JPS6186693A - 使用済イオン交換樹脂の処理方法 - Google Patents
使用済イオン交換樹脂の処理方法Info
- Publication number
- JPS6186693A JPS6186693A JP20847384A JP20847384A JPS6186693A JP S6186693 A JPS6186693 A JP S6186693A JP 20847384 A JP20847384 A JP 20847384A JP 20847384 A JP20847384 A JP 20847384A JP S6186693 A JPS6186693 A JP S6186693A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion exchange
- exchange resin
- water
- resin
- solidifying
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- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、使用済イオン交換樹脂、特に原子力発電所な
どから発生する放射性の使用済イオン交換樹脂（廃樹脂
）の処理方法に関する。
どから発生する放射性の使用済イオン交換樹脂（廃樹脂
）の処理方法に関する。
原子力発電所などの運転に伴い種々の放射性物質金倉む
廃液が発生するが、これらの廃液はイオン交換樹脂を用
いて処理されることが多い。これに伴い発生する放射性
使用済イオン交換樹脂の処理が原子力発電所の運転上の
一つの課題となっている。例えば沸騰水型原子力発電所
においては、発生する放射性廃棄物量のかなりの部分が
、使用済イオン交換樹脂で占められている。
廃液が発生するが、これらの廃液はイオン交換樹脂を用
いて処理されることが多い。これに伴い発生する放射性
使用済イオン交換樹脂の処理が原子力発電所の運転上の
一つの課題となっている。例えば沸騰水型原子力発電所
においては、発生する放射性廃棄物量のかなりの部分が
、使用済イオン交換樹脂で占められている。
、 従来、使用済イオン交換樹脂はスラリーのままタ
ンク内に貯蔵されるか、又はセメントやアスファルト等
の固化材と混合してドラム缶中に固化され、施設内に貯
蔵されている。
ンク内に貯蔵されるか、又はセメントやアスファルト等
の固化材と混合してドラム缶中に固化され、施設内に貯
蔵されている。
ところで最近では、使用済イオン交換樹脂スラリー全乾
燥粉体にしてその体積の大部分を占める水を除去した後
、固化材で固化する方法や、更に必要に応じペレット化
して中間貯蔵及び固化材で固化する方法が検討されてい
る。以上の２つの方法は、スラリーを直接セメント固化
する方法に比べ数分の１に減容できることが確認されて
いる。
燥粉体にしてその体積の大部分を占める水を除去した後
、固化材で固化する方法や、更に必要に応じペレット化
して中間貯蔵及び固化材で固化する方法が検討されてい
る。以上の２つの方法は、スラリーを直接セメント固化
する方法に比べ数分の１に減容できることが確認されて
いる。
しかし、前者の方法では、セメントやケイ酸アルカリ組
成物（水ガラス等）などの水硬化性の固化材を用いたと
きは、必ずしも良い固化体を作成できないという欠点が
ある。これは、水硬化性の固化材は、固化材と水を混練
して用いるため、混線中にイオン交換樹脂の乾燥粉末が
水金吸収して固化材の粘性が高くなり、十分均一な同化
体を作成できないからである。
成物（水ガラス等）などの水硬化性の固化材を用いたと
きは、必ずしも良い固化体を作成できないという欠点が
ある。これは、水硬化性の固化材は、固化材と水を混練
して用いるため、混線中にイオン交換樹脂の乾燥粉末が
水金吸収して固化材の粘性が高くなり、十分均一な同化
体を作成できないからである。
後者の方法では上記のような欠点はない。なぜなら、使
用済イオン交換樹脂スラリーヲ乾燥粉体化し、ペレット
状に造粒したもので、同様の水硬化性固化材で固化する
場合は、廃棄物である使用済イオン交換樹脂と同化材は
、混練する必要がなく、ベレットが充填されている容器
の上部から固化材を注入するだけであるから、上述した
ような、混練ができずに均一な固化体が得られないとい
う問題が顕著に表われないからである。しかしながら、
