JPS62180300A - 核廃棄物を固形化するガラス形成スラリ−及び固形化法 - Google Patents
核廃棄物を固形化するガラス形成スラリ−及び固形化法Info
- Publication number
- JPS62180300A JPS62180300A JP61227894A JP22789486A JPS62180300A JP S62180300 A JPS62180300 A JP S62180300A JP 61227894 A JP61227894 A JP 61227894A JP 22789486 A JP22789486 A JP 22789486A JP S62180300 A JPS62180300 A JP S62180300A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- forming
- silica
- slurry
- component
- 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.)
- Pending
Links
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 title claims description 60
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims description 42
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 62
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 35
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 26
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- -1 aluminum alkoxides Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 8
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 6
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 101100545275 Mus musculus Znf106 gene Proteins 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 claims 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 10
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 5
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- DCFKHNIGBAHNSS-UHFFFAOYSA-N chloro(triethyl)silane Chemical compound CC[Si](Cl)(CC)CC DCFKHNIGBAHNSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N ethoxy(trimethyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(C)C RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052768 actinide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001255 actinides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- FEHYCIQPPPQNMI-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triphenoxy)silane Chemical compound C=1C=CC=CC=1O[Si](OC=1C=CC=CC=1)(C=C)OC1=CC=CC=C1 FEHYCIQPPPQNMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000010922 glass waste Substances 0.000 description 1
- 239000002927 high level radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Inorganic materials [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 description 1
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Inorganic materials [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 description 1
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(ethyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC)(OCC)OCC DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
- G21F9/301—Processing by fixation in stable solid media
- G21F9/302—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix
- G21F9/305—Glass or glass like matrix
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31652—Of asbestos
- Y10T428/31663—As siloxane, silicone or silane
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (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】
