JP5708511B2 - Method for producing solid cement of radioactive cesium-containing fly ash - Google Patents

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Description

本発明は、放射性セシウムを含有する飛灰や溶融飛灰のセメント固化物の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a solidified cement of fly ash or molten fly ash containing radioactive cesium.

原子力発電所等の放射性物質を取扱う施設から排出される廃棄物のうち可燃性のものは焼却処理されるが、その焼却の際に発生する焼却灰には放射性物質が含まれており、そのなかで放射性セシウムは半減期が134Csで約2年、137Csで約30年と長いので、その保管には細心の注意を払う必要がある。特に、最近では福島県の原子力発電所の事故により多量の放射性物質が放出されて広範囲にわたって汚染を引起し、その汚染地域から出される可燃物の焼却灰の処理も問題になっている。 Combustible waste discharged from facilities that handle radioactive materials such as nuclear power plants is incinerated, and the incineration ash generated during the incineration contains radioactive materials. Since radioactive cesium has a long half-life of 134 Cs for about 2 years and 137 Cs for about 30 years, it must be carefully stored. In particular, recently, a large amount of radioactive material has been released due to an accident at a nuclear power plant in Fukushima Prefecture, causing pollution over a wide area, and the treatment of incinerated ash from combustible materials from the contaminated area has also become a problem.

そこで、環境省では、放射性セシウム濃度が8,000Bq/kgを超え100,000Bq/kg以下の焼却灰については、セメントを加えて固化物とし、セメント固化物の周囲を覆って埋立処分する指針を示している(非特許文献1)。そして、セメントの固化物の強度について、セメント固化物1mあたり150kg以上で、埋立処分を行う際の一軸圧縮強度が0.98メガパスカルの場合とそうでない場合の埋立方法を別に規定している。 Therefore, the Ministry of the Environment has a guideline for incineration ash with radioactive cesium concentration exceeding 8,000 Bq / kg and 100,000 Bq / kg or less to make solidified by adding cement and covering the periphery of the cement solidified by landfill. (Non-Patent Document 1). Then, for the strength of the solidified product of cement, cement solidified product 1m 3 per 150kg or more, uniaxial compressive strength at the time of performing the landfill is defined separately from the landfill method in the case is not the case with the case of 0.98 megapascals .

一方、有害物を含む焼却灰のセメント固化方法として配合比率を変えて一軸圧縮強度を求めた報告もある(非特許文献2)。   On the other hand, there is also a report of determining the uniaxial compressive strength by changing the blending ratio as a method for solidifying incinerated ash containing harmful substances (Non-patent Document 2).

また、放射性廃棄物の焼却灰をセメントで固化する際に、焼却処理によって生じた塩化鉛等の重金属塩化物を水への溶解性が低い状態に変換する方法も開示されている(特許文献1)。この変換には、アルカリ金属水酸化物やアルカリ土類金属水酸化物などが用いられている。   Moreover, when solidifying the incinerated ash of radioactive waste with cement, a method of converting heavy metal chlorides such as lead chloride produced by incineration to a state having low solubility in water is also disclosed (Patent Document 1). ). For this conversion, an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, or the like is used.

特開2008−256660号公報JP 2008-256660 A

環境省環廃対発第110831001号、環廃産発第110831001号、平成23年8月31日Ministry of the Environment, Abandoned Opportunity No. 110831001, Environment Abandoned Production No. 110831001, August 31, 2011 川戸ら、「焼却灰のセメント固化試験I−模擬焼却灰の基本的固化特性−」、JAEA−Technology2010−013、2010年7月、p1〜38Kawato et al., “Cement solidification test of incineration ash I—Basic solidification characteristics of simulated incineration ash”, JAEA-Technology 2010-013, July 2010, p1-38.

焼却灰のセメント固化物には亀裂が入っていることがあり、その場合、雨水が浸透するとこの亀裂から放射性セシウムが溶出してくる。そこで、従来の埋立方法では、埋立処分場の構造を変えて、隔壁層を設けたり、コンクリート容器に入れたり、処分場からの廃水を処理する方法などが挙げられている。しかしながら、放射性セシウムは漏出しないよう細心の注意を払う必要があり、これらの方法でも、運搬中のトラブルや地震などによる処分場の地割れや廃水処理設備のトラブルなどの不測の事態が起これば放射性セシウムが漏出する懸念がある。   Incinerated ash cement solids may have cracks. In such a case, when rainwater penetrates, radioactive cesium is eluted from the cracks. Therefore, conventional landfill methods include methods of changing the structure of the landfill disposal site to provide a partition wall layer, putting it in a concrete container, or treating waste water from the disposal site. However, it is necessary to pay close attention to prevent radioactive cesium from leaking out. Even if these methods are used, if there is an unexpected situation such as a trouble during transportation, a crack in the disposal site due to an earthquake, or a trouble in the wastewater treatment facility, it will be radioactive. There is concern that cesium may leak.

