JPS58219499A - 放射性廃棄物の処理方法 - 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】 本発明は放射性物質、特に放射性廃棄物の処理方法に関
する。

原子力の利用に関連する重要な問題の一つに放射性廃棄
物の処理がある。例えば原子力発電プラントからは各種
の放射性廃棄物が発生する。一般にこれらの放射性廃棄
物は輸送、保管及び処分の際に安全が確保できるように
同化処理を行わなければならない。

従来この放射性廃棄物の同化処理方法としては、放射性
廃棄物をセメントまたけアスファルトで固化し、こねを
廃棄保管施設に格納するか、あるいは海洋投棄する方法
がとられているが、こＪ１１゛−１（二メントーやアス
ファルトによる固化方法は最終的々固体塊の体積や重」
讐）が大きくなり、減容性の面で満足すべきものでなか
った。

そこで最近この方法を更に改良した方法と１−７て、各
種の放射性廃棄物を捷ず乾燥粉末化し、次にこの粉末化
した放射性廃棄物と不飽和ポリニスデル樹脂を混合し、
次にこの樹脂をスチレンなどの単量体と共重合して固化
させるプラスチック固化法が提案さねでいる。

しかしながらこの方法では、例えば溶ｉｔたはスラリー
状の放射性廃棄物を予め乾燥、粉末化する［程が必須で
あるため工程的、設備的に複雑になり、経済的な処理方
法と言えない。捷たリン酸トリブチルなどの放射性有機
廃液をポリ塩化ビールで固化処理する方法も知られてい
るが、この方法も固化の際、加熱全必要とし、エネルギ
ー的に効率の良い方法とは言えない。

本発明者等は予め放射性廃棄物を乾燥、粉末化すること
なく、液状、あるいけスラリー状の放射性廃棄物をその
−ま才樹脂で固化する経済的な方法について研究１．た
結果、硬化性樹脂としてエボギン樹脂を選択し、このエ
ボギン樹脂の特定量を放射性物質に混合し、これを硬化
することにまり減容性及び物性の優れた固化体が得られ
ること及びエボギシ樹脂の他に更に特定量の無機充填剤
を配合することにより、との固化体の物性が一層向上す
ることを見出し本発明に至った。

すなわち、本発明は放射性物質（Ａ）７００重量部に対
し、エポキノ樹脂（Ｂ）／、Ｓ′ないしＪＯＯ重ｈ１部
と無機充填剤（Ｃ）０ないし３０００重量部及び硬化剤
を混合し、固化させることを特徴とする放射性廃棄物の
処理方法に関する。

本発明で処理きれ得る放射性廃棄物としてＶＪ、原子力
発電所や核燃料再処理施設などから出る廃有機溶媒、廃
イオン交換樹脂、凝集沈殿スラッジ、濃縮廃液、廃活性
炭、廃シリカゲル、廃モレ／コラーノーブ、可燃性固形
廃棄物、不燃性固形廃棄物及びこれらの乾燥粉末化物な
どほとんどの放射性廃棄物が挙げられるが、本発明は特
に廃有機溶媒、廃イオン交換樹脂、凝集沈殿スラッジ、
廃活性炭、濃縮廃液などの液状またはスラリー状の放射
性廃棄物の処理に適している。

前記の放射性廃有機溶媒としては、具体的には燐酸モノ
ブチル、燐酸ジブチル、燐酸トリブチルなどの燐酸エス
テル、トルエン、キンレノなどの芳香族炭化水素、ヘキ
サノ、デカ／、ドデカンなどの脂肪族炭化水素、トリク
レノ、パークレンなどの・・ロゲン化炭化水素、鉱油、
トリラウリルアミン、水またはこれらの二種以上の混合
物などが挙げられる。１だ放射性廃イオン交換樹脂にｉ
’：ＨＩ３水を高純度に維持させるために使用した使用
済イオン交換樹脂や（２１フイルターに被着させ、イオ
ン交換体として使用した粉末状イオン交換四指などがあ
る。

放射門、凝集沈殿スラッジとしては、放射性廃液から凝
集剤により放射性核種を吸着、除去したときに出てくる
リン酸カル／ウノ・、あるいに水酸化鉄、炭酸力ルンウ
ム等を含むスラッジなどが例示できる。

１だ放射性の廃活性炭、廃シリカゲル、廃モレキュラー
シーブとは、使用済核燃料再処理Ｔ場等において、放射
性廃液や廃溶媒より油分、水分等の吸着除去に使用し、
放射性核種で汚染された活性炭、シリカゲル、モレギュ
ラーシーブのことを・指す。