ペレット化するためにはそれだけの設備が必要であり、
コストが高くなる欠点がある。
用済イオン交換樹脂スラリーヲ乾燥粉体化し、ペレット
状に造粒したもので、同様の水硬化性固化材で固化する
場合は、廃棄物である使用済イオン交換樹脂と同化材は
、混練する必要がなく、ベレットが充填されている容器
の上部から固化材を注入するだけであるから、上述した
ような、混練ができずに均一な固化体が得られないとい
う問題が顕著に表われないからである。しかしながら、
ペレット化するためにはそれだけの設備が必要であり、
コストが高くなる欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、使用済イオン交換樹脂の乾燥粉体を水
硬化性の固化材で固化する際に、上述のような同化材と
の混線時における使用済イオン交換樹脂の吸水により固
化材の粘性が上昇して十分な混線ができなくなる事態を
防止し、健全な固化体を形成し得る使用済イオン交換樹
脂の処理方法を提供することにある。
硬化性の固化材で固化する際に、上述のような同化材と
の混線時における使用済イオン交換樹脂の吸水により固
化材の粘性が上昇して十分な混線ができなくなる事態を
防止し、健全な固化体を形成し得る使用済イオン交換樹
脂の処理方法を提供することにある。
本発明の特徴は、使用済イオン交換樹脂を乾燥粉体化し
た後、熱分解してイオン交換基を分離させ、その後、水
硬化性固化材と混練して固化させることにある。なお、
本発明では、熱分解全１フ０℃以上３５０℃以下の温度
で行うのが好ましい。
た後、熱分解してイオン交換基を分離させ、その後、水
硬化性固化材と混練して固化させることにある。なお、
本発明では、熱分解全１フ０℃以上３５０℃以下の温度
で行うのが好ましい。
以下、本発明の原理および思想について説明する。
イオン交換樹脂は一般に、スチレンとジビニルベンゼン
（Ｄ、Ｖ、Ｂ、 ）の共重合体を基材とし、これにイオ
ン交換基として、陽イオン交換樹脂の場合にはスルホン
酸基を、また陰イオン交換樹脂の場合には４級アンモニ
ウム基を結合させた構造を有する芳香族系有機高分子化
合物である。
（Ｄ、Ｖ、Ｂ、 ）の共重合体を基材とし、これにイオ
ン交換基として、陽イオン交換樹脂の場合にはスルホン
酸基を、また陰イオン交換樹脂の場合には４級アンモニ
ウム基を結合させた構造を有する芳香族系有機高分子化
合物である。
イオン交換樹脂は、周囲の水をイオン交換基に配位させ
る性質と、イオン交換樹脂の母材内に存在するボア内に
吸水する性質を持っている。そこで水硬化性の固化材で
イオン交換樹脂の乾燥粉末を固化すると、固化材中の水
分が上記化学的吸着と物理的付着により不足し、同化材
の粘性が上昇し、使用済イオン交換樹脂と固化材とが十
分均一に混線できないという問題がある。
る性質と、イオン交換樹脂の母材内に存在するボア内に
吸水する性質を持っている。そこで水硬化性の固化材で
イオン交換樹脂の乾燥粉末を固化すると、固化材中の水
分が上記化学的吸着と物理的付着により不足し、同化材
の粘性が上昇し、使用済イオン交換樹脂と固化材とが十
分均一に混線できないという問題がある。
この粘性上昇の原因の１つである水がイオン交換基に配
位するのを防ぐ方法として、イオン交換基は熱分解によ
り分解することに着目した。以下、この点について説明
する。
位するのを防ぐ方法として、イオン交換基は熱分解によ
り分解することに着目した。以下、この点について説明
する。
共重合体を高分子基体とし、これにイオン交換基である
スルホン酸基（５Ｏ３Ｈ） ｉ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、（Ｃ４６Ｈ４５０３ｓ）ｎであら
れされる。
スルホン酸基（５Ｏ３Ｈ） ｉ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、（Ｃ４６Ｈ４５０３ｓ）ｎであら
れされる。
Ｓｏ、Ｈ
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
Ｒ３０Ｈ） ’に結合させたものて、次のような構造式
であられされる。又、分子式は、（Ｃ２ｏＨ２６ＯＮ）
ｎであられでれる。
分子基体にイオン交換基である４級アンモニウム基（Ｎ
Ｒ３０Ｈ） ’に結合させたものて、次のような構造式
であられされる。又、分子式は、（Ｃ２ｏＨ２６ＯＮ）
