JPS6159299A - Method and device for treating radioactive waste - Google Patents

Method and device for treating radioactive waste

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JPS6159299A
JPS6159299A JP59180561A JP18056184A JPS6159299A JP S6159299 A JPS6159299 A JP S6159299A JP 59180561 A JP59180561 A JP 59180561A JP 18056184 A JP18056184 A JP 18056184A JP S6159299 A JPS6159299 A JP S6159299A
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ion exchange
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exchange resin
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    • G21F9/28Treating solids
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は主に使用済イオン交換樹脂からなる放射性廃棄
物の処理方法に係り、特に原子力発電所などから発生す
る放射性廃棄物質を吸着した使用、ψイオン交換樹脂の
処理方法およびその装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention mainly relates to a method for disposing of radioactive waste consisting of spent ion exchange resin, and in particular to the use of adsorbed radioactive waste materials generated from nuclear power plants, etc. This invention relates to a method for treating ψ ion exchange resin and an apparatus therefor.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

日本原子力学会誌の雑文「原子力発電所の一括減容処理
J(Tol、24.A10. pp770〜774(1
982))によれば以下の様に記述されている(ただし
、運転条件等について一部加筆する。)。
Miscellaneous article in the journal of the Atomic Energy Society of Japan, “Bulk Volume Reduction Processing of Nuclear Power Plants J (Tol, 24. A10. pp770-774 (1)
According to 982)), it is described as follows (however, some additions are made regarding operating conditions, etc.).

「原子カプラントから発生する放射性廃棄物はドラム缶
詰めされて発電所内貯蔵庫に保管されているが、運転年
数とともに貯蔵スペースが増大し、その対策として大幅
な廃棄物の減容が望まれる。
``Radioactive waste generated from nuclear power plants is canned in drums and stored in storage within the power plant, but as the years of operation increase, storage space increases, and as a countermeasure, it is desirable to significantly reduce the volume of waste.

このようなニーズに対応していくつかの減容固化処理装
置の開発が進められており、代表的な3例を以下に紹介
する。
In response to these needs, several volume reduction and solidification processing devices are being developed, and three representative examples will be introduced below.

(1)  流動層炉(運転温度900Cを用いて、濃縮
廃液、可燃性雑固体、使用済イオン交換樹脂、廃油など
を焼却もしくは仮焼する方式。回収した焼却灰、仮焼生
成物はバインダ添加後、打錠機でペレット化して保管す
る。
(1) Fluidized bed furnace (a method in which concentrated waste liquid, flammable miscellaneous solids, used ion exchange resin, waste oil, etc. are incinerated or calcined using an operating temperature of 900C. A binder is added to the recovered incineration ash and calcined products. Afterwards, it is made into pellets using a tablet press and stored.

(2)遠心薄膜乾燥機の口熱源の蒸気温度160c)を
用いて、濃縮廃液、使用済イオン交換樹脂、フィルタス
ラッジなどを乾燥粉末化した後、熱硬化性樹脂と均一混
合してドラム缶内に充填固化する。
(2) After drying and powdering concentrated waste liquid, used ion exchange resin, filter sludge, etc. using the steam temperature of the mouth heat source of the centrifugal thin film dryer (160c), the mixture is uniformly mixed with thermosetting resin and placed in a drum. Fill and solidify.

(3)  (2)と同様の方法で乾燥粉末化した後、造
粒機によシペレット化して保管する。さらに、最終処分
に対応してドラム缶内にペレットを充填し固形化材を注
入して固化することも可能でちる。
(3) After drying and powdering in the same manner as in (2), pelletize using a granulator and store. Furthermore, for final disposal, it is also possible to fill a drum with pellets and inject a solidifying material to solidify the pellets.

上記いずれの方式においても、多種多様の廃棄物を単一
の装置を用いて一括処理する方法をとっており、これに
より装置のコンパクト化と運転の信頼性向上を図ってい
る。」 上記の減容固化処理装置は、いずれも技術的な点や安全
性の点からは十分な実績があシ、その点では問題はない
が、使用済イオン交換樹脂の処理については、その特質
から設備の能力を大きくしたり、特別な設備を必要とし
たりという問題がある。以下、上記側々の処理装置に関
して、問題点を述べる。(1)については、使用済イオ
ン交換樹脂がプラスチックでおる特質から発熱量が10
4日/に9と可燃性雑固体の3倍程度大きく、この点か
ら流動層炉の温度暴走を防ぐための処理が施されている
。たとえば、可燃性雑固体など低発熱量の放射性廃棄物
との混合投入装置が設けられている。
In both of the above methods, a wide variety of wastes are treated all at once using a single device, thereby making the device more compact and improving operational reliability. ” All of the volume reduction and solidification processing equipment mentioned above have a sufficient track record from a technical and safety point of view, and there are no problems in that respect, but their characteristics regarding the processing of used ion exchange resin Therefore, there are problems in that the capacity of the equipment must be increased or special equipment is required. Problems regarding the above-mentioned processing devices will be described below. Regarding (1), due to the characteristic that used ion exchange resin is covered with plastic, the calorific value is 10
4 days/9, which is about three times as large as combustible miscellaneous solids, and from this point of view, treatments are taken to prevent temperature runaway in the fluidized bed furnace. For example, a device is provided for mixing in radioactive waste with low calorific value such as combustible miscellaneous solids.

また、(2)については、固化剤として熱硬化性樹脂を
用いるが、熱硬化性樹脂は、その中にわずかでも水分が
混入すると、固化剤としての所期の性能が発揮できない
Regarding (2), a thermosetting resin is used as a solidifying agent, but if even a small amount of water is mixed into the thermosetting resin, the desired performance as a solidifying agent cannot be exhibited.

すなわち、固化時に水分が持ち込まれると、熱硬化性樹
脂中の硬化促進剤(す7テン酸コバルトなど)が分解さ
れ、熱硬化性樹脂が硬化し危くなるため、熱硬化性樹脂
の一部が添加時の状態(液体)のまま存在するためでち
る。
In other words, if moisture is introduced during solidification, the curing accelerator (cobalt heptanoate, etc.) in the thermosetting resin will be decomposed and the thermosetting resin will harden and become dangerous. This is because it remains in the state (liquid) at the time of addition.

そして、使用済イオン交換樹脂は注意深く乾燥しても、
水分を完全に除去できない場合がおる。
Even if used ion exchange resin is carefully dried,
In some cases, it may not be possible to completely remove moisture.

よって、わずかでも水分を含む使用済イオン交換樹脂と
熱硬化性樹脂を混合して固化すると、強度の高い固化体
を得ることができないこととなる。
Therefore, if a used ion exchange resin and a thermosetting resin containing even a small amount of water are mixed and solidified, a solidified product with high strength cannot be obtained.

このため、遠心薄膜乾燥機で乾燥された粉体は、中性子
水分計などの含水量測定器によって測定され、徹底した
水分の管理が行なわれている。さらに(3)については
、使用済イオン交換樹脂の乾燥粉末は水を吸着して体積
が変化する特質から、ペレット保管時の水分によってペ
レットの破損が生ずる。これを防止するため、ペレット
保管用の貯槽の空気の湿度管理が行なわれる。また、使
用済イオン交換樹脂の乾燥粉末またはそのペレットを、
セメントなどの水硬化性固化剤やケイ酸アルカリ溶液を
用いた固化剤で固化する際には、固化時の反応に大量の
水が介在するため前記使用済イオン交換樹脂の乾燥粉末
またはペレットが水を吸収して体積増加をまねく。この
ため、通常放射性廃棄物の固化体として用いられる20
0Lドラム缶への充填量で比較すると、水硬性固化剤、
ケイ酸アルカリ固化剤では、上述口)の方式110勤−
乾燥樹脂/200tドラム缶の1/2〜1/3しか充填
できない。
For this reason, the powder dried in a centrifugal thin film dryer is measured with a moisture content measuring device such as a neutron moisture meter to ensure thorough moisture content control. Furthermore, regarding (3), since the dry powder of used ion exchange resin adsorbs water and changes its volume, the pellets are damaged by moisture during storage of the pellets. To prevent this, the humidity of the air in the storage tank for storing pellets is controlled. In addition, dry powder of used ion exchange resin or its pellets,
When solidifying with a hydraulic solidifying agent such as cement or a solidifying agent using an alkaline silicate solution, a large amount of water is involved in the reaction during solidification, so the dry powder or pellets of the used ion exchange resin are absorbs and causes an increase in volume. For this reason, 20
Comparing the amount of filling into a 0L drum, hydraulic solidifying agent,
For alkali silicate solidifying agents, method 110 of the above-mentioned method is used.
Only 1/2 to 1/3 of a 200 ton dry resin drum can be filled.

以上のように、使用済イオン交換樹脂の処理方法には、
イオン交換樹脂の特質から種々の欠点が生じる。
As mentioned above, there are several ways to dispose of used ion exchange resin.
Various drawbacks arise from the nature of ion exchange resins.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、主に使用済イオン交換樹脂からなる放
射性廃棄物を、簡単な方法で大幅に減容固化することが
でき、しかも−軸圧縮強度の高い固化体を得ることがで
きる放射性廃棄物の処理方法および処理装置を提供する
ことにある。
The purpose of the present invention is to solidify radioactive waste mainly consisting of used ion exchange resins by a simple method with a significant volume reduction, and to obtain a solidified material with high axial compressive strength. The purpose of the present invention is to provide a method and device for processing things.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の第1の特徴は、主に使用済イオン交換樹脂から
なる放射性廃棄物の処理方法において、まず、該放射性
廃棄物を加熱することにより、該使用済イオン交換樹脂
のイオン交換基が熱分解し、炭素化する。これによシ該
放射性廃棄物は疎水性を有すると共に、気体の吸着性を
有する。
The first feature of the present invention is that in a method for treating radioactive waste mainly consisting of used ion exchange resin, first, by heating the radioactive waste, the ion exchange groups of the used ion exchange resin are heated. Decomposes and carbonizes. As a result, the radioactive waste has hydrophobicity and gas adsorption properties.

次に、最後に形成される固化体の高減容比、高−軸圧縮
強度を得るための障害となる該放射性廃棄物に吸着され
た気体を脱気させる。
Next, the gas adsorbed on the radioactive waste, which is an obstacle to obtaining a high volume reduction ratio and high axial compressive strength of the solidified body finally formed, is degassed.

最後に、脱気された該放射性廃棄物と固化剤を混合して
、減容比が大きく、−軸圧縮強度の高い固化体を形成す
るものである。
Finally, the degassed radioactive waste is mixed with a solidifying agent to form a solidified body with a large volume reduction ratio and high -axial compressive strength.

