JPH0641999B2 - Solidification method for radioactive waste incineration ash - Google Patents

Solidification method for radioactive waste incineration ash

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JPH0641999B2
JPH0641999B2 JP60261717A JP26171785A JPH0641999B2 JP H0641999 B2 JPH0641999 B2 JP H0641999B2 JP 60261717 A JP60261717 A JP 60261717A JP 26171785 A JP26171785 A JP 26171785A JP H0641999 B2 JPH0641999 B2 JP H0641999B2
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incineration ash
drum
cement
ash
cement paste
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泰博 鈴木
光彦 中田
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JGC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

発明の目的 Purpose of the invention

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、放射性の廃棄物の焼却灰を最終貯蔵および陸
地処分に適合する形態に固化処理する方法の改良に関す
る。
The present invention relates to an improved method for solidifying radioactive waste incineration ash in a form compatible with final storage and land disposal.

【従来の技術】[Prior art]

たとえば原子力発電所の運転や定期点検に伴って、ポリ
エチレンシート、紙ウェス、布ウェス、作業衣などの、
低レベルの放射能をもった可燃性の固体廃棄物が発生す
る。これらの廃棄物は、従来は圧縮してドラム缶に貯蔵
していたが、最近発生量が増大してきたので、ドラム缶
貯蔵スペースの有効利用の観点から、これらを焼却し減
容処理することが行なわれている。この低レベルの放射
能をもった焼却灰は、ドラム缶に貯蔵されている。 廃棄物焼却灰を放射能が安全なレベルに低下するまで最
終貯蔵し、さらに陸地処分するための手段としては、た
とえばプラスチック固化法やマイクロ波溶融または高周
法誘導加熱溶融による固化法が提案されている。 プラスチック固化法は、たとえば焼却灰と固化剤(不飽
和ポリエステル樹脂)とを混合攪拌したのちドラム缶に
入れ、ついで硬化剤を注入して回転翼で攪拌し、固化す
る方法がある。この方法は、焼却灰中に未燃焼のカーボ
ンや水分が存在するとプラスチックの硬化を阻害するた
めに、配合比に限度があり減容度を大きくできないとい
う難点がある。また、この方法は、ドラム缶からの焼却
灰の取出し、輸送等の、粉体であるためのハンドリング
上の問題もある。 溶融による固化法は、マイクロ波を焼却灰に照射し、ま
たは高周波誘導加熱することによって高温にし、溶融し
て固化する方法である。減容度を大きくとれること、固
化体の物性においてこの方法はすぐれている反面、同様
にハンドリングが難しく、コスト高である。 その他の手段として、セメントを用いた固化処理法もあ
るが、従来の技術は焼却灰と固化剤との混合をアウトド
ラムミキシングにより行なうため、ミキサー駆動の際の
焼却灰の飛散とか、ミキサー洗浄廃液(これも放射性と
なる)のような二次廃棄物の処理といった、ハンドリン
グ上の問題に加えて新たな問題が生じる。また、焼却灰
中の可溶性塩類や、鉛、亜鉛等によりセメント固化体が
脆化したり、セメントの凝結不良が起ったりすることが
ある。
For example, polyethylene sheets, paper waste, cloth waste, work clothes, etc.
Combustible solid waste with low levels of radioactivity is generated. Conventionally, these wastes were compressed and stored in drums, but since the amount of these wastes has increased recently, they are incinerated and volume-reduced from the viewpoint of effective utilization of the storage space for drums. ing. The incineration ash with this low level of radioactivity is stored in drums. As means for final storage of waste incineration ash until the radioactivity falls to a safe level and further land disposal, for example, a plastic solidification method or a solidification method by microwave melting or high frequency induction heating melting is proposed. ing. As a plastic solidification method, for example, there is a method in which incineration ash and a solidifying agent (unsaturated polyester resin) are mixed and stirred, then placed in a drum, and then a hardening agent is injected and stirred by a rotary blade to solidify. This method has a drawback in that if unburned carbon or water is present in the incineration ash, the curing of the plastic is hindered, and therefore the compounding ratio is limited and the degree of volume reduction cannot be increased. In addition, this method has a problem in handling such as taking out and transporting incinerated ash from the drum as it is a powder. The solidification method by melting is a method in which the incineration ash is irradiated with microwaves or heated by high-frequency induction heating to a high temperature, and then melted and solidified. Although this method is excellent in terms of volume reduction and physical properties of the solidified product, it is also difficult to handle and costly. As another means, there is a solidification treatment method using cement, but in the conventional technique, since the incineration ash and the solidifying agent are mixed by out-drum mixing, scattering of the incineration ash when driving the mixer or waste liquid from the mixer washing In addition to handling problems, new problems arise, such as the disposal of secondary waste (which is also radioactive). In addition, soluble solids in the incinerated ash, lead, zinc, etc. may cause embrittlement of the cement solidified product or cause poor setting of cement.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be Solved by the Invention]

