JPH01191098A - 廃棄物をセメント中に閉じこめる装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、可能性としてホウ酸イオンを含む放射性ある
いは毒性廃棄物の長期保存を目的とする製造方法に関す
る。より正確には、それは、セメントにより構成される
水硬性の結合剤をベースとする基材中にそのような廃棄
物材料を閉じ込めることに関する。

原子力発電所においては、−次回路の水の中に現れる不
純物の除去に複合型、すなわち陰陽両イオン型のイオン
交換樹脂が用いられる。

運転の終了時に、使用された樹脂は本質的に、６０（：
ｏを含む活性生成物、１３７ｃｓを含む微量核分裂生成
物を、また、回路の水中で＋１３ＢＯＪ−ＬｉＯＨの中
和１’ｆ１１の形で用いられるホウ素−リチウム混合物
を中性子毒として含有する。

これらの使用されたイオン交換樹脂は、その６０Ｃｏの
含有および後者の半減期（Ｔ＝５．２４年）の観点から
甲程度の活性（１０２〜１０３Ｃｉ／ｍ３１の廃棄物を
構成し、その活性が消滅するまで貯蔵するために封入さ
れなければならない６ 今日知られている処理方法のうちでは、廃棄物をセメン
トに混合することを含む方法が、比較的低コストで実現
が容易であることから関心を持たれている。しかし、ホ
ウ酸イオンを含むイオン交換樹脂の場合、この方法を用
いることは、樹脂とセメント混合物との間の好ましくな
い相互作用あるいは樹脂の立体的変動により、被覆ある
いは封入して得られたものが本来の状態を保つことが確
かでないため困難である。

原子力施設において、処理すべき廃棄物は、やはり、中
程度の活性廃棄物材料であってそのセメントとの混合が
何らかの問題を引き起こすホウ素を含む濃縮物を含む。

セメントに廃棄物を混合することにより閉じ込める方法
を満足なものにするためには、以下の点を得ることが必
要である： ・廃棄物を散逸させない形、即ち、セメント生地に閉じ
込め物理的に不動化する。

・放射性核種、特により不安定な＋３７（：Ｓのような
放射性核種を保持し、閉じ込める。

・どのような水の浸出現象をも防ぐ。

・得られた製品に、ハンドリングができ、かつ、ＡＮＤ
ＲＡ仕様に基づいた２８日強度として少なくとも　１２
　Ｌ（Ｐ　ａの値の衝撃に耐えるような、適度な機械　
的強度があること。

・得られた製品に寸法上の安定性があること、即ち大き
な膨張収縮がないこと。

・セメント生地に、化学的侵食やそれ自身の経年変化に
関して妥当な耐久性があること。

・閉じ込め最終製品に接触しても被爆線量が２００ｍｒ
ａｄｓ／ｈｒを超えないよう生物学的に適切な保護があ
ること。

そのうえ、セメント生地に、廃棄物をその量が得られた
封入物の見かけの容量の５０％に相当するように混合す
ることが可能な処理であること、また、封入操作が、新
たな廃物あるいは他のいかなる汚染につながることもな
く容易で早いことが望まれる。

ホウ酸塩を含むイオン交換樹脂で構成された廃棄物をセ
メントに混合することを望むときは、廃棄物の封入時お
よび／または封入物の経年中に起きる、有害な効果があ
って、結果として前述した結果を得ることが不可能にな
る。それはひとつにはイオン交換樹脂の水に対する親和
力のためであり、またホウ酸塩イオンの存在のためであ
る。

第一に、イオン交換樹脂はセメントの構成分と化学的に
反応し、ホウ酸塩イオンを遊離して後者の凝結を阻止す
る。

即ち、樹脂のセメントペーストへの混合において、混合
水は、Ｃａ　（ＯＨＩ　２の出現でケイ酸カルシウムが
可溶化することにより急速にイオン強度が高くなり、そ
れは充分、陽イオンおよび陰イオン樹脂が各々持ってい
るＬｉ＋およびＢ　（ＯＨ）４−イオンを一部追い出し
てしまう程である。

続いて、ホウ酸塩イオンの溶解が始まり、ホウ素とカル
シウムをベースとした溶解度の高くない金属の層表層と
してセメント粒の周りに沈殿し、結果として水和の進行
をストップしてしまう。

ホウ酸およびホウ酸塩には従来凝結遅延効果が見られ、
これが封入物の凝結を数日あるいは一週間でも妨げ、閉
じ込め廃棄物の生産の流れを制限する。

しかし、陽イオン樹脂がセメントに接触するやいなやそ
のＬｉ＋イオンは媒質中に多量にあるＣａ＋＋イオンと
交換して、やや収縮してしまう、それは陰イオン樹脂に
ついても同様で、Ｂ（０旧、−が部分的に０Ｈ−（水和
したイオンとはイオン半径が異なるもの）と交換する。

第二にイオン交換樹脂は水に対する相当な親和性がある
から、その粒子の水中含有量は大幅に変化する。

このように、セメント−樹脂混合物の混合操作段階での
樹脂粒子の湿り具合は変動する。多量の樹脂を用いると
きは、混合物は粒子が部分的に脱水和すると樹脂がセメ
ントと混合水を取り合いになるため、こわばってしまう
。

しかし、混合物は、もし水が樹脂粒子を収縮しないよう
にする最少含有量を超＾ているときは水っぽ過ぎしてし
まう、おまけに密度が、樹脂粒子（１，２１とセメント
微粒子（２，９〜３．２）との間で異なるため分離して
しまう。

これらの化学反応と樹脂粒子の水への親和力は、硬化製
品の硬化時あるいは養生時に、有害な効果につながる。

こうして、製品が硬化したとき、最も有益な樹脂混合率
であっても２８日強度の機械的強度は、用いたセメント
の性質にかかわらず非常に弱いものである。

最も好ましい場合でも、単に高い機械的強度を与える生
地組成物によるだけでは、３０ＭＰａ以下に下げずに樹
脂を３０容積％以上混合することはできない。この中程
度の水準は含水樹脂にして約２０％、乾燥樹脂にして約
１５％の重量比に対応する。

この硬化した製品を水中に浸すと、膨張し、ヒビ割れて
、終には粉々になる。この崩破壊現象は、個々の樹脂粒
子に、その網目状の細孔部に水分衣の独立した二つの現
象が原因である：ａ）凝結硬化中、樹脂はセメントにそ
の水和中に水を供給し自身は収縮した（浸透性の条件の
変動が同様に考慮されるべきである）。

ｂ）樹脂は、硬化中にそのイオンをセメントにあるイオ
ンと交換して収縮した。

こうして、柔らかいセメントペーストが初期に樹脂粒子
壁と接触を保っているので後者の粒径は、硬化した材料
において、封入の前の水を飽和したときの径より小さい
、この条件で封入物中の樹脂が再び湿気を帯びれば粉砕
されてしまう。

そのうえ、樹脂粒子中の間質として存在する水が放射性
分解を受は易く、それが硬化した製品にかかる引っ張り
応力を増大する。

最後に、イオン交換樹脂は熱伝導度が低いため、セメン
トが凝結するときの熱が消散しにくい。

この欠点を克服するために、樹脂を、特開昭４８−２８
８９９号公報に記載されているように、セメントへの混
合に先立って少なくとも原子価３のアルカリ土類金属お
よび／または金属イオンを含む水溶液による前処理にか
ける。

しかし、廃棄物がホウ素を含むイオン交換樹脂によって
構成されているときは、媒質にホウ酸塩イオンが遊離す
るために、この処理ではその欠点を解消できない。

そのうえ、廃棄物をセメントに混合する前に前処理段階
が必要であることに悩まされる。

このように、現在知られている処理で、イオン交換樹脂
の親水性と廃棄物中にホウ酸塩イオンが存在することと
による欠点を、同時に克服できるものはない。

イオン交換樹脂からなる廃棄物材料の扱いに関して起こ
る他の問題は、これらの樹脂がホウ素を含むか否か、お
よび、含む場合の含有量を知ることが難しいことで、あ
る。・ 加えて、種々の廃棄物のタイプにおいて有用な放射性廃
棄物閉じ込め用生地を製造することが望ましい。それは
、したがって、陽イオンあるいは、陰イオンの、再生ま
たは再生ではない、そしてホウ素あるいはリチウムを含
むか含まないかを問わない樹脂を受は入れるものである
。