ｎであられでれる。
ＮＲ３０１−１
このような分子構造を有する廃樹脂を分解すると、イオ
ン交換基は、硫黄または窒素から構成されているため、
５ｏ−Ｎｏ などの分解ガスを発生ｘ
ｘ する。５ＯＸ−ＮＯｘは有害であるが、アルカリスクラ
バ一方式で処理するほどのレベルでない為、充分希薄し
て安全に放出することができる。
ン交換基は、硫黄または窒素から構成されているため、
５ｏ−Ｎｏ などの分解ガスを発生ｘ
ｘ する。５ＯＸ−ＮＯｘは有害であるが、アルカリスクラ
バ一方式で処理するほどのレベルでない為、充分希薄し
て安全に放出することができる。
次にイオン交換樹脂の熱分解特性について基礎的な検討
を行った実験結果を示す。
を行った実験結果を示す。
まず、示差熱天秤を用いて求めた空気雰囲気中でのイオ
ン交換樹脂の熱分解特性を検討した。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１
３０〜１９０℃で分解し、３５０〜５００℃で高分子基
体が分解する。なお高分子基体の分解に関しては、３５
０〜４００℃で直鎖部分が、４１０〜５００℃でベンゼ
ン環部分が分解する。また、陽イオン交換樹脂では、２
００〜３００℃でイオン交換基であるスルホン酸基が分
解した後、高分子基体が陰イオン交換樹脂と同様に分解
する。これらの結果を第１表にまとめて示す。
ン交換樹脂の熱分解特性を検討した。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１
３０〜１９０℃で分解し、３５０〜５００℃で高分子基
体が分解する。なお高分子基体の分解に関しては、３５
０〜４００℃で直鎖部分が、４１０〜５００℃でベンゼ
ン環部分が分解する。また、陽イオン交換樹脂では、２
００〜３００℃でイオン交換基であるスルホン酸基が分
解した後、高分子基体が陰イオン交換樹脂と同様に分解
する。これらの結果を第１表にまとめて示す。
第・ １ 表
第２図に、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂を発電
所から発生する発生量比を模擬して混合したものに関す
る示差熱天秤を用いて求めた熱分解特性を示す。ただし
、７０℃〜１１０℃で起こる水の蒸発に伴なう重量減少
は示されていない。
所から発生する発生量比を模擬して混合したものに関す
る示差熱天秤を用いて求めた熱分解特性を示す。ただし
、７０℃〜１１０℃で起こる水の蒸発に伴なう重量減少
は示されていない。
実線は通常雰囲気内で実験全行ったものでうり、１６０
℃〜２７０℃でイオン交換基が分解する。
℃〜２７０℃でイオン交換基が分解する。
破線は酸素を供給して実験を行ったものであり、３５０
℃以上から樹脂本体が分解し、発熱が起こる。通常雰囲
気では樹脂本体の分解が進みにくい。
℃以上から樹脂本体が分解し、発熱が起こる。通常雰囲
気では樹脂本体の分解が進みにくい。
樹脂本体を分解すると発熱し温度が上昇するという危険
があるので、本発明ではイオン交換基の分解のみを行う
こととする。また、樹脂スラリーは、１７０℃の蒸気温
度で粉体化されるので、１７０℃より低い温度で熱分解
することは、効率上意味がない。
があるので、本発明ではイオン交換基の分解のみを行う
こととする。また、樹脂スラリーは、１７０℃の蒸気温
度で粉体化されるので、１７０℃より低い温度で熱分解
することは、効率上意味がない。
従って、本発明では１７０℃〜３５０℃の温度範囲で熱
分解するのが好ましい。
分解するのが好ましい。
次に本発明の実施例を図面全引用して詳細に説明する。
本発明を実施する装置を第１図に示す。使用済イオン交
換樹脂スラリー１は、タンク２に保管されておりこのス
ラＩＪ −１’（＋−、遠心薄膜乾燥機３に供給して、
乾燥粉体化する。この遠心薄膜乾燥機３は、１７０℃の
蒸気で乾燥させるものである。
換樹脂スラリー１は、タンク２に保管されておりこのス
ラＩＪ −１’（＋−、遠心薄膜乾燥機３に供給して、
乾燥粉体化する。この遠心薄膜乾燥機３は、１７０℃の
蒸気で乾燥させるものである。
乾燥粉体はヒーター５が設置されている熱処理タンク４
で、１７０℃以上３５０℃以下で熱処理する。ここで樹
脂のイオン交換基のみが分解する。
で、１７０℃以上３５０℃以下で熱処理する。ここで樹
脂のイオン交換基のみが分解する。
熱処理後の廃樹脂粉体は、スクリューフィーダー６を通