本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討の結果、焼却灰の内、炉底灰である主灰には放射性セシウムの含有量が少なく、また、セシウムが主に水に難溶性の酸化物の形態で存在しているのに対し、煙道から捕集される飛灰には放射性セシウムの含有量が大きく、しかも多くが水溶性の塩化セシウムなどの形態で含まれていることを見出した。そして、この飛灰に予め水に難不溶性で粉粒体状の陽イオン交換体を混合し、水を加えてスラリー状にしておけば、そこに含まれている塩化セシウムなどの水溶性の放射性セシウムが溶けだして、放射性セシウムが陽イオン交換体に吸着され、この状態でセメント固化物にしておけば、雨水が浸透してきても放射性セシウムは陽イオン交換体に吸着されていて溶出の問題がなく、放射性セシウムをセメント固化物に封じ込めておくことが出来ることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has a small amount of radioactive cesium in the main ash, which is the bottom ash of the incineration ash, and cesium is an oxidation that is hardly soluble in water. It is found that the fly ash collected from the flue has a high content of radioactive cesium, and most of it is contained in the form of water-soluble cesium chloride, etc. It was. And if this fly ash is mixed in advance with a water-insoluble and granular cation exchanger in water and added to water to form a slurry, water-soluble radioactive substances such as cesium chloride contained therein When cesium begins to dissolve and the radioactive cesium is adsorbed on the cation exchanger, and the cement is solidified in this state, the radioactive cesium is adsorbed on the cation exchanger and there is no elution problem even if rainwater permeates. It was found that radioactive cesium can be contained in cement solidified material.

そして、この陽イオン交換体を煙道に吹込むことにより、陽イオン交換体を飛灰と均一に混合できることを見出した。そして、さらに、煙道、集塵機から捕集される飛灰の放射性物質の濃度変化を計測し、その計測値に応じて陽イオン交換体の吹込量を変えることによって放射性セシウムの溶出を安定して抑制できることを見出した。   And it discovered that a cation exchanger could be mixed with fly ash uniformly by blowing this cation exchanger into a flue. In addition, the concentration change of the radioactive material in the fly ash collected from the flue and dust collector is measured, and the elution of radioactive cesium is stabilized by changing the injection amount of the cation exchanger according to the measured value. It was found that it can be suppressed.

本発明は、これらの知見に基いてなされたものであり、放射性セシウム含有物を焼却する焼却炉あるいは溶融する溶融炉から排出される排ガス中の飛灰を煙道の集塵機で捕集し、これに水とセメントを加えて固化物とする方法において、該集塵機から捕集される飛灰の放射性物質の濃度変化を計測するとともに、該煙道の集塵機より上流側において、粉粒体状の陽イオン交換体を吹込み、該陽イオン交換体の吹込量を計測された放射性物質の濃度に応じて変えることを特徴とする、放射性セシウム含有飛灰のセメント固化物の製造方法と、放射性セシウム含有物を焼却する焼却炉あるいは溶融する溶融炉から排出される排ガス中の飛灰を煙道の集塵機で捕集し、これに水とセメントを加えて固化物とする方法において、該煙道の集塵機より上流側において、放射性物質の濃度変化を計測するとともに、粉粒体状の陽イオン交換体を吹込み、該陽イオン交換体の吹込量を計測された放射性物質の濃度に応じて変えることを特徴とする、放射性セシウム含有飛灰のセメント固化物の製造方法を提供するものである。   The present invention has been made on the basis of these findings, and the fly ash in the exhaust gas discharged from the incinerator for incineration of radioactive cesium-containing materials or from the melting furnace for melting is collected by a flue dust collector. In the method of adding water and cement to the solidified product, the concentration change of the radioactive material in the fly ash collected from the dust collector is measured, and the positive particle-shaped positive is upstream of the dust collector of the flue. A method for producing a cement solidified product of radioactive cesium-containing fly ash, wherein the ion exchanger is injected, and the amount of the cation exchanger injected is changed according to the measured concentration of radioactive material, and containing radioactive cesium In a method of collecting fly ash in exhaust gas discharged from an incinerator for incineration of materials or a melting furnace for melting by a dust collector of a flue and adding water and cement to this to form a solidified product, the dust collector of the flue Above On the side, the concentration change of the radioactive substance is measured, and a granular cation exchanger is blown, and the amount of the cation exchanger blown is changed according to the measured concentration of the radioactive substance. The present invention provides a method for producing a solidified cement of radioactive cesium-containing fly ash.

