JPS60257398A - 放射性廃液の減容固化処理方法 - 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】

発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ホウ素を含有する放射性廃液を減容固化処理
する方法の改良に関する。 原子力設備、とくにＰＷＲ型軽水炉発電プラントから排
出されるホウ素を含有する放射性廃液を同化処理しＪ：
うとする場合、近年はできるだけ高′度の減容を行なう
ことが要請されるので、廃液を蒸発濃縮して、なるべく
多くの固形分を混入させ、かつ、所定の物性を有し耐久
性に優れた固化体としなければならない。

【従来の技術１ この目的を達成するために、各種の減容固化処理方法が
提案されている。　その−例として、ホウ素を含む放射
性廃液のセメントあるいは無機材料による減容固化法に
ついＣは、以下に挙げるようなさまざまな方法が検討さ
れ、その一部は実施されＣいるが、なお固化体の減容性
あるいは耐水性が十分満足できるものではなかった。 ホウ酸含有廃液に石灰等を作用させて廃液中の溶解物を
不溶性とし、蒸発乾燥の後、乾燥粒子をセメント固化す
る方法（特開昭５７−４５９９号）。 ・　ホウ酸含有廃液にカルシウム、マグネシウムまたは
バリウムの化合物を添加して反応さけ、濾過、蒸発等の
手段でスラリーの水分を調整し、そのスラリーを固化す
る方法（特開昭５８−１８６０９９号）。 これらの方法ではホウ酸を不溶化しており、確　”実に
不溶化できれば耐水性を有する同化体が得られるが、セ
メントペーストまたは調整スラリーの流動性を維持する
ために所定量の水分が必要であり、従って著しい減容性
の向上は望めない。 ・　ホウ酸含有廃液にアルカリを添加してｔｌＨを調整
し、薄膜乾燥機で粉末にしＣがらペレットにする方法（
特公昭５５−３４３９７号）。 ・　上記のベレットを、ケ、イ酸アルカリで固化する方
法（特開昭５７−１９７５００号、特開昭５８−１’５
５３７８号）。 これらの方法では、容器に多用のベレッ１〜を充填でき
るので、減容性は高い。　しかし、可溶性ホウ酸塩をペ
レットとするので、同化体の耐水性の面で不安が残る。 ・　ホウ酸廃液を固化容器内に装填し、ついで放剣性廃
棄物の焼」灰微粉を容器内に徐々に装填混合し、この混
合物を加熱して灰粒子を相互融着させ、冷ｆＪ］固形化
する方法（特公昭５７−５２５６０号）１゜ この方法は、焼却灰とホウ酸廃液との同時処理なので、
総合的に減容性の高い処理法であるが、焼却灰とホウ酸
廃液の発生比率が変動するので、運用上の問題が残る。 　また、融着材となっているガラス質のホウ酸分は可溶
性なので、耐水性に不安がある。 ・　また、」記と同じような考え方によってホウ酸ナト
リウム含有廃液を乾燥しく粉末とし、これに二酸化ケイ
素を添加して加熱溶融したのち急冷し、ガラス固化体と
する方法も容易に考えることができる。 これはＮ　ａ　２０−１３２０３−８　！　ＯＳ）、系
ガラスをつくるものであるが、分相を起さずに溶融でき
、高い耐水性のガラス同化体が得られる組成範囲は限定
される。　従って、技術的な困難を伴う上に、減容性に
も限界がある。 本発明者らも、ホウ素を含有づ−る放射性廃液のセメン
ト固化処理におりる減容性および耐水性の向上を目的と
して研究し、すでにいくつかの方法を提案した。 そのひとつは、ホウ素を含有りる放射性廃液のｐＨを中
性ないしアル７Ｊり性に調整した廃液に対して、可溶性
のカルシウム化合物を廃液中のホウ素に対するカルシウ
ムのモル比Ｃａ　／Ｂが少なくとも０．２となるように
添加し、４０〜７０℃の　一温度でａ拌してホウ素を含
有する不溶性のカルシウム塩を生成させ、ついでその液
を生成温度以下の温度に保って生成物を熟成させたのち
蒸発濃縮して固形分濃度の高い濃縮液とし、この濃縮液
にセメントを混和し固化処理する方法（特開昭５９−１
２３９９＠）である。 この処理１５法の実施において、濃縮の進行につれで液
がベース１へ状どなるので、蒸発濃縮器の伝熱係数が次
