally considered to have high particle dispersibility. For this reason, polycarboxylic acid-based water reducing agents are widely used in the civil engineering industry in recent years because high-strength concrete can be obtained.
しかしながら、上記の結果のように、ナフタレンスルホン酸系の減水剤を用いずに、ポリカルボン酸系の減水剤を用いた場合には、水硬性無機固化材の性状が変動したときに、混練物の粘度が３５ｄＰａ・ｓを超えて、混練不良が発生する場合があった（比較例３−４）。 However, as shown in the above results, when a polycarboxylic acid-based water reducing agent is used without using a naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent, the kneaded product is kneaded when the properties of the water-hardening inorganic solidifying material change. In some cases, the viscosity of Naphthalene exceeded 35 dPa · s, resulting in poor kneading (Comparative Example 3-4).
［４］表４について
［４−１］実施例４−１から実施例４−６
実施例４−１から実施例４−３では、表４に示すように、実施例２−２の場合と同様に、材料保管温度を変えた普通ポルトランドセメントＡを用いて混練物の作製を行った。また、実施例４−４から実施例４−６では、表４に示すように、実施例２−６の場合と同様に、材料保管温度を変えた普通ポルトランドセメントＤを用いて混練物の作製を行った。
[4] Regarding Table 4 [4-1] Examples 4-1 to 4-6
In Examples 4-1 to 4-3, as shown in Table 4, a kneaded product was prepared using ordinary Portland cement A in which the material storage temperature was changed, as in the case of Example 2-2. It was. Further, in Examples 4-4 to 4-6, as shown in Table 4, as in the case of Example 2-6, a kneaded product was prepared using ordinary Portland cement D in which the material storage temperature was changed. Was done.
［４−２］粘度測定および評価
表４に示すように、実施例４−１〜実施例４−６では、混練物の粘度は、３５ｄＰａ・ｓ以下であるので、「○」と評価した。
[4-2] Viscosity measurement and evaluation As shown in Table 4, in Examples 4-1 to 4-6, the viscosity of the kneaded product was 35 dPa · s or less, so it was evaluated as “◯”.
このように、普通ポルトランドセメントＡや普通ポルトランドセメントＤなどの水硬性無機固化材の保管温度が５℃以上４０℃以下の範囲である場合には、水硬性無機固化材の性状が変動したときであっても、混練物の粘度が３５ｄＰａ・ｓ以下であり、混練不良の発生を抑制可能であった。 As described above, when the storage temperature of the hydraulic inorganic solidifying material such as ordinary Portland cement A or ordinary Portland cement D is in the range of 5 ° C. or higher and 40 ° C. or lower, when the properties of the hydraulic inorganic solidifying material fluctuate. Even if it was present, the viscosity of the kneaded product was 35 dPa · s or less, and it was possible to suppress the occurrence of poor kneading.
なお、普通ポルトランドセメントは、温度が顕著に異なると水和速度が変わり、混練物の性状に影響を与えると共に、減水剤の分散作用にも影響を与える可能性がある。このため、混練性状を安定化するために、混練温度は、２０℃程度の常温に固定するのが望ましい。また、水和反応促進を避ける観点から、混練温度は、３５℃以下が望ましい。しかしながら、上記結果によれば、材料保管温度によらずに、評価を満足する粘度の混練物を得ることができた。 In addition, ordinary Portland cement changes the hydration rate when the temperature is significantly different, which may affect the properties of the kneaded product and also affect the dispersion action of the water reducing agent. Therefore, in order to stabilize the kneading properties, it is desirable to fix the kneading temperature at room temperature of about 20 ° C. Further, from the viewpoint of avoiding the promotion of the hydration reaction, the kneading temperature is preferably 35 ° C. or lower. However, according to the above results, a kneaded product having a viscosity satisfying the evaluation could be obtained regardless of the material storage temperature.
＜その他＞
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することができる。本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be implemented in various forms other than the above-described embodiment at the implementation stage. The present invention can be omitted, added, replaced, or modified in various ways without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
１…放射性廃棄物固化装置、１０…放射性廃棄物供給タンク、２０…添加剤供給タンク、３０…水硬性無機固化材供給タンク、４０…減水剤供給タンク、５０…混練水供給タンク、６０…混練装置、６１…混練容器、６２…撹拌機、７０…固化容器 1 ... Radioactive waste solidifying device, 10 ... Radioactive waste supply tank, 20 ... Additive supply tank, 30 ... Water-hardening inorganic solidifying material supply tank, 40 ... Water reducing agent supply tank, 50 ... Kneading water supply tank, 60 ... Kneading Equipment, 61 ... kneading container, 62 ... stirrer, 70 ... solidifying container
Claims (4)
前記放射性廃棄物と水硬性無機固化材と減水剤と混練水とを混練することによって混練物を形成する混練物形成工程
を有し、
前記減水剤は、ナフタレンスルホン酸系であり、
前記混練物形成工程では、１００重量部の前記水硬性無機固化材に対して、０．６重量部以上の前記減水剤を添加する、
放射性廃棄物の固化方法。 It is a method of solidifying radioactive waste that solidifies radioactive waste containing ion exchange resin.
It has a kneaded product forming step of forming a kneaded product by kneading the radioactive waste, a hydraulic inorganic solidifying material, a water reducing agent, and kneaded water.
The water reducing agent is a naphthalene sulfonic acid type and is based on naphthalene sulfonic acid.
In the kneaded product forming step, 0.6 parts by weight or more of the water reducing agent is added to 100 parts by weight of the hydraulic inorganic solidifying material.
Method of solidifying radioactive waste.
請求項１に記載の放射性廃棄物の固化方法。 The method for solidifying radioactive waste according to claim 1, wherein the storage temperature of the hydraulic inorganic solidifying material is 5 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
請求項１または２に記載の放射性廃棄物の固化方法。 The kneading water contains at least one of a sulfate and a nitrate.
The method for solidifying radioactive waste according to claim 1 or 2.
前記放射性廃棄物と水硬性無機固化材と減水剤と混練水とを混練することによって混練物を形成する混練装置
を有し、
前記減水剤は、ナフタレンスルホン酸系であることを特徴とする、
放射性廃棄物固化装置。 A radioactive waste solidifying device that solidifies radioactive waste containing ion exchange resins.
It has a kneading device that forms a kneaded product by kneading the radioactive waste, a water-hardening inorganic solidifying material, a water reducing agent, and kneaded water.
The water reducing agent is a naphthalene sulfonic acid type.
Radioactive waste solidification equipment.
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