KR100933561B1

KR100933561B1 - 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법

Info

Publication number: KR100933561B1
Application number: KR1020090082281A
Authority: KR
Inventors: 윤정환
Original assignee: 고려검사주식회사
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2009-12-23

Abstract

본 발명은 붕산을 함유하는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법에 있어서, 주원료인 방사성 농축폐액 분말에 상기 방사성 농축폐액 분말의 결합력을 높여주는 결합제와, 상기 프레스로 압분 후 타정한 정제가 잘빠져 나오도록 하는 기능을 가진 윤활제를 첨가 후 혼합기에서 혼합하는 혼합단계인 제1단계와; 상기 제1단계에서 혼합된 분말을 분말성형프레스로 타정하여 반제품 형태의 정제(錠劑,Tablet)를 만드는 성형단계인 제2단계와; 상기 제2단계에서 만들어진 상기 정제의 외부에 코팅장치에서 피막제를 압력분사로 도포하는 피막도포단계인 제3단계로 이루어진 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법이다.

방사성 폐기물을 소각할 때 분말은 비산으로 인하여 오염이 확산되나 본 발명의 정제는 소각이 용이한 형태로 된다.

폐기물을 영구 처분하기 위해서는 소각용융하여 폐기물의 양을 줄이고, 소각용융 후 나온 소각재(Cinder, Bottom and Fly Ash)는 유리로 감싸서 영구 보관할 수 있는 형태로 유리화가 이루어져야 하는데, 방사성 폐기물 분말은 소각하려고 하면 비산되어 버리기 때문에 소각이 어려워 폐기물의 양을 줄일 수 없을 뿐만 아니라 도리어 소각재가 늘어나는 문제가 있으나, 정제가 되면 소각이 가능하여 유리화 할 수 있는 조건을 갖추게 되는 효과가 있다.

방사성 폐기물 분말, 방사성 폐기물, 붕산, 정제, 소각재, 소각용융, 유리화, 정제방법, 분말성형, 결합제, 윤활제

Description

방사성 농축폐액 분말의 정제 방법{Tablet Processing Method of Radioactive Concentration Waste Powder}

본 발명은 방사성 농축폐액의 정제 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사성 농축폐액을 가열, 건조 그리고 미분화함으로써 만들어진 결정성 분말에 결합제와 윤활제를 첨가하여 혼합기에서 혼합 후 분말성형프레스로 타정하고 타정하여 나온 정제를 분진이 발생하지 않도록 피막 도포하는 방사성 농축폐액의 정제방법에 관한 것이다.

국내에서 운영중인 원자력발전소는 가압경수로형과 가압중수로형 두가지 유형이 있다. 발전소형식 및 가동년수, 처리시설에 따라 발생되는 방사선폐기물의 특성이 달라진다.

방사성폐기물드럼은 발생되는 폐기물의 특성과 밀접한 관계가 있으며, 가압경수로형에서는 방사성폐기물을 농축 폐액 분말로 만들어 시멘트 고화, 파라핀 고화 방식으로 드럼을 생성하고 있으며, 방사성폐기물의 고화 방법에 대해서는 공개 특허특1985-0004863 및 공개특허특2000-0053644 등에서 기 게시되어 있다.

최근 농축폐액고화처리방안을 영구처분하기 위한 요건을 만족시키기 위해 여러 방안으로 연구시험 진행 중이다. 이들 방사성폐기물 드럼을 영구 처분장에 처분하기 위해서는 드럼 내용물의 물리 화학적 특성이 처분 사업자가 제시한 인수요건에 적합해야 한다. 인수요건 만족을 위한 농축폐액 분말드럼의 전처리는 선결되어야 할 과제라 할 것이다.

이에 따라 농축폐액 분말드럼 시료와 유사한 붕산 분말을 사용하여 유리화(소각용융)처리가 가능토록 붕산의 정제 및 제조방법을 최적의 강도조건을 도출하고 농축폐액 분말의 처리 방안을 제시하여 방사성 액체폐기물 드럼의 건전성을 확보해야만 한다.