本発明の方法の概略を図1に示す。同図に示すように、汚染飛灰に、微粉化陽イオン交換体と水を加えて混合することによって放射性セシウムを陽イオン交換体に吸着させ、これにセメントを加えて固化物とすることにより、埋立てても放射性セシウムの溶出しない安定固化物を得ることができる。   An outline of the method of the present invention is shown in FIG. As shown in the figure, by adding pulverized cation exchanger and water to the contaminated fly ash and mixing, the radioactive cesium is adsorbed on the cation exchanger, and cement is added to this to form a solidified product. A stable solidified product from which radioactive cesium does not elute even when landfilled can be obtained.

一方、従来の方法では、図4に示すように、水溶性の放射性セシウムがそのままセメントで固化されているので、雨水が割れ目等から浸透すると放射性セシウムが溶出してくる。   On the other hand, in the conventional method, as shown in FIG. 4, since water-soluble radioactive cesium is solidified with cement as it is, radioactive cesium is eluted when rainwater permeates from a crack or the like.

本発明により、放射性セシウムを含有する飛灰を安定してセメント固化物に封じ込めて、埋立て処分場からの溶出を防止することができる。   According to the present invention, fly ash containing radioactive cesium can be stably contained in a cement solidified product, and elution from a landfill site can be prevented.

本発明の方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of this invention. 本発明による方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the method by this invention. 本発明による方法の他の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows another example of the method by this invention. 従来の方法を説明する図である。It is a figure explaining the conventional method.

放射性セシウム含有物は、焼却処理される、放射性セシウムを含有する可燃物、その焼却灰、溶融飛灰などである。すなわち、放射性セシウムを含有する可燃物を焼却した焼却灰には、焼却炉の炉底に溜まる炉底灰である主灰と、燃焼排ガスに含まれてバグフィルター等の集塵機で捕集される飛灰がある。また、この主灰を溶融炉で加熱溶融してスラグ化する際に発生してバグフィルター等の集塵機で捕集される溶融飛灰もある。本発明では、焼却炉から発生する飛灰と溶融炉から発生する飛灰のいずれにも適用できる。これら飛灰のセシウムの含有量は通常0.1〜10ppm程度であり、そのうち、放射性セシウムの含有量は、放射能濃度により異なるが、初期の灰の放射線濃度を134Csと137Csが等しく、たとえば、それぞれ500Bq/kg(すなわち、合計で1,000Bq/kg)とすると、134Csは約10pg/kg、137Csは約155pg/kgと極微量である。 The radioactive cesium-containing material is a combustible material containing radioactive cesium that is incinerated, its incinerated ash, molten fly ash, and the like. That is, the incineration ash obtained by incinerating combustibles containing radioactive cesium includes the main ash that is the bottom ash collected at the bottom of the incinerator and the flying ash that is contained in the combustion exhaust gas and collected by a dust collector such as a bag filter. There is ash. There is also a molten fly ash that is generated when the main ash is heated and melted in a melting furnace to be slag and collected by a dust collector such as a bag filter. The present invention can be applied to both fly ash generated from an incinerator and fly ash generated from a melting furnace. The cesium content of these fly ash is usually about 0.1 to 10 ppm, of which the radioactive cesium content varies depending on the radioactivity concentration, but the initial ash radiation concentration is equal to 134 Cs and 137 Cs, For example, if each of them is 500 Bq / kg (that is, 1,000 Bq / kg in total), 134 Cs is about 10 pg / kg and 137 Cs is about 155 pg / kg, which is a very small amount.

焼却炉の種類は問わないが、通常のごみの焼却炉などでよく、基本的には、燃焼炉と、それに放射性セシウム含有可燃物を投入する投入口、燃焼排ガスを排出する煙道と煙窓、煙道の途中に設けられる集塵機、燃焼の結果生じた焼却灰の取出口などで構成される。   There is no limitation on the type of incinerator, but it can be an ordinary incinerator. Basically, it is a combustion furnace, an inlet for introducing combustible materials containing radioactive cesium, and a flue and smoke window for discharging combustion exhaust gas. It consists of a dust collector installed in the middle of the flue, an outlet for incinerated ash generated as a result of combustion, and the like.

溶融炉は、焼却炉で発生した焼却灰を溶融スラグ化する炉であり、シャフト式ガス化溶融炉や電気抵抗式灰溶融炉などがある。   The melting furnace is a furnace for melting incinerated ash generated in the incinerator into a molten slag, such as a shaft type gasification melting furnace or an electric resistance type ash melting furnace.

煙道は、これらの焼却炉や溶融炉の排ガスの通路であり、その途中に排ガス中の飛灰を捕集する集塵機が設けられる。   The flue is a passage for the exhaust gas of these incinerators and melting furnaces, and a dust collector that collects fly ash in the exhaust gas is provided in the middle.