第に小さくなり、能率が低下づるという問題が生じた。 　その打開策とし−Ｃ１上記処理方法にＪ＞　４ブる蒸
発濃縮に先立つＣ熟成後の周波分離を行ない、分離液だ
けを蒸発濃縮することにＪ：す、蒸発濃縮器内の固形分
の存在量を箸しく少なりシｌｃ改良方法を開示したく特
願昭５７−２２８０９０号）。 いまひど゛つは、上記のホウ素を含有づる不溶性のｌｙ
ルシウム１油の生成を行なう方法と同じグループに属り
る技術であって、ホウ素を含有する廃液にカゼイソーダ
を加えてＤ’　Ｈ調整したのちに蒸発濃縮を行ない、濃
縮液に可溶性のカルシウム化合物を加えて不活性のホウ
酸カルシウムを析出させ、熟成して液のｐＩ−１を１２
以上に高めるとともに析出物の粒子を成長させ、固液分
離して析出物は濃縮固形分スラリーとして固化処理し、
一方１）Ｈ３Ｐ以」−の分離液は、酸性の廃液の中和に
循環再利用することを特徴とする特許 ７９２号） 原子力発電所では、廃液の蒸発製縮装１ｍだけはづでに
設備をイイし（いる場合が多いのて゛、既存の装置に大
幅な回収を加えずに使用したい。　このＪ；うな要望に
こたえＣ、木発明者らは、原子力発電所の既設の設備を
そのまま利用して、以後の処理工程に必要な設備を追加
することによって、さぎの発明の利益を受りつつ実施で
きる処理方法を確立゜して、これも別途提案した。　そ
の処理方法は、ホウ素を含有づる放射性の廃液を０１１
調節したのちに蒸発濃縮を行ない、濃縮液にカゼイソー
ダおよび可溶性のカルシウム化合物を加えて不溶性のホ
ウ酸オルシウムを析出さけ、熟成した後、固液分離して
、析出物は濃縮スラリーとしでレメント固化処理し、分
離液は濃縮して不溶性ホウ酸カルシウム析出■程に戻し
て循環再処Ｊ！１！覆ることを特徴とする。 上記いずれの方法によるにしても、より高い減容性を得
ることは、不変の課題である。 【発明が解決しようとする問題点】 本発明の目的は、この課題に対づる解ン夫策としくここ
に提案づる１つのであって１上記した（１くつかの発明
に従う処１！ｌ！　／ｊ法により得られ／ｊ　ｔメント
固化体を、さらに乾燥して焼成づ−ることにより、固化
体の減容性と耐水性をいっそう高める処理方法を提供す
る。 発明の構成 １問題点を解決するための手段］ 本発明の第一の放射性廃液の減容同化処理方法７は、ホ
ウ素を含有する放射性廃液を減容固化処理゛づる方法に
おいて、第１図に示すように、まず廃液の全部まは一部
にアルカリを加えそのｐｌ」を中性ないしアルカリ性に
調整し、可溶性のカルシウム化合物を廃液中のホウ素に
対づるカルシウムのモル比Ｃａ／Ｂが少なくとも０．２
となるように添加し、４０〜７０℃の温度で攪拌してホ
ウ素を含有する不溶性のカルシウム塩を生成させ、つ０
でその液を生成温度以下の温度に保って生成物を熟成さ
せｌこのち固液分離して濃縮固形分と分離液とに分（プ
、廃液の全部を−り記のように処理した場合は分離液を
蒸発濃縮し、廃液の一部を上記のように処理した場合は
分離液と残りの廃液とを蒸発濃縮し、濃縮液を濃縮固形
分とともにセメントに混和し同化処理し、得られたセメ
ン１へ固化体を乾燥後、７００℃以上の温度で焼成する
ことにより体積の減少した焼結固化体を得、冷却してこ
れをとり出すことを特徴とする。 上記した分離液の蒸発濃縮液に廃液の一部を加える態様
は、とくに高度の減容を意図して前記発明を実施する場
合に有用である。 本発明の第二の放射性廃液の減容固化処理方法は、ホウ
素を含有する／ｉ５（耐性廃液を減容固化処理する方法
において、第２図に示すように、廃液にアルカリを加え
てそのｐＨを中性ないしアルカリ性に調整し蒸発濃縮を
行ない、濃縮液に可溶性のカルシウム化合物をＩＩＯえ
て不溶性のホウ酸化ルシウムを析出させ、その液を生成
温度以下の温度に保って生成物を熟成させたのち固液分
離して凝縮固形分と分離液とに分け、分離液は廃液のｐ
Ｈ調整に循環再利用し、濃縮固形分はセメントを混線し
て同化処理し、得られセメントを固化体を乾燥後、８０
０℃以上温度で焼成することにより体積の減少した焼結
固化体を得、冷却してこれをとり出りことを特徴とする
。 本発明の第三の放射性廃液の減容固化処理方法は、ホウ
