JPS6132000A - 焼却灰の固化処理方法 - Google Patents
焼却灰の固化処理方法Info
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- JPS6132000A JPS6132000A JP59154937A JP15493784A JPS6132000A JP S6132000 A JPS6132000 A JP S6132000A JP 59154937 A JP59154937 A JP 59154937A JP 15493784 A JP15493784 A JP 15493784A JP S6132000 A JPS6132000 A JP S6132000A
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- Japan
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- cement
- pretreatment
- ash
- weight
- incineration ash
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
発明の目的
本発明は、放射性廃棄物の焼却処理により発生する焼却
灰の固化処理方法の改良に関する。
灰の固化処理方法の改良に関する。
原子力施設からの低レベル放射性廃棄物を焼却処理した
ときに発生した焼却灰は、そのままドラム缶に詰め保管
しているのが現状である。 しかし、このような保管は、安全の見地からも減容性向
上の要請からも十分なものとはいえず、改善が望ましい
。 貯蔵安定性を高めるために最も実際的な方法として
は、セメント固化法があるが、しばしば物性の好ましく
ない同化体ができる口とが、日本原子ツノ学会の昭和５
５年の年金で指摘された。 焼却灰の組成は、焼却された放射性廃棄物によって異な
るが、一般にはシリカ、マグネシア、石灰、アルミナ等
が主成分であって、微量成分として各種金属あるいはｒ
属酸化物等が混入している。 焼却灰をセメントで同化処理するとき、焼却灰に含まれ
るある種の微量成分がセメントの水和硬化に影響をおよ
ぼし、同化体の物性低下をまねく。 例えば、焼却灰中にＡｎ等の金属が含まれている場合、
焼却灰、セメントおよび水を混練すると、セメントペー
ストは強いアルカリ性を示すので金属はイオン化しＩて
、同時に水素ガスが発生する。 そのためセメント固化体中に気泡や亀裂が生じて、同化
体の比重が小さくなり、強度も低下−する。 また、ＺｎＯやＰｂＯ等の金属酸化物が混入していると
、少量でもセメントの水和が阻害され、セメントの凝結
時間が著しく遅延され、混入量が多くなると硬化不良を
ひき起こす。 さらに、アルカリ液と接触して溶解度の小さい水酸化物
を生成するＭｇ、Ｆｅ等の金属塩化合物が含まれている
と、同様にセメントの凝結時間が遅延し、大幅に遅延す
ると、満足すべき固化体が得られない。 一方、別の固化処理法として、溶融固化法すなわち焼却
灰をマイクロ波、高周波等により加熱溶融し、冷却固化
する方法が提案されている（日本原子力学会め゛ｌｉ！
ｎｌ］５４年年会、昭和５８年年金分科会）。 しかし
その加熱装置は技術的に難しい問題点があり、未だ研究
開発の段階にある。 開発できても装置価格、消費エネ
ルギー等を考えると、著しい減容性というメリットにも
がかわらず、どの程度実用性があるか、現在のところ不
明である。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、放射性廃棄物の焼却灰の固化処理法として実
用的なセメント固化をとりあげ、前述のよ、うなセメン
ト固化体の物性不良の問題を解決し、長期にわたって安
定に貯蔵できる固化体とする改良方法を提供する。 発明の構成
ときに発生した焼却灰は、そのままドラム缶に詰め保管
しているのが現状である。 しかし、このような保管は、安全の見地からも減容性向
上の要請からも十分なものとはいえず、改善が望ましい
。 貯蔵安定性を高めるために最も実際的な方法として
は、セメント固化法があるが、しばしば物性の好ましく
ない同化体ができる口とが、日本原子ツノ学会の昭和５
５年の年金で指摘された。 焼却灰の組成は、焼却された放射性廃棄物によって異な
るが、一般にはシリカ、マグネシア、石灰、アルミナ等
が主成分であって、微量成分として各種金属あるいはｒ
属酸化物等が混入している。 焼却灰をセメントで同化処理するとき、焼却灰に含まれ
るある種の微量成分がセメントの水和硬化に影響をおよ
ぼし、同化体の物性低下をまねく。 例えば、焼却灰中にＡｎ等の金属が含まれている場合、
焼却灰、セメントおよび水を混練すると、セメントペー
ストは強いアルカリ性を示すので金属はイオン化しＩて
、同時に水素ガスが発生する。 そのためセメント固化体中に気泡や亀裂が生じて、同化