捷た放射性の濃縮廃液には、＋ＩＩＢ’ＷＲ（沸騰水型
反応器）において、イオン交換制脂再成の結果でてくる
放射性核種で汚染された硫酸ナトリウム溶液、（２）硼
酸溶液をＰＷＲ（沸騰水型反応器）に再循環させた後一
部取り出された放射性核種で汚染された硼酸溶液、（３
）使用済核燃ｔ１再処理上場において使用された硝酸溶
液を中和してでてくる硝酸ソーダを含む溶液などがある
。

また本発明で固化用樹脂として使用されるエポキシ樹脂
とは／分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物で
ある。このようなエポキシ樹脂として具体的には、たと
えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ハハハコ
ーテトラキス（クーヒドロキシフェニル）エタンなどの
ポリフェノール類化合物のグリシジルエーテル系エポキ
シ樹脂多前記ポリフェノール類化合物の核水素化物のグ
リシジルエーテル系エポキシ樹脂１カテコール、レゾル
シン、ヒドロキノン、フロログルシンなどの多価フェノ
ール類のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂１エチレン
グリコール、ブタンジオール、クリセロール、エリスリ
トール、ポリオキシアルキレングリコールなどの多価ア
ルコール類のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂ｓノボ
ラック型エポキシ樹脂多ピまルシクロヘキセンジオキシ
ド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジェンジオキ
シドなどの脂環族系エポキシ樹脂Ｓフタル酸、シクロヘ
キサン−ハス−ジカルボン酸などのポリカルボン酸のエ
ステル縮金物のポリグリシジルエステル系エポキシ樹脂
Ｊポリグリシジルアミン系エポキシ樹脂運メチルエピク
ロ型エポキシ樹脂などがあげられる。

これらのエポキシ樹脂のうちでは放射性廃棄物を固化さ
せる際の反応性の点からビスフェノールＡ１　ビスフェ
ノールＦ％　１．／、λ、−−テトラキス（クーヒドロ
キシフェニル）エタンなどのポリフェノール類化合物の
グリシジルエーテル系エポキシ樹脂、ノボラック型エポ
キシ樹脂、ポリグリシジルアミン系エポキシ樹脂が特に
好ましい。

また本発明においては放射性廃棄物に混合するエポキシ
樹脂の量を、放射性廃棄物７００重量部に対し、／、ｌ
ｔないし３０θ重量部とすることが重要である。エポキ
シ樹脂の混合量が放射性廃棄物１０θ重量部に対し、１
５重量部未満では実用的強度のある固化体が得られない
だけでなく、放射性物質の閉込め能力も充分でなく、ま
た３０θ重量部を越えると減容化が不充分となり、いず
れも好ましくない。本発明で好ましいエポキシ樹脂の混
合量は放射性物質１．００重量部に対し、ＳＳないし、
２０θ重量部であり、特に好ましくはｕ５ないし９０重
量部である。

また本発明において放射性廃棄物をエポキシ樹脂により
固化するに際し、エポキシ樹脂の他に更に特定量の無機
充填剤を混合して硬化することにより、得られる固化体
の機械的強度、放射性物質の閉込め効果が一段と向上す
るので、本発明では無機充填剤を混合することが一層好
ましい。

本発明で使用される無機充填剤としては炭酸カルシウム
、炭酸マグネシウム、シリカ、シリカ・アルミナ、アル
ミナ、ガラス粉末、ガラスピーズ、ガラス繊維、アスベ
スト、マイカ、グラファイト、カーボン繊維、酸化チタ
ン、二硫化モリブテン、酸化ベリリウム、硫酸バリウム
、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシ
ウム、水酸化カルシウム、タルク、カオリン、酸性白土
、活性白土、アタプルライト、グランダイト、ゼネライ
ト、ベントナイト、ケイソウ士、モンモリロナイト、ド
ロマイト、ロウ石、バーミキュライト等の粘土及び粘土
系鉱物、活性炭、金属粉末、金属９　− 繊維などを例示できる。これらの中で特に好ましい無機
充填剤は炭酸カルシウム、メルク、ドロマイト、ベント
ナイトである。

無機充填剤の配合量は放射性物質７００重量部に対し、
２０θθ重量部以下である。

配合量が２０００重量部を超えると均一混合性が劣り、
また減容化が不充分となり好ましくない。

本発明では無機充填剤の配合量は廃棄物及びエポキシ樹
脂との混合作業性及び得られる固化体の物性、特に機械
的強度の面から放射性廃棄物７００重量部に対し２０な
いし７００重量部の範囲が特に好ましい。