素を含有する放射性廃液を減容固化処理リ−る方法にお
いて、第３図に示すように、廃液にアルカリを加えてそ
のｌ）Ｈを中性ないしアルカリ性に調整し、蒸発濃縮を
行ない、濃縮液に可溶性のカルシウム化合物を加えて不
溶性のホウ酸カルシウムを析出させ、その液を生成温度
以下の湿度に保って生成物を熟成させたのち固液分離し
て凝縮固形分と分離液とに分り、分１ＩＩＩ液はさらに
蒸発濃縮して不溶性のホウ酸カルシウム析出工程に戻し
て循環再処理し、濃縮固形分はセメントを混線しく固化
処理し、得られたセメント同化体を乾燥後、８００℃以
上の温度で焼成することにより体積の減少した焼結固化
体を得、冷却してこれをとり出づ”ことを特徴とする。 本発明で、廃液のｐＨ調整からセメント固化体を得るま
での過程は、第一ないし第三の発明のいずれにおいＣも
、さきに開示したところに従って実施すればよいが、以
下に要点を説明する。 不溶性のホウ酸カルシウム塩は、系のｌ）Ｈが酸性領域
にあると、生成速度はきわめて遅く実用的でないから、
その場合はカルシウム化合物の添加に先立って、液のｐ
Ｈを７以上の中性ないしアルカリ性にＪへきである。　
この目的には、適堡の水酸化ナトリウムを加えるとよい
。 ＋）Ｈ調整後の廃液に加えるカルシウム化合物は、ホウ
酸イオンと反応して不溶性の塩をつくるに足りる溶解度
をもつものなら何でもよく、水酸化カルシウム、酸化カ
ルシウム、硝酸カルシウム、ボルトランドセメントタリ
ン力−などがその代表的な−ｂのであるが、添加による
廃液中の固形分の増加をできるだ（プ少なくしたいから
、水酸化物や酸化物の使用が好ましい。　これらカルシ
ウム化合物は１種だけでなく、２種以−し併用できるこ
とはいうまでもない。 カルシウム化合物の添加量は、廃液中に含有されている
ホウ素成分に対して、Ｃａ　／Ｂのモル比にして、少な
くとも０．２となるようにえらぶ。 これを下回るカルシウム量では、ホウ酸の不溶化が十分
に行なわれない。　また、Ｃａ　／Ｂの比が高いほど、
不溶性塩の生成速度は高まる。　上限はとくにないが、
効果はＣａ　／Ｂ＝０．６〜０゜７あたりで飽和し、多
量の添加は意味がないし、処理すべき廃液中の固形分含
有量を増加させることは好ましくないから、Ｃａ／１３
＝０．５ないし０．７までに止めるのが１ｑ策である。 　不溶性塩の生成反応は、ａ３およそ７０℃までは温度
が高い方が速やかに進み、４０℃またはそれ以−トが実
用的である。　７０℃以上の温度では、かえつ−で反応
が次第に遅くなる。　一方、反応の結果化じるベースト
状物は、温度が高いと硬くなっ−Ｃ１操作」二不利にな
る。　通常の装量′Ｃ豹容できる限度は７０℃程度てあ
り、好ましいのは６０て〕以下である。　この工程は、
攪拌下でおこなう必要がある。 熟成は、Ｆ記のようにして得たベースト状物を、冷７１
１　Ｌ　’ｌ数時間保持りることにより実施づる。 湿度は、上記不溶ｔｇＪ８の析出のための反応温度より
低くなければならない。　この工程にａ３いては、ゆる
やかな攪拌を行なうことが好ましいが、不可欠ぐはない
。　熟成により、ペースト状物はスラリー状に変化し、
不溶性塩は沈降性となって、水を分離しやすくなる。　
熟成過程をへて得たスラリーは、ペースト状物とちがっ
て易送性であり、固液分離が容易である。 固液分離は、種々の濾過機、遠心力ｔａｌ１機など、任
意の装置を用いて実施できる。　固形分の水分含ｍを低
くＪる必要はなく、また分離水中に゛多少の固形分が入
っていても差支えないから、デカンタ−のようなＨｔＷ
で濃厚スラリーと」−澄み液とに分りる程度でよい。 はぼ全部の固形分を除いた分離液は、蒸発濃縮により減
容する。　蒸発濃縮は任意の装置を用いて実施でき、連
続式、回分式のいずれによってもよいが、分離液の供給
は連続的、濃縮液の排出は回分式の、半回分方式で外部
加熱による強制循環蒸発濃縮方式が好都合である。　濃
縮度のコント１−１−ル（よ、魚介水を凝縮しく１ｇら
れる凝縮水量を検知しく行４Ｔうとよい。 濃縮の度合は、所望づ゛る減容度と、濃縮ペース１への
取扱いやすさ、後続のセメント固化処理過程にお（〕る