本発明は、特に、可能性としてホウ酸塩イオンを混合し
ている放射性または毒性廃棄物を閉じ込める方法に関し
、それは前述の欠点を克服し、ホウ素を含むまたは含ま
ない種々の廃棄物材料の封入を実現する。

このセメントベースの固体状生地中のホウ酸塩イオンを
含むであろう放射性あるいは毒性廃棄物を閉じ込める発
明による方法は、次の２局面に基づいている。

ａ）対人生地が特別な鉱物の合成に関して形成される。

（方法の化学的局面） ｂ）場合によって、外層被覆用材でそれ自身セメントに
基づくものがあり、それが全体的な廃棄物の包み込み体
の詰め込みを改善する。（幾何学的局面） 封入生地の製造方法は以下を含む。

ａ）廃棄物材料を、水の存在下でアルミナ質セメント、
非アルミナ質セメントおよび場合によりケイ酸質化合物
および／またはホウ素を含む化合物と混合し、その混合
は、混合物がストラメニトリ安定な鉱物相が、非アルミ
ナ質セメントの標準的な水和物を除いて、結晶化するよ
うな成分比とする。

ｂ）　混合物を硬化してこれらの相の少なくとも１つを
含む固体の生地を形成する。

この処理において、ストラエトリンガイト、１ホウ素ア
ルミン酸塩および／またはエトリンガイトホウ素含有物
のタイプの安定な相を含む固体の生地が、廃棄物材料の
周りに形成されるので、可能性としてホウ酸含有物を含
む廃棄物とセメントあるいは水との、有害な化学反応を
回避できる。

そのうえ、廃棄物にいかなる物理的化学的前処理もしな
いで混合物をわずか一日で硬化できる。

−収約には、用いられる水、非アルミナ質のセメント、
アルミナ質のセメント、ケイ酸質化合物の量は、水／（
非アルミナセメント＋アルミナセメント＋ケイ酸質化合
物）の重量比が０．５以下である。

水／（非アルミナセメント＋アルミナセメント＋化合物
）の重量比が低い、例えば、０，４以下であるときは、
成分の混合操作を助けるために混合物に流動化剤を添加
することが好ましい。用いられる流動化剤は、メラミン
およびナフタレンスルフォネートのグループから選択さ
れる。

本発明による方法の第一実施例においては、段階ａ）で
はアルミナおよび非アルミナセメントを用いることを選
び、ケイ酸質化合物および場合によりホウ素を含む化合
物を添加し、それらの比率は、ストラエトリンガイトタ
イプのシリカ−アルミナ結晶相をその他の間に形成する
ようなものである。

結局この相は、室温で容易に作られ、次の利点が得られ
る。

１）　アルミナセメント水和物の場合のように鉱物学的
転化現象に支配されない安定な化合物が形成され、後者
の結晶化を防ぐ。

２）高い機械的強度が好ましい結晶の外観（六方晶系）
のために増す。

３）　ストラエトリンガイトの分解温度が２００°Ｃか
６２５０℃であるので、化学的侵食および熱的反応によ
く耐える。

４）大気中、水中での寸法変化が小さい。

５）　ストラエトリンガイトの結晶格子の中に混入する
ことができるセシウムのような放射性元素に対する親和
性がよい。

この場合、非アルミナセメントは急速混合物調製のため
にボルトランドタリンカーで形成するセメントが好まし
い。

このようなセメントの例は、ＣＰＡ、ＣＰＪ、ＣＬＣお
よびＣＬＫである。

その他の、種々の割合で生地の中に形成され、ストラエ
トリンガイトおよび従来のセメント永和物を伴った鉱物
相がホウ素を含む。これらのホウ酸含有ストラエトリン
ガイトおよび１ホウ素アルミン酸カルシウムの構造は、
セメント中の知られたエトリンガイトおよびモノスルフ
オアルミン酸塩に基づいている。

６ＣａＯ，Ａ１ｚ０３．ＢｚＯｓ、４２ＨｚＯ：　　ホ
ウ素エトリンガイト　１６ＣａＯ，Ａ１２０ｉ、２Ｂｉ
Ｏａ、３９ＨｉＯ：　　ホウ素エトリンガイト　２２八
１□ｏ３ ６ＣａＯ，４＃目＝ミＦＦ、ＢｚＯａ、２５ＨｚＯ：　
　ｌホウ　素アルミン酸塩これらの高度に水和した鉱物
は結局アルミニウムを介在させ、これらは、全てのより
従来見られる相とともにＣａ０−ＡｌｚＯｉ−ＢａＯａ
三頂点ダイヤグラムに見出される。

第１図はこのような三頂点ダイヤグラムを示し、これに
おける考慮すべき相は以下のとおりである： Ｈ＝ＢＯｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　’
　　サックライト（ホウ　酸）Ｃａ　（ＯＨ）ｔ　　　
　　　　　　　　　　　　　　’　　ポルトランタイト
Ｃａ［Ｂ（ＯＨ）４］２．２ＨＪ　　　　　　　　：　
　ヘキサヒドロポライド６ＣａＯ，Ａｌ２Ｏ，，２Ｂａ
Ｏ，，３９ＨｚＯ：　　ホウ　素エトリンガイト（ＢＥ
２１６ＣａＯ，ＡｌｚＯｘ、Ｂｉ１２．４２ＨｚＯ：　
　ホウ素エトリンガイト（ＢＥＩＩ６ＣａＯ，ＡｌｚＯ
ｓ、３６Ｈ２０：　　カルシウムエトリンガイト３Ｃａ
Ｏ，Ａ１２０ａ　　　　　　　　　　　　　　’　　ア
ルミン酸３　カルシウムＣａＯ，ＡｌｚＯｓ　　　　　
　　　　　　　　　　　：　　アルミン酸カルシウムＡ
１２（ＯＨ）２　　　　　　　　　　　　　　　　：　
　４７ザイトこのダイヤグラムにおいて、ホウ素エトリ
ンガイトまたは１ホウ素アルミン酸塩のタイプの相の形
態に対応する組成物は、ホウ素エトリンガイト１．２お
よび１ホウ素アルミン酸塩に規定される系の領域に位置
する。

これらの高度に水和した鉱物は、ホウ酸塩イオンＢ　（
ＯＨＩ４−を配する非常に同質異像な構造からなる。そ
れらの溶解性が小さいので溶液中でかなりの量のホウ素
が存在することを妨げない。溶液中ではホウ素はアルミ
ナおよび非アルミナ質セメント混合物の凝結を制御する
ものであるが、廃棄物からのリチウムのような促進イオ
ンの存在を含む閉じ込められるべき放射性廃棄物材料が
ホウ素を含む濃縮液であるときは、ホウ素化合物を添加
する必要がなく、この場合段階ａ）において放射性廃棄
物と、アルミナセメント、ポルトランドクリンカーとケ
イ酸質化合物を基礎とした非アルミナセメントとを混合
する。

しかし、ホウ素を含むまたは非ホウ素イオン交換樹脂の
ような他の放射性廃棄物材料の場合段階ａ）では、廃棄
物と水、アルミナセメント、ポルトランド−クリンカー
を基礎とした非アルミナ質セメント、ケイ酸質化合物お
よびホウ素を含む化合物が混合し、後者が凝結を制約す
る。

よりさらに改善できる。この場合、被覆に用いたモルタ
ル層を硬化した製品の周りに配すると、大量の廃棄物を
混合してかつ、機械的また詰め込みの特性が改善される
に のようにこの発明の方法には数々の利点があるニー前処
理がないことは、方法を全てにおいて簡単にする。

一ストラエトリンガイト、１ホウ素アルミン酸カルシウ
ム、および／またはエトリンガイトのタイプの鉱物層を
有する固相生地の実現は非常に簡単であり、単に市場で
入手できるセメントを用いるものである。

一固相生地に混合される廃棄物の量は多大であり混合物
の絶対容積の６０％までを示す。

−段階ａ）で得られる硬化製品の機械的強度は、１５日
以後はハンドリングに十分で、膨潤もなければ、水によ
ってヒビ割れることもない。

−生地に封入された廃棄物と場合により外側被覆用のモ
ルタル層とからなる最終包み込み体はＡＮＤＲＡ貯蔵条
件を機械的強度が対応する各々の材料に等しい１２から
３５ＭＰａを２８日強度として満足する。