유기성 슬러지를 에너지원 및 유리기층제로 이용한 방사성폐기물의 유리화 방법이 등록특허 10-0697575 로 기 게시되었으나 원자력 발전소 등 방사성 핵종을 취급하는 사업소에서 발생하는 폐기물을 밀폐형의 연소로에서 연소시켜 가연성분을완전산화하고 그 부산물을 응축수 형태로 회수할 수 있게 함으로써 다양한 성상의 유기성 폐기물을 액상으로 변환시키고, 이를 농축한 다음 적정량의 유기성 슬러지를 혼합하고 건조한 후 연소로에서 연소시킴으로써 유기성 슬러지의 연소열 및 무기성분을 유리화 에너지원 및 유리기층제로 활용하여 유리화 처리할 수 있는 방법을 제공하나 폐기물의 성상이나 목적이 틀려 적응이 곤란하다.

농축폐액 시료 g당 함유된 원소는 B, Ca. Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Si, Sr, Zn이며 농축폐액의 성분 중 98%는 오쏘붕산(H3BO3) 형태의 B 원소가 차지 하고 나머지 원소들이 2%로써 슬러지 및 기타 형태로 존재한다.

오쏘붕산은 화학식 H3BO3. 무색 투명하거나 또는 흰색 광택을 가진 인편상(鱗片狀)의 결정이다. 냄새는 없으며 특유한 맛이 약간 난다. 녹는점 184~186℃, 비중 1.49이다. 100g의 물에 3.992g(20℃), 2.66g(10℃)이 녹는다. 수용액에 쿠르쿠마의 황색시험지[薑黃紙]를 적시면 갈색이 되고, 100℃에서 말리면 붉은색이 되므로, 이 반응은 붕산의 검출에 이용된다. 또 알코올·글리세롤 등에도 녹으며, 알코올 용액에 점화하면 붕산과 알코올에 의하여 생긴 에스터가 불꽃 속에서 분리하여 녹색 불꽃을 만들므로 이 반응도 붕산의 검출에 이용되는 경우가 있다. 100℃로 가열하면 1분자를 잃고 메타붕산이 되고, 더 가열하면 140℃에서 사붕산으로, 적열(赤熱)에 의하여 산화붕소로 변한다. 천연산의 붕산염, 특히 붕사 Na2B4O7에 황산 H2SO4 등 무기산(無機酸)을 작용시키면 생기는데, 온도에 따라 물에 대한 용해도의 차가 매우 크므로, 그 성질을 이용하여 정제·분리시킬 수 있다. 황산에 작용시킨 화학식은 Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O → Na2SO4 + 4H3BO3 로 망초와 오쏘붕산이 생성된다. 붕규산유리, 도자기의 유약, 법랑(琺瑯) 등의 원료가 되며, 또 비타민 B2나 루틴 등의 주사제에 가하여 용해를 촉진시키기도 한다. 많이 마시면 위험하며, 치사량은 성인 약 20g, 어린이 약 5g이다.

본 발명은 방사성 농축폐액 분말 폐기물을 영구 처분하기 위해서 정제로 된 폐기물로 만들기 위함이며, 방사성 농축폐액 분말에 타정 후 정제의 강도를 향상시키기 위해 결합제 및 윤활제를 혼합하고, 정제로 만든 폐기물에 피막을 코팅하여 소각용융 시 분말이 비산하는 것을 방지하여 방사성 물질이 외부로 누출되는 것을 막고, 소각 후 영구처분하여 폐기 물량을 줄이기 위한 것이며, 방사성 농축폐액 분말을 전자동 분말성형프레스로 대량으로 타정할 수 있는 조건을 제시하는 것이 본 발명의 해결하고자 과제이다.

본 발명은 붕산을 함유하는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법에 있어서, 주원료인 방사성 농축폐액 분말에 상기 방사성 농축폐액 분말의 결합력을 높여주는 결합제와, 상기 프레스로 압분 후 타정한 정제가 잘빠져 나오도록 하는 기능을 가진 윤활제를 첨가 후 혼합기에서 혼합하는 혼합단계인 제1단계와; 상기 제1단계에서 혼합된 분말을 분말성형프레스로 타정하여 반제품 형태의 정제(錠劑,Tablet)를 만드는 성형단계인 제2단계와; 상기 제2단계에서 만들어진 상기 정제의 외부에 코팅장치에서 피막제를 압력분사로 도포하는 피막도포단계인 제3단계로 이루어진 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법으로 본 발명의 과제를 해결할 수 있다.