混練竹や硬化体の物性などとの調和にもとづいて決定す
ることになる。　処理すべき廃液の体積に対する同化体
の体積を１／２以下とし、混練性を確保して良好な固化
体を得る／Ｃめには、濃縮固形分と蒸発濃縮した分離液
濃縮ペーストとを合体したスラリーの中の固形分濃酸を
、３０　”□８０中６１％の範囲内とするのが適当であ
る。 七メン１へ同化処理の上程、１′なわち上記のスラリー
どセメン］〜＜１３よび必要ならば補充の水）との混線
おＪ、び貯蔵容器への充填は、既知の技術に従って実施
−りることができる。　セメントとして（二１、ポル１
〜ランドセメンｌ＝、渥合ポルトランドセメン１へをは
じめどりる無機質水硬性セメントが一般に使用できるが
、ポルトランドセメントなどケイ酸石灰質セメントが好
ましい。 さぎの発明の減容型セメント同化法によるとき（ま、セ
メン１−固化４木の強度は水／セメン１〜比に依存りる
ので、通常３ＯＷ＋％程度のセメントを混練Ｊ−る必要
があるが、本発明の方法によるどきは焼成により強度が
高まるので、１５Ｗ［％程度のセメン１へ添加量で足り
る。　このことは、月利の節減ばかりひなく、処理方法
全体を−・通しての減容性の向上にも、さらに寄与する
。 このようにして、得たセメント固化体を、本発明では、
まず加熱乾燥りる。　セメント固化体中に１よ、混線の
きいに加えられた水のうち、セメン１−と結合していな
い遊離水が含まれており、これは加熱により容易に蒸発
づる。　ただし、急激に加熱づるとこの分が急激に蒸発
して、同化体が破壊することがあり、乾燥工程は、この
ような破壊を防ぐための焼成予備■稈である。　加熱温
度は、水の沸点かまたはそれ以上、１００−・約１２０
℃程度の加熱で充分である。　この乾燥工程は、加熱速
度を調整することにより次の焼成１程と連続して実７ｍ
ｌることができる。 焼成は、第一の発明では７００℃以上、第二および第三
の発明では８００°０以」−の加熱を行ない、セメント
固化体を焼Ｒ１させる。　焼成温痘７００℃以上または
８００℃以トは、ホウ酸二石灰の生成の１こめ必要であ
り、良好な同化体を得るためには、第一の発明では９０
０℃以上、第二および第三の発明では９５０℃以上にｈ
１熱することが好ましい。　第一の発明と第二および第
三の発明どの間で、焼成に適する温度に若干の差がある
のは、けメント固化休のアルカリ分の含有量の差による
ものであつ“Ｕ、Ｎａ　ＯＨなどの含有量の少ない後者
の同化体の方が、より高い湿度を必要とするものと解さ
れる。　いずれの場合も、焼成収縮は１０００℃を超え
るとそれほど大きくならず、１１００℃近辺で飽和する
。　従って、あまり高い温度での焼成は消費エネルギー
の観点から得策ではなく、９００ないし９５０〜１００
０℃の範囲が右利である。　１０００℃以下の比較的低
温での焼成なので、溶融、ガラス同化法等にくらべ装置
材料の選択が容易であり、焼成中のＢり０３、Ｎａ２Ｏ
等の揮発の問題もない。　焼成時間は、通常は焼成温度
に達した後、３時間以上あれば充分である。　ただし、
被焼成物が大型のときは、内部まで所定の温度になるに
は時間がかかるので、被焼成物の大きさに合わせて焼成
時間をえらぶ必要がある。 また、焼成を荷重を加えながら行なうこと（載荷焼成）
が、焼結体をち密化するのに効果的である。　さらにこ
の場合、載荷方向にのみ収縮が起るので、載荷装置を適
当に選ぶことにより、任意の形状の固化体を得ることが
でき、好都合である。 所定時間焼成後、冷却して固化体をとり出す。 冷却の速度は任意であり、強制冷却でも自然放冷でもよ
い。　ガラス同化法のように急冷する必要はない。　徐
冷すると、ホウ酸二石灰の結晶転移が起るが、比重変化
がないので固化体が崩壊したりすることはない。

【作用］ 本発明の特徴をなすセメント固化体の乾燥および焼成の
意義を次に説明する。 焼成温度までの昇温加熱過程で、セメント同化体中の結
合水（ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カルシウムの結合水Ｊ
５よび水和セメントの結合水）は、徐々に分解脱水され