[産業上の利用分野コ
本発明は、核廃棄物を固形化するガラス形成iff成物
及び固形化法に関する。
及び固形化法に関する。
[従来の技術]
高レベル核廃棄物をガラス中に固形化する一つの方法は
、ガラスフリットのスラリーと廃棄物スラッジとを液体
供給セラミックス溶解装置中で溶解する方法である。本
発明の出願人によって開発された反応混合法と呼ばれて
いる別法は、ガラスフリットの代わりにアルコキシド類
から調製されたコロイド溶液(ゾル)を利用する方法で
ある。後者の方法は、ガラスフリット法よりも優れた長
所を有する。即ち、(a)ガラス形成成分と廃棄物粒子
とを緊密に混合する結果、溶融温度が下がり、より欠陥
の少ない均質なガラス製品が得られること、及び(b)
スラリーは摩耗しないものであり、相分離に対する抵抗
性が高く、空気リフト搬送によって容易に搬送でとるこ
とである。
、ガラスフリットのスラリーと廃棄物スラッジとを液体
供給セラミックス溶解装置中で溶解する方法である。本
発明の出願人によって開発された反応混合法と呼ばれて
いる別法は、ガラスフリットの代わりにアルコキシド類
から調製されたコロイド溶液(ゾル)を利用する方法で
ある。後者の方法は、ガラスフリット法よりも優れた長
所を有する。即ち、(a)ガラス形成成分と廃棄物粒子
とを緊密に混合する結果、溶融温度が下がり、より欠陥
の少ない均質なガラス製品が得られること、及び(b)
スラリーは摩耗しないものであり、相分離に対する抵抗
性が高く、空気リフト搬送によって容易に搬送でとるこ
とである。
反応混合法またはアルコキシド系ガラス形成法は、19
85年3月8日に発行された米国特許第4,376.0
70号明細書に記載されている。
85年3月8日に発行された米国特許第4,376.0
70号明細書に記載されている。
米国特許第4,376.070号明細書に記載れている
ように、加水分解されたガラス形成珪素化合物、ガラス
形成ナトリウム化合物、ガラス形成アルミニウム化合物
並びにガラス形成硼素、カルシウム、リチウム及びマグ
ネシウム化合物類を含有するガラス形成組成物を調製す
る。カラス形成組成物調製後、攪拌しながら核廃棄物を
添加し、水が蒸発し有機物が揮発し組成物が乾燥するま
で500℃で加熱する。次いで、温度を混合物の融点、
即ち800℃乃至1300℃の温度に上昇させる。混合
物をそのままの位置で溶融させるかまたはインゴットに
注入し、冷却してカラス固形化核廃棄物にする。
ように、加水分解されたガラス形成珪素化合物、ガラス
形成ナトリウム化合物、ガラス形成アルミニウム化合物
並びにガラス形成硼素、カルシウム、リチウム及びマグ
ネシウム化合物類を含有するガラス形成組成物を調製す
る。カラス形成組成物調製後、攪拌しながら核廃棄物を
添加し、水が蒸発し有機物が揮発し組成物が乾燥するま
で500℃で加熱する。次いで、温度を混合物の融点、
即ち800℃乃至1300℃の温度に上昇させる。混合
物をそのままの位置で溶融させるかまたはインゴットに
注入し、冷却してカラス固形化核廃棄物にする。
アルコシキト系ガラス形成法は上述の長所を持つ方法で
はあるが、条件によっては酸化物充填量が増加するにつ
れて廃棄物スラリー(特に酸性廃棄物類)と混合した場
合にポンプ圧送不能の凝固塊状物を形成する傾向が現れ
てくる。この凝固の問題のために、酸化物の充填量を約
300グラム/リツトル以下に制限しなければならなく
なる可能性があり、この制限量はガラスフリット系の約
2分の1の全である。
はあるが、条件によっては酸化物充填量が増加するにつ
れて廃棄物スラリー(特に酸性廃棄物類)と混合した場
合にポンプ圧送不能の凝固塊状物を形成する傾向が現れ
てくる。この凝固の問題のために、酸化物の充填量を約
300グラム/リツトル以下に制限しなければならなく
なる可能性があり、この制限量はガラスフリット系の約
2分の1の全である。
アルコキシド系ガラス形成法で起こる凝固現象は、廃棄
物中の酸性金属カチオン類とガラス形成組成物中の可溶
性の珪素/珪酸塩類とか反応して硬質の珪酸沈殿物類即
ちゲルを形成することによるものと考えられる。多種の
成分が含有されており、しかもアルコキシドから誘導さ
れた供給廃棄物スラリーの化学組成が複雑であるにもか
かわらず、凝固現象は珪素/珪酸塩と水とから成る系で
の凝固と同様のものである。凝固に関与する主要な反応
は以下の三つの反応式によって表わすことができる。
物中の酸性金属カチオン類とガラス形成組成物中の可溶
性の珪素/珪酸塩類とか反応して硬質の珪酸沈殿物類即
ちゲルを形成することによるものと考えられる。多種の
成分が含有されており、しかもアルコキシドから誘導さ
れた供給廃棄物スラリーの化学組成が複雑であるにもか
かわらず、凝固現象は珪素/珪酸塩と水とから成る系で
の凝固と同様のものである。凝固に関与する主要な反応
は以下の三つの反応式によって表わすことができる。
+(1)
Me −? x)11O−Me−(OH)、J +
、HHa” + 5iO−’ = Ma SiOQ
(3) XJ 反応式(1)は、酸性金属カチオン類 (Me+X)によって水(ガラス形成水溶液の水)が分
解し、ゼラチン状の不溶性水酸化物類と水素イオンを形
成する反応を示す。上記の水素イオンは、反応式(2)
に示すように、ガラス形成スラリー中の可溶性珪酸塩類
または水和した珪酸ガラス粒子の表面部と反応して、珪
酸またはポリ珪酸の凝固物即ちシリカゲルをつくる。金
属イオン原子価の増加に従ってゲル化が起こり易くなる
傾向は、上記の二つの式によって説明できる。式(2)
が、従来法のアルコキシド誘導供給スラリーと酸性廃棄
物の混合物中で生じる強い凝固の主因を示すものと考え
られる。式(3)は不溶性の金属珪酸塩類の形成を示す
が、珪酸塩と水酸化物(式(1)参照)とは、ともに、
供給スラリーの粘度の増大に二次的に寄与する化合物で
ある。
、HHa” + 5iO−’ = Ma SiOQ
(3) XJ 反応式(1)は、酸性金属カチオン類 (Me+X)によって水(ガラス形成水溶液の水)が分
解し、ゼラチン状の不溶性水酸化物類と水素イオンを形
成する反応を示す。上記の水素イオンは、反応式(2)
に示すように、ガラス形成スラリー中の可溶性珪酸塩類
または水和した珪酸ガラス粒子の表面部と反応して、珪
酸またはポリ珪酸の凝固物即ちシリカゲルをつくる。金
属イオン原子価の増加に従ってゲル化が起こり易くなる
傾向は、上記の二つの式によって説明できる。式(2)
が、従来法のアルコキシド誘導供給スラリーと酸性廃棄
物の混合物中で生じる強い凝固の主因を示すものと考え
