JPS60159699A - Method of solidifying nuclear waste - Google Patents

Method of solidifying nuclear waste

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JPS60159699A
JPS60159699A JP60006659A JP665985A JPS60159699A JP S60159699 A JPS60159699 A JP S60159699A JP 60006659 A JP60006659 A JP 60006659A JP 665985 A JP665985 A JP 665985A JP S60159699 A JPS60159699 A JP S60159699A
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sulfate
slurry
sodium sulfate
destabilizing
glass
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JP60006659A
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ウイルバー・オーム・グリーンハーグ
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    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
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    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、核廃棄物の固定化方法に関する。放射性の硫
酸ナトリウム廃棄物スラリーは、球状の樹脂浄化剤を用
いる沸騰水型原子炉で発生する主要な液状廃棄物である
。現在のところ、このスラリーは、蒸発器で濃縮して濃
度を約′25重量%程度にした後、セメント中に固定さ
れている。スラリー1 ドラムから約3 ドラムの最終
固化廃棄物が生じる。固化した廃棄物は埋立地に送られ
るが、その費用はドラム3木について1oooドルにも
達する。このようなコスト高のため、上記っような状況
は1ニ業的に不満足なものと考えられる。公共の安全に
及びに業イメージの向−1;の点からも、セメンi・よ
りも漏出度が低く機械的応力も大きい材料中に廃棄物を
固定するのが望ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for immobilizing nuclear waste. Radioactive sodium sulfate waste slurry is the primary liquid waste generated in boiling water nuclear reactors using spherical resin purifiers. At present, this slurry is concentrated in an evaporator to a concentration of about 25% by weight and then fixed in cement. One drum of slurry yields approximately three drums of final solidified waste. The solidified waste is sent to a landfill, at a cost of as much as $100 per three drums. Due to such high costs, the above situation is considered unsatisfactory from a technical standpoint. From the standpoint of public safety and business image, it is desirable to fix the waste in a material that has a lower leakage rate and greater mechanical stress than cement i.

ガラスは、封止材料としてセメントよりも優れた材料で
あるけれども、硫酸ナトリウL廃棄物とガラスは共存で
きず一相以上のガラス相を形成する傾向を持つために、
ガラス材料中に硫酸ナトリウム廃棄物を固定することは
これまでは不可能であった。
Although glass is a better material than cement as a sealing material, sodium sulfate L waste and glass cannot coexist and have a tendency to form one or more glass phases.
It has hitherto not been possible to immobilize sodium sulfate waste in glass materials.

米国特許第3.1343,0E12号明細書は、ナトリ
ウムまたはナトリウムの化合物類を含有する液状核廃棄
物を流動床中で焼成することにより固化する方法を開示
している。米国特許第4 、028 、285号明細書
は、粘土を添加することにより、硝酸ナトリウム含有液
状放射性廃棄物を安定な形に変換する方法を開示してい
る従って、本発明は、硫酸ナトリウムを含有する水性ス
ラリー中の核廃棄物を固定化する方法であって、tHj
記スラスラリ−水を蒸発させて濃縮物をつくり、不安定
な硫酸塩を形成する不安定化金属化合物を前記濃縮物に
硫酸匂ナトリウム重量に対して50〜200!混入し、
不安定化金属化合物の混入量は前記硫酸ナトリウム及び
還元剤である前記不安定化金属化合物の合計量を基準と
すると約5〜20重量%となるようにし、亜硫酸ガスの
発生が実質的に止まるまで700〜900”0で加熱し
、全重量の65〜80%の闇のガラス形成剤を混入し、
1050〜1200℃に加熱し、室温に冷却することを
特徴とする方法を提供せんとするものである。
US Pat. No. 3,1343,0E12 discloses a method for solidifying liquid nuclear waste containing sodium or sodium compounds by calcination in a fluidized bed. U.S. Pat. No. 4,028,285 discloses a method for converting sodium nitrate-containing liquid radioactive waste into a stable form by adding clay. A method for immobilizing nuclear waste in an aqueous slurry comprising:
The slurry water is evaporated to form a concentrate, and a destabilizing metal compound that forms an unstable sulfate is added to the concentrate in an amount of 50 to 200% based on the weight of sodium sulfate. mixed,
The amount of the destabilizing metal compound mixed is about 5 to 20% by weight based on the total amount of the sodium sulfate and the destabilizing metal compound as the reducing agent, so that the generation of sulfur dioxide gas is substantially stopped. heated to 700-900"0 and mixed with 65-80% of the total weight of dark glass forming agent,
It is an object of the present invention to provide a method characterized by heating to 1050 to 1200°C and cooling to room temperature.