본 발명에 따르면 방사성 폐기물을 소각할 때 분말은 비산으로 인하여 오염이 확산되나 본 발명의 정제는 소각이 용이한 형태로 된다.

폐기물을 영구 처분하기 위해서는 소각용융하여 폐기물의 물량을 줄이고, 소각용융 후 나온 소각재(Cinder, Bottom and Fly Ash)는 유리로 감싸서 영구 보관할 수 있는 형태로 유리화가 이루어져야 하는데, 방사성 폐기물 분말은 소각하려고 하면 비산되어 버리기 때문에 소각이 어려워 폐기물의 양을 줄일 수 없을 뿐만 아니라 도리어 소각재가 늘어나는 문제가 있으나 정제가 되면 소각이 가능하여 유리화 할 수 있는 조건을 갖추게 되는 효과가 있다.

본 발명은 붕산을 함유하는 방사성 농축폐액 분말을 정제화 하여 소각용융이 가능하도록 하여 소각 후 소각재를 유리화 하기 위한 전처리 방법이다.

본 발명은 주원료인 방사성 농축폐액 분말(1)에 상기 방사성 농축폐액 분말(1)의 결합력을 높여주는 결합제(2)와, 프레스로 압분 후 타정한 정제가 잘빠져 나오도록 하는 기능을 가진 윤활제(3)를 첨가 후 혼합기(A)에서 혼합하는 혼합단계인 제1단계와; 상기 제1단계에서 혼합된 분말(4)을 분말성형프레스(B)로 타정하여 반제품 형태의 정제(錠劑,Tablet)(5)를 만드는 성형단계인 제2단계와; 상기 제2단계에서 만들어진 상기 정제(5)의 외부에 코팅장치(C)에서 피막제(6)를 압력분사로 도포하는 피막도포단계인 제3단계로 이루어진 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법이 다.

상기 결합제(2)는 Kollidon VA64, Ludipress LCE, Glycery Distearate, 비트리파이드, Na2OSiO2, 베크라이트, CaSO4 또는 PVA 중 선택된 1종 이상을 사용하며, 상기 결합제의 첨가 함량이 0.1 ~ 0.5 중량% 이다.

상기 윤활제(3)는 EBS(ACRA-Wax)를 사용하며, 상기 윤활제(3)의 첨가 함량이 0.1 ~ 0.5 중량% 이다.

상기 피막제(6)는 석유계열의 파라핀을 사용하고, 70°C ~ 80°C 의 온도를 유지하여 분사하며, 피막두께는 10㎛~300㎛이다.

상기 분말성형프레스(B)의 타정압력이 5.0ton 이상이고, 상기 분말성형프레스(B)에서 성형되어 나온 상기 정제(5)의 크기는 지름 φ3 ~ φ100mm, 높이 10 ~ 100mm이다.

상기 혼합단계 전에 드라이어를 설치하여 방사성 농축폐액 분말(1)의 수분함유율을 0.5%이하로 유지하기 위해 건조단계를 추가할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 방사성 농축폐약 분말의 정제방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 방사성 농축폐액 분말의 정제방법에 따른 정제방법 순서도이고, 도 2는 본 발명의 방사성 농축폐액 분말의 정제방법의 공정 흐름도이다.

본 발명에 사용되어지는 농축폐액 분말 생성원은 원자로 격납용기내 원자로 냉각수 탈기수, 원자로 냉각재 밸브누출수, 펌프누출수, 기기배수, 바닥배수등은 재순환처리를 위해 액체폐기물 저장탱크에 수집되며 여기에 함유된 방사성동위원 소, 붕소 등을 제거하기 위해 폐액증발기를 거쳐서 액체상태에서 제염하고, 증발기에서 나오는 응축액은 재사용을 위해 원자로보충수로 보내지거나 수질이 기준값을 못미칠 경우 폐기물 감시탱크를 거쳐 방사능농도가 규정치 이하일때 방출한다. 폐액증발기에서 응축시켜 남은 폐액은 농축폐액 상태로 고체폐기물 처리 계통에 연결된 농축폐액건조처리설비(CWDS)로 보내어 2차 감압증발하여 응축수는 폐액저장탱크로 회수하고 농축폐액속에 잔류하는 붕산 및 기타 성분들은 건조되어 농축폐액 분말로 형성된다.