集塵機の種類は問わないが、典型的なものはバグフィルターである。   The type of dust collector is not limited, but a typical one is a bag filter.

本発明では、煙道又は集塵機あるいはそれから排出される飛灰の放射性物質の濃度変化を計測する。放射性物質はセシウムのみではないが、原子力発電所から排出されて半減期が長いのは放射性セシウムであるから、現実に、飛灰に含まれる放射性物質はほとんどが放射性セシウムである。   In the present invention, the concentration change of the radioactive material of the flue or the dust collector or the fly ash discharged from it is measured. The radioactive material is not only cesium, but it is radioactive cesium that has been discharged from nuclear power plants and has a long half-life. In fact, most of the radioactive material contained in fly ash is radioactive cesium.

放射性物質の濃度変化の計測には市販の放射能計測器を用いれば足りる。放射能計測器の例としては、ガイガーカウンター、シンチュレーションカウンター等を挙げることができる。   It is sufficient to use a commercially available radioactivity measuring instrument to measure the concentration change of the radioactive substance. Examples of the radioactivity measuring instrument include a Geiger counter and a scintillation counter.

放射能計測器の取付位置として、煙道に設ける場合には、配管の側壁に設けた座を例示することができる。集塵機あるいはそれから排出される飛灰で計測する場合には、集塵機自体の入口配管の外、そこから排出される飛灰のホッパー、クリーンルーム、出側の配管等を取付位置として例示することができる。放射能の計測は、連続あるいは断続的に行ない、放射能の経時変化を測定する。そして、原則として、レコーダー等で記録する。   In the case where the radioactive measuring instrument is mounted on the flue, a seat provided on the side wall of the pipe can be exemplified. In the case of measuring with a dust collector or fly ash discharged from the dust collector, the hopper of the fly ash discharged from the dust collector itself, the clean room, the piping on the exit side, and the like can be exemplified as the attachment position. Radioactivity is measured continuously or intermittently, and the change in radioactivity over time is measured. And in principle, record with a recorder.

煙道に吹込む陽イオン交換体は、放射性セシウムを効率よく吸着できるものが良い。また、放射性セシウムを吸着後も雨水等で溶出しないために水に難不溶性、特に不溶性のものがよく、均一に混合させる観点から粉粒体であることが好ましい。   The cation exchanger blown into the flue is preferably one that can adsorb radioactive cesium efficiently. In addition, since radioactive cesium does not elute with rainwater or the like after adsorption, it is preferably insoluble in water, particularly insoluble in water, and is preferably a granular material from the viewpoint of uniform mixing.

このような陽イオン交換体の好ましいものの例としては、無機の陽イオン交換体では、ゼオライト、ベントナイト、ヘテロボリ酸塩であるモリブドリン酸アンモニウム、タングストリン酸アンモニウム、およびNi系もしくはFe系フェロシアン化物等、有機の陽イオン交換体ではイオン交換樹脂、破砕したイオン交換膜等を挙げることができる。イオン交換樹脂やイオン交換膜は、イオン交換基が酸基のものであり、強酸性、弱酸性のいずれであってもよい。陽イオン交換容量は大きいほうが好ましく、50meq/100g以上、好ましくは、100meq/100g以上のものがよい。上限は特に制限されないが、実用上120meq/100g程度まで、特に200meq/100g程度である。粒径は、均一分散という観点からは細かい方がよいが、あまり細かいと凝集しやすい等の取り扱い上の問題があり、大きすぎると吸着能力上好ましくない。そこで、平均粒径で0.01〜200μm程度、好ましくは0.1〜50μm程度のものがよい。粒形は問わないが、球形、破砕形などを例示することができる。   Examples of preferred cation exchangers include inorganic cation exchangers such as zeolite, bentonite, heteroborates such as ammonium molybdate, tungstophosphate, and Ni-based or Fe-based ferrocyanide. Examples of organic cation exchangers include ion exchange resins and crushed ion exchange membranes. The ion exchange resin and the ion exchange membrane have an ion exchange group that is an acid group, and may be either strongly acidic or weakly acidic. The larger cation exchange capacity is preferable, and it is 50 meq / 100 g or more, preferably 100 meq / 100 g or more. The upper limit is not particularly limited, but is practically about 120 meq / 100 g, particularly about 200 meq / 100 g. The particle size is preferably fine from the viewpoint of uniform dispersion. However, if the particle size is too small, there are problems in handling such as easy aggregation, and if it is too large, the adsorption ability is not preferable. Therefore, the average particle size is about 0.01 to 200 μm, preferably about 0.1 to 50 μm. Although a particle shape is not ask | required, a spherical shape, a crushing shape, etc. can be illustrated.