られる。式(3)は不溶性の金属珪酸塩類の形成を示す
が、珪酸塩と水酸化物(式(1)参照)とは、ともに、
供給スラリーの粘度の増大に二次的に寄与する化合物で
ある。
従って、本発明者らは、廃棄物またはガラス形成剤の何
れかから上記の水溶性諸成分を除去すれば、凝固反応を
完全に抑制し酸化物充填量を増加させることができるの
ではないかと考えた。はとんどの高レベル核廃棄物は酸
性であるから、廃棄物から金属カチオン類を除去するの
は実際的ではない。しかしながら、本発明組成物を使用
して、アルコキシド系ガラス形成スラリーから可溶性珪
酸/珪酸。
れかから上記の水溶性諸成分を除去すれば、凝固反応を
完全に抑制し酸化物充填量を増加させることができるの
ではないかと考えた。はとんどの高レベル核廃棄物は酸
性であるから、廃棄物から金属カチオン類を除去するの
は実際的ではない。しかしながら、本発明組成物を使用
して、アルコキシド系ガラス形成スラリーから可溶性珪
酸/珪酸。
塩類を除去することにより、安定な液状で供給される溶
融装置への供給物を製造できるという知見が得られた。
融装置への供給物を製造できるという知見が得られた。
[発明が解決しようとする問題点]
従って、本発明の目的は、核廃棄物の固形化に用いるア
ルコキシド系ガラス形式組成物であって、反応性が高く
、凝固に対する抵抗性を有し、酸化物含有率の高い固形
化された廃棄物・ガラス形成剤が製造できるガラス生成
組成物を提供することである。
ルコキシド系ガラス形式組成物であって、反応性が高く
、凝固に対する抵抗性を有し、酸化物含有率の高い固形
化された廃棄物・ガラス形成剤が製造できるガラス生成
組成物を提供することである。
[問題点を解決するための手段]
従って、本発明によれば、核廃棄物の固形化に使用する
ガラス形成スラリーであって、液体担体中に分散したシ
リカ含有成分を含有するアルコキシド系ガラス形成成分
から成り、ガラス形成剤のシリカ含有成分が液状の担体
相中に実質的溶解したシリカが含有されない状態で、粒
子直径0.1乃至0.7マイクロメータの粒子状固体の
形で存在していることを特徴とするガラス形成スラリー
が提供される。
ガラス形成スラリーであって、液体担体中に分散したシ
リカ含有成分を含有するアルコキシド系ガラス形成成分
から成り、ガラス形成剤のシリカ含有成分が液状の担体
相中に実質的溶解したシリカが含有されない状態で、粒
子直径0.1乃至0.7マイクロメータの粒子状固体の
形で存在していることを特徴とするガラス形成スラリー
が提供される。
液状担体中に分散させたシリカ含有成分を含むアルコキ
シド系ガラス形成成分のスラリーから成るガラス形成組
成物を調製し、上記組成物を高温度で加熱して容積を減
少させてガラス形成剤を得、ガラス形成剤を最高500
℃の温度下で核廃棄物と混合し、得られる混合物を70
0乃至1500℃で溶融する核廃棄物固形化方法であっ
て、ガラス形成剤のシリカ含有成分が液状の担体中に実
質的に溶解したシリカが含有されない状態で、粒子直径
0.1乃至0.7マイクロメータの粒子状固体の形で存
在していることを特徴とする方法も本発明の技術的思想
の範囲内に含まれる。
シド系ガラス形成成分のスラリーから成るガラス形成組
成物を調製し、上記組成物を高温度で加熱して容積を減
少させてガラス形成剤を得、ガラス形成剤を最高500
℃の温度下で核廃棄物と混合し、得られる混合物を70
0乃至1500℃で溶融する核廃棄物固形化方法であっ
て、ガラス形成剤のシリカ含有成分が液状の担体中に実
質的に溶解したシリカが含有されない状態で、粒子直径
0.1乃至0.7マイクロメータの粒子状固体の形で存
在していることを特徴とする方法も本発明の技術的思想
の範囲内に含まれる。
[実施例]
本発明によるガラス形成スラリーは、凝固に対する抵抗
性を持ち、硼素、ナトリウム、カルシウム等の種々のガ
ラス形成金属類を含有していてもよく、スラリー中のシ
リカ含有率は、5in2換算で、ガラス組成物重量の5
0乃至9096を占める。
性を持ち、硼素、ナトリウム、カルシウム等の種々のガ
ラス形成金属類を含有していてもよく、スラリー中のシ
リカ含有率は、5in2換算で、ガラス組成物重量の5
0乃至9096を占める。
カラス形成在中のシリカ含有成分は、一般式SiRm(
OR’ )nXpまたはSi (O5iR3) 4で表
わされる珪素化合物類の加水分解によって生成させるの
がよい。なお、上記の一般式中、RはC10までのアル
キル基及びC10までのアルケニル基から独立に選択さ
れた基であり、Xは塩素及び臭素から独立に選択されあ
り、mは9乃至3、nは0乃至4、pは0乃至1であり
、m+n+p−4である。入手が容易で、安定であり、
他のガラス形成諸成分と共存できるので、SiRm (
OR′) nXpで表わされる化合物類が好ましい。ア
ルコキシド類が最適の出発原料化合物類であるから、R
′基はn=4であるC4までのアルキル基であるのが好
ましい。
OR’ )nXpまたはSi (O5iR3) 4で表
わされる珪素化合物類の加水分解によって生成させるの
がよい。なお、上記の一般式中、RはC10までのアル
キル基及びC10までのアルケニル基から独立に選択さ
れた基であり、Xは塩素及び臭素から独立に選択されあ
り、mは9乃至3、nは0乃至4、pは0乃至1であり
、m+n+p−4である。入手が容易で、安定であり、
他のガラス形成諸成分と共存できるので、SiRm (
OR′) nXpで表わされる化合物類が好ましい。ア
ルコキシド類が最適の出発原料化合物類であるから、R
′基はn=4であるC4までのアルキル基であるのが好
ましい。
上記の一般式で表わされる範囲内に含まれる適切な化合
物類の例を以下に列記する。
物類の例を以下に列記する。
トリメチルエトキシシラン (CH3) 3
si (OC2)15)エチルトリエトキシシラン
C2H5Si (OC2H5)3テトラプロポ
キシシラン Si (0(:3H,) 4
テトラエチルオルトシリケート St (OC2
115)4テトラトリエチシロキシシラン Si
[05i(CH13)2G2+1514トリエチルクロ
0シラン (C2+15) 3siclビ
ニルトリフエノキシシラン [:H2:5H5
i(OC611s)3テトラエチルオルトシリケートは
比較的安価で、入手し易く、安定で、取り扱いも容易で
あるので、テトラエチルオルトシリケートが好ましい珪
素化合物である。
si (OC2)15)エチルトリエトキシシラン
C2H5Si (OC2H5)3テトラプロポ
キシシラン Si (0(:3H,) 4
テトラエチルオルトシリケート St (OC2
115)4テトラトリエチシロキシシラン Si