体の比重が小さくなり、強度も低下−する。 また、ＺｎＯやＰｂＯ等の金属酸化物が混入していると
、少量でもセメントの水和が阻害され、セメントの凝結
時間が著しく遅延され、混入量が多くなると硬化不良を
ひき起こす。 さらに、アルカリ液と接触して溶解度の小さい水酸化物
を生成するＭｇ、Ｆｅ等の金属塩化合物が含まれている
と、同様にセメントの凝結時間が遅延し、大幅に遅延す
ると、満足すべき固化体が得られない。 一方、別の固化処理法として、溶融固化法すなわち焼却
灰をマイクロ波、高周波等により加熱溶融し、冷却固化
する方法が提案されている（日本原子力学会め゛ｌｉ！
ｎｌ］５４年年会、昭和５８年年金分科会）。 しかし
その加熱装置は技術的に難しい問題点があり、未だ研究
開発の段階にある。 開発できても装置価格、消費エネ
ルギー等を考えると、著しい減容性というメリットにも
がかわらず、どの程度実用性があるか、現在のところ不
明である。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、放射性廃棄物の焼却灰の固化処理法として実
用的なセメント固化をとりあげ、前述のよ、うなセメン
ト固化体の物性不良の問題を解決し、長期にわたって安
定に貯蔵できる固化体とする改良方法を提供する。 発明の構成
本発明の処理方法は、放射性廃棄物の焼却処理により発
生する焼却灰の処理に当って、水性媒体中で焼却灰にア
ルカリ物質を混合する前処理を行なったのち、セメント
を加えて混練し固化することを特徴とする。 ［作 用ｌ アルカリを用いた前処理をすれば、焼却灰中に含まれて
いるある種の金属はイオン化し、同時に水素ガスが発生
する。 このガス発生がセメントとの混線に先立って起
り、発生可能なガスのほとんどが放出されるので、同化
体中に気泡が含有されなくなる。 また、ＺｎＯやＰｂＯは、セメントの水和によって遊離
してくるＱａ （ＯＨ）２と複塩を形成し、この複塩
がセメント粒子の表面をおおって水和の進行を阻害する
ものと考えられる。 焼却灰中にＺｎＯやＰｂＯが含ま
れていても、あらかじめアルカリで処理することにより
、このような複塩をセメントとの混線に先立って析出さ
せてお（ブば、セメントの水和過程でセメント粒子の表
面をおおうことがなくなるので、水和阻害が防止できる
。 さらに、溶解度の小さい水酸化物生成の場合も同様の機
構で水和を妨げるものと考えられるが、この種の水酸化
物を生成する可能性のある金属塩化合物が焼却灰中に含
まれていても、あらかじめアルカリで処理し、水酸化物
を沈澱させておけば、同様にセメントの水和過程でセメ
ント粒子表面への水酸化物の沈着がなくなり、水和阻害
が防止できる。 このようにして、セメント固化体の物性を低下させる焼
却灰中の微量の金属、金属酸化物および金属塩化合物に
よる悪影響をとり除くことができる。
生する焼却灰の処理に当って、水性媒体中で焼却灰にア
ルカリ物質を混合する前処理を行なったのち、セメント
を加えて混練し固化することを特徴とする。 ［作 用ｌ アルカリを用いた前処理をすれば、焼却灰中に含まれて
いるある種の金属はイオン化し、同時に水素ガスが発生
する。 このガス発生がセメントとの混線に先立って起
り、発生可能なガスのほとんどが放出されるので、同化
体中に気泡が含有されなくなる。 また、ＺｎＯやＰｂＯは、セメントの水和によって遊離
してくるＱａ （ＯＨ）２と複塩を形成し、この複塩
がセメント粒子の表面をおおって水和の進行を阻害する
ものと考えられる。 焼却灰中にＺｎＯやＰｂＯが含ま
れていても、あらかじめアルカリで処理することにより
、このような複塩をセメントとの混線に先立って析出さ
せてお（ブば、セメントの水和過程でセメント粒子の表
面をおおうことがなくなるので、水和阻害が防止できる
。 さらに、溶解度の小さい水酸化物生成の場合も同様の機
構で水和を妨げるものと考えられるが、この種の水酸化
物を生成する可能性のある金属塩化合物が焼却灰中に含
まれていても、あらかじめアルカリで処理し、水酸化物
を沈澱させておけば、同様にセメントの水和過程でセメ
ント粒子表面への水酸化物の沈着がなくなり、水和阻害
が防止できる。 このようにして、セメント固化体の物性を低下させる焼
却灰中の微量の金属、金属酸化物および金属塩化合物に
よる悪影響をとり除くことができる。
【実施態様］
アルカリ物質は、上記した作用を十分に発揮するＣａ
（ＯＨ）２を使用することが好ましい。Ｃａ（ＯＨ）
２の飽和溶液は高ｐＨを示し、上記した作用を効果的に
発揮すると同時に、それ自体セメントの水和生成物の１
種であって、セメントの硬化調和に悪影響を与えること
はない。 しかし、焼却灰中に粒径の大きな金属粒子が含まれてい
ると、金属とアルカリ液による前処理工程での水素ガス
発生が徐々に進行し、前処理に長時間を要する場合があ
る。 このような焼却灰を処理するには、アルカリ物質
として前記Ｃａ（ＱＨ）２にＮａ ０ＨＳＫＯ）（のよ