特に、フェロシアン化物をシリカゲルやシリカなどの無機多孔体に担持しておくことが好ましい。好ましいフェロシアン化物の例として、プルシアンブルー、フェロシアン化カリウム、フェリシアン化カリウム、へキサシアノニッケル(II)鉄(II)酸カリウム等のヘキサシアノ鉄塩等を挙げることができる。担持方法としては、Ni(NO、KFe(CN)塩溶液を順次含浸させ、不溶性フェロシアン化物を細孔内に沈殿生成させることが好ましい。 In particular, the ferrocyanide is preferably supported on an inorganic porous material such as silica gel or silica. As examples of preferable ferrocyanides, hexacyanoiron salts such as Prussian blue, potassium ferrocyanide, potassium ferricyanide, potassium hexacyanonickel (II) iron (II), and the like can be given. As a loading method, it is preferable to sequentially impregnate Ni (NO 3 ) 2 and K 4 Fe (CN) 6 salt solution to precipitate insoluble ferrocyanide in the pores.

陽イオン交換体の吹込量としては、飛灰重量では、灰100g当り1〜100g程度、好ましくは10〜50g程度になるようにするのがよい。フェロシアン化物を担持させた無機多孔体の場合には、1〜2割程度添加量を減少させることができる。   The amount of the cation exchanger to be blown should be about 1 to 100 g, preferably about 10 to 50 g per 100 g of ash in terms of fly ash weight. In the case of an inorganic porous material carrying a ferrocyanide, the amount added can be reduced by about 10 to 20%.

本発明においては、煙道又は集塵機あるいはそれから排出される飛灰の放射性物質の濃度変化の計測結果に基いて陽イオン交換体の吹込量を増減させて、上記の添加量範囲に入るように調整する。この調整は厳密に行わなくともよく、段階的に可変すればよい。   In the present invention, the amount of cation exchanger blown is increased or decreased based on the measurement result of the concentration change of the radioactive material in the flue or dust collector or the fly ash discharged from the flue, and adjusted so that it falls within the above-mentioned addition amount range. To do. This adjustment does not have to be performed strictly, but may be varied step by step.

集塵機から回収した飛灰と陽イオン交換体の混合物における飛灰中の放射性セシウムを陽イオン交換体に吸着させるためには水を存在させてスラリー状にする必要がある。この水の添加量は少なすぎると放射性セシウムの陽イオン交換体への吸着が不充分になり、多すぎるとその後のセメント固化の障害になるためその対策が必要になる。そこで、飛灰と陽イオン交換体の混合物をスラリー状に存在させるための水の量は、飛灰に対して10〜90重量%、好ましくは20〜70重量%である。飛灰に対して水の添加量が10重量%未満の場合、飛灰と陽イオン交換体の混合物はスラリー状にならず陽イオン交換体への吸着が不充分となる。さらに、飛灰に対して水の添加量が90重量%を超えると、セメントが固化するまで長時間を要する。   In order to adsorb the radioactive cesium in the fly ash in the mixture of the fly ash and the cation exchanger collected from the dust collector to the cation exchanger, it is necessary to make water into a slurry form. If the amount of water added is too small, the adsorption of radioactive cesium to the cation exchanger will be insufficient, and if it is too large, it will hinder subsequent cement solidification, and countermeasures are required. Therefore, the amount of water for causing the mixture of fly ash and cation exchanger to exist in the form of a slurry is 10 to 90% by weight, preferably 20 to 70% by weight, based on the fly ash. When the addition amount of water is less than 10% by weight with respect to the fly ash, the mixture of the fly ash and the cation exchanger does not become a slurry and is insufficiently adsorbed on the cation exchanger. Furthermore, if the amount of water added exceeds 90% by weight with respect to fly ash, it takes a long time until the cement is solidified.

混合物に水を加えた後は、撹拌混合して、放射性セシウムが陽イオン交換体に充分吸着するようにする。そのためには、水溶性の放射性セシウムの飛灰からの溶出と、溶出した放射性セシウムの陽イオン交換体への移動が必要であり、混合後10〜20分程度おくことが好ましい。セメントは、この撹拌混合時に加えてもよいが、放射性セシウムの陽イオン交換体へ吸着させた後に加えるほうが、吸着を充分に行わせる点で好ましい。   After adding water to the mixture, the mixture is stirred and mixed so that the radioactive cesium is sufficiently adsorbed on the cation exchanger. For that purpose, elution of water-soluble radioactive cesium from the fly ash and movement of the eluted radioactive cesium to the cation exchanger are necessary, and it is preferable to leave for about 10 to 20 minutes after mixing. Cement may be added at the time of this stirring and mixing, but it is preferable to add the cement after adsorbing it to the cation exchanger of radioactive cesium from the viewpoint of sufficient adsorption.

