JPH10197691A - Solidifying material for radioactive waste liquid and method for solidifying-processing radioactive waste liquid - Google Patents

Solidifying material for radioactive waste liquid and method for solidifying-processing radioactive waste liquid

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JPH10197691A
JPH10197691A JP493997A JP493997A JPH10197691A JP H10197691 A JPH10197691 A JP H10197691A JP 493997 A JP493997 A JP 493997A JP 493997 A JP493997 A JP 493997A JP H10197691 A JPH10197691 A JP H10197691A
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JP
Japan
Prior art keywords
waste liquid
radioactive waste
sodium sulfate
earth metal
solidifying
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP493997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Tanabe
義博 田邊
Yoshimitsu Karasawa
義光 唐沢
Kazunori Suzuki
和則 鈴木
Shigeru Mihara
茂 三原
Tadashi Sasaki
忠志 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JGC Corp
Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
JGC Corp
Nippon Kayaku Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10197691A publication Critical patent/JPH10197691A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable solidification of waste liquid containing sodium sulfate, and establish the solidification processing method of radioactive waste liquid containing sodium sulfate by mixing, heating and enriching radioactive waste liquid containing sodium sulfate and alkali earth metal hydroxide, and kneading, curing and solidifying a solid component except for alkali earth hydroxide. SOLUTION: Solidification material contains alkali earth metal hydroxide of Sr, Ba, Ca and the like, particularly hydroxide of Ba and Ca is preferable. Radioactive waste liquid containing sodium sulfate can be solidified and processed by mixing, kneading, curing and solidifying the solidification material in radioactive waste liquid containing sodium sulfate as it is, but furthermore, at first, alkali earth metal hydroxide is mixed in waste liquid, hydroxide of alkali earth metal is reacted with sodium sulfate, and after reaction, the solidification except for alkali earth metal is charged and kneaded. NaOH is produced by reaction, in the solidification material, and hardening stimulant addition is not needed otherwise. A solidifier can be obtained for 1-2 weeks after the solidification material except alkali earth metal is added, and kneaded, and solidification material excellent in water resistance can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所ある
いは原子力研究施設等から排出される硫酸ナトリウムを
含有する廃液を固化する為の固化材および固化処理方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solidifying material and a solidifying method for solidifying a waste liquid containing sodium sulfate discharged from a nuclear power plant or a nuclear research facility.

【0002】[0002]

【従来の技術】硫酸ナトリウムを含有する放射性廃液の
ほとんどは原子力発電所から発生する。この放射性廃液
の固化処理法として、セメント固化法、プラスチック固
化法が知られている。
2. Description of the Related Art Most radioactive liquid waste containing sodium sulfate is generated from nuclear power plants. As a method for solidifying this radioactive waste liquid, a cement solidification method and a plastic solidification method are known.

【0003】原子力発電所等から発生する放射性廃棄物
を減容固形化することは、施設内の保管スペースを確保
する上で重要であるばかりでなく、最終処分の一つであ
る陸地保管上不可欠な要因である。
[0003] It is not only important to secure storage space in a facility, but also indispensable to land storage, which is one of final disposal, in order to reduce the volume of radioactive waste generated from a nuclear power plant or the like and solidify it. Factors.

【0004】放射性廃棄物を減容する方法の一つとし
て、BWR(Boiring Water React
or)プラントから発生する主な廃棄物である濃縮廃液
(主成分硫酸ナトリウム)及び粉状イオン交換樹脂のス
ラリーを乾燥粉末化して放射性廃棄物の体積の大部分を
占める水を除去し、これをペレット化もしくは粉末化す
る方法が検討されている。
As one of the methods for reducing the volume of radioactive waste, BWR (Boiling Water React) is used.
or) The waste of the concentrated waste liquid (mainly sodium sulfate) and the slurry of the powdery ion exchange resin, which are the main wastes generated from the plant, are dried and powdered to remove water, which occupies most of the volume of radioactive waste, and Pelletization or powdering methods are being studied.