うなアルカリ金属の水酸化物を併用するのが好ましい。 前処理におけるアリカル液のｐＨが高くなり、前処理
時間を短縮することができる。 ただし、 Ｎａ ０１
−１゜ＫＯＩ−１のようなアルカリ金属の水酸化物は、
セメント水和物の組織を粗にし、セメント同化体の強度
に悪影響を与える傾向があるので、添加量は、金属の影
響をとり除くに必要な最少量にとどめたい。 前処理は、焼却灰の組成や攪拌の強さによって異なるが
、温度は常温でよく、所要時間は１〜数１０時間、通常
は数〜１０数時間である。 実施に当って、前処理（焼却灰、水およびアルカリ物質
の添加混合）は、後続のセメントを混練する同じミキサ
ー中で行なうのが好都合である。 十分に攪拌して前処理したのち、ひきつづいて同じミキ
サー中にセメントを投入し混線できるので、前処理用装
置を特に備えなくてもよい。 セメントの使用量は、固化体に必要な物性が得られるよ
う、実験的に定めればよい。 【実施例１］ 下記の組成く重量％、以下同じ）の模擬焼却灰を用意し
た。 主原料には、製紙クレー（填料、塗被料）として
使用されているタルク、カオリン、ロウ石を１０００℃
で焼成し用いた。 ５ｉ０２ ４２．７％ ＡＩ ２０３ １９．７％ Ｍｇ０ ３．１％ Ｆｅ２Ｏ３１７，７％ ＣａＯ３，３％ Ｚｎ０ ３．０％ 未燃焼のカーボン ５．０％ その他 ２．５％ この模擬焼却灰１００重量部に対し、固形分１２％（重
量）のＣａ （ＯＨ）２スラリ一１２５重量部を添加
し、室温で、モルタルミキサーを用いて約６時間攪拌し
ながら前処理した。 次に、ポルトランドセメントを、１１０重聞重吊え（セ
メント／水の重量比１．０）混練し、混練物を型枠に充
填し、２０℃、湿空中にて養生したところ１日後硬化し
た。 １日後、硬化した固化体を離型しさらに２０℃、湿空中
にて養生し、圧縮強度を想定したところ、養生１週間後
で１４８ ｋｇ／ｃｍ２．１ケ月後は２２３ ｋｇ／
ｃｎ＋２であった。 前処理をせず同じ条件で、水、ポルトランドセメントを
加え、混練したものは、混線後１週間経過しても硬化し
なかった。 【実施例２】 実施例１の模擬焼却灰１００重量部に、金属アルミニウ
ム粉末０．５重量部を添加し、アルミニウムを含む模擬
焼却灰を用意した。 この模擬焼却灰１００重量部に対し、ポルトランドセメ
ント１１０重囲部、水１１０重吊重吊加え、室温にてモ
ルタルミキサーを用いて混練し、混線物を型枠に注入し
、２０℃、湿空中にて養生した。 しかし、１週間経過
しても硬化しなかった。 一方、この模擬焼却灰１００重量部に対し、固形分１２
％（重量）のＣａ （Ｏｔ−１）！２２スラリ一１２
５量部を添加し、室温にてモルタルミキサーを用いて、
約１２時間撹拌しながら前処理した。 ついで、ポルトランドセメント１１０重量部を加え（セ
メント／水の重量比１．０）混練し、混線物を型枠に注
入し、２０°Ｃ湿空中にて養生したところ、１日後硬化
し、比重１．６０の同化体を得た。 前処理なしの場合
とくらべると、前処理の効果が確認できた。 しかし、
硬化した同化体を ・離型し、さらに２０℃、湿空中に
て養生し、圧縮強度を測定したところ、養生１週間後で
７７Ｋｇ／ｃｍ２、ｉカ月後は８０Ｋｇ／ｃｍ２であり
、十分な強度が得られなかった。 そこで、前記模擬焼却灰１００重量部に対し、固形分１
２％（重量）のＣａ （ＯＨ）２スラリ一１２２重量
部および２５％（重量）ＮａＯＨ水溶液水溶液４奢伊え
、前記と同様に前処理した。 ついで、ポルトランドセメンｌ−１１０重級部を加え（
セメント／水の重量比１．０）、前記と同様に混練し、
養生し、１日後、比重１．８０の固化体を得た。 さら
に圧縮強度を測定したところ、養生１週間後２３４Ｋ（
１／ｃｍ２．１ケ月後３２０にり／ｃｍ２の値が得られ
た。 金属アルミニウムを含む焼却灰に対する前処理に
際して、アルカリ物質としてＣａ （ＯＨ）２および
Ｎａ ＯＨの併用が、より効果的であることが確認でき
た。 発明の効果 本発明の処理方法によれば、焼却灰中の微量な金属およ
び金属酸化物がセメント同化体の物性に与える悪影響を
、前処理によりとり除いて、良好な物性の固化体を得る
ことができる。 使用する薬剤は市販の入手容易なものであり、価格も低
源である。 要する設備も簡単で、放射性廃棄物または廃液のセメン
ト固化処理のための既存の設備があれば、直ちに実施で
きる。 特許出願人 九州電力株式会社 同 日揮株式会社
（ＯＨ）２を使用することが好ましい。Ｃａ（ＯＨ）
２の飽和溶液は高ｐＨを示し、上記した作用を効果的に
発揮すると同時に、それ自体セメントの水和生成物の１
種であって、セメントの硬化調和に悪影響を与えること
はない。 しかし、焼却灰中に粒径の大きな金属粒子が含まれてい
ると、金属とアルカリ液による前処理工程での水素ガス
発生が徐々に進行し、前処理に長時間を要する場合があ
る。 このような焼却灰を処理するには、アルカリ物質
として前記Ｃａ（ＱＨ）２にＮａ ０ＨＳＫＯ）（のよ
うなアルカリ金属の水酸化物を併用するのが好ましい。 前処理におけるアリカル液のｐＨが高くなり、前処理