[05i(CH13)2G2+1514トリエチルクロ
0シラン (C2+15) 3siclビ
ニルトリフエノキシシラン [:H2:5H5
i(OC611s)3テトラエチルオルトシリケートは
比較的安価で、入手し易く、安定で、取り扱いも容易で
あるので、テトラエチルオルトシリケートが好ましい珪
素化合物である。
上記の珪素化合物類は、米国特許第
4.376.070号明細書に開示されている。ガラス
形成剤のその他の化学的諸成分としては、アルコキシド
類、酸類、硼素、ナトリウム、リチウム、マグネシウム
1、カルシウム、チタン、ジルコニウム、ランタン及び
アルミニウム等の金属の塩類を挙げることができ、これ
らの諸成分は、ガラスを変性しガラスの作業性及び耐久
性を向上させる。上に挙げた金属は、ガラスの変性に広
く用いられている変性剤である。
形成剤のその他の化学的諸成分としては、アルコキシド
類、酸類、硼素、ナトリウム、リチウム、マグネシウム
1、カルシウム、チタン、ジルコニウム、ランタン及び
アルミニウム等の金属の塩類を挙げることができ、これ
らの諸成分は、ガラスを変性しガラスの作業性及び耐久
性を向上させる。上に挙げた金属は、ガラスの変性に広
く用いられている変性剤である。
形成されたガラスの珪素含有率は、5i02換算で、ガ
ラス重量の50乃至90重全層の範囲内でなければなら
ない。
ラス重量の50乃至90重全層の範囲内でなければなら
ない。
シリカ成分または珪酸塩成分が液状担体中で粒子状固体
の形で存在し液状担体中の溶液中にはシリカまたは珪酸
塩類は実質的に存在しない状態となるようガラス形成組
成物をつくる。本発明の一実施例においては、固体粒子
状のシリカ含有成分を形成させるために、第一工程とし
てアルコキシドをアル;−ルと水の混合物に混入してシ
リコンアルコキシドの加水分解を行う。好ましくは、加
水分解によって生成するアルコールと同じアルコールを
使用し、2種のアルコールの分離の必要がないようにす
る。珪素(シリコン)化合物対アルコールのモル比は0
.2乃至2の範囲内にすればよい。次に、アルコキシド
とアルコールと水とから成る溶液にアルコキシドとアル
コールと水とから成る溶液にアンモニア等の逃散性の塩
基性触媒を加えて完全に加水分解する。本明細書中で使
用する「逃散性の塩基性触媒」とは、分解してアンモニ
アを形成する化合物、たとえは水酸化アンモニウム、水
酸化テトラエチルアンモニウム等の有機四級水酸化アン
モニウム類、有機アミン類及び有機ジアミン類並びに尿
素等の有機化合物類である。加水分解後に形成されるア
ンモニアはスラリーから追い出される、即ち逃散性であ
る。
の形で存在し液状担体中の溶液中にはシリカまたは珪酸
塩類は実質的に存在しない状態となるようガラス形成組
成物をつくる。本発明の一実施例においては、固体粒子
状のシリカ含有成分を形成させるために、第一工程とし
てアルコキシドをアル;−ルと水の混合物に混入してシ
リコンアルコキシドの加水分解を行う。好ましくは、加
水分解によって生成するアルコールと同じアルコールを
使用し、2種のアルコールの分離の必要がないようにす
る。珪素(シリコン)化合物対アルコールのモル比は0
.2乃至2の範囲内にすればよい。次に、アルコキシド
とアルコールと水とから成る溶液にアルコキシドとアル
コールと水とから成る溶液にアンモニア等の逃散性の塩
基性触媒を加えて完全に加水分解する。本明細書中で使
用する「逃散性の塩基性触媒」とは、分解してアンモニ
アを形成する化合物、たとえは水酸化アンモニウム、水
酸化テトラエチルアンモニウム等の有機四級水酸化アン
モニウム類、有機アミン類及び有機ジアミン類並びに尿
素等の有機化合物類である。加水分解後に形成されるア
ンモニアはスラリーから追い出される、即ち逃散性であ
る。
過剰に存在する逃散性の塩基性触媒によってシリコンア
ルコキシドは加水分解されるが、アンモニア(NI+3
換算)対アルコキシドの比率は1.5乃至20.0、好
ましくは1.5乃至3.0である。過剰の逃散性の塩基
性触媒の存在下で、ホロンアルコキシド(borona
lkoxide)等の他のアルコキシド類が存在する場
合には、これらのアルコキシド類も加水分解される。硼
素化合物も、ナトリウムやリチウム等のガラスの他の成
分と同様に、硝酸塩または酸化物の形で加水分解された
シリコンアルコキシドに添加することもできる。
ルコキシドは加水分解されるが、アンモニア(NI+3
換算)対アルコキシドの比率は1.5乃至20.0、好
ましくは1.5乃至3.0である。過剰の逃散性の塩基
性触媒の存在下で、ホロンアルコキシド(borona
lkoxide)等の他のアルコキシド類が存在する場
合には、これらのアルコキシド類も加水分解される。硼
素化合物も、ナトリウムやリチウム等のガラスの他の成
分と同様に、硝酸塩または酸化物の形で加水分解された
シリコンアルコキシドに添加することもできる。
形成さねた固体状シリカ含有成分は、平均粒子直径0.
1乃至0.7マイクロメータ(micrometer)
、好ましくは、0゜2乃至0.5マイクロメータの粒
子の形で存在する。粒子状固体は球形であるのが好まし
い。第1A図乃至第1D図の顕微鏡写真は、本発明方法
に従ってテトラエチルオルトシリケートを逃散性の塩基
性触媒加水分解することにより形成された球形粒子状固
体を示し、第1A図及び第1C図は透過電子顕微鏡写真
であり、第1B図及び第1D図は走査電子顕微鏡写真で
ある。粒子は高レベル廃棄物粒子と迅速に反応できる程
度に小さく(即ち、拡散距離が小さい)、液状担体中へ
の溶解に抵抗するに充分な大きさを持っている。本発明
方法によりシリカ含有成分を形成させた場合、液状担体
は実質的に溶解シリカを含まず、Si換算で液状担体中
に存在する溶解シリカ含有量は重量基準で1100pp
未満である。
1乃至0.7マイクロメータ(micrometer)
、好ましくは、0゜2乃至0.5マイクロメータの粒
子の形で存在する。粒子状固体は球形であるのが好まし
い。第1A図乃至第1D図の顕微鏡写真は、本発明方法
に従ってテトラエチルオルトシリケートを逃散性の塩基
性触媒加水分解することにより形成された球形粒子状固
体を示し、第1A図及び第1C図は透過電子顕微鏡写真
であり、第1B図及び第1D図は走査電子顕微鏡写真で
ある。粒子は高レベル廃棄物粒子と迅速に反応できる程
度に小さく(即ち、拡散距離が小さい)、液状担体中へ
の溶解に抵抗するに充分な大きさを持っている。本発明
方法によりシリカ含有成分を形成させた場合、液状担体
は実質的に溶解シリカを含まず、Si換算で液状担体中
に存在する溶解シリカ含有量は重量基準で1100pp
