JPS5944699A - 放射性廃棄物の加熱減容方法 - Google Patents
放射性廃棄物の加熱減容方法Info
- Publication number
- JPS5944699A JPS5944699A JP15520182A JP15520182A JPS5944699A JP S5944699 A JPS5944699 A JP S5944699A JP 15520182 A JP15520182 A JP 15520182A JP 15520182 A JP15520182 A JP 15520182A JP S5944699 A JPS5944699 A JP S5944699A
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- Japan
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- heating
- radioactive waste
- water
- radioactive
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子力発電所などにおいて発生する放射性廃棄
物を廃棄処理するのに便なるよう、加熱浴融して減容せ
しめる放射性廃棄物の加熱減容方法に関するものである
。
物を廃棄処理するのに便なるよう、加熱浴融して減容せ
しめる放射性廃棄物の加熱減容方法に関するものである
。
原子力利用産業が盛んになるにつれ、放射性廃棄物の処
理の問題も増大して来る。現在性なわれている処理方法
としては、放射性廃棄物を伺等かの方法で減容同化した
ものをアスファルトやコンクリート中に封じ込んで海洋
や陸地の投棄場所に投棄している。しかしながら将来放
射性廃棄物の発生量は急激に増加することが予想され、
一方投粱場Iフ「には限度があるので、できるだけ減容
することが必要になって来る。
理の問題も増大して来る。現在性なわれている処理方法
としては、放射性廃棄物を伺等かの方法で減容同化した
ものをアスファルトやコンクリート中に封じ込んで海洋
や陸地の投棄場所に投棄している。しかしながら将来放
射性廃棄物の発生量は急激に増加することが予想され、
一方投粱場Iフ「には限度があるので、できるだけ減容
することが必要になって来る。
放射性廃棄物のうち、イオン交換樹脂、プレコートフィ
ルタスラッジ(セルローズ粉末、イオン交換せんい、イ
オン交換樹脂粉末など)は水分を多く含んだ状態で回収
されるが、従来は最終処理まで行なわれず単に貯留され
ている程度の処理しかなされていなかった。しかし、こ
の種の廃菓物も引続き発生量が増大するので対策が必要
である。
ルタスラッジ(セルローズ粉末、イオン交換せんい、イ
オン交換樹脂粉末など)は水分を多く含んだ状態で回収
されるが、従来は最終処理まで行なわれず単に貯留され
ている程度の処理しかなされていなかった。しかし、こ
の種の廃菓物も引続き発生量が増大するので対策が必要
である。
これらの含水放射性廃棄物も中間処理として減容するこ
とが必些となるが、最近、減容方法としてマイクロ波の
照射によシ加熱を行ない水分を除却し溶融を行ない減容
することが試みられている。
とが必些となるが、最近、減容方法としてマイクロ波の
照射によシ加熱を行ない水分を除却し溶融を行ない減容
することが試みられている。
しかしながら、マイクロ波照射により加熱する場合、燃
焼や熱分解した場合、残渣には炭素が残り熱反応が持続
しない欠点があった。
焼や熱分解した場合、残渣には炭素が残り熱反応が持続
しない欠点があった。
本発明は、含水放射性廃棄物に予め1浚化+I+1+媒
を添加混合し/こる後マイクロ波照射をイj′なうこと
により、従来の方法における上記の欠点を除き、熱反応
が完全に終了し、十分な減容効果を挙げることができる
放射性廃棄物の加熱減容方法ケ提供することを目的とす
るものである。
を添加混合し/こる後マイクロ波照射をイj′なうこと
により、従来の方法における上記の欠点を除き、熱反応
が完全に終了し、十分な減容効果を挙げることができる
放射性廃棄物の加熱減容方法ケ提供することを目的とす
