JPS6120839B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6120839B2
JPS6120839B2 JP53069746A JP6974678A JPS6120839B2 JP S6120839 B2 JPS6120839 B2 JP S6120839B2 JP 53069746 A JP53069746 A JP 53069746A JP 6974678 A JP6974678 A JP 6974678A JP S6120839 B2 JPS6120839 B2 JP S6120839B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cement
weight
matrix
concentrate
clay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53069746A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS547100A (en
Inventor
Kesutaa Rainaa
Shefuraa Kunuuto
Riige Ururitsuhi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KERUNFUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH
Original Assignee
KERUNFUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE2726087A external-priority patent/DE2726087C2/en
Priority claimed from DE2819085A external-priority patent/DE2819085C3/en
Application filed by KERUNFUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH filed Critical KERUNFUORUSHUNGUSUTSUENTORUMU KAARUSURUUE GmbH
Publication of JPS547100A publication Critical patent/JPS547100A/en
Publication of JPS6120839B2 publication Critical patent/JPS6120839B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G21F9/16Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/162Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix, e.g. clays, zeolites
    • G21F9/165Cement or cement-like matrix
    • 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
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • G21F9/301Processing by fixation in stable solid media
    • G21F9/302Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、高又は中レベル放射性の及び(又
は)アクチニド含有の濃縮液体廃棄物又は水に懸
濁した微細な固体廃棄物を環境保護的に最終的に
貯蔵可能に固化する方法に関し、この場合濃縮廃
液又は懸濁液を吸収性の及び(又は)水力学的に
結合可能の無機材料と一緒にセラミツク焼成に付
して固体焼結体とする。 放射性液体廃棄物を固化するため、この種の廃
棄物の容積を減らすことはすでにかなり以前から
提案されている。この処理法では放射性物質を濃
縮し、ガラス形成剤とともに熱処理に付して放射
性物質をガラス溶融物に配分し、次いでこの溶融
物を凝結させて固体物質に加工するか、又は珪酸
塩含有粘土又はイオン交換体と混合し、セラミツ
ク焼成して固体にする。 放射性廃棄物を含有するガラスブロツクを製造
する欠点は、熟練者によつて操作されることを要
する極めて複雑でかつ高価な装置が必要とされる
ことである。更に封入された高レベル放射性物質
による永続的な放射能及び熱エネルギーの放出に
よつて、長期間に及ぶ貯蔵過程でガラス構造が分
解するおそれがあり、これは無傷のガラスブロツ
ク廃棄物の場合には比較的良好な浸出性に関する
品質を著しく低下させることになる。 公知技術に基く粘土と放射性核種の混合物の焼
成処理の欠点は、高濃度の放射性内容物を有する
固化生成物の品質が最終的に貯蔵可能な生成物に
課せられる要求を満足しないことである。 ガラスおよび焼成粘土への固化処理の他の欠点
は、高温処理工程においてまで固化されていない
廃棄物から無視し得ない量の放射性物質が気化す
るので、固体フイルタ、凝縮分離器及び洗浄カラ
ムを備えた高価な廃ガス精製装置によつてこれを
回収しなければならないことである。 水性原子くずと耐火セメントとを混合し、引続
き硬化したブロツクをセラミツク焼成により耐浸
出性の固体焼結体に凝固することは、アルベルチ
(R.Alberti)により提案されている(西ドイツ特
許第1127508号明細書)。硬化ブロツクの機械的強
度を高めるには、耐火セメントに耐火骨材、例え
ばシヤモツト又はレンガ片を添加することがすす
められた。例えば溶融アルミナセメント及び放射
性液体からシリンダ状成形体を製造し、これを硬
化後5時間以内に500℃までの温度で均一に加熱
して過剰の水を蒸発させ、引続き急速に例えば
1100℃の焼成温度にし、この温度で約2〜4時間
保ち、その後成形体を徐々に冷却した。しかしア
ルベルチは固化された放射性液体の放射能に関し
ては前記特許明細書にまつたくふれていない。同
様に該明細書には3容器に収納された液体量又
は水−セメント値等についてはほとんど記載され
ていない。更に浸出実験結果もなんら開示されて
いない。 アルベルチ法は必要に応じて低レベル放射性の
液体廃棄物を固化するのに使用できるが、この処
理は極めて費用が嵩み、不必要に煩雑である。ま
たこの方法は高又は中レベル放射性の及び(又
は)アクチニド含有の液体廃棄物を固化するのに
は使用できない。 中レベル放射性廃物はセメント又はコンクリー
ト以外にビチユーメンにも150℃以上の温度で固
化される。セメント固化並びにビチユーメン処理
は熱安定性が僅かで長期間にわたる放射安定性が
極めて僅少な最終生成物をもたらし、この生成物
を中間及び最終的に貯蔵するのは特に安全対策が
必要とされる。 アクチニド濃縮物の固化にあたつては、ビチユ
ーメン、セメント又はコンクリート固化法は、そ
の放射線分解によるガス発生が著しくまたアクチ
ニドの放射性崩壊の結果生成物内で熱が発生する
ことから、まつたく適していない。 従来懸濁した燃焼又はイオン交換体は容器内で
セメントで固化し、こうして被覆された凝固生成
物を直接貯蔵した。しかしこの種のブロツクの性
質、特に機械的安定性及び浸出安定性は特に優れ
ているわけではなく、従つてこの種の固化様式は
低レベル放射性廃棄物に対して使用し得るにすぎ
ない。 本発明の目的は、その固化生成物が従来公知の
固着生成物の欠点を有さずまたその特殊な性質に
より最終貯蔵性に関するすべての条件を満足す
る、高及び中レベル放射性のまたアクチニド含有
の液体廃棄物、及び(又は)懸濁された粉末状固
体廃棄物を固化する方法を得ることにある。 この目的は本発明によれば、 a 濃縮廃液又は懸濁液を蒸発させることによつ
て、その水含有量を、金属イオン及び(又は)
金属酸化物の量が形成すべき濃縮物(B)の10〜30
重量%である固化含有量に対して、40〜80重量
%に調整し、かつ濃縮物(B)のPH値を公知試薬で
5〜10に調整し、 b a)から得られた濃縮物(B)を、アルカリ金属
又はアルカリ土類金属揮発分並びに硫酸、燐
酸、モリブデン酸及びウラン酸イオンの群から
選択される分解性アニオンの揮発分を抑制する
添加剤を含むか又は含まない僅少量のセメント
を含有する粘土質基質とか、又はアルカリ金属
又はアルカリ土類金属揮発分並びに硫酸、燐
酸、モリブデン酸及びウラン酸イオンの群から
選択される分解性アニオンの揮発分を抑制する
添加剤を含有する粘土質基質と、濃縮物(B):粘
土質基質の重量比1:1〜2:1で混和し、 c b)から得られた軟塊から成形体を製造し、 d 成形体を室温から150℃までの間の温度で乾
燥し、800℃までの温度で仮焼し、引続き800℃
〜1400℃の温度で実際に不溶性の鉱物相に焼成
する、各処理を包含する熱処理を施し、 e 焼成した鉱物相から成る成形体自体又はこれ
から粉砕することにより製造した砕片(粒径1
〜10mm)を、緊密で連続的なセラミツク性又は
金属性マトリツクスで全面的に被覆する、 各処理工程によつて達成される。 本発明方法の優れた実施例では、濃縮物の混和
(処理工程b)を、粘土質基質10重量部と、セメ
ント(SiO220〜30重量%及びCaO40〜70重量%
を含む)1〜2重量部との混合物を用いて行な
い、この軟塊から成形体を製造(処理工程c)し
た後、しかし熱処理(処理工程d)する前に、成
形体を硬化し、引続き表面的に水で汚染除去する
ことが行なわれる。 粘土質基質は有利にはSiO2を45〜70重量%の
範囲内でまたAl2O3を15〜40重量%の範囲内で含
み、灼熱損量は5〜15重量%である。粘土質基質
としては、陶土、石器粘土、陶土混合物及びカオ
リンの群から選択される1種以上の基質を使用す
ることができる。 アルカリ金属及びアルカリ土類金属揮発分を抑
制する添加剤は粘土質基質20重量部に対して
TiO2粉末1〜3重量部が、又は処理工程b)か
ら得られた軟塊に対してTiO21〜5重量%から成
る。硫酸塩揮発分を抑制する添加剤はBaO1〜5
重量%から成り、燐酸塩揮発分を抑制する添加剤
はMgO又はBeO又は粉砕した天然緑柱石2〜10
重量%から成り、これらはそれぞれ処理工程b)
で得られた軟塊に対する数値である。 成形体又は砕片を被覆する(処理工程e)連続
マトリツクスは、ポルトランドセメント、鉱滓セ
メント、高炉セメント、トラスセメント、油頁岩
セメント及びアルミナセメントの群から選択され
る少なくとも1種のセメントから製造されたセメ
ントレンガから成るか、或いは陶土、石器粘土、
陶土混合物及びカオリンの群から選択される粘土
質基質少なくとも1種と、ポルトランドセメン
ト、鉱滓セメント、高炉セメント、トラスセメン
ト、油頁岩セメント及びアルミナセメントの群か
ら選択されるセメントの少なくとも1種とから、
粘土質基質:セメントの重量比10:1〜4:1で
製造された焼成セラミツクから成る。熱伝導率を
更に改良するため、連続マトリツクスは銅−亜鉛
合金、銅−錫合金、鉛又は50重量%よりも多くの
鉛を含む鉛合金から成つていてもよい。連続マト
リツクスが金属又は合金から成るものでない場合
には、必要に応じて圧力作用下に行なうセラミツ
ク焼成でマトリツクス−廃棄物混合物の凝結処理
を省くことができる。 濃縮物(B)のPH値調整は、強アルカリ溶液を添加
することによつてか又は公知の試薬、例えば蟻酸
又はホルムアルデヒドで脱ニトロ化することによ
つて行なうことができる。 有利には処理工程d)からの乾燥及び(又は)
仮焼処理を、温度−時間プログラムにより炉から
生じる空気流の水及びNO含有量に応じて制御
(調整)する、すなわちその都度の温度を、廃気
流中の無視し得ない水並びにNO含有量がもはや
確認されなくなるまで維持するか、又は温度を極
めて緩慢に上昇させる。 例えば核燃料の再処理、核燃料の製造及び加工
に際して並びに他の核処理装置からは、特に本発
明方法で固化することのできる下記の放射性廃棄
物が生じる。 1 高レベル廃液:これは、使用済み核燃料から
分離生成物を分離する際に生じる、主として重
金属硝酸塩から成る硝酸溶液である。 2 中レベル廃液:これは一般に硝酸ナトリウム
を高度に含有する主として硝酸溶液であり、該
溶液は核燃料の再処理及び核処理装置での汚染
除去に際して生じる。 3 アクチニド濃縮物:これは特に核燃料の加工
及び製造に際して廃棄生成物として得られる溶
液、粉末又は燃焼残渣である。 4 有機放射性廃棄物の燃焼により生じる灰及び
残渣。 PH値調整(処理工程a)の前及び(又は)後に
行なうことのできる蒸発処理による濃縮物(B)の濃
縮処理は、流動性の濃縮物が得られる程度に実施
する。こうして前処理した放射性濃縮物を混合機
又は混和機に移し、主として粘土質基質から成る
骨材の乾燥混合物を添加することにより濃い泥状
物に撹拌し、均一化する。骨材の混合物は主成分
であるカオリン、粘土、陶土及び(又は)石英粉
末と、有利には副成分であるセメントから成る。 放射性濃縮物中に含まれる物質と骨材混合物と
の混合比は、該泥状化物質から約50重量%の水を
含有する形状安定な成形体が製造可能であり、ま
た次の成形体の乾燥及び焼成後、その化学組成が
天然の安定な鉱物又は岩石に相応する最終生成物
が得られるように選択する。 骨材の混合物は、粘土質基質とセメントとの総
和に対してセメント7〜20重量%を含んでいてよ
い。セメントの添加により、完全な硬化の後、水
での処理に際して形状安定な成形体が生じる。こ
の利点は、後の乾燥処理で成形体の表面で増大す
るか又は吹き出る水溶性塩を水で洗浄除去する際
に役立つ。洗浄水は放射性溶液にこの処理の開始
時に再び供給する。他の利点は成形体の機械的固
化度が以後の処理工程を考慮して改良されている
ことにある。泥状化生成物は、該生成物を型内で
プレスするか又は例えば押出成形機で直接プレス
することにより成形体に加工される。型内で製造
する場合、生成物はその収縮により容易に除去し
得るようになるまで型内に留められる。 成形体は空気流中で室温で乾燥するのが有利で
あり、その際セメント含有生成物に対しては、完
全に硬化するのに30日を要する。次いで成形体を
乾燥炉内で温度を上げながら更に乾燥する。その
際含有硝酸塩も熱分解される。加熱プログラムは
成形体の化学組成及びその大きさに著しく左右さ
れる。室温から150℃までの温度範囲では、化学
的に結合されていない水を除去するのに数時間を
必要とする。約150℃から約800℃までの温度範囲
で化学的に結合した水が除去され、またこの温度
範囲では金属硝酸塩は金属酸化物及び酸化窒素含
有ガスに熱分解される。この場合一層高い濃度で
存在する硝酸塩の熱分解を考慮すべきである。す
なわち加熱速度を特異な分解温度で相応して小さ
く保つか又は主として停止点を加熱プログラムに
設定する。加熱プログラムのコントロール及び制
御は簡単な方法で、炉廃ガスに関し濃縮物分離器
内での濃縮物吸収量の連続定量測定を介してまた
炉廃ガス内の酸化窒素含有ガスに関しその濃度経
過の連続定量測定を介して行なう。 更に炉廃ガスは洗浄カラム中で酸化窒素含有ガ
スを吸収するための稀硝酸を用いて精製される。
この洗浄液並びに、洗浄カラムの前方に接続され
た凝縮器からの濃縮物を蒸発器中で蒸発させる。
蒸留物は低レベル廃液として再処理されるが、こ
れは本発明方法の対象ではない。蒸発器からの濃
縮物は再び最初の工程に供給される。 乾燥炉内で約800℃の最移温度に達した後、成
形体を焼結炉内で所望の最終生成物に焼成する。
乾燥及び焼成は同じ炉内で行なうこともできる。
焼成処理は1100℃〜約1400℃の温度で行なうが、
その際成形体は著しく収縮する。最終生成物に亀