このようにして生成したスラリーに、鉛、カドニウムなどの溶出を防止する重金属の安定剤を水とともに添加してもよい。重金属溶出安定剤としては、ジチオカルバミン酸ソーダのようなキレート薬剤やリン酸化合物を用いることができる。   A heavy metal stabilizer for preventing elution of lead, cadmium and the like may be added to the slurry thus produced together with water. As the heavy metal elution stabilizer, a chelating agent such as sodium dithiocarbamate or a phosphate compound can be used.

セメントの種類は、特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメント、高炉セメント、低アルカリ性セメント、水砕スラグ系セメントなどを使用することができる。セメントの配合量は、非特許文献1の別添資料に示された、セメント固化物1m当り150kg以上、かつ埋立処分を行う際における一軸圧縮強度が0.98メガパスカルの強度が得られるように定められ、セメントの種類等にもよるが、通常飛灰に対する重量比で10〜50重量%程度である。セメントには砂利、砂、その他の各種骨材を配合することもできる。セメント混合物には、水分が不足している場合には、不足分の水を追加して混練し、型に流し込んで設定強度が得られるまで養生し、非特許文献1の指針に従い、所定の構造で埋立てを行う。 The type of cement is not particularly limited, and various portland cements such as ordinary portland cement and early-strength portland cement, blast furnace cement, low alkaline cement, and granulated slag cement can be used. The amount of cement is 150 kg or more per 1 m 3 of cement solidified material as shown in the attached document of Non-Patent Document 1, and the uniaxial compressive strength at the time of landfill disposal is 0.98 megapascals. Although it depends on the type of cement and the like, it is usually about 10 to 50% by weight with respect to fly ash. The cement can also contain gravel, sand, and other aggregates. If the cement mixture is deficient in moisture, the insufficient amount of water is added and kneaded, then poured into a mold and cured until a set strength is obtained. Landfill with.

(実施例1)
本発明による方法の一例を図2の工程図に従って説明する。
(Example 1)
An example of the method according to the present invention will be described with reference to the process diagram of FIG.

放射性セシウムを含有する可燃物を焼却炉で焼却する。焼却で生じた排ガスは、煙道を通って集塵機であるバグフィルターで集塵されてから煙窓から大気中に放出される。煙道の集塵機の上流側には陽イオン交換体の吹込口が設けられ、そこからゼオライトが吹込まれる。バグフィルターで集塵されて落下した飛灰とゼオライトの混合物はホッパーに入り、そこで攪拌され、一時的に貯留される。このホッパーには放射能計測器が取付けられていて、その計測値に応じてゼオライトの吹込量が調整される。このホッパーからはスクリューフィーダーにより混練・成型機に供給される。この混練・成型機には、セメントもスクリューフィーダーにより供給され、さらに、ジチオカルバミン酸ソーダからなるキレート薬剤と加湿水もそれぞれのタンクから供給される。混練・成型機内では、混練されて放射性セシウムがゼオライトに吸着され、さらに成型され養生コンベア上で固化した固化物はピットに入って埋立地に搬送される。   Incinerate combustible materials containing radioactive cesium in an incinerator. The exhaust gas generated by incineration passes through the flue and is collected by a bag filter, which is a dust collector, and then discharged from the smoke window to the atmosphere. A cation exchanger inlet is provided upstream of the dust collector in the flue, and zeolite is injected from there. The mixture of fly ash and zeolite collected by the bag filter and dropped into the hopper enters the hopper where it is stirred and temporarily stored. A radioactivity measuring instrument is attached to the hopper, and the amount of zeolite injected is adjusted according to the measured value. From this hopper, it is supplied to a kneading and molding machine by a screw feeder. In this kneading and molding machine, cement is also supplied by a screw feeder, and a chelating agent made of sodium dithiocarbamate and humidified water are also supplied from each tank. In the kneading and molding machine, the radioactive cesium is kneaded and adsorbed on the zeolite, and the solidified product that has been molded and solidified on the curing conveyor enters the pit and is transported to the landfill.

ここで、得られた飛灰の成分は、Si:10重量%、Al:2重量%、Ca:20重量%、Na:4重量%、K:4重量%、Cl:10重量%、Pb:0.3重量%であり、放射性セシウムの濃度(134Csと137Csの合計)は10,000Bq/kgである。 Here, the components of the obtained fly ash were Si: 10 wt%, Al: 2 wt%, Ca: 20 wt%, Na: 4 wt%, K: 4 wt%, Cl: 10 wt%, Pb: The concentration of radioactive cesium (total of 134 Cs and 137 Cs) is 10,000 Bq / kg.