本発明ではこれらの無機充填剤は非放射性のものはもち
ろんそれ自体放射性であってもよい。

また本発明でエポキシ樹脂を硬化させるために配合され
る硬化剤としてはエポキシ樹脂の硬化剤として知られて
いるあらゆる化合物を使用することができる。具体的に
は、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、
テトラエチレンペンタミン、ジプロピレンジアミン、ジ
エチルアミンプ１０− ロピルアミン々どの鎖状脂肪族系ポリアミン＋ｉ状脂肪
族系ポリアミン；脂肪族系ポリアミンアダクト１ケトイ
ミン；変性脂肪族系ポリアミン；ポリアミドアミンＳ芳
香族系アミンＳ芳香族系変性アミン；芳香族系変性ポリ
アミン多第三級アミン系硬化剤Ｓメルカプタン系硬化剤
；酸無水物系硬化剤Ｓエチレン−無水マレイン酸共重合
体などのように酸無水物基を有する共重合体；ノボラッ
ク型またはレゾール型のフェノール樹脂初期縮合物など
のようにフェノール性水酸基を有する化合物１ジシアン
ジアミドＳメラミンなどの化合物をあげることができる
。

放射性廃棄物を硬化型樹脂で固化するには、まず前記し
た各種の放射性廃棄物と、放射性廃棄物７００重量部あ
たり、１５々いし３００重量部、好ましくは、２Ｓない
し２００重量部のエポキシ樹脂とθないし２０００重量
部、好ましくは一〇ないしｔｉｏｏ重量部の無機充填剤
及び硬化剤を攪拌翼を有する混合機、静止型混合攪拌機
などの混合機で均一に混合する。硬化剤の使用量は、エ
ポキシ樹脂を硬化させるために必要とされる理論量のＯ
Ｓないし一倍当量が適当である。各成分の混合順序は特
に制限は々いが、一般にはまず放射性廃棄物とエポキシ
樹脂を混合し、次に硬化剤と必要に応じて無機充填剤を
添加混合することが好ましい。

本発明ではこれらの成分の他硬化促進剤などの配合剤を
必要に応じて添加してもよい。

次にこの混合物を固化するには、エポキシ樹脂を得られ
る固化体が充分な強度を有するようになる程度まで、通
常はエポキシ樹脂と硬化剤との反応率が６Ｓ係以上、好
ましくは１０％以上になるまで硬化させる。硬化条件と
しては、１１以上、好ましくはｉｓυないしｇｏ’ｃで
、Ｓ分取上通常Ｓ分ないし７０時間放置すればよい。

本発明では特定量のエポキシ樹脂を使用し、また特定量
の無機充填剤を配合することにより、得られる固体塊の
物性、特に機械的強度と放射性物質の閉込め能力がすぐ
れているという特徴を有している。

また本発明で得られる固化物は従来のセメント、アスフ
ァルトによる固化物に比べ減容性にすぐれている。

更に本発明は液状、スラリー状の放射性廃棄物を乾燥粉
末化することなく、そのま１固化処理できるので、放射
性廃棄物の経済的な固化処理が可能と々す、１だ多種多
様の放射性廃棄物をそのまま固化処理できるという利点
を有している。

次に本発明を実施例により更に詳しく説明する。

実施例１ 模擬放射性廃棄物として、リン酸トリブチルｇｔ重量係
、ｎ−ドデカンワ重量％、水５重量係よりなる混合物１
０θ重量部とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三井石
油化学エポキシ■製、商品名　工ポミツクＲ−／ダθ、
エポキシ当量／ｇ３〜／ｑｓ）ｑム３重量部及び変性脂
肪族ポリアミン硬化剤（三井石油化学エポキシ■製、商
品名工ポミツクＱ　−Ａ　３　ｓｌ　アミン価グＯＯ〜
り５Ｏ）３０６重量部を攪拌翼のついた攪拌機で均一に
−／３− 混合し、室温で７３時間放置後、ｇｏ’ｃで３時間硬化
させた。得られた固化体の物性を第７表に示す。

比較例／ 実施例１においてエポキシ樹脂の配合量を／３．９重量
部、変性脂肪族ポリアミン硬化剤の配合量をｊｉ重量部
に変えた以外は実施例／と同様にして固化体を得た。そ
の物性を第７表に示す。

実施例ユ 模擬放射性物質として、リン酸トリブチルｇＡ重量係、
ｎ−ドブカフ９重量部、水Ｓ重量％よりなる混合物１０
０重量部とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三井石油
化学エポキシ■製、商品名工ポミツクＲ−／４（θ）７
ム３重量部及び変性脂肪族ポリアミン硬化剤（三井石油
化学エポキシ■製、商品名　工ボミツクＱ−ｂ３ｓ）３
０６重量部を攪拌翼のついた攪拌機で均一に混合し、更
にこの混合物に炭酸カルシウム１６θ重量部を少し−ｌ
グ　− ずつ攪拌を続けながら添加し、次いで室温で／Ｓ時間放
置後ｇｏでで３時間硬化させた。得られた固化体の物性
を第１表に示す。