過し、冷却水８で冷却した後、粉体ホッパー７に入れ、
ロードセル１０で計量して固化する。
過し、冷却水８で冷却した後、粉体ホッパー７に入れ、
ロードセル１０で計量して固化する。
固化材タンク９から固化材１３を計量後ドラム缶１２へ
入れ、水タンク１４から水１５を注入して混線後、廃樹
脂を混合固化する。熱処理タンク４で、熱処理する際に
発生する排ガスは、フィルター１６で放射能を充分吸着
させた後、希薄して、放出する。
入れ、水タンク１４から水１５を注入して混線後、廃樹
脂を混合固化する。熱処理タンク４で、熱処理する際に
発生する排ガスは、フィルター１６で放射能を充分吸着
させた後、希薄して、放出する。
次に、熱分解温度と固化材と樹脂の混合時の粘性との関
係を、検討した。第３図に、実験結果を示す。粘性を攪
拌のトルクで評価し、混練作業限界のトルクを１とし、
破線で示す。横軸に、使用済イオン交換樹脂の充填率を
示す。Ｑ）は熱処理をしていない樹脂で、最大充填率３
０ ｗｔ％であったが、これ全１７０℃で２０分間処理
したものＧ）は、充填率３７ｗｔ％である。又、２７０
℃で処理したもの■は、充填率５０ ｗｔ％であった。
係を、検討した。第３図に、実験結果を示す。粘性を攪
拌のトルクで評価し、混練作業限界のトルクを１とし、
破線で示す。横軸に、使用済イオン交換樹脂の充填率を
示す。Ｑ）は熱処理をしていない樹脂で、最大充填率３
０ ｗｔ％であったが、これ全１７０℃で２０分間処理
したものＧ）は、充填率３７ｗｔ％である。又、２７０
℃で処理したもの■は、充填率５０ ｗｔ％であった。
このように充填率が大巾に、向上したのは、イオン交換
基が分解したため、イオン交換基による水の吸収か防止
できた為と考えられる。
基が分解したため、イオン交換基による水の吸収か防止
できた為と考えられる。
本発明によれば、使用済イオン交換樹脂のイオン交換基
が固化材イースト内の水分を吸水するのを防止できるの
で、固化材ペーストとの混線時に水分不足による粘性上
昇が緩和され、固化体の均質性が向上し、減容北向上の
効果がある。
が固化材イースト内の水分を吸水するのを防止できるの
で、固化材ペーストとの混線時に水分不足による粘性上
昇が緩和され、固化体の均質性が向上し、減容北向上の
効果がある。
第１図は、本発明の実施例のシステム概略図、第２図は
、使用済イオン交換樹脂の熱分解特性図、 第３図は、分解温度による樹脂の充填率と攪拌のトルク
の関係を示す図である。 １・・・タンク ２・・・使用済イオン交換樹脂スラリー３・・・乾燥機
４・・・熱処理タンク５・・・ヒーター
６・・・スクリューフィーダー７・・・粉体ホッ
パー ８・・・冷却水９・・・固化材タンク １０
・・・ロードセル１１・・・攪拌機 １２・・
・ドラム缶１３・・・固化材 １４・・・水タン
ク１５・・・水 １６・・・フィルター１
７・・・ブロア １８・・・ＨＶＡＣ第１図 り 第２図 Ｑ １００２！００．５００４００シｏｏ ｂｏ。 ｐ！！、介ＩＩＩ斗温庭（ご）
、使用済イオン交換樹脂の熱分解特性図、 第３図は、分解温度による樹脂の充填率と攪拌のトルク
の関係を示す図である。 １・・・タンク ２・・・使用済イオン交換樹脂スラリー３・・・乾燥機
４・・・熱処理タンク５・・・ヒーター
６・・・スクリューフィーダー７・・・粉体ホッ
パー ８・・・冷却水９・・・固化材タンク １０
・・・ロードセル１１・・・攪拌機 １２・・
・ドラム缶１３・・・固化材 １４・・・水タン
ク１５・・・水 １６・・・フィルター１
７・・・ブロア １８・・・ＨＶＡＣ第１図 り 第２図 Ｑ １００２！００．５００４００シｏｏ ｂｏ。 ｐ！！、介ＩＩＩ斗温庭（ご）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、使用済イオン交換樹脂を乾燥粉体化した後、熱分解
してイオン交換基を分離させ、その後、水硬化性固化剤
と混練して固化させることを特徴とする使用済イオン交
換樹脂の処理方法。 ２、熱分解を１７０℃以上３５０℃以下の温度で行う特