この発明はこの後の、説明的で非制限的な様式による添
付図面を９暇にした説明でよりよく理解できるであろう
。

図面は以下のものを示す。

第１図は前述したとおり、Ｃａ０−ＡｌｚＯｉ−ＢｚＯ
ｚの理論的三要素ダイヤグラムである。

第２図は、この発明の方法で得られた製品の縦断面図で
ある。

この発明の第１の実施例によれば、廃棄物と混合される
成分とその成分は、ストラエトリンガイトのタイプの鉱
物相を良好に結晶させるように選定する。

ゲーレナイトの水和物に対応するものは水和アルミナシ
リカカルシウムであり、構造式は：Ｃａ”２［５ｔＯｎ
ｌ’−Ａ１”、［ＯＨ−、−５Ｈ２０この鉱物は数々の
異なった方法例えば石灰をメクカオリンと反応させる、
あるいはより簡単にポルトランド−クリンカーベースの
セメントのケイ酸カルシウム水和物（Ｃ：５ｌ（ｌ　と
アルミナセメントノアルミン酸カルシウム水和物（ＣＡ
Ｈ，。）を反応させる方法で得られる。

後者の場合、「急速混合」に対応し、ポルトランドセメ
ントベースの組成物は一般に２０から８０％のアルミナ
セメントを含む、これらの混合物、その硬化時間は大き
く減縮できるが、従来その機械的強度がかなり低いため
、シーリングの結合剤、モルタル塗装および表面処理の
目的で用いられていたものである。

これらの混合物において、急速な凝結はポルトランドセ
メントの石灰によりアルミン酸塩が水和速度が高くなり
、また、石灰が消費されて、ケイ酸塩の溶解が増進され
ることによる。

そのうえホウ酸塩イオンなしでこれらの混合物が硬化す
るとき、非常に高い水和熱が短時間に放散され、大量の
材料を収縮して、ヒビ割れを導き、セメント粒子の水和
を不完全にさせる温度に達する。アルミナまたはケイ酸
質水和物の結晶の成長と接合が不十分であると、強度が
不十分になるしかし、これらの混合物がホウ酸塩イオン
の存このように、ポルトランドセメントの水和は緩慢に
なり結果として凝結が遅くなり、それがアルミナセメン
トの活性を打ち消し、アルミナセメント自身ホウ素のた
めに水和が阻止される６下記のような多くの有利な結果
が得られた。

−凝結時間は６時間を超えるが、２４時間を超えない。

一熱が徐々に放出される。

一水和物の結晶化開始を結晶成長がゆっくりで、適切な
強度を得るために好ましい。

−硬化が過剰の水により開始されるため、ホウ素を含む
廃棄物、例えば、イオン交換樹脂の粒子かは、まだ塑性
状態の生地内でおこるため膨張に至らない。ちなみに、
この鉱物は、それが硬化後に現われるときは膨張して通
常はヒビ割れるに至るー混合物の流動性が良好であるの
で、流動化剤（特に濃縮物のセメント接合の場合）使う
必要がない。

そのうえ、硬化後に得られる鉱物組成体は、かつて通常
にあった。再結晶の問題を引き起こすアルミナ水和物を
含まない。

廃棄物中のホウ酸塩イオンの化学的環境により、１ホウ
素アルミン酸塩カルシウムの一次的、二次的成長が硬化
した封入物中でより多く見られるが、特に後者の性質に
関係する結果を伴わない。

５０％のポルトランドセメントと５０％のアルミナセメ
ントを含む急速混合の開始に際し、ストラエトリンガイ
トが出現する条件は以下のとおりである： １）　　Ｃａ”およびＡＩＯ□−イオンが溶解して、ア
ルミナセメントの優先的な水和あるいはＣＡＨｌｏおよ
びＣＪＨｓの水和物の生成を引き起こす。

２）　ポルトランドセメントの水和は、はとんどのアル
ミナセメントが水和物に転移したとき始まり、ストラエ
トリンガイトがこの結果として現われ１日後に検出され
る。

混合物中の含水量が、鉱物組成体の変化の条件となる。

すなわち、水／セメント比が低いと、最も水が少ないＣ
３ＡＨ６水和物の安定な立方晶系がストラエトリンガイ
トとともに形成されるが、ストラエトリンガイトの結晶
化は水が不足するため制限される。

そのうえ、ＣａＡＨｓ水和物が混合物のケイ酸質化合物
との反応性に欠けるので、同様にストラエトリンガイト
の形成が妨げられる。

水／セメント比が高いと、アルミン酸カルシウム水和物
ＣＡＨｒｏとそれからＣ２ＡＨｓが、通常下記の反応式
にしたがってケイ酸塩水和物（Ｃ３ＨＩ　との反応によ
り形成する、ストラエトリンガイト（Ｃ２ＡＳＨ８）の
出現に先行する。

２ＣＡＨ＋。＋Ｃ３５ａＨｓ−→２ＣＪＳＨｓ　＋　Ｃ
Ｉ　＋　６Ｈ（１）２Ｃ２ＡＨ８＋　Ｃ３５ＮＨａ−→
２ＣＪＳＨａ　＋　３ＣＨ（２）反応（１１は反応（２
）より早いが、両方の場合反応速度はケイ酸カルシウム
のカルシウムに制御される。

２ＣｓＳ　＋　６Ｈ−→Ｃ３Ｓ２Ｈ２＋　３ＣＨ（３）
２Ｃ，Ｓ　　＋　　４Ｈ−−→　Ｃ３Ｓ、ＨＩ　　＋　
　ＣＨ（４）このように、各々の場合に石灰が形成され
る。

しかし、初めにあるいは一時的に過剰になるため、後者
が存在するとストラエトリンガイト形成を阻止し不活性
なアルミン酸塩水和物Ｃ３ＡＨａの形成を助けるように
影響する。

加えて、ストラエトリンガイトの結晶化にはアルミナ結
合剤を遊離石灰を含むセメントとも、いわんや純粋石灰
とも組み合わせないことが重要である。

したがって、ＣＬＣＣＬＫ　ＣＰＪまはたＣＰＡのよう
なポルトランドクリンカーベースのセメントを非アルミ
ナセメントとして用いることが好ましい。

ストラエトリンガイトの出現を助けるには、またケイ酸
質化合物を水とともに、アルミナおよび非アルミナセメ
ントの混合物に添加することが必要である。

多くのケイ酸質化合物が、シリカを供給できるときから
適するようになる７ このようなケイ酸質化合物の例は、ポゾラン、クレイ、
メクカオリン、キーセルカー、フュームシリカ、シリカ
、グラウンドクオー゛ン、シリカゲル、ガラスまたはケ
イ酸ナトリウムの粉である。

加する必要はない。

しかし、ホウ素を含まないあるいは評価が困難な含有物
があるときは、水溶性のホウ素化合物を混合物に添加す
る。

このように、アルミナセメントの混合物中ではセメント
が化学量論的な組成のストラエトリンガイトを得るため
に選ばれたボルトランドクリンカーとケイ酸質化合物を
ベースにしていて、この形態を水和液中のホウ素の存在
で規定できる。

反応機構は以下のように概説できる。

−［ＢｆＯＨ１’ｌ−イオンとＣａ２゛イオンとが溶液
中で混合開始から相互に作用し、 メントの水和を阻止し、ケイ酸カルシウムの水和が完全
にブロックされてしまう。

−アルミン酸カルシウムＣａＨ＋ｏおよびＣ２ＡＨ８の
水和物が形成され、不活性のＣ５ＡＨａには転化しない
；ホウ素アルミン酸カルシウム（ホウ素エトリンガイト
あるいは１ホウ素アルミン酸塩）がそこにそれから出現
する。