本発明によれば、放射性の硫酸ナトリウム廃棄物を処理
して硫酸塩を除去すれば、放射性の硫酸ナトリウム廃棄
物をガラス中に固定できることが判明した゛。硫酸塩の
除去のためには次に二つの条件の存在が必要である。
According to the present invention, it has been found that radioactive sodium sulfate waste can be fixed in glass by treating the radioactive sodium sulfate waste to remove the sulfate. Two conditions need to be present for sulfate removal.

(1)硫酸塩が温度に不安定であること及び(2)還元
性雰囲気または還元性tX)材が存在すること。硫酸ナ
トリウムは安定な硫酸塩であり弱い酸化剤であるから、
硫酸ナトリウム自体は−1;記の両条件を満たさない。
(1) the sulfate is temperature unstable; and (2) the presence of a reducing atmosphere or reducing tX) material. Sodium sulfate is a stable sulfate salt and a weak oxidizing agent, so
Sodium sulfate itself does not satisfy both conditions of −1;

硫酸塩の安定性は、存在するカチオンによって大きな影
響を受ける。ナトリウムは硫酸1uを安定にするもので
はあるが、鉄の化合物類が不安定化を起こすことがわか
った。従って、硫酸ナトリウムに強い還元剤とともに鉄
化合物を添加することにより、硫酸塩除去に必要な両条
件を満足することができる。硫酸塩を除去すれば、放射
性廃棄物の残部をガラス形成剤と結合させて安定なガラ
ス生成物にすることができる。
Sulfate stability is greatly influenced by the cations present. Although sodium stabilizes 1 u of sulfuric acid, it was found that iron compounds cause destabilization. Therefore, by adding an iron compound to sodium sulfate together with a strong reducing agent, both conditions necessary for sulfate removal can be satisfied. Once the sulfate is removed, the remainder of the radioactive waste can be combined with glass formers into a stable glass product.

本発明方法を用いた場合にはスラリーから生じる共存ガ
ラス製品は僅かにドラム1本の1/3程度であり、セメ
ントを用いた場合のドラム3本分の量とは異なる。この
ように廃棄物の容積が3分の1に減少するため、ドラム
の輸送及び貯蔵コストが大幅に節減される。
When the method of the present invention is used, the coexisting glass product produced from the slurry is only about 1/3 of one drum, which is different from the amount equivalent to three drums when cement is used. This reduction in waste volume by a third results in significant savings in drum transport and storage costs.

更に、ガラスによって固定された廃棄物は、セメントに
よって固定された廃棄物よりも放射性核種の漏出率が低
く機械的強度が高い。
Additionally, glass-fixed waste has a lower radionuclide leakage rate and higher mechanical strength than cement-fixed waste.

このような理由から、環境汚染の機会も少なく、放射性
核種の封止体として安全性がよいり高いものである。
For these reasons, there is little chance of environmental contamination, and it is highly safe as a sealed body for radioactive nuclides.

本発明方法は、硫酸ナトリウム含有水性スラリーであれ
ば、どのようなスラリーにも適用できる。本発明は、特
に、沸騰水型原子炉の蒸発器の底部残渣である硫酸ナト
リウムスラリー含有放射性廃棄物の処理を意図するもの
である。実際には硫酸ナトリウム含有量は15〜40%
の範囲で変動するが、一般的には上記のスラリーは約2
5%(本明細書中における百分率は全て重量基準である
)の硫酸ナトリウム(スラリーの重量に対して)を含有
する。スラリーには各種の水酸化物、硝酸塩及び硼酸化
合物が含有されている5f能性がある。
The method of the present invention can be applied to any aqueous slurry containing sodium sulfate. The present invention is particularly intended for the treatment of radioactive waste containing sodium sulfate slurry, which is the bottom residue of the evaporator of a boiling water nuclear reactor. In reality, the sodium sulfate content is 15-40%
Generally speaking, the above slurry is approximately 2
Contains 5% (all percentages herein are by weight) of sodium sulfate (based on the weight of the slurry). The slurry has 5f properties containing various hydroxides, nitrates, and boric acid compounds.

