JPS59220694A - 使用済イオン交換樹脂の処理方法 - Google Patents
使用済イオン交換樹脂の処理方法Info
- Publication number
- JPS59220694A JPS59220694A JP58094124A JP9412483A JPS59220694A JP S59220694 A JPS59220694 A JP S59220694A JP 58094124 A JP58094124 A JP 58094124A JP 9412483 A JP9412483 A JP 9412483A JP S59220694 A JPS59220694 A JP S59220694A
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- Japan
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- exchange resin
- ion exchange
- resin
- weak acid
- acid salt
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（目的及び背景）
本発明は原子力施設から発生する放射能を帯びた使用済
イオン交換樹脂の処理方法に関するものであり、使用済
イオン交換樹脂を最終的に貯蔵、保管するためのプラス
チック固化処理が完全に行われ、所定の強度を、有する
プラスチック固化物を得るための確実かつ簡便な予備処
理方法を提供するものである。
イオン交換樹脂の処理方法に関するものであり、使用済
イオン交換樹脂を最終的に貯蔵、保管するためのプラス
チック固化処理が完全に行われ、所定の強度を、有する
プラスチック固化物を得るための確実かつ簡便な予備処
理方法を提供するものである。
原子力施設から発生する使用済のイオン交換樹脂は、粒
状、粉状の２種があり、廃棄物処理施設への受入れ時点
では陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂との混合比率
は一定でなく、かつ夫々の残留交換容量も不明である場
合が殆どである。
状、粉状の２種があり、廃棄物処理施設への受入れ時点
では陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂との混合比率
は一定でなく、かつ夫々の残留交換容量も不明である場
合が殆どである。
使用済イオン交換樹脂をプラスチック固化処理する際、
陽イオン交換樹脂の交換基であるプロトン（Ｈｌ）が残
留していると、不飽和ポリエステ２し樹脂の重合反応を
阻害することが明らかとなっている。従って、使用済イ
オン交換樹脂をプラスチック固化処理する際には、苛性
ソーダ等を用いて前処理を行い、プロトン（Ｈ＋）をナ
トリウム亭の金属イオンに置換、即ちイオン交換樹脂ス
ラリーのＰＨを８〜１２に調製した後、乾燥、固化する
必要があった。
陽イオン交換樹脂の交換基であるプロトン（Ｈｌ）が残
留していると、不飽和ポリエステ２し樹脂の重合反応を
阻害することが明らかとなっている。従って、使用済イ
オン交換樹脂をプラスチック固化処理する際には、苛性
ソーダ等を用いて前処理を行い、プロトン（Ｈ＋）をナ
トリウム亭の金属イオンに置換、即ちイオン交換樹脂ス
ラリーのＰＨを８〜１２に調製した後、乾燥、固化する
必要があった。
使用済イオ交換樹脂をアルカリ水溶液で処理する方法と
しては、例えば昭５６−３８９２０号特許公報に、「陽
イオン交換基を持つ廃樹脂の場合は、例えばＮａＯＨ、
ＫＯＨ等のアルカリ水溶液を廃樹脂中に流通させて塩形
（Ｎａ形、Ｋ形）に変え、陰イオン交換基を持つ廃樹脂
の場合は１例えばＨＣＩ等の酸水溶液を廃樹脂中に流通
させて地形（ＣＩ形）に変えるＪ方法が記載されている
が、この方法は対象が陽イオン交換樹脂であるか陰イオ
ン交換樹脂であるかによって、アルカリ処理をするか酸
処理をするかの区別があり、前記の如く陽イオン交換樹
脂と陰イオン交感樹脂との混合比率が一定でなく、かつ
夫々の残留交換容量が不明である場合には、常にアルカ
リのみ、または酸のみを一定量添加するという簡便な操
作ではすまされない。
しては、例えば昭５６−３８９２０号特許公報に、「陽
イオン交換基を持つ廃樹脂の場合は、例えばＮａＯＨ、
ＫＯＨ等のアルカリ水溶液を廃樹脂中に流通させて塩形
（Ｎａ形、Ｋ形）に変え、陰イオン交換基を持つ廃樹脂
の場合は１例えばＨＣＩ等の酸水溶液を廃樹脂中に流通
させて地形（ＣＩ形）に変えるＪ方法が記載されている
が、この方法は対象が陽イオン交換樹脂であるか陰イオ
ン交換樹脂であるかによって、アルカリ処理をするか酸