るものである。
本発明は、含水状態の放射性廃棄物吻に、[液化触媒を
添加したる後、マイクロ波を照射し、水分の蒸発除去及
び加熱溶融、燃焼又は熱分解を行なって減容することを
特徴とする放射性廃棄1′l/Jの加熱減容方法である
。
添加したる後、マイクロ波を照射し、水分の蒸発除去及
び加熱溶融、燃焼又は熱分解を行なって減容することを
特徴とする放射性廃棄1′l/Jの加熱減容方法である
。
「浚化触媒としては酸化銅、酸化鉄(Fe304 な
ど)、酸化コバルト、j149化ニッケへ酸化クロムな
どのうちの一槙或いは複数rすtが用いられ、予め酸化
触媒を添加混入しておけば、マイクロ波照射により水分
がなく々つだ後も炭素の酸化が促進され、発熱促進物質
として作用し、引続き発熱を行ない、ガラス質があれば
これを溶融し、また、炭素はCO2として排ガス中に排
出され減容をはかることができる。
ど)、酸化コバルト、j149化ニッケへ酸化クロムな
どのうちの一槙或いは複数rすtが用いられ、予め酸化
触媒を添加混入しておけば、マイクロ波照射により水分
がなく々つだ後も炭素の酸化が促進され、発熱促進物質
として作用し、引続き発熱を行ない、ガラス質があれば
これを溶融し、また、炭素はCO2として排ガス中に排
出され減容をはかることができる。
マイクロ波照射の場合は、廃棄物に水分が含まれている
場合はエネルギを吸収して十分な発熱1F用が得られる
が、水分がなくなり乾燥状態になるとエネルギを吸収し
なくなり発熱しなくなる。この場合予め酸化触媒が加え
てあれば炭素の酸化が促進され発熱し、加熱減容が続行
される。
場合はエネルギを吸収して十分な発熱1F用が得られる
が、水分がなくなり乾燥状態になるとエネルギを吸収し
なくなり発熱しなくなる。この場合予め酸化触媒が加え
てあれば炭素の酸化が促進され発熱し、加熱減容が続行
される。
即ち誘電体にマイクロ波を照射したとき、マイクロ波が
誘電体中に吸収されるエネルギは、その誘電体が持つ比
誘電率εと誘眠正接tanδとの積である誘電損失ε・
tanδの大きさに比例する。そして、水は誘電率ε=
80.5 、誘電圧接1anδ=0.31゜即ち誘電
損失はε・tanδ−25であシ、棟々の誘電体の中で
も非常に大きな値を示し、従ってマイクロ波のエネルギ
をよく吸収して発熱する物質である。一方、前述の含水
放射性廃棄物の乾燥無水固形分の誘電I員失ε・tan
δのIMは非常に小さく、マイクロ波のエネルギを殆ん
ど吸収せず、発熱にも極めて少ない。
誘電体中に吸収されるエネルギは、その誘電体が持つ比
誘電率εと誘眠正接tanδとの積である誘電損失ε・
tanδの大きさに比例する。そして、水は誘電率ε=
80.5 、誘電圧接1anδ=0.31゜即ち誘電
損失はε・tanδ−25であシ、棟々の誘電体の中で
も非常に大きな値を示し、従ってマイクロ波のエネルギ
をよく吸収して発熱する物質である。一方、前述の含水
放射性廃棄物の乾燥無水固形分の誘電I員失ε・tan
δのIMは非常に小さく、マイクロ波のエネルギを殆ん
ど吸収せず、発熱にも極めて少ない。
例えば、イオン交換樹脂はポリスチレンで作られている
が、ポリスチレンは比誘電率ε=2.54゜誘電正接t
anδ=2.3X10’、従って誘電損失ε・tanδ
−5,84X10’ となり、水に比べ約43000
分の1の微少値に過ぎない。また、プレコートフィルタ
スラッジのセルローズについては乾燥セルローズ粉末の
誘電損失ε・tanδは水の約500分の1に過ぎない
。
が、ポリスチレンは比誘電率ε=2.54゜誘電正接t
anδ=2.3X10’、従って誘電損失ε・tanδ
−5,84X10’ となり、水に比べ約43000
分の1の微少値に過ぎない。また、プレコートフィルタ
スラッジのセルローズについては乾燥セルローズ粉末の
誘電損失ε・tanδは水の約500分の1に過ぎない
。
原子力発電所で発生する放射性含水イオン交換樹脂やフ
ィルタスラッジのスラリーは、沈降分離や遠心分離など
の予備脱水を行なった陵でも、70〜90東i%の水分
を名−んでいる。また、放射性濃縮廃液に関しては、は
う、酸系のσ礎縮廃液や洗たく排水の濃縮、IJr液は
