JP6139288B2 - ホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法及びセメント固化処理装置 - Google Patents
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Description
本実施形態におけるセメント固化の対象物は、ホウ酸を含有する放射性の廃液(ホウ酸含有廃液1)である。本実施形態の第1工程は、ホウ酸含有廃液1に水酸化ナトリウム2を添加する工程である。これにより、水酸化ナトリウム2がホウ酸含有廃液1中のホウ素と反応して、ホウ酸ナトリウム塩が生成する。
本実施形態の第2工程は、ホウ酸含有廃液1を高減容で多量に固化するために、ホウ酸含有廃液1を減容する工程である。本実施形態の第2工程では、ホウ酸含有廃液1を乾燥機へ供給し、ここで乾燥処理を施して乾燥粉体3とする。
本実施形態の第3工程は、乾燥粉体3と混練水4と水硬性固化材5とを混錬機を用いて混練して第1の混錬物とする工程である。
本実施形態の第4工程は、第3工程で得られた第1の混錬物とケイ砂6とを混錬して第2の混錬物とする工程である。
以下、図1に示した工程に基づき、ホウ酸含有廃液のセメント固化試験を実施した結果について説明する。
先ず、60℃程度に加温したホウ酸12重量%の水溶液に水酸化ナトリウムを投入して、Na/Bモル比を0.25に調整し、ホウ酸ナトリウムの水溶液を得た(図1に示すS101)。このホウ酸ナトリウム水溶液を模擬廃液として、加熱温度160℃程度に設定した遠心薄膜乾燥機に定量供給して、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体を得た(図1に示すS102)。
実施例1における各成分の混合量を、混練水392g、普通ポルトランドセメント375g、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体315g、ケイ砂750g(S/C=2.00)として実施例1と同様に第2の混錬物を得た。その後、実施例1と同様にセメント固化体とした。また、実施例1と同様に第2の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
実施例1における各成分の混合量を、混練水392g、普通ポルトランドセメント375g、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体315g、ケイ砂850g(S/C=2.27)として実施例1と同様に第2の混錬物を得た。その後、実施例1と同様にセメント固化体とした。また、実施例1と同様に第2の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
実施例1における各成分の混合量を、混練水392g、普通ポルトランドセメント375g、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体315g、ケイ砂950g(S/C=2.53)として実施例1と同様に第2の混錬物を得た。その後、実施例1と同様にセメント固化体とした。また、実施例1と同様に第2の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
実施例1における各成分の混合量を、混練水392g、普通ポルトランドセメント375g、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体315g、ケイ砂1125g(S/C=3.00)として実施例1と同様に第2の混錬物を得た。その後、実施例1と同様にセメント固化体とした。また、実施例1と同様に第2の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
実施例4における各成分の混合量を、混練水390g、普通ポルトランドセメント375g、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体312g、ケイ砂680g、ゼオライト170g(S/C=2.27、ゼオライト重量/ケイ砂重量=20/80)として実施例1と同様に第2の混錬物を得た。その後、実施例1と同様にセメント固化体とした。また、実施例1と同様に第2の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
実施例6におけるケイ砂及びゼオライトの混合量を、ケイ砂765g、ゼオライト85g(S/C=2.27、ゼオライト重量/ケイ砂重量=10/90)として実施例1と同様に第2の混錬物を製作し、実施例1と同様にセメント固化体として、その物性を評価した。
実施例1において、ケイ砂を混合せずに混錬物を製作した。すなわち、混練水392g、普通ポルトランドセメント750g、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体315gとして実施例1と同様に混錬物を得た。この混錬物について物性を測定した後、実施例1と同様にセメント固化体として、その物性を評価した。
Claims (9)
- 放射性のホウ酸含有廃液をセメント固化する方法であって、
前記ホウ酸含有廃液に水酸化ナトリウムを添加し、その後、乾燥することで減容して被固化物とする減容工程と、
前記被固化物と混錬水と水硬性固化材とを混錬して第1の混錬物とする第1の混錬工程と、
ケイ砂と前記第1の混錬物とを混錬して第2の混錬物とする第2の混錬工程とを具備し、
前記水硬性固化材重量に対する前記ケイ砂重量比(ケイ砂重量/水硬性固化材重量)は1.5〜3.0であることを特徴とするホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。 - 前記第2の混錬工程においてさらにゼオライトを混合し、
前記水硬性固化材重量に対する前記ゼオライト及び前記ケイ砂の合計重量の比(ゼオライト及びケイ砂の合計重量/水硬性固化材重量)は1.5〜3.0であることを特徴とする請求項1記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。 - 前記ケイ砂の粒径は、メジアン径で0.026〜1.12mmであることを特徴とする請求項1又は2記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
- 前記ゼオライトの粒径はメジアン径で770μm、かつ前記ゼオライトのイオン交換容量は10〜200meq/100gであることを特徴とする請求項2記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
- 前記ケイ砂及び前記ゼオライトの合計重量に対する前記ゼオライト重量比(ゼオライト重量/ケイ砂及びゼオライトの合計重量)は0.05〜0.40であることを特徴とする請求項2又は4記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
- 前記第2の混錬工程における前記ケイ砂及び前記ゼオライトと前記第1の混錬物との混合方法は、第1の混錬物にあらかじめ混合した前記ケイ砂及び前記ゼオライトを混合する、又は第1の混錬物に前記ケイ砂及び前記ゼオライトを別々に混合することを特徴とする請求項2、4又は5記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
- インドラムミキシング方式又はアウトドラムミキシング方式で行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
- 前記減容工程における前記被固化物の温度は常温〜100℃であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
- 放射性のホウ酸含有廃液をセメント固化する装置であって、
混錬機と、
前記ホウ酸含有廃液に水酸化ナトリウムを添加し、その後、乾燥することで減容した被固化物を混錬機に供給するホウ酸含有廃液供給装置と、
前記混錬機に混錬水を供給する混錬水供給装置と、
前記混錬機に水硬性固化材を供給して第1の混錬物とする水硬性固化材供給装置と、
前記混錬機にケイ砂を供給して第2の混錬物とするケイ砂供給装置とを具備し、
前記ケイ砂供給装置における前記水硬性固化材重量に対する前記ケイ砂重量比(ケイ砂重量/水硬性固化材重量)は1.5〜3.0であることを特徴とするホウ酸含有廃液のセメント固化処理装置。
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