する反応を開始する。

−ホウ素エトリンガイトは一般に、ストラエトリンガイ
トおよび１ホウ素アルミン酸塩に利するように、不安定
化される。

こうして、この場合、完全に水和され固体化された生地
は、本質的に安定な形のストラエトリンガイトと１ホウ
素アルミン酸カルシウムを含む。

前述したように、石灰を大量に供給することはホウ素の
存在下では避けなければならない。なぜなら、ヘキサヒ
ドロポライドの結晶化による不的確な硬化の他に、アル
ミナ結合剤の反応があってこの発明によれば、水溶液の
ホウ素化合物、例えば、一般にオルトホウ酸、ホウ砂お
よびホウ酸塩を使用して、より有利にすることができる
。

この発明によれば、異なったタイプのアルミナセメント
を使用できる。しかし、有利であるのは、高アルミナ含
有セメント、例えば、セカータイプのセメントはむしろ
不純物が多すぎるフォンデュタイプのセメントより好ま
しい。そのうえ、七カーセメントは白く、ポルトランド
ベースのセメントに混ざることができない。

後者の場合、硫酸塩の含有量が重量２．５％を超えない
性質のものを研究することがよい。さもなければ、硬化
がないためのＣａ−Ａｌ−Ｂ系による障害が有り得る。

この発明の方法の第１の実施例は種々のタイプの廃棄物
、特にイオン交換樹脂またはホウ素を含む液体濃縮物の
処理に使用できる。

イオン交換樹脂の場合、これらは、Ｈ＋またはＬｉ゛の
形の陽イオン、ＯＨ−または［Ｂ　（ＯＨ）４ヒの形の
陰イオン樹脂または陽・陰イオン交換樹脂の混合物であ
る。

Ｈ＋型の陽イオン交換樹脂の場合、セメントのＣａ２Ｏ
イオンに対する樹脂の親和性は高＜、Ｈ′″の遊離にま
で達し、酸性物を塩析する。アルミナおよび非アルミナ
セメントを消費する際抽出されるカルＬｉ“の形の陽イ
オン交換樹脂の場合、樹脂はカルシウムイオンに対して
親和性があり、リチウムが遊離するに至る。しかし、リ
チウムは活性元素であるために通常のセメントの硬化が
起こる。

ＯＨ−型の陰イオン交換樹脂の場合、樹脂は、混合物中
に存在し、且つホウ素化合物から出る［Ｂ　（ＯＨＩ　
、ヒイオンに対して親和性を有するので、０Ｈ−イオン
が混合物中に遊離する。

［Ｂ　（ＯＨ）４ヒ型の陰イオン交換樹脂の場合、ホウ
素化合物が付加されることにより、混合物が高度に制約
される。

ＨｌおよびＯＨ−型の混合型樹脂の場合、凝結は、す Ｃａ〜ミルイオン定と水の生成のたまに比較的高度に制
約される。

Ｌｉ“および［Ｂ（ＯＨ１４］−型の混合型交換樹脂の
場合、リチウムが遊離しそれによって活性元素が阻止元
素の存在を打ち消すことから、凝結は正常に起こる。

発明の方法のこの実施例は、ホウ素を含む濃縮液の処理
にも使用できる。この場合、ホウ素を、−６的にホウ酸
ナトリウムの形で含む水溶液が関係するから、水を添加
することも、ホウ素化合物を添加することも必要でない
。

このように、濃縮液に溶けたホウ素は、急速混合を完全
に制約する。ナトリウムイオンの促進作用は完全にはホ
ウ素の阻止作用を打ち消さず、初期に出現するホウ酸カ
ルシウムは、アルミナセメントのアルミニウムイオンの
存在により徐々に破壊され、ストラエトリンガイトに豊
富にある１ホウ素アルミン酸カルシウムに有利になる。

非アルミナ結合剤およびケイ酸の寄与により、後者は徐
々に結晶化し、そのうえ、Ｃ５ＡＨａへの転化はホウ素
により阻止される。

以下の例１および例２はこの発明の方法の第１実施例を
示すものである。

［例１］ イオン交換樹脂の閉じ込め この例では、イオン交換樹脂を処理するが、イオン交換
樹脂は、圧縮し水で傾瀉されたものを用いる。圧縮し傾
瀉された分は、イオン交換樹脂の容器貯蔵に対応し、処
理される量だけ水で取り出される。

細孔率のＦ！ｐ、準状態は、圧縮−傾瀉された樹脂によ
り占められる見かけの容積に関係し、実際の空隙率Ｕで
定義される。細孔率２５％ｎに対応するＵは： ｎ＊ｔ＋”　　　　　”０．２５即ち、ｕ＊ｔ＋：Ｊ、
３３３これは、次式と等しい見かけの容積を意味する。

ＶＡＰＰ　＝（１＋＋１）ＶＲＥＩ　”　１．３３３Ｖ
ＦＩＥＩ樹脂は封入容積水Ｆｋｖが２／３に等しくなる
ようにセメントに閉じ込められる。ｋｖは、ｖＴで封入
物の全容積を表わして、率ＶＡＰＰ／　ＶＴで定義され
る。即ち、水の容積をｖＥ、セメントの容積をｖｃ。

ＲＥＩをイオン交換樹脂とすると、 ＶＴ＝　ＶＲＥＩ＋ＶＥ　　＋　Ｖｅ である。

イオン交換樹脂の見かけの容積は、実際の容積ＶＲＭＩ
および飽和水の容積ＶＥｌＡＴからなり、混合水の容積
Ｖ　ｔ、　ｏＡハ、■、＝ｖＥｓＡＴ＋ｖＥＩｆｆＡト
ナルヨウナモのである。封入物の水準をｋ　＝　２／３
であるように選フト、ＶＡＰＰ”４／３ＶＲＥ　ｌで、
実際の容積は。

ＶＲＥ　Ｉ・ＶＴ／２となる。即ち、イオン交換樹脂の
実際の容積は封入物の全容積の半分である。それと。

飽和水の容積はＶＡＰＰ−ＶＲ□・ＶＴ／６に等しい。

ペーストの空隙率は、比較的低（選び、樹脂により供給
される水の可能性としてありうる過刺分を打ち消すよう
にする。例えば、空隙率ＵＰ＝ｖＥ／ｖｃ＝ｏ、　８７
５　（Ｖｃはアルミナおよび非アルミナセメントおよび
ケイ酸化合物の総容積を表わす）で、Ｖｃ　ｆｌ＋ｕｐ
ｌ　”Ｖｐ　（Ｖｐはペースト容積を示す）を得る、こ
れは、Ｖ、／２およびＶＣ＋ＶＥに等しい。即ち、ｖｃ
ｌＶｔ／１５．　ＶＥ＝７ＶＴ／３０．　オヨＵ　　Ｖ
ＥａＡ＝ＶＴ／１５を得る。

圧縮−傾瀉されたイオン交換樹脂を見かけ容積１リツト
ル処理する場合、含まれたものの容積Ｖｙ＝１５００ｍ
ｌおよびＶ、＝７５０ｍｌここで、用いられるアルミナ
セメント、非アルミナセメントおよびケイ酸化合物の対
応する駄を、ストラエトリンガイト即ち、ＣａｚＡｌｚ
ＳｔＯｙ、　ｎＨｚＯの実際の組成を得る目的で推定す
るため、下記のよう（こン寅算することができる。

即ち、各記号を以下の意味とすると、 Ｃａ／Ａｌ／Ｓｉ　：　　ストラエトリンガイトの形成
に各々必要なカルシウム、アルミニウムおよびケイ素の
原子数 Ｘ：　ストラエトリンガイト１モルのために導入される
非アルミナセメントの重Ｍ（ｇで表わす。

以下同じ） Ｙ：　ストラエトリンガイト１モルのためのアルミナセ
メントの重量 Ｚ：　１モルのストラエトリンガイトのためのケイ酸質
添加物の重量 ＣａＸ、Ｃａｙ、Ｃａ！／ＡＩＫ、Ａｌｙ、Ａｌｌ／Ｓ
ｉＸ、ＳｉＦ、Ｓｉｌ　：　　各々の成分ｘ、ｙまたは
Ｚの１ｇから解離されるべき原子数 ストラエトリンガイト組成物に導入される神々の成分の
重量は、次式を解くことにより得られる。

例えば、以下のように選定するとニ ー非アルミナ結合剤に対して：　以下の組成のＣＬＣ４
５を： Ｃ：ａ、＝８．ｔｉ４−　ｔｏ−３：Ａ１．＝２．１１
８・１０−”　：５ｉＸ＝４．８２Ｌ　１Ｏ−３Ｃａｘ
の値はセメントの全カルシウムを算入する。