【0005】これらペレットもしくは粉末を固化する方
法として代表的なものはプラスチック及び無機材質によ
る固化であり、核種保持性能が高いセメント固化材が注
目されている。しかし、従来のセメントの固化では、硫
酸ナトリウムの固化体は水に浸漬された時に膨潤する現
象が生じるために、充填量を低く抑えている。充填量を
高くかつ耐水性を向上させるために、固化材に添加物を
添加して固化体の物性を向上させる方法が検討されてい
る。
[0005] A typical method for solidifying these pellets or powders is solidification using a plastic or an inorganic material, and a cement solidified material having high nuclide retention performance has attracted attention. However, in the conventional solidification of cement, a solidified body of sodium sulfate undergoes a phenomenon of swelling when immersed in water, so the filling amount is kept low. In order to increase the filling amount and improve the water resistance, a method for improving the physical properties of the solidified body by adding an additive to the solidified material has been studied.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】硫酸ナトリウムは3
2.4℃以上では無水塩で安定であるが、32.4℃以
下であると10水塩となる。硫酸ナトリウムを固化した
固化体を32.4℃以下の温度にて水に浸漬すると10
水塩に変化する際体積が増え、結果として固化体を膨張
させる。従って、硫酸ナトリウムを膨潤現象が生じない
アルカリ土類金属塩に変えることで、安定な固化体の作
製が可能になると考えられるが、アルカリ土類金属の硫
酸塩が生じると、同時にアルカリ性のNaOHが生じる
ことから普通ポルトランドセメントにおいて急結現象が
起り、良好な混練操作ができないという問題点がある。
The sodium sulfate is 3
Above 2.4 ° C., it is an anhydrous salt and stable, but below 32.4 ° C., it becomes a dehydrate. When the solidified solidified sodium sulfate is immersed in water at a temperature of 32.4 ° C. or less, 10%
When converted to water salt, the volume increases, and as a result, the solidified body expands. Therefore, by changing sodium sulfate to an alkaline earth metal salt that does not cause a swelling phenomenon, it is considered that a stable solidified body can be produced. However, when alkaline earth metal sulfate is generated, alkaline NaOH is simultaneously produced. As a result, a quick setting phenomenon occurs in ordinary Portland cement, and there is a problem that a good kneading operation cannot be performed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記したよ
うな問題点のない放射性廃液の固化材、及び固化処理方
法について鋭意研究の結果、上記課題を解決できる固化
材および固化処理方法を見出し本発明を完成させたもの
である。
The present inventors have conducted intensive studies on a solidifying material for a radioactive waste liquid and a solidifying method which do not have the above-mentioned problems, and as a result, have found a solidifying material and a solidifying method capable of solving the above-mentioned problems. The present invention has been completed.

【0008】即ち、本発明は(1)高炉水砕スラグ及び
アルカリ土類金属水酸化物を含有する、硫酸ナトリウム
含有放射性廃液用固化材、(2)更に硬化遅延剤、微
粉、針状無機質粉末、分散剤から選ばれる1種以上を含
有してなる上記(1)記載の放射性廃液用固化材、
(3)アルカリ土類金属水酸化物が水酸化バリウムまた
は水酸化カルシウムから選ばれる1種類以上である上記
(1)又は(2)に記載の放射性廃液用固化材、(4)
硫酸ナトリウム含有放射性廃液とアルカリ土類金属水酸
化物を混合し、これを加熱濃縮し、次いでこれと上記
(1)〜(3)のいずれか1項に記載のアルカリ土類金
属水酸化物以外の固化材成分とを混練、養生固化するこ
とを特徴とする硫酸ナトリウム含有放射性廃液の固化処
理方法、(5)加熱濃縮する温度が80℃以上である上
記(4)記載の固化処理方法に関する。
That is, the present invention provides (1) a solidifying material for sodium sulphate-containing radioactive waste liquid containing granulated blast furnace slag and alkaline earth metal hydroxide, (2) a hardening retarder, fine powder, and acicular inorganic powder. A solidifying material for a radioactive waste liquid according to the above (1), comprising one or more selected from dispersants;
(3) The solidifying material for a radioactive waste liquid according to the above (1) or (2), wherein the alkaline earth metal hydroxide is at least one selected from barium hydroxide and calcium hydroxide, (4)
A sodium sulfate-containing radioactive waste liquid and an alkaline earth metal hydroxide are mixed, and the mixture is concentrated by heating, and then the mixture is mixed with the alkaline earth metal hydroxide according to any one of the above (1) to (3). (5) a method for solidifying a sodium sulphate-containing radioactive waste liquid, which comprises kneading and curing a solidifying material component, and (5) a method for solidifying according to the above (4), wherein the temperature for heating and concentrating is 80 ° C. or higher.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0010】本発明の固化材は下記各成分を所定の割合
で混合して得ることができる。
The solidified material of the present invention can be obtained by mixing the following components at a predetermined ratio.

【0011】本発明で用いる高炉水砕スラグはそのブレ
ーン比表面積が2000cm2 /g以上15000cm
2 /g以下のものが好ましく、そのうち3000cm2
/g以上を用いるのが特に好ましい。
The granulated blast furnace slag used in the present invention has a Blaine specific surface area of 2,000 cm 2 / g or more and 15,000 cm.
2 / g or less is preferable, of which 3000 cm 2
/ G or more is particularly preferred.

【0012】本発明の固化材は、水酸化ストロンチウ
ム、水酸化バリウムまたは水酸化カルシウム等のアルカ
リ土類金属水酸化物を含有する。このうち水酸化バリウ
ムまたは水酸化カルシウムを使用することが好ましい。
The solidifying material of the present invention contains an alkaline earth metal hydroxide such as strontium hydroxide, barium hydroxide or calcium hydroxide. Of these, barium hydroxide or calcium hydroxide is preferably used.

