JPS6383697A - Solidifying processing method of radioactive molten water-cooled slag - Google Patents
Solidifying processing method of radioactive molten water-cooled slagInfo
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- Gasification And Melting Of Waste (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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
発明の目的
[産業上の利用分野]
本発明は、放射性の溶融水冷スラグを、最終貯蔵あるい
は陸地処分に適する形に同化処理する方法の改良に関す
る。
[従来の技術]
たとえば原子力発電所の定期点検に伴って、低レベルの
放射能をもった種々の固体廃棄物が発生する。 これら
は、その放射能が安定なレベルに低下するまで最終貯蔵
し、陸地処分に適した形にする必要がおる。
固体廃棄物の中で、放射性廃液の処理に使用したイオン
交換樹脂、HEPAフィルタ、保温材、プラスチック製
パイプといった雑固体廃棄物は、そのまま固化するので
は嵩張って、広大な貯蔵庫を要することになる。 そこ
で、これらの雑固体廃棄物のうちの有機物を焼却して減
容、無機化し、他の無機廃棄物とともに溶融安定化する
方法が注目されている。
溶融物の処理方法には、そのまま容器に充填して放冷同
化する方法と、空冷または水冷により粒状化する方法が
ある。 前者は溶融物を直接容器に詰めるから、その流
動性をよくするために、高温にするかフラックス成分を
添加するなどの配慮を必要とし、ハンドリングも困難さ
を伴う。 後者はそのような配慮が不要でおる代りに、
生成物が粒子状であるために、充填容器破損時の飛散と
いった輸送上の問題があり、適当なバインダーを用いて
固化しなければならない。
バインダーには、プラスチック、アスファルト、水ガラ
ス、セメントなどがあるが、そのコストや長期安定性と
いった点から、セメントが最適と考えられている。
セメントを用いる固化方法は、廃棄物とセメントモルタ
ルとを外部で混合してドラム缶などの容器を移す、「ア
ウトドラム方式」がある。 この方式は、十分な混練に
より良質な同化体を得ることができるが、ミキサーその
他の装置を必要とする上に、これらの洗浄水(これも放
射性となる)のような二次廃棄物を処理しなければなら
ないという、新たな問題が出てくる。
この問題を避ける方法として、ドラム内で混練する「イ
ンドラムミキサ一方式」と、セメントモルタルを粒子間
に浸透させる「含浸方式」が考えられる。
このうち、インドラムミキサ一方式は、対象物が粒子状
の固体であるから、強力な撹拌を要し、充填効率に難点
があることに加えて、ミキサーの洗浄水による二次廃棄
物の処理という、前記と同様の問題が残る。
含浸方式では、対象が粒径の小さい水冷スラグであるた
めに、鉄パイプの切れ端のような大きなものを対象とす
る場合と異なり、セメントモルタルを含浸させるのが容
易でない。 従って、水冷スラグとバインダーとの混和
度が低くなり、同化体に多数の空洞が残ることになる。
空洞の存在は、クラック発生の起点となって、容器の
腐食、ひいては内容物の浸出などの問題が生じかねない
から、空洞は極力中じないようにしなければならない。OBJECTS OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a method for assimilating radioactive molten water-cooled slag into a form suitable for final storage or land disposal. [Prior Art] For example, during periodic inspections of nuclear power plants, various solid wastes with low levels of radioactivity are generated. These must be stored for final storage until their radioactivity is reduced to a stable level, and then put into a form suitable for land disposal. Among solid wastes, miscellaneous solid wastes such as ion exchange resins, HEPA filters, heat insulating materials, and plastic pipes used in the treatment of radioactive waste liquids are bulky and require vast storage space if they are solidified as they are. Become. Therefore, a method of incinerating the organic matter of these miscellaneous solid wastes to reduce their volume and make them inorganic, and then melting and stabilizing them together with other inorganic wastes, is attracting attention. Methods for processing the melt include a method in which it is directly filled into a container and allowed to cool and assimilate, and a method in which it is granulated by air cooling or water cooling. In the former case, the molten material is directly packed into a container, so in order to improve its fluidity, consideration must be given to raising the temperature or adding a flux component, and handling is also difficult. The latter does not require such consideration, but