裂及び空隙が生じるのを避けるため、成形体の大
きさに応じて焼成工程を十分に緩慢に行なうよう
に注意すべきである。最良の焼成温度及び焼成時
間はその都度の生成物の組成に適合させる必要が
ある。 単一焼結体を金属容器に入れる。高レベルの放
射性分解熱が生じる場合、焼結体と金属容器との
間の空間を、一層良好な熱伝導材料例えばセメン
ト又は低融点金属又は合金例えば鉛、ブロンズ等
によつて満たすことができる。金属容器は同時に
セラミツク内で固化された放射性廃棄物の最終貯
蔵用容器でもある。 本発明の他の方法によれば、濃縮物(B)と、僅少
量のセメント又は、アルカリ金属又はアルカリ土
類金属揮発分並びに硫酸、燐酸、モリブデン酸及
びウラン酸イオンの群から選択される分解性アニ
オンの揮発分を抑制する添加剤を含む粘土質基質
とを混合し、運動するペレタイジング皿上に存在
する粘土質基質に濃縮物(B)を吹き付けることによ
り成形体を製造する。 ペレタイジングは完全に連続して支障なく実施
することができる。この場合泥化コンパウンドの
プレス処理は省略されることから、該方法はセメ
ントと粘土の混合物に更に他の添加剤、例えばセ
メント充填剤(例えば珪酸バリウム水化物)又は
他のものを混入する場合に有利である。 高レベル廃液を固化する従来公知の方法、例え
ばガラスマトリツクス等での固化法に比して、本
発明方法は一連の明らかな利点を有する。例えば
本発明方法では一次固化は室温においてすでに行
なわれ、従つて次の乾燥及び焼成では固化生成物
の表面から放射能を除去するのみでよい。この場
合成生成物は高温処理でフイルタとして作用す
る。 公知方法はホツトセル又はα気密セルでの遠隔
操作装置を備えた高価な処理装置を必要とする。
これに対し本発明方法では、僅少な構造費で放射
性物質を取り扱う作業条件に適合する、極めて簡
単な装置で処理される。 更に本発明方法は、ガラスの溶融に際して生じ
る、解決の極めて困難な問題を回避し得るという
利点を有する。本発明方法により製造された生成
物は1000℃以上の温度で安定であり、その化学的
性質により放射線分解ガスを生じることはない。
従つてアクチニドを高濃縮してセラミツク・マト
リツクスで固化することも可能である。というの
もα−線又は高い貯蔵温度の結果生じる放射線分
解ガスの発生によつて最終生成物の最終貯蔵に適
した性質が悪影響を受けることはないからであ
る。 本発明方法の他の利点は、生成物が放射性廃棄
物の化学的及び物理的性質及び組成の変化に対し
て著しく適応することである。 次に本発明を実施例に基き詳述するが、本発明
は勿論これに限定されるものではない。 例 1 燃料1t当り3300MWdの燃焼度で軽水原子炉か
ら出る使用済み燃料の再処理に際して生じる高レ
ベル廃液の化学組成を、その主成分につき化学的
に類似する不活性同位元素によりシミユレーシヨ
ンを行なつた。この硝酸廃液を蟻酸で煮沸するこ
とによつて、PH値が2.5に調整されるまで脱ニト
ロ化した。次いで溶液を1M苛性ソーダの添加に
よつてPH値6に調整し、蒸留により濃縮した。こ
の前処理の後溶液又は懸濁液は次の化学組成を有
していた。 a 含水量:H2O 700g b 残硝酸塩含量:NO 109g c 灼熱残渣:Gd2O3 91.2g ZrO2 35.0g MoO3 36.5g Na2O 23.4g BaO 18.8g Ag 28.5g MnO2 8.0g Te 4.0g Pb3O4 12.8g Fe3O4 20.8g Cr2O3 3.7g NiO 3.2g 合計 285.9g 溶液又は懸濁液を混和機中で、ポルトランドセ
メント及びヒルシアウエル・カオリン(Hirsc−
hauer Kaolin)の混合物(重量比1:8)で泥状
化した。この場合混合物981gを使用した。泥状
軟塊を管に適して押出すことにより直径25mm及び
高さ約20mmの成形体を製造した。同様にしてポリ
エチレン製ビーカで直径80mm及び80mmの円筒状成
形体を製造した。これは3日後に軟塊が収縮した
結果取出すことができた。すべての成形体を空気
中で20〜30日間乾燥し、引続き水で洗浄し、炉中
で高めた温度で乾燥し、仮焼し、焼成した。炉の
加熱プログラムを次表に示す。
The present invention relates to a method for the environmentally friendly final storable solidification of concentrated liquid wastes or fine solid wastes suspended in water containing high or intermediate levels of radioactivity and/or actinides. The concentrated waste liquid or suspension is subjected to ceramic sintering together with absorbent and/or hydraulically bondable inorganic materials to form a solid sintered body. It has already been proposed for some time to reduce the volume of radioactive liquid waste in order to solidify it. This process involves concentrating the radioactive material and subjecting it to a heat treatment with glass-forming agents to distribute the radioactive material into a glass melt, which is then processed into a solid material by condensation, or a silicate-containing clay or It is mixed with an ion exchanger and fired into a solid ceramic. A disadvantage of producing glass blocks containing radioactive waste is that very complex and expensive equipment is required, which must be operated by skilled personnel. Furthermore, the permanent release of radioactivity and thermal energy by the encapsulated high-level radioactive materials can cause the glass structure to disintegrate during long-term storage processes, which is the case in the case of intact glass block waste. would significantly reduce the quality with respect to relatively good leachability. A disadvantage of the calcination treatment of mixtures of clay and radionuclides according to the known technology is that the quality of the solidified product with a high concentration of radioactive content does not meet the requirements placed on the final storable product. Another disadvantage of the consolidation process to glass and calcined clay is that a significant amount of radioactive material is vaporized from the unconsolidated waste during the high-temperature treatment process, so solid filters, condensation separators and washing columns are not required. This must be recovered using expensive waste gas purification equipment. The mixing of aqueous atomic scraps with refractory cement and the subsequent solidification of the hardened block by ceramic firing into a leaching-resistant solid sintered body has been proposed by R. Alberti (West German Patent No. 1127508). Specification). To increase the mechanical strength of the hardened blocks, it has been recommended to add refractory aggregates to the refractory cement, such as shamots or brick chips. For example, a cylindrical compact is produced from molten alumina cement and a radioactive liquid, which is uniformly heated to a temperature of up to 500°C within 5 hours after hardening to evaporate excess water and then rapidly heated, e.g.
The firing temperature was set to 1100°C and maintained at this temperature for about 2 to 4 hours, after which the compact was gradually cooled. However, Alberti does not mention the radioactivity of the solidified radioactive liquid in the patent specification. Similarly, the specification hardly describes the amount of liquid contained in the three containers or the water-cement value. Furthermore, no leaching experiment results are disclosed. Although the Alberti process can be used to solidify low-level radioactive liquid wastes if desired, this process is extremely expensive and unnecessarily complicated. Also, this method cannot be used to solidify liquid wastes that are highly or moderately radioactive and/or actinide-containing. In addition to cement or concrete, medium-level radioactive waste is also solidified into bitumen at temperatures above 150°C. Cement solidification and bituminous processing lead to end products with low thermal stability and very low long-term radiation stability, the intermediate and final storage of which requires particular safety precautions. For the solidification of actinide concentrates, bitumen, cement or concrete solidification methods are not particularly suitable, since the radiolysis of the actinides results in significant gas evolution and heat is generated within the product as a result of the radioactive decay of the actinides. do not have. Conventionally, suspended combustion or ion exchangers were cemented in containers and the thus coated solidified product was directly stored. However, the properties of this type of block, especially the mechanical stability and leaching stability, are not particularly good, so that this type of consolidation mode can only be used for low-level radioactive wastes. The object of the present invention is to provide high and medium level radioactive and actinide-containing solidified products whose solidified products do not have the disadvantages of hitherto known solidified products and which, due to their special properties, satisfy all the conditions regarding final shelf life. The object is to obtain a method for solidifying liquid waste and/or suspended powder solid waste. This purpose, according to the invention, is achieved by: a. By evaporating the concentrated waste liquid or suspension, its water content is reduced by metal ions and/or