【0013】また、アルカリ土類金属水酸化物は1種類
に限らず2種以上を組み合わせることも出来、水酸化カ
ルシウムと水酸化バリウムとの組合せを用いることが好
ましい。水酸化カルシウムと水酸化バリウムを併用する
場合、それらの使用割合は水酸化バリウムがモル数に換
算して70〜95%を占める割合である。
The alkaline earth metal hydroxide is not limited to one kind, and two or more kinds can be used in combination. It is preferable to use a combination of calcium hydroxide and barium hydroxide. When calcium hydroxide and barium hydroxide are used in combination, the proportion used is such that barium hydroxide accounts for 70 to 95% in terms of moles.

【0014】アルカリ土類金属水酸化物の使用量は、使
用する高炉水砕スラグの粒径、更に添加する種々の混和
材、微粉等の種類や量、及び水の量によって異なるが、
廃棄物中に含まれる硫酸ナトリウムのモル数の8割以上
等モル以下の使用量が好ましい。更に硫酸ナトリウムの
固化率が40重量%以下になる量が好ましい。ここで硫
酸ナトリウムの固化率とは、固化材及び放射性廃液の合
計量に対する無水硫酸ナトリウムの重量をいう。
The amount of the alkaline earth metal hydroxide used depends on the particle size of the granulated blast furnace slag to be used, the type and amount of various admixtures and fine powders to be added, and the amount of water.
The amount used is preferably 80% or more and equimolar or less of the number of moles of sodium sulfate contained in the waste. Further, the amount is preferably such that the solidification rate of sodium sulfate is 40% by weight or less. Here, the solidification rate of sodium sulfate refers to the weight of anhydrous sodium sulfate relative to the total amount of the solidified material and the radioactive waste liquid.

【0015】本発明の固化材には、必要に応じて硬化遅
延剤を含有せしめることが出来る。用いうる硬化遅延剤
の具体例としては、砂糖、グルコース、ショ糖、石膏、
酸化亜鉛もしくは、有機カルボン酸又はその塩等が挙げ
られ、そのうち砂糖が特に好ましい。
The solidified material of the present invention can contain a curing retarder, if necessary. Specific examples of curing retarders that can be used include sugar, glucose, sucrose, gypsum,
Examples thereof include zinc oxide, organic carboxylic acids and salts thereof, and sugar is particularly preferred.

【0016】硬化遅延剤の使用量は高炉水砕スラグ10
0重量部に対して通常0.05〜5重量部、好ましくは
0.1〜3重量部である。
The amount of the curing retarder used is 10 granulated blast furnace slag.
It is usually 0.05 to 5 parts by weight, preferably 0.1 to 3 parts by weight based on 0 parts by weight.

【0017】本発明の固化材は、さらに必要により微粉
を含有する。微粉としては、その平均粒径が高炉水砕ス
ラグの平均粒径より小さいもの、好ましくは高炉水砕ス
ラグの平均粒径よりも1オーダー以上小さいもの、より
好ましくは2オーダー以上小さいものを使用する。
The solidified material of the present invention further contains a fine powder if necessary. As the fine powder, those having an average particle size smaller than the average particle size of the granulated blast furnace slag, preferably smaller than the average particle size of the granulated blast furnace slag by one order or more, more preferably smaller than the average particle size by 2 orders or more are used. .

【0018】微粉の好ましい平均粒径は、10μm以下
であり、より好ましくは0.01〜5μmであり、最も
好ましくは0.05〜1μmである。
The average particle size of the fine powder is preferably 10 μm or less, more preferably 0.01 to 5 μm, and most preferably 0.05 to 1 μm.

【0019】使用し得る微粉の具体例としては、シリカ
フューム、フライアッシュ、珪砂、珪石粉、クレー、タ
ルク、カオリン、炭酸カルシウム、陶磁器粉砕物、徐冷
高炉スラグ粉砕物、チタニア、ジルコニア、アルミナ、
アエロジル、等が挙げられるが、流動性等が向上する
他、固化後の固化物の機械的強度が向上するなどの効果
が顕著なことから、シリカフュームを使用することが特
に好ましい。微粉の使用量は、高炉水砕スラグの大きさ
(粒径)や種類、必要に応じて添加する他の種々の混和
材の種類や量によっても異なるが、高炉水砕スラグ10
0重量部に対して通常2〜50重量部、好ましくは5〜
25重量部である。
Specific examples of the fine powder that can be used include silica fume, fly ash, silica sand, silica powder, clay, talc, kaolin, calcium carbonate, ground ceramic, ground blast furnace slag ground, titania, zirconia, alumina,
Aerosil, etc., are used, and it is particularly preferable to use silica fume because the effect of improving the fluidity and the like and the mechanical strength of the solidified product after solidification is remarkable. The amount of fine powder used depends on the size (particle size) and type of granulated blast furnace slag and the type and amount of other various admixtures added as necessary.
Usually 2 to 50 parts by weight, preferably 5 to 5 parts by weight,
25 parts by weight.