本発明の第2の特徴は、主に使用済イオン交換樹脂から
なる放射性廃棄物の処理装置において、前記方法を達成
するために、該放射性廃棄物を加熱して炭素化する熱分
解装置と、炭素化された該放射性廃棄物に吸着した気体
を脱気するための脱気手段と、脱気後の前記放射性廃棄
物を固化する固化手段等を有するものである。
A second feature of the present invention is that in a radioactive waste processing apparatus mainly made of used ion exchange resin, in order to achieve the method, a pyrolysis device that heats and carbonizes the radioactive waste; It has a degassing means for degassing the gas adsorbed on the carbonized radioactive waste, a solidifying means for solidifying the degassed radioactive waste, and the like.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明の基本原理を説明する。発明者らはイオン交換樹
脂のイオン交換基が120C〜350tl:’。
The basic principle of the present invention will be explained. The inventors found that the ion exchange group of the ion exchange resin was 120C to 350tl:'.

好ましくは200 C劃−洋300C程度で熱分解でき
ることを見い出した。さらに、この熱分解時にイオン交
換樹脂の高分子基体でおるスチレン・ジビニルベンゼン
共重合体が、炭素化することを見い出した。また、熱分
解によるイオン交換樹脂の高分子基体の炭素化に伴ない
、炭素化する以前のイオン交換樹脂の吸水、乾燥によっ
て現われていた膨張、収縮が全く認められなくなムその
代りに、空気などの気体の吸着現象が現われることを見
い出した。このような現象が生ずる原因として、次のよ
うなことが考えられる。すなわち、弾力性のある網目状
の分子構造が、グラファイトに代表されるち密な分子構
造に変化すると共に、吸水性を持つイオン交換基がなく
なるため、膨張・収縮がなくなる。同時に親水性のイオ
ン交換基がなくなシ、疎水性の炭素になるため、空気な
どのガスを吸着しやすくなるためと考えるつ゛以下、具
体的な例をあげて説明する。
It has been found that thermal decomposition can be carried out preferably at about 200 C to 300 C. Furthermore, we have discovered that the styrene/divinylbenzene copolymer, which is the polymer base of the ion exchange resin, is carbonized during this thermal decomposition. In addition, with the carbonization of the polymer base of the ion exchange resin due to thermal decomposition, the expansion and contraction that appeared due to water absorption and drying of the ion exchange resin before carbonization are no longer observed. It was discovered that gas adsorption phenomena such as Possible causes of this phenomenon are as follows. That is, the elastic network-like molecular structure changes to a dense molecular structure typified by graphite, and at the same time, the ion exchange group with water absorbing properties disappears, so there is no expansion or contraction. At the same time, there is no hydrophilic ion exchange group and the carbon becomes hydrophobic, making it easier to adsorb gases such as air.This will be explained below using a specific example.

れにイオン交換基であるスルホン酸基(S Os H)
を結合させた架橋構造をもち、かつ立体構造を有し、次
のような構造式であられされる。又、分子式は、(Ct
eHtsOsS)nであられサレル。
Sulfonic acid group (S Os H) which is an ion exchange group
It has a cross-linked structure in which , and has a three-dimensional structure, and has the following structural formula. Also, the molecular formula is (Ct
eHtsOsS)n Hail Sarel.

CH−CH2−CH 03H 一方、陰イオン交換樹脂は、陽イオン交換樹脂と同じ高
分子基体にイオン交換基である4級アンモニウム基(N
RaOH)を結合させたもので、次のような構造式であ
られされる。又、分子式は、(Czo&aON)nであ
られされる。
CH-CH2-CH 03H On the other hand, anion exchange resin has a quaternary ammonium group (N
It has the following structural formula. Further, the molecular formula is (Czo&aON)n.

次に、イオン交換樹脂の各成分間の結合部の結合エネル
ギーを説明する。第2図は、陽イオン交換樹脂の骨格構
造を示したものであるが、陰イオン交換樹脂の場合でも
基本的に同じでオリ、イオン交換基が異なるだけである
。第2図において、各成分間の各結合部分1,2,3.
4の結合エネルギーを第1表に示す。
Next, the bond energy of the bond between each component of the ion exchange resin will be explained. FIG. 2 shows the skeletal structure of a cation exchange resin, which is basically the same in the case of an anion exchange resin, with the only difference being the orientation and ion exchange groups. In FIG. 2, each connecting portion 1, 2, 3, . . . between each component is shown.
The binding energies of 4 are shown in Table 1.

表1 イオン交換樹脂の熱分解を行なった場合、結合エネルギ
ーの最も小さいイオン交換基がまず分解し、次に高分子
基本の直鎖部分が、最後にベンゼン環部分が分解する。
Table 1 When an ion exchange resin is thermally decomposed, the ion exchange group with the lowest binding energy decomposes first, then the linear chain portion of the polymer base, and finally the benzene ring portion.

欠に、第3図に、示差熱天秤を用いて空気婬囲気でイオ
ン交換樹脂の熱重量分析(TGA)を行なった結果を示
す。ただし、70C〜110Cで起こる水の蒸発に伴う
重量減少は示されていない。
Specifically, FIG. 3 shows the results of thermogravimetric analysis (TGA) of the ion exchange resin in an air atmosphere using a differential thermal balance. However, the weight loss associated with water evaporation that occurs between 70C and 110C is not shown.

実線は陰イオン交換樹脂の熱電fit変化を示し、破線
は陽イオン交換樹脂のそれを示す。また、第3図に示さ
れる各結合部分の分解温度を第2表にあられす。
The solid line shows the thermoelectric fit change of the anion exchange resin, and the dashed line shows that of the cation exchange resin. Table 2 also shows the decomposition temperatures of each bond shown in Figure 3.

第2表によると、陰イオン交換樹脂ではまずイオン交換
基である4級アンモニウム基が130〜190Cで分解
し、350C以上で直鎖部分が、380C以上でベンゼ
ン環部分が分解する。又、陽イオン交換樹脂では200
〜300Cでイオン交換基であるスルホン酸基が分解し
た後、直鎖部分、ベンゼン環部分が陰イオン樹脂と同様
に分解する。
According to Table 2, in the anion exchange resin, the quaternary ammonium group, which is an ion exchange group, decomposes first at 130 to 190C, the linear part decomposes at 350C or more, and the benzene ring part decomposes at 380C or more. In addition, for cation exchange resins, 200
After the sulfonic acid group, which is an ion exchange group, is decomposed at ~300C, the linear portion and benzene ring portion are decomposed in the same manner as the anion resin.

しかしながら、この分解特性は酸素有無によって変化す
る。第4図、第5図に使用済樹脂を熱分解するに必要な
化学当量分だけの酸素を含んだ空気雰囲気と、酸素を含
まない窒素雰囲気でそれぞれ熱重量分析を行なった場合
のデータである(なお、前記第3図の熱重量分析は、化
学当量より十分多くの酸素を供給した場合のデータであ
る)。
However, this decomposition characteristic changes depending on the presence or absence of oxygen. Figures 4 and 5 show the data obtained when thermogravimetric analysis was conducted in an air atmosphere containing the chemical equivalent of oxygen required to thermally decompose used resin, and in a nitrogen atmosphere containing no oxygen, respectively. (The thermogravimetric analysis shown in FIG. 3 above is data obtained when sufficiently more oxygen than the chemical equivalent was supplied).

第4図は、陽イオン交換樹脂を熱分解した場合のデータ
でおり、実線が化学当量分の酸素が存在する雰囲気中で
のもの、破線が窒素雰囲気中のものでおる。高分子基体
の大部分は酸素を必要とする酸化反応であり、発熱を伴
なうものでるることがわかる。一方窒素雰囲気であって
も、イオン交換基(スルホン酸基)は200〜aoot
:”で熱分解しており、イオン交換基の熱分解には、酸
素の供給が不要であり、発熱を伴なうことがない。
FIG. 4 shows data when a cation exchange resin is thermally decomposed, where the solid line shows the data in an atmosphere containing a chemical equivalent of oxygen, and the broken line shows the data in a nitrogen atmosphere. It can be seen that most of the polymer substrates undergo oxidation reactions that require oxygen and are accompanied by heat generation. On the other hand, even in a nitrogen atmosphere, the ion exchange group (sulfonic acid group) is 200 to aooot
The thermal decomposition of ion exchange groups does not require the supply of oxygen and does not generate heat.

第5図は、陰イオン交換樹脂を熱分解した場合のデータ
で、第4図と同様実線は化学当量分の酸素雰囲気中、破
線は窒素雰囲気中におけるデータである。このように陰
イオン交換樹脂の場合も陽イオン交換樹脂の場合と同様
、イオン交換基(4級アンモニウム基)は酸素がなくと
も130〜190Cで分解し、高分子基体は酸素によ#
)350〜480Cで発熱しながら酸化分解することが
わ −かった。
FIG. 5 shows data obtained when an anion exchange resin is thermally decomposed. Similar to FIG. 4, the solid line shows data in a chemical equivalent amount of oxygen atmosphere, and the broken line shows data in a nitrogen atmosphere. In this way, in the case of anion exchange resins as well as in the case of cation exchange resins, the ion exchange groups (quaternary ammonium groups) decompose at 130 to 190 C even in the absence of oxygen, and the polymer base is exposed to oxygen.
) It was found that oxidative decomposition occurs at 350 to 480C while generating heat.

以上の熱分解の結果、イオン交換樹脂中のイオン交換基
は、窒素など不活性ガス雰囲気中で発熱を伴なうことな
く分解できるがこのまま、加熱しても、高分子基体の全
部を分解することはできない。そこで、イオン交換基分
解後のイオン交換樹脂について、その物性を検討した。
As a result of the above thermal decomposition, the ion exchange group in the ion exchange resin can be decomposed in an inert gas atmosphere such as nitrogen without generating heat, but even if it is heated as it is, the entire polymer base will decompose. It is not possible. Therefore, we investigated the physical properties of the ion exchange resin after decomposition of the ion exchange groups.

物性としては、従来技術での問題点となっている水の吸
着と、それに伴なう膨潤との2点について実験を行なっ
た。
As for the physical properties, experiments were conducted on two points: water adsorption, which is a problem in the prior art, and the swelling that accompanies it.

第6図に浸漬試験の結果を示す。ここでは乾燥した粒状
イオン交換樹脂と、600Cで熱分解した粒状イオン交
換樹脂(以下炭素化樹脂と言う)を用いて、水による膨
潤の度合を測定した。乾燥イオン交換樹脂の場合、水に
浸漬すると同時に、体積が約3倍に増加する。一方炭素
化樹脂では、体積が一度ゆるやかに増加するが、気泡を
出して体積が初期の状態にもどる現象があることを見い
出した。
Figure 6 shows the results of the immersion test. Here, the degree of swelling by water was measured using a dried granular ion exchange resin and a granular ion exchange resin thermally decomposed at 600C (hereinafter referred to as carbonized resin). In the case of dry ion exchange resins, the volume increases approximately three times upon immersion in water. On the other hand, it has been discovered that in carbonized resin, the volume once increases gradually, but then bubbles are released and the volume returns to its initial state.