処理をするかの区別があり、前記の如く陽イオン交換樹
脂と陰イオン交感樹脂との混合比率が一定でなく、かつ
夫々の残留交換容量が不明である場合には、常にアルカ
リのみ、または酸のみを一定量添加するという簡便な操
作ではすまされない。
また苛性ソーダ水溶液による前処理では、イオン交換樹
脂混合物のカチオン対アニオン比、及びそれらの残留交
換容量にもよるが、苛性ソーダの添加量とｐＨ値とは直
線的な関係になく、望ましいｐＨ範囲（８−１２）では
特に微量の添加でｐＨ値が大きく変化するため制御が容
易ではない。
脂混合物のカチオン対アニオン比、及びそれらの残留交
換容量にもよるが、苛性ソーダの添加量とｐＨ値とは直
線的な関係になく、望ましいｐＨ範囲（８−１２）では
特に微量の添加でｐＨ値が大きく変化するため制御が容
易ではない。
（第１図のＯ印参照９、横軸−使用済イオン交換樹脂１
００重量部（乾量ベース）に対するＮａＯＨ添加量（当
量）、縦軸−１０％スラリーｐＨ）原子力仕様のｐＨ制
御システムはかなり高価であり、また前記特許公報記載
の方法ではアルカリ及び酸を水溶液として使用するため
、夫々にタンク及び供給装置が必要で、そのための設備
費が増加しまた敷地面積も大きなものとなる。
００重量部（乾量ベース）に対するＮａＯＨ添加量（当
量）、縦軸−１０％スラリーｐＨ）原子力仕様のｐＨ制
御システムはかなり高価であり、また前記特許公報記載
の方法ではアルカリ及び酸を水溶液として使用するため
、夫々にタンク及び供給装置が必要で、そのための設備
費が増加しまた敷地面積も大きなものとなる。
木発明者らは使用済イオン交換樹脂のプラスチック固化
を行う際の前処理方法について鋭意研究を行った結果、
安価で入手の容易な弱アルカリ性の弱酸塩を添加するこ
とにより容易に目的を達成し得ることを見出し本発明に
到達した。
を行う際の前処理方法について鋭意研究を行った結果、
安価で入手の容易な弱アルカリ性の弱酸塩を添加するこ
とにより容易に目的を達成し得ることを見出し本発明に
到達した。
（構成）
即ち本発明は放射能を帯びた使用済の粒状兵たは粉状の
イオン交換樹脂に弱アルカリ性の弱酸塩を添加した後、
乾燥、粉体化することよりなる使用済イオン交換樹脂の
処理方法である。
イオン交換樹脂に弱アルカリ性の弱酸塩を添加した後、
乾燥、粉体化することよりなる使用済イオン交換樹脂の
処理方法である。
弱酸塩としては炭＃塩又は有機酸塩があるが、価格、入
手の容易さ等の点で炭酸塩が最も適している。弱酸塩の
中でも炭酸ソーダのように強アルカリ性を呈するものは
不適当で、炭酸カルシウムや重炭酩ソーダのような弱ア
ルカリ性を呈する弱アルカリ性弱酸塩を用いる。
手の容易さ等の点で炭酸塩が最も適している。弱酸塩の
中でも炭酸ソーダのように強アルカリ性を呈するものは
不適当で、炭酸カルシウムや重炭酩ソーダのような弱ア
ルカリ性を呈する弱アルカリ性弱酸塩を用いる。
弱アリカリ性弱酸塩を添加剤として用いる第１の利点は
、添加量の如何に拘らずｐＨ値がそれ程変化しないこと
である。それ故、使用済イオン交換樹脂混合物中の陽イ
オン交換樹脂の混合率及びその残留交換容量の如何によ
らず、その混合物の全量が未使用の陽イオン交換樹脂で
あると見なした場合の交換容量と当量またはそれ以上と
いう過剰の弱アルカリ性弱酸塩を添加してもｐＨ値は所
定の範囲に保たれる。
、添加量の如何に拘らずｐＨ値がそれ程変化しないこと
である。それ故、使用済イオン交換樹脂混合物中の陽イ
オン交換樹脂の混合率及びその残留交換容量の如何によ
らず、その混合物の全量が未使用の陽イオン交換樹脂で
あると見なした場合の交換容量と当量またはそれ以上と
いう過剰の弱アルカリ性弱酸塩を添加してもｐＨ値は所
定の範囲に保たれる。
イオン交換樹脂の交換容量は実測する１ことも出来るか
、市販品のカタログ記載値をそのまま使用してもよい。
、市販品のカタログ記載値をそのまま使用してもよい。
例えばダイヤイオン５ＫＮ−１（三菱化成工業株式会社
製、原子力用強酸性陽イオン交換樹脂）のカタログ記載
値は４．７ｍｅｑ／ｇ以上となっている。ｍｅｑ／ｇと
はＩｇの樹脂に交換基が何ミリ当量あるかを意味し、ｉ
ｏｏｏｇ当りの当量数と同じ、ことになる。
製、原子力用強酸性陽イオン交換樹脂）のカタログ記載
値は４．７ｍｅｑ／ｇ以上となっている。ｍｅｑ／ｇと
はＩｇの樹脂に交換基が何ミリ当量あるかを意味し、ｉ
ｏｏｏｇ当りの当量数と同じ、ことになる。
混合物中に２種類以上の陽イオン交換樹脂が存在する時
はその中の交換容量が大きい方の値を用いればよい。使
用済イオン交換樹脂は通常スラリー状であるので、乾量
ベースで上記の量を算出して添加すればよい。
はその中の交換容量が大きい方の値を用いればよい。使