また、陽イオン交換体は、以下の性質を有する天然ゼオライト(新東北化学工業製)を用いた。   The cation exchanger used was natural zeolite (manufactured by New Tohoku Chemical Industry) having the following properties.

・ 酸化ケイ素(SiO):70重量%
・ 酸化アルミニウム(Al):10重量%
・ 酸化カルシウム(CaO):2重量%
・ 平均粒径:30μm
・ 交換容量:110meq/100g陽イオン
焼却炉の煙道に、飛灰100gあたり平均で30gの陽イオン交換体を吹込み混合した。
煙道では、HClやSOを除去するために、消石灰などの酸性ガス除去薬剤を吹き込んでいるが、酸性ガス除去薬剤と煤塵量とを合計した量を飛灰量とした。
・ Silicon oxide (SiO 2 ): 70% by weight
Aluminum oxide (Al 2 O 3 ): 10% by weight
・ Calcium oxide (CaO): 2% by weight
・ Average particle size: 30μm
-Exchange capacity: 110 meq / 100 g cation An average of 30 g of cation exchanger per 100 g of fly ash was blown into the flue of the incinerator and mixed.
The flue, in order to remove the HCl and SO X, but is blown acid gas removal agent such as slaked lime, the amount of the sum of the acid gas removal agent and dust amount was fly ash amount.

混練・成型機では、飛灰100gに対して、水50mLを添加し、重金属溶出安定剤として、ジチオカルバミン酸ソーダからなるキレート薬剤を飛灰100gに対して1g添加した。   In the kneading and molding machine, 50 mL of water was added to 100 g of fly ash, and 1 g of a chelating agent made of sodium dithiocarbamate was added to 100 g of fly ash as a heavy metal elution stabilizer.

セメントは飛灰100gに対して30g添加し、養生コンベア上で養生してセメント固化物を製造した。   30 g of cement was added to 100 g of fly ash and cured on a curing conveyor to produce a cement solidified product.

環境庁告示13号法に基いて上記のセメント固化物の溶出試験を実施した結果、放射性セシウムの溶出濃度は100Bq/Lであった。一方、陽イオン交換体を煙道に吹込まないでセメント固化物を製造した場合、放射性セシウムの溶出濃度は1,000Bq/Lであった。
(実施例2)
本発明による方法の他の一例を図3の工程図に従って説明する。
As a result of conducting the elution test of the above cement solidified based on the Environmental Agency Notification No. 13 method, the elution concentration of radioactive cesium was 100 Bq / L. On the other hand, when the cement solidified product was produced without blowing the cation exchanger into the flue, the elution concentration of radioactive cesium was 1,000 Bq / L.
(Example 2)
Another example of the method according to the present invention will be described with reference to the flow chart of FIG.

放射性セシウムを含有する可燃物を焼却炉で焼却する。焼却で生じた排ガスは、煙道を通って集塵機であるバグフィルターで集塵されてから煙窓から大気中に放出される。この煙道には放射能計測器が取付けられていて、その計測値に応じてゼオライトの吹込量が調整される。煙道の集塵機の上流側には陽イオン交換体の吹込口が設けられ、そこからゼオライトが吹込まれる。バグフィルターで集塵されて落下した飛灰とゼオライトの混合物はホッパーに入り、そこで攪拌され、一時的に貯留される。このホッパーからはスクリューフィーダーにより混練・成型機に供給される。この混練・成型機には、セメントもスクリューフィーダーにより供給され、さらに、ジチオカルバミン酸ソーダからなるキレート薬剤と加湿水もそれぞれのタンクから供給される。混練・成型機内では、混練されて放射性セシウムがゼオライトに吸着され、さらに成型され養生コンベア上で固化した固化物はピットに入って埋立地に搬送される。   Incinerate combustible materials containing radioactive cesium in an incinerator. The exhaust gas generated by incineration passes through the flue and is collected by a bag filter, which is a dust collector, and then discharged from the smoke window to the atmosphere. A radioactivity measuring instrument is attached to the flue, and the amount of zeolite injected is adjusted according to the measured value. A cation exchanger inlet is provided upstream of the dust collector in the flue, and zeolite is injected from there. The mixture of fly ash and zeolite collected by the bag filter and dropped into the hopper enters the hopper where it is stirred and temporarily stored. From this hopper, it is supplied to a kneading and molding machine by a screw feeder. In this kneading and molding machine, cement is also supplied by a screw feeder, and a chelating agent made of sodium dithiocarbamate and humidified water are also supplied from each tank. In the kneading and molding machine, the radioactive cesium is kneaded and adsorbed on the zeolite, and the solidified product that has been molded and solidified on the curing conveyor enters the pit and is transported to the landfill.