Since the product is in particulate form, there are transportation problems such as scattering when the filled container is broken, and it must be solidified using a suitable binder. Binders include plastic, asphalt, water glass, and cement, but cement is considered the best in terms of cost and long-term stability. As a solidification method using cement, there is an ``out-drum method'' in which waste and cement mortar are mixed outside and transferred to a container such as a drum. This method can obtain high-quality assimilate through thorough mixing, but it requires mixers and other equipment, and it also requires treatment of secondary waste such as wash water (which is also radioactive). A new problem arises that must be done. Possible methods to avoid this problem include the ``in-drum mixer type,'' which involves kneading in a drum, and the ``impregnation method,'' which allows cement mortar to penetrate between particles. Among these, the one-type in-drum mixer requires strong agitation because the target material is particulate solid, which has the disadvantage of poor filling efficiency, as well as the disposal of secondary waste using mixer wash water. The same problem as above remains. In the impregnation method, since the object is water-cooled slag with a small particle size, it is not easy to impregnate cement mortar, unlike when the object is a large object such as a piece of iron pipe. Therefore, the miscibility of the water-cooled slag with the binder is low, leaving a large number of cavities in the assimilate. The presence of cavities can become a starting point for cracks, leading to problems such as corrosion of the container and leakage of contents, so cavities must be kept as solid as possible.
本発明者らは、上記の問題点を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、容器に充填した水冷スラグの上からセメント
モルタルを注入しスラグ粒子間に浸透させる含浸法にお
いて、容器を加撮すると、セメントモルタルは一定の深
度までスラグ中に浸透して、空洞のない均一な強度をも
った同化体を形成することを見出した。
本発明はこの知見を利用してなされたもので必って、そ
の目的は、低レベルの放射能をもつ溶融水冷スラグを、
二次廃棄物の処理という問題を伴うことなく、有害な空
洞が残存しない状態に、簡単かつ確実に同化できる処理
法を提供することにある。
発明の構成
[問題点を解決するための手段]
本発明の放射性溶融水冷スラグの固化処理方法は、放射
性廃棄物を溶融し水冷して得た粒状のスラグを、ドラム
缶や角型容器なとの容器に300M以下の高さに充填し
、充填されたスラグの上にスラグ充填容量の45〜55
%に相当する邑のセメントモルタルまたはセメントペー
ストを注入し、容器を加振してセメントモル歪ルまたは
セメントペーストをスラグ粒子間に浸透させ、上記の充
填および注入の工程を、容器が満たされるまで次々と繰
り返して行なうことからなる。
溶融水冷スラグは、前記したように、低レベルの放射性
をもつ可燃性雑固体を、鉄屑、コンクリート、保温材そ
の他の廃棄物とともに1200〜1500’Cの温度で
溶融し、これを水冷固化したもので、平均粒径が数mの
ものである。 本発明で処理するには、粒径が2〜3#
のちのが50%以上を占めるスラグが好ましい。 粒径
が1mより小さい粉状のものは、セメントモルタルまた
はペーストの含浸を妨げるから、溶融水冷工程で再処理
するのが好ましい。 また、粒径が58を超える塊状の
ものでも、量的に少なければ、本発明の方法で固化でき
る。
セメントモルタルまたはペースト(以下、場合により「
ペースト」で代表させる)の調製には、普通ポルトラン
ドセメントをはじめとするセメントを任意に選んで使用
することができる。 発熱によるクラックの発生や、水
の蒸発と凝縮によるドラム缶の腐食を防止するうえで、
低発熱タイプのセメント、たとえば高炉セメントやフラ
イアッシュセメントなどを使用することが好ましい。
スラグにペーストをよく浸透させるためには、なるべく
高い流動性をもたせることが肝要である。
実験によれば、ペーストの確実な浸透を達成するために
は、ペーストのフロー値がJIOロート法で40秒以下
、好ましくは35秒以下にすればよいことが判明した。
もちろん、流動性を増すためには、水/セメントの比
を大きくすればよいが、ペースト強度の低下およびブリ
ージングによる容器の腐食を防止するという観点から、
水/セメント比は40%以下、好ましくは35%以下と
し、前記フロー値を満足するように選ぶ。
流動性を高めるために、土木または建築工事におけるコ
ンクリートやモルタルの施工、とくにグラウト材の注入