用済イオン交換樹脂は通常スラリー状であるので、乾量
ベースで上記の量を算出して添加すればよい。
弱アルカリ性弱酸塩を添加剤として用いる第２の利点は
、対象が陰イオン交換樹脂のみの場合であっても効果的
であることである。この場合ｐＨは１２．８〜１３．０
に達するが、苛性ソーダを使用した場合に起こる様な重
合阻害は全く発生せず、良好なプラスチック固化体を得
ることができる。従って対象が全部陽イオン交換樹脂で
ある場合から全部陰イオン交換樹脂である場合を含めて
あらゆる温合比率に対して本発明を適用することが可能
であり、常に定量を添加すればよい。
、対象が陰イオン交換樹脂のみの場合であっても効果的
であることである。この場合ｐＨは１２．８〜１３．０
に達するが、苛性ソーダを使用した場合に起こる様な重
合阻害は全く発生せず、良好なプラスチック固化体を得
ることができる。従って対象が全部陽イオン交換樹脂で
ある場合から全部陰イオン交換樹脂である場合を含めて
あらゆる温合比率に対して本発明を適用することが可能
であり、常に定量を添加すればよい。
第３の利点は弱アルカリ性弱酸塩を粉体のまま添加して
よいことである。例えば炭酸カルシウムの水に対する溶
解度は小さいが、イオン交換樹脂を処理する場合には溶
解したカルシウムイオンがすぐに陽イオン交換樹脂に消
費されるため、溶解度は小さくともイオン交換は迅速に
行われ、時間的には苛性ソーダ等の場合と大きな違いは
見られない。
よいことである。例えば炭酸カルシウムの水に対する溶
解度は小さいが、イオン交換樹脂を処理する場合には溶
解したカルシウムイオンがすぐに陽イオン交換樹脂に消
費されるため、溶解度は小さくともイオン交換は迅速に
行われ、時間的には苛性ソーダ等の場合と大きな違いは
見られない。
以下陽イオン交換樹脂としてダイヤイオン５ＫＮ−Ｉ（
商品名、三菱化成工業部）、陰イオン交換樹脂としてダ
イヤイオン５ＡＮ−１（商品名、同社製）を用い、添加
剤として炭酸カルシウムを用いた場合（実施例）、及び
苛性ソーダを用いた場合（比較例）について述べる。
商品名、三菱化成工業部）、陰イオン交換樹脂としてダ
イヤイオン５ＡＮ−１（商品名、同社製）を用い、添加
剤として炭酸カルシウムを用いた場合（実施例）、及び
苛性ソーダを用いた場合（比較例）について述べる。
実施例１
使用済イオン交換樹脂（陽イオン交換樹脂：陰イオン交
換樹脂の比率が２＝１重量比）の１０％スラリーに、乾
量ベースの樹脂１００ｇに対して０．４７当量（２３，
５ｇ）の炭酸カルシウムを加えた場合、ｐＨは８．０を
示した。このスラリーを乾燥、粉体化したのち不飽和ポ
リエステルによる固化を行なった結果（乾燥・粉体化樹
脂：不飽和ポリエステル樹脂の混合比が５０：５０及び
４０ 二６０の２ケースで固化）いずれも良好に硬化し
、固化体硬度（、デュロメーター硬度二単位ＨＤＤ）８
５以上が得られた。
換樹脂の比率が２＝１重量比）の１０％スラリーに、乾
量ベースの樹脂１００ｇに対して０．４７当量（２３，
５ｇ）の炭酸カルシウムを加えた場合、ｐＨは８．０を
示した。このスラリーを乾燥、粉体化したのち不飽和ポ
リエステルによる固化を行なった結果（乾燥・粉体化樹
脂：不飽和ポリエステル樹脂の混合比が５０：５０及び
４０ 二６０の２ケースで固化）いずれも良好に硬化し
、固化体硬度（、デュロメーター硬度二単位ＨＤＤ）８
５以上が得られた。
さらに、炭酸カルシウムを乾量ベースの樹脂の１００ｇ
に対して０．９４当量（４７ｇ）加えた場合でもスラリ
ーのＰＨは８．０が得られ、添加量によるｐＨの変動は
ほとんど見られなかった。
に対して０．９４当量（４７ｇ）加えた場合でもスラリ
ーのＰＨは８．０が得られ、添加量によるｐＨの変動は
ほとんど見られなかった。
また工業的プロセスで乾燥粉体化した樹脂は水分を含有
するため、１０重量％の水分をもつ本発明方法により処
理した樹脂粉体を上記同様不飽和ポリエステル樹脂との
混合比５０ ： ５０及び４゜：６０で硬化したところ
、いずれも硬度（デュロメーター硬度二単位ＨＤＤ）８
０以上が得られ、水分が存在しても影響されなかった。
するため、１０重量％の水分をもつ本発明方法により処
理した樹脂粉体を上記同様不飽和ポリエステル樹脂との
混合比５０ ： ５０及び４゜：６０で硬化したところ
、いずれも硬度（デュロメーター硬度二単位ＨＤＤ）８
０以上が得られ、水分が存在しても影響されなかった。
実施例２
陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂との混合比率が異
なる場合の炭酸カルシウムの効果を調べるため比率を変
えた３ケース（陽イオン：陰イオン＝ｌ二〇、１：１，
０：１重量比）について試験した結果を第１表に示す６
