JPH06226089A - 放射性廃液処理用セメントおよびそれを用いた固化体の作成方法 - Google Patents

放射性廃液処理用セメントおよびそれを用いた固化体の作成方法

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JPH06226089A
JPH06226089A JP1562593A JP1562593A JPH06226089A JP H06226089 A JPH06226089 A JP H06226089A JP 1562593 A JP1562593 A JP 1562593A JP 1562593 A JP1562593 A JP 1562593A JP H06226089 A JPH06226089 A JP H06226089A
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JP
Japan
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cement
waste liquid
radioactive waste
radioactive
inorganic ion
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JP1562593A
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English (en)
Inventor
Yuzuru Yanagisawa
譲 柳沢
Kojin Tsuji
行人 辻
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Toyo Engineering Corp
Original Assignee
Toyo Engineering Corp
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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射性各種イオンが地下水等との接触により
地下水等に移行しない放射性廃液処理用セメント及びセ
メント固化体を提供する。 【構成】 放射性各種とイオン交換能力を有し、分配係
数の高い無機イオン吸着体とセメントを予め混合してな
る放射性廃棄処理用セメント及び該セメントと放射性廃
液とを混合したセメント固化体。 【効果】 水に触れても放射性各種イオンが水中に移行
しないセメント固化体を作ることができ、地下水等を汚
染することがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低レベル放射性廃液処理
用セメントおよびそれを用いた固化体の作成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所および使用済み原子燃料の
再処理施設等の原子力施設では、施設内より発生する放
射性廃液は、その放射能レベルに応じた適切な処理が施
されている。処理済み廃液はその残存放射能レベルに従
い、放射能の無いことを確認し排出するもの、セメン
ト、プラスチック等で固形化して貯蔵して放射能レベル
の減衰を待つもの、あるいは放射能レベルが高すぎるた
め貯蔵槽に数年から数十年貯留し放射能の減衰を待って
から固化処理されるものなどがある。
【0003】原子力施設内より発生する固化処理の対象
となる低レベル放射性廃液としては、沸騰水型軽水炉か
ら発生する約25%の硫酸ナトリウム廃液、加圧水型軽
水炉から発生する約12%のホウ酸ナトリウム廃液、再
処理施設から発生する200〜400g/lの硝酸ナト
リウム廃液等があげられる。
【0004】これらの廃液についてはSr,Cs,M
n,Co,Fe,I等の放射性各種イオンが含まれてい
る。
【0005】これらの廃液はそのままセメント等で固化
し、原子力施設内に貯蔵するかあるいは廃液に含まれる
放射性各種イオンを吸着材で選択吸着してこの吸着材を
セメントと混合し固化する等して原子力施設内に貯蔵す
ることが検討されている。
【0006】このような低レベル放射性廃液を固化体と
するためのセメントとしては市販のセメントが使用され
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然るに放射性廃液をそ
のままセメントで固化した固化体を地下に埋設する方法
では固化体は水との接触によりいずれ脆化し固化体から
放射性物質が地下水等に移行し、地下水を汚染するとい
う問題がある。
【0008】また吸着材を使用して放射性各種イオンを
選択的に吸着し、この吸着材を別途、取り出してセメン
ト固化する方法では廃液中に含まれる放射性各種イオン
を吸着材に吸着させる工程と廃液中から吸着材を取出す
工程が必要となる。このため作業員の被爆の機会が増え
るため、これを回避するには別途ロボット等を用意する
必要がある。また吸着材をセメントと混合したときセメ
ント中に含まれる硫酸カルシウムのカルシウムイオンと
イオン交換を起こし、放射性各種イオンとの交換が妨げ
られるという問題点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決せんとするもので、その要旨は放射性各種イオンとイ
オン交換能力を有し、分配係数の高い無機イオン吸着体