The amount of metal oxide to be formed is 10 to 30 of the concentrate (B)
The solidified content (weight%) is adjusted to 40 to 80% by weight, and the PH value of the concentrate (B) is adjusted to 5 to 10 with a known reagent, and the concentrate obtained from b a) is B) with or without additives to suppress the volatile content of alkali metals or alkaline earth metals and the volatile content of degradable anions selected from the group of sulfuric acid, phosphoric acid, molybdate and uranate ions. a clayey matrix containing cement or an additive to suppress the volatile content of alkali metal or alkaline earth metal volatiles and decomposable anions selected from the group of sulfuric acid, phosphoric acid, molybdate and uranate ions. Mixing the clay matrix and the concentrate (B):clay matrix at a weight ratio of 1:1 to 2:1, c) Producing a molded body from the soft mass obtained from b), and d) Producing the molded body from room temperature. Drying at temperatures between up to 150°C, calcining at temperatures up to 800°C, followed by 800°C
heat treatment, including calcination at temperatures of up to 1400°C to form an actually insoluble mineral phase;
~10 mm) with a dense, continuous ceramic or metallic matrix is achieved by each processing step. In an advantageous embodiment of the process of the invention, the concentrate (processing step b) is mixed with 10 parts by weight of clayey matrix and cement (20-30% by weight of SiO 2 and 40-70% by weight of CaO).
After producing a molded body from this soft mass (processing step c), but before heat treatment (processing step d), the molded body is hardened and subsequently Superficial decontamination with water is carried out. The clay matrix advantageously contains SiO 2 in the range 45-70% by weight and Al 2 O 3 in the range 15-40% by weight, with an ignition loss of 5-15% by weight. As the clay substrate, one or more substrates selected from the group of china clay, stoneware clay, china clay mixture and kaolin can be used. Additives to suppress alkali metal and alkaline earth metal volatiles are added to 20 parts by weight of clay substrate.
1 to 3 parts by weight of TiO 2 powder or 1 to 5% by weight of TiO 2 based on the soft mass obtained from process step b). Additives to suppress sulfate volatile matter are BaO1-5
additives to suppress phosphate volatiles consisting of 2 to 10% by weight of MgO or BeO or crushed natural beryl
% by weight, each of which consists of treatment step b)
These are the values for soft lumps obtained in . The continuous matrix covering the compacts or fragments (processing step e) is a cement made from at least one cement selected from the group of portland cement, slag cement, blast furnace cement, truss cement, oil shale cement and alumina cement. Made of brick, or made of china clay, stoneware clay,
at least one clay matrix selected from the group of china clay mixtures and kaolin, and at least one cement selected from the group of portland cement, slag cement, blast furnace cement, truss cement, oil shale cement, and alumina cement,
It consists of calcined ceramic made with a clayey matrix:cement weight ratio of 10:1 to 4:1. To further improve the thermal conductivity, the continuous matrix may consist of a copper-zinc alloy, a copper-tin alloy, lead or a lead alloy containing more than 50% by weight of lead. If the continuous matrix does not consist of metals or alloys, the setting of the matrix-waste mixture can be dispensed with by ceramic calcination, optionally carried out under pressure. Adjustment of the PH value of the concentrate (B) can be carried out by adding strongly alkaline solutions or by denitration with known reagents, for example formic acid or formaldehyde. Drying and/or advantageously from process step d)
The calcination process is controlled (adjusted) by means of a temperature-time program depending on the water and NO content of the air stream coming from the furnace, i.e. the respective temperature is adjusted according to the non-negligible water and NO content of the waste air stream. maintain until no longer observed, or increase temperature very slowly. For example, during the reprocessing of nuclear fuel, the production and processing of nuclear fuel, as well as from other nuclear processing equipment, the following radioactive wastes arise which can be solidified in particular with the method of the invention: 1. High-level waste liquid: This is a nitric acid solution consisting mainly of heavy metal nitrates, produced during the separation of separation products from spent nuclear fuel. 2. Medium level effluent: This is a predominantly nitric acid solution, generally containing a high degree of sodium nitrate, which is produced during the reprocessing of nuclear fuel and the decontamination of nuclear processing units. 3 Actinide concentrates: These are solutions, powders or combustion residues obtained as waste products, especially during the processing and production of nuclear fuels. 4 Ash and residue resulting from the combustion of organic radioactive waste. The concentration treatment of the concentrate (B) by evaporation treatment, which can be performed before and/or after the pH value adjustment (processing step a), is carried out to the extent that a fluid concentrate can be obtained. The radioactive concentrate thus pretreated is transferred to a mixer or muller and is stirred and homogenized into a thick slurry by adding a dry mixture of aggregates consisting primarily of clay matrix. The aggregate mixture consists of the main components kaolin, clay, china clay and/or quartz powder and advantageously the secondary component cement. The mixing ratio of the substance contained in the radioactive concentrate and the aggregate mixture is such that a shape-stable molded body containing approximately 50% by weight of water can be produced from the slurry material, and the next molded body After drying and calcination, the chemical composition is chosen in such a way that a final product is obtained whose chemical composition corresponds to a natural stable mineral or rock. The aggregate mixture may contain from 7 to 20% by weight of cement based on the sum of clay matrix and cement. The addition of cement results, after complete hardening, in a shape-stable molding upon treatment with water. This advantage is useful when water-washing away water-soluble salts that build up or blow out on the surface of the molded body during the subsequent drying process. Wash water is supplied to the radioactive solution again at the beginning of the process. Another advantage is that the degree of mechanical hardening of the molded body is improved in view of further processing steps. The slurry product is processed into shaped bodies by pressing the product in a mold or directly, for example in an extruder. When manufactured in a mold, the product remains in the mold until its shrinkage