炭酎カルシウムを添加することによって、陽イオン：陰
イオンの比率が変化した場合も良好な固化体が得られた
。なお炭酸カルシウムでは前記した苛性ソーダの場合と
異なり、ＰＨが１２を超えることがあっても重合阻害は
発生せず十分に硬化することが明らかである。
なる場合の炭酸カルシウムの効果を調べるため比率を変
えた３ケース（陽イオン：陰イオン＝ｌ二〇、１：１，
０：１重量比）について試験した結果を第１表に示す６
炭酎カルシウムを添加することによって、陽イオン：陰
イオンの比率が変化した場合も良好な固化体が得られた
。なお炭酸カルシウムでは前記した苛性ソーダの場合と
異なり、ＰＨが１２を超えることがあっても重合阻害は
発生せず十分に硬化することが明らかである。
比較例１
使用済イオン交換樹脂（陽イオン交換樹脂：陰スラリー
を調製した。
を調製した。
このスラリーに前処理剤として苛性ソーダ２５重量％の
水溶液を添加し、ｐＨを８未満、８以上１２以下、１２
を超える３ケースのスラリーに調整し、それぞれ粉体化
の後、不飽和ポリエステルによる固化を行った。
水溶液を添加し、ｐＨを８未満、８以上１２以下、１２
を超える３ケースのスラリーに調整し、それぞれ粉体化
の後、不飽和ポリエステルによる固化を行った。
ｐＨが８未満では陽イオン交換樹脂中のプロトン［Ｈ”
］が全てはナトリウム形に置換されず、未交換プロト
ン［Ｈ１］が残存し、プラスチフクの重合が阻害されて
硬化せず流動性をもった混合物のままであった。この傾
向は粉体中の水分が増加するに従って大きくなる。しか
しこの混合物も時間が経過する（１０日月頃から）に従
って硬化が妬まり、約１箇月後には４０〜７０の硬度（
デュロメーター硬度二単位ＨＤＤ）を示す様になった。
］が全てはナトリウム形に置換されず、未交換プロト
ン［Ｈ１］が残存し、プラスチフクの重合が阻害されて
硬化せず流動性をもった混合物のままであった。この傾
向は粉体中の水分が増加するに従って大きくなる。しか
しこの混合物も時間が経過する（１０日月頃から）に従
って硬化が妬まり、約１箇月後には４０〜７０の硬度（
デュロメーター硬度二単位ＨＤＤ）を示す様になった。
ｐＨが８以−Ｊｚ１２以下では数時間で硬化を開始し、
１日後には８０以上の硬度（デュロメーター硬度：単位
ＨＤＤ）を示すプラスチンク固化体が得られた。ｐＨが
１２を超える場合は重合開始ため劣化し、触媒の効力が
低下してプラスチックの重合が十分には進まなかった。
１日後には８０以上の硬度（デュロメーター硬度：単位
ＨＤＤ）を示すプラスチンク固化体が得られた。ｐＨが
１２を超える場合は重合開始ため劣化し、触媒の効力が
低下してプラスチックの重合が十分には進まなかった。
（効果）
以上の実施例から明らかなように、本発明方法を用いる
時は、 （１）使用済イオン交換樹脂の混合比率、残留交換容量
の如何に拘らず常に一定の操作を行うことによりプラス
チック固化に適した前処理を行うことができるので、操
作が簡易化され、また設備費、操業費も軽減される。
時は、 （１）使用済イオン交換樹脂の混合比率、残留交換容量
の如何に拘らず常に一定の操作を行うことによりプラス
チック固化に適した前処理を行うことができるので、操
作が簡易化され、また設備費、操業費も軽減される。
（２）添加剤は粉体のまま添加すればよいので、処理の
ために余分な水分を系内に持ち込まない。従ってプラス
チック同化の前処理として乾燥するために必要な熱エネ
ルギーが節約される。
ために余分な水分を系内に持ち込まない。従ってプラス
チック同化の前処理として乾燥するために必要な熱エネ
ルギーが節約される。
（３）特に添加剤として炭酸カルシウムを用いる場合は
、陽イオン交換樹脂はＣａ形になると共に、陰イオン交
換樹脂のアニオン交換基もＨＣＯ３−に交換されること
による熱的、化学的安定化が図れる。
、陽イオン交換樹脂はＣａ形になると共に、陰イオン交
換樹脂のアニオン交換基もＨＣＯ３−に交換されること
による熱的、化学的安定化が図れる。
（４）炭酪カルシウムは不活性であり、且つ乾燥樹脂よ
り比重が大きいために過剰に添加されてもプラスチック
固化の際比重の増大、フィラーとしての役目をする。
り比重が大きいために過剰に添加されてもプラスチック
固化の際比重の増大、フィラーとしての役目をする。
（５）本発明に用いる。炭酸カルシウムは高純度のもの
を必要とせず広く一般的に用いられているもので十分で
あるため安価で容易に入手できる。
を必要とせず広く一般的に用いられているもので十分で
あるため安価で容易に入手できる。
１１図は中和剤として苛性ソーダを用いた場合（従来法
）の使用済イオン交換樹脂（陽イオン交換樹脂：陰イオ
ン交換樹脂比率＝２＝１重量比）１０％スラリー中の乾
量ベースの樹脂１００ｇに対するＮａＯＨ添加量（当量
