JPS5975197A - 硝酸塩含有水性放射性廃物の容量を減少及び固化する方法 - Google Patents

硝酸塩含有水性放射性廃物の容量を減少及び固化する方法

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JPS5975197A
JPS5975197A JP16057483A JP16057483A JPS5975197A JP S5975197 A JPS5975197 A JP S5975197A JP 16057483 A JP16057483 A JP 16057483A JP 16057483 A JP16057483 A JP 16057483A JP S5975197 A JPS5975197 A JP S5975197A
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JP
Japan
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nitrate
waste
cement
radioactive waste
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JP16057483A
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English (en)
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マルチン・カトナ−
ヴエルナ−・ハルヴアクス
ヨアヒム・ハイドウ−ク
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Nukem GmbH
Original Assignee
Nukem GmbH
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/08Processing by evaporation; by distillation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

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】 本発明は硝酸塩含有水性放射性廃物を、廃物溶液を燐酸
の存在で蒸発濃縮し、得られた固体をセメント、ビテユ
ーメン又は合成樹脂を基質とする有機結合剤中に埋込ん
で容量を減少及び固化する方法に関する。
核工学では、大きい()JAW )、中位の(MAW)
及び低い(T、AW )比放射能を有する放射性液体廃
物が生じる。この廃物の大部分は硝酸水溶液であり、こ
れは消費した核燃料を再処理する際に脱保護中枢中で生
じる。
安全な最終保管貯蔵のためには、この液体廃物はできる
だけ浸出に安定外最終貯蔵生成物に変換しなければなら
ない。このためには硝酸を中和することが必要であり、
これは多くはソーダ又は苛性ソーダ液で行なう。しかし
ながら、これによって大きい硝酸す) IJウム含量が
放射性廃物溶液中に生じ、これは最終貯蔵生成物の性質
に負に作用するか又はこの廃物の処理法を困難にする。
1vfAW−又はLA、W−液体廃物の固定法では、溶
解した硝酸ナトリウムは7トリソクス中に多くは一緒に
埋込む。大きい塩含量によって、一定の妨害ケースの條
件下で、例えば結合剤としてのセメント及び最終貯蔵物
中への浸水の場合又は有機結合剤及び妨害ケースとして
の火災の場合に7トリツクスとの著しい非相容性が生じ
得る。
このようにして、例えば最終貯蔵物としての塩ストック
の浸水の場合には、製塩浸出物の作用によるセメント溶
蝕の危険が存在し、これによって拡散に決められた浸出
割合は安定しないで変動し得る。この結果は、マトリッ
クス中の塩含量が大きければそれだけ著しい。それ故通
常容量の減少を放きして、塩含量を約10%に制限する
。LAW / MAN−液体廃物中の大きい硝酸塩含量
のために、ビチューメンは結合剤としては考慮され々い
。それというのも妨害ケースの火災の場合、硝酸塩によ
るビチューメンの燃焼が著しく促進されるからである。
容量の減少はこの場合にも排除される。それというのも
廃物を濃縮すると火災の危険がなお増大するからである
。同じことが、合成樹脂を基質とする他の有機結合剤に
もあてはまる。
HAW−廃物の場合には、溶液を燐酸と一緒に場合によ
り還元性雰囲気中で蒸発濃縮し、残渣をガラス化するこ
とは公知である。しかしながら工業上大きい費用のため
に、この方法はLAW/ MAW−廃物には使用されな
い。
それ数本発明の目的は硝酸塩含有水性放射性廃物を、廃
物溶液を燐酸の存在で場合により還元性佳作下に蒸発濃
縮し、得られた固体をセメント、ビテユーメン又は合成
樹脂を基質とする有機結合剤中に埋込んで容量を減少及
び固化する方法を得ることであり、この方法で大量の廃
物を、結合剤との十分な相容性及びできるだけわずか々
硝酸塩含量でマトリックス中に埋込むことができる。
本発明によればこの目的は廃物溶液に蒸発濃縮する際に
硝酸塩2〜2,5モル当り燐酸1モルを添加し、残渣を
温度250−450℃で加熱することによって解決され
る。その際無水燐酸水素二ナトリウム(Na2HP04
)が形成する。
NaNO3300g/ lを含有する。T、AW / 
M、A、W −廃物溶液に燐酸を添加し、溶液を乾燥す
るまで蒸発濃縮することによって、硝酸が除去され、残
渣が得られ、この残渣は主として水溶性燐酸す) IJ
ウムからなり、この中には放射性核種及び他の不純物が