未満である。
カラス形成組成物の調製に当たって、組成物に添加する
前に、珪素化合物は上述の如く加水分解され、ボロンア
ルコキシド等のその他の加水分解可能な化合物類も過剰
の逃散性の塩基性触媒の存在下で加水分解される。次に
、硝酸塩または酸化物の形で残りの諸成分を添加し、混
合物を高温(90℃)に加熱して過剰の水、アルコール
及び逃散性のアンモニア触媒を除去することにより充填
量を増大させて、はぼ中性(P11約7乃至8.5)の
スラリーを得る。
前に、珪素化合物は上述の如く加水分解され、ボロンア
ルコキシド等のその他の加水分解可能な化合物類も過剰
の逃散性の塩基性触媒の存在下で加水分解される。次に
、硝酸塩または酸化物の形で残りの諸成分を添加し、混
合物を高温(90℃)に加熱して過剰の水、アルコール
及び逃散性のアンモニア触媒を除去することにより充填
量を増大させて、はぼ中性(P11約7乃至8.5)の
スラリーを得る。
このようにして得られたスラリーは、凝固反応を起こす
ことなく、はぼ乾燥状態(はじめのスラリー中の酸化物
重量のうち固体分子sが0.8を越える状態)に濃縮さ
れる。比較のために記載すると、従来法のアルコキシド
系ガラス形成スラリーはfs>0.3で自然ゲル化する
。本発明方法によって調製されたほぼ乾燥したガラス形
成組成物は、単に水または廃棄物スラッジを混入するこ
とにより、所望する水分量の扱い易いスラリーに再調製
することができる。この特性により、本発明の供給スラ
リー中の酸化物充填量即ち酸化物含有量は、ガラスフリ
ット法で実際に得られる酸化物含有量を越えることがで
きる。
ことなく、はぼ乾燥状態(はじめのスラリー中の酸化物
重量のうち固体分子sが0.8を越える状態)に濃縮さ
れる。比較のために記載すると、従来法のアルコキシド
系ガラス形成スラリーはfs>0.3で自然ゲル化する
。本発明方法によって調製されたほぼ乾燥したガラス形
成組成物は、単に水または廃棄物スラッジを混入するこ
とにより、所望する水分量の扱い易いスラリーに再調製
することができる。この特性により、本発明の供給スラ
リー中の酸化物充填量即ち酸化物含有量は、ガラスフリ
ット法で実際に得られる酸化物含有量を越えることがで
きる。
次いで、ガラス形成組成物を廃棄物と混合し加熱するこ
とにより、核廃棄物を固形化する。攪拌しながらガラス
形成組成物を核廃棄物と混合し、水が蒸発し組成物が乾
燥するまで約500℃に加熱する。次に、温度を上昇さ
せ、用いる組成によって変動するが、混合物の融点即ち
700乃至1500℃の温度にする。所望する温度にし
、生成するガラス中で廃棄物を固形化するためには、各
種の型式の溶融装置を使用できる。
とにより、核廃棄物を固形化する。攪拌しながらガラス
形成組成物を核廃棄物と混合し、水が蒸発し組成物が乾
燥するまで約500℃に加熱する。次に、温度を上昇さ
せ、用いる組成によって変動するが、混合物の融点即ち
700乃至1500℃の温度にする。所望する温度にし
、生成するガラス中で廃棄物を固形化するためには、各
種の型式の溶融装置を使用できる。
以下に、実施例を挙げて、本発明について説明する。
実 施 例
以下の混合物を調製した。
(八)222グラムのテトラエチルオルトシリケート
95ミリリツトルの水に混入した混合物。
(口)142 ミリリットルの濃Ni+40i+(28
乃至30重量零〇NH3を含有)を700ミリリツトル
の水に混入した混合物。
乃至30重量零〇NH3を含有)を700ミリリツトル
の水に混入した混合物。
(C) 53グラムのトリエチルボレト(硝酸トリエ
チル)を306 ミリリットルのエタノールと26ミリ
リツトルの水に混入した混合物。
チル)を306 ミリリットルのエタノールと26ミリ
リツトルの水に混入した混合物。
(D) 34ミリリツトルの濃N I+ 4 0 1
+ (上記と同じ)と、168 ミリリットルの水と
、41.6グラムのNaN03 と、22.6グラムの
LiN03 との混合物。
+ (上記と同じ)と、168 ミリリットルの水と
、41.6グラムのNaN03 と、22.6グラムの
LiN03 との混合物。
(E) 1.7グラムのMgOと、0、9グラムの
TiO2と、0.4グラムのzr02と、0.4グラム
のLa203との混合物。
TiO2と、0.4グラムのzr02と、0.4グラム
のLa203との混合物。
混合物Bを混合物Aに徐々に混入して、得られる混合物
(混合物1)が乳濁する直前まで混入を続けた。混合物
りを混合物Cに徐々に混入して、得られる混合物(混合
物2)が乳濁する直前まで混入を続けた。混合物2を混
合物1に混入し、これに混合物B及び混合物りの残部を
徐々に添加した。得られた配合物に混合物Eを添加して
、ガラス形成混合物を形成させた。第2A図及び第2C
図は透過電子顕微鏡写真であり第2B図及び第2D図は
走査電子顕微鏡写真である第2A図乃至第2D図は、代
表的な上記のガラス形成剤中で形成される球形粒子状固
体を示す図であり、ガラス形成剤が粒径0.2乃至0.
5マイク゛ツ′−タの部分的に凝縮した球形粒子を含有
することを示している。次に、ガラス形成混合物をゆっ
くりと加熱し約90℃で攪拌して容量を約60零減少さ
せて、pH値が7乃至8.5で、fs−0.15 (7
00℃でか焼抜)、「可溶性J St含有量が70pp
m (重量基準で百分率の70部)であるガラス形成剤
を得た。
(混合物1)が乳濁する直前まで混入を続けた。混合物
りを混合物Cに徐々に混入して、得られる混合物(混合
物2)が乳濁する直前まで混入を続けた。混合物2を混
合物1に混入し、これに混合物B及び混合物りの残部を
徐々に添加した。得られた配合物に混合物Eを添加して
、ガラス形成混合物を形成させた。第2A図及び第2C
図は透過電子顕微鏡写真であり第2B図及び第2D図は
走査電子顕微鏡写真である第2A図乃至第2D図は、代
表的な上記のガラス形成剤中で形成される球形粒子状固
体を示す図であり、ガラス形成剤が粒径0.2乃至0.
5マイク゛ツ′−タの部分的に凝縮した球形粒子を含有
することを示している。次に、ガラス形成混合物をゆっ
くりと加熱し約90℃で攪拌して容量を約60零減少さ
せて、pH値が7乃至8.5で、fs−0.15 (7
00℃でか焼抜)、「可溶性J St含有量が70pp
m (重量基準で百分率の70部)であるガラス形成剤
を得た。
上記のガラス形成組成物から形成されたガラス組成を以
下に示す(重量百分率)。
下に示す(重量百分率)。
5102 63、9%F ; B203 12.6%F
: Na20 15.2%F ;Li(h 4.9
!t; : MgO 1.7%; ; Ti020.