농축폐액 시료 g당 함유된 원소는 B, Ca. Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Si, Sr, Zn이며 농축폐액의 성분 중 98%는 오쏘붕산(H3BO3) 형태의 B 원소가 차지하고 나머지 원소들이 2%로써 슬러지 및 기타 형태로 존재한다.

방사성 농축폐액 건조분말 유리화를 위한 전처리 방안은 아래에 첨부된 비교표와 같이 정제화 방식, 과립화 방식, 사출방식이 있으나 최종 생성물, 설치여건, 유지보수, 운전의 편의성, 세정등의 검토 항목을 비교해 본 결과 정제화 방식이 제일 양호한 것으로 나타나 본 발명을 안출하게 되었다.

전처리 방법	최종 생성물	설치여건	유지보수	운전편의성	세정
정제화 방식	양호	양호	양호	양호	불요
과립화 방식	부적절	보통	보통	보통	필요
사출 방식	부적절	보통	어려움	어려움	필요

도 1에 의거 본 발명의 방사성 농축폐액 분말의 정제방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 상기 방사성 농축폐액 분말(1)의 정제는 상기 방사성 농축폐액 분말(1)의 연간 발생량이 많지 않으므로 연속식(Continuous Type) 공정보다는 배치 식(Batch Type)으로 공정을 구성하는게 더 간편하고 경제적이므로 본 발명에서는 배치식으로 설명하나 배치식으로 한정하지는 않고 연속식으로 공정을 구성할 수도 있다.

상기 방사성 농축폐액 분말(1)이 농축폐액건조처리설비(CWDS)에서 문제가 발생하거나 보관 상태의 미비로 인하여 농축분말의 수분함유율이 0.5% 이상일 때는 상기 혼합단계 전에 드라이어를 설치하여 농축분말의 수분함유율을 0.5%이하로 유지하기 위해 건조단계를 추가할 수도 있다.

제1단계인 혼합단계는 혼합기(A)에 1 batch의 주원료와 첨가제를 투입하여 혼합하는 단계로서 상기 혼합기(A)의 타입은 순수한 혼합의 목적으로 V 형 혼합기, 드럼형 혼합기, 나선형 혼합기, 더블 콘 혼합기, 리본 혼합기 중에 한 타입을 사용할 수 있으나, 상기 방사성 농축폐액 분말(1)의 분쇄 혼합이 필요시에는 Ball Mill 타입이나 V 형 혼합기, 드럼형 혼합기, 나선형 혼합기, 더블 콘 혼합기, 리본 혼합기에 추가 장치를 부착하여 분쇄 효과를 낼 수 있게 하여 사용할 수도 있다.

제1단계는 1배치의 농축폐액 분말(1)을 계량하는 제1-1단계와, 1배치의 결합제(2) 및 윤활제(3)을 계량하는 제1-2단계와, 농축폐액 분말(1)과 결합제(2) 및 윤활제(3)를 혼합기(A)에 투입하는 제1-3단계와 혼합기(A)에서 혼합하는 제1-4단계와, 혼합기에서 혼합된 분말(4)를 배출하는 제1-5단계로 나누어지며, 농축폐액 분말(1)과 결합제(2) 및 윤활제(3)를 혼합기(A)에 투입하는 제1-3단계는 방사성 농축폐액 분말 투입구(A1)와 결합제 및 윤활제 투입구(A2)로 각각의 원료를 같은 시간에 투입하는게 바람직하나 성상이나 비중이 비슷할 때는 혼합이 잘되므로 꼭 같은 시간 동안 투입할 필요는 없다.

상기 방사성 농축폐액 분말(1)은 Binder 없이 타정하여도 적정한 타정압력을 사용할 시 큰 문제없이 정제화 시킬 수 있으나, 상기 방사성 농축폐액 분말(1) 상호간의 결합력을 높여서 타정시나 타정 후의 강도를 높히기 위한 상기 결합제(2)는 Kollidon VA64, Ludipress LCE, Glycery Distearate, 비트리파이드, Na2OSiO2, 베크라이트, CaSO4 또는 PVA 중 선택된 1종 이상을 사용하며, 상기 결합제의 첨가 함량은 0.1 ~ 0.5 중량%를 첨가한다.