に際して添加使用される減水剤が有用でおる。 この減
水剤の使用により混水量が減少し、遊離水の発生を抑え
ることで、ペーストの強度低下および腐食発生を防止す
るという、二重の効果が得られる。 なお、ペーストの
流動性および固化体の強度を損なわない限り、他の水硬
性物質や砂などの骨材を添加することができることはい
うまでもない。
容器に充填するスラグの充填高さく深度)は、300s
以下に止めなければならない。 これより深くなると、
ペーストの含浸が困難でスラグとの充填混合度にバラツ
キが生じ、均一な強度の同化体が得られなくなる。
また、注入するペースト量は、粒状スラグの空隙率が4
0〜48%でおるから、スラグ充填量の45〜55容量
%の範囲からえらぶ。
ペーストの注入に際して、または注入に続いて行なう加
振は、ペーストを粒状スラグ間に浸透させて空隙を充填
し、空洞を形成する気泡を追い出す作業であるから、ペ
ーストがスラグ上にできるだけ均一に行きわたるように
、徐々に注入するといった配慮をして、当初から気泡の
発生が少ない注入条件を選ぶとよい。
撮動を加えるには、撮動モータやエアバイブレータなど
の適宜の振動発生手段を使用する。 大量のスラグを処
理するには、専用の加振台を用意して、容器全体を振動
させるようにすべきである。
対象が少量であれば、容器の底や側壁に振動を加えるこ
とによっtもよい。 振動数や振幅は、実施に当って、
個々の条件に適するよう決定すればよい。 一般には、
振動数1,000〜10.Ooovpm、振幅0.5〜
3馴が適当である。
大量のスラグを処理する場合、スラグおよびペーストの
充填量は、それぞれ容器(たとえばドラム缶)が定まれ
ばそれによって規定されるから、定容量(または定重量
)ホッパーを用いることにより、固化処理を自動化する
ことができる。 操作は、既知のシーケンス制御により
、すべて自動的に行なうことができる。
[作 用]
スラグ上に注入されたペーストは、容器および内容物に
加えられる振動により、スラグ粒子間の空隙を満たすよ
うに徐々に浸透して充填される。
その結果、空洞が実質上存在せず、混合度合が一定の、
すなわち均一な圧縮強度をもつセメント同化体が形成さ
れる。
ペーストは、その浸透が進むにつれて流動抵抗が次第に
増加し、ある深度に達すると、それ以上の浸透は困難と
なる。 その限度は、スラグへの初期充填深度が350
〜400m付近におり、これを超えると、浸透の尺度を
示す圧縮強度が急激に低下する。 安定な圧縮強度は、
含浸深ざ3001M1以下で得られる。
[実施例1]
可燃物、コンクリート、鉄屑、保温材およびHEPAフ
ィルタの混合物を、約1300℃で溶融して水冷するこ
とにより、平均粒径2.8mの水冷スラグを得た。
このスラグを200ρのオープンドラムに充填し、振動
台上で振動を加えながら、セメントモルタルを注入した
。 セメントモルタルの配合は、普通ポルトランドセメ
ント/水=3.0/1.0であって、JIOロート値が
25秒となるように減水剤を(セメントに対し1,5重
量%)加えた。
このセメントモルタルがスラグ中に浸透しなくなるまで
作業を続け、4週間経過後にコアーポーリングによりセ
メントの含浸深さを調べた。
その結果、セメントは約40C)sまで含浸しているこ
とがわかった。 各点における圧縮強度を測定した結果
を図面に示す。 また、ドラムの上蓋には、セメント固
化時の発熱に起因して蒸発した水分の凝縮したものと考
えられる水滴が、多数付着していた。
[実施例2]
実施例1で使用した水冷スラグを、200.Qオープン
ドラムに、高さ約250mになるまで充填した。 振動
機を約5分間作動させて、スラグのレベルをほぼ水平に
した。 このスラグの上に、0種高炉セメント:水:減
水剤=75.0:23゜9:1.1(重ffi比)で調
製したセメントペースト32gを徐々に注入し、全部注
入したのち、約10分間振動を加えた。
ついで、新たに約63.1!の水冷スラグを充填し、同
様の方法でセメントペーストを注入し、最後にドラム缶
レベルの95%になるまでスラグを充填し、その上にペ
ーストを注入し約100%とした。
4週間養生俊、コアーポーリングで各部位の圧縮強度を
測定したところ、すべて351±20に9/ criの
範囲に入っており、その切断面には気泡(空隙)は認め
られなかった。
発明の効果
本発明の溶融水冷スラグの固化処理法は、その実施に、
セメントモルタルまたはペーストの混線機、定量ホッパ
ー、振動機といった簡単な装置があれば足り、設備費が
あまりかからないうえ、混練殴は放射性のスラグを扱わ
ないから、メンテナンスは容易でおり、洗浄水の処理の
ような二次廃棄物の問題がなく、全体として処理コスト
を低くおさえることができる。
溶融水冷スラグは、セメントモルタルまたはペーストの
含浸によって、有害な空洞が実質的に存在しない状態で
確実に固化されるから、安全に貯蔵することができる。As a result of extensive research to solve the above problems, the inventors of the present invention have discovered that, in an impregnation method in which cement mortar is injected over water-cooled slag filled into a container and penetrates between the slag particles, It was found that cement mortar penetrates into the slag to a certain depth and forms a void-free assimilated body with uniform strength. The present invention was made by taking advantage of this knowledge, and its purpose is to convert molten water-cooled slag with low levels of radioactivity into
The object of the present invention is to provide a treatment method that can be easily and reliably assimilated into a state in which no harmful cavities remain without the problem of secondary waste treatment. Structure of the Invention [Means for Solving the Problems] The method for solidifying radioactive molten water-cooled slag of the present invention is to melt radioactive waste and cool it with water, and then granular slag is placed in a drum or square container. Fill the container to a height of 300M or less, and place 45 to 55 of the slag filling capacity on top of the filled slag.