これらの化合物類は本発明方法の実施を妨げることはな
く、良質のガラスを製造する助けになる。しかしながら
、アルミニウム、ジルコニウム、トリウt・、稀土類元
素等の耐火物元素類は、含有率が高くなると溶融温度が
過度に高くなるため、スラリー固彫物の約5z以下に制
限しなければならない。弗化物以外のハロゲン化合物は
、第二のガラス相を形成するので、1%または2%(ス
ラリー固形分に対して)を越えないようにしなければな
らない。
These compounds do not interfere with the implementation of the method of the invention and help produce good quality glasses. However, the melting temperature of refractory elements such as aluminum, zirconium, tritium, rare earth elements, etc. becomes excessively high when the content thereof becomes high, and therefore, the content of refractory elements such as aluminum, zirconium, tritium, and rare earth elements must be limited to about 5z or less in the slurry solid carving. Halogen compounds other than fluoride should not exceed 1% or 2% (based on slurry solids) because they form a second glass phase.

しかしながら、いずれにせよ、ハロゲン化合物は腐食性
を持ちステンレス鋼製の配管部保護のために原子炉流体
からは除かれているのが普通である。燐酸塩及び炭酸塩
が存在する可能性もあるが、これらの化合物は一般に本
発明で利用するガラス化工程に適応する。
However, in any case, halogen compounds are corrosive and are usually excluded from reactor fluids to protect stainless steel piping. Although phosphates and carbonates may also be present, these compounds are generally compatible with the vitrification process utilized in the present invention.

本発明に一実施例においては、第一段工程として、硫酸
ナトリウム中の水分は撹拌器つきの乾燥器で蒸発させら
れて水分量5z未満(スラリー重量に対して)にされ、
固形の粒子または粉末になる。水分の存在量が多過ぎる
と泡を発生したり、逸出する水蒸気が固体を反応容器か
ら吹き出してしまう固体パンピング(bumping)
をひき起こすので、水の除去が必要となる。150°C
で必要な時間スラリーを加熱して水を蒸発させる。
In one embodiment of the present invention, as a first step, the water in the sodium sulfate is evaporated in a dryer with an agitator to reduce the water content to less than 5z (relative to the weight of the slurry);
Form into solid particles or powder. Solids pumping, where too much water is present, creating bubbles and escaping water vapor blowing solids out of the reaction vessel.
This causes water to be removed. 150°C
Heat the slurry for the required time to evaporate the water.

次の工程では、不安定化化合物及び還元剤を添加して、
硫酸塩を除去する。所望であれば、蒸発に先立って、不
安定化化合物及び還元剤を添加してもよい。ナトリウム
が存在する場合に硫酸塩を除去しなければならない理由
は、硫酸ナトリウムは分解せずに880℃付近で溶融し
、その結果化じる液体が一般的なガラス溶融物と相溶し
ないものであることである。放射性廃棄物のガラスによ
る固定のためには、放射性核種及び廃棄物がガラスと相
溶するものであることが必須要件であり、この必須要件
は硫酸11!分を除去して初めて満足される。本発明方
法においては、硫酸ナトリウムよりも安定度の低い硫酸
塩類を形成させた後、不安定な硫酸塩類を種々の亜硫酸
ガス類に分解することにより、M、酸塩類を除去する。
In the next step, a destabilizing compound and a reducing agent are added,
Remove sulfates. If desired, destabilizing compounds and reducing agents may be added prior to evaporation. The reason why sulfate must be removed when sodium is present is that sodium sulfate melts at around 880°C without decomposing, and the resulting liquid is incompatible with typical glass melts. It is a certain thing. In order to fix radioactive waste with glass, it is essential that the radionuclides and waste be compatible with the glass, and this essential requirement is 11! You will only be satisfied if you remove the part. In the method of the present invention, after forming sulfates which are less stable than sodium sulfate, M and acid salts are removed by decomposing the unstable sulfates into various sulfur dioxide gases.