実施例３ 模擬放射性廃棄物としてリン酸トリブチルｔＸ重量係、
ｎ−ドデカフッ重量係、水Ｓ重量係より成る混合物１０
θ重量部とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三井石油
化学エポキシ■製、商品名工ボミツクＲ−／ｑｏ）ｓｔ
、７重量部及び脂肪族ポリアミン硬化剤ＺＳ−，２（富
士化成■製、アミン価りｇｏ　）１１７重量部を攪拌翼
のついた攪拌機で均一に混合し、これにタルクＳ３グ重
量部を少しずつ攪拌を続けながら添加し室温で／Ｓ時間
放置後ｇｏ’ｃで３時間硬化させた。得られた固体塊の
物性を第１表に示す。

実施例グ゛ 模擬放射性廃棄物としてリン酸トリブチルざ乙重量係、
ｎ−ドブカンタ重量係、水Ｓ重量係よりなる混合物１０
０重量部と、ノボラック型エポキシ樹脂（日本火薬■製
、商品名　ＲＥ−３０ｊｔ、エポキシ当量／７コ〜／ｑ
ｓ）ｓ／９重量部及び変性脂肪族ポリアミン（三井石油
化学エポキシ■製、商品名　工ポミツクＱ−ｘ３ｒ）２
ユｙ重量部を攪拌翼のついた攪拌機で均一に混合し、こ
れに無機充填剤としてタルク左３グ重量部を少しずつ攪
拌しながら添加し、室温で７Ｓ時間放置後ｇｏでで３時
間硬化させた。得られた固体塊の物性を第１表に示す。

一／Ｓ− 一／Ａ　一 実施例Ｓ 模擬放射性物質として活性炭（フレ・・化学■製）　Ｓ
　Ｏ，Ｓ重量ヂ、水ダ９Ｓ９５重量部なる混合物７００
重量部とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エボミツクＲ
−／ｌθ　７７９重量部及び変性脂肪族ポリアミン　三
井石油化学エポキシ■製、商品名　工ポミツクＱ−４／
４’、アミン価ＳｔＯ〜Ａ７θ）１３３重量部を攪拌翼
のついた攪拌機で混合分散させ室温で７日間硬化させ、
ショアＡ型硬度？Ｓ以上、圧縮強度ユ３θＫｇ／ｃｒ／
ｌの物性を有する固体塊を得た。

実施例乙 実施例３において無機充填剤の種類、量を第−表のよう
に変えた以外は実施例３と同様にして固体塊を得た。そ
の物性を第２表に示す。

−ｌざ− −／ｑ　− 手続補正書く方式） ％式％ ■、事件の表示 昭和５７年特許願第１０２１３１号 ２、発明の名称 放射性廃棄物の処理方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　（５８８）三井石油化学工業株式会社４、代理人 ■１００東京都千代田区霞が関三丁目２番５号５、補正
命令の１］付 昭和５７年　９月２８日（発送日） ６、補正の対象 明細書　第１表　および　第２表 ７、補正の内容 別紙の通り

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射性廃棄物（Ａ）１００重量１部に対し、エポ
   キシ樹脂（Ｂ）／Ｓないし３θθ重量部と無機充填剤（
   Ｃ）０ないし、２０００重量部及び硬化剤を混合し、固
   化させることを特徴とする放射性廃棄物の処理方法。
2. （２）　　エポキシ樹脂（Ｂ）の混合量が放射性廃棄物
   （Ａ）７００重量部に対し−５ないし２θθ重隈部であ
   る特許請求の範囲第（１）項に記載の方法。
3. （３）無機充填剤（Ｃ）の混合量が放射性廃棄物（Ａ）
   ７００重量部に対し、−〇ないしｙｏｏ重量部である特
   許請求の範囲第（１１項または第（２１項に記載の方法
   。
4. （４）放射性廃棄物が有機液体または固体粉末状である
   特許請求の範囲第＋１１項ないし第（３）項のいず一／
   − れかに記載の方法。
5. （５）　　放射性廃棄物が芳香族炭化水素、脂肪族炭化
   水素、ハロゲン化炭化水素、鉱油、リン酸エステル、ト
   リラウリルアミン及び水から選ばれた少なくとも一種の
   溶媒を含む液体である特許請求の範囲第（１）項ないし
   第（４）項のいずれかに記載の方法。
6. （６）無機充填剤（Ｃ）が放射性である特許請求の範囲
   第＋１１項ないし第（５）項のいずれかに記載の方法。
7. （７）無機充填剤（Ｃ）が炭酸カルシウム、タルク、ド
   ロマイト、またはベントナイトである特許請求の範囲第
   （１）項ないし第（６）項のいずれかに記載の方法。