allows it to be easily removed. The moldings are preferably dried at room temperature in a stream of air; for cement-containing products, 30 days are required for complete hardening. Next, the molded body is further dried in a drying oven while increasing the temperature. At this time, the nitrates contained are also thermally decomposed. The heating program is highly dependent on the chemical composition of the shaped body and its size. In the temperature range from room temperature to 150°C, several hours are required to remove the chemically unbound water. Chemically bound water is removed over a temperature range of about 150°C to about 800°C, and metal nitrates are thermally decomposed to metal oxides and nitrogen oxide-containing gases in this temperature range. In this case, the thermal decomposition of nitrates, which are present in higher concentrations, should be taken into account. That is, the heating rate is kept correspondingly low at a specific decomposition temperature, or primarily a stop point is set in the heating program. The heating program can be controlled and regulated in a simple manner by means of a continuous quantitative measurement of the concentrate uptake in the concentrate separator for the reactor waste gas and by continuous monitoring of the concentration profile of the nitrogen oxide-containing gases in the reactor waste gas. This is done via quantitative measurements. Furthermore, the reactor waste gas is purified using dilute nitric acid to absorb nitrogen oxide-containing gases in a washing column.
This washing liquid as well as the concentrate from the condenser connected upstream of the washing column are evaporated in an evaporator.
The distillate is reprocessed as low-level waste, which is not the subject of the process of the invention. The concentrate from the evaporator is fed back to the first stage. After reaching a maximum transition temperature of about 800° C. in the drying oven, the shaped body is fired in a sintering oven to the desired final product.
Drying and firing can also be carried out in the same oven.
The firing process is carried out at a temperature of 1100℃ to approximately 1400℃,
In this case, the molded body shrinks considerably. Depending on the size of the compact, care should be taken to carry out the calcination process sufficiently slowly to avoid cracks and voids in the final product. The best calcination temperature and time must be adapted to the composition of the respective product. Place the single sintered body into a metal container. If high levels of radioactive heat of decomposition occur, the space between the sintered body and the metal container can be filled with a better heat conducting material such as cement or a low melting point metal or alloy such as lead, bronze, etc. The metal container is also the final storage container for radioactive waste solidified in ceramic. According to another method of the invention, the concentrate (B) and a small amount of cement or alkali metal or alkaline earth metal volatiles and decomposition selected from the group of sulfuric acid, phosphoric acid, molybdate and uranate ions A molded body is produced by spraying the concentrate (B) onto the clay matrix present on a moving pelletizing plate. Pelletizing can be carried out completely continuously and without any problems. Since in this case the pressing of the mudd compound is omitted, the method is suitable for incorporating further additives into the cement-clay mixture, such as cement fillers (e.g. barium silicate hydrate) or others. It's advantageous. Compared to previously known methods of solidifying high-level waste liquids, such as in glass matrices, the method of the invention has a number of distinct advantages. For example, in the method of the invention, the primary solidification already takes place at room temperature, so that the subsequent drying and calcination only need to remove the radioactivity from the surface of the solidified product. In this case, the product acts as a filter during high-temperature processing. The known method requires expensive processing equipment with remote control equipment in hot cells or alpha-tight cells.
In contrast, in the method of the present invention, processing is performed using extremely simple equipment that has minimal construction costs and is compatible with the working conditions for handling radioactive materials. Furthermore, the method according to the invention has the advantage that the very difficult problems that arise when melting glass can be avoided. The products produced by the process of the invention are stable at temperatures above 1000° C. and, due to their chemical nature, do not generate radiolysis gases.
Therefore, it is also possible to highly concentrate actinides and solidify them in a ceramic matrix. This is because the properties of the final product suitable for final storage are not adversely affected by the generation of alpha radiation or radiolysis gases resulting from high storage temperatures. Another advantage of the process of the invention is that the product is highly adaptable to changes in the chemical and physical properties and composition of radioactive waste. Next, the present invention will be described in detail based on Examples, but the present invention is of course not limited to these. Example 1 The chemical composition of high-level liquid waste generated during the reprocessing of spent fuel from a light water reactor with a burnup of 3300 MWd per ton of fuel was simulated using chemically similar inert isotopes for its main components. . This nitric acid waste solution was denitrated by boiling it with formic acid until the pH value was adjusted to 2.5. The solution was then adjusted to a pH value of 6 by addition of 1M caustic soda and concentrated by distillation. The solution or suspension after this pretreatment had the following chemical composition. a Water content: H 2 O 700g b Residual nitrate content: NO 3 109g c Burning residue: Gd 2 O 3 91.2g ZrO 2 35.0g MoO 3 36.5g Na 2 O 23.4g BaO 18.8g Ag 28.5g MnO 2 8.0g Te 4.0g Pb 3 O 4 12.8g Fe 3 O 4 20.8g Cr 2 O 3 3.7g NiO 3.2g Total 285.9g The solution or suspension was mixed with Portland cement and Hirschauer kaolin (Hirsc-
The slurry was made into a slurry with a mixture of Kaolin (weight ratio: 1:8). In this case 981 g of the mixture were used. A molded body with a diameter of 25 mm and a height of approximately 20 mm was produced by extruding the slurry soft mass into a tube. Similarly, cylindrical molded bodies with diameters of 80 mm and 80 mm were produced using polyethylene beakers. This was able to be removed after 3 days as a result of the soft lump shrinking. All moldings were dried in air for 20-30 days, subsequently washed with water, dried in an oven at elevated temperature, calcined and fired. The furnace heating program is shown in the table below.

