JPS63171399A - 放射性廃棄物の処理方法 - Google Patents

放射性廃棄物の処理方法

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JPS63171399A
JPS63171399A JP62003810A JP381087A JPS63171399A JP S63171399 A JPS63171399 A JP S63171399A JP 62003810 A JP62003810 A JP 62003810A JP 381087 A JP381087 A JP 381087A JP S63171399 A JPS63171399 A JP S63171399A
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JP
Japan
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heat insulating
solidified body
waste
insulating material
waste liquid
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JP62003810A
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English (en)
Inventor
田草川 篤
史明 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、原子力発電所等の原子力関連施設の廃液処
理設備あるいは施設から発生する硫酸ナトリウムを主成
分とする濃縮廃液の固化処理方法に関するものである。
(従来技術) 原子力関連施設、とりわけ沸騰水型原子力発電所におい
ては原子炉−次冷却水浄化にイオン交換樹脂が用いられ
ている。またその他の種々の廃液の浄化にもイオン交換
樹脂が用いられている。これは−次冷却水や各種廃液中
のイオン状の放射性物質の除去およびフィルタ効果によ
る固体状の放射性物質(クラッド)の除去を目的として
いる。
イオン交換樹脂は通常H型およびOH型として用い、H
型イオン交換樹脂(強酸化陽イオン交換樹脂)は陽イオ
ン(例えば80Co2+)をOH型イオン交換樹脂(強
塩基性陰イオン交換樹脂)は陰イオン(例えばC1)を
イオン交換反応により除去する。
イオン交換樹脂の能力はイオン交換容量で示され、約5
.2■eq(ミリ当量)7g1陰イオン交換樹脂で約3
.5meq/gである。イオン交換樹脂の能力が低下す
れば、H型あるいはOH型に再生され、再び使用される
原子力発電所等において、通常使用される薬品はH型へ
の再生は硫酸水溶液、OH型への再生は水酸化ナトリウ
ム水溶液である。再生廃液中にはH型再生の場合、硫酸
(H2SO4)およびイオン交換樹脂より脱離した陽イ
オン(Na”。
Ca2◆、Mg2÷等の他、BOCo等の放射性核種)
が含まれ、一方0■型再生の場合は水酸化ナトリウム(
Na OH)および陰イオン(CI2″″。
co32−等)が含まれる。
H型再生廃液は酸性、OH型再生廃液はアルカリ性であ
るため、これを−緒にして中和させる。
中和した再生廃液は硫酸ナトリウムを主成分とする水溶
液であり、イオン交換樹脂より脱離した放射性核種なら
びにクラッド等の放射性核種を含む固体を含んでいる。
この廃液は蒸発濃縮され、濃縮廃液として貯蔵、保管さ
れている。最近ではこの濃縮廃液を以下のように固形化
処理を行9ている。
すなわち、従来は濃縮廃液はセメントやアスファルト等
の固化材を用いた固化処理方法によって固化され、ドラ
ム缶に保管されてきた。これらの方法では廃液の混合量
を多くすると固化体の物性(機械的強度、浸出性等)に
悪影響を与えるため、多くても40%程度に制限される
。このため廃棄物の量が増大する結果となる。近年、放
射性廃棄物が年々増加の傾向にある中で、このように廃
棄物の量が増大する方法は好ましくない。
こうした観点から当面最終処分が決まるまで減容化に主
眼をおき、廃液を乾燥粉末化した後、ペレット状にして
ドラム缶に保管する方法が最近行われている。
(発明の目的) この発明はこのような技術的背景のもとになされたもの
であり、減容化と安定化とをより向上させた放射性廃棄
物の処理方法を提供するものである。
(発明の構成) この発明は、硫酸ナトリウム濃縮廃液乾燥残渣をSiC
および焼却灰あるいは保温材等の原子力廃棄物とともに
加熱して分解溶融し、廃液中の放射性物質を溶融物中に
固定し、安定化するようにしたものである。
この発明では、まず硫酸ナトリウム濃縮廃液を薄膜乾燥
機等の乾燥機によって加熱脱水して乾燥し、この乾燥残
渣を用いる。硫酸ナトリウムを主成分とする乾燥残渣に