とセメントとを予め混合してなることを特徴とする放射
性廃液処理用セメント並びにそれを放射性廃液と混合
し、0.5分以上25分以下攪拌することを特徴とする
セメント固化体の作成方法にある。
【0010】以下本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明の放射性廃液処理用セメントはセメ
ントと無機イオン吸着体とからなる。
【0012】本発明において使用されるセメントとして
は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、高硫酸塩スラグセメント
およびアルミナセメント等市販のセメントあ挙げられ
る。また上記セメントに混合される無機イオン吸着体と
しては、吸着飽和に達する時間が短く、かつセメントの
主成分の影響を受け難いものであることが必要であり、
下記式で定義される分配係数Kd値が吸着除去すべき放
射性核種が陽イオンの場合は103 以上陰イオンの場合
には102 以上の性能を有する無機イオン吸着体が好適
に用いられる。
【0013】
【数1】Kd=(Ci/Cf−1)(V/m) ここで、 Kd:分配係数(ml/g) Ci:試験前の金属イオン濃度(mol/1) Cf:試験後の金属イオン濃度(mol/1) V :試験液の量(g) m :吸着体の重量(g) V/m:約100(ml/g) Kdが前記条件を満す無機イオン吸着体の具体例として
は吸着除去すべき放射性核種が陽イオンの場合はモリブ
トリン酸アンモニウム、アンチモン酸、アンチモン酸
錫、アンチモン酸チタン、スピネル型結晶構造を有する
二酸化マンガン、合成ハイドロタルサイト類等であり、
吸着除去すべき放射性核種が陰イオンの場合は水酸化ビ
スマス等が挙げられる。
【0014】これらの無機イオン吸着体はそのまま使用
しても良いが、元来無機イオン交換体である無機イオン
吸着体にはその吸着サイトの違いによる吸着イオンに対
する選択性が異なる。Caイオンと放射性核種イオンを
同時に吸着すると濃度の高いCaイオンが核放射性核種
イオンの吸着を妨害する事がある。理由は不明である
が、予めCaイオンの吸着サイトをCaイオンにて塞い
で、放射性核種イオン用の吸着サイトのみにしておく方
が放射性核種イオンの吸着には良い結果が得られる傾向
にある。そのため、これ等の無機イオン吸着体は予めセ
メントの成分であるカルシウムイオンとイオン交換後セ
メントと混合するのが好ましい。無機イオン吸着体の形
状は粉末状、粒状のいずれでも用いることができるがセ
メントとの混合のしやすさからセメントの平均粒径とほ
ぼ同じ平均粒径に調節して用いるのが好ましい。無機イ
オン吸着体とセメントとの使用量の比は処理すべき廃液
組成によって異なる。原子力施設内より発生する何れの
低レベルの放射性廃液をもセメント固化するためには無
機イオン吸着体の混合比はセメント量の50%以下が望
ましい。無機イオン吸着体の混合比が50%を越えると
攪拌時間が増えると共にセメント固化体を構成するセメ
ント、砂、廃液等との混合状態が悪くなる傾向を示し、
作成したセメント固化体の硬度が落ちる傾向を示し、好
ましくない。
【0015】放射性廃液処理用セメントはセメントと無
機イオン吸着体とを混合して得られるが、その混合は通
常の混合機である攪拌羽根付きV型混合機、ピン付きロ
ーター型混合機等で行えば良い。混合の手順についても
特別な制限はないが、量の多いセメント側に無機イオン
吸着体をまとめて加えれば良い。又セメントと無機イオ
ン吸着体との混合時間は、混合機の種類、セメントと無
機イオン吸着体との比にもよるが、通常30分以下でよ
い。
【0016】上記放射性廃液処理用セメントを用いてセ
メント固化体を作成する際の攪拌時間は放射性廃液処理
用セメントを構成するセメントの種類、無機イオン吸着
体の種類およびその量にもよるが、0.5分以上25分
以下で良く、攪拌時間が0.5分未満では放射性廃液処
理用セメントと放射性廃液との混合が不充分であり、不
均一な混合となるので好ましくなく、また攪拌時間が2
5分を越えても特に混合状態の格段の向上効果は得られ
ず経済的ではない。攪拌時間は混合効果と経済性の観点
から好ましくは1分以上20分以下であり5分以上10
分以下が特に好ましい。
【0017】以下に、本発明の実施例を説明するが、本
発明はこれに制限されるものではない。
【0018】
【実施例】
実施例1 固化用セメントとしてモリブトリン酸アンモニウム15
grと高炉セメント615grを攪拌羽根付きV型混合
機で20分混合したものを用意した。模擬廃液としてC
sを100ppmと25wt%の硫酸ナトリウムを含む
混合廃液370grを準備した。
【0019】上記によって得られた固化用セメントと模
擬廃液とを通常セメントを混合する速度で10分間攪拌
した。出来た固化体を30日間放置後200メッシュ以
下に粉砕し、粉砕物の100grを分取した。蒸留水5
00grと粉砕物100grを1000mlのビーカー
に移し、マグネチックスターラーで攪拌しながら、蒸留
水中に移行してくるCs濃度の経時変化を測定し総Cs
に対する固化体からのCsの移行量を計算した。Csの
分析は電子吸光法で行った。結果を表1に示す。
【0020】実施例2 実施例1の無機イオン吸着体をリン酸ジルコニウム50
grに変えた以外は実施例1と同様に行った。結果を表
1に示す。
【0021】比較例1 実施例1で無機イオン吸着体を使用しない以外は実施例
1と同様な方法でCs濃度の経時変化を測定した。結果