9!IF :ZrG2 Q.4%; ; La20
30.1次に、上記のガラス形成組成物を用いて廃棄物
の固形化を行った。上記のアルコキシド誘導ガラス形成
剤100グラムを59グラムの2M酸性核廃棄物に似せ
た疑似スラリーと混合してガラス形成剤と廃棄物とから
成る供給スラリーを調製した。疑似廃棄物スラリーの組
成は下記の通りである。
: Na20 15.2%F ;Li(h 4.9
!t; : MgO 1.7%; ; Ti020.
9!IF :ZrG2 Q.4%; ; La20
30.1次に、上記のガラス形成組成物を用いて廃棄物
の固形化を行った。上記のアルコキシド誘導ガラス形成
剤100グラムを59グラムの2M酸性核廃棄物に似せ
た疑似スラリーと混合してガラス形成剤と廃棄物とから
成る供給スラリーを調製した。疑似廃棄物スラリーの組
成は下記の通りである。
疑似酸性核廃棄物の組成
化合物 重量グラム
Fe(NO3):+”911□0 23
5.19NaNO389.95 Na2SO4B.20 KNO3 3.65CaN
030.55 NaJOO4’21120 0.1
2+アクチニド元素類の置換物。
5.19NaNO389.95 Na2SO4B.20 KNO3 3.65CaN
030.55 NaJOO4’21120 0.1
2+アクチニド元素類の置換物。
上記の各成分を水と混合し、1リツトルの混合物を調製
することにより廃棄物スラリー組成物を得た。
することにより廃棄物スラリー組成物を得た。
ガラス形成剤と廃棄物とから成る供給スラリーを白金る
つぼに入れ、約100℃で乾燥し、空気中で溶融するま
で加熱した。1150℃で2時間保持した後にガラスを
炉中で冷却した場合及び急冷した場合の何れかの場合に
も、約30重量*の廃棄物酸化物類を含有する均質で欠
陥部のないガラスが得られた。アルコキシド誘導ガラス
形成剤の代わりにガラスフリットを用いた同様のガラス
と廃棄物とのスラリー配合物の溶融によって得られるも
のと比較して、溶融温度は約100℃低く、ガラスの均
質性は遥かに良好であった。
つぼに入れ、約100℃で乾燥し、空気中で溶融するま
で加熱した。1150℃で2時間保持した後にガラスを
炉中で冷却した場合及び急冷した場合の何れかの場合に
も、約30重量*の廃棄物酸化物類を含有する均質で欠
陥部のないガラスが得られた。アルコキシド誘導ガラス
形成剤の代わりにガラスフリットを用いた同様のガラス
と廃棄物とのスラリー配合物の溶融によって得られるも
のと比較して、溶融温度は約100℃低く、ガラスの均
質性は遥かに良好であった。
本発明のガラス形成剤は、凝固することなく極めて高い
固形分濃度になるまで濃縮することができ、粒子がミク
ロン以下で球形であるので、カラスフリット系またはガ
ラス卓分末系の供給スラリーのようにゴム状または硬質
の沈殿物を形成することはない。供給スラリー中の全酸
化物含有量(廃棄物とカラス形成剤スラリーとの混合物
中の廃棄酸化物類とカラス成分酸化物類との合計量)を
60Lg/1以上にすることができ、550g/lを越
える全酸化物含有量のものを調製できた。本発明のガラ
ス形成組成物を使用ずれは、酸性核廃棄物または塩基性
核廃棄物の何れをも固形化できる。
固形分濃度になるまで濃縮することができ、粒子がミク
ロン以下で球形であるので、カラスフリット系またはガ
ラス卓分末系の供給スラリーのようにゴム状または硬質
の沈殿物を形成することはない。供給スラリー中の全酸
化物含有量(廃棄物とカラス形成剤スラリーとの混合物
中の廃棄酸化物類とカラス成分酸化物類との合計量)を
60Lg/1以上にすることができ、550g/lを越
える全酸化物含有量のものを調製できた。本発明のガラ
ス形成組成物を使用ずれは、酸性核廃棄物または塩基性
核廃棄物の何れをも固形化できる。
第1A図乃至第1D図は、逃散性の塩基性触媒を用いて
テトラエチルオルトシリケートを加水分解することによ
って形成される球形粒子状固体の顕微鏡写真である。 第2A図乃至第2D図は、本発明の一実施例のガラス形
成剤中で形成される球形粒子状固体の顕微鏡写真である
。 FIG、 IC 2日G、 IQ FIG、2A FIG。2日 FIG、 2C FiG、2D 手 続 補 正 9(方 式)%式% 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国、ペンシルへニア州、ビ
ッツハーク。 ケイトウエイ・センター(番地ナシ) 名 称(711) ウェスチングハウス・エレクト
リック・コーポレーション 代表者 シー・エフ・オーバメッサ国 籍
アメリカ合衆国 4、代理人
テトラエチルオルトシリケートを加水分解することによ
って形成される球形粒子状固体の顕微鏡写真である。 第2A図乃至第2D図は、本発明の一実施例のガラス形
成剤中で形成される球形粒子状固体の顕微鏡写真である
。 FIG、 IC 2日G、 IQ FIG、2A FIG。2日 FIG、 2C FiG、2D 手 続 補 正 9(方 式)%式% 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国、ペンシルへニア州、ビ
ッツハーク。 ケイトウエイ・センター(番地ナシ) 名 称(711) ウェスチングハウス・エレクト
リック・コーポレーション 代表者 シー・エフ・オーバメッサ国 籍
アメリカ合衆国 4、代理人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、核廃棄物の固形化に使用するガラス形成スラリーで
あって、液体担体中に分散したシリカ含有成分を含有す
るアルコキシド系ガラス形成成分から成り、ガラス形成
剤のシリカ含有成分が液状の担体相中に実質的溶解した
シリカが含有されない状態で、粒子直径0.1乃至0.