上記のように、乾燥イオン交換樹脂と炭素化樹脂に現わ
れる現象が異なる。第7図にそれぞれの樹脂に現われる
現象とそのメカニズムを示す。乾燥イオン交換樹脂を水
に浸漬した場合の現象は膨潤であり、これは一般に次の
ように考えられている。イオン交換樹脂のイオン交換基
はスチレンφジビニルベンゼン共重合体の網目の分子構
造の中にある。このイオン交換基は分極性が強く、これ
が極性の強い水を吸着する主原因となっている。
As mentioned above, the phenomena that appear in dry ion exchange resins and carbonized resins are different. Figure 7 shows the phenomena that appear in each resin and their mechanisms. Swelling occurs when a dry ion exchange resin is immersed in water, and this phenomenon is generally considered as follows. The ion exchange groups of the ion exchange resin are present in the molecular structure of the styrene φ divinylbenzene copolymer network. This ion exchange group has strong polarizability, which is the main reason for the adsorption of highly polar water.

この吸着水は、弾力性のある網目構造の高分子基体を押
し拡げてまで入り込む。これによってイオン交換樹脂の
体積を大きくする膨潤が発生する。
This adsorbed water spreads out the elastic network structure of the polymer substrate and penetrates into it. This causes swelling that increases the volume of the ion exchange resin.

粒状イオン交換樹脂を例にとると、乾燥時の平均粒径が
400μmであったものが、450〜600μmになり
、体積比で1.2〜3倍となる(体積増加は、イオン交
換基についたイオンによって異なるが、おおむねH4″
〉アルカリ金属〉アルカリ土類金属・遷移金属の順であ
る)。ここでイオン交換樹脂の膨潤生ずる原因が2つで
あること注目する必要がある。その一つは、分極性の強
いイオン交換基が水を吸収すること、もう一つは、弾力
性を持つ網目構造の高分子基体にちる。なぜなら、イオ
ン交換基を持たない高分子基体のみの樹脂においても、
水によって1.2倍程度に体積膨張を示すからである。
Taking granular ion exchange resin as an example, the average particle size when dried was 400 μm, but now it is 450 to 600 μm, which is 1.2 to 3 times the volume ratio (the increase in volume is due to the increase in the ion exchange group). Although it varies depending on the ion, it is generally H4''
〉Alkali metals〉alkaline earth metals and transition metals). It is important to note here that there are two causes for the swelling of the ion exchange resin. One is that the highly polarizable ion exchange group absorbs water, and the other is that the polymer base has an elastic network structure. This is because even in resins with only polymeric bases that do not have ion exchange groups,
This is because the volume expands by about 1.2 times with water.

炭素化樹脂においては、この様子は一変する。すなわち
、炭素化によって炭素化樹脂の粒径は、乾燥樹脂の粒径
よシも小さく、体積では乾燥樹脂の1/2となる。これ
に伴ない、イオン交換樹脂の持っていた〜7人程度の細
孔の特性が現われる。つまシ、分子構造が多環し、グラ
ファイトの構造に近づき、炭素の疎水性の性質が現われ
、これが細孔への水の吸着を排除し、空気などの気体が
吸着しゃすくなる。しかしながら、一度吸着した空気な
どの気体は、大量の水の存在、すなわち水中に浸漬した
ような場合、再び脱着し気体として放出される。これが
脱泡現象として現われ、これによって、ちたかも炭素化
樹脂が膨潤したかのように見える。また、分子構造はち
密な多環構造となっているため、最早、水を吸着しても
、それまでの高分子基体のように体積が増加することは
ない。この事実は、第6図の浸漬150h (約6日)
においても、体積変化がないことから裏付けられる。
With carbonized resins, this situation completely changes. That is, due to carbonization, the particle size of the carbonized resin is smaller than the particle size of the dry resin, and the volume is 1/2 that of the dry resin. Along with this, the pore characteristics of about 7 to 7 people that the ion exchange resin had appear. The molecular structure is polycyclic, approaching that of graphite, and the hydrophobic nature of carbon appears, which eliminates the adsorption of water into the pores and makes it easier for gases such as air to adsorb. However, once adsorbed gas such as air is desorbed again and released as a gas in the presence of a large amount of water, ie, when immersed in water. This appears as a defoaming phenomenon, which gives the appearance that the carbonized resin has swollen. Furthermore, since the molecular structure is a dense polycyclic structure, even when water is adsorbed, the volume no longer increases as with conventional polymer substrates. This fact corresponds to the immersion time of 150 hours (approximately 6 days) in Figure 6.
This is also supported by the fact that there is no change in volume.

以上の炭素化樹脂の特性は発明者らが新らたに見い出し
たものである。すなわちあらかじめイオン交換樹脂を1
000以上の200〜6oocの範囲で熱分解すること
によって、熱分解前のイオン交換樹脂とは全く異なった
特質を持つ。この特質を利用して、炭素化樹脂をペレッ
ト化し、貯蔵することによって、湿度管理など特別のi
備を有することなく、弱棄物の中間貯蔵が容易となる。
The above characteristics of the carbonized resin were newly discovered by the inventors. In other words, add 1 ion exchange resin in advance.
By thermally decomposing it in the range of 200 to 600000 or more, it has characteristics completely different from that of the ion exchange resin before thermal decomposition. Utilizing this characteristic, carbonized resin can be pelletized and stored to meet special requirements such as humidity control.
Intermediate storage of weak waste becomes easy without the need for equipment.

また、炭素化樹脂またはそのペレットは既述のように疎
水性を有するから、これらを水分の影18t−受ける熱
硬化性グラスチックなどによって固化する場合にも形成
される固化体は強度の高いものとなる。
Furthermore, since carbonized resins or their pellets have hydrophobic properties as mentioned above, the solidified material formed when they are solidified with thermosetting glass, etc., which is exposed to the shadow of moisture, has high strength. becomes.

よって、炭素化していないイオン交換樹脂と熱硬化性プ
ラスチックスを混合して固化する従来技術のような、高
度の水分管理、?1ilj定が不要となる。
Therefore, advanced moisture management, such as conventional technology that mixes and solidifies non-carbonized ion exchange resin and thermosetting plastics? 1ilj constant becomes unnecessary.

しかしながら、水硬性物質やケイ酸アルカリを用いた固
化剤を用いる場合には脱泡を実施しなければ図8に関す
る説明で後述するように強度の高い固化体を得ることは
できない。
However, when using a solidifying agent using a hydraulic substance or an alkali silicate, it is not possible to obtain a solidified body with high strength unless defoaming is performed, as will be described later in the explanation regarding FIG.

そこで、発明者らは、水硬性物質やケイ酸アルカリを用
いた固化剤のうち、硬化作用を持たない状態で、前記固
化剤の液状成分中に、あらかじめ浸漬脱泡した後、硬化
し、さらに固化させる方法を考案した。この考案は、発
明者らが新らたに見い出した炭素化樹脂の特質に基づく
ものである。
Therefore, the inventors discovered that a solidifying agent using a hydraulic substance or an alkali silicate, which does not have a hardening effect, is immersed in the liquid component of the solidifying agent to defoam it, and then hardened. I devised a method to solidify it. This idea is based on the characteristics of carbonized resin newly discovered by the inventors.

以下、上記の固化方法を具体例を上げて詳細に述べる。Hereinafter, the above solidification method will be described in detail using specific examples.

ここではケイ酸アルカリ溶液と硬化剤であるポリリン酸
ケイ素の粉末を用いて粒状イオン交換樹脂を炭素化した
炭素化樹脂を均質固化する場合の例を述べる。
Here, an example will be described in which a carbonized resin obtained by carbonizing a granular ion exchange resin is homogeneously solidified using an alkaline silicate solution and a powder of silicon polyphosphate as a hardening agent.

まず、ケイ酸アルカリ溶液に炭素化樹脂を浸漬し、脱泡
する。この後、硬化剤を添加して固化した。この時の吸
着気体の残留率と固化体強度および充jjt[との関係
を第8図に示す。この時の温度は25C1硬化条件は、
炭素化樹脂40wt%、ケイ酸アルカリ溶液40wt*
、硬化剤20 wt%の割合である。
First, a carbonized resin is immersed in an alkaline silicate solution and defoamed. After this, a curing agent was added and solidified. The relationship between the residual rate of adsorbed gas, the strength of the solidified body, and the filling jjt at this time is shown in FIG. The temperature at this time is 25C1, and the curing conditions are:
Carbonized resin 40wt%, silicate alkali solution 40wt*
, the proportion of curing agent is 20 wt%.

また、硬化剤としては、ボ1717ン酸ケイ素には限ら
ず、弱酸であればよい。
Further, the curing agent is not limited to silicon borate, and any weak acid may be used.

たとえば、リン酸ナトリウムなどの無機リン酸塩、又は
ケイ酸カルシウム、炭酸バリウムなどのアルカリ土類金
属塩が有効である(さらに詳細には特開昭57−197
500参照)。
For example, inorganic phosphates such as sodium phosphate, or alkaline earth metal salts such as calcium silicate and barium carbonate are effective (for more details, see JP-A-57-197
500).

炭素化樹脂の吸着気体量は脱泡前で2.1CC/gであ
った。
The adsorbed gas amount of the carbonized resin was 2.1 CC/g before defoaming.

