JPH0150878B2 - - Google Patents
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- JPH0150878B2 JPH0150878B2 JP56062583A JP6258381A JPH0150878B2 JP H0150878 B2 JPH0150878 B2 JP H0150878B2 JP 56062583 A JP56062583 A JP 56062583A JP 6258381 A JP6258381 A JP 6258381A JP H0150878 B2 JPH0150878 B2 JP H0150878B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waste
- rubber
- cement
- solidifying
- binder
- 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.)
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
本発明は原子力発電所等の施設から発生する放
射性廃棄物のセメント固化方法に関するものであ
る。 従来の放射性廃棄物のセメントと固化方法には
１液状放射性廃棄物を直接セメントと混合固化す
る方法および２乾燥放射性廃棄物を粒状化した後
にセメントと混合固化する方法がある。しかしな
がら１の方法では対象廃棄物が実質上濃縮廃液に
限られている；セメント固化体の海洋投棄の際に
固化体からの放射性物質の浸出が大でありかつ吸
水による固化体の膨潤が著しい；減容率が大きく
廃棄物よりも固化体の体積の方が大きいなどの欠
点がある。ここでいう減容率とは、次式に示す値
をいい、減容率が良いとはこの値が小さい事であ
る。 減容率＝固化体の体積／乾燥前の廃棄物の体積 乾燥前の廃棄物の体積；廃液では水分80％換算
の体積であり使用済イオン交換樹脂及びフイ
ルタースラツジは水分50％換算の体積であ
る。 また２の方法では粒状化できるのは例えば
BWR系原子力発電所の放射性廃棄物では濃縮廃
液のみである；濃縮廃液の主成分である硫酸ナト
リウムは次式のように Na2SO4＋10H2O→Na2SO4・10H2O （比重2.70） （比重1.46） 反応するのでセメント固化後も硫酸ナトリウム
の水による浸出・膨潤が激しく固化体の脆化を来
すので実用的でないなどの欠点がある。 従つて本発明の目的はこのような従来法におけ
る諸欠点を排除した放射性廃棄物の固化方法を提
供することである。 本発明者等は乾燥廃棄物を特定の結合剤により
粒子の形で固形化し、こうして得られた粒状物を
セメント固化することによつて従来法における諸
欠点のない優れた固化体の得られることを見出し
て本発明を完成した。すなわち、本発明は溶液状
またはスラリー状の放射性廃棄物を乾燥し、ゴム
状弾性高分子体よりなる結合剤と30〜120℃の温
度で混合、混練または〓和し、粒子化し、こうし
て得られた粒状物をセメントと混合して固化する
ことを特徴とする放射性廃棄物の固化方法であ
る。 本発明方法において結合剤として使用するゴム
状弾性高分子体とは通常エラストマーといわれる
高分子物質であつて、使用温度範囲内で物理的な
意味でのゴム状弾性の挙動や化学的性質（架橋反
応が行えること）を有する一群の物質をいうが、
本発明方法においては上記物質のうち特にヤング
率が５〜500Kg／cm2のものを使用することが好ま
しい。ある種のプラスチツクでは非結晶性または
塩素化の割合などによりヤング率が上記範囲内の
値を示すものがあり、例えば通常熱可塑性樹脂と
して取扱われているポリエチレンを塩素化したも
の（塩素化ポリエチレン）は塩素含有量30〜40％
において結晶性のものはプラスチツク状である
が、非結晶性のものはゴム状弾性を有し本発明方
法の結合材として使用することができる。 本発明方法において結合剤に使用することので
きるゴム状弾性高分子体の例としては天然ゴムや
合成ゴムであり、さらに詳しくは例えば次のもの
が挙げられる：天然ゴム、塩酸ゴム等の天然ゴム
誘導体；オレフイン系合成ゴム例えばイソプレ
ン、イソブチレン、ブチルゴム、塩素化ポリエチ
レン、エチレン−プロピレン共重合弾性体など；
ブタジエン系合成ゴム例えばブタジエン、ブタジ
エン−スチレン共重合体、ブタジエン−アクリロ
ニトリル共重合体、メチルブタジエン、クロロプ