このため、不安定化をひき起こすカチオン類を還元剤と
共に添加する。
For this reason, cations that cause destabilization are added together with a reducing agent.

不安定化化合物は、不安定な硫酸塩類を形成する金属塩
である。不安定な硫nIIJ!!は、加熱されると融点
相のある変化をひき起こす代わりに、分解する。不安定
な硫酸li嘉類は、一般に、400°C〜800℃の範
囲で分解する。不安定化化合物として適当な化合物類の
例としては、硫酸アンモニウム第一鉄、硫酸第一鉄、硫
酸ビスマス、硫酸第一銅、硫酸アルミニウム、硫酸ガリ
ウム及び硫酸マンガンを挙げることができる。第二鉄化
合物を対応する第一鉄化合物に還元する約15〜20%
の還元剤を添加すれば、硫酸アンモニウム第二鉄及び硝
酸第二鉄のごとき第二鉄化合物類も使用できる。極めて
作用特性が良好なものは硫酸アンモニウム第一鉄であり
、この化合物が特に好ましい。不安定化化合物の添加量
は、スラリー中の硫酸ナトリウムの重量の50〜200
%である。使用量が50%未満であると、スラリー中の
硫酸イオンの全部をつぶすことができない。200駕を
越えても何らかの使用上の意味がなく、単に廃棄しなけ
ればならない廃棄物量が増えるだけである。好ましくは
、硫酸ナトリウムに対して重量比で1対1の硫酸アンモ
ニウム第一鉄を添加し、全固形分重量の約10%のグラ
ファイトを添加する。
Destabilizing compounds are metal salts that form unstable sulfates. Unstable sulfur nIIJ! ! decomposes when heated instead of causing a certain change in the melting point phase. Unstable sulfuric acids generally decompose in the range of 400°C to 800°C. Examples of compounds suitable as destabilizing compounds include ferrous ammonium sulfate, ferrous sulfate, bismuth sulfate, cuprous sulfate, aluminum sulfate, gallium sulfate and manganese sulfate. Approximately 15-20% reduction of ferric compounds to corresponding ferrous compounds
Ferric compounds such as ferric ammonium sulfate and ferric nitrate can also be used with the addition of a reducing agent. A compound with very good action properties is ferrous ammonium sulfate, and this compound is particularly preferred. The amount of the destabilizing compound added is 50 to 200% of the weight of sodium sulfate in the slurry.
%. If the amount used is less than 50%, all of the sulfate ions in the slurry cannot be destroyed. Even if the number exceeds 200, there is no point in using it, and the amount of waste that must be disposed of simply increases. Preferably, a 1:1 weight ratio of ferrous ammonium sulfate to sodium sulfate is added, and about 10% of the total solids weight of graphite is added.

使用する還元剤の強さは、400℃における還元剤とし
ての水素の還元力に少なくとも匹敵する強さでなければ
ならない。使用に適する還元剤としては、高温度の水素
、乾燥アンモニア、ヒドラジン及びメチルアミン、ジメ
チルアミン、トリメチルアミン等の軽質炭化水素アミン
類を挙げることができる。グラファイトの形の炭素は、
良好な作用特性を示し、安全に使用でき、排出除去され
る炭酸ガスの形の生成物をつくるのでガラス製品に悪影
響を及ぼさないので、′グラファイトの形の炭素が好ま
しい還元剤である。還元剤の量は、硫酸ナトリウム及び
不安定化化合物の合計重量に対して5〜20%である。
The strength of the reducing agent used must be at least comparable to the reducing power of hydrogen as reducing agent at 400°C. Reducing agents suitable for use include hot hydrogen, dry ammonia, hydrazine and light hydrocarbon amines such as methylamine, dimethylamine, trimethylamine. Carbon in the form of graphite is
Carbon in the form of graphite is the preferred reducing agent because it exhibits good working properties, is safe to use, and produces a product in the form of carbon dioxide that is removed and thus has no adverse effect on the glassware. The amount of reducing agent is between 5 and 20% based on the total weight of sodium sulfate and destabilizing compound.