프레스로 압분 후 타정한 정제가 잘빠져 나오도록 하기 위하여 윤활제(3)를 상기 방사성 농축폐액 분말(1)에 첨가하여 혼합하고, 상기 윤활제(3)는 Ethylene Bis Stearamide(EBS, ACRA-Wax, C₃₈H₇₆O₂N₂)의 파우더를 사용하며, 첨가 함량은 0.1 ~ 0.5 중량%를 첨가한다.

제2단계인 성형단계는 상기 혼합기(A)에서 혼합된 분말(4)를 분말성형프레스(B)에서 정제로 성형하는 단계로서 혼합된 분말(4)을 분말성형프레스(B)의 호퍼에 투입하는 단계 제2-1단계와, 상기 분말성형프레스(B)를 정제크기, 타정압력, 타정속도를 셋팅하는 제2-2단계와, 상기 분말성형프레스(B)에서 타정 및 정제(5)를 배출하는 제2-3단계와, 정제(5)를 계량하여 용기에 보관하는 제2-4단계로 구성된다.

상기 분말성형프레스(B)는 전동 모타로 펌프를 구동하여 각부 실린더를 작동시키고, 상부실린더로 성형체를 가압하고 하부실린더의 동작으로 상기 혼합된 분말(4) 및 정제(5) 취출을 행하고 피더 실린더로 상기 혼합된 분말(4)을 자동충진시키며, 또한 위드드로우 후로팅 유압 회로 기능으로 상기 혼합된 분말(4)을 충진한 후 상부프레스로 가압하는 상가압한 후 하부프레스로 하가압을 행하는 양압방식의 프레스를 사용하여야 한다.

상기 분말성형프레스(B)의 셋팅은 정제(5)의 크기가 지름 φ3 ~ φ100mm, 높이 10 ~ 100mm, 타정압력이 5.0ton 이상으로 하고, 충진시간 및 가압시간을 변화시켜 크랙 발생없이 완벽한 정제를 성형할 수 있도록 한다.

상기 분말성형프레스(B)로 성형 후 정제화 된 제품의 압축강도 실험의 데이터는 표1과 같으며, 그림 1은 분말 유압 성형 타정결과이며 그림 2는 정제 시료의 확대 사진이다.

정제 농축폐액 분말의 구성 성분은 붕산(B) 98% 기타 성분 (Ca. Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Si, Sr, Zn) 2%로 구성되어 있으며, 결합제 0.1% 및 윤활제 0.1%를 추가 혼합한 분말로 시험하였다.

표1 혼합된 분말을 정제화 했을 때의 압축강도 시험결과

구분	타정압력 (ton)	압축강도 (kgf)	공시체크기 (mm)
시료1	1.0	4	φ10 x 14
시료2	1.5	6	φ10 x 14
시료3	2.0	11	φ10 x 14
시료4	2.5	14	φ10 x 14
시료5	3.0	16	φ10 x 14
시료6	3.5	18	φ10 x 14
시료7	4.0	20	φ10 x 14
시료8	4.5	22	φ10 x 14
시료9	5.0	24	φ10 x 14
시료10	5.5	24	φ10 x 14

상기 표1와 같이 타정압력을 변화시켜 타정하여 압축강도 측정결과 4~25kgf로 측정되었으며, 최적의 압축강도에 적합한 타정 압분은 5ton으로 나타났으므로 5ton 이상으로 타정하여야 압축강도가 최적으로 나타남을 알 수 있다.

이 결과는 방사성 농축폐액 분말(1)에 미량의 결합제(2) 및 윤활제(3)를 첨가하므로써 강도 높은 정제를 만들 수 있으나, 2m 낙하시험 및 마손율 수동적 측정결과 정제의 분말이 표면에 묻어나는 현상이 나타나며, 이 분말은 고방사능을 함유한 붕산으로 소각용융의 순간적 접촉시 오염확산의 우려가 존재함으로 성형되어 나온 상기 정제(5)의 피막도포단계가 추가적으로 필요하다.