図から一動圧縮強度は、吸着気体の残留率が増加するに
従い、ゆるやかに減少する。また、吸着気体の残留率の
増加に伴ない、単位容積当りの炭素化樹脂の充填量は、
低下してゆく。これは、炭素化樹脂から脱着した気体に
よって発生した気泡の量に対応する。また−軸圧縮強度
の低下は、この気泡によるものは明らかである。−軸圧
縮強度が、海洋投棄の基準150 Kti/cm”を満
足するためには、吸着気体の残留率が50%以下、また
充填・F]:t−200t )”y A缶換算テ、11
0に9以上を充填するためには、吸着気体の残留率50
%以下とすることが必要であることがわかる。吸着気体
の50%が残留していていても、このように強度、充填
量に影響を及ぼさないのは、吸着気体の全部が水と入れ
かわシ、脱着して気泡を発生するのではないためである
と考える。したがって吸着気体の一部は水などに浸漬し
ても、脱着して気泡は出さないことがわかる。以上の事
から、炭素化樹脂に吸着した気体の50チを脱着させれ
ばよく、このために必要なケイ酸アルカリ溶液への炭素
化樹脂の浸漬時間を求めた。第9図にケイ酸アルカリ溶
液中に浸漬したときの吸着気体の残留率の結果を示す。
The figure shows that the dynamic compressive strength gradually decreases as the residual rate of adsorbed gas increases. In addition, as the residual rate of adsorbed gas increases, the amount of carbonized resin filled per unit volume is
It continues to decline. This corresponds to the amount of bubbles generated by the gas desorbed from the carbonized resin. Furthermore, it is clear that the decrease in axial compressive strength is due to the air bubbles. - In order for the axial compressive strength to satisfy the ocean dumping standard of 150 Kti/cm, the residual rate of adsorbed gas must be 50% or less, and filling・F]: t-200t)"y A can conversion Te, 11
In order to fill 0 with 9 or more, the residual rate of adsorbed gas is 50
% or less. Even if 50% of the adsorbed gas remains, it does not affect the strength or filling amount because all of the adsorbed gas is not replaced with water and desorbed to generate bubbles. I believe that. Therefore, it can be seen that even if a part of the adsorbed gas is immersed in water etc., it is desorbed and no bubbles are produced. From the above, it is sufficient to desorb 50 g of the gas adsorbed on the carbonized resin, and the required immersion time of the carbonized resin in the alkaline silicate solution for this purpose was determined. FIG. 9 shows the results of the residual rate of adsorbed gas when immersed in an alkali silicate solution.

浸漬時の条件として、攪拌なし、攪拌有、撹拌+加熱の
3架件を選び実験を行なった。その結果、いずれの場合
も時間の経過とともに、吸着していた気体は減少する。
The experiment was conducted by selecting three immersion conditions: no stirring, with stirring, and stirring + heating. As a result, in either case, the amount of adsorbed gas decreases over time.

しかしながら、減少は攪拌なし、攪拌有、攪拌+加熱の
順に大きくなる。攪拌有、攪拌+加熱はいずれも2時間
以内に、攪拌なしでも3時間以内に、第8図に示したよ
うに充填量、強度を満足する吸着気体の残留率50チ以
下に達する。また超昔波照射でも攪拌と同様の効果′I
C春する。このように浸漬時の条件によって吸着気体の
減少の度合が変化するのは、次のように説明できる。す
なわち、攪拌のない場合、脱着してきた気体によって炭
素化樹脂がお訃われて、これが、水が炭素化樹脂に吸着
されるのを抑制するため、気体の脱着が進行しにくくな
る。一方、攪拌を加えると、炭素化明脂をおおう気体が
取り除かれるために、気体の脱着は早くなる。さらに、
攪拌操作に加熱操作を加えると、気体の脱着が早くなる
が、これは水が水蒸気となって炭素化樹脂内部に拡散し
てゆく速度が増加するためと考えられる。
However, the decrease increases in the order of no stirring, stirring, and stirring + heating. As shown in FIG. 8, within 2 hours with stirring and stirring + heating, and within 3 hours with no stirring, the residual rate of adsorbed gas that satisfies the filling amount and strength is 50 cm or less, as shown in FIG. Also, ultra-old wave irradiation has the same effect as stirring.
C spring. The reason why the degree of decrease in adsorbed gas changes depending on the conditions during immersion can be explained as follows. That is, in the absence of stirring, the carbonized resin is destroyed by the desorbed gas, which inhibits water from being adsorbed by the carbonized resin, making it difficult for the gas to desorb. On the other hand, when stirring is added, the gas that covers the carbonized light resin is removed, so that the gas is desorbed more quickly. moreover,
When a heating operation is added to the stirring operation, gas desorption becomes faster, and this is thought to be because the rate at which water becomes water vapor and diffuses into the carbonized resin increases.

以上の結果から、ケイ酸アルカリ溶液に炭素化111脂
を浸漬することによって吸着した気体の50チ以上が3
時間以内に除去でき、これに硬化剤を加えて硬化するこ
とによって、充填量が高く、かつ強度の高い固化体が得
られる。さらに、気体の脱着速度は、攪拌、加熱などの
操作を加えることにより短縮できる。
From the above results, 50 or more of the gases adsorbed by immersing carbonized 111 fat in an alkaline silicate solution are
By adding a curing agent to the solidified material and curing it, a solidified material with a high filling amount and high strength can be obtained. Furthermore, the gas desorption rate can be reduced by adding operations such as stirring and heating.

上記の例は、粒状イオン交換樹脂を炭素化した場合であ
るが、粉状イオン交換樹脂を炭素化した場合、炭素化し
た樹脂を圧縮造粒したペレットについても同様に脱泡で
きる。
The above example is a case in which a granular ion exchange resin is carbonized, but when a powdered ion exchange resin is carbonized, defoaming can be similarly performed for pellets obtained by compressing and granulating the carbonized resin.

第10図にその結果を示す。同図において温度は25C
1粒状イオン交換樹脂の粒径は約30μmである。ペレ
ットは円柱形で、高さ、直径とも約20肩でちる。ペレ
ットについては、吸着気体の残留率50%を達成するた
めに、約4時間を必要とする。粉状イオン交換樹脂の炭
素化樹脂では、粒状イオン交換樹脂の炭素化樹脂よシも
短時間で脱泡できる。ペレットについては、脱泡が攪拌
だけでは十分に行なえないこともある。したがってペレ
ットについては、炭素化樹脂に吸着した気体を真空吸引
後、ケイ酸アルカリ溶液と硬化剤を混合したものを流し
込むことによって、吸着気体の残留率が20−以下とな
り、充填量の大きくかつ強度の高い固化体を得ることが
できる。
Figure 10 shows the results. In the same figure, the temperature is 25C
The particle size of one particle of ion exchange resin is about 30 μm. The pellets are cylindrical in shape and about 20 shoulders in height and diameter. For pellets, approximately 4 hours are required to achieve 50% residual adsorbed gas. Carbonized powdered ion-exchange resins can be defoamed in a shorter time than carbonized granular ion-exchange resins. For pellets, stirring alone may not be sufficient for degassing. Therefore, for pellets, by vacuum suctioning the gas adsorbed on the carbonized resin and then pouring in a mixture of an alkaline silicate solution and a curing agent, the residual rate of adsorbed gas becomes 20- or less, and the filling amount is large and the strength is increased. A high solidified product can be obtained.

以上の様に、粉状イオン交換樹脂および粒状イオン交換
樹脂の炭素化樹脂については、ケイ酸アルカリ溶液にあ
らかじめ浸漬することによって、吸着気体が除去し、炭
素化樹脂の充填量が大きくかつ強度の高いケイ酸アルカ
リによる固化体を得ることができる。また、ペレットに
ついては、真空脱気によって、より効果的に脱気でき、
充填量が大きくかつ強度の高いケイ酸アルカリによる固
化体を得ることができる。
As mentioned above, by pre-immersing the carbonized resin of powdered ion exchange resin and granular ion exchange resin in an alkaline silicate solution, the adsorbed gas is removed, and the filling amount of the carbonized resin is large and the strength is increased. A solidified product with high alkali silicate content can be obtained. Additionally, pellets can be more effectively degassed by vacuum degassing.
A solidified body of alkali silicate with a large filling amount and high strength can be obtained.

上記例は、すべてケイ酸アルカリ溶液を用いた例でおる
が、セメントなど水硬性物質を用いても同様の効果が得
られる。水硬化性固化剤であるセメントの具体例を上げ
て以下説明する。セメントとしては通常ポルトランドセ
メントが使用されるが、これは水と混合することによっ
て硬化する。
Although the above examples all use an alkali silicate solution, similar effects can be obtained using a hydraulic substance such as cement. A specific example of cement, which is a hydraulic solidifying agent, will be explained below. The cement used is usually Portland cement, which hardens when mixed with water.

この場合、セメントが粉でおるため、水によってあらか
じめ浸漬し炭素化樹脂に吸着した気体を除去する。第1
1図に粒状イオン交換樹脂の炭素化樹脂について吸着気
体の残留率の時間変化を示す。
In this case, since the cement is powdered, it is soaked in water in advance to remove the gas adsorbed on the carbonized resin. 1st
Figure 1 shows the change over time in the residual rate of adsorbed gas for the carbonized resin of the granular ion exchange resin.

ここでは、第9図と同様、攪拌なし、攪拌有、攪拌+加
熱の3条件について実験を行なった。その結果、ケイ酸
アルカリ溶液の場合よりも、脱泡に要する時間は短かく
なり、いずれも、2時間以内で吸着気体の残留率は50
%以下となる。このようにして1脱泡した炭素化樹脂に
セメントを加えて硬化し、固化させる。このL ”)ら
かじめ、炭素化樹脂40に対して水20で浸漬脱泡し、
これにセメント40を加えることによって、セメント4
0wtチ、水2Qwt%、炭素化樹脂40wt%の固化
体を作成できる。この固化体において、炭素化樹脂の吸
着気体の残留率と一軸圧縮強度、および充填量の関係は
、第8図と同様でおる。したがって、セメントにおいて
も同様に、充填量が高く、かつ強度の高い固化体が得ら
れる。
Here, as in FIG. 9, experiments were conducted under three conditions: no stirring, with stirring, and stirring + heating. As a result, the time required for defoaming is shorter than in the case of alkaline silicate solution, and in both cases, the residual rate of adsorbed gas is reduced to 50% within 2 hours.
% or less. Cement is added to the carbonized resin which has been defoamed in this way, and is hardened and solidified. This L'') was first degassed by immersing 40 parts of the carbonized resin in 20 parts of water.
By adding cement 40 to this, cement 4
It is possible to create a solidified body containing 0wt% water, 2Qwt% water, and 40wt% carbonized resin. In this solidified body, the relationship between the residual rate of adsorbed gas in the carbonized resin, the unconfined compressive strength, and the filling amount is the same as that shown in FIG. Therefore, in cement as well, a solidified body with a high filling amount and high strength can be obtained.

上記例においては、セメントで粒状イオン交換樹脂の炭
素化樹脂を固化する例を述べたが、粉状イオン交換樹脂
の牽索化樹脂、およびベレット化した炭素化樹脂につい
ても同様の効果を奏する。
In the above example, an example was described in which the carbonized resin of the granular ion exchange resin is solidified with cement, but the same effect can be achieved with the towing resin of the powdered ion exchange resin and the pelletized carbonized resin.