【0020】本発明の固化材はまた必要に応じて針状無
機質粉末を含有する。用いうる針状無機質粉末の具体例
としては、ウオラストナイト、セピオライト、アスベス
ト、クリソタイル、アモサイト、トレモライト等が挙げ
られるが、固化物の強度の向上、耐久性の改良等から、
ウオラストナイトが好ましい。
The solidified material of the present invention also contains an acicular inorganic powder, if necessary. Specific examples of the acicular inorganic powder that can be used include wollastonite, sepiolite, asbestos, chrysotile, amosite, tremolite, and the like.From the viewpoint of improving the strength of the solidified product, improving durability, and the like,
Wollastonite is preferred.

【0021】針状無機質粉末の使用量は、高炉水砕スラ
グ100重量部に対して通常2〜50重量部、好ましく
は5〜25重量部である。
The amount of the acicular inorganic powder used is usually 2 to 50 parts by weight, preferably 5 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the granulated blast furnace slag.

【0022】本発明の固化材は必要により分散剤を含有
する。分散剤は例えば分子中に、カルボン酸基またはそ
の塩を有する高分子で例えばポリ(メタ)アクリル酸
塩、アクリル酸・マレイン酸共重合物、アクリル酸・マ
レイン酸・ビニルエーテル共重合物、アクリル酸・イタ
コン酸・スチレン共重合物、アクリル酸・イタコン酸・
メタクリル酸・スチレン共重合物、無水マレイン酸・C
5 〜C8 オレフィン共重合化合物等である。
The solidifying material of the present invention optionally contains a dispersant. The dispersant is, for example, a polymer having a carboxylic acid group or a salt thereof in the molecule, such as poly (meth) acrylate, acrylic acid / maleic acid copolymer, acrylic acid / maleic acid / vinyl ether copolymer, acrylic acid・ Itaconic acid ・ styrene copolymer, acrylic acid ・ itaconic acid ・
Methacrylic acid / styrene copolymer, maleic anhydride / C
5 -C 8 a-olefin copolymer compound.

【0023】前記に於いて、C5 〜C8 オレフィンとし
ては、2メチルブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−
1、シクロペンテン、シクロヘキセン等が挙げられる。
In the above, as the C 5 -C 8 olefin, 2-methylbutene-1, pentene-1, hexene-
1, cyclopentene, cyclohexene and the like.

【0024】また、分散剤がカルボン酸基の塩を有する
場合、塩の種類としては、アルカリ金属塩、例えばリチ
ウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が挙げられ、更にア
ンモニウム塩、アミン塩も使用できる。
When the dispersant has a salt of a carboxylic acid group, examples of the salt include alkali metal salts such as lithium salt, sodium salt and potassium salt, and ammonium salts and amine salts can also be used.

【0025】具体的には、アクリル酸・マレイン酸共重
合体のナトリウム塩、アクリル酸・イタコン酸・スチレ
ンの共重合体のナトリウム塩、アクリル酸・イタコン酸
・メタクリル酸・スチレンの共重合体のナトリウム塩、
アクリル酸・無水マレイン酸・イソブチルビニルエーテ
ル共重合体のナトリウム塩、アクリル酸・無水マレイン
酸・スチレンの共重合体のナトリウム塩、無水マレイン
酸・2メチルブテン−1・ペンテン−1共重合体のナト
リウム塩等も用いうる分散剤として挙げられる。
Specifically, sodium salt of acrylic acid / maleic acid copolymer, sodium salt of acrylic acid / itaconic acid / styrene copolymer, and sodium salt of acrylic acid / itaconic acid / methacrylic acid / styrene copolymer Sodium salt,
Sodium salt of acrylic acid / maleic anhydride / isobutyl vinyl ether copolymer, sodium salt of acrylic acid / maleic anhydride / styrene copolymer, sodium salt of maleic anhydride / 2-methylbutene-1 / pentene-1 copolymer And the like can also be used as a dispersant.

【0026】本発明で用いられる分散剤は、ここに挙げ
た共重合体に限定されるものではない。即ち、セメン
ト、コンクリートの減水剤として知られている、ナフタ
リンスルホン酸のホルマリン縮合物、メラミンスルホン
酸ホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸縮合物等を併
用する事もできる。又、これら減水剤は単独使用だけで
なく、2種以上を併用することも出来る。
The dispersant used in the present invention is not limited to the copolymers listed here. That is, a formalin condensate of naphthalene sulfonic acid, a melamine sulfonic acid formalin condensate, a lignin sulfonic acid condensate, or the like, which is known as a water reducing agent for cement and concrete, can also be used in combination. These water reducing agents can be used alone or in combination of two or more.