【表】 焼成された最終生成物は大きな硬度(モース硬
さ6〜7)及び水中での僅少な溶解性によつて特
徴づけられる。室温での水溶性は表面積1cm2及び
1日当り生成物10-6gより小さい。 次に生成物の化学組成を表示する。
Table: The calcined final product is characterized by high hardness (Mohs hardness 6-7) and low solubility in water. The water solubility at room temperature is less than 1 cm 2 of surface area and 10 −6 g of product per day. The chemical composition of the product is then indicated.

【表】【table】

【表】 この最終生成物の焼結体の化学量論は天然産の
極めて安定な鉱物として公知の灰長石又は霞石の
それにほぼ一致する。 例 2 核燃料の再処理に際して生じる中レベル廃液
は、塩バラストとして硝酸ナトリウム90%までを
含む。従つてこの種の廃棄物の再現性のあるシミ
ユレーシヨンを行なうため、硝酸ナトリウム溶液
をセメントとカオリンの混合物(重量比1:10)
で泥状化した。その化学組成は次長から明らかで
ある。 シミユレート廃液:NaNO3 184g 水 300g ポルトランドセメント: 50g ガイセンハンマーカオリン: 500g (Geisenheimer Kaolin) 例1に相応して成形材料を押出成形によりまた
鋳型法で製造した。空気乾燥及び水での洗浄は例
1に記載したようにして実施した。成形体を乾燥
し、仮焼しかつ焼成する加熱プログラムを次表に
示す。
[Table] The stoichiometry of the sintered body of this final product almost corresponds to that of anorthite or nepheline, which are known as extremely stable naturally occurring minerals. Example 2 Medium-level effluents produced during nuclear fuel reprocessing contain up to 90% sodium nitrate as salt ballast. Therefore, in order to perform a reproducible simulation of this type of waste, the sodium nitrate solution was mixed with a mixture of cement and kaolin (1:10 by weight).
It turned into mud. Its chemical composition is clear from the deputy chief. Simulated waste liquid: 184 g NaNO 3 Water 300 g Portland cement: 50 g Geisenheimer Kaolin: 500 g Molding compositions were produced in accordance with Example 1 by extrusion and by molding. Air drying and water washing were performed as described in Example 1. The heating program for drying, calcining and firing the compact is shown in the table below.

【表】 焼成した最終生成物はモース硬さ5〜6の硬度
を有する。室温での水溶性は表面積1cm2及び1日
当り生成物約10-6gである。次に焼結最終生成物
の化学組成を表示する。
Table: The final calcined product has a hardness of 5 to 6 on the Mohs scale. The water solubility at room temperature is 1 cm 2 surface area and approximately 10 -6 g of product per day. The chemical composition of the final sintered product is then indicated.

【表】 この最終生成物焼結体の化学量論は、天然産の
極めて安定な鉱物として公知の霞石のそれとほぼ
一致する。 例 3 プルトニウム含有燃料の製造に際して放射性廃
棄物として生じるアクチニド濃縮物は、濃縮液で
あるか、又は有機材料の燃焼に際して生じる燃焼
灰である。アクチニド濃縮物は放射性成分として
比較的寿命の短かいプルトニウム同位元素Pu241
の放射性崩壊中に生じる比較的多量のプルトニウ
ムおよびアメリシウムを含有する。このアクチニ
ド濃縮物をセラミツクマトリツクスに詰め込むこ
とは何等の問題も生じない。なぜなら廃棄物成分
の化学的性質は、例1に掲げた高レベル廃液の灼
熱残渣に近似しているからである。水7g中の二
酸化アメリシウム粉末2.94gの懸濁液を、ポルト
ランドセメント及びヒルシヤウエルカオリンの混
合物(重量比1:10)10gで泥状化した。泥状化
軟塊をポリエチレン管に通して押出し、直径20mm
及び高さ33mmの円筒状成形体を製造した。成形体
を室温で10日間乾燥した。同様の方法で、しかし
二酸化アメリシウムを使用せずに水7gと、ポル
トランドセメント及びヒルシヤウエルカオリンの
混合物(重量比1:10)10gとから成形体を製造
し、同様に室温で10日間乾燥した。双方の成形体
は、製造時における初期容積に比して乾燥後に28
±2%の同じ容積減少を示した。この事実は放射
線分解ガスの発生及び分解熱が製造過程に影響し
ないことを示している。 AmO2含有成形体を下記の加熱プログラムに応
じて、炉中で高めた室温で乾燥し、焼成した。
[Table] The stoichiometry of this final product sintered body almost matches that of nepheline, which is known as a naturally occurring extremely stable mineral. Example 3 Actinide concentrates produced as radioactive waste during the production of plutonium-containing fuels are concentrates or combustion ash produced during the combustion of organic materials. Actinide concentrate is a relatively short-lived plutonium isotope Pu 241 as a radioactive component.
contains relatively large amounts of plutonium and americium, which are produced during the radioactive decay of Packing this actinide concentrate into ceramic matrices presents no problems. This is because the chemical nature of the waste components is similar to the scorching residue of the high level effluent listed in Example 1. A suspension of 2.94 g of americium dioxide powder in 7 g of water was slurried with 10 g of a mixture of Portland cement and Hirschauer kaolin (1:10 weight ratio). Extrude the slurry soft mass through a polyethylene pipe with a diameter of 20 mm.
A cylindrical molded body with a height of 33 mm was manufactured. The molded body was dried at room temperature for 10 days. Moldings were prepared in a similar manner, but without americium dioxide, from 7 g of water and 10 g of a mixture of Portland cement and Hirschauer kaolin (weight ratio 1:10) and likewise dried for 10 days at room temperature. . Both molded bodies had a volume of 28% after drying compared to the initial volume at the time of manufacture.
It showed the same volume reduction of ±2%. This fact indicates that the generation of radiolysis gas and decomposition heat do not affect the manufacturing process. The AmO 2 -containing moldings were dried and calcined in an oven at elevated room temperature according to the heating program described below.

【表】 焼成後、その化学量論に関して灰長石又は霞石
に相当する生成物が得られた。室温で水で浸出し
た際の焼結生成物の重量損失は表面積1cm2及び1
日当り10-7gより少ない。焼結生成物の化学組成
を次表に示す。
Table: After calcination, a product was obtained which corresponded in terms of its stoichiometry to anorthite or nepheline. The weight loss of the sintered product when leaching with water at room temperature is 1 cm 2 of surface area and 1
Less than 10 -7 g per day. The chemical composition of the sintered product is shown in the table below.