一アルミナ結合剤に対して：　以下の組成の５ＥＣＡＲ
７１を： Ｃａ、＝４．４５７４０°”；Ａｔ、ｌｏ、７８９・１
ｏ−３：Ｓｉ、＝ＯＡ）、の値として不活性の−Ａｌｚ
Ｏｓ部分は参入しない、 一ケイ酸質添加物に対して：　以下の組成のフュームシ
リカを： Ｃａｘ＝Ｏ：Ａ１ｚ＝口：Ｓｉ、１５．５９５４０−”
解は以下のとおりである。

２　ｆｃａ、−Ａ）、Ｉ Ｘ　＝　−−−−−＝　１６２．１５５　ｇ。

Ｃａ、Ａｌｘ−ＣａｘＡｌ。

２（Ａ１．−　Ｃａ、ｌ　　　　２−　ＸＡＬ。

Ｙ＝　−−−−−−＝　−＝−＝　１５３．５２８　ｇ
。

Ｃａ、Ａｌｘ−ＣａｘＡ１．　　　　　Ａｔ。

１−　ＸＳｉｗ Ｚ　＝　−−−、１３，９３７ｇ ｉ２ この計算はアルミナおよび非アルミナセメント加物との
関係では、後者は、生地中にホウ素源が残ることをさけ
るために混合物の水に完全に溶解できる量に対応しなけ
ればならない。

オルトホウ酸Ｈ，ＢＯ３の場合、この溶解性が限られて
いる（２０°Ｃて約５０ｇ／ｌ　）ので、その使用は、
１リツトルの圧縮−傾湾されたイオン交換樹脂の見かけ
の液体容積に対して約１５ｇ　、即ち、全部で：１５０
ｍ１になる。

したがって、混合のために決められた液体容積のために
、水の容積ＶＥＱＡは下記のように修正されなければな
らない： Ｖ、、Ａ＝ｌＯＯ−Ｍ　Ｈ３ＢＯ３／　ｍ　Ｈ，ＢＯ，
＝ｌＯＯ−−＝９Ｏｎ＋ｌ。

ｍ　ＨｓＢＯｚは、使用された酸１（、ＢＯ，の容積即
ち。

１．５を表わす。　Ｉ　Ｈ，ＢＯ，は添え字）また、混
合水の容積はわずかに９０ｍ１でなければならない。

残る種々の成分の重量は以下のとおりである。

ＣＬＣ４５：　ｍ、　＝　２．９０゜ ５ＥＣＡＲ７１：　ｍ、　＝３．００゜フユーム　Ｓｔ
ｏｗ　：　ｍｚ　＝２．００「結合剤」の全Ｖｃ＝４０
０ｍｌのに含まれる重コニは、各々以下に等しい。

Ｘ−Ｖｃ　　　　　１６２．１５５　ｘ　４００ｙ、＝
−−−＝　　　　　　　−＝５６８．７　ｇ。

ｘ　　　ｙ　　　、ｚ　　　１１４．０６０＋　　　−
＋　　− ｍｘ　　　　　　ｌ１ｌｙ　　　　　Ｉｌｌ寞Ｙ−Ｖｃ
　　　　　１５３．５２８　ｘ　４００Ｌ＝−−−−＝
　　　　　　　　＝５３８．４　ｇ。

Ｘ　　　Ｙ　　　Ｚ　　　１１４．０６０□　　÷　　
□　　＋−−− ｍ　ｘ　　　　　ｍ　ｙ　　　　　ｍ　＝２−し　　　
１３．９３７　ｘ　４００ｙ、＝＝　　　　　　　　　
　　＝４８．９　　ｇ。

Ｘ　　　　　Ｙ　　　　　Ｚ　　　　　１１４．０６０
＋　　　−−＋　　　− １１Ｈｍ　ｙ　　　　　　ｍ　ｚ この例では、混合物の水／セメント比は低く、したがっ
てドラノ、の中で直接混合するために好適なｒ度にする
ために、流動化剤を添加することが必須である。この流
動化剤は、固体、例えば粉体でセメントおよびケイ酸質
添加物に混入され、水和の初めから微粒子特に、ケイ酸
化合物の微粒子を解イ疑させる。

流動化剤の用π：は、非アルミナセメントの重量および
ケイ酸質化合物の重量に依存する。なぜなら、アルミナ
セメントはそれほどこれの作用に敏感ではないからであ
る。流動化剤がメルメント（Ｍｅｌｍｅｎｔｌ　タイプ
のメラミングループの化合物からなるときは、推奨され
る用量は、セメント１００ｋｇに対して１ｋｇであるか
ら、この例では６．２ｇの流動化剤が使用される。

加えて、この流動化剤の混合は一時的にイオン交換樹脂
をそれらの新しい化学的環境から、界面活性層により、
隔離することに役立つ。

このように後者は、急激なイオン交換とセメン１−があ
まりに早く凝結する虞れを制限する。

１リツトルの圧縮−傾瀉されたイオン交換樹脂を閉じ込
めるために使用する完全な構成分は以下のように規定さ
れる。

イオン交換樹脂廃棄物　　：　　ｌ　リットル水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　９０　　ｇ
フュームシリカ　　　　　：４９ｇ ＣＬＣ４５：　　５６９　　ｇ ＳＥＣＡＲ７１：　　５３８　　ｇ ＨＪＯｉ　　　　　　　　　　　：　　１５　　ｇメル
メント　　　　　　　：　　　６．２ｇ総容積は約１　
、５　ＩＩグトルで、対応する水／セメント比が０．３
である。

閉じ込めを実現するためには、昼下の方法を実施する。

ドラムに、初めに圧縮−傾瀉されたイオン交換樹脂を１
次に混合水、流動化剤、フュームシリカ、ホウ酸、アル
ミナセメントおよび非アルミナセメントと続いて導入す
る このように、ケイ酸添加物を２つのセメントに先行して
混合することが、アルカリｐＨがないところで、樹脂が
摩損により分散に好適になって、有効に解性することが
できて好ましい。

しかし、２つの、水で処理した結合剤即ち、アルミナセ
メントおよび非アルミナセメントを、予め調製された結
合剤の形で同時に混合することができる。

また、廃棄物、混合水、流動化剤、フュームシリカおよ
びケイ酸を同時に、続いて２つのセメントを混合するこ
ともできる。

セメントを導入する前に、全てを少な（とも３分間混合
しなければならない。そして、アルミナセメン［・およ
び非アルミナセメントを導入し、混合は少なくとも３分
間は続けるが、１０分をこえてはならない。

セメントは液相で導入され、その流速は、混合系が大量
に流出して阻害されないように制御される。

混合の終了時に、混合物はまだ硬化されていなくて、以
下の点を示している。

一液体稠性が３０分間保たれる程度である。

−チキソトロピー特性であるため混合物は振動に曝して
はいけない。さもなければ、成分が分離してしまう。

一凝結時間は、■から２４時間の間で短かったり長かっ
たりする６ 一２４時間は、発汗しない。

一旦硬化されると、封入物は以下の特性を有する。

一水中でヒビ割れしない。

一機械的強度は、２８日強度として１２ＭＰＡを超えそ
のハンドリングができる。

一２８日を過ぎてから、鉱物学的組成体が非常に大いに
進化し１機械的な強度に関係する：イトである。

詰（きつ）い閉じ込め状態、あるいは好ましく（よ水中
にある材料の進化は、９０日強度の改善に結び付（。こ
こでストラエトリンガイトの結晶化は乾燥状態にないと
、より容易に完全に行なわれる。

［例２］ ホウ素を含む濃縮化合物の閉じ込め この場合、ホウ素の存在を完全に規定し、処理すべき廃
棄物を水溶液にする。そして、オルトホウ酸、水並びに
流動化剤の添加を廃止できる。

この場合、混合水準を４７７即ち、 ＶＬが液体廃棄物の実の容積を表わすとき、ＶＬ／Ｖア
比４／７と選定することができる。

Ｖｃがセメントとケイ酸質添加物の容積を表わすとき、 Ｖア・ＶＬ＋Ｖｌ：として、下記の式が得られる６ＶＬ
／Ｖｅ”　４／３−　ｕｐ このようにして、濃縮物１リツトルを閉じ込めるための
容積は以下のとおりである。