7マイクロメータの粒子状固体の形で存在していること
を特徴とするガラス形成スラリー。 2、シリカ含有ガラス成分の粒子状固体の形状がほぼ球
形であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
のガラス形成スラリ 3、シリカ含有ガラス成分の粒子状固体の粒子直径が0
.2乃至0.5マイクロメータであることを特徴とする
特許請求の範囲第2項に記載のガラス形成スラリー。 4、一般式SiRm(OR′)nXpまたはSi(OS
iR_3)_4、 式中、RはC_1_0までのアルキル基及びC_1_0
までのアルケニル基から独立に選択され、 R′はR及びアリル基から独立に選択され 、Xは塩素及び臭素から独立に選択された 基であり、mは0乃至3、nは0乃至4、 pは0乃至1であり、m+n+p=4である。 で表わされる珪素化合物の加水分解によりシリカ含有成
分を形成させることを特徴とする特許請求の範囲第1項
、第2項または第3項に記載のガラス形成スラリー。 5、シリカ含有成分が、テトラエチルオルトシリケート
の加水分解によって形成されたものであることを特徴と
する特許請求の範囲第4項に記載のガラス形成スラリー
。 6、硼素、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、カル
シウム、チタン、ジルコニウム、ランタン、アルミニウ
ムのアルキシド類、酸類及び塩類またはこれらの混合物
から選択されたガラス形成成分を含有することを特徴と
する特許請求の範囲第1項乃至第4項の何れかに記載の
ガラス形成スラリー。 7、シリカ含有成分の存在量が、SiO_2換算で、ガ
ラス形成成分の重量の50乃至90重量%であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第6項の何れかに
記載のガラス形成スラリー。 8、液状担体中に分散させたシリカ含有成分を含むアル
コキシド系ガラス形成成分のスラリーから成るガラス形
成組成物を調製し、上記組成物を高温度で加熱して容積
を減少させてガラス形成剤を得、ガラス形成剤を最高 500℃の温度下で核廃棄物と混合し、得られる混合物
を700乃至1500℃で溶融する核廃棄物固形化方法
であって、ガラス形成剤のシリカ含有成分が液状の担体
中に実質的に溶解したシリカが含有されない状態で、粒
子直径 0.1乃至0.7マイクロメータの粒子状固体の形で存
在していることを特徴とする方法。 9、一般式SiRm(OR′)nXpまたはSi(OS
iR_3)_4、 式中、RはC_1_0までのアルキル基及びC_1_0
までのアルケニル基から独立に選択され、 R′はR及びアリル基から独立に選択され 、Xは塩素及び臭素から独立に選択された 基であり、mは0乃至3、nは0乃至4、 pは0乃至1であり、m+n+p=4である。 で表わされる珪素化合物をアルコールと水から成る担体
に混入し、過剰量の逃散性の塩基性触媒の存在下で加水
分解することにより、アルコキシド系ガラス形成成分の
スラリーを形成させることを特徴とする特許請求の範囲
第8項に記載の方法。 10、逃散性の塩基性触媒がアンモニアであり、アンモ
ニア対アルコキシドのモル比が 1.5乃至20の量のアンモニアが存在することを特徴
とする特許請求の範囲第9項に記載の方法。 11、珪素化合物がテトラエチルオルトシリケートであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第9項または第10
項に記載の方法。 12、アルコキシド系ガラス形成剤のスラリー中にボロ
ンアルコキシドが存在しており、ボロンアルコキシドを
アルコールと水とから成る担体に混入し過剰量の逃散性
の塩基性触媒の存在下で加水分解することを特徴とする
特許請求の範囲第8項乃至第11項の何れかに記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/823,218 US4759879A (en) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | Glass former composition and method for immobilizing nuclear waste using the same |
US823218 | 1986-01-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62180300A true JPS62180300A (ja) | 1987-08-07 |
Family
ID=25238118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61227894A Pending JPS62180300A (ja) | 1986-01-28 | 1986-09-25 | 核廃棄物を固形化するガラス形成スラリ−及び固形化法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4759879A (ja) |
EP (1) | EP0238744A1 (ja) |
JP (1) | JPS62180300A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010254574A (ja) * | 2006-06-19 | 2010-11-11 | Nihon Yamamura Glass Co Ltd | 球状多成分ガラス微粒子 |
JP2012505677A (ja) * | 2008-10-16 | 2012-03-08 | オリオン テック アンシュタルト | 重金属を含む液体廃棄物の処理 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2620364B2 (ja) * | 1988-03-18 | 1997-06-11 | 本田技研工業株式会社 | セラミックス焼結体の製造方法 |
DE3815082A1 (de) * | 1988-05-04 | 1989-11-16 | Wiederaufarbeitung Von Kernbre | Verfahren und vorrichtung zum behandeln und zum foerdern von feedklaerschlamm zu einer verglasungseinrichtung |
US5004373A (en) * | 1988-12-08 | 1991-04-02 | Battelle Memorial Institute | Method for initiating in-situ vitrification using an impregnated cord |
US4988376A (en) * | 1989-08-02 | 1991-01-29 | Western Research Institute | Glassification of lead and silica solid waste |
US5288435A (en) * | 1992-05-01 | 1994-02-22 | Westinghouse Electric Corp. | Treatment of radioactive wastes |
US5494863A (en) * | 1994-12-13 | 1996-02-27 | Vortec Corporation | Process for nuclear waste disposal |
DE19545042A1 (de) * | 1995-12-02 | 1997-06-05 | Studiengesellschaft Kohle Mbh | Amorphe mikroporöse Mischoxidkatalysatoren mit kontrollierter Oberflächenpolarität für die selektive heterogene Katalyse Adsorption und Stofftrennung |
US5879566A (en) * | 1997-02-03 | 1999-03-09 | The Scientific Ecology Group, Inc. | Integrated steam reforming operation for processing organic contaminated sludges and system |
US6145343A (en) | 1998-05-02 | 2000-11-14 | Westinghouse Savannah River Company | Low melting high lithia glass compositions and methods |
US6232383B1 (en) | 1998-11-06 | 2001-05-15 | Nurescell, Inc. | Nuclear resistance cell and methods for making same |
US6360564B1 (en) * | 2000-01-20 | 2002-03-26 | Corning Incorporated | Sol-gel method of preparing powder for use in forming glass |
US7211038B2 (en) * | 2001-09-25 | 2007-05-01 | Geosafe Corporation | Methods for melting of materials to be treated |
WO2006096254A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-09-14 | Geosafe Corporation | Refractory melt barrier for in-container vitrification |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3087902A (en) * | 1960-08-30 | 1963-04-30 | Montedison Spa | Preparation of glass-like materials from aqueous silica systems by polymerization and contemporaneous dehydration |