【0027】これらの分散剤の使用量は、本発明の固化
材を固化して得られる固化物の要求特性や放射性廃液の
処理方法等により異なるが高炉水砕スラグ及び微粉(任
意成分)の合計量100重量部に対して通常0.05〜
10重量部、好ましくは0.1〜6重量部、特に好まし
くは0.2〜3重量部である。
The amount of the dispersant used depends on the required characteristics of the solidified product obtained by solidifying the solidified material of the present invention, the method of treating radioactive waste liquid, and the like, but the total amount of granulated blast furnace slag and fine powder (optional component) Usually 0.05 to 100 parts by weight
It is 10 parts by weight, preferably 0.1 to 6 parts by weight, particularly preferably 0.2 to 3 parts by weight.

【0028】また、得られる固化物の耐水性の更なる向
上を目的として繊維などを添加することもできる。用い
うる繊維の具体例としては、ガラス繊維、カーボン繊
維、ビニロン、ナイロン、アラミド、ポリプロピレン、
アクリル、ポリエステルなどの繊維、セルロース繊維、
スチール、アルミナ繊維などが挙げられれる。繊維の使
用量は高炉水砕スラグ100重量部に対して通常0.1
〜10重量部である。
Further, fibers and the like can be added for the purpose of further improving the water resistance of the obtained solidified product. Specific examples of fibers that can be used include glass fiber, carbon fiber, vinylon, nylon, aramid, polypropylene,
Fibers such as acrylic and polyester, cellulose fibers,
Examples include steel and alumina fibers. The amount of fiber used is usually 0.1 parts per 100 parts by weight of granulated blast furnace slag.
To 10 parts by weight.

【0029】以上のようにして得られる本発明の固化材
をそのまま硫酸ナトリウム含有放射性廃液に混合、混練
しこれを養生固化することで、硫酸ナトリウム含有放射
性廃液を固化処理することができるが、下記に詳述する
本発明の固化処理方法のように使用するのが好ましい。
The solidified material of the present invention obtained as described above is directly mixed with a sodium sulfate-containing radioactive waste liquid, kneaded, and cured to solidify, whereby the sodium sulfate-containing radioactive waste liquid can be solidified. It is preferably used as in the solidification treatment method of the present invention described in detail above.

【0030】以下、本発明の処理方法を詳細に説明す
る。
Hereinafter, the processing method of the present invention will be described in detail.

【0031】本発明の処理方法は、硫酸ナトリウム含有
放射性廃液にまずアルカリ土類金属水酸化物を混合す
る。アルカリ土類金属水酸化物と硫酸ナトリウムは以下
の反応を示す。
In the treatment method of the present invention, an alkaline earth metal hydroxide is first mixed with a sodium sulfate-containing radioactive waste liquid. The alkaline earth metal hydroxide and sodium sulfate show the following reaction.

【0032】 Na2 SO4 +M(OH)2 →MSO4 (沈澱)+2NaOH (I) (Mはアルカリ土類金属を表す。以下同様) この反応はアルカリ土類金属水酸化物の種類と反応温度
により反応速度が異なる。反応時間を短時間にしたい場
合は、アルカリ土類金属水酸化物として水酸化バリウム
又は水酸化バリウムを主成分とするアルカリ土類金属水
酸化物の混合物を用いる。また、ここでの処理は、通常
60℃以上、好ましくは70℃以上、更に好ましくは8
0〜120℃で行い、反応混合物を加熱濃縮する。濃縮
濃度は、硫酸ナトリウムが未反応であると仮定した場合
の換算で50重量%以下となるまでの濃縮が好ましい。
(I)の反応後は、反応混合物の温度を40℃以下に
し、次いでアルカリ土類金属以外の固化材を投入し、混
練する。投入するアルカリ土類金属水酸化物の量または
反応時間によっては、硫酸ナトリウムが残留して32.
4℃以下では10水塩になるため、操作性を確保するた
め、この様な場合には32.4℃以上で残りの固化材を
投入、混練することが好ましい。
Na 2 SO 4 + M (OH) 2 → MSO 4 (precipitated) + 2NaOH (I) (M represents an alkaline earth metal; the same applies hereinafter) This reaction is based on the type of alkaline earth metal hydroxide and the reaction temperature. The reaction speed varies depending on To shorten the reaction time, barium hydroxide or a mixture of alkaline earth metal hydroxides containing barium hydroxide as a main component is used as the alkaline earth metal hydroxide. The treatment here is usually 60 ° C. or higher, preferably 70 ° C. or higher, more preferably 8 ° C. or higher.
The reaction is performed at 0 to 120 ° C., and the reaction mixture is concentrated by heating. It is preferable that the concentration is reduced to 50% by weight or less in terms of the concentration assuming that sodium sulfate is not reacted.
After the reaction of (I), the temperature of the reaction mixture is lowered to 40 ° C. or lower, and then a solidifying material other than the alkaline earth metal is charged and kneaded. Depending on the amount of alkaline earth metal hydroxide to be charged or the reaction time, sodium sulfate may remain.
At 4 ° C. or lower, dehydrate is formed, and in such a case, it is preferable to charge and knead the remaining solidified material at 32.4 ° C. or higher in such a case in order to ensure operability.