% of the cement mortar or cement paste, vibrate the container to infiltrate the cement mortar or cement paste between the slag particles, and repeat the above filling and injection process until the container is filled. It consists of repeating one action after another. As mentioned above, molten water-cooled slag is produced by melting combustible miscellaneous solids with low levels of radioactivity together with iron scraps, concrete, insulation materials, and other wastes at a temperature of 1,200 to 1,500 degrees Celsius, and solidifying this by water-cooling. The average particle size is several meters. To be treated with the present invention, the particle size is 2-3 #
A slag in which the latter accounts for 50% or more is preferable. Powdered particles with a particle size smaller than 1 m prevent impregnation with cement mortar or paste, and are therefore preferably reprocessed in a melt water cooling process. In addition, even lumps having a particle size of more than 58 mm can be solidified by the method of the present invention if the amount is small. Cement mortar or paste (hereinafter referred to as “
For the preparation of the "paste", any cement including ordinary Portland cement can be used. In order to prevent cracks caused by heat generation and corrosion of drums caused by water evaporation and condensation,
It is preferable to use a low heat generation type cement such as blast furnace cement or fly ash cement. In order for the paste to penetrate well into the slag, it is important to have as high fluidity as possible. According to experiments, it has been found that in order to achieve reliable penetration of the paste, the flow value of the paste should be set to 40 seconds or less, preferably 35 seconds or less using the JIO funnel method. Of course, in order to increase fluidity, it is possible to increase the water/cement ratio, but from the viewpoint of reducing paste strength and preventing corrosion of the container due to breathing,
The water/cement ratio is 40% or less, preferably 35% or less, and is selected to satisfy the above flow value. In order to improve fluidity, water reducing agents are useful when added to concrete or mortar in civil engineering or construction work, especially when grouting. By using this water reducing agent, the amount of mixed water is reduced, and by suppressing the generation of free water, a double effect is obtained: a decrease in the strength of the paste and prevention of corrosion occur. It goes without saying that other hydraulic substances and aggregates such as sand can be added as long as they do not impair the fluidity of the paste and the strength of the solidified product. The filling height and depth of slag filling into the container is 300 seconds.