、同様に、セメントの水和によつＣ生成だ水酸化カルシ
ウムも分解され、セメン１へ固化体はより多孔質となる
。 これにより、乾燥、昇温加熱で発生したセメント固化体
内の空隙が小さくなり収縮するので、より高い減容性が
得られるわけである。　好ましい温度で焼成すると、セ
メント固化体の体積を１／２以下に減容できる。 この固化体は、極めて、ち密な組織を有する強固なセラ
ミック固化体である。 焼成過程で起る焼結現象について、本発明者らも未だ充
分に解明してはいないが、次のように推測している。　
すなわら、セメント固化体中に含まれるホウ酸化合物（
ホウ酸カルシウムおよびホウ酸ナトリウム）とカルシウ
ム化合物（ケイ酸石灰、アルミン酸石灰、鉄アルミン酸
石灰等のポルトランドセメントクリンカ−鉱物およびこ
れらの水和生成物の脱水化合物）とが反応し、カルシウ
ム成分の多いホウ酸カルシウムＪＭ　ｃあるホウ酸二石
灰（２Ｃａ　０−８２０３＞が生成し焼結する。 同時に、Ｎａ　２Ｏ−８ｉ　０２　Ｂ２０３−ＣａＯ系
の不定形化合物が生成する。　この不定形成分はＦｅ　
２０３．Δ１２０３も含み、焼成過程で一部融液生成す
るので、ホウ酸二石灰の生成を容易に覆るだけでなく、
焼結を助（プる。　セメン１〜固化体中のアルカリ含有
量が多い場合は、この不定形化合物の生成量が多くなる
。 焼成によって生成したホウ酸二石灰ａ５よび不定形化合
物は、水と接触しても水和づることがないので、焼結同
化体は耐水性が良好で、きわめて安定である。　一方、
ＧＯｌＳｒ、Ｏ３等の各種も不定形化合物の成分とし℃
とり込まれ、これらの水中への侵出も防ぐことができる
。 焼成における反応は、ゆっくり進行するので焼成収縮は
一様に起り、焼成後置化体は焼成前のそれと相似の形状
を有している。 第二の発明が第一の発明に対してもつ有利さは、廃液の
ｒ＋Ｈ調整に加えたアルカリが、第２図に示すＪ：うに
不溶性ホウ酸カルシウム析出■稈から固液分離工程の間
で循環再処理されるので、セメンｌ−と混練Ｊるものの
中にアルカリがわずかしか入らず、処理の対象物の量を
減らすことができセメント固化の段階でより高い減容が
できることである。　セメン１−固化体中に）フルノｊ
りが実質上混入しないということはセメント固化体の耐
水性、ひいては焼結体の耐水性も向上させる。 」：記の利益は、第五の発明においても享受できる。 次に本発明の効果を、実施例を示して説明する。 【実施例１１ ホウｍ　（Ｈ２ＳＯ４）の水溶液に、水酸化ナトリウム
を加え、ホウ素濃度２．１車量％、ナトリウム温度１．
２重量％で２０℃でのｐ　Ｈを７．５としたホウ素含有
模擬廃液（以下「廃液」とり′る。 ）を用意した。 この廃液に水酸化カルシウム粉末をＣａ／Ｂ＝０．５（
モル比）となるように加え、不溶性のホウ酸カルシウム
を析出させ、熟成し、スラリーを得た。　このスラリー
を遠心分離機で脱水し、固液分離した。 分１１１を液１００重重部に廃液１０重量部を加えて、
常圧、１００℃で水分を蒸発させ、固形分６０％まで濃
縮した。　この濃縮液に、先に固液分離された濃縮固形
分を加え、さらにポル１−ランドロメン１）を固形分／
セメン１〜／水分−５０／３０／２０く重量部）の割合
で配合し、混練しｌ〔後、直径４０ｍ箱×高さ４０ｎ＋
ｍの型に注入し、３力月間養生した。　このセメン１〜
同化体を、種々の温度で５時間焼成し、焼結固化体の焼
結性および耐水性をしらべた。 焼結性は、固化体の収縮、硬さ、ち密さから判定した。 　焼成温度と体積収縮率との関係は、第４図に示すとお
りである。体積収縮率は、次式で定義される。 一体積収縮率 一（１−焼成後体積／乾燥前体積＞ｘｉｏ。 耐水性は、同化体を３ケ月間水中に浸漬したときの浸漬
水のｐＨ１同化体の外観形状を浸漬１日後のものと比較
し、次の基準で判定した。 ◎・・・同化体の形状、浸漬水のｐＨにほとんど変化が
認められない Ｑ・・・同化体形状に変化はないが浸漬水のｏ　Ｈがや
や増加した ×・・・同化体形状に変化が認められた以上の結果は、
つぎのとおりである。 温度（℃）　焼結性　耐水性 ６００　ｘ　ｘ ７０．０　０　０ ８００　◎　０ ９００　◎　◎ １０００　◎　◎ １１００　◎　◎ 第４図にみる６００°０以］ζでの収縮は１１１；本乾