【表】 焼結体のα−比放射能は715mCi/gであり、
比分解熱は約22mW/gである。 例 4 プルトニウム含有燃料の調製過程で生じる有機
放射性廃棄物は、空気中酸素での乾燥燃焼の他
に、湿式燃焼処理によつても濃縮される。これら
の処理法の1つは有機廃棄物を濃硫酸中で200℃
以上の温度炭化し、引続き炭素を硝酸のような化
学酸化剤を用いて酸化することにより行なう。こ
の場合硫酸塩を多量に含む燃焼残渣が生じる。該
残渣は特に苛性ソーダでの中和後、高含有量の硫
酸ナトリウム、並びにポリ塩化ビニールの燃焼に
より生じる塩化ナトリウムを有する。 例2では、硝酸ナトリウム溶液が焼結体内で、
化学量論的に天然産の鉱物である霞石に相当する
化学結合により固化され得ることを示した。更に
硫酸ナトリウム溶液及び塩化ナトリウムを含む硝
酸ナトリウム溶液も、同様の方法で硬化可能であ
るが、この場合霞石の吸収能は硫酸ナトリウムに
対しては14重量%、また塩化ナトリウムに対して
は12重量%に限定される。その際生じる結晶相は
天然の安定な鉱物である方黒幼石(硫酸ナトリウ
ム含有)及び方曹達石(塩化ナトリウム含有)に
相当する。 例 5 実験用ペレタイジング装置(そのペレタイジン
グ皿は直径40cmでありまた傾斜角46゜で設置され
ている)を用いて、回転速度26rpmで、ベントナ
イト約10%を含むポルトランドセメント1Kg及び
次の組成のMAW−シミユレート溶液230gか
ら、直径約1cmの顆粒又はペレツトを製造した。
実施には約20分を要した。 MAW−濃縮物−シミユレート溶液の組成 NaNO3 450.0 g/ NaNO2 5.0 〃 Fe(NO33 0.1 〃 Ni(NO32 0.01 〃 Cr(NO33 0.01 〃 Ca(NO32 0.15 〃 Mn(NO32 0.02 〃 Sr(NO32 0.002 〃 Mg(NO32 0.2 〃 Ce(NO34 0.02 〃 Al(NO33 0.03 〃 燐酸トリブチル 0.2 〃 燐酸ジブチル 0.1 〃 ケロシン 0.02 〃 蓚酸ナトリウム 10.0 〃 酒石酸ナトリウム 10.0 〃 NaF 2.0 〃 洗浄剤 2.0 〃 CS 0.004 〃 P(NaHPO4として) 0.2 〃 溶液にHNO3(〜1m)を付加した。固化前に
NaOHでPH8.5〜9に調整した。固化すべき廃液
の所望装入量はペレタイジング皿の直径を選択す
ることによつて調整することができる。
[Table] The α-specific radioactivity of the sintered body is 715 mCi/g,
The specific heat of decomposition is approximately 22 mW/g. Example 4 Organic radioactive waste generated during the preparation of plutonium-containing fuels is concentrated not only by dry combustion in atmospheric oxygen but also by wet combustion treatment. One of these treatment methods is to process organic waste in concentrated sulfuric acid at 200°C.
This is carried out by carbonization at a temperature above and subsequent oxidation of the carbon using a chemical oxidizing agent such as nitric acid. In this case, a combustion residue containing a large amount of sulfate is produced. The residue, especially after neutralization with caustic soda, has a high content of sodium sulfate as well as sodium chloride resulting from the combustion of polyvinyl chloride. In Example 2, the sodium nitrate solution was inside the sintered body,
It was shown that it can be solidified through chemical bonds that correspond to the stoichiometric nature of nepheline, a naturally occurring mineral. Additionally, sodium sulfate solutions and sodium nitrate solutions containing sodium chloride can be cured in a similar manner, but in this case the absorption capacity of nepheline is 14% by weight for sodium sulfate and 12% for sodium chloride. % by weight. The crystalline phases produced at this time correspond to the natural stable minerals larvae (containing sodium sulfate) and balataite (containing sodium chloride). Example 5 Using a laboratory pelletizing device (its pelletizing pan is 40 cm in diameter and installed at an angle of inclination of 46°), at a rotational speed of 26 rpm, 1 kg of Portland cement containing approximately 10% bentonite and a MAW of the following composition: - Granules or pellets approximately 1 cm in diameter were produced from 230 g of the simulated solution.
It took about 20 minutes to implement. Composition of MAW-Concentrate-Simulate Solution NaNO 3 450.0 g/ NaNO 2 5.0 〃 Fe (NO 3 ) 3 0.1 〃 Ni (NO 3 ) 2 0.01 〃 Cr (NO 3 ) 3 0.01 〃 Ca (NO 3 ) 2 0.15 〃 Mn(NO 3 ) 2 0.02 〃 Sr(NO 3 ) 2 0.002 〃 Mg(NO 3 ) 2 0.2 〃 Ce(NO 3 ) 4 0.02 〃 Al(NO 3 ) 3 0.03 〃 Tributyl phosphate 0.2 〃 Dibutyl phosphate 0.1 〃 Kerosene 0.02 Sodium oxalate 10.0 Sodium tartrate 10.0 NaF 2.0 Detergent 2.0 CS 0.004 P (as NaHPO 4 ) 0.2 HNO 3 (~1 m) was added to the solution. before solidification
The pH was adjusted to 8.5-9 with NaOH. The desired charge of waste liquid to be solidified can be adjusted by selecting the diameter of the pelletizing dish.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 濃縮廃液又は懸濁液を、吸収性の及び/又は
水力学的に結合可能の無機材料と一緒にセラミツ
ク焼成に付して固体焼結体にする形式の、金属イ
オン及び/又は金属酸化物を含む高レベル及び中
レベルの放射性濃縮液体廃棄物、アクチニド含有
の濃縮液体廃棄物又は水中に懸濁した微細な固体
廃棄物の懸濁液を、環境保護的に最終的に貯蔵可
能に固化する方法において、 (a) 濃縮廃液又は懸濁液を蒸発させることによつ
てその水含有量を、金属イオン及び/又は金属
酸化物の量が形成すべき濃縮物の10〜30重量%
である固体含有量に対して、40〜80重量%に調
整し、かつ濃縮物のPH値を5〜10に調整し、 (b) 処理工程(a)から得られた濃縮物を、僅少量の
セメントを含有する粘土者基質とか、濃縮物中
に存在する可能性のあるアルカリ金属又はアル
カリ土類金属揮発分を抑制する添加剤及び/又
は硫酸、燐酸モリブデン酸及びウラン酸イオン
の群から選択される分解性アニオン揮発分を抑
制する添加剤を含有する少量のセメントと粘土
質基質との混合物と、濃縮物:粘土質基質の重
量比1:1〜2:1で混和し、その際粘土質基
質は陶土、石器粘土、陶土混合物及びカオリン
の群から選択される少なくとも1種の基質であ
り、 (c) 処理工程(b)から得られた軟塊から成形体を製
造し、 (d) 成形体を室温から150℃までの濃度で乾燥
し、150℃から800℃までの温度で仮焼し、次い
で800℃から1400℃までの温度で焼成して、天
然産の安定な鉱物又は岩石にほぼ相当する化学
組成を有する実際に不溶性の鉱物相を形成さ
せ、 (e) 焼成した鉱物相から成る成形体を緊密で連続
するセラミツク性又は金属性マトリツクスで全
面的に被覆する、 各処理工程から成ることを特徴とする放射性廃棄
物の固化方法。 2 処理工程(d)の成形体を処理工程(e)のマトリツ
クスで被覆する前に1mmから10mmまでの粒径に粉
砕することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の方法。 3 処理工程(b)の混和を、粘土質基質10重量部
と、SiO2を20〜30重量%及びCaOを40〜70重量
%含むセメント1〜2重量部との混合物で行な
い、処理工程(c)の成形体を処理工程(d)の前に硬化
し、引続き表面的に水で汚染除去することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 粘土質基質がSiO2を45〜70重量%の範囲で
またAl2O3を15〜40重量%の範囲で含み、かつ5
〜15重量%の範囲の灼熱損失を示すことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の方法。 5 アルカリ金属及びアルカリ土類金属揮発分を
抑制する添加剤が粘土質基質20重量部に対し
TiO2粉末1〜3重量部から成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 6 アルカリ金属及びアルカリ土類金属揮発分を
抑制する添加剤が、処理工程(b)から得られた軟塊
に対してTiO21〜5重量%から成ることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の方法。 7 硫酸塩揮発分を抑制する添加剤が、処理工程
(b)から得られた軟塊に対してBaO1〜5重量%か
ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の方法。 8 燐酸塩揮発分を抑制する添加剤が、処理工程
(b)から得られた軟塊に対してMgO2〜10重量%か
ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の方法。 9 燐酸塩揮発分を抑制する添加剤が、処理工程
(b)から得られた軟塊に対してBeO又は粉砕した天
然緑柱石2〜10重量%から成ることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の方法。 10 連続マトリツクスが、ポルトランドセメン
ト、鉱滓セメント、高炉セメント、トラスセメン
ト、油頁岩セメント、アルミナセメント又はその
混合物の群から選択される少なくとも1種のセメ
ントから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の方法。 11 連続マトリツクスが、(1)陶土、石器粘土、
陶土混合物及びカオリンの群から選択される粘土
質基質の少なくとも1種と、(2)ポルトランドセメ
ント、鉱滓セメント、高炉セメント、トラスセメ
ント、油頁岩セメント及びアルミナセメントの群
から選択されるセメントの少なくとも1種とか
ら、粘土質基質:セメントの重量比10:1〜4:
1で製造された焼成セラミツクから成ることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 12 連続マトリツクスが銅−亜鉛合金から成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
法。 13 連続マトリツクスが銅−錫合金から成るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
法。 14 連続マトリツクスが鉛又は、50重量%より
も多くの鉛を含有する鉛合金から成ることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 15 濃縮物のPH値を強アルカリ溶液の添加によ
り調整することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の方法。 16 濃縮物のPH値を脱ニトロ化することにより
調整することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の方法。 17 脱ニトロ化をホルムアルデヒドで行なうこ
とを特徴とする特許請求の範囲第16項記載の方
法。 18 濃縮物のPH値を蟻酸で脱ニトロ化すること
により調整することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の方法。 19 処理工程(d)からの乾燥及び仮焼処理過程で
排出されるガスの水及びNOX含有量を測定し、測
定された水及びNOX含有量に応じて乾燥及び仮焼
処理の時間及び温度を調整することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の方法。 20 濃縮物と粘土質基質との混和及び成形体の
製造を、移動するペレタイジング皿上に存在する
粘土質基質に濃縮物を噴霧することにより行なう
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
法。 21 濃縮廃液又は懸濁液を、吸収性の及び/又
は水力学的に結合可能の無機材料と一縮にセラミ
ツク焼成に付して固体焼結体にする形式の、金属
イオン及び/又は金属酸化物を含む高レベル及び
中レベルの放射性濃縮液体廃棄物、アクチニド含
有の濃縮液体廃棄物又は水中に懸濁した微細な固
体廃棄物の懸濁液を、環境保護的に最終的に貯蔵
可能に固化する方法において、 (a) 濃宿廃液又は駆濁液を蒸発させることによつ
てその水含有量を、金属イオン及び/又は金属
酸化物の量が形成すべき濃縮物の10〜30重量%
である固体含有量に対して、40〜80重量%に調
整し、かつ濃縮物のPH値を5〜10に調整し、 (b) 処理工程(a)から得られた濃縮物を、濃縮物中
に存在する可能性のあるアルカリ金属又はアル
カリ土類金属揮発分を抑制する添加剤及び/又
は硫酸、燐酸、モリブデン酸及びウラン酸イオ
ンの群から選択される分解性アニオン揮発分を
抑制する添加剤を含有する粘土質基質と、濃縮
物:粘土質基質の重量比1:1〜2:1で混和
し、その際粘土質基質は陶土、石器粘土、陶土
混合物及びカオリンの群から選択される少なく
とも1種の基質であり、 (c) 処理工程(b)から得られた軟塊から成形体を製
造し、 (d) 成形体を室温から150℃までの温度で乾燥
し、150℃から180℃までの温度で仮焼し、次い
で800℃から1400℃までの温度で焼成して、天
然産の安定な鉱物又は岩石にほぼ相当する化学
組成を有する、実際に不溶性の鉱物相を形成さ
せ、 (e) 焼成した鉱物相から成る成形体を緊密で連続
するセラミツク性又は金属性マトリツクスで全
面的に被覆する、 各処理工程から成ることを特徴とする放射性廃棄
物の固化方法。 22 濃縮物と粘土質基質との混和及び成形体の
製造を、移動するペレタイジング皿上に存在する
粘土質基質に濃縮物を噴霧することにより行なう
ことを特徴とする特許請求の範囲第21項記載の
方法。
[Scope of Claims] 1. Metal ions in the form of ceramic firing of concentrated waste liquid or suspension together with absorbent and/or hydraulically bondable inorganic materials to form a solid sintered body. and/or high- and medium-level radioactive concentrated liquid waste containing metal oxides, actinide-containing concentrated liquid waste or suspensions of fine solid waste suspended in water to an environmentally friendly final stage. (a) reducing the water content of the concentrated waste liquid or suspension by evaporating it so that the amount of metal ions and/or metal oxides is 10 to 10% of the concentrate to be formed; 30% by weight