還元剤量が」ニラの範囲より少ないと硫酸塩類の幾分か
が分解されず、使用量が上記範囲を越えるとガラス化温
度が高くなる。適切な組成物は、全組成物重量の約20
〜35%の核廃棄物濃縮物であって、15〜402のN
tmナトリウムと約5z未満の水分とを含有する核廃棄
物e縮物と、硫酸すトリウム屯早に対して50〜20o
zの不安定化化合物と、硫酸ナトリウムと不安定化化合
物の合31川量に対して5〜20%の還元剤とから成る
If the amount of reducing agent is less than the above range, some of the sulfates will not be decomposed, and if the amount used exceeds the above range, the vitrification temperature will increase. A suitable composition has about 20% of the total composition weight.
~35% nuclear waste concentrate with 15-402 N
50 to 20 o
z destabilizing compound and 5 to 20% reducing agent based on the combined amount of sodium sulfate and destabilizing compound.

次の工程で、スラリー濃縮物を700〜900°Cに加
熱して硫酸塩を主として二酸化値数(亜硫酸ガス)のご
とき硫黄酸化物ガス類に分解し、これらのガス類を粉末
または粒子状の固形物から追い出す。亜硫酸ガス類の揮
発が実質的に止まるまで加熱を続けるわけであるが、こ
のためには加熱を8時間以上行なわなければならない。
In the next step, the slurry concentrate is heated to 700-900°C to decompose the sulfate into sulfur oxide gases, mainly carbon dioxide (sulfur dioxide gas), and convert these gases into powder or particulate form. Drive away from solids. Heating is continued until the volatilization of sulfur dioxide gases has substantially stopped, but for this purpose heating must be continued for 8 hours or more.

次の工程で、残留する濃縮物にガラス形成剤を混入する
。ガラス形成剤は、ガラス形成のために常用されている
化合物であり、アルミナまたは石灰のようなガラス安定
剤を混合した酸化硼素及びシリカのような化合物である
。いく種類かの組合わせのガラス形成剤が本発明に適し
ており、当該技術分野で周知のように、所望するガラス
の型に応じて選定すればよい。硼珪酸ガラス組成物とし
て適宜な組成範囲は、三酸化物硼素20−40%、石灰
またはアルミナ1〜5%(ガラス化後冷却時におけるガ
ラスの割れを防止する安定剤として働<)、廃棄物20
〜35%から成る組成である。
In the next step, the remaining concentrate is mixed with a glass-forming agent. Glass forming agents are compounds commonly used for glass formation, such as boron oxide and silica mixed with glass stabilizers such as alumina or lime. Several combinations of glass forming agents are suitable for the present invention and may be selected depending on the desired glass type, as is well known in the art. A suitable composition range for the borosilicate glass composition is 20-40% boron trioxide, 1-5% lime or alumina (which acts as a stabilizer to prevent the glass from cracking during cooling after vitrification), and waste material. 20
The composition consists of ~35%.

ガラス形成剤に混入する廃棄物の量を上記範囲以−1;
にすると、溶融温度で溶解せず均一な゛製品が得られな
い。廃棄物ガラス、を上記範囲よりも少なくすると、貯
蔵しなければならない廃棄物ガラスの量が必要以にに増
えることになる。約33%の三酸化硼素と、約311の
シリカと、約2zのアルミナまたは石灰とから成る硼珪
酸ガラスを約331の廃棄物濃縮物と混合するのが好ま
しい。
The amount of waste mixed into the glass forming agent is within the above range -1;
If it is, it will not melt at the melting temperature and a uniform product cannot be obtained. If the waste glass is reduced below the above range, the amount of waste glass that must be stored increases unnecessarily. A borosilicate glass comprising about 33% boron trioxide, about 311% silica, and about 2z alumina or lime is preferably mixed with about 331% waste concentrate.

粘土または氷晶石を添加する必要はない。There is no need to add clay or cryolite.

ハロゲンill類は除去が困難でありガラス溶融体内で
第二の相を形成するので避けねばならない。
Halogen illuminants are difficult to remove and form a second phase within the glass melt and must be avoided.

ガラス形成剤を添加した後、混合物をガラスの溶融点、
一般的には1050℃〜1200℃の温度に加熱する。
After adding the glass former, the mixture is brought to the melting point of the glass,
Generally, it is heated to a temperature of 1050°C to 1200°C.