【0033】高炉水砕スラグは潜在水硬性物質であり、
アルカリ性物質などの硬化刺激剤を添加しないと水和反
応が進行しないが、本発明の固化材では上記(I)の反
応で水酸化ナトリウムが生成されるので、別途硬化刺激
剤を加える必要がないという利点がある。
The granulated blast furnace slag is a latent hydraulic substance,
The hydration reaction does not proceed unless a curing stimulant such as an alkaline substance is added. However, in the solidified material of the present invention, sodium hydroxide is generated by the reaction (I), so that it is not necessary to add a separate curing stimulant. There is an advantage.

【0034】また、放射性廃液に含まれる放射性核種14
Cは主として炭酸イオン(14CO3 2-)として廃液中に
混入しているのでアルカリ土類金属イオンと反応して不
溶性の固体となり(M2++CO3 2-→MCO3 (沈
澱))、固化物に安定に固化され、核種溶出を防ぐこと
となる。
The radionuclide 14 contained in the radioactive waste liquid
C is mainly mixed in the waste liquid as carbonate ion ( 14 CO 3 2- ), so that it reacts with alkaline earth metal ions to form an insoluble solid (M 2+ + CO 3 2- → MCO 3 (precipitation)), It is solidified stably to the solidified material, and prevents elution of nuclides.

【0035】アルカリ土類金属以外の固化材成分を添加
し、混練した後、通常、室温で1日〜2週間で固化物を
得ることができる。
After adding and kneading a solidifying material component other than the alkaline earth metal, a solidified product can be obtained usually at room temperature for 1 day to 2 weeks.

【0036】[0036]

【実施例】以下、本発明を実施例で詳細に説明する。更
に、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. Further, the present invention is not limited to these examples.

【0037】尚、実施例中のフロー値は、混練の終わっ
た組成物をJIS R5201に準じて測定したもので
ある。
The flow values in the examples are measured for the composition after kneading according to JIS R5201.

【0038】実施例1 プラネタリーミキサーに模擬放射性廃液である25重量
%硫酸ナトリウム水溶液7771gと水酸化バリウム8
水塩2894g、水酸化カルシウム100gを入れ、9
0℃以上に加温混練し、水分を蒸発させることにより濃
縮した。約3時間後加温を停止し35℃になるまで自然
冷却させた。この時の重量は5459gであった。
Example 1 In a planetary mixer, 7771 g of a 25% by weight aqueous sodium sulfate solution as a simulated radioactive waste liquid and barium hydroxide 8 were added.
Add 2894 g of water salt and 100 g of calcium hydroxide, and add 9
The mixture was heated and kneaded at 0 ° C. or higher, and concentrated by evaporating water. After about 3 hours, the heating was stopped and the temperature was allowed to cool to 35 ° C. The weight at this time was 5459 g.

【0039】次いでブレーン比表面積10000cm2
/gの高炉水砕スラグ(新日鉄製エスメント)720
g、シリカフューム80g、ウオラストナイト80g、
砂糖1gを入れ更に2分混練した(硫酸ナトリウム固化
率30重量%に相当)。これらの混練によって得られた
ペースト状組成物のフロー値は、315mmであった。
次に混練物を直径5cm高さ10cmの円柱状型枠にい
れて、60℃で1日間加熱養生した。
Next, a Blaine specific surface area of 10,000 cm 2
/ G blast furnace granulated slag (Nippon Steel Esment) 720
g, silica fume 80 g, wollastonite 80 g,
1 g of sugar was added and kneaded for another 2 minutes (equivalent to a solidification rate of sodium sulfate of 30% by weight). The flow value of the paste composition obtained by these kneadings was 315 mm.
Next, the kneaded material was placed in a cylindrical mold having a diameter of 5 cm and a height of 10 cm, and cured by heating at 60 ° C. for 1 day.