約90重潰係の水分−2含み、硫酸す) IJウム系の
濃縮)発液でも約s 011(量チの水分を含んでいる
。
ィルタスラッジのスラリーは、沈降分離や遠心分離など
の予備脱水を行なった陵でも、70〜90東i%の水分
を名−んでいる。また、放射性濃縮廃液に関しては、は
う、酸系のσ礎縮廃液や洗たく排水の濃縮、IJr液は
約90重潰係の水分−2含み、硫酸す) IJウム系の
濃縮)発液でも約s 011(量チの水分を含んでいる
。
このような水分を多く 蕗A/でいる含水放射11廃莱
物にマイクロ波を照射し絖りていると、水分が残存して
いる1djは盛に発熱が行われ蒸発するが、無水乾燥状
態に達するとマイクロ波の吸収能力が著しく低下して発
熱作用がなくなり溶融減容が伶めて困難となる。
物にマイクロ波を照射し絖りていると、水分が残存して
いる1djは盛に発熱が行われ蒸発するが、無水乾燥状
態に達するとマイクロ波の吸収能力が著しく低下して発
熱作用がなくなり溶融減容が伶めて困難となる。
マイクロ波エネルギの吸収能力が低下するということは
、照射したマイクロ波の大部分が反射されてしまい有効
利用されないことにあるので、実際の操作においては反
射量を極力低減するためにマイクロ照射装置の導波管中
のE相チューナ、H相チューナを操作する必要がある。
、照射したマイクロ波の大部分が反射されてしまい有効
利用されないことにあるので、実際の操作においては反
射量を極力低減するためにマイクロ照射装置の導波管中
のE相チューナ、H相チューナを操作する必要がある。
しかも放射性物質からの放射線による操作員を被ばくを
群けるために遠隔操作をせねばならない。
群けるために遠隔操作をせねばならない。
これらの欠点を改良するために、発明者らは多くの実験
と研究とを重ね、本発明をなすに至ったもので、含水放
射性廃棄物に予め酸化触媒を添加混合しておくことによ
り、マイクロ波照射の工程の途中で、水分が蒸発し、無
水乾燥状態になっても炭素の酸化を促進し引続き加熱溶
融、燃焼、熱分1+i%が有効に行なわれ、途中で、反
射抑制のだめの上記の操作などを全く必要とせず、簡単
なプロセスにて短時間で加熱減容を行なうことができる
。
と研究とを重ね、本発明をなすに至ったもので、含水放
射性廃棄物に予め酸化触媒を添加混合しておくことによ
り、マイクロ波照射の工程の途中で、水分が蒸発し、無
水乾燥状態になっても炭素の酸化を促進し引続き加熱溶
融、燃焼、熱分1+i%が有効に行なわれ、途中で、反
射抑制のだめの上記の操作などを全く必要とせず、簡単
なプロセスにて短時間で加熱減容を行なうことができる
。
例えば原子力発電所で発生する濃酒液、使用済みイオン
交換樹脂スラリーやフィルタスラッジスラリには、原子
炉系統の水配管系から発生する放射性腐蝕生成物(以下
クラッドと称する)を含んティる。コノクララ)”は、
へ4n−54,F’e−59゜Co −59、Co −
60等を主たる放射性物質とするマンガン、鉄、コバル
トの水中酸化物が主成分である。
交換樹脂スラリーやフィルタスラッジスラリには、原子
炉系統の水配管系から発生する放射性腐蝕生成物(以下
クラッドと称する)を含んティる。コノクララ)”は、
へ4n−54,F’e−59゜Co −59、Co −
60等を主たる放射性物質とするマンガン、鉄、コバル
トの水中酸化物が主成分である。
このような放射性廃棄物をマイクロ波照射するに当たり
、有効な加熱減容を行なうだめに、除加物質を加える。
、有効な加熱減容を行なうだめに、除加物質を加える。
その添加物質としては次の如き特性を有するものが選ば
れる。
れる。
(1) t*化触媒(理由は前述の通り)の作用を有
すること。
すること。
(2)上記の酸化触媒と共存するか、同容体となり得る
こと。
こと。
(3)発熱促進物質として誘電損失ε・tanδが大き
い物質であること。
い物質であること。
放射性廃莱物の乾燥無水固形分の誘電損失ε・tanδ
よりも大きい値のものを選ぶ。できるだけ大きいことが
望ましいが、ε・tanδ!、0.01とすることが好
ましい。この特性を選択することによシ、前述されたる
如く、無水状態になっても加熱が続行され、何等中間的