含まれている。
この場合大きい重量の減少は、NaNO33モル全Na
3PO41モルに変換することによって35.7係だけ
得られる。これは% NaNO3に対する2、259 
/ cm5からNaPO4に対する2、 549 /c
m3への密度の増大を考慮すると、40.3%の容量の
減少に相応する。しかしながら燐酸三ナトリウム(Na
3PO4)はセメントと十分に相容性ではないことが判
明した。PZ45F−H3のポートランドセメントでは
、既に最終生成物中のNa3PO41o重量係で著しい
遅延硬化が最初の2月の間認められたが、 HOZ 3
5 L−H8の高炉セメントでは、所望の硬さは得られ
なかった。
式”、 Na 2 HPO4X 2 H20の結晶水を
有する燐酸水素二ナトリウムをセメント中に埋込むこと
によっては、同じようにしてNaN06に対するセメン
ト生成物の品質の決定的改良は得られなかった。NaN
03塩を高炉セメントHOZ 35 L−H8でセメン
トする(水/セメントの割合W/Z=0゜35)場合と
同じように、Na2T(PO4X 2 H20との結合
工程(W/Z = 0.40 )は著しく緩慢に進行す
る。両方の場合著しい温度上昇は生じない。
更に最終生成物中NaNO310重量%を越えてNaN
03約16重量S1でセメント生成物の同化は行なわれ
るが、残留水は著しく緩慢に吸収されるのに過ぎないこ
とが判明した。最終生成物中NaNO3約20重量%以
上ではセメントはもはや適当に硬化せず、品質は著しく
劣化する。
意外なことにも、燐酸ナトリウム残渣を、無水燐酸水素
二ナトリウムに変換すると、特に安定な割目を有し々い
セメント生成物が得られることが判明した。重量の減少
はNa 3 PO4の場合のように大きくはないが、1
6.5%で依然としてすぐれている。その際特に無水N
a2HPO4と結合剤のセメントとの十分な相容性が得
られ、これによって最終生成物中の塩含量の増大が35
.7重量%まで可能に々る。これは、換算したNa2H
PO4の形のNaNO342,8重量%がセメント生成
物中に導入され得ることを表わす。この値は、NaNO
32モルのNa2HPO3への変換の際パッチでもたら
される係数0.835を考慮して得られる。
それ数本発明方法によれば、MAW / LAW−液体
廃物中に含まれたNaN03を無水Na2HPO4に変
換すると、セメント生成物中のナトリウム含量を牛倍以
上増大することができる。従ってこの方法によって最終
的に貯蔵すべき廃物量の%への容量の減少が得られ、そ
れ故放射性廃物の最終保管貯蔵に対する費用も減少する
硝酸を燐酸で除去した後に残留する1viAW / L
AW−燐酸塩残渣からの残留硝酸塩の除去は、公知方法
で還元剤を添加して行なうことができる。
しかし寿から燐酸対水性放射性廃物中に溶解したNaN
06のモル比1:25の場合には、得られた固体は温度
250〜450℃に還元剤を添加しないで加熱すると完
全に脱硝する。
好壕しくけ本発明によるNaN03のNa 2 HPO
4への変換は、LAW / MAW−廃物を有機マトリ
ックス、例えばビチューメン又は合成樹脂中に埋込む場
合にも達成される。これらの物質はすべて燃焼性である
ので、強い酸化剤として燃焼を促進するNaNO3はこ
の中に安全性の理由から埋込むことはできない。これに
反して、燐酸水素二す) IJウムはその火焔抑制性に
基づいて有機結合剤の燃焼性を著しく下げることができ
る。
次に実施例につき本発明を説明する。
例  1 結晶性Na2HPO4X 2 H20809を、HOZ
35L−H3系の高炉上メン)120gと混合し、水5
4gと攪拌して粥状物にし、これは十分に処理すること
ができた。
Na2HPO4塩含量は、水/セメント値(W/Z)0
.45で最終生成物に対して251重量係であった。N
aNO32モルのNa2HPO4への変換でノくツチに
もたらすことのできる換算係数0.835を考慮して、
この塩含量はNaNO330,1重量係に相応する。7
日間後この物質は固化していたが、明らかに水の上澄み
が生じた。2月間後にも、表面は所々湿潤していた。
結晶性NaNO360E/とHOZ 35L−H814
0gとから々る混合物を、水49gと混合して粥状物に
し、これは7日間後になお柔らかく、水の」二澄みを示
した。NaNO3含量は、W/Z値0.35で最終生成
物に対して24,1重量係であった。2月間後に生成物
は硬化したが、表面に塩の結晶の付着が生じた。
粉末形の無水Na7HPO480、!9を、HOZ35
L−H3120,9と混合し、水78.9と攪拌して粥
状物にし、これは十分に処理することができた。その際
著しい熱の発生が確かめられ、これによって温度は60
℃まで上った。最終生成物中のNa 2HPO4含量は
、W/Z値0.65で288重量係(NaNO334,
5係に相応)であった。24時間後に、乾燥生成物を形
成しなから固化が始まった。既に7日間後に、生成物は
硬化し、乾燥し、引っかきに安定であった。次の2月間
の間の変化は認めることができなかった。更に、々お大
索の無水Na2HPO4をセメント中に埋込むことがで
きた。
無水NJT(PO4100、!i’をHOZ 35 L
−l5100gと混合し、水809で処理して十分に攪
拌することのできる粥状物にした。
W/Z値0.80で、最終生成物中のNa2T(PO4
の塩含量は35.7重量係であった( NaNO342
,8重量係に相応)。24時間後に固化が始まった。
48時間後に生成物は既に乾燥して引っかきに安定であ
り、7日間後に硬化した。次の2月間の間に変化は確か
められ々かった。続いて成形体に、カーナル石浸出液中