US3640093A (en) * | 1969-03-10 | 1972-02-08 | Owens Illinois Inc | Process of converting metalorganic compounds and high purity products obtained therefrom |
US3678144A (en) * | 1970-06-12 | 1972-07-18 | Corning Glass Works | Silicate bodies containing coprecipitated oxides |
US4072501A (en) * | 1977-04-13 | 1978-02-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of producing homogeneous mixed metal oxides and metal-metal oxide mixtures |
FR2440778B1 (fr) * | 1978-11-09 | 1987-08-21 | Macedo Pedro | Fixation par echange d'ions de matieres toxiques dans une matrice de verre |
US4333847A (en) * | 1979-04-30 | 1982-06-08 | P. B. Macedo | Fixation by anion exchange of toxic materials in a glass matrix |
US4377507A (en) * | 1980-06-25 | 1983-03-22 | Westinghouse Electric Corp. | Containing nuclear waste via chemical polymerization |
US4376070A (en) * | 1980-06-25 | 1983-03-08 | Westinghouse Electric Corp. | Containment of nuclear waste |
US4422965A (en) * | 1980-08-11 | 1983-12-27 | Westinghouse Electric Corp. | Nuclear waste encapsulation in borosilicate glass by chemical polymerization |
CA1174472A (en) * | 1980-09-17 | 1984-09-18 | Shiro Kurosaki | Process for the production of an optical glass article |
FR2507171A1 (fr) * | 1981-06-04 | 1982-12-10 | Zarzycki Jerzy | Aerogels de silice monolithiques, leur preparation et leur utilisation pour la preparation d'articles en verre de silice et de materiaux thermiquement isolants |
US4430257A (en) * | 1981-06-12 | 1984-02-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Alcohol-free alkoxide process for containing nuclear waste |
US4419115A (en) * | 1981-07-31 | 1983-12-06 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Fabrication of sintered high-silica glasses |
DE3390375T1 (de) * | 1982-12-23 | 1985-02-07 | Suwa Seikosha Co. Ltd., Tokio/Tokyo | Verfahren zur Herstellung von Siliciumdioxidglas |
US4472510A (en) * | 1982-12-23 | 1984-09-18 | Dow Corning Corporation | Carbon-containing monolithic glasses and ceramics prepared by a sol-gel process |
US4541855A (en) * | 1983-08-18 | 1985-09-17 | Corning Glass Works | Method of forming a glass or ceramic product |
-
1986
- 1986-01-28 US US06/823,218 patent/US4759879A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-09-25 JP JP61227894A patent/JPS62180300A/ja active Pending
- 1986-09-26 EP EP19860307412 patent/EP0238744A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010254574A (ja) * | 2006-06-19 | 2010-11-11 | Nihon Yamamura Glass Co Ltd | 球状多成分ガラス微粒子 |
JP2012505677A (ja) * | 2008-10-16 | 2012-03-08 | オリオン テック アンシュタルト | 重金属を含む液体廃棄物の処理 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0238744A1 (en) | 1987-09-30 |
US4759879A (en) | 1988-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS62180300A (ja) | 核廃棄物を固形化するガラス形成スラリ−及び固形化法 | |
US5221497A (en) | Elongated-shaped silica sol and method for preparing the same | |
EP0335195B1 (en) | Silica sol containing elongated-shaped particles and method for preparing the same | |
CA2012718C (en) | Aqueous colloidal dispersion of fumed silica without a stabilizer | |
JP2803134B2 (ja) | 細長い形状のシリカゾル及びその製造法 | |
US5246624A (en) | Aqueous colloidal dispersion of fumed silica, acid and stabilizer | |
US5009688A (en) | Process for producing porous glass | |
JPS609068B2 (ja) | スメクタイト型粘土を含有する合成ゲル化剤及びその製造方法 | |
US3576652A (en) | Bonding liquids for refractory material | |
US4029513A (en) | Surface treated silica | |
US4606847A (en) | Process for the preparation of a dispersable product containing a cerium compound in association with a selected metal | |
JPH0360420A (ja) | ヒュームドシリカの水性コロイド分散液 | |
JP3463328B2 (ja) | 酸性シリカゾルの製造方法 | |
JP2008074701A (ja) | シリカゾルの濃縮方法及び前記方法により得られる混合物 | |
JP2590428B2 (ja) | 球状中空多孔質シリカ粒子の製造方法 | |
JPH0454617B2 (ja) | ||
US4212680A (en) | Thixotropic refractory binder based upon aluminum phosphate gelled silica sols | |
US9695111B2 (en) | Method of producing soluble silicates with organic cations | |
US3791987A (en) | Minute capsules having walls of siliceous material-hydroxy-containing material complex and process for their manufacture | |
JP2000017259A (ja) | 地盤固結剤 | |
JP6746538B2 (ja) | 水溶液の作製方法 | |
JPS62138310A (ja) | 単分散金属酸化物調製方法 | |
JPH06279589A (ja) | 球状シリコーン微粒子の製造方法 | |
JP2002003212A (ja) | シリカ−アルミナ被覆鎖状シリカゾルおよびその製造方法 | |
CN109562973A (zh) | 一种用于生产含硅酸盐的玻璃和玻璃陶瓷的连续溶胶-凝胶方法 |