な操作を要することなく、有効な加熱溶融減容を行なう
ことができる。
よりも大きい値のものを選ぶ。できるだけ大きいことが
望ましいが、ε・tanδ!、0.01とすることが好
ましい。この特性を選択することによシ、前述されたる
如く、無水状態になっても加熱が続行され、何等中間的
な操作を要することなく、有効な加熱溶融減容を行なう
ことができる。
以上の如く、有効な減容を行なうことができれば、次の
工程として固化或いは固体の中に封じ込める固形化を行
なうに当たって取り扱いが容易となり、設備規模も縮小
せしめることができ、設備費、保守費を低減することが
できるほか、さらに最終工程である投棄に当たっても扱
い清が減り、投棄場所不足の問題を緩和し、また、投莱
設備を小規模として設備費、保守費を低減することがで
きる。
工程として固化或いは固体の中に封じ込める固形化を行
なうに当たって取り扱いが容易となり、設備規模も縮小
せしめることができ、設備費、保守費を低減することが
できるほか、さらに最終工程である投棄に当たっても扱
い清が減り、投棄場所不足の問題を緩和し、また、投莱
設備を小規模として設備費、保守費を低減することがで
きる。
さらに、マイクロ波照射プロセスと同時に固化を行なう
場合には、次の如き特性の一つ或いは複?IJ、棟の特
性を有する添加物質を更に予め徐加しておく。
場合には、次の如き特性の一つ或いは複?IJ、棟の特
性を有する添加物質を更に予め徐加しておく。
(4) クラッド、特にその放射性物質を刊じ込める
能力、保留する能力或いは親和力が強いこと。
能力、保留する能力或いは親和力が強いこと。
(5)その溶融固化物がガラス質、セラミック質或はス
ラグ状のもめであり、放射性廃菓物の加熱減容残滓を固
形化ないし固定化するのに比較曲送していること。
ラグ状のもめであり、放射性廃菓物の加熱減容残滓を固
形化ないし固定化するのに比較曲送していること。
(6)最終減容同化物としてガラス状同化体を製造する
ことがあるため、5in2. Al2O5、CaO等と
溶融固化物中に共存し得ること。
ことがあるため、5in2. Al2O5、CaO等と
溶融固化物中に共存し得ること。
(3) 、 (4) 、 ’ (5) 、 (6)につ
き添加物質の1夕1]を次に挙げる。
き添加物質の1夕1]を次に挙げる。
(3) 、 (4) 、 (5) 、 (6)の特gを
有するもの(a) 900 MHz 〜11 GHz
のマイクロ波領域においてチタン酸塩及びチタン酸は、
表1に示す如く比誘電率εと誘電正接tanδ、が大き
い。
有するもの(a) 900 MHz 〜11 GHz
のマイクロ波領域においてチタン酸塩及びチタン酸は、
表1に示す如く比誘電率εと誘電正接tanδ、が大き
い。
表 1
(1)) セラミック的性質を有するものとしては、
表2に示す如きチタン磁器及びチタン酸磁器が用いられ
る。
表2に示す如きチタン磁器及びチタン酸磁器が用いられ
る。
表 2
(C) 混合、焼成すれば(a) 、 (1))にな
るもの。
るもの。
クリえばB a co3とTiO2或いはCacO3と
TiO2とを混合して添加しマイクロ波にて焼成すれば
BaTiO3、CaTiO3になる。
TiO2とを混合して添加しマイクロ波にて焼成すれば
BaTiO3、CaTiO3になる。
(d) スラグ状の固体を作り、かつ鉄の酸化物との
共存性を有する( Mf:I記(6)の特性)という特
性のものとしては、チタン鉄鉱(イルメナイト)やチタ
ン鉄鉱岩(イルメナイト)等がアリ、その組成は表3の
如くである。
共存性を有する( Mf:I記(6)の特性)という特
性のものとしては、チタン鉄鉱(イルメナイト)やチタ
ン鉄鉱岩(イルメナイト)等がアリ、その組成は表3の
如くである。
表3(組成チ)
ここに見られるようにTiO2は鉄とよく共存するのみ
ならず、ガラスの成分である5io2゜A120x 、
CaQ とも共存し47.。
ならず、ガラスの成分である5io2゜A120x 、
CaQ とも共存し47.。
その他、チタン酸化物やチタン酸塩を少なからず含有す
る鉱物の粉粒体を用いてもよい。
る鉱物の粉粒体を用いてもよい。
(e) イルメナイト系溶接棒の被覆材はチタンを含