を表1に示す。
【0022】実施例3 固化用セメントとしてポルトランドセメント750gr
と無機イオン吸着体としてモリブトリン酸アンモニウム
15gr、アンチモン酸20grを攪拌羽根付きV型混
合機で20分混合したものを準備した。
【0023】Sr,Csを各々100ppmと約12%
のホウ酸ナトリウムを含む模擬廃液580grを準備し
た。実施例1と同様の処理を行いSr,Cs濃度の経時
変化を測定した。Csの分析は原子吸光法で行った。結
果を表1に示す。Srの分析はI.C.P.法で行っ
た。結果を表1に示す。
【0024】実施例4 固化用セメントとしてポルトランドセメント750g
r、無機イオン吸着体としてモリブトリン酸アンモニウ
ム15gr、アンチモン酸20grを攪拌羽根付きV型
混合機で20分混合したものを準備した。
【0025】Sr,Csを各々100ppmと約12%
のホウ酸ナトリウムを含む模擬廃液580grを準備し
た。これら以外は実施例1および3と同様に処理しS
r,Cs濃度の経時変化を測定した。結果を表1に示
す。
【0026】比較例2 実施例4で無機イオン吸着体を使用しない以外は実施例
4と同様な方法でSr,Cs濃度の経時変化を測定し
た。結果を表1に示す。
【0027】
【表1】 実施例5 固化用セメントとしてポルトランドセメント750g
r、無機イオン吸着体としてモリブトリン酸アンモニウ
ム5gr、アンチモン酸15gr、水酸化ビスマス15
gr、合成ハイドロタルサイト15grを含むものを攪
拌羽根付きV型混合機で20分混合したものを準備し
た。
【0028】Sr,Csを各々100ppm、Mn,F
e,Co,Iを10ppmと約12%のホウ酸ナトリウ
ムを含む模擬廃液580grを準備した。これら以外は
実施例1および3と同様に処理しSr,Cs濃度の経時
変化を測定した。Mn,Fe,Co,Iの分析はI.
C.P.法で行った。結果を表2に示す。
【0029】実施例6 実施例5のホウ酸ナトリウム溶液を200gr/lの硝
酸ナトリウムに変えた以外は実施例5と同様の操作を行
った。結果を表2に示す。
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明は放射性各種イオン
と交換能力を有す、分配係数の高い無機イオン吸着体と
セメントとを予め混合した混合物とすることにより、従
来のような廃液中にイオン吸着体を取付けて放射性各種
イオンを吸着させる工程を経ることなく上記混合物と放
射性廃液とを短時間混合処理するだけで放射性各種イオ
ンの吸着とセメント固化体の作成とを同時に完了させる
ことができるので、作業工数の大幅な削減を図ることが
できる。また従来の放射性廃液中へのイオン交換体の取
付け取り外し操作が省略できるので、作業者の被爆の危
険を大幅に低減可能であり、作業上の安全性も大幅に向
上でき、ロボット等の設備も必要されることもなく経済
上のメリットも極めて大きい。しかも得られる固化体は
地下水と接触しても放射性各種イオンが地下水等に移行
することがないため、地下水等を汚染することもないも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21F 9/12 501 B 9216−2G 9/16 ZAB 9216−2G 521 F 9216−2G

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射性各種イオンとイオン交換能力を有
    し、分配係数の高い無機イオン吸着体とセメントとを予
    め混合してなることを特徴とする放射性廃液処理用セメ
    ント。
  2. 【請求項2】 放射性廃液と請求項1記載のセメントを
    混合し0.5分以上25分以下攪拌することを特徴とす
    る固化体の作成方法。
JP1562593A 1993-02-02 1993-02-02 放射性廃液処理用セメントおよびそれを用いた固化体の作成方法 Pending JPH06226089A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010002379A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Toshiba Corp 放射性廃棄物の処理材の作製方法、放射性廃棄物の処理方法及び放射性廃棄体の埋め戻し方法
CN102142293A (zh) * 2011-03-03 2011-08-03 北京顶创高科科技有限公司 放射性废弃液体处理方法
JP2014142264A (ja) * 2013-01-24 2014-08-07 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd セシウム含有層状複水酸化物複合体及びそれを用いた廃棄物固化体
JP2015004595A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 株式会社東芝 放射性物質吸着剤処分装置、および、放射性物質吸着剤の処分方法
JP2016114472A (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 三菱重工業株式会社 放射性廃液処理方法及び放射性廃液の処理装置

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