で55℃で2月間以上浸出試験を施こした。その後形状
の変化は立証されず、単に表面に単一の細かい毛状のひ
びが認められたのに過ぎなかった。生成物の強さは浸出
作用によって変らなかった。カーナル石浸出液自体は透
明であった。
例  2 出発物質は、次の組成を有する脱保護中枢のMAW /
 LAW−液体廃物の擬態物であった:NaNO330
0jj / l A]、          0.23   g/11C
a          1.50   g/ACr  
       0.08   g/ICu      
    O,15g/lFe          O,
38j!/’lK          0.08  9
/IMg          0.75  9/1Mn
          0.08   g711MOO,
38、!9/11 Ni          O,08El/lZn   
        0.15   g/IJZr    
       Q、08   g/ICs      
    10    ji/lSr         
 10    g/lNa2HPO45ji / 1 TBP          0.2    g/lDB
P         0.2    gllケロシン 
   0.2  971 すべての陽イオンは硝酸塩として存在し、M。
はモリブデン酸Naとして存在する。
この廃物擬態物11をH3PO4(85重量係)203
.3.9と混合して淡緑色の透明な溶液が得られた。こ
れは、NaNO3: H3PO4のモル比2:1に相応
した。21のフラスコ中で溶液を、加熱キャップで乾燥
するまで加熱して蒸発濃縮し、続いて残渣を300℃で
3時間加熱し、その際希硝酸が留去し、NOxを除去1
−だ。残留硝酸塩除去は450℃で1時間加熱して行な
った。試料の分析によって、オルト燐酸ナトIJウムの
形成(Agイオンを有する中性溶液中でAg 3 PO
4として沈殿)並びに硝酸塩が存在しない(FeSO4
/H2SO4での呈色反応)ことを確かめた。この粉末
状残置100!jを、HOZ 35 L−Hs系の高炉
セメント100gと混合し、水68.9と攪拌して粥状
物にし、これは十分に処理することができた。
最終生成物中の塩含量は、W/Z値0.68で37.3
重量係であった。NaNO32モルのNa2HPO4へ
の変換でパッチにもたらすことのできる換算係数の0.
835を考慮して、この塩含量は44゜7重量係に相応
する。
生成物の固化け24時間後に始まり、攪拌後48時間に
既に乾燥し、引っかきに安定であった0 これは7日間後に硬化し、次の2月間の間に変化を立証
することはできなかった。
同じようにして、生成物をビチューメン及び合成樹脂を
基質とする有機結合剤に埋込むことができた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 硝酸塩含有水性放射性廃物を、廃物溶液を燐酸の存在で
    場合により還元性佳作下に蒸発濃縮し、得られた固体を
    セメント、ビテユーメン又は合成樹脂を基質とする有機
    結合剤中に埋込んで容量を減少及び固化する方法におい
    て、廃物溶液に蒸発濃縮する際に硝酸塩2〜25モル当
    り燐酸1モルを添加し、残渣を温度250−450℃で
    加熱することを特徴とする硝酸塩含有水性放射性廃物の
    容量を減少及び固化する方法。
JP16057483A 1982-10-21 1983-09-02 硝酸塩含有水性放射性廃物の容量を減少及び固化する方法 Pending JPS5975197A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823238961 DE3238961C2 (de) 1982-10-21 1982-10-21 Verfahren zur Volumenreduktion wäßriger, nitrathaltiger radioaktiver Abfallösungen
DE32389612 1982-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5975197A true JPS5975197A (ja) 1984-04-27

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ID=6176242

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JP16057483A Pending JPS5975197A (ja) 1982-10-21 1983-09-02 硝酸塩含有水性放射性廃物の容量を減少及び固化する方法

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DE (1) DE3238961C2 (ja)
FR (1) FR2535103A1 (ja)
GB (1) GB2130428B (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
GB2130428B (en) 1986-08-06
GB8323444D0 (en) 1983-10-26
GB2130428A (en) 1984-05-31
DE3238961C2 (de) 1984-10-11
DE3238961A1 (de) 1984-04-26
FR2535103A1 (fr) 1984-04-27

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