ここで、焼却炉からの焼却灰の成分は、Si:5重量%、Al:5重量%、Ca:15重量%、Na:10重量%、K:10重量%、Cl:17重量%であり、放射性セシウムの濃度(134Csと137Csの合計)は5,500Bq/kgである。 Here, the components of the incineration ash from the incinerator are Si: 5 wt%, Al: 5 wt%, Ca: 15 wt%, Na: 10 wt%, K: 10 wt%, Cl: 17 wt% The concentration of radioactive cesium (total of 134 Cs and 137 Cs) is 5,500 Bq / kg.

また、陽イオン交換体は、実施例1と同様の天然ゼオライトを用いた。   Moreover, the natural zeolite similar to Example 1 was used for the cation exchanger.

焼却炉の煙道に、焼却灰100gあたり平均で65gの陽イオン交換体を吹込み混合した。   An average of 65 g of cation exchanger per 100 g of incineration ash was blown into the flue of the incinerator and mixed.

混練・成型機では、飛灰100gに対して、水50mLを添加し、重金属溶出安定剤として、ジチオカルバミン酸ソーダからなるキレート薬剤を飛灰100gに対して1g添加した。   In the kneading and molding machine, 50 mL of water was added to 100 g of fly ash, and 1 g of a chelating agent made of sodium dithiocarbamate was added to 100 g of fly ash as a heavy metal elution stabilizer.

セメントは飛灰100gに対して30g添加し、養生コンベア上で養生してセメント固化物を製造した。   30 g of cement was added to 100 g of fly ash and cured on a curing conveyor to produce a cement solidified product.

環境庁告示13号法に基いて上記のセメント固化物の溶出試験を実施した結果、放射性セシウムの溶出濃度は90Bq/Lであった。一方、陽イオン交換体を煙道に吹込まないでセメント固化物を製造した場合、放射性セシウムの溶出濃度は1,500Bq/Lであった。   As a result of conducting the dissolution test of the above cement solidified based on the Environmental Agency Notification No. 13 method, the elution concentration of radioactive cesium was 90 Bq / L. On the other hand, when the cement solidified product was produced without blowing the cation exchanger into the flue, the elution concentration of radioactive cesium was 1,500 Bq / L.

本発明により、放射性セシウムを漏出させずに埋立処分できるので、放射性セシウム含有飛灰の埋立処理に広く利用できる。   According to the present invention, since radioactive cesium can be landfilled without leaking, it can be widely used for landfill treatment of radioactive cesium-containing fly ash.

Claims (2)

放射性セシウム含有物を焼却する焼却炉あるいは溶融する溶融炉から排出される排ガス中の飛灰を煙道の集塵機で捕集し、これに水とセメントを加えて固化物とする方法において、該集塵機から捕集される飛灰の放射性物質の濃度変化を計測するとともに、該煙道の集塵機より上流側において、粉粒体状の陽イオン交換体を吹込み、該陽イオン交換体の吹込量を計測された放射性物質の濃度に応じて変えることを特徴とする、放射性セシウム含有飛灰のセメント固化物の製造方法。   In a method of collecting fly ash in exhaust gas discharged from an incinerator or a melting furnace for melting radioactive cesium-containing material with a dust collector in a flue and adding water and cement to this to form a solidified product, the dust collector The concentration change of the radioactive material of fly ash collected from the air is measured, and the cation exchanger in the form of a granular material is blown upstream from the dust collector of the flue, and the amount of the cation exchanger blown is measured. A method for producing a solidified cement of radioactive cesium-containing fly ash, characterized by changing the concentration according to the measured concentration of radioactive material. 放射性セシウム含有物を焼却する焼却炉あるいは溶融する溶融炉から排出される排ガス中の飛灰を煙道の集塵機で捕集し、これに水とセメントを加えて固化物とする方法において、該煙道の集塵機より上流側において、放射性物質の濃度変化を計測するとともに、粉粒体状の陽イオン交換体を吹込み、該陽イオン交換体の吹込量を計測された放射性物質の濃度に応じて変えることを特徴とする、放射性セシウム含有飛灰のセメント固化物の製造方法。   In a method of collecting fly ash in exhaust gas discharged from an incinerator for incineration of radioactive cesium-containing material or melting melting furnace with a dust collector in a flue and adding water and cement to this to form a solidified product, the smoke At the upstream side of the dust collector on the road, the concentration change of the radioactive material is measured, the granular cation exchanger is blown, and the amount of the cation exchanger blown according to the measured concentration of the radioactive material A method for producing a solidified cement of radioactive cesium-containing fly ash, characterized by changing.
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