第12図に、これら炭素化樹脂およびベレットの脱泡の
度合を示す。な・お、同図における温度は25Cでちる
。粉状イオン交換樹脂の炭素化樹脂では、粒状イオン交
換樹脂のそれと比較して、短時間で浸漬脱泡できる。一
方ペレットについては、致着気体の残留率50チに達す
る時間は、約3時間でらるが、セメントの脱泡が攪拌だ
けでは十分く行なえないことがある。このため、炭素化
樹脂に吸着した気体を真空吸引後、セメントと水とr混
合したもの全流し込む方法を取ることが望ましい。これ
によって、炭素化樹脂の吸着気体の残留率が20−以下
となシ、充填量が大きく、かつ強度の高い固化体が得ら
れる。
FIG. 12 shows the degree of defoaming of these carbonized resins and pellets. Note that the temperature in the figure is 25C. Carbonized powdered ion-exchange resins can be immersed and defoamed in a shorter time than granular ion-exchange resins. On the other hand, for pellets, it takes about 3 hours to reach a residual rate of 50% of adhering gas, but stirring alone may not be sufficient to degas the cement. For this reason, it is desirable to use a method in which the gas adsorbed on the carbonized resin is vacuum-suctioned, and then a mixture of cement and water is completely poured into the carbonized resin. As a result, the residual ratio of adsorbed gas in the carbonized resin is 20 or less, and a solidified body with a large filling amount and high strength can be obtained.

以上の様に、粉状イオン交換樹脂および粒状イオン交換
樹脂については、水にあらかじめ浸漬することによって
、吸着気体を除去し、炭素化樹脂の充填量が大きく、か
つ強度の高いセメント固化体が得られる。また、ペレッ
トについては、真空脱気によって、より効果的に脱気で
き、充填量が大きくかつ強Ifの旨いセメント固化体を
得ることができる。
As mentioned above, by soaking powdered ion exchange resin and granular ion exchange resin in water in advance, adsorbed gas can be removed, and a solidified cement with a large amount of carbonized resin and high strength can be obtained. It will be done. In addition, the pellets can be more effectively degassed by vacuum degassing, and a solidified cement with a large filling amount and a strong If can be obtained.

上記例では、水硬化性物質として化メン)1−取)上げ
たが、ケイ酸アルカリ粉末と硬化剤粉末とからなる固化
剤も、水を加えることによって硬化する水硬性物質であ
シ、これを用いても上記セメントの例と全く同様の効果
を奏する。
In the above example, the hydraulic substance was chemical (1), but the solidifying agent consisting of alkali silicate powder and hardening agent powder is also a hydraulic substance that hardens by adding water. The same effect as in the above cement example can be obtained even if the cement is used.

以下、本発明を実施するに効果的な装置フローを示し、
本発明の実施例を具体的に述べる。
Below, an effective device flow for carrying out the present invention is shown,
Examples of the present invention will be specifically described.

実施例1 本実施例は、沸騰水型原子炉の復水浄化器から発生する
粉状イオン交換樹脂を、熱分解によシ炭素化樹脂とした
後、これを固化剤であるケイ酸アルカリと混合して固化
処理するものであシ、第1図は本実施例に用いた処理シ
ステムの系統図を示す。
Example 1 In this example, a powdery ion exchange resin generated from a condensate purifier of a boiling water reactor is converted into a carbonized resin by thermal decomposition, and then this is treated with an alkali silicate as a solidifying agent. Fig. 1 shows a system diagram of the processing system used in this example.

使用済の粉状イオン交換樹脂(以下、粉状樹脂と略す)
51は復水脱塩器から逆洗操作によシ廃棄されるためス
ラリー状になっておシ、これは廃樹脂タンク52に貯蔵
されている。廃樹脂タンク52内の粉状樹脂51は約1
0チスラリーの状態でパルプ53を介して脱水器54に
供給され、ここで含水率50%程度にまで遠心脱水され
る。その後、脱水の終った粉状樹脂51の所定量(乾燥
重量で約200にり)がナイフゲート弁55を介し、熱
分解装置に供給される。熱分解装置は、内容績約1m”
のバッチ式固定床でおる反応器56と加熱装置57から
成る。反応器56に供給された粉状樹脂51#′i、加
熱装置57により300Cで約4時間加熱され、炭素化
樹脂58となった。
Used powdered ion exchange resin (hereinafter abbreviated as powdered resin)
51 is discarded from the condensate demineralizer through a backwashing operation, so it becomes a slurry, which is stored in a waste resin tank 52. The powdered resin 51 in the waste resin tank 52 is approximately 1
The 0% slurry is supplied to the dehydrator 54 via the pulp 53, where it is centrifugally dehydrated to a water content of about 50%. Thereafter, a predetermined amount (approximately 200 dry weight) of the dehydrated powdered resin 51 is supplied to the pyrolysis apparatus via the knife gate valve 55. The pyrolysis equipment has an internal height of approximately 1m.”
It consists of a batch type fixed bed reactor 56 and a heating device 57. The powdered resin 51#'i supplied to the reactor 56 was heated at 300 C for about 4 hours by the heating device 57 to become a carbonized resin 58.

なお、反応器56にはパルプ81t−介して不活性ガス
供給配管80よシネ活性ガス(たとえば、窒素ガス)が
供給される。
Incidentally, a cine active gas (for example, nitrogen gas) is supplied to the reactor 56 from an inert gas supply pipe 80 through the pulp 81t.

これによシ、イオン交換樹脂の熱分解は不活性ガス中で
行なわれる。
Thereby, the thermal decomposition of the ion exchange resin is carried out in an inert gas.

よって、イオン交換樹脂の加熱温度−1600C程度ま
で上げても、酸素雰囲気中で行なう場合のようにイオン
交換樹脂が燃焼して発熱および温度暴走することがない
(図4,5参照)。
Therefore, even if the heating temperature of the ion exchange resin is raised to about -1600C, the ion exchange resin will not burn and generate heat and temperature will not run out of control, unlike in the case of heating in an oxygen atmosphere (see FIGS. 4 and 5).

ゆえに、不活性ガス中でのイオン交換樹脂の熱分解操作
においては、燃焼による発熱および温度暴走防止のため
の設備が不要である。
Therefore, in the thermal decomposition operation of an ion exchange resin in an inert gas, there is no need for equipment to prevent heat generation due to combustion and temperature runaway.

この間、粉状樹脂中の水分と共にイオン交換基の分解生
成物であるHzS、 SOx 、 NHs等が排ガスと
なるが、この排ガスはパルプ59を介して排ガス処理装
置60に導かれ、処理される。一方、炭素化樹脂58は
ナイフゲート弁61を介してドラム缶62に供給された
。この時の炭素化樹脂58の重量は、初期の粉状樹脂型
t 200 Kp (乾燥重量)に対し、約120に9
に減少していた。ドラム缶62に充填された炭素化樹脂
58の温度が100C以下まで冷却されたのを確認した
後、添加水タンク63よシ水72Kgをドラム缶62に
供給し、炭素化樹脂の脱泡を始めた。この時脱泡を促進
するため攪拌翼64によシ攪拌を行った。攪拌を約1時
間続は脱泡を終えた後、固化剤ホッパ65よシ粉末状の
ケイ酸アルカ1ハ硬化剤ホツパ66よシ粉末状の無機リ
ン酸化合物、合計108Kgを供給し、撹拌翼64で炭
素化樹脂、水、固化剤、硬化剤を均一に混合し、固化体
を作成した。
During this time, HzS, SOx, NHs, etc., which are decomposition products of the ion exchange groups, become exhaust gas together with the moisture in the powdered resin, and this exhaust gas is led to the exhaust gas treatment device 60 via the pulp 59 and treated. On the other hand, carbonized resin 58 was supplied to drum can 62 via knife gate valve 61 . The weight of the carbonized resin 58 at this time is about 120 times 9 of the initial powder resin type t 200 Kp (dry weight).
It had decreased to After confirming that the temperature of the carbonized resin 58 filled in the drum can 62 was cooled to 100 C or less, 72 kg of water from the added water tank 63 was supplied to the drum can 62, and defoaming of the carbonized resin was started. At this time, stirring was performed using a stirring blade 64 to promote defoaming. Stirring continued for about 1 hour. After defoaming, a total of 108 kg of a powdered inorganic phosphoric acid compound was supplied through the solidifying agent hopper 65, a powdered alkali silicate hardening agent hopper 66, and the stirring blade In Step 64, the carbonized resin, water, solidifying agent, and hardening agent were uniformly mixed to form a solidified body.

その後これを放置養生し、1ケ月に得られた固化体の特
性を調べた。その結果を次に示す。第13図は、得られ
た固化体の断面図と、それの拡大図を示す。第13図か
られかるように、固化剤67と炭素化樹脂58はきわめ
て均質に分散しておシ、かつ脱泡効果によシ固化体中に
気泡も見られない。また得られた固化体の一軸圧縮強度
も150 Kq / Crn”以上あり、十分な強度を
有することを確認した。以上の結果から、本実施例によ
り、200tドラム缶内で、炭素化樹脂120Kgとケ
イ酸アルカリ系の固化剤(硬化剤と水を含む)180に
9を均一混合して、第13図に示すように気泡がなく、
かつ強固な固化体を得られることがわかった。
Thereafter, this was left to cure, and the characteristics of the solidified material obtained after one month were investigated. The results are shown below. FIG. 13 shows a cross-sectional view of the obtained solidified body and an enlarged view thereof. As can be seen from FIG. 13, the solidifying agent 67 and the carbonized resin 58 are extremely homogeneously dispersed, and no air bubbles are observed in the solidified material due to the defoaming effect. In addition, the unconfined compressive strength of the obtained solidified product was 150 Kq/Crn" or more, confirming that it had sufficient strength. From the above results, in this example, 120 kg of carbonized resin and silica were combined in a 200 t drum. By uniformly mixing 9 with acid-alkaline solidifying agent (containing hardening agent and water) 180, there are no bubbles as shown in Fig. 13.
It was also found that a strong solidified body could be obtained.

また第1図の処理装置を用いて、脱泡操作のみを省略し
て固化体を作成した。この場合には、上記実施例と同じ
<、200tドラム缶内で炭素化樹脂120KIiと固
化剤180Kgを均一混合しても、硬化の過程で固化体
がふくれ上が9、その一部がドラム缶外に飛び出してし
まった。そこで、甥:を少なくして200tドラム缶内
に炭素化樹脂60Kgと固化剤90Kgを均一混合した
ところ、第14図の固化体が得られた。すなわち、脱泡
操作を省略した場合には、固化体中に炭素化樹脂58と
固化剤67と共に、多くの気泡68を含むことがわかっ
た。また固化体の一軸圧縮強度も50 Kg / an
”と低い値であった。
Further, using the processing apparatus shown in FIG. 1, a solidified body was produced by omitting only the defoaming operation. In this case, as in the above example, even if 120 KIi of carbonized resin and 180 kg of solidifying agent are uniformly mixed in a 200 ton drum, the solidified material swells during the curing process, and some of it falls outside the drum. It jumped out. Therefore, when 60 kg of carbonized resin and 90 kg of solidifying agent were uniformly mixed in a 200 t drum with a reduced amount, the solidified material shown in FIG. 14 was obtained. That is, it was found that when the defoaming operation was omitted, the solidified material contained many air bubbles 68 together with the carbonized resin 58 and the solidifying agent 67. The unconfined compressive strength of the solidified material is also 50 Kg/an
” was a low value.