【0040】この固化物の耐久性を調べるため、円柱状
の供試体を容量で10倍量の脱イオン水中に浸漬して、
重量変化と、外観の変化、崩壊の有無を観察した。その
結果、3月後でも外観に変化はなく、重量減も6. 5
%、体積増も0.23%とわずかであり、耐水性は十分
あることが判った。
In order to examine the durability of the solidified product, a columnar specimen was immersed in a 10-fold volume of deionized water.
Changes in weight, changes in appearance, and presence or absence of collapse were observed. As a result, the appearance did not change even after March, and the weight loss was 6.5.
% And the increase in volume were as small as 0.23%, indicating that the water resistance was sufficient.

【0041】実施例2 プラネタリーミキサーに模擬放射性廃液である25重量
%硫酸ナトリウム水溶液2222gと水酸化バリウム8
水塩1242gを入れ、90℃以上に加温混練し、水分
を蒸発させることにより濃縮した。約3時間後加温を停
止し35℃になるまで自然冷却させた。この時の重量は
1776gであった。次いでブレーン比表面積8000
cm2 /gの高炉水砕スラグ(新日鉄製エスメント)1
000g、砂糖1gを入れ更に2分混練した(硫酸ナト
リウム固化率20重量%に相当)。これらの混練によっ
て得られたペースト状組成物のフロー値は、280mm
であった。次に混練物を直径5cm高さ10cmの円柱
状型枠にいれて、60℃で1日間加熱養生した。
Example 2 In a planetary mixer, 2222 g of a 25% by weight aqueous sodium sulfate solution as a simulated radioactive waste liquid and barium hydroxide 8 were added.
1242 g of water salt was added, heated and kneaded at 90 ° C. or higher, and concentrated by evaporating water. After about 3 hours, the heating was stopped and the temperature was allowed to cool to 35 ° C. The weight at this time was 1776 g. Next, a Blaine specific surface area of 8000
Granulated blast furnace slag of cm 2 / g (Nippon Steel Esment) 1
000 g and 1 g of sugar were added and kneaded for another 2 minutes (corresponding to a solidification rate of sodium sulfate of 20% by weight). The flow value of the paste composition obtained by these kneading is 280 mm
Met. Next, the kneaded material was placed in a cylindrical mold having a diameter of 5 cm and a height of 10 cm, and cured by heating at 60 ° C. for 1 day.

【0042】この固化物の耐久性を調べるため、円柱状
の供試体を容量で10倍量の脱イオン水中に浸漬して、
重量変化と、外観の変化、崩壊の有無を観察した。その
結果、3月後でも外観に変化はなく、重量減も5. 5
%、体積増も0.20%とわずかであり、耐水性は十分
あることが判った。
In order to examine the durability of the solidified product, a columnar specimen was immersed in 10 times the volume of deionized water.
Changes in weight, changes in appearance, and presence or absence of collapse were observed. As a result, the appearance did not change even after March, and the weight loss was 5.5.
%, And the volume increase was as small as 0.20%, indicating that the water resistance was sufficient.

【0043】実施例3 プラネタリーミキサーに模擬放射性廃液である25重量
%硫酸ナトリウム水溶液690gと水酸化バリウム8水
塩385gを入れ、90℃以上に加温混練し、水分を蒸
発させることにより濃縮した。約3時間後加温を停止し
35℃になるまで自然冷却させた。この時の重量は72
2gであった。次いでブレーン比表面積10000cm
2 /gの高炉水砕スラグ(新日鉄製エスメント)900
g、ウオラストナイト100g、砂糖1gを入れ更に2
分混練した(硫酸ナトリウム固化率10%に相当)。こ
れらの混練によって得られたペースト状組成物のフロー
値は、330mmであった。次に混練物を直径5cm高
さ10cmの円柱状型枠にいれて、60℃で1日間加熱
養生した。
Example 3 690 g of a 25% by weight aqueous sodium sulfate solution and 385 g of barium hydroxide octahydrate, which are simulated radioactive waste liquid, were placed in a planetary mixer, heated and kneaded at 90 ° C. or higher, and concentrated by evaporating water. . After about 3 hours, the heating was stopped and the temperature was allowed to cool to 35 ° C. The weight at this time is 72
2 g. Next, Blaine specific surface area 10000 cm
2 / g granulated blast furnace slag (Nippon Steel Esment) 900
g, wollastonite 100g, sugar 1g and 2 more
Kneading (equivalent to a solidification rate of sodium sulfate of 10%). The flow value of the paste composition obtained by these kneadings was 330 mm. Next, the kneaded material was placed in a cylindrical mold having a diameter of 5 cm and a height of 10 cm, and cured by heating at 60 ° C. for 1 day.