本発明の目的は、低レベルの放射能をもつ廃棄物を焼却
した灰の固化処理法にこれまで伴っていた問題を解決
し、ハンドリングが容易で焼却灰の飛散や洗浄廃水の処
理などの心配がなく、取扱いやすい固化体を低コストが
つくることのできる処理法を提供することにある。 発明の構成
The object of the present invention is to solve the problems that have been associated with the solidification treatment method of ash incinerated from wastes having low levels of radioactivity, and to handle easily, and to worry about scattering of incinerated ash and treatment of cleaning wastewater. It is an object of the present invention to provide a treatment method capable of producing a solidified body which is easy to handle and which is easy to handle at low cost. Structure of the invention

【問題点を解決するための手段】[Means for solving problems]

本発明の放射性廃棄物焼却灰の固化処理法は、放射性廃
棄物の焼却灰を収容したドラム缶にセメントモルタルま
たはペースト(以下「セメントペースト」で代表させ
る)を注入し、ドラム缶に回転または回転および振動を
与えることにより焼却灰とセメントペーストとの混合物
をドラム缶内で粒状化し、生成した粒状体をドラム缶内
で養生させ、その固化を待って再びセメントペーストを
注入し、ドラム缶に振動を与えることによってセメント
ペーストを固化粒状体の間隙に充填し、養生して固体さ
せることからなる。 すなわち本発明の処理法は、焼却灰をセメントペースト
によって粒状化させ固化する第一の工程と、固化した粒
状体にさらにセメントペーストを充填して全体を固化さ
せる第二の工程の、二段階からなる。 第一の工程で注入するセメントペーストは、焼却灰の飛
散を防止しつつ粒状化し、一応の強度をもつところまで
固化させることが目的であるから、その混水量は、焼却
灰のもつ吸水性の程度に応じて、粒状化されずに残る焼
却灰はなく、一方で遊離水が実質上発生しない範囲内
で、適切にえらぶ。セメントは、普通ポルトランドセメ
ントをはじめとするものから任意にえらんで使用する。
他の水硬性物質を併用してもよいことはもちろんであ
る。 第二の工程で使用するセメントペーストも、任意のセメ
ントを使用して調製できる。発熱を低下させ、固化体の
強度を高めるために、砂などの骨材を適量加えることも
有用である。また、流動性を高めるため、流動化剤を加
えることが好ましい。流動化剤としては、土木または建
築工事におけるコンクリートやモルタルの施工、とくに
グラウト材の注入に際して添加使用されている減水剤が
有効である。最適な使用条件は、それぞれの減水剤につ
いての指示に従って、容易に決定できるであろう。 第一の工程におけるセメントペーストの注入は、通常は
容器の上部から、焼却灰が飛散しないよう注意しなが
ら、必要な時間を費して行なう。注入量は、焼却灰に対
して容積で0.6〜1.6の範囲が適当である。容器の
上部にセメントペーストを注入するための十分な空間が
ない場合には、あらかじめ振動を与えて焼却灰の表面を
下げておいてから、さらに振動を与えながら注入するこ
とが有効である。 セメントペーストの注入後、または好ましくは注入と同
時に、容器を回転および(または)振動させることによ
り、焼却灰は直径5〜100mm程度の同塊に粒状化す
る。回転は、容器を鉛直軸に対し45〜90゜傾けて行
なうことが好ましく、回転速度は5〜30rpm程度のゆ
っくりとした速度が適当である。振動を加える場合、振
動数は3,000〜7,000v.p.m.、振幅は0.5〜
3.0mmが適当である。回転と振動とを併用すれば、も
ちろん粒状化が促進されて好ましい。 焼却灰の粒状化物は、形成直後は脆く崩れやすいので、
少なくとも24時間ほど放置し、一応の固化をまって第
二の工程に移る。 第二の工程におけるセメントペーストの注入は、容器の
上部から行なってもよいが、容器の底に向ってパイプを
さし込み、または予めパイプを設けておき、それを利用
して底部または中ほどから注入することも好ましい。容
器に振動を加えることは、注入に際して、または注入に
続いて行ない、セメントペーストを固化した粒状体間の
空間に充填し、空洞が形成されないよう気泡を追い出す
作業であるから、当初から気泡の発生が少ない条件を選
ぶことが、加振に必要な時間を短縮し確実な効果を得る
上で有利である。 振動を加えるには、振動モータやエアバイブレータなど
の適宜の振動発生手段を使用する。大量の焼却灰を処理
するには、専用の加振台を用意して容器全体を振動させ
るようにすべきであるが、対象が少量ならば、容器の底
や側壁に加振手段を接触させて振動を加えることによっ
てもよい。 第二の工程における振動は焼却灰の飛散などの心配がな
いから、振動数や振幅の選択の幅が大きくとれる。一般
には、振動数は3,000〜7,000v.p.m.、振幅は
0.5〜3.0mmが適当である。
The solidification method of radioactive waste incineration ash of the present invention is to inject cement mortar or paste (hereinafter represented by "cement paste") into a drum containing the incineration ash of radioactive waste, and rotate or rotate and vibrate the drum. The mixture of incinerated ash and cement paste is granulated in the drum can by giving the above, the resulting granular material is cured in the drum can, the cement paste is injected again after waiting for its solidification, and the drum can is vibrated to give cement. It consists of filling the gaps of the solidified granules with paste and curing to solidify. That is, the treatment method of the present invention, the first step of granulating and solidifying the incineration ash with cement paste, the second step of further filling the cement granules with cement paste to solidify the whole, from two stages Become. The purpose of the cement paste, which is injected in the first step, is to granulate while preventing the incineration ash from scattering and to solidify it to a point where it has a temporary strength. Depending on the degree, no incineration ash remains without being granulated, while it is appropriately selected within the range in which substantially no free water is generated. The cement is selected from ordinary ones such as Portland cement and used.