むイルメナイト系鉱物を原料としており、この原材料、
半製品或いは製品を用いてもよい。この材料は溶融した
後、冷却するとガラス状の物質を形成する。
むイルメナイト系鉱物を原料としており、この原材料、
半製品或いは製品を用いてもよい。この材料は溶融した
後、冷却するとガラス状の物質を形成する。
(f) 強誘電性のガラスセラミックとしては、Ba
T tQ3−BaO−’r i02−Al 205系(
ε= 1200 、 tanδ=0.025)PbTi
03−PbO−’l’i02−AI20!、−8i02
系(ε= 100 、 tanδ=0.008)などが
あり、ガラスの成分であるPbO、NaOとも共存する
。
T tQ3−BaO−’r i02−Al 205系(
ε= 1200 、 tanδ=0.025)PbTi
03−PbO−’l’i02−AI20!、−8i02
系(ε= 100 、 tanδ=0.008)などが
あり、ガラスの成分であるPbO、NaOとも共存する
。
(a) ガラス質形成のだめの材料
代のもののうちの一つ又は複数棟類。
CaO、Na2O、5i02 、 Al2O,!、 、
MgO。
MgO。
K2O、PbO、CaF2等。
(b) NGK焼却炉で得た紙の灰(ガラス成分を多
量に含有する)。
量に含有する)。
(c) PWRはう酸廃液(はう硅酸ガラス固化体と
同じものが得られる)。
同じものが得られる)。
なお以上の(1)〜(6)の特性を有する添加物質は、
(1)に属するものの少なくとも一柚類のものは必ず含
まれるがその他のものは、なくとも、或いは、一つ又は
任意の複数の種類を組み合わせて用いてもよい。
(1)に属するものの少なくとも一柚類のものは必ず含
まれるがその他のものは、なくとも、或いは、一つ又は
任意の複数の種類を組み合わせて用いてもよい。
これらの添加物質の量は、多過ぎると減容率が小になる
ので、放射性廃棄′吻の乾燥固形分に対し、2〜50%
の範囲、好ましくは10〜20%の範囲で加えるのがよ
い。次に実験例を示す。
ので、放射性廃棄′吻の乾燥固形分に対し、2〜50%
の範囲、好ましくは10〜20%の範囲で加えるのがよ
い。次に実験例を示す。
放射性含水廃棄物を模擬した試験材料としてカチオン粉
末樹脂とアニオン粉末4も・1脂とを乾燥重量比3:1
に混合し、水分は70重量%としたもの200yを用い
、2450 MHz、 5 i(Wのマイクロ波照射を
行なったところ、約35分間で微量の炭化物から々る粉
粒状の灼熱成分約5gを得た。
末樹脂とアニオン粉末4も・1脂とを乾燥重量比3:1
に混合し、水分は70重量%としたもの200yを用い
、2450 MHz、 5 i(Wのマイクロ波照射を
行なったところ、約35分間で微量の炭化物から々る粉
粒状の灼熱成分約5gを得た。
同じ試験材料にBaTiO3粉末3g又は酸化触媒とし
てFe5045gを予め添加混合したものに、同様マイ
クロ波照射を行なったところそれぞれ約20分後又は約
22分後に熱分解、燃焼、灼熱が終了し、時間短縮する
ことができた。プロセス時間の短縮は、設備の縮小成い
は設備能力の拡大を意味する。
てFe5045gを予め添加混合したものに、同様マイ
クロ波照射を行なったところそれぞれ約20分後又は約
22分後に熱分解、燃焼、灼熱が終了し、時間短縮する
ことができた。プロセス時間の短縮は、設備の縮小成い
は設備能力の拡大を意味する。
本発明は、含水状態の放射性廃棄物に、酸化触媒を添加
したる後、マイクロ波を照射し、水分の蒸発除去及び加
熱溶融、燃焼又は熱分解を行なって減容することにより
、残渣中の炭素の酸化が促進され、水分が失なわれても
発熱が続行され、引続き加熱、溶融、燃焼、熱分解を行
ない、短時間で有効な減容を行なうことができる放射性
廃棄物の加熱減容方法を提供することができ、実用上、
保安上極めて犬なる効果を有するものである。
したる後、マイクロ波を照射し、水分の蒸発除去及び加
熱溶融、燃焼又は熱分解を行なって減容することにより
、残渣中の炭素の酸化が促進され、水分が失なわれても
発熱が続行され、引続き加熱、溶融、燃焼、熱分解を行
ない、短時間で有効な減容を行なうことができる放射性