제3단계인 피막도포단계는 피막제(6) 가열 및 분사량 셋팅의 제3-1단계와, 코팅기(C1)에 계량된 정제(5)의 정량 투입하는 제3-2단계와, 코팅장치(C)를 가동하여 코팅하는 제3-3단계와 코팅된 완제품을 배출하는 제3-4단계로 구성된다.

상기 피막제(6)는 석유계열의 파라핀을 사용하고, 피막제 용액탱크(C2)에서 70°C ~ 80°C 의 온도를 유지하여 분사하며, 피막두께는 10㎛~300㎛로 한다.

상술한 것 같이 상기 분말성형프레스(B)에서 성형되어 나온 상기 정제(5)는 표면에 분말이 묻어나올 수 있고, 또한 소각로에서 소각용융을 하기 위해 원료 투입구로 투입될 때 스크류 피더로 투입되어 아래로 낙하하기 때문에 스크류 피더에서 분진이 발생할 수 있고 또한 소각로 내로 떨어지면서 낙하충격에 의해서 분말이나 분진이 발생할 수도 있으므로 상기 피막제(6)로 도포하는 것이 필요하며 적어도 2M 이상의 높이에서 낙하시켰을 때 분말이 표면에 묻어 나거나 정제가 파쇄되어 일부가 떨어져 나가면 분진이 발생하여 소각되기 전에 비산되어 소각로 및 백필터 등이 방사능으로 오염될 수도 있고 소각재의 발생량이 증가하여 소각용융의 이점을 저하시키는 원인이 될 수도 있다.

도 2는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법에 대한 공정 흐름도를 나타내며, 도 2에 도시된 기기로 한정하지는 않으며, 상기 방사성 농축폐액 분말(1)의 연간 발생량이 많지 않으므로 연속식 운전방법으로 본 공정을 구성한 것이 아니고 각 단계별로 배치식으로 운전하는 것으로 구성하였다.

상기 혼합기(A)는 V-MIXER를 사용하였으나 드럼형 혼합기, 나선형 혼합기, 더블 콘 혼합기, 리본 혼합기 중에 한 타입을 사용할 수 있으며, 상기 방사성 농축폐액 분말(1)의 분쇄 혼합이 필요시에는 Ball Mill 타입이나 V 형 혼합기, 드럼형 혼합기, 나선형 혼합기, 더블 콘 혼합기, 리본 혼합기에 추가 장치를 부착하여 분쇄 효과를 낼 수 있게 하여 사용할 수도 있다.

상기 분말성형프레스(B)는 전동 모타로 펌프를 구동하여 각부 실린더를 작동시키고, 상부실린더로 성형체를 가압하고 하부실린더의 동작으로 상기 혼합된 분말(4) 및 정제(5) 취출을 행하고 피더 실린더로 상기 혼합된 분말(4)을 자동충진시키며, 또한 위드드로우 후로팅 유압 회로 기능으로 상기 혼합된 분말(4)을 충진한 후 상부프레스로 가압하는 상가압한 후 하부프레스로 하가압을 행하는 양압방식의 프레스를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 코팅장치(C)는 코팅기(C1)과 히팅시스템(C3)과 집진기(C4)와 피막제 용액탱크(C2)와 에어콤프레셔(C5)와 제어부(C6)로 구성되며, 상기 피막제 용액탱크(C2)는 전기히터에 의한 액온도를 유지할 수 있게 히팅자켓이 부착되어 있으며 상기 에어콤프레셔(C5)에서 압축공기를 받아 AIR MOTOR로 부착되어 있는 임펠러를 회전시켜 열이 고르게 상승하고 일정한 온도를 유지할 수 있게 한다.

상기 피막제 용액탱크(C2)에서 상기 피막제(6)를 흡입하여 코팅펌프로 가압을 하여 SPRAY GUN으로 도착효율을 증대시키며 상기 코팅기(C1)의 PAN이 회전하면서 상기 정제(5)의 표면에 피막이 균일하게 도포되도록 하고, 히팅시스템에서 HOT AIR을 불어넣어 도착된 피막제(6)의 건조가 잘되게 하며 불어넣은 HOT AIR만큼 상기 집진기(C4)에서 흡입하여 집진 후 대기로 방출한다. 피막도포 및 건조가 완료된 완성된 정제는 상기 코팅기(C1)의 PAN을 역회전시켜 슈트에 의해 슬라이딩되어 전면으로 배출되게 할 수 있다.