以上、本実施例で脱泡を行なった場合と省略した場合を
比較すると以下のようになる。
As described above, a comparison between the case where defoaming is performed and the case where defoaming is omitted in this example is as follows.

(1)  脱泡布シでは固化体中に気泡が発生しない。(1) With the defoaming cloth, no air bubbles are generated in the solidified material.

その結果、固化体の一軸圧縮強度はxsoK9/i以上
、200tドラム缶への炭素化樹脂の充填量は120K
p以上(熱分解前の粉状樹脂の乾燥重量換算で200に
9以上)となることがわかった。
As a result, the unconfined compressive strength of the solidified product was over xsoK9/i, and the amount of carbonized resin filled in a 200t drum was 120K.
p or more (9 in 200 or more in terms of dry weight of powdered resin before thermal decomposition).

(2)一方、脱泡無しでは固化体中に気泡を発生するた
め、固化体の一軸圧縮強度は50に9/crII!程f
、200tドラム缶への炭素化樹脂の充填量は60に9
程度となる。
(2) On the other hand, without defoaming, bubbles are generated in the solidified material, so the unconfined compressive strength of the solidified material is 50 to 9/crII! degree f
, the amount of carbonized resin filled into a 200t drum is 60 to 9.
It will be about.

実施例2 本実施例でも、実施例1と同じく、粉状樹脂を熱分解し
た後に、ケイ酸アルカリで均fR固化を行うが熱分解装
置及び固化方法が異なる。第15図は、本実施例に用い
た処理システムの系統図を示す。
Example 2 In this example, as in Example 1, after the powdered resin is thermally decomposed, uniform fR solidification is performed using an alkali silicate, but the thermal decomposition equipment and solidification method are different. FIG. 15 shows a system diagram of the processing system used in this example.

廃樹脂タンク52内の粉状樹脂51は、約10チスラリ
ーの状態で、スラリーポンプ69によシ、熱分解装置7
0に定量供給される。熱分解装置70は連続処理方式の
ロータリーキル/でおり、温度は200〜400Cに保
たれている。ここに供給されたスラリー状の粉状樹脂は
乾燥と熱分解が同時に行われ、炭素化樹脂58となる。
The powdered resin 51 in the waste resin tank 52 is pumped into the slurry pump 69 in a state of about 10 ml of slurry, and then transferred to the pyrolysis device 7.
A fixed amount is supplied to 0. The thermal decomposition device 70 is a continuous processing type rotary kill device, and the temperature is maintained at 200 to 400C. The slurry-like powdered resin supplied here is simultaneously dried and thermally decomposed to become a carbonized resin 58.

なお、熱分解装置1f70にはパルプ81を介して不活
性ガス供給配管80より不活性ガス(たとえば、窒素ガ
ス)が供給される。
Note that an inert gas (for example, nitrogen gas) is supplied to the pyrolysis device 1f70 from an inert gas supply pipe 80 via a pulp 81.

これによシ、イオン交換樹脂の熱分解は不活性ガス中で
行なわれる。
Thereby, the thermal decomposition of the ion exchange resin is carried out in an inert gas.

またこの時に発生する排ガスは、実施例1と同様、パル
プ59を介して排ガス処理装置60によシ処理される。
Further, the exhaust gas generated at this time is treated by the exhaust gas treatment device 60 via the pulp 59, as in the first embodiment.

得られた炭素化樹脂58は粉体ホッパ71に一時的に貯
蔵される。その後、粉体ホッパ71中の炭素化樹脂58
の一定量(600Kg)が混線器72に供給されると共
に、固化剤タンク73から硬化剤を含まない液状のケイ
酸アルカリ400に9が固化剤として供給された。その
後、混線器72内で脱泡が行なわれたが、水に比べると
液状のケイ酸アルカリは脱泡に時間を要するため、攪拌
翼64で攪拌すると共に、混練器72に取シ付けられた
超音波発振器74によシ振動を加え、脱泡を促進した。
The obtained carbonized resin 58 is temporarily stored in a powder hopper 71. After that, the carbonized resin 58 in the powder hopper 71
A fixed amount (600 kg) of 9 was supplied to the mixer 72, and at the same time, 9 was supplied as a solidifying agent to liquid alkali silicate 400 containing no hardening agent from the solidifying agent tank 73. Thereafter, defoaming was carried out in the mixer 72, but since the liquid alkali silicate takes time to defoam compared to water, it was stirred with the stirring blades 64 and was attached to the kneader 72. Vibration was applied to the ultrasonic oscillator 74 to promote defoaming.

その結果、約2時間で脱泡が終ったので、その後硬化剤
ホッパ66よシ粉末状の無機リン酸化合物200 Kq
を混線器72に供給し、これを炭素化樹脂58とケイ酸
アルカリの混合物に均一混合した。混合終了後バルブ7
5f:介して、これをドラム缶62に1本当シ約300
〜注入し、固化体を作った。
As a result, defoaming was completed in about 2 hours, and after that, 200 Kq of powdered inorganic phosphoric acid compound was poured into the curing agent hopper 66.
was supplied to the mixer 72 and uniformly mixed with the mixture of carbonized resin 58 and alkali silicate. After mixing, valve 7
5f: Approximately 300 yen each in 62 drums.
- Injected to form a solidified product.

以上の結果得られた固化体は、実施例1と同様に固化体
中には気泡はなく、また−軸圧縮強度も150に9/c
m”以上、200tドラム缶ヘノ炭素化樹脂の充填量も
120 Kgとなった。
The solidified material obtained as above has no air bubbles in the solidified material as in Example 1, and also has an axial compressive strength of 150 to 9/c.
The filling amount of henocarbonized resin in a 200 t drum was also 120 kg.

実施例1及び2から明らかなように、熱分解装置として
は固定床炉などのバッチ方式でも、ロータリーキルン・
多段炉などの連続方式でも良く、また炭素化樹脂と固化
剤の混合法に関しては実施例1のイン゛ドラム方式でも
実施例2のアウトドラム方式でも良く、また脱泡方法と
しては単なる静止法あるいは攪拌併用法あるいは超音波
を利用する方法あるいは真空脱気を併用する方法あるい
はこれらを複数組み合わす方法などがある。したがって
、処理装置を構成するにあたっては熱分解装置・炭素化
樹脂と固化剤の混合法及び脱泡方法はこれらの任意の組
み合わせが可能である。また、実施例1及び2では粉状
イオン交換樹脂を処理対象としたが、粒状イオン交換樹
脂に対しても同一の方法を適用できることも自明である
As is clear from Examples 1 and 2, the pyrolysis equipment can be a batch system such as a fixed bed furnace or a rotary kiln.
A continuous method such as a multistage furnace may be used, and the method of mixing the carbonized resin and the solidifying agent may be the in-drum method of Example 1 or the out-drum method of Example 2. The degassing method may be a simple static method or There are methods that use a combination of stirring, a method that uses ultrasonic waves, a method that uses vacuum degassing, or a method that combines a plurality of these methods. Therefore, in configuring the processing device, any combination of the thermal decomposition device, the mixing method of the carbonized resin and the solidifying agent, and the defoaming method can be used. Further, in Examples 1 and 2, powdered ion exchange resin was treated, but it is obvious that the same method can be applied to particulate ion exchange resin.

実施例3 本実施例は、加圧水屋原子炉の炉水浄化系から発生する
粒状イオン交換樹脂(以下、粒状樹脂と略す。)を、熱
分解によシ炭素化樹脂とした後にペレットに成形し、こ
れを固化剤であるケイ酸アルカリによシトラム缶内に固
化処理するものであシ、第16図は本実施例に用いた処
理システムの系統図を示す。
Example 3 In this example, granular ion exchange resin (hereinafter abbreviated as granular resin) generated from the reactor water purification system of a pressurized water reactor was converted into carbonized resin by pyrolysis and then molded into pellets. This was solidified in a citram can using an alkali silicate as a solidifying agent. FIG. 16 shows a system diagram of the processing system used in this example.

廃樹脂タンク51内の使用済の粒状樹脂76は、実施例
1と同様に脱水器54で遠心脱水した後に反応器56に
供給され、加熱装置57によ、b ao。
The used granular resin 76 in the waste resin tank 51 is centrifugally dehydrated in the dehydrator 54 in the same way as in Example 1, and then supplied to the reactor 56 and heated by the heating device 57 to bao.

Cで約4時間熱分解され炭素化樹脂58となった。It was thermally decomposed at C for about 4 hours to become carbonized resin 58.

なお、反応器56にはパルプ81を介して不活性ガス供
給配管80よシネ活性ガス(たとえば、窒素ガス)が供
給される。
Incidentally, a cine active gas (for example, nitrogen gas) is supplied to the reactor 56 from an inert gas supply pipe 80 via a pulp 81.

これによシ、イオン交換樹脂の熱分解は不活性ガス中で
行なわれる。
Thereby, the thermal decomposition of the ion exchange resin is carried out in an inert gas.

炭素化樹脂58はナイフゲート弁61を介して粉体混合
器77に供給された。一方、炭素化樹脂100にりに対
しバインダホッパー78からはバインダ79が約20K
q添゛加された。このバインダ79は、造粒機80によ
シ得られるペレットの強度を向上するために添加するも
のでアシ、ペレットの強度を向上するために添加するも
のであシ、本実施例では太さ約10μm1長さ約300
μmのセルロース繊維を用いた。
Carbonized resin 58 was supplied to powder mixer 77 via knife gate valve 61 . On the other hand, the binder 79 from the binder hopper 78 is about 20K for the carbonized resin 100.
q was added. The binder 79 is added to improve the strength of the pellets obtained by the granulator 80. 10 μm 1 length approximately 300
Cellulose fibers of μm were used.