原子力発電所に設置されている可燃性放射性廃棄物の焼
却炉排ガス浄化用セラミックフィルタの破砕または粉砕
物および同焼却炉より排出される焼却灰、原子力発電所
の各種配管の保温材とともに溶融炉に入れ、加熱溶融す
る。なお、上記セラミックフィルタはSICからなり、
これは定期的に廃棄され、放射性廃棄物となるものであ
る。また各種配管の保温材も定期修理等メンテナンス時
に廃棄物として大量に発生するものである。上記セラミ
ックフィルタの廃棄物および各種配管の保温材の廃棄物
は、いずれか一方のみを用いてもよく、あるいは両方を
用いてもよい。
上記溶融炉での加熱溶融において、硫酸ナトリウムはS
LCによって亜硫酸ナトリウムに還元され、さらに亜硫
酸ナトリウムはNa2Oと802に分解される。Na2
Oおよび濃縮廃液中の放射性物質は焼却灰や保温材等の
溶融物中に取込まれ、ガラス質あるいは鉱物質の固化体
となって安定化される。溶融時の排ガス中にはS02が
含まれているが、アルカリ溶液に吸収して除去するか、
あるいは一般工業分野で硫酸の製造と同様なプロセスで
硫酸として回収し、前述のイオン交換樹脂再生用に再利
用することも可能である。
上記の処理方法を概念的な反応式で示すとつぎのように
なる。
(還元) 4Na2 SO4+S i C →4Na2503 +S i20+C02(分解) Na2803 →Na20+5O2 (溶融) Na20+5i02+焼却灰等の廃棄物→固化体 (SO2吸収) SO2+2NaOH+y202 →Na2 SO4+H20 (H2so4回収) S 02 +y202−H2S 04 (実施例) Na2 SO4、S i C,焼却灰等の量的割合につ
いて、Na2SO4の分解率、固化体の安定性(耐水性
)から最適値を調査すると、第1図〜第6図に示すよう
になる。すなわち、 第1図はNazSO</SiCのモル比に対する焼却灰
または保温材の固化体中のイオウ残留率の関係を示し、
保温材または焼却灰と(Na2S04+5iC)との重
量比は1:1としている。
曲線1は保温材混入の場合、曲線2は焼却灰混入の場合
をそれぞれ示し、いずれの場合もNa2SOs/SiC
のモル比が大きくなると固化体中のイオウ残留率が増大
することが示されている。
第2図は(Na 2 SO4+S i C/焼却灰また
は保温材)の重量比に対する固化体中のイオウ残留率の
関係を示し、Na 2 SO4/S i Cのモル比は
2/1に設定している。曲線3は焼却灰混入の場合、曲
線4はパーライト混入の場合をそれぞれ示し、いずれの
場合もNa2SO4のモル比が大きくなると固化体中の
イオウ残留率が増大することが示されている。
第3図はホウ酸(B203 )添加量と固化体中のイオ
ウ(S)残留量との関係、すなわちB2O3/(Naz
SO4+SiC+焼却灰または保温材)の重量比に対す
る固化体中のイオウ残留率を示し、Na 2 SO4/
S i Cのモル比を2/1に設定している。曲線5,
6.7はそれぞれ(Na2SO4+5iC)/(焼却灰
または保温材)のモル比を4/1.1/1.1/4とし
た場合の特性であり、いずれの場合も、B203 / 
(Na 2SO4+SiC+焼却灰または保温材)の重
量比が小さくなる程、固化体中のイオウ残留率が高くな
っている。
第4図はNa 2 SO4/S i Cのモル比に対す
る焼却灰または保温材の固化体中への溶解率の関係を示
し、曲線8は焼却灰の重量比が1の場合、曲線9は保温
材の重量比が1の場合の固化体への溶解率をそれぞれ示
している。いずれの場合もNa2sO4/SiCのモル
比が大きくなると固化体中の溶解率が増大することが示
されている。
第5図は(Na 2 SO4+S L C/焼却灰また
は保温材)の重量比に対する固化体中への溶解率′の関
係を示し、Na 2 SO4/S i Cのモル比は1
/1に設定している。曲線10は焼却灰混入の場合、曲
線11は保温材混入の場合をそれぞれ示し、いずれの場
合も(Na 2 SO4+S i C)の重量比が大き
くなると固化体中の溶解率が増大することが示されてい
る。
第6図はホウ酸(B203 )添加量と固化体中の溶解
率との関係、すなわちB203 / (Na 2SO4
+SiC+焼却灰または保温材)の重量比に対する固化
体中の溶解率の関係を示し、Na25o4/SiCのモ
ル比を271に設定している。
曲線12,14.15はそれぞれ(Na2SO4+5i
C)/(保温材)のモル比を4/1.1/1.1/4と
した場合の特性であり、また曲線13は(Na2 SO
4+5iC)/ (焼却灰)ノモル比を1/1とした場
合の特性であり、いずれの場合も、B203 / (N
a2SO4+sLc+焼却灰または保温材)の重量比が
小さくなる程、固化体中への溶解率が高くなっている。
上記の特性から、 (A)硫酸ナトリウムに対しSiCはモル比で2〜4倍
(重量比で0.56〜1.23倍)添加する。