상기 PAN의 회전수는 가변될 수 있게 구성하여 적정 RPM에서 피막이 도포 될 수 있게 하며, 집진기는 집진효율이 높은 타입을 사용하여 방사능이 함유된 분말이 누출되지 않게 한다.

폐기물을 영구 처분하기 위해서는 소각용융하여 폐기물의 물량을 줄이고, 소 각용융 후 나온 소각재(Cinder, Bottom and Fly Ash)는 유리로 감싸서 영구 보관할 수 있는 형태로 유리화가 이루어져야 하는데, 방사성 폐기물 분말은 소각하려고 하면 비산되어 버리기 때문에 소각이 어려워 폐기물의 양을 줄일 수 없을 뿐만 아니라 도리어 소각재가 늘어나는 문제가 있으나 정제가 되면 소각이 가능하여 유리화 할 수 있는 조건을 갖추게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 방사성 농축폐액 분말의 정제방법에 따른 정제방법 순서도

도 2는 본 발명의 방사성 농축폐액 분말의 정제방법의 공정 흐름도

<도면의 주요부분 부호설명>

1 : 방사성 농축폐액 분말 2 : 결합제

3 : 윤활제 4 : 혼합된 분말

5 : 정제 6 : 피막제

A : 혼합기

A1 : 방사성 농축폐액 분말 투입구 A2 : 결합제 및 윤활제 투입구

A3 : 혼합된 분물 배출구

B : 분말성형프레스

B1 : 투입호퍼 B2 : 배출구

C : 코팅장치

C1 : 코팅기 C2 : 피막제 용액탱크

C3 : 히팅시스템 C4 : 집진기

C5 : 에어콤프레셔 C6 : 제어부

Claims

붕산을 함유하는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법에 있어서,

주원료인 방사성 농축폐액 분말(1)에 상기 방사성 농축폐액 분말(1)의 결합력을 높여주는 결합제(2)와, 프레스 압분 후 타정한 정제가 빠져 나오도록 하는 기능을 가진 윤활제(3)를 첨가한 후 혼합기(A)에서 혼합하는 혼합단계인 제1단계와;

상기 제1단계에서 혼합된 분말(4)을 분말성형프레스(B)로 타정하여 반제품 형태의 정제(錠劑,Tablet)(5)를 만드는 성형단계인 제2단계와;

상기 제2단계에서 만들어진 상기 정제(5)의 외부에 코팅장치(C)에서 피막제(6)를 압력분사로 도포하는 피막도포단계인 제3단계로 이루어진 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법.
제 1항에 있어서,

상기 결합제(2)는 Kollidon VA64, Ludipress LCE, Glycery Distearate, 비트리파이드, Na2OSiO2, 베크라이트, CaSO4 또는 PVA 중 선택된 1종 이상을 사용하며, 상기 결합제의 첨가 함량이 0.1 ~ 0.5 중량% 인 것을 특징으로 하는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법.
제 1항에 있어서,

상기 윤활제(3)는 EBS(ACRA-Wax)를 사용하며, 첨가 함량이 0.1 ~ 0.5 중량% 인 것을 특징으로 하는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법.
제 1항에 있어서,

상기 정제(5)의 크기가 지름 φ3 ~ φ100mm, 높이 10 ~ 100mm 인 것을 특징으로 하는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법.
제 1항에 있어서,

상기 피막제(6)는 석유계열의 파라핀을 사용하고, 70°C ~ 80°C 의 온도를 유지하여 분사하며, 피막두께는 10㎛~300㎛인 것을 특징으로 하는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법.
제 1항에 있어서,

상기 분말성형프레스(B)의 타정압력이 5.0ton 이상인 것을 특징으로 하는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법.
제 1항에 있어서,

상기 혼합단계 전에 드라이어를 설치하여 방사성 농축폐액 분말(1)의 수분함유율을 0.5%이하로 유지하기 위해 건조단계를 추가하는 것을 특징으로 하는 방사성 농축폐액 분말의 정제 방법.