I have to stop below. If it gets deeper than this,
It is difficult to impregnate the paste and the degree of filling and mixing with the slag varies, making it impossible to obtain an assimilate with uniform strength. In addition, the amount of paste to be injected is such that the porosity of the granular slag is 4.
Since the amount is 0 to 48%, it is selected from the range of 45 to 55% by volume of the slag filling amount. The vibration that is performed during or following the injection of paste is a process in which the paste penetrates between the granular slag particles, filling the voids and expelling the air bubbles that form the cavities, so that the paste is spread as evenly over the slag as possible. It is best to choose injection conditions that minimize the generation of bubbles from the beginning, such as gradually injecting the liquid so that it spreads evenly. To add photography, an appropriate vibration generating means such as a photography motor or an air vibrator is used. To process a large amount of slag, a special vibration table should be prepared to vibrate the entire container. If the target is a small amount, it is also possible to apply vibration to the bottom or side wall of the container. The frequency and amplitude of vibration should be determined during implementation.
It may be determined to suit individual conditions. In general,
Frequency: 1,000-10. Ooovpm, amplitude 0.5~
3 familiarity is appropriate. When processing a large amount of slag, the filling amount of slag and paste is determined by the container (for example, a drum), so by using a constant volume (or constant weight) hopper, the solidification process can be automated. can do. All operations can be performed automatically using known sequence control. [Function] The paste injected onto the slag gradually permeates and fills the gaps between the slag particles due to vibrations applied to the container and contents. As a result, there are virtually no cavities and a constant degree of mixing.
In other words, a cement assimilated body with uniform compressive strength is formed. The flow resistance of the paste gradually increases as it penetrates, and once a certain depth is reached, further penetration becomes difficult. The limit is that the initial filling depth into the slag is 350
It is around ~400m, and beyond this, the compressive strength, which is a measure of penetration, decreases rapidly. Stable compressive strength is
Obtained with an impregnation depth of 3001M1 or less. [Example 1] A water-cooled slag with an average particle size of 2.8 m was obtained by melting a mixture of combustible materials, concrete, iron scrap, heat insulating material, and HEPA filter at about 1300° C. and cooling it with water. This slag was filled into an open drum of 200 ρ, and cement mortar was poured into the drum while being vibrated on a vibration table. The composition of the cement mortar was ordinary Portland cement/water = 3.0/1.0, and a water reducer (1.5% by weight based on the cement) was added so that the JIO funnel value was 25 seconds. The work was continued until this cement mortar no longer penetrated into the slag, and after 4 weeks, the depth of cement impregnation was examined by core polling. As a result, it was found that the cement was impregnated to about 40 C)s. The results of measuring the compressive strength at each point are shown in the drawing. Additionally, a large number of water droplets, which were thought to be condensation of water that evaporated due to heat generation during cement solidification, were attached to the top lid of the drum. [Example 2] The water-cooled slag used in Example 1 was heated to 200. The Q open drum was filled to a height of approximately 250 m. The vibrator was run for approximately 5 minutes to bring the slag level to approximately level. On top of this slag, 32 g of cement paste prepared at Type 0 blast furnace cement: water: water reducing agent = 75.0:23° 9:1.1 (heavy ffi ratio) was gradually poured, and after all was poured, approx. Vibration was applied for 10 minutes. Then, a new 63.1! The drum was filled with water-cooled slag, and cement paste was injected in the same manner.Finally, the slag was filled to 95% of the drum level, and the paste was injected on top of it to reach about 100%. After 4 weeks of curing, the compressive strength of each part was measured by core polling, and all of them were within the range of 351±20 to 9/cri, and no air bubbles (voids) were observed on the cut surfaces. Effects of the Invention The method for solidifying molten water-cooled slag of the present invention requires the following steps in carrying out the method:
Simple equipment such as a cement mortar or paste mixer, a metering hopper, and a vibrator are all that is needed, so equipment costs are low, and since mixing and punching does not involve handling radioactive slag, maintenance is easy, and cleaning water treatment is easy. There are no secondary waste problems, and overall processing costs can be kept low. The molten water-cooled slag can be safely stored, since the impregnation with cement mortar or paste ensures solidification with virtually no harmful cavities.