燥によるしので、７０　（’ｌ　’Ｃへ、１０００℃の
温度範囲一（直線的に増加１Ｊる収縮′４＜は、焼結の
進行によるものと思われる。　第一の方法で高減容を目
的とりる４１）は、ｃ、＞　００　ｒ〕〜１０００”Ｃ
の温度範囲がＪ当４家ことがわかる。 【実施例２】 実施例１で得た（分ｌ４ＩｌｉＩｌｌ縮液十濶縮固形分
）の１００重量部にポルトランドセメント４３重量分を
加え、ミキυ−で１０分間混練しＩＣｏ　混線モルタル
を直径４０ｎ＋ｍｘ高さ／ｌＱｍｍの容器に注入し、２
０　ｖ−ｒ：養生した。　養生１日で硬化し、硬化体の
比重は１，８であった。　養生９０日で、圧縮強度２５
０Ｋｏ／−となった。　これを離型し、１１０′Ｃ′ｃ
乾燥後、電気炉で９００’Ｃ，５時間の加熱焼成を行な
った、。 焼成後、固化体をとり出して放冷し、硬く焼きしまった
焼結固化体を得ｌＣＱ　この固化体の比重は、２．００
であった。　乾燥前の固化体と比較し、４６％の体積収
縮を示した。　重量は、４０％減少した。 この焼結同化体を水中に３ケ月間浸漬後、外観を目視し
たが、形状変化は全く認められなかった。 また浸漬水の３ケ月後のｌ）　Ｈは１日少の値とほとん
ど変らなかった。　従って、セメント固化体をさらに約
１／２に減容した、耐水性を有する固化体が得られるこ
とが確認できた。 ［実施例３］ 実施例１の方法に従って、セメン１〜同化体をつくり、
１０００℃、５時間の焼成を行なった結果、体積収縮率
５７．４％、重量減少率４０．０％で比重２．６０の堅
牢な焼結固化体を得た。　焼結固化体の一軸ＩＦ縮を測
定したところ、１８００ｋａ／−を示した。　この固化
体を同様に３ケ月間水中に放置したか、形状および浸漬
水のｐｌ−１の変化４；Ｕ　＜’ｔ　＜、良好な耐水性
を示しＩＬ　０［実施例４］ 実施例１ど同様の方法で、濃縮固形物と濃縮液を冑だ。 　この１００重量分にポルトランドセメン１へ１８重量
部を加え、ミキリーーで１０分間混線後、混練モルタル
を前記と同じ容器に注入して２０℃で養生した。　固化
体の比重は１．７５であった。　養生９０日後の圧縮強
度は、６０Ｋ（１／−であった。　以後、実施例２に従
って、１０００℃、５時間の焼成を行なって、固化体の
比重２゜４５、体積収縮率６３．０％、重量減少率４９
゜０％の硬い焼結同化体を得た。 この例は、セメント添加ｂＮが少なくても良好な同化体
が得られ、減容性向上の上で、さらに効果的であること
を示す。 実施例２〜４ｔ’実現した減容比を、さきの発明の減容
型セメント固化法、および従来型セメント同化法と比較
した結果を次に示づ。 固　化　法　混合比　相対減容化 実施例２　４９１５１　１５ 本方法　実施例３　４９１５１　１９ 実施例４　７０／３０　２６ 減容型セメント固化　５０　／　５０　８従来型ヒメン
ト固化　３／９７　１ 従来型セメント同化法は廃液にセメントを混練する方法
［天沼、販出、「放射性廃棄物処理処分に関する研究開
発」、６７〜６８頁、産業技術出版、テクノ・プロジェ
クト刊］によるものである。 相対減容比は、実施例に示した廃液組成体積にス・１す
る固化体体積を重環としてめた従来型セメン［・固化法
の減容比を１としたときの各、同化法−の減容比を示し
ている。。　混合比は廃液固形分／結合材（手量比）で
示し、結合材にはセメント同化法ではけメン１〜および
混純水を含む。 減容型セメント固化は実施例１においてつくっ６だ固化
体どまりであって、焼成を行なっていないものである。 【実施例５］ ホウＭ　（ｔ−１３８０３）をホウ酸濃度にして０゜２
１」量％含有する模擬廃液（以下「廃液」とする）にカ
セイソーダを加えながら容積が１／１０になるまで蒸発
濃縮した。　その濃縮液のホウ素濃度は２．１重石％、
ナトリウム濃度は１．２重量％で、２５℃に６けるｐＨ
は７．５であった。 この濃縮液に水酸化カルシウム粉末をＣａ／Ｂ＝０．５
（モル比）となるように加え、攪拌しながら不溶性のホ
ウ酸カルシウムを析出させ、熟成してスラリー状の液を
得た。 このスラリーを遠心分１１ｔｌｌ！で脱水し、固液分離