1050℃より低温であると均質なカラス溶融が行なわ
れず、従って品位の低いカラスまたはセラミックになる
。適宜tな容器があれば、ガラス溶融温度を更に高める
こともできる。均一なガラス溶融物が得られるまで、加
熱を続ける。一般に、均質な製品を得るためには約2時
間を要し、溶融時間を短くすると不均質なガラス溶融物
となり、その結果低品質の製品となる。8時間にのぼる
長時間のガラス化時間にすることもでき、ガラス化時間
の長期化は経済的な観点及び容器の腐食の点から制約さ
れるに過ぎない。溶融物を室温に徐冷することにより、
溶融物を焼きなます。焼鈍は炉自体の内部で行なうこと
もでき、溶融物を熱絶縁され溶融物の徐冷を行なえる容
器内に注入してもよい。ガラス用の直径15.2c+m
(8インチ)深さ?fi、2cm (30インチ)のス
テンレス鋼製の缶体な用いた場合、一般的な最小焼鈍時
間は4時間、最大焼鈍時間は24時間である。次に、冷
却したガラスをド′ラム等に装入して、貯蔵設備に搬入
する。
If the temperature is lower than 1050° C., homogeneous glass melting will not occur, resulting in poor quality glass or ceramic. If a suitable container is available, the glass melting temperature can be further increased. Continue heating until a homogeneous glass melt is obtained. Generally, it takes about 2 hours to obtain a homogeneous product, and shorter melting times result in a non-homogeneous glass melt, resulting in a lower quality product. Long vitrification times of up to 8 hours can be used, and long vitrification times are only limited by economic considerations and corrosion of the container. By slowly cooling the melt to room temperature,
Anneal the melt. Annealing can also be carried out inside the furnace itself, or the melt can be poured into a thermally insulated vessel that allows slow cooling of the melt. Diameter 15.2c+m for glass
(8 inches) depth? When using a 30 inch stainless steel can, the typical minimum annealing time is 4 hours and the maximum annealing time is 24 hours. Next, the cooled glass is loaded into a drum or the like and transported to a storage facility.

次に、実施例を挙げて、本発明につl、%て説明する。Next, the present invention will be explained in terms of examples.

夷膚LILi 硫酸ナトリウム10gと水30gとから成る硫酸ナトリ
ウム廃棄物に10gの硫酸アンモニウム第一鉄と4gの
グラフアイI・とを混合した。
Lidera LILi 10 g of ferrous ammonium sulfate and 4 g of Graphi I. were mixed with sodium sulfate waste consisting of 10 g of sodium sulfate and 30 g of water.

減圧下で少なくとも150°Cに2時間加熱して混合物
を乾燥して、水分1j、を5g未満にした。
The mixture was dried by heating to 150° C. for at least 2 hours under reduced pressure to a moisture content of less than 5 g.

次に、約800°Cに加熱して4時間反応させ、硫酸塩
類を分解させ亜硫酸ガス類を追い出した。得られた焼成
物を冷却し、そのうち5gに5gのシリカと、5gの三
酸化硼素と痕跡量の石灰安定剤とを加えた。均質な溶融
物が得られるまで、混合物を1100°Cで溶融させて
ガラス化したが、これらには1時間要した。得られた製
品は、黒色の良質のガラスであった。
Next, the mixture was heated to about 800°C and reacted for 4 hours to decompose sulfates and expel sulfur dioxide gas. The resulting calcined product was cooled, and to 5 g of it were added 5 g of silica, 5 g of boron trioxide, and a trace amount of lime stabilizer. The mixture was melted and vitrified at 1100°C until a homogeneous melt was obtained, which required 1 hour. The resulting product was a black, high quality glass.

γに舛」 70gの硫酸ナトリウムと210gの水とを含有するス
ラリーに、100gの硫酸アンモニウム第一鉄と40g
のグラファイトとを混入し、硫酸塩除去時間を4時間で
はなく2時間にしたこと以外は実施例1におけると同じ
処理を施した。焼成混合物10gに10gのシリカと、
10gの三酸化硼素と1gの石灰とを添加した。この混
合物を1100℃でガラス化し、良好な品質のガラス生
成物を得た。
To a slurry containing 70 g of sodium sulfate and 210 g of water, 100 g of ferrous ammonium sulfate and 40 g of ferrous ammonium sulfate were added.
The same treatment as in Example 1 was performed, except that the sulfate removal time was 2 hours instead of 4 hours. 10 g of silica to 10 g of the firing mixture;
10 g of boron trioxide and 1 g of lime were added. This mixture was vitrified at 1100°C to obtain a glass product of good quality.