ＶＬ　　＝　１０００　　ｍ）、　　Ｖｃ　　＝　７５
０　　ｍ）、。

即ち、全容積　Ｖｒ　　が１７５０　ｍｌである。

この場合、混合の水準的５７％は、水／セメント比を約
０．４５と決定する。゛ 例１と同じセメントおよびケイ酸化合物を使用するとす
れば、　７５０　ｍｌの容積の縁結合剤のために使用さ
れるべき重量は、各々、以下に等しい。

非アルミナ　　　　　　　　　Ｘ　　’　　Ｖｃ　　　
１６２．１５５ｘ７５０ヤメント　　　　：Ｍ°８・　
−一□　・　二□−・１０６６．２ｇ。

１ルミナ　　　　　　　　　　Ｙ　　−Ｖｃ　　　１５
３．５２８ｘ７５０士メント　　　　：Ｍ’ｙ＝　　−
□　　　　　　　　　　　−１００９，５（＜。

１ルミナ　　　　　　　　　Ｚ　　−Ｖｃ　　　　１３
．９３７ｘ７５０セメント　　　　二Ｍ′□＝　　＝　
　＝　　−−□　　＝　　　９１．６ｇ。

（フュームシリカｌ　　　　　　　ｉ　　Ｖｃ　　　　
　１１４．０６０ここで、 ｙｃ　＝　　−−＋　　−−＋　　− ｍ罠　　　　　　ｍ　ｙ　　　　　　　ｍ　ｚ１リット
ルの濃縮物を封入するための構成は、フュームシリカ　
　　　　　　：９２ｇＣＬＣ４５：　１０６６　ｇ ＳＥＣＡＲ７１・１０１０　ｇ 閉じ込めを実施するために１例１と同様の操作が適用で
き、成分が導入される順序は下記のとおりである。

１１　　ｉ１１縮液 ２）　ケイ酸質添加物 ３）　アルミナセメント ４）　非アルミナセメント セメントの導入に先立ってもしくはそれと同時に、濃縮
物とフュームシリカをともに少な（とも３分間混ぜるこ
とができる。

セメントの導入後、混合は３から１０分間継続する。こ
の混合の後、できたての混合物は以下のとおりである。

一混合の開始後の３０分間液体稠性が継続する。

−２４時間以内にゆっくりした凝結が起こる。

−２４時間後に発汗がない。

硬化後の混合物は以下のとおりである。

−水中でヒビ割れしない。

一圧縮応力に対する機械的強度は、２８日強度にして、
２０ＭＰａを超え、もっと長い間はっきり増大する６ 一鉱物学的組成体が２８日を過ぎて大いに進化し、その
組成は以下のとおりである。

主として、ストラエトリンガイト １ホウ素アルミン酸カルシウム ホウ素を含むエトリンガイト 第２の実施例によれば、この発明の方法は、ホウ素を含
む廃棄物を出発物として、ストラエトリンガイト、ホウ
素を含むエトリンガイトおよび／または１ホウ素アルミ
ン酸カルシウムの鉱物相が少ない比率で形成するために
実施される。

このため、アルミナセメントおよびポルトランドセメン
トの混合物を、後者を豊富にし、任意にケイ酸質化合物
を含ませる。

ポルトランドセメント／アルミナセメント比が４を超え
ると、即ち１０あるいは２０であると、ポルトランドセ
メントの水和はアルミナセメントにより活性化されるが
、この条件は典型的な急速混合物のそれから遠いもので
ある。

したがって、混合物の制御のために必要なホウ素は少な
い。

この場合、硬化した生地は、主として慣用的なポルトラ
ンドセメントのケイ酸カルシウム水和物ン酸塩を含む。

第１の実施例にあるように、廃棄物中のホウ酸塩イオン
は、添加物からのものと同様に、それによって凝結を制
御することにより、水和を遅（進行させるよう規制し、
熱を徐々に放出するようにする。

機械的強度を得るために必要な、水が少ないため、また
、流動化剤の使用を含むことになる。

この第２の実施例によって、閉じ込めを実行するには、
ｉ烙な操作が必要である。特に、異なった成分を導入す
る順序に注意を払わなければならない。

したかって、ホウ酸塩を含むあるいは含まない廃棄物は
、ホウ素を組織的に添加されてから、溶液中にＣａ〜ミ
ルイオンでに含む水媒中に導入されなければならない。

結局、この場合、はとんどのホウ素は直接カルシウムと
反応し、したがってセメントの導入の後に、後者の水和
か通常に進行することになる。

この第２の実施例ではアルミナセメントの址が少ないこ
とを考慮すれば、ポルトランドベースのセメントは、セ
メントがホウ素を含む廃棄物の後に導入された場合、活
性化されないであろう。そして、直ちにセメント粒子の
外周にホウ酸の皮膜を形成し、水和反応を阻止してしま
うであろう。

ホウ素が、すでにカルシウムを含む溶液と反応できるよ
うにするために、セメントを下記の操作手順にしたがっ
て、２回に分けて導入すれば十分である。操作は混合ド
ラム中で完全に行なわれるａ）　混合水、半分の流動化
剤およびケイ酸質添加物を導入する。

ｂｌ　　１１５の非アルミナセメントを導入し、少な（
とも３分間混合する。

Ｃ）廃棄物およびホウ素（イオン交換樹脂の例）を導入
し同時に少なくとも３分間混合する。

ｄ）残り４１５の非アルミナセメントを導入し、さらに
、アルミナセメントおよび最後の半分の流動化剤を導入
する。

この種々の操作の間、混合は、混合が完全になる前に分
離が起こらないように中断されないようにしなければな
らない。

［例３］ ここの説明は、混合型のＩＲＮ−１５０Ｌタイプのアン
バーライト樹脂を処理するための第２の実施例の使用を
提供するものである。ホウ素とリチウムを含むこの樹脂
は、下記のとおりである。

−含水量　：Ｗ＝５２．５％ 一見かけの密度　ｄ、・１０４２　ｇ／ｌ　（見かけ）
樹脂の空隙率　Ｕ□、　、　ｌ／３　　および圧縮−側
湾されたイオン交換樹脂（ＲＥＩＩとそれを漬ける水と
の、見かけの゛容積の混合水準およびＶｔ　　封入物（
ＲＥＩ十生地）の総容積を用いると１次式になる。

ＶＲＥ＋　＝３．８　Ｖｔ 即ち、実際のイオン交換樹脂の容積は封入物の全容積の
３７．５％を占める。

下記の式が続く： 一ヘースト容積　：　Ｖｐ　＝Ｖｔ　−ＶＲＥ＋　＝５
／８ＶＴ−総水量容積　：ＶＥ　＝　ｖｐ−ｖｃ　＝　
７／２４ＶＴ−飽和水容ｆ／ｌ　　：ＶｉｓＡｔ　＝Ｖ
ＡＰＰ−ＶＦＩＥＩ　＝Ｖｒ／８−混合水容Ｗｔ　　：
ＶｔｏＡ＝ＶＥ−ＶＥ−ＡＴ　＝Ｖｔ／６圧縮−傾瀉さ
れたイオン交換樹脂の見かけの１リツトルをセメント固
化するために使用される各容積は、したがって、下記の
とおりである。

ＶＲｌ−１”７５０　ｍ）、　ＶＥｓＡｒ＝２５０　ｍ
）、　Ｖｔａａ＝３３３．３３　ｍｌ。

Ｖ、＝６６６．６６　ｍ）、即ち、Ｖｔ”２ＱＯＯ（１
）．　Ｖｐ＝１２５０　ｍｌ生地の組成即ちＶＣの詳細
は、この場合１本質的にポルトランドを含むセメントＸ
、アルミナセメントＹ、およびフュームシリカＺに対し
て決められる最適関数で得られる。即ち： Ｖ、＝ＳＯ％ｖｅ：　ＶＹ＝ｌＯ％ｖｃ：Ｖｚ：ｌＯ％
ＶｃＣＰＡ　５５．５ＥＣＡＲ７１およびフュームシリ
カをそれぞれ容積で、ｍｘ”３．２．　ｌ１ｌＹ”３．
０およびｍｚ＝２．０用いることは、６６６．６。（ｎ
ｌの容積の「結合剤」に含まれる重量が以下のとおりに
なることである。