して分離液と固形分温度７５％の濃縮固形分とを得た。 分離液のナトリウム濃度は１，３重量％であった。　こ
の分離液を廃液に加えながら廃液を蒸発濃縮し、ホウ素
ｍ度２．１重市％すｌ・リウム濃度１．２重量％、２５
°ＣにおけるｐＨが７．５の濃縮液を得た。 この濃縮液を前述の方法で処理して固液分離し、得た濃
縮固形分と前述の濃縮固形分とを合わせて１００重量部
にポルトランドセメント５０重量部、水１７重量部を加
え、ミキサーで１０分間混練した。、　得られたモルタ
ルを直径４０ｍｍｘ高さ４０＋ｎｍの容器に注入し、２
０℃で養成した。 モルタルは一日で硬化し、硬化体の比重は１゜７５であ
った。　モルタルの一部から試験片を作成し、強度試験
を行なったところ、養成９０日後で圧縮強度は２７０　
ｋｑ／−であった。 ９０日間養成させたセメント固化体を１１０℃で乾燥し
、種々の温度で１２時間焼成して、焼結固化体の焼結性
および耐水性をしらへた。 焼成温度と体積収縮率との関係は、第５図に示づとおり
である。 実施例１と同様の判定基準で焼結性および耐水性を判定
するとつぎのとおりであった。 温度（℃）　焼結性　耐水性 ６００　ｘ　Ｘ ７００　Ｘ　Ｘ ８００　０　０ ９００　◎　◎ １０００　◎　◎ １１００　◎　０ ９００℃で１２時間焼成した焼結固化体の比重は１．４
５、圧縮強度１，０ＯＯｋｏ／−で、焼結性、耐水ｆ１
は良好Ｃあった。 したがって９００℃〜１１０９℃での焼成が適当（゛あ
るが、第二および第三の方法で高減容を目的とする４ｒ
らば、焼成を１０００〜１１００℃の温度範囲ぐ行なう
のが適当なことがわかる。 ［実施例６］ ホウ酸（１１３ＢＯ３）をホウ酸濃度にして２゜５重量
％含有する６０℃の水に２５重量％のカセイソーダ水溶
液を加え中和し、ホウ素２．１重母％、ナトリウム１．
２重量％、２０℃におけるｐｌ」が７．５である模擬濃
縮廃液（以下１−濃縮液」とする）を調製した。　この
濃縮液に水酸化カルシウム粉末をＣａ　／Ｂ＝０．５　
（モル比）となるように加え、攪拌しながら反応さ１↓
、不溶性のホウ酸カルシウムを析出させ、熟成し、スラ
リー状の液を得た。 このスラリーを遠心分離機で脱水し、固液分離して分離
液と固形分濃度７５％の濃縮固形分とを得た。　分離液
を１１倍濃縮してナトリウム濃度１４．４重量％の濃縮
液とし、この濃縮液を前述の模擬濃縮液に加え、中和し
てホウ素濃度２．１重量％とじ、前述の方法に従って水
酸化カルシウム粉末を加えて不溶性ホウ酸カルシウムを
析出させ、この不溶性塩を含むスラリーを熟成し、固液
分離して、同様に濃縮固形分を得た。 前記の濃縮固形分と合わせ、その１００重量部に、ポル
］〜ランドセメント５０重量部、水１７重量部を加え、
ミキサーで１０分間混練した。　得られＩこモルタルを
直径４．０ｍｍｘ高さ４Ｑｕｕｎの容器にｉｆ人し、２
０　’０で養成した。　９０日後、硬化したゼメント同
化体を離型し、１１０′Ｃ′ｃ乾燥してｈ日ら電気炉に
入れて臂渇し、ｉ　ｏｏｏ℃で１２時間焼成しｌ；：　
後、室温よ（゛冷加して焼結固゛化体を＋”−Ｊ　／ζ
。 この焼結同化イホの比重は２．２、圧縮強度は１５００
ｋｇ／−で水中に３３ケ月間浸漬し℃も変化は認められ
なかった。 乾燥前のけメン１ル固化体と比較すると、焼結固化体の
体積は５３％減少した。 発明の効果 本発明によるどきは、ホウ素を含有する放射性廃液の処
理にあたっ（、セメン１へ固化体を焼成することによる
い−）イうの滅容竹と耐水性とが得られ、長１！ＩＩに
ねたっＣ安定な貯蔵ができる。 第　おＪ、ひ第一の発明は、−］二記した第一の発明の
利益に加え−（、フルカリの投入井を節減でき、かつセ
メント固化体自体の体積を小さくできることである。 また、焼成温度は高くなるが、得られた焼結体の耐水性
はより高い。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図Ｊ３よび第３図は、本発明の放射性廃液
の減容固化のための第一、第二Ｊ３’ａｔ：び第三の始
期方法をそれぞれ示す、ブ［１ツクダイアグラムである