Of course, other hydraulic materials may be used in combination. The cement paste used in the second step can also be prepared using any cement. It is also useful to add an appropriate amount of aggregate such as sand in order to reduce heat generation and increase the strength of the solidified body. Further, in order to enhance the fluidity, it is preferable to add a fluidizing agent. As the fluidizing agent, a water reducing agent which is used as an additive in the construction of concrete or mortar in civil engineering or construction work, especially when pouring grout material is effective. Optimal use conditions could be readily determined by following the instructions for each water reducing agent. Injecting the cement paste in the first step is usually carried out for the necessary time, taking care not to scatter the incinerated ash from the upper part of the container. The injection amount is suitably in the range of 0.6 to 1.6 with respect to the incineration ash. When there is not enough space for injecting the cement paste in the upper part of the container, it is effective to apply the vibration in advance to lower the surface of the incineration ash and then inject it while further applying the vibration. After the cement paste is injected, or preferably at the same time as the injection, the incinerated ash is granulated into the same mass having a diameter of about 5 to 100 mm by rotating and / or vibrating the container. The rotation is preferably performed by inclining the container with respect to the vertical axis by 45 to 90 °, and the rotation speed is preferably a slow speed of about 5 to 30 rpm. When vibration is applied, the frequency is 3,000-7,000 v.pm and the amplitude is 0.5-
3.0 mm is suitable. It is preferable to use both rotation and vibration in order to promote the granulation. Granules of incinerated ash are brittle and easily collapsed immediately after formation,
Let it stand for at least 24 hours, and once it has solidified, move to the second step. The injection of the cement paste in the second step may be performed from the top of the container, but insert a pipe toward the bottom of the container, or provide a pipe in advance, use it to bottom or middle It is also preferable to inject from. Since vibration is applied to the container at the time of injection or subsequent to injection, it is the work of filling the space between the solidified particles of cement paste and expelling the air bubbles so that no cavities are formed. It is advantageous to select a condition in which the amount of vibration is small in order to shorten the time required for vibration and obtain a reliable effect. To apply the vibration, an appropriate vibration generating means such as a vibration motor or an air vibrator is used. In order to treat a large amount of incinerated ash, it is necessary to prepare a dedicated vibrating table to vibrate the entire container, but if the target is a small amount, contact the vibrating means with the bottom or side wall of the container. It is also possible to apply vibration by applying. Since the vibration in the second step does not cause the scattering of incineration ash, the range of selection of frequency and amplitude can be widened. Generally, it is appropriate that the frequency is 3,000 to 7,000 v.pm and the amplitude is 0.5 to 3.0 mm.