Ｍ、＝１７０６．７　ｇ、　Ｍｙ：２００．Ｏｇ、　Ｍ
ｚ：１３３．３　ｇそして、可溶性ホウ素をホウ酸ＨＪ
Ｏ＊は、アルミナセメントの比率が低いことを考慮すれ
ば、わずか５ｇ加えられ、混合のための水の容積は、以
下の手法で修正される： ＶｔａＡ＝３３３．３３−　−　　＝３３０　　ｍｌ（
ｍ　　ＨＪＯｓ＝１．５ｇ／ｃｍ３）ｆＨＩＢＯ３は添
え字） 水／セメント比が低い混合物には、流ＩＪ］可剤が必要
であり、それはＣＰＡおよびフュームシリカの比率に基
づいているため重要である。

セメント１００ｋｇに対し１ｋｇの比で使用される流動
化剤は、メルメントタイプの粉末で、１８．４　ｇであ
る。

１リツトルの圧縮−側湾されたイオン交換樹脂を閉じ込
めるために使用される完全な構成は以下のとおりである
： イオン交換樹脂廃棄物　：１１ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　
３３０　　　　ｇフュームシリカ　　　　　　：　　１
３５　　ｇＣＰＡ　５５　　　　　　　　　　：　　１
７００　ｇＳＥＣＡＲ７１：　　２００　　ｇ ＨｓＢＯｓ　　　　　　　　　　　　　　５　　ｇメル
メント　　　　　　　：　　　１８．４ｇ水／セメント
比が０．２８６に対応する総容積は。

約２リツトルである。

閉じ込めを実施するためには、成分の混合は、撹拌翼を
用いた規格の処理ドラムで行なわれ、撹拌は初めの成分
から最後が導入されるまで中断してはいけない。

混合水およびフュームシリカの全量が、最初に、流動化
剤の半分とともに導入される。３分間混合したｆ、ｆｔ
、１１５のポルトランドセメントが導入され、その３分
後に、令聞の廃棄物８よびホウ酸を加える。さらに３分
間混合を続けてから、残りの４７５のポルトランドおよ
び最後の半分の流動化剤を導入して、それらが３分間混
合される。

少な（とも全１５分の混合時間の後に、まだ硬化してい
ない混合物は、以下のとおりであるニー流体個性は、ヂ
キソトロピー状態を３０分間保つ。

一凝結速度は、ｌから２４時間の間で長かったり短かっ
たりし、発汗はない。

一旦硬化すると封入物は下記の特性を示すニーＳ械的強
度が２８日強度にして２０ＭＰａ以上であって、ハンド
リング可能である。

一水中でヒビ割れしない。

一鉱物学的組成として、１ホウ票アルミン酸塩およびホ
ウ素エトリンガイトのような、ストーラエトリンガイト
および／またはホウ素を含む鉱物の比率が低いことが分
かった。

この発明のこの第２の実施例において、第１の実施例と
全く同様に外層被覆によって、閉じ込めが改房される。

被覆は混合手段を含む設備で若手される。

一般に、混合は、埋め込み型撹拌翼な有する混合機によ
り、その撹拌翼は使用後、ドラムの底に届（まで押し込
まれ、モーフ部から外される。

翼の長さは、その端がドラムの頂部を少な（とも５ｃｍ
は突出していてドラムを掴むために使えるようになって
いる。また、そのハンドリングが良好であるようにドラ
ムの内容が十分固いことが必要で、必要な機械的強度を
得るためには一般に１５日待つことが好ましい。

このように、混合場所を離れたドラムは、臨時の貯蔵所
、即ち、他の地域のいがなる干渉（局部的な残存物中の
いかなる働き、ｔｏｕｔｅｉｎｔｅｒｖｅｎ目ｏｎ　ｄ
ａｎｓ　ｌｅ　ｒｅｓｔａｎｔ　ｄｕ　１ｏｃａｌｌも
許容するような適切な生物学的な保護が保証された、例
えば酸化バリウム型コンクリート壕に移されろう この貯蔵の後に、ドラムの周囲にモルタルの層を設け、
必要な機械的強度および詰め込み特性をともに与える外
層被覆が実施される。このモルタル層は、セメント、ケ
イ砂、フュームシリカ、ベントナイトのようなスメクテ
ィック状のクレイおよび水から形成されつる。この混合
物の組成は。

好ましくは、非常に少量の水を含むコンパクトなもので
あって一般に含水量が３０％未満である。

−Ｍｕに、この組成に、ドラムの周囲に塗布する・こと
が容易なように、流動化剤を流し込みにより添加する。

この流動化剤は包み込み体の機械的特性を低下させない
ように空気を含まないようにしなければならず、モルタ
ルが、大量なセメント以外にフュームシリカおよびスメ
クティック状態のクレイを含むため、なおのこと効果的
でなければならない。

使用されたセメントはスラグなベースとした結合剤で、
例えばＣＬＣあるいはＣＬＫのタイプのセメントである
。しかし、　ＣＰＡのような他のセメントを使用するこ
ともできる。

非常に活性なシリカ結晶粒子とクレイとの結合作用によ
り、材料は非常に透過性が低く、詰め込み強度が高くな
る。

高い機械的強度を２８日強度にして６０ＭＰａより大き
く保持し、過剰な収縮を避けるために、クレイの鼠を微
細粒子（セメント、砂、フュームシリカおよびクレイ）
の容積の５％未満に制限することが適切である。

例支ば、下記のモルタル組成を用いることができる： ケイ砂　０−４　ｍｍ　　　　　　　　　：　１１７０
　ｋｇ／ｍａセメント　ＣＬＣ４５：　　６５０　ｋｇ
／ｍ３フュームシリカ　　　　　　　　：　　１３０　
ｋｇ／ｍ３スメクティック状のクレイ　　　：　　３０
　ｋｇ／ｍ’水＋流動化剤　　　　　　　　　：　　２
６０　ｋｇ／ｍ”セメントに混合された廃棄物を含んだ
ドラムの周囲にこの組成物を設けるために、以下の手順
を適用する。

ドラムをコンテナの中に置き、容器は例えばコンクリー
トからなり、翼と遠隔自動アームを備えたリフト装置に
よりコンテナの壁から所定の距離に保持する。コンテナ
の中へ、ドラムの周囲にモルタル、即ちセメント、ケイ
砂、シリカ、スメクティック状のクレイおよび水の混合
物で混合機の中で予め調製されていたものを流し込む。

例えば、容量５００　リットルの混合機を使用すること
ができ、市場で入手できる多数翼を持った装置で、翼は
、各々、環状および外サイクロイド状に運動し、確実に
完全な均一混合ができる。

混合の後混合物は、回収タンクからポンプで取り出し、
短い柔軟性のある注入パイプでコンテナに供給される。

ポンプは容積測定によるタイプあるいは機械的なりイブ
であって、注射圧力を少なくともＩＭＰａ発揮できる。

一般に、流し込みは２段階で、時間的に、最初にチキソ
トロピー状態であったモルタルが、より高い剪断応力強
さを有することができるようにする。

モルタルは、最初は、重力によって徐々に流し込み、空
気を閉じ込めないよう、かつ、ドラムを保持機によりコ
ンテナの中心に据えるようにする。この流し込みは、コ
ンテナに予め設けられた印、即ち被覆の底部に対応する
印まで行なわれ、ドラムがモルタル層に置かれたような
状態に、あるいは入り込んだような状態にする。

モルタルが３０分間静止された後リフト装置から翼が送
られてきて流し込みがコンテナの縁まで続けられる。設
置されているうちにドラムの中味が圧縮されるため、コ
ンテナの上部を満たすために追加の容積のモルタルを加
えることがあるかもしれない。

しかし、一般に鉛の円板がドラムの上に放射能からの保
護とドラムの重しのためにドラムの上にｈかれている。

第２図は、この発明の方法により得られた放射性または
毒性廃棄物を貯蔵する装置を示す。

図面において、廃棄物３を鉱物生地の中の分散系の形で
収容するドラム１があり、生地はストラエトリンガイト
、■ホウ素アルミン酸カルシウムおよび／またはホウ酸
エトリンガイトのタイプの相を有している。