時間を短縮することができる。 ただし、 Ｎａ ０１
−１゜ＫＯＩ−１のようなアルカリ金属の水酸化物は、
セメント水和物の組織を粗にし、セメント同化体の強度
に悪影響を与える傾向があるので、添加量は、金属の影
響をとり除くに必要な最少量にとどめたい。 前処理は、焼却灰の組成や攪拌の強さによって異なるが
、温度は常温でよく、所要時間は１〜数１０時間、通常
は数〜１０数時間である。 実施に当って、前処理（焼却灰、水およびアルカリ物質
の添加混合）は、後続のセメントを混練する同じミキサ
ー中で行なうのが好都合である。 十分に攪拌して前処理したのち、ひきつづいて同じミキ
サー中にセメントを投入し混線できるので、前処理用装
置を特に備えなくてもよい。 セメントの使用量は、固化体に必要な物性が得られるよ
う、実験的に定めればよい。 【実施例１］ 下記の組成く重量％、以下同じ）の模擬焼却灰を用意し
た。 主原料には、製紙クレー（填料、塗被料）として
使用されているタルク、カオリン、ロウ石を１０００℃
で焼成し用いた。 ５ｉ０２ ４２．７％ ＡＩ ２０３ １９．７％ Ｍｇ０ ３．１％ Ｆｅ２Ｏ３１７，７％ ＣａＯ３，３％ Ｚｎ０ ３．０％ 未燃焼のカーボン ５．０％ その他 ２．５％ この模擬焼却灰１００重量部に対し、固形分１２％（重
量）のＣａ （ＯＨ）２スラリ一１２５重量部を添加
し、室温で、モルタルミキサーを用いて約６時間攪拌し
ながら前処理した。 次に、ポルトランドセメントを、１１０重聞重吊え（セ
メント／水の重量比１．０）混練し、混練物を型枠に充
填し、２０℃、湿空中にて養生したところ１日後硬化し
た。 １日後、硬化した固化体を離型しさらに２０℃、湿空中
にて養生し、圧縮強度を想定したところ、養生１週間後
で１４８ ｋｇ／ｃｍ２．１ケ月後は２２３ ｋｇ／
ｃｎ＋２であった。 前処理をせず同じ条件で、水、ポルトランドセメントを
加え、混練したものは、混線後１週間経過しても硬化し
なかった。 【実施例２】 実施例１の模擬焼却灰１００重量部に、金属アルミニウ
ム粉末０．５重量部を添加し、アルミニウムを含む模擬
焼却灰を用意した。 この模擬焼却灰１００重量部に対し、ポルトランドセメ
ント１１０重囲部、水１１０重吊重吊加え、室温にてモ
ルタルミキサーを用いて混練し、混線物を型枠に注入し
、２０℃、湿空中にて養生した。 しかし、１週間経過
しても硬化しなかった。 一方、この模擬焼却灰１００重量部に対し、固形分１２
％（重量）のＣａ （Ｏｔ−１）！２２スラリ一１２
５量部を添加し、室温にてモルタルミキサーを用いて、
約１２時間撹拌しながら前処理した。 ついで、ポルトランドセメント１１０重量部を加え（セ
メント／水の重量比１．０）混練し、混線物を型枠に注
入し、２０°Ｃ湿空中にて養生したところ、１日後硬化
し、比重１．６０の同化体を得た。 前処理なしの場合
とくらべると、前処理の効果が確認できた。 しかし、
硬化した同化体を ・離型し、さらに２０℃、湿空中に
て養生し、圧縮強度を測定したところ、養生１週間後で
７７Ｋｇ／ｃｍ２、ｉカ月後は８０Ｋｇ／ｃｍ２であり
、十分な強度が得られなかった。 そこで、前記模擬焼却灰１００重量部に対し、固形分１
２％（重量）のＣａ （ＯＨ）２スラリ一１２２重量
部および２５％（重量）ＮａＯＨ水溶液水溶液４奢伊え
、前記と同様に前処理した。 ついで、ポルトランドセメンｌ−１１０重級部を加え（
セメント／水の重量比１．０）、前記と同様に混練し、
養生し、１日後、比重１．８０の固化体を得た。 さら
に圧縮強度を測定したところ、養生１週間後２３４Ｋ（
１／ｃｍ２．１ケ月後３２０にり／ｃｍ２の値が得られ
た。 金属アルミニウムを含む焼却灰に対する前処理に
際して、アルカリ物質としてＣａ （ＯＨ）２および
Ｎａ ＯＨの併用が、より効果的であることが確認でき
た。 発明の効果 本発明の処理方法によれば、焼却灰中の微量な金属およ
び金属酸化物がセメント同化体の物性に与える悪影響を
、前処理によりとり除いて、良好な物性の固化体を得る
ことができる。 使用する薬剤は市販の入手容易なものであり、価格も低
源である。 要する設備も簡単で、放射性廃棄物または廃液のセメン
ト固化処理のための既存の設備があれば、直ちに実施で
きる。 特許出願人 九州電力株式会社 同 日揮株式会社
Claims (3)
- （１）放射性廃棄物の焼却処理に、より生じる焼却灰の
処理に当つて、水性媒体中で焼却灰にアルカリ物質を混
合する前処理を行なったのち、これにセメントを加えて
混練し固化することを特徴とする固化処理方法。 - （２）アルカリ物質としてＣａ（ＯＨ）＿２を添加する
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （３）アルカリ物質としてＣａ（ＯＨ）＿２およびＮａ
ＯＨ（またはＫＯＨ）を添加する特許請求の範囲第１項