−横軸）とスラリーｐＨ（縦軸）との関係を示す図であ
る。 特許出願人 日 揮 株 式 会 社 代理人 弁理士 青 麻 昌 二
）の使用済イオン交換樹脂（陽イオン交換樹脂：陰イオ
ン交換樹脂比率＝２＝１重量比）１０％スラリー中の乾
量ベースの樹脂１００ｇに対するＮａＯＨ添加量（当量
−横軸）とスラリーｐＨ（縦軸）との関係を示す図であ
る。 特許出願人 日 揮 株 式 会 社 代理人 弁理士 青 麻 昌 二
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、放射能を帯びた使用済の粒状または粉状のイオン交
換樹脂に弱アルカリ性の弱酸塩を添加した後、乾燥、粉
体化することよりなる使用済イオン交換樹脂の処理方法
。 ２、弱アルカリ性の弱酸塩が炭酸塩である特許請求の範
囲第１項の方法。 ３、使用済イオン交換樹脂が各種イオン交換樹脂の混合
物である場合において、その混合物の全量がイオン交換
容量の最も高い陽イオン交換樹脂であるとみなした場合
のイオン交換容量と当量またはそれ以上の弱アルカリ性
の弱酸塩を添加することよりなる特許請求の範囲第１項
または第２項の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58094124A JPS59220694A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 使用済イオン交換樹脂の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58094124A JPS59220694A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 使用済イオン交換樹脂の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220694A true JPS59220694A (ja) | 1984-12-12 |
Family
ID=14101665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58094124A Pending JPS59220694A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 使用済イオン交換樹脂の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220694A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011069753A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 使用済樹脂の固型化処理システム及び固型化処理方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5322174A (en) * | 1976-08-12 | 1978-03-01 | Commissariat Energie Atomique | Method of conditioning contaminated ion exchange resins |
| JPS5638920A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | Overcurrent detector |
-
1983
- 1983-05-30 JP JP58094124A patent/JPS59220694A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5322174A (en) * | 1976-08-12 | 1978-03-01 | Commissariat Energie Atomique | Method of conditioning contaminated ion exchange resins |
| JPS5638920A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | Overcurrent detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011069753A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 使用済樹脂の固型化処理システム及び固型化処理方法 |
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