必要であれば、ドラム１はドラムを取り巻いて設けられ
たモルタル層で囲まれ、外側の覆い物７はモルタル層５
を囲むコンクリートコンテナにより構成されている。

この装置の構造は、大容積の廃棄物をドラムｌのなかで
混合することができ、内部に起因して機械的強度を減ら
すような特別なおそれはなく、セメントの用髭として、
コンテナ７中に設置されている間、ドラムｌ上に埋め込
み型翼によりかが周囲にあるため、必要な°機械的およ
び詰め込み特性が得られ、放射性あるいは毒性生成物を
貯留することができる。一般に１層５は少な（とも１０
ｃ＋＋＋の厚さを有する。

モルタル組成物は以下のとおりであるニーケイ砂　０−
４　ｍｍ　　　　　　　　：　１１７０　ｋｇ／ｍ”−
セメント　ＣＬＣ４５：　　Ｇ５０　ｋｇ／ｍ”−フュ
ームシリカ　　　　　　　　：　　１３０　ｋｇ／ｍ３
−スメクティック状のクレイ　　　：　　３０　ｋｇ／
ｍ”−水＋流動化剤　　　　　　　　　：　　２６０　
ｋｇ／ｍ３使用した流動化剤は、ナフタレンスルフォネ
ートタイプで、できたてのモルタルの物理的性質は下記
のとおりであるニ ー凝結時間　　　　　　　　　　　　６ｈ−密度　　　
　　　　　　　　：　　２．２４モルタルは、２回に分
けて流し込まれ、硬化される。最終的に得られた製品の
性質を決定する。

硬化したモルタルの物理的性質は以下のとおりである： −２８日後の収Ｆｆｌｉ　　　　　：　　＜　　４ＱＯ
ｐｍｌＢ（密な封入物） 一２８日後の圧縮強度　　：　　）　　８０ＭＰａ−２
８日後のたわみ強度　：　　＞　　１０ＭＰａ収縮およ
び強度特性は、４　ｘ　４　ｘ　１６　ｃｌサイズの三
角柱の試験片で測定した。

【図面の簡単な説明】

第１図　Ｃａｂ−ＡＩｔｏｚ−Ｂｔｕｓ　　の理論的三
要素ダイヤグラム。 第２図　本発明の方法で得られた製品の縦断面図。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射性あるいは毒性廃棄物を貯蔵する装置であっ
   て、廃棄物３を、ストラエトリンガイト、イオンおよび
   ／またはホウ素を含むエトリンガイトのタイプの相の鉱
   物の生地の中にそれら廃棄物の分散系の形で含むドラム
   １を含むことを特徴とする装置。
2. （２）請求項（１）に記載の装置であって、ドラム１の
   周りにさらにモルタル層５を１層設け、また、モルタル
   層に周囲に外側包み込み材をもうけたことを特徴とする
   装置。
3. （３）請求項（２）に記載の装置であって、そのモルタ
   ル層が、セメント、ケイ砂、フュームシリカおよび／ま
   たはスメクティック状のクレイを含むことを特徴とする
   装置。
4. （４）請求項（２）および（３）のいずれかに記載の装
   置であって、そのモルタル層が少なくとも１０ｃｍの厚
   さをゆうすることを特徴とする装置。
5. （５）請求項（２）、（３）および（４）いずれかに記
   載の装置であって、外側の包み込み体がコンクリートで
   あることを特徴とする装置。
6. （６）請求項（１）、（２）、（３）、（４）および、
   （５）のいずれかに記載の装置であって、廃棄物がイオ
   ン交換樹脂あるいは濃縮液であることを特徴とする装置
   。
7. （７）ホウ酸塩イオンを含む放射性あるいは毒性廃棄物
   をセメントベースの固体生地にその貯蔵の目的で閉じ込
   める方法であって、下記のａ）、ｂ）を含むことを特徴
   とする方法。 ａ）廃棄物を水の存在下でアルミナセメント、非アルミ
   ナセメントおよび場合によりケイ酸質化合物および／ま
   たはホウ素を含む化合物とともに、混合物が、非アルミ
   ナセメントの従来の水和物を別として、ストラエトリン
   ガイト、１ホウ素アルミン酸カルシウムおよび／または
   ホウ素を含むエトリンガイトのタイプの相の結晶化を起
   こすような配合で混合する。 ｂ）少なくともこれらの相のうちの１層を含む固体の生
   地を形成するために、混合物を硬化させる。
8. （８）請求項（７）記載の方法であって、続いて、モル
   タル層を、硬化した混合物の周りに設けることを特徴と
   する方法。
9. （９）請求項（７）および（８）のいずれかに記載の方
   法であって、閉じ込められるべき放射性廃棄物がホウ素
   を含む濃縮液であることであり、段階ａ）でアルミナセ
   メント、ポルトランドセメントのクリンカーをベースと
   した非アルミナセメントおよびケイ酸質化合物とともに
   混合することを特徴とする方法。
10. （１０）請求項（７）および（８）のいずれかに記載の
    方法であって、段階ａ）で廃棄物を、水、アルミナセメ
    ント、ポルトランドクリンカーをベースとする非アルミ
    ナセメント、ケイ酸質化合物およびホウ素を含む化合物
    とともに混合することを特徴とする方法。
11. （１１）請求項（７）、（８）および（９）のいずれか
    に記載の方法であって、段階ａ）で、配合比が水／（非
    アルミナセメント＋アルミナセメント＋ケイ酸化合物）
    の重量比が０．５未満であることを特徴とする方法。方
    法
12. （１２）請求項（１１）記載の方法であって、非アルミ
    ナセメントのアルミナセメントに対する重量比が１から
    ２０の範囲にあることを特徴とする方法。
13. （１３）請求項（７）から（１２）のいずれかに記載の
    方法であって、非アルミナセメントが、セメントＣＰＡ
    、ＣＰＪ、ＣＬＫおよびＣＬＣを含むグループから選択
    されることを特徴とする方法。
14. （１４）請求項（７）から（１３）のいずれかに記載の
    方法であって、ケイ酸質化合物がポゾラン、クレイ、メ
    タカオリン、キーセルカー、フュームシリカ、グランド
    クォーツ、シリカゲル、カラス粉末およびケイ酸ナトリ
    ウムを含むグループから選択されることを特徴とする方
    法。
15. （１５）請求項（７）から（１０）のいずれかに記載の
    方法であって、ホウ素化合物がホウ酸、ホウ酸塩または
    ホウ砂であることを特徴とする方法。
16. （１６）請求項（７）から（１０）のいずれかに記載の
    方法であって、段階ａ）でセメントのための流動化材を
    混合物に添加することを特徴とする方法。
17. （１７）請求項（１６）に記載の方法であって、流動化
    剤がナフタレンスルフォネートまたはメラミンタイプの
    化合物であることを特徴とする方法。
18. （１８）請求項（８）に記載の方法であって、モルタル
    層をセメント、ケイ砂、フュームシリカ、スメクティッ
    ク状のクレイおよび水を含む混合物から形成することを
    特徴とする方法。
19. （１９）請求項（１２）に記載の方法であって、スメク
    ティック状のクレイがベントナイトであることを特徴と
    する方法。
20. （２０）請求項（１８）か（１９）のいずれかに記載の
    方法であって、混合物が流動化物含むことを特徴とする
    方法。
21. （２１）請求項（７）、（１０）、（１６）のいずれか
    に記載の方法であって、段階ａ）において、最初に廃棄
    物を水と、場合によっては、流動化剤、ケイ酸質化合物
    、非アルミナセメントの一部分および／またはホウ素を
    含む化合物とを混合し、次いで、アルミナセメントおよ
    び非アルミナセメントとを添加することを特徴とする方
    法。
22. （２２）請求項（７）、（１０）、（１６）のいずれか
    に記載の方法であって、段階ａ）において、総容積（廃
    棄物＋水＋流動化剤＋ケイ酸質化合物＋ホウ素を含む化
    合物＋アルミナセメント＋ポルトランドセメント）に対
    する廃棄物の実際の容積の比が最大０．６であることを