に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59154937A JPS6132000A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 焼却灰の固化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59154937A JPS6132000A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 焼却灰の固化処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132000A true JPS6132000A (ja) | 1986-02-14 |
| JPH0262200B2 JPH0262200B2 (ja) | 1990-12-25 |
Family
ID=15595194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59154937A Granted JPS6132000A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 焼却灰の固化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132000A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01134498U (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-13 | ||
| JPH0615248A (ja) * | 1992-07-06 | 1994-01-25 | Toru Kubota | 焼却灰の安定固化方法及び固化生成物 |
| JP2010261827A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Toshiba Corp | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
| JP2012159418A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Jgc Corp | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
| JP5190975B1 (ja) * | 2012-03-27 | 2013-04-24 | 株式会社太平洋コンサルタント | 可燃性廃棄物焼却灰の固化処理方法及びその固化処理体 |
| JP2013213704A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Ihi Corp | 経海地殻還元方法及び地殻様組成体 |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP59154937A patent/JPS6132000A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01134498U (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-13 | ||
| JPH0615248A (ja) * | 1992-07-06 | 1994-01-25 | Toru Kubota | 焼却灰の安定固化方法及び固化生成物 |
| JP2010261827A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Toshiba Corp | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
| JP2012159418A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Jgc Corp | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
| JP5190975B1 (ja) * | 2012-03-27 | 2013-04-24 | 株式会社太平洋コンサルタント | 可燃性廃棄物焼却灰の固化処理方法及びその固化処理体 |
| JP2013213704A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Ihi Corp | 経海地殻還元方法及び地殻様組成体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0262200B2 (ja) | 1990-12-25 |
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