また、バインダとしては、セルロース繊維以外でも金属
繊維、炭素繊維などの繊維状物質ちるいは、接着剤とし
て一般に用いられている熱可塑性又は熱硬化性樹脂でも
同等の効果が得られる。粉体混合機77で十分に混合さ
れた炭素化樹脂58とバインダ79の混合物はナイフゲ
ート弁81を介して造粒機80に送られた。ここで造粒
機80は一般にタブレッティングマシンと呼ばれている
ものを用いておシ、粉体を約5ton/cm”の圧力で
圧縮してペレットに成形する。造粒機80によシ炭素化
樹脂とバインダの混合物は円柱形のペレット82(高さ
・直径共に約20 van )に成形され、シュート管
83を介してドラム缶62に供給された。ここでドラム
缶62は真空用ハウジング84内に置かれており、ドラ
ム缶62がペレット82で満たされた事を確認した後、
真空用ハウジング8j内を真空ポンプ85によシ真空と
した。この結果、炭素化樹脂は真空脱泡が終了した。そ
の後、。
Furthermore, as the binder, other than cellulose fibers, fibrous materials such as metal fibers and carbon fibers, or thermoplastic or thermosetting resins commonly used as adhesives can be used to obtain the same effect. The mixture of carbonized resin 58 and binder 79 thoroughly mixed in powder mixer 77 was sent to granulator 80 via knife gate valve 81 . Here, the granulator 80 uses what is generally called a tabletting machine to compress the powder into pellets at a pressure of about 5 tons/cm. The mixture of polymerized resin and binder was formed into a cylindrical pellet 82 (both height and diameter approximately 20 van), and was supplied to a drum 62 via a chute pipe 83. Here, the drum 62 was placed in a vacuum housing 84. After confirming that the drum 62 is filled with pellets 82,
The inside of the vacuum housing 8j was evacuated by the vacuum pump 85. As a result, vacuum defoaming of the carbonized resin was completed. after that,.

真空状態のままで固化剤供給タンク86よシケイ酸アル
カリ(固化剤)と無機リン酸化合物(硬化剤)の混合物
80Kgがバルブ87を介してドラム缶62に供給され
、固化体の作成を終了した。
80 kg of a mixture of alkali silicate (solidifying agent) and inorganic phosphoric acid compound (hardening agent) was supplied from the solidifying agent supply tank 86 to the drum can 62 through the valve 87 while maintaining the vacuum state, and the preparation of the solidified product was completed.

その後、リークパルプ88によシ真空ハウジング84内
を常圧とした後にドラム缶62を取シ出し、これを放置
養生した。約1ケ月後に得られた固化体の特性を調べた
結果、脱泡効果によシペレットとペレットの隙間は固化
剤で完全に埋められ、気泡が存在しないことを確認した
。また固化体の一軸圧縮強度も150 K9/crn”
以上であった。さらに、炭素化樹脂金ペレット82に圧
縮成形したことから、200tドラム缶1本肖り、炭素
化樹脂は最大150Kpまで充填可能であった。
Thereafter, the inside of the vacuum housing 84 was brought to normal pressure using the leak pulp 88, and then the drum 62 was taken out and left to cure. As a result of examining the properties of the solidified material obtained after about one month, it was confirmed that the gaps between the pellets were completely filled with the solidifying agent due to the defoaming effect, and that there were no air bubbles. Also, the unconfined compressive strength of the solidified product is 150 K9/crn”
That was it. Furthermore, since the carbonized resin was compression molded into gold pellets 82, it was possible to fill one 200 t drum with carbonized resin up to 150 Kp.

なお本実施例では造粒機としてタブレッティングマシン
を用いたが、ブリケラティングマシン、ニックストルー
ダ(押し出し造粒機)等を用いることも当然可能である
In this example, a tabletting machine was used as the granulator, but it is of course possible to use a briquerating machine, a Nickstruder (extrusion granulator), or the like.

本実施例では、ペレット化した炭素化樹脂を直ちにドラ
ム缶内に固化処理したが、得られたペレット82を人世
の貯檜中にそのまま一定期間(通常は5〜lO年)貯蔵
して放射能を減衰させ、その後、必要に応じてドラム缶
等に固化処理することも当然可能である。
In this example, the pelletized carbonized resin was immediately solidified in a drum, but the obtained pellets 82 were stored as they were for a certain period of time (usually 5 to 10 years) in a human storage hinoki to remove radioactivity. Of course, it is also possible to attenuate and then solidify into a drum or the like as required.

このような方法は一般に中間貯蔵と呼ばれておシ、この
場合には以下のような利点がおる。
Such a method is generally called intermediate storage and has the following advantages.

すなわち、イオン交換樹脂を乾燥した後にそのtまベレ
ツ)Kした場合には、前記したように、イオン交換樹脂
は吸水性が高いため、ペレットは貯蔵中に空気中の水分
を吸着し、これがペレットを膨潤させペレット強度を低
下させる。一方、イオン交換2sを除去した炭素化樹脂
をペレットにした損金には、炭素化樹脂は前述したよう
に疎水性のため、貯蔵中に空気中の水分を吸着すること
がなく、シたがって貯蔵中にペレット強度を低下させな
いという優れた効果が得られる。817図は、未処理樹
脂ペレットと炭素化樹脂ペレットを中間貯蔵した場合の
ペレット強度を比較して示すが、イオン交換樹脂を直接
ペレットにした未処理樹脂ペレットは貯蔵開始後、約2
年でペレット強度が半減するが、炭素化樹脂をペレット
化したものは貯蔵開始後、10年を経てもペレット強度
はほとんど低下しないことがわかる。但し、第17図の
データは、ペレットの貯蔵条件t−40c、温就80チ
とすることにより、実際の貯蔵条件(20C1温度40
%)に比べ約10倍の加速試験を行なったものであシ、
横軸の中間貯蔵期間は概略推定値である。
In other words, if the ion exchange resin is dried and then removed, as mentioned above, since the ion exchange resin has high water absorption, the pellets will adsorb moisture in the air during storage, and this will cause the pellets to dry. swells and reduces pellet strength. On the other hand, when making pellets of carbonized resin from which ion exchange 2s has been removed, carbonized resin is hydrophobic, so it does not adsorb moisture in the air during storage, so it is This provides an excellent effect of not reducing pellet strength. Figure 817 shows a comparison of pellet strength when untreated resin pellets and carbonized resin pellets are stored intermediately.
Although the pellet strength decreases by half every year, it can be seen that the pellet strength of carbonized resin pellets hardly decreases even after 10 years from the start of storage. However, the data in Figure 17 is based on the actual storage conditions (20C1 temperature 40C) by setting the pellet storage conditions t-40C and temperature 80C.
%), which was subjected to an accelerated test approximately 10 times faster than that of
The intermediate storage period on the horizontal axis is a rough estimate.

このような中間貯xft行った炭素化樹脂のベレツ)1
前記実施例と同様の方法で脱泡後ドラム缶内に固化処理
すれば、放射能の減衰分だけ前記実施例よシもドラム缶
への充填量を増加できる効果が得られることを確認した
This kind of intermediate storage of carbonized resin xft) 1
It was confirmed that if solidification treatment is performed in the drum after defoaming in the same manner as in the above embodiment, the amount filled into the drum can be increased by the attenuation of radioactivity.

実施例1から3までは固化剤としてケイ酸アルカリを用
いたが、これに代シ、セメント、石こう等の水硬性物質
を用いることも当然可能でちる。
In Examples 1 to 3, alkali silicate was used as the solidifying agent, but it is of course possible to use hydraulic substances such as cement, plaster, etc.

実施例1の処理装置を用い、固化剤としてケイ酸アルカ
リ、高硫酸塩スラグセメント、アルミナセメント、ポル
トランドセメント、焼石こうを用いた場合の固化体の強
度を比較した結果、ケイ酸アルカリ〉高硫酸塩スラグセ
メント中アルミナセメント〉ポルトランドセメント生焼
セッコウノ順となシ、固化剤としてはケイ酸アルカリが
最適であることがわかった。
Using the processing apparatus of Example 1, we compared the strength of solidified bodies when alkali silicate, high sulfate slag cement, alumina cement, Portland cement, and calcined gypsum were used as solidifying agents. In salt slag cement, alumina cement, and portland cement, it was found that alkali silicate was the most suitable solidifying agent.