廃棄物の加熱減容方法を提供することができ、実用上、
保安上極めて犬なる効果を有するものである。
特許出願人 株式会社荏原製作所
代理人弁理士 端 山 五 −
同 千 1) 稔
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、含水状態の放射性廃棄物に、酸化触媒を添加しだる
後、マイクロ波を照射し、水分の蒸発除去及び加熱溶融
、燃焼又は熱分解を行なって減容することを特徴とする
放射性廃棄物の加熱減容方法。 2、含水状態の放射性廃棄物に、酸化触媒及び溶融して
ガラス質を形成するガラス質形成物質を添加しだる後、
マイクロ波を照射し、水分の蒸発除去及び加熱浴1触、
燃焼又は熱分解を行なって減容することを待機とする放
射性廃棄物の加熱減容方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15520182A JPS5944699A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 放射性廃棄物の加熱減容方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15520182A JPS5944699A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 放射性廃棄物の加熱減容方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5944699A true JPS5944699A (ja) | 1984-03-13 |
JPS646439B2 JPS646439B2 (ja) | 1989-02-03 |
Family
ID=15600703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15520182A Granted JPS5944699A (ja) | 1982-09-08 | 1982-09-08 | 放射性廃棄物の加熱減容方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5944699A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4718358A (en) * | 1984-12-25 | 1988-01-12 | Ebara Corporation | Method and apparatus for processing waste matter |
JP2013522596A (ja) * | 2010-03-09 | 2013-06-13 | クリオン インコーポレイテッド | 放射性廃棄物を処理するための先進マイクロ波システム |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0310002U (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-30 |
-
1982
- 1982-09-08 JP JP15520182A patent/JPS5944699A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4718358A (en) * | 1984-12-25 | 1988-01-12 | Ebara Corporation | Method and apparatus for processing waste matter |
JP2013522596A (ja) * | 2010-03-09 | 2013-06-13 | クリオン インコーポレイテッド | 放射性廃棄物を処理するための先進マイクロ波システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS646439B2 (ja) | 1989-02-03 |
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