【作 用】[Work]

セメントペーストは、回転および(または)振動によっ
て焼却灰と混和され、そのバインダーとしての作用によ
り粒状体を形成する。この結果、焼却灰は飛散性を失っ
て、ハンドリング容易な形態となる。 この粒状体は、放置すればセメントの固化に伴って一応
の強度をもつに至るから、さらにその周囲にセメントペ
ーストを振動下に充填して、一体に固化することができ
る。このようにして、放射性廃棄物焼却灰の、最終貯蔵
および陸地処分に適した形態が与えられる。
The cement paste mixes with the incineration ash by rotation and / or vibration and acts as a binder to form granules. As a result, the incineration ash loses its scattering property and becomes a form that can be easily handled. If left unattended, this granular material will have a certain strength as the cement solidifies, so that it is possible to further solidify the surroundings by filling the cement paste with vibration. In this way, a form of radioactive waste incineration ash suitable for final storage and land disposal is provided.

【実施例】【Example】

1.模擬焼却灰を容積で30入れた50ドラム缶
に、焼却灰に対する体積比で1/2のセメントモルタルを
注入した。 セメントモルタルは、下記の配合による。 「デンカタスコン」 プレミックス 84.7重量部 水 15.3 〃 (上記のプレミックスは、セメント36.6重量%、砂
41.2%、「デンカタスコン」4.5%および水分1
7.7%の組成を有する。) ドラム缶を密閉し、その軸を鉛直に対して90゜傾け
て、回転数10r.p.m.で30分間回転したところ、いず
れも焼却灰が結合された粒状物が得られた。粒径は10
〜30mmの範囲にあった。 2.同じ模擬焼却灰を容積で30入れた50ドラム
缶に、焼却灰に対して容積比で2/3の、上記と同じセメ
ントモルタルを注入し、密閉してから、その軸を垂直に
したままで振動機を用いて振動数6,000v.p.m.、振
幅1.0mmの振動を30分間加えた。粒子形状および粒
径は1.よりもやや不揃いであるが、類似の粒状物が得
られた。 3.上記1および2の粒状物をドラム缶に入ったまま常
温で2日間静置して、粒状物の固化を待った。 その後、振動機を用いて振動数6,000v.p.m.、振幅
1.0mmで加振しながら、上記と同じセメントモルタル
を注入した。 粒状物の崩壊はなく、セメントモルタルはそれらの間隙
をよく充填することが観察された。 4.注入後、ドラム缶を常温に1カ月間放置したのち切
断して固化体を縦割りにした。その断面の観察から、粒
状物がセメントモルタル中で安定に、気密性よく固定さ
れていることが確認できた。 固化体の圧縮強度は150kg/cm2以上であった。 発明の効果 本発明の固化処理法に従って放射性廃棄物の焼却灰をセ
メント固化すれば、焼却灰の飛散などのハンドリング上
の問題がなく、ドラム缶のような容器に収容した廃棄物
焼却灰をそのまま固化することができる。アウトドラム
ミキサーはもちろん、インドラムミキシングの回転翼も
必要ないから、設備費がかからないし、洗浄水の処理と
いった問題も生じない。 得られる固化体は、セメントペーストが粒状物の間隙を
十分にみたしており、有害な空洞は実質上存在せず、そ
の強度は以後の輸送、貯蔵にとって十分なものである。 また、セメント系の固化剤は安価に入手できるため、固
化体のコストも低い。 このようにして、放射性廃棄物の焼却灰の安全な貯蔵お
よび処分が、簡便かつ低コストで実現する。
1. A 50-drum can containing 30 volumes of simulated incineration ash was injected with 1/2 of the volume ratio of cement mortar to the incineration ash. Cement mortar has the following composition. “Dencatascon” premix 84.7 parts by weight Water 15.3 〃 (The above premix is cement 36.6% by weight, sand 41.2%, “Dencatascon” 4.5% and water 1
It has a composition of 7.7%. ) The drum was closed, its axis was tilted at 90 ° with respect to the vertical, and the drum was rotated at a rotation speed of 10 rpm for 30 minutes. In each case, a granular material in which incineration ash was bonded was obtained. Particle size is 10
It was in the range of ~ 30 mm. 2. The same cement mortar with a volume ratio of 2/3 to the incinerated ash is poured into a 50-drum can containing 30 of the same simulated incinerator ash by volume, and the same cement mortar as described above is injected and sealed, and then the shaft is vibrated with the axis kept vertical. Using a machine, a vibration having a frequency of 6,000 v.pm and an amplitude of 1.0 mm was applied for 30 minutes. The particle shape and particle size are 1. Somewhat more irregular, but similar granules were obtained. 