なお、高硫酸塩スラグセメント、アルミナセメント、ポ
ルトランドセメント、焼セッコウなどは、水と反応して
固まる性質を持つことがら水硬性固化剤と呼ばれている
High sulfate slag cement, alumina cement, Portland cement, calcined gypsum, etc. are called hydraulic solidifying agents because they have the property of solidifying when they react with water.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、主に使用済イオン交換樹脂からなる放
射性廃棄物を、簡単な方法で、大幅に減容固化すること
ができ、しかも−軸圧縮強度の高い固化体とすることが
できる。
According to the present invention, radioactive waste mainly consisting of used ion exchange resin can be solidified with a significant reduction in volume by a simple method, and moreover, can be made into a solidified material with high -axial compressive strength.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を実施しうるに効果的な熱分解・固化の
一連システムの一例のフローを示した図、第2図はイオ
ン交換樹脂の骨格図、第3図はイオン交換樹脂の空気雰
囲気における熱重量分析結果を示す図、第4図は陽イオ
ン交換樹脂の熱重量分析1gB米を示す図で熱分解時の
雰囲気依存性を示す図、第5図は陰イオン交換樹脂の熱
重量分析結果を示す図で熱分解時の雰囲気依存性を示す
図、第6図は乾燥イオン交換樹脂と本発明による炭素化
樹脂の水浸漬時の体積変化を示した図、第7図は両樹脂
の水浸漬時の現象をミクロに示した図、第8図は炭素化
樹脂に残留する吸着気体の量と固化体強度および炭素化
樹脂充填量の関係を示した図、第9図はケイ酸アルカリ
溶液浸漬時における粒状イオン交換樹脂の炭素化樹脂の
脱泡状態を示した図、第10図はケイ酸アルカリ溶液浸
漬時における形状の異なった炭素化樹脂の脱泡状態を示
した図、第11図は水浸漬時における粒状イオン交換樹
脂の炭素化樹脂の脱泡状態を示した図、第12図は水浸
漬時における形状の異なる炭素化樹脂の脱泡状態を示し
た図、第13図は本発明によシ作成した固化体の断面を
示した図、第14図は従来方法によシ作成した固化体の
断面を示した図、第15図は本発明を実施しうるに効果
的な熱分解・固化の一連システムの他の例のフローを示
した図、第16図は本発明を実施しうるに効果的な他の
例のフローを示した図、第17図は乾燥イオン交換樹脂
ペレットと炭素化樹脂ぺVットの長期保管時の強度鉱化
を示した図でちる。 51・・・粉状イオン交換樹脂、52・・・廃樹脂タン
ク、56・・・反応器、57・・・加熱装置、58・・
・炭素化樹脂、60・・・排ガス処理装置、62・・・
ドラム缶、63・・・添加水夕/り、64・・・攪拌翼
、65・・・固化剤ホッパ1.66・・・硬化剤ホッパ
、80・・・不活性ガス供給配管、81・・・パルプ。
Figure 1 is a diagram showing the flow of an example of a series of effective thermal decomposition and solidification systems that can carry out the present invention, Figure 2 is a skeletal diagram of an ion exchange resin, and Figure 3 is an air flow diagram of an ion exchange resin. Figure 4 shows the thermogravimetric analysis results of cation exchange resin in the atmosphere. Figure 4 shows the thermogravimetric analysis of cation exchange resin for 1 gB rice and shows the atmosphere dependence during thermal decomposition. Figure 5 shows the thermogravimetric analysis of anion exchange resin. Figure 6 shows the analysis results and shows the atmospheric dependence during thermal decomposition. Figure 6 shows the volume change of the dry ion exchange resin and the carbonized resin of the present invention when immersed in water. Figure 7 shows the relationship between both resins. Fig. 8 is a diagram showing the relationship between the amount of adsorbed gas remaining in the carbonized resin, the solidified body strength, and the carbonized resin filling amount. Figure 10 is a diagram showing the defoaming state of carbonized resin of granular ion exchange resin when immersed in an alkaline solution. Figure 11 is a diagram showing the defoaming state of carbonized resin of granular ion exchange resin when immersed in water, Figure 12 is a diagram showing the defoaming state of carbonized resin of different shapes when immersed in water, and Figure 13 14 is a diagram showing a cross section of a solidified body produced by the present invention, FIG. 14 is a diagram showing a cross section of a solidified body produced by a conventional method, and FIG. 15 is a diagram showing a cross section of a solidified body produced by the conventional method. Figure 16 is a diagram showing the flow of another example of a series of thermal decomposition and solidification systems, Figure 16 is a diagram showing the flow of another example effective for carrying out the present invention, and Figure 17 is a diagram showing the flow of another example of a dry ion exchange system. A diagram showing the strength mineralization of resin pellets and carbonized resin pellets during long-term storage. 51... Powdered ion exchange resin, 52... Waste resin tank, 56... Reactor, 57... Heating device, 58...
・Carbonized resin, 60...Exhaust gas treatment device, 62...
Drum can, 63... Added water tank, 64... Stirring blade, 65... Solidifying agent hopper 1.66... Curing agent hopper, 80... Inert gas supply piping, 81... pulp.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、主に使用済イオン交換樹脂からなる放射性廃棄物の
処理方法において、前記放射性廃棄物を加熱して、前記
使用済イオン交換樹脂のイオン交換基を熱分解し、前記
放射性廃棄物を炭素化した後、前記放射性廃棄物に吸着
されている気体を脱気させ、その後、前記放射性廃棄物
を固化することを特徴とする放射性廃棄物の処理方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記熱
分解は不活性ガス中で行うことを特徴とする放射性廃棄
物の処理方法。 3、特許請求の範囲第1項記載の方法において、脱気は
、前記放射性廃棄物を液体中に浸漬して行うことを特徴
とする放射性廃棄物の処理方法。 4、特許請求の範囲第3項記載の方法において、液体は
水であることを特徴とする放射性廃棄物の処理方法。 5、特許請求の範囲第4項記載の方法において、固化は
、前記放射性廃棄物と前記水と水硬化性固剤であるセメ
ントとを混合することにより行なうことを特徴とする放
射性廃棄物の処理方法。 6、特許請求の範囲第4項記載の方法において、固化は
、前記放射性廃棄物と前記水とケイ酸アルカリ粉末と硬
化剤とを混合することにより行なうことを特徴とする放
射性廃棄物の処理方法。 7、特許請求の範囲第3項記載の方法において、液体は
ケイ酸アルカリ溶液であることを特徴とする放射性廃棄
物の処理方法。 8、特許請求の範囲第7項記載の方法において、固化は
、前記放射性廃棄物と前記ケイ酸アルカリ溶液と硬化剤
とを混合することにより行なうことを特徴とする放射性
廃棄物の処理方法。 9、特許請求の範囲第1項記載の方法において、脱気は
、前記放射性廃棄物を真空用ハウジング内に導入し、前
記真空用ハウジング内を真空吸引して行なうことを特徴
とする放射性廃棄物の処理方法。 10、特許請求の範囲第9項記載の方法において、固化
は、前記放射性廃棄物と水と水硬化性固化剤であるセメ
ントとを混合することにより行なうことを特徴とする放
射性廃棄物の処理方法。 11、特許請求の範囲第9項記載の方法において、固化
は、前記放射性廃棄物とケイ酸アルカリ溶液と硬化剤と
を混合することにより行なうことを特徴とする放射性廃
棄物の処理方法。 12、特許請求の範囲第9項記載の方法において、固化
は、前記放射性廃棄物とケイ酸アルカリ粉末と硬化剤と
水とを混合することにより行なうことを特徴とする放射
性廃棄物の処理方法。 13、特許請求の範囲第6項、第8項、第11項又は第
12項記載の方法において、硬化剤には、ポリリン酸ケ
イ素、アルカリ土類金属塩、無機リン酸のいずれか一つ
を用いることを特徴とする放射性廃棄物の処理方法。 14、主に使用済イオン交換樹脂からなる放射性廃棄物
の処理装置において、前記放射性廃棄物を加熱して、炭
素化する熱分解装置と、前記熱分解装置内で発生するガ
スを熱分解装置外に排出して処理する排ガス処理装置と
、炭素化された前記放射性廃棄物に吸着されている気体
を脱気するための脱気手段と、脱気後の前記放射性廃棄
物を固化する固化手段とを有することを特徴とする放射
性廃棄物の処理装置。 15、特許請求の範囲第14項において、前記熱分解装
置内は該装置内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給
装置を有することを特徴とする放射性廃棄物の処理装置
。 16、特許請求の範囲第14項において、前記脱気手段
は、脱気するための液体を満たす脱泡容器を有すること
を特徴とする放射性廃棄物の処理装置。 17、特許請求の範囲第14項において、前記脱気手段
は、真空脱気するための真空用ハウジングを有すること
を特徴とする放射性廃棄物の処理装置。 18、特許請求の範囲第14項において、前記脱気手段
は該手段に前記放射性廃棄物を脱泡するための固化剤溶
液を供給する固化剤供給装置を有し、前記固化手段は該
手段に前記放射性廃棄物を固化するための固化剤を供給
する硬化剤供給装置を有することを特徴とする放射性廃
棄物の処理装置。 19、主に使用済イオン交換樹脂からなる放射性廃棄物
の処理装置において、前記放射性廃棄物を加熱して、炭
素化する熱分解装置と、前記熱分解装置内で発生するガ
スを前記熱分解装置外に排出して処理する排ガス処理装
置と、炭素化された前記放射性廃棄物をペレット化する
ための造粒器と、ペレット化された前記放射性廃棄物に
吸着されている気体を脱気させる脱気手段と、脱気後の
前記ペレット化された放射性廃棄物を固化する固化手段
とを有することを特徴とする放射性廃棄物の処理装置。
[Scope of Claims] 1. A method for treating radioactive waste mainly consisting of a used ion exchange resin, in which the radioactive waste is heated to thermally decompose the ion exchange groups of the used ion exchange resin; A method for disposing of radioactive waste, comprising carbonizing the radioactive waste, degassing the gas adsorbed to the radioactive waste, and then solidifying the radioactive waste. 2. A method for treating radioactive waste according to claim 1, wherein the thermal decomposition is carried out in an inert gas. 3. The method according to claim 1, wherein the deaeration is performed by immersing the radioactive waste in a liquid. 4. A radioactive waste treatment method according to claim 3, wherein the liquid is water. 5. The method according to claim 4, wherein the solidification is performed by mixing the radioactive waste, the water, and cement, which is a hydraulic solidifying agent. Method. 6. A method for treating radioactive waste as set forth in claim 4, characterized in that solidification is performed by mixing the radioactive waste, the water, an alkali silicate powder, and a hardening agent. . 7. A method for treating radioactive waste according to claim 3, wherein the liquid is an alkaline silicate solution. 8. The method of claim 7, wherein the solidification is performed by mixing the radioactive waste, the alkaline silicate solution, and a curing agent. 9. In the method according to claim 1, the radioactive waste is degassed by introducing the radioactive waste into a vacuum housing and vacuuming the inside of the vacuum housing. processing method. 10. The method according to claim 9, wherein the solidification is carried out by mixing the radioactive waste, water, and cement, which is a hydraulic solidifying agent. . 11. The method according to claim 9, wherein the solidification is performed by mixing the radioactive waste, an alkaline silicate solution, and a hardening agent. 12. The method according to claim 9, wherein the solidification is performed by mixing the radioactive waste, an alkali silicate powder, a hardening agent, and water. 13. In the method according to claim 6, 8, 11, or 12, the curing agent contains any one of silicon polyphosphate, alkaline earth metal salt, and inorganic phosphoric acid. A method for disposing of radioactive waste, characterized in that it is used. 14. A radioactive waste treatment device mainly made of used ion exchange resin includes a pyrolysis device that heats and carbonizes the radioactive waste, and a pyrolysis device that collects gas generated within the pyrolysis device outside the pyrolysis device. an exhaust gas treatment device for discharging and treating the radioactive waste; a deaeration means for deaeration of gas adsorbed on the carbonized radioactive waste; and a solidification means for solidifying the radioactive waste after deaeration. A radioactive waste processing device characterized by having: 15. The radioactive waste processing apparatus according to claim 14, wherein the pyrolysis apparatus includes an inert gas supply device for supplying inert gas into the apparatus. 16. The radioactive waste processing apparatus according to claim 14, wherein the degassing means has a defoaming container filled with a liquid for degassing. 17. The radioactive waste processing apparatus according to claim 14, wherein the degassing means has a vacuum housing for vacuum degassing. 18. In claim 14, the degassing means has a solidifying agent supply device for supplying a solidifying agent solution for defoaming the radioactive waste to the means, and the solidifying means has a solidifying agent supply device for supplying a solidifying agent solution to the means for defoaming the radioactive waste. A radioactive waste processing apparatus comprising a curing agent supply device that supplies a curing agent for solidifying the radioactive waste. 19. A radioactive waste processing device mainly made of used ion exchange resin, including a pyrolysis device that heats the radioactive waste and carbonizes it, and a pyrolysis device that converts the gas generated in the pyrolysis device into the pyrolysis device. An exhaust gas treatment device for discharging and processing the waste, a granulator for pelletizing the carbonized radioactive waste, and a degassing device for degassing the gas adsorbed on the pelletized radioactive waste. 1. A radioactive waste processing apparatus comprising an air means and a solidification means for solidifying the pelletized radioactive waste after deaeration.
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