図面は、本発明の固化処理法の実施データを掲げたもの
であって、水冷スラグの充填深度と固化体の圧縮強度と
の関係を示すグラフである。The drawing shows implementation data of the solidification treatment method of the present invention, and is a graph showing the relationship between the filling depth of water-cooled slag and the compressive strength of the solidified body.
Claims (4)
を、容器に300mm以下の高さに充填し、充填された
スラグの上にスラグ充填容量の45〜55%に相当する
量のセメントモルタルまたはセメントペーストを注入し
、容器を加振してセメントモルタルまたはセメントペー
ストをスラグ粒子間に浸透させ、上記の充填および注入
の工程を、容器が満たされるまで繰り返して行なうこと
からなる放射性溶融水冷スラグの固化処理法。(1) Fill a container with granular slag obtained by melting radioactive waste and cooling it with water to a height of 300 mm or less, and place an amount equivalent to 45 to 55% of the slag filling capacity on top of the filled slag. Radioactive melting consists of injecting cement mortar or cement paste, shaking the container to infiltrate the cement mortar or cement paste between the slag particles, and repeating the above filling and injection steps until the container is filled. Solidification treatment method for water-cooled slag.
の50%以上を占めるものを用いて実施する特許請求の
範囲第1項の固化処理法。(2) The solidification treatment method according to claim 1, which is carried out using water-cooled slag in which particles with a particle size of 2 to 3 mm account for 50% or more of the total.
1_0ロート値が35秒以下のものを用いて実施する特
許請求の範囲第1項の固化処理法。(3) J_ of cement mortar or cement paste
The solidification treatment method according to claim 1, which is carried out using a material having a 1_0 funnel value of 35 seconds or less.
セメントなどの低発熱タイプのセメントを用いて実施す
る特許請求の範囲第1項の固化処理法。(4) The solidification treatment method according to claim 1, which is carried out using a low heat generation type cement such as blast furnace cement or fly ash cement as the cement.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23075786A JPS6383697A (en) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Solidifying processing method of radioactive molten water-cooled slag |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23075786A JPS6383697A (en) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Solidifying processing method of radioactive molten water-cooled slag |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6383697A true JPS6383697A (en) | 1988-04-14 |
Family
ID=16912796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23075786A Pending JPS6383697A (en) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Solidifying processing method of radioactive molten water-cooled slag |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6383697A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5273300A (en) * | 1975-12-15 | 1977-06-18 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Solidifying treatment for radioactive pellet waste |
JPS56168200A (en) * | 1980-01-17 | 1981-12-24 | Alkem Gmbh | Final conditioning method of radioactive solid waste |
JPS6199896A (en) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | 三井造船株式会社 | Method of disposing radioactive waste liquor |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP23075786A patent/JPS6383697A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5273300A (en) * | 1975-12-15 | 1977-06-18 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Solidifying treatment for radioactive pellet waste |
JPS56168200A (en) * | 1980-01-17 | 1981-12-24 | Alkem Gmbh | Final conditioning method of radioactive solid waste |
JPS6199896A (en) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | 三井造船株式会社 | Method of disposing radioactive waste liquor |
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