硫酸すトリウムの不安定化を促進するために鉄添加剤を
入れた他の実験例も成功した。
Other successful experiments included iron additives to help destabilize the sulfuric acid.

他の実験例で使用した鉄添加剤は酸化第二鉄で、ある。The iron additive used in other experimental examples was ferric oxide.

しかしながら、硫酸亜鉛、尿素並びに鉄化合物の存在し
ない炭素のような硫酸塩類または還元剤を使用した場合
には、実験は成功しなかった。
However, experiments were unsuccessful when using sulfates or reducing agents such as zinc sulfate, urea, and carbon in the absence of iron compounds.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、硫酸ナトリウムを含有する水性スラリー中の核廃棄
物を固定化する方法であって、前記スラリーから水を蒸
発させて濃縮物をつくり、不安定な硫酸塩を形成する不
安定化金属化合物を前記濃縮物に硫酸ナトリウム重量に
対して50〜200%lIN、入し、不安定化金属化合
物の混入!11は前記硫酸ナトリウム及び還元剤である
前記不安定化金属化合物の合計Ql、を基準とすると約
5〜20重量%となるようにし、亜硫酸111発生が実
質的に止まるまで700〜800°Cで加熱し、全重量
の65〜80%の量のガラス形成剤を混入し、1050
〜1200°Cに加熱し、室温に冷却することを特徴と
する方法。 2、スラリーから水を蒸発させる前に不安定化化合物と
還元剤化合物とをスラリーに混入することを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3、水分が乾燥固体分電量の5z以下になるまでスラリ
ー中の水分を揮発させることを特徴とする特許請求の範
囲第1項または第2項に記載の方法。 4、濃縮物が15〜40重量%の硫酸ナトリウムである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項または
第3項に記載の方法。 5、不安定化化合物が、硫酸アンモニウム第一鉄、硫酸
第一鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄、硫酸ビスマス、硫酸
第二銅、硫酸アルミニウム、硫酸ガリウム、硫酸マンガ
ン、またはこれらの混合物であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項、第2項、第3項または第4項に記載
の方法。 6、還元剤が炭素、水素、乾燥アンモニア、ヒドラジン
、または軽質炭化水素アミン類であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項、第2項、第3項または第4項に
記載の方法。
[Claims] 1. A method for immobilizing nuclear waste in an aqueous slurry containing sodium sulfate, the method comprising evaporating water from the slurry to create a concentrate and forming unstable sulfates. A destabilizing metal compound is added to the concentrate at an amount of 50 to 200% lIN based on the weight of sodium sulfate, and the destabilizing metal compound is mixed in! 11 is about 5 to 20% by weight based on the total Ql of the sodium sulfate and the destabilizing metal compound that is the reducing agent, and the temperature is set at 700 to 800 °C until the generation of sulfite 111 substantially stops. heated and mixed with a glass forming agent in an amount of 65-80% of the total weight, 1050
A method characterized by heating to ~1200°C and cooling to room temperature. 2. A method according to claim 1, characterized in that the destabilizing compound and the reducing agent compound are mixed into the slurry before evaporating the water from the slurry. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the water content in the slurry is evaporated until the water content becomes 5z or less of the dry solid electrical charge. 4. Process according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the concentrate is 15-40% by weight of sodium sulfate. 5. The destabilizing compound is ferrous ammonium sulfate, ferrous sulfate, ferric sulfate, ferric nitrate, bismuth sulfate, cupric sulfate, aluminum sulfate, gallium sulfate, manganese sulfate, or mixtures thereof. 5. A method according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that: 6. The method according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the reducing agent is carbon, hydrogen, dry ammonia, hydrazine, or light hydrocarbon amines. .
JP60006659A 1984-01-16 1985-01-16 Method of solidifying nuclear waste Pending JPS60159699A (en)

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