3. The granules of 1 and 2 were left to stand in a drum at room temperature for 2 days, and waited for solidification of the granules. Then, the same cement mortar as above was injected while vibrating at a frequency of 6,000 v.pm and an amplitude of 1.0 mm using a vibrator. It was observed that there was no disintegration of the granules and the cement mortar filled the voids well. 4. After the injection, the drum was left at room temperature for one month and then cut to cut the solidified body into vertical pieces. From the observation of the cross section, it was confirmed that the particulate matter was stably fixed in the cement mortar with good airtightness. The compression strength of the solidified body was 150 kg / cm 2 or more. Effects of the Invention If the incineration ash of radioactive waste is solidified by cement according to the solidification method of the present invention, there is no handling problem such as scattering of the incineration ash, and the waste incineration ash stored in a container such as a drum can is solidified as it is. can do. Not only the out-drum mixer but also the rotor for in-drum mixing is not required, so there is no equipment cost and no problem of treatment of washing water. In the obtained solidified product, the cement paste fully fills the voids of the granular material, and there are substantially no harmful cavities, and its strength is sufficient for subsequent transportation and storage. Moreover, since the cement-based solidifying agent is available at a low cost, the cost of the solidified body is low. In this way, safe storage and disposal of incineration ash of radioactive waste is realized easily and at low cost.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】放射性廃棄物の焼却灰を収容したドラム缶
にセメントペーストを注入し、ドラム缶に回転または回
転および振動を与えることにより焼却灰とセメントペー
ストとの混合物をドラム缶内で粒状化し、生成した粒状
体をドラム缶内で養生させ、その固化を待って再びセメ
ントペーストを注入し、ドラム缶に振動を与えることに
よってセメントペーストを固化粒状体の間隙に充填し、
養生して固体させることからなる放射性廃棄物焼却灰の
固化処理法。
1. A cement can is produced by injecting cement paste into a drum that contains incinerated ash of radioactive waste and rotating or rotating and vibrating the drum to granulate the mixture of incinerator ash and cement paste in the drum. The granules are cured in a drum can, the cement paste is injected again after waiting for its solidification, and the cement paste is filled in the gaps of the solidified granules by applying vibration to the drum can,
A method for solidifying radioactive waste incineration ash, which consists of curing and solidifying.
JP60261717A 1985-11-21 1985-11-21 Solidification method for radioactive waste incineration ash Expired - Lifetime JPH0641999B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54127868A (en) * 1978-03-27 1979-10-04 Kobe Steel Ltd Treatment of sewage sludge incineration ash
DE3001629A1 (en) * 1980-01-17 1981-09-24 Alkem Gmbh, 6450 Hanau METHOD FOR FINAL CONDITIONING SOLID RADIOACTIVE WASTE

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