(b) A very small amount of the concentrate obtained from treatment step (a) additives to suppress alkali metal or alkaline earth metal volatiles that may be present in the cement matrix or concentrate and/or selected from the group of sulfuric acid, phosphomolybdic acid and uranate ions. A mixture of a small amount of cement and a clayey matrix containing an additive to suppress degradable anion volatiles is mixed at a weight ratio of concentrate to clayey matrix of 1:1 to 2:1, with the clay (c) producing a shaped body from the soft lump obtained from the treatment step (b); (d) The compact is dried at a concentration from room temperature to 150°C, calcined at a temperature from 150°C to 800°C, and then calcined at a temperature from 800°C to 1400°C to form a naturally occurring stable mineral or rock. (e) forming a practically insoluble mineral phase of approximately corresponding chemical composition; (e) covering the entire body of the calcined mineral phase with a dense and continuous ceramic or metallic matrix; A method for solidifying radioactive waste characterized by: 2. A method according to claim 1, characterized in that the molded bodies of process step (d) are ground to a particle size of 1 mm to 10 mm before being coated with the matrix of process step (e). 3. Mixing in treatment step (b) is carried out with a mixture of 10 parts by weight of clayey matrix and 1 to 2 parts by weight of cement containing 20 to 30% by weight of SiO 2 and 40 to 70% by weight of CaO. 2. A process as claimed in claim 1, characterized in that the shaped bodies of c) are hardened before the treatment step (d) and are subsequently superficially decontaminated with water. 4. The clay matrix contains SiO 2 in the range of 45-70% by weight and Al 2 O 3 in the range of 15-40% by weight, and 5.
A method according to claim 1, characterized in that it exhibits an ignition loss in the range of -15% by weight. 5.Additives that suppress alkali metal and alkaline earth metal volatile matter are added to 20 parts by weight of clay substrate.
2. A method according to claim 1, characterized in that it comprises 1 to 3 parts by weight of TiO 2 powder. 6. Claim No. 6, characterized in that the additive for suppressing alkali metal and alkaline earth metal volatiles consists of 1 to 5% by weight of TiO 2 based on the soft mass obtained from treatment step (b). The method described in Section 1. 7 Additives that suppress sulfate volatile matter are added to the treatment process.
The method according to claim 1, characterized in that it comprises 1 to 5% by weight of BaO based on the soft mass obtained from step (b). 8 Additives that suppress phosphate volatiles are added to the treatment process.
2. A method according to claim 1, characterized in that it comprises from 2 to 10% by weight of MgO based on the soft mass obtained from step (b). 9 Additives that suppress phosphate volatiles are added to the treatment process.
The method according to claim 1, characterized in that it consists of 2 to 10% by weight of BeO or crushed natural beryl based on the soft mass obtained from step (b). 10. Claim 1, characterized in that the continuous matrix consists of at least one cement selected from the group of Portland cement, slag cement, blast furnace cement, truss cement, oil shale cement, alumina cement, or mixtures thereof. The method described in section. 11 The continuous matrix is (1) china clay, stoneware clay,
at least one clay matrix selected from the group of china clay mixtures and kaolin; and (2) at least one cement selected from the group of portland cement, slag cement, blast furnace cement, truss cement, oil shale cement, and alumina cement. From seeds to clay matrix: cement weight ratio 10:1 to 4:
2. A method according to claim 1, characterized in that the ceramic is made of a fired ceramic produced in accordance with claim 1. 12. A method according to claim 1, characterized in that the continuous matrix consists of a copper-zinc alloy. 13. A method according to claim 1, characterized in that the continuous matrix consists of a copper-tin alloy. 14. Process according to claim 1, characterized in that the continuous matrix consists of lead or a lead alloy containing more than 50% by weight of lead. 15 Claim 1 characterized in that the PH value of the concentrate is adjusted by adding a strong alkaline solution.
The method described in section. 16. The method according to claim 1, characterized in that the pH value of the concentrate is adjusted by denitration. 17. The method according to claim 16, characterized in that the denitration is carried out with formaldehyde. 18. The method according to claim 1, characterized in that the pH value of the concentrate is adjusted by denitration with formic acid. 19 Measure the water and NO A method according to claim 1, characterized in that the temperature is adjusted. 20. Claim 1, characterized in that the mixing of the concentrate and the clay matrix and the production of the molded body are carried out by spraying the concentrate onto the clay matrix present on a moving pelletizing pan. the method of. 21 Metal ions and/or metal oxidation in the form of ceramic firing of the concentrated waste liquid or suspension with absorbent and/or hydraulically bondable inorganic materials to form a solid sintered body. Solidification of high- and medium-level radioactive concentrated liquid wastes containing substances, actinide-containing concentrated liquid wastes or suspensions of fine solid wastes suspended in water for environmentally safe final storage. (a) reducing the water content of the concentrated waste solution or suspension solution by evaporation so that the amount of metal ions and/or metal oxides is between 10 and 30% by weight of the concentrate to be formed;
(b) The concentrate obtained from treatment step (a) is adjusted to 40 to 80% by weight with respect to the solids content, and the pH value of the concentrate is adjusted to 5 to 10. additives to suppress alkali metal or alkaline earth metal volatiles that may be present in the mixture and/or additives to suppress decomposable anionic volatiles selected from the group of sulfuric acid, phosphoric acid, molybdate and uranate ions. admixture with a clay matrix containing the agent in a concentrate:clay matrix weight ratio of 1:1 to 2:1, where the clay matrix is selected from the group of china clay, stoneware clay, china clay mixture and kaolin. (c) producing a shaped body from the soft mass obtained from processing step (b); (d) drying the shaped body at a temperature between room temperature and 150°C; calcination at a temperature of up to 800°C and then calcination at a temperature of 800°C to 1400°C to form a virtually insoluble mineral phase having a chemical composition approximately corresponding to a naturally occurring stable mineral or rock; (e) A method for the solidification of radioactive waste, characterized in that it consists of a treatment step in which a compact consisting of a calcined mineral phase is completely coated with a close and continuous ceramic or metallic matrix. 22. Claim 21, characterized in that the mixing of the concentrate and the clay matrix and the production of the molded body are carried out by spraying the concentrate onto the clay matrix present on a moving pelletizing pan. the method of.
JP6974678A 1977-06-10 1978-06-09 Method of solidifying radioactive waste Granted JPS547100A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2726087A DE2726087C2 (en) 1977-06-10 1977-06-10 Process for the final disposal-ready, environmentally friendly solidification of "and moderately radioactive and / or actinide-containing, aqueous waste concentrates or of fine-grained solid waste suspended in water
DE2819085A DE2819085C3 (en) 1978-04-29 1978-04-29 Process for the environmentally friendly solidification of highly and moderately radioactive and / or actinide-containing aqueous waste concentrates or of fine-grain solid waste suspended in water in a manner that is ready for final disposal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS547100A JPS547100A (en) 1979-01-19
JPS6120839B2 true JPS6120839B2 (en) 1986-05-23