(B)焼却灰や保温材の混合量は多い程よいが、少なく
とも(Na 2504 +S i C)と同重量以上と
する。
(C)ホウ酸を添加すると硫酸ナトリウムの分解性や固
化体の耐水性が向上する。添加量は10重量%以上が好
ましいが、多量に添加すると減容効果が低下するため、
20重量%程度までの添加が効果的である。
実施例−1 硫酸ナトリウム29.1重量%、5iC16゜3重量%
、焼却灰45.5重量%、ホウ酸9.1重量%に CO
5M n s   Csを各3μCi/g添加して、マ
イクロ波溶融炉で3 k g/hの供給速度で5kg溶
融した。その結果、4.8にgの緻密な固化体を得た。
また CoS Mnは100%、  Csは995以上
固化体中に固定化された。さらにこの固化体は水に溶解
しないことはもとより、前記核種の浸出率がセメント固
化体、アスファルト固化体に比べ、はるかに小さい(2
桁以上)ことがわかった。
実施例−2 硫酸ナトリウム25重量%、5iC10重量%、焼却灰
52重量%、ホウ酸13重量%に60co、54Mn、
137C8を各3μC1/g添加して、マイクロ波溶融
炉で2.3kg/hの供給速度で4゜75kg溶融した
。その結果、4.1kgの緻密な固化体を得た。各核種
の固化体への固定化率、−固化体からの浸出率について
は上記実施例−1と同じであった。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明は従来の方法のような固
化材を用いないために廃棄物が増加することはなく1.
またこの処理が他の廃棄物の溶融処理時に行えるため、
新たな設備が不要である。さらに廃液中に含まれている
放射性物質が固化体中に安定して固定化されるために保
管時の安全性が確保され、減容化および安定化の5優れ
た処理方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図はNa 2 SO4/S L Cのモル比に対す
る固化体中のイオウ残留率の関係図、第2図は(Na 
2 SO4+S L C/焼却灰または保温材)の重量
比に対する固化体中のイオウ残留率の関係図、第3図は
ホウ酸(B203 )添加量と固化体中のイオウ(S)
残留量との関係図、第4図はNa2sO4/SiCのモ
ル比に対する焼却灰または保温材の固化体中への溶解率
の関係図、第5図は(Na 2 SO4+S i C/
焼却灰または保温材)の重量比に対する固化体中への溶
解率の関係図、第6図−はホウ酸(B203 )添加量
と固化体中の溶解率との関係図である。 1・・・Na 2 SO4/S i Cのモル比に対す
る保温材の固化体中へのイオウ残留率の関係曲線、2・
・・同上焼却灰の固化体中へのイオウ残留率の関係曲線
、8・・・Na’2 so4 /S i Cのモル比に
対する焼却灰の固化体中の溶解率の関係曲線、9・・・
Na2sO4/SiCのモル比に対する保温材の固化体
中の溶解率の関係曲線。 特許出願人      株式会社神戸製鋼所代 理 人
      弁理士  小谷悦司同        弁
理士  長1)正向        弁理士  板谷康
夫第  3  図 B20J/[祠λzsoヰ十SiC+大え釘及訪帳係益
末OC【【は91(イ本ヤ/l51A哲1(?’、) 因イ仁3体中′めSη曵v19(%) 1把辱−9#解学(%) 3工 !]7Lイ本の壌り叫牢(製)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、硫酸ナトリウム濃縮廃液乾燥残渣をSiCおよび焼
    却灰あるいは保温材等の原子力廃棄物とともに加熱して
    分解溶融し、廃液中の放射性物質を溶融物中に固定し、
    安定化することを特徴とする放射性廃棄物の処理方法。
JP62003810A 1987-01-09 1987-01-09 放射性廃棄物の処理方法 Pending JPS63171399A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011224430A (ja) * 2010-04-15 2011-11-10 Toshiba Corp イオン交換体、その製造方法、浄化装置及び浄化方法
JP2014006168A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Ngk Insulators Ltd 放射性セシウム汚染物の処理方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6088400A (ja) * 1983-10-19 1985-05-18 日立造船株式会社 炭化ケイ素の固化処理方法

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