【0044】この固化物の耐久性を調べるため、円柱状
の供試体を容量で10倍量の脱イオン水中に浸漬して、
重量変化と、外観の変化、崩壊の有無を観察した。その
結果、3月後でも外観に変化はなく、重量減も3. 0
%、体積増も0.10%とわずかであり、耐水性は十分
あることが判った。
In order to examine the durability of the solidified product, a columnar specimen was immersed in 10 times the volume of deionized water.
Changes in weight, changes in appearance, and presence or absence of collapse were observed. As a result, the appearance did not change even after March, and the weight loss was 3.0.
%, And the volume increase was as small as 0.10%, indicating that the water resistance was sufficient.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明の固化材及び固化方法は、前記
(I)の化学変化を利用し、固化物を破壊する原因とな
る硫酸ナトリウムを変化させ耐水性に優れた安定な固化
物を得るものである。また、固化物が破壊されなくなる
事自体で放射性核種の溶出が抑えられるが、固化材の中
に含まれるアルカリ土類金属水酸化物により更なる溶出
防止効果が期待できる。
The solidifying material and the solidifying method of the present invention utilize the chemical change of the above (I) to change the sodium sulfate which causes the solidified material to break down, thereby obtaining a stable solidified material having excellent water resistance. Things. In addition, the dissolution of the radionuclide is suppressed by the fact that the solidified material is not destroyed itself, but a further elution prevention effect can be expected by the alkaline earth metal hydroxide contained in the solidified material.

【0046】またこの反応により高炉水砕スラグの硬化
に必要な硬化刺激剤である水酸化ナトリウムが副生する
ため、別途硬化刺激剤を混入させる設備等は不要であ
り、経済効果も期待できる。
Further, since sodium hydroxide, which is a hardening stimulant necessary for hardening the granulated blast furnace slag, is produced as a by-product of this reaction, no separate equipment for mixing a hardening stimulant is required, and an economic effect can be expected.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 和則 茨城県東茨城郡大洗町成田町2205 日揮株 式会社大洗原子力技術開発センター内 (72)発明者 三原 茂 茨城県東茨城郡大洗町成田町2205 日揮株 式会社大洗原子力技術開発センター内 (72)発明者 佐々木 忠志 茨城県東茨城郡大洗町成田町2205 日揮株 式会社大洗原子力技術開発センター内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Kazunori Suzuki 2205 Narita-cho, Oarai-machi, Higashiibaraki-gun, Ibaraki Pref. Inside the Oarai Nuclear Technology Development Center (72) Inventor Shigeru Mihara Narita-cho, Oarai-cho, Higashiibaraki-gun, Ibaraki 2205 JGC Corporation Oarai Nuclear Technology Development Center (72) Inventor Tadashi Sasaki 2205 JGC Corporation Oarai Nuclear Technology Development Center in Oarai-machi, Higashiibaraki-gun

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高炉水砕スラグ及びアルカリ土類金属水
酸化物を含有する、硫酸ナトリウム含有放射性廃液用固
化材。
1. A solidifying material for radioactive waste liquid containing sodium sulfate, comprising granulated blast furnace slag and alkaline earth metal hydroxide.
【請求項2】 更に硬化遅延剤、微粉、針状無機質粉
末、分散剤から選ばれる1種以上を含有してなる請求項
1記載の放射性廃液用固化材。
2. The solidifying material for radioactive waste liquid according to claim 1, further comprising at least one selected from a curing retarder, a fine powder, an acicular inorganic powder, and a dispersant.
【請求項3】 アルカリ土類金属水酸化物が水酸化バリ
ウムまたは水酸化カルシウムから選ばれる1種類以上で
ある請求項1又は2に記載の放射性廃液用固化材。
3. The solidifying material for radioactive waste liquid according to claim 1, wherein the alkaline earth metal hydroxide is at least one selected from barium hydroxide and calcium hydroxide.
【請求項4】 硫酸ナトリウム含有放射性廃液とアルカ
リ土類金属水酸化物を混合し、これを加熱濃縮し、次い
でこれと請求項1〜3のいずれか1項に記載のアルカリ
土類金属水酸化物以外の固化材成分とを混練、養生固化
することを特徴とする硫酸ナトリウム含有放射性廃液の
固化処理方法。
4. A sodium sulfate-containing radioactive waste liquid and an alkaline earth metal hydroxide are mixed, and the mixture is concentrated by heating, and then the alkaline earth metal hydroxide according to any one of claims 1 to 3. A method for solidifying a sodium sulfate-containing radioactive waste liquid, which comprises kneading a solidifying material component other than a substance and curing and solidifying.
【請求項5】 加熱濃縮する温度が80℃以上である請
求項4記載の固化処理方法。
5. The method according to claim 4, wherein the temperature for heat concentration is 80 ° C. or higher.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003393A (en) * 2005-06-24 2007-01-11 Hitachi Ltd Solidification disposal method for radioactive waste
CN105989903A (en) * 2015-03-16 2016-10-05 株式会社东芝 Method for processing radioactive liquid waste

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JP4603941B2 (en) * 2005-06-24 2010-12-22 株式会社日立製作所 Solidification method for radioactive waste
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