Family

ID=25772123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6974678A Granted JPS547100A (en) 1977-06-10 1978-06-09 Method of solidifying radioactive waste

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS547100A (en)
FR (1) FR2394155B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63167539U (en) * 1987-04-21 1988-11-01
US9121055B2 (en) 2008-04-24 2015-09-01 3M Innovative Properties Company Analysis of nucleic acid amplification curves using wavelet transformation

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945007A1 (en) * 1979-11-08 1981-05-21 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe METHOD FOR REPOSITION TIRE, ENVIRONMENTALLY FRIENDLY FASTENING OF RADIOACTIVE ION EXCHANGE RESINS
DE3214242A1 (en) * 1982-04-17 1983-10-20 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe METHOD FOR IMPROVING THE PROPERTIES OF RADIOACTIVE WASTE REINFORCEMENTS REQUIRED FOR LONG TERM STORAGE
FI71625C (en) * 1982-04-30 1987-01-19 Imatran Voima Oy Process for ceramics of radioactive waste.
JPS5996036A (en) * 1982-11-22 1984-06-02 Toyota Motor Corp Brake force holding method of vehicle
JPS61191999A (en) * 1985-02-20 1986-08-26 動力炉・核燃料開発事業団 Method of stabilizing and treating uranium slag or uranium smelting waste slag
JPH0778257B2 (en) * 1985-03-08 1995-08-23 新日本製鐵株式会社 Sintered ore manufacturing method
JPS6243067U (en) * 1985-09-04 1987-03-14
JP6067497B2 (en) * 2013-07-05 2017-01-25 株式会社東芝 Production method of solidified radioactive waste
RU2610901C1 (en) * 2015-09-01 2017-02-17 Андрей Владимирович Кисляков Composition for cementing liquid radioactive wastes
RU2643362C1 (en) * 2017-01-16 2018-02-01 Российская Федерация, от имени которой выступает Госкорпорация "Росатом" Method for radioactive solutions handling after deactivation of protection equipment surfaces

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5053800A (en) * 1973-08-28 1975-05-13
JPS50140800A (en) * 1974-04-02 1975-11-12

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3093593A (en) * 1958-07-14 1963-06-11 Coors Porcelain Co Method for disposing of radioactive waste and resultant product
FR1285130A (en) * 1959-01-19 1962-02-16 Method and device for the removal or solidification of aqueous atomic waste
US3249551A (en) * 1963-06-03 1966-05-03 David L Neil Method and product for the disposal of radioactive wastes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5053800A (en) * 1973-08-28 1975-05-13
JPS50140800A (en) * 1974-04-02 1975-11-12

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63167539U (en) * 1987-04-21 1988-11-01
US9121055B2 (en) 2008-04-24 2015-09-01 3M Innovative Properties Company Analysis of nucleic acid amplification curves using wavelet transformation

Also Published As

Publication number Publication date
JPS547100A (en) 1979-01-19
FR2394155A1 (en) 1979-01-05
FR2394155B1 (en) 1985-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4297304A (en) Method for solidifying aqueous radioactive wastes for non-contaminating storage
US4354954A (en) Method for solidifying aqueous radioactive wastes for noncontaminating storage
US4514329A (en) Process for vitrifying liquid radioactive waste
US6133498A (en) Method for producing chemically bonded phosphate ceramics and for stabilizing contaminants encapsulated therein utilizing reducing agents
Zhenyu et al. Rapid solidification of highly loaded high‐level liquid wastes with magnesium phosphate cement
Milestone Reactions in cement encapsulated nuclear wastes: need for toolbox of different cement types
JPS6120839B2 (en)
CN112466503A (en) Preparation method of glass ceramic body for solidifying Cs-containing soil
DE2343241A1 (en) METHOD FOR CONSOLIDATING RADIOACTIVE WASTE SOLUTIONS
CN110291593B (en) Compositions and methods for treating hazardous sludge and ion exchange media
CN111056789B (en) Method for solidifying radioactive waste residues
JPH0452917B2 (en)
Chaerun et al. Retention mechanism of cesium in chabazite embedded into metakaolin-based alkali activated materials
Kim et al. Effect of Si/Al molar ratio and curing temperatures on the immobilization of radioactive borate waste in metakaolin-based geopolymer waste form
US2910372A (en) Irradiated concrete compositions
Vance et al. Development of geopolymers for nuclear waste immobilisation
US4482481A (en) Method of preparing nuclear wastes for tansportation and interim storage
Zhou et al. Solidification of low-level radioactive wastes in masonry cement
RU2197763C1 (en) Method for solidifying liquid radioactive wastes and ceramic material used for the purpose
JP2001208896A (en) Method of cosolidifying low-level radioactive wetting waste generated from boiling water nuclear power plant
JPH1029841A (en) Production of artificial aggregate
Cao et al. Nonsintered lightweight aggregates produced from waste sludge and its characteristics affected by additives
RU2242814C1 (en) Method for recovering reactor graphite waste
EP1412950B1 (en) Encapsulation of waste
JPS6367879B2 (en)