。 第４図および第５図は本発明の効果を示ずものであつ（
、セメン］−固化体の焼成温度と体積収縮率との関係を
あられしたグラフである。 特許出願人　九州電力株式会社 同　日揮株式会社 代理人　弁理士　須　賀　総　夫 第１図 第２図

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ホウ素を含有する放射性廃液を減容固化処理づ
   る方法におい（、廃液の全部または一部にアルカリを加
   えてそのｐ　ｌ−１を中性ないしアルカリ性に調整ｊ）
   、可溶性のカルシウム化合物を廃液中のホウ素に対りる
   カルシウムのモル比Ｃａ／Ｂが少なくどｆｊｏ、２とな
   るように添加し、４０・〜７０　’Ｃ（Ｄ温度でＩｌ！
   拝してホウ素を含有−りる不溶性のカルシウム塩を生成
   さけ、ついでその液を生成温度以下の温度に保って生成
   物を熟成さＶたのち固液分離して濃縮固形物と分離液と
   に分け、廃液の全部を上記のように処理した場合は分離
   液を蒸発濃縮し、廃液の一部を上記のように処理した場
   合は分離液と残りの廃液とを蒸発濃縮し、濃縮液を濃縮
   固形分とともにレメン１〜に混和して同化処理し、得ら
   れたセメンＩ・固化体を乾燥後、７００℃以上の温度で
   焼成Ｊることにより体積の減少した焼結固化体を得るこ
   とを特徴とする処理方法。
2. （２）　セメントとしてポル１〜ランドセメントを使用
   づる特許請求の範囲第１項に記載の処理方法。
3. （３）　焼成を９００℃以上の温度で行なう特許請求の
   範囲第１項に記載の処理方法。
4. （４）　固化体の焼成を伺重を加えながら行なう特許請
   求の範囲第１項に記載の処理方法。
5. （５）　ホウ素を含有する放射性廃液を減容固化処理す
   る方法においで、廃液にアルカリを加えてそのｐト１を
   中性ないしアルカリ性に調整し蒸発濃縮を行ない、濃縮
   液に可溶性のノコルシウム化合物を加えて不溶性のホウ
   酸カルシウムを析出させ、その液を生成温度以下の温度
   に保って生成物を熟成させたのら固液分離して凝縮固形
   分と分離液とに分け、分離液は廃液のｌ）　ｌ−１調整
   に循環再利用し、濃縮固形分はセメントを混練して固化
   処理し、得られたセメント固化体を乾燥後、８００℃以
   上の温度で焼成することにより体積の減少した焼結同化
   体を得ることを特徴とする処理方法。
6. （６）　セメントとしてケイ酸石炭系セメント（ポルト
   ランドセメント、フライアッシュセメン１〜および高炉
   はメント等）を使用する特許請求の範囲第５項に記載の
   処理り法。
7. （７）　焼成を９００℃以上の温度で行なう特許請求の
   範囲第５項に記載の処理方法。
8. （８）　同化体の焼成を荷重を加えながら行なう特許請
   求の範囲第５項に記載の処理方法。
9. （９）　ホウ素を含有する放射性廃液を減容固化処理づ
   る方法において、廃液にアルカリを加えてそのｐト１を
   中性ないしアルカリ性に調整し、蒸発濃縮を行ない、濃
   縮液に可溶性のカルシウム化合物を加えて不溶性のホウ
   酸カルシウムを析出させ、その液を生成温度以下の温度
   に保って生成物を熟成させたのち固液分離して濃縮同形
   弁と分離液とに分（プ、分離液はさらに蒸発濃縮して不
   溶液のホウ酸ｈルシウム析出工程に戻しＣ循環処理し、
   濃縮固形分はセメントを混練して同化処理し、得られた
   セメント同化体を乾燥後、８００℃以上の温度で焼成す
   ることにより体積の減少した焼結同化体を得ることを特
   徴とする処理方法。
10. （１０）　セメントとしてケイ酸石炭系セメント（ポル
    トランドセメント、フライアッシュセメントおよび高炉
    セメント等）を使用する特許請求の範囲第９項に記載の
    処理方法。
11. （１１）　焼成を９００℃以上の温度で行なう特許請求
    の範囲第９項に記載の処理方法。
12. （１２）　固化体の焼成を荷重を加えながら行なう特許
    請求の範囲第９項に記載の処理方法。