許請求の範囲第１項記載の使用済イオン交換樹脂の処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20847384A JPS6186693A (ja) | 1984-10-04 | 1984-10-04 | 使用済イオン交換樹脂の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20847384A JPS6186693A (ja) | 1984-10-04 | 1984-10-04 | 使用済イオン交換樹脂の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6186693A true JPS6186693A (ja) | 1986-05-02 |
| JPH0511280B2 JPH0511280B2 (ja) | 1993-02-15 |
Family
ID=16556751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20847384A Granted JPS6186693A (ja) | 1984-10-04 | 1984-10-04 | 使用済イオン交換樹脂の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6186693A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017096948A (ja) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | コリア アトミック エナジー リサーチ インスティチュートＫｏｒｅａ Ａｔｏｍｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ | 放射性核種を含む廃イオン交換樹脂の処理方法及び装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS525000A (en) * | 1975-06-26 | 1977-01-14 | Ver Eederushiyutaaruberuke Ag | Method and device for converting radioactive ion exchange resin to storage state |
| JPS545469A (en) * | 1977-06-09 | 1979-01-16 | Ebauches Sa | Crystal for wristwatch |
| JPS59107300A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-21 | 株式会社日立製作所 | 放射性廃樹脂の処理方法および装置 |
-
1984
- 1984-10-04 JP JP20847384A patent/JPS6186693A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS525000A (en) * | 1975-06-26 | 1977-01-14 | Ver Eederushiyutaaruberuke Ag | Method and device for converting radioactive ion exchange resin to storage state |
| JPS545469A (en) * | 1977-06-09 | 1979-01-16 | Ebauches Sa | Crystal for wristwatch |
| JPS59107300A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-21 | 株式会社日立製作所 | 放射性廃樹脂の処理方法および装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017096948A (ja) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | コリア アトミック エナジー リサーチ インスティチュートＫｏｒｅａ Ａｔｏｍｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ | 放射性核種を含む廃イオン交換樹脂の処理方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0511280B2 (ja) | 1993-02-15 |
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