レン、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル
共重合体など。この外にウレタンゴム、シリコン
ゴムなども使用できる。これらのゴム状弾性高分
子体は単独かまたは組合せて使用することができ
る。 本発明方法によれば、ゴム状弾性高分子体だけ
でも廃棄物の混入率は熱可塑性樹脂や熱硬化性樹
脂よりも大きく、そのままでも結合剤として使用
できるが、ジオクチルフタレートは廃棄物をゴム
状弾性高分子体に充填させる場合に併用すると、
得られるペレツトの圧縮強度を低下させることな
く、ゴム状弾性高分子体に乾燥廃棄物を高充填さ
せることができるので、特に添加するのが好まし
い。 なお、液状ゴム例えばニトリルゴム等の可塑
剤、ステアリン酸鉛のような滑剤を添加すること
ができる。特に塩素系合成ゴムの場合には三塩基
性硫酸鉛のような安定剤を添加するのが好まし
い。これらの添加剤は合成ゴムにおける通常の可
塑剤、滑剤および安定剤であり、それらの好まし
い配合割合はゴム状弾性高分子体に対し10〜50重
量％の可塑剤、0.5〜２重量％の滑剤および５〜
20重量％の安定剤である。 本発明方法によれば原子力発電所等の施設から
発生する廃液およびスラリーを完全に固形化処理
することができるが本発明方法の対象廃棄物とし
ては次のものが挙げられる。 (a) 使用済イオン交換樹脂 粒径は約0.5mm／φの粒状のものと、パウデツ
クス（powdex−商品名）と呼ばれる粉状のもの
があり、沸騰水型炉（BWR）で原子炉水浄化
系、復水脱塩系、燃料プール水脱塩、放射性廃液
処理系等で、また加圧水型炉（PWR）ではバイ
パス浄化系（浄化脱塩、脱ホウ素）、燃料ピツト
脱塩、抽出冷却材処理系等でそれぞれ発生する。 (b) 濃縮廃液 化学廃液（樹脂再生廃液等）を蒸発濃縮したも
のを言い、含水率は80％前後であり、Na2SO4
（硫酸ナトリウム、又はぼう硝）が主成分である。 (c) 機器、配管から発生する腐食生成物を含有す
る廃液（クラツドという） 流体と接する機器、配管から発生する。Fe2O3
が主成分。 (d) フイルター・スラツジ 機器ドレン、床ドレン等の過から生じる。 主成分はパルプ状微粉末のフイルター・エイド
（過助剤）である。 (e) 焼却灰 焼却炉から出る。 (f) 洗濯廃液 作業員の汚染した衣服の洗濯時に発生する。 本発明方法において溶液状またはスラリー状の
放射性廃棄物を乾燥し、結合剤を用いて粒状化す
る作業について第１図を参照しながら説明する。
第１図は液状放射性廃棄物を乾燥、粒状化する作
業を説明するための工程図である。 原子力発電所等で発生した放射性廃棄物を含む
溶液またはスラリーは原液供給タンク１へ一担貯
留された後原液供給ポンプ２により乾燥機４へ導
かれる。粒状の使用済イオン交換樹脂はそのまま
では乾燥しにくいので乾燥機の性能を高めるため
に原液供給ポンプと乾燥機との間にインライン粉
砕機３を設置してスラリーの状態で該樹脂粒子を
粉砕することもできる。乾燥機４は濃度５〜20重
量％の廃棄物溶液またはスラリーを水分５重量％
以下にすることのできるものが好ましく、例えば
薄膜乾燥機またはドラム型乾燥機がよい。乾燥機
で乾燥された廃棄物は水分計５により所定の含水
量に達したかどうかが確認される。所定含水量に
まで乾燥されていない高水分含有乾燥廃棄物は返
送タンク６に戻され水で希釈された後返送ポンプ
７により系外に排出され原液供給タンク１へ戻さ
れる。所定含水量に乾燥された廃棄物は一旦貯蔵
タンク１５に貯蔵された後定期的に計量器８に移
される。一方ゴム状弾性高分子体と添加剤とを混
合した結合剤も結合剤ホツパー９から計量器に供
給される。乾燥廃棄物および結合剤を所定の重量
割合で計量した後混合機１０に自然落下させる。
乾燥廃棄物／結合剤の混合割合（重量比）は廃棄
物の種類によつて異なるが、濃縮廃液および焼却
灰の場合には3/1〜8/1であり、使用済イオン交換
樹脂およびフイルタースラツジでは1.5／１〜4/1
である。混合機で充分混合された乾燥廃棄物と結
合剤よりなる混合物は次に混練造粒機１１で造粒
される。このときゴム状弾性高分子体は混練物は
溶融されることなく30〜120℃、好ましくは40〜
100℃、更に好ましくは50〜60℃に加熱されるが、
通常〓和機または混練造粒機１１では摩擦熱によ
り混練物が50〜60℃に昇温するので特に外部加熱
することなく混練物の加熱を達成することができ
る。図示の造粒工程ではカツター１２により造粒
が行われる。造粒された粒子の形状は貯蔵・運搬
に便利な径0.5〜3.0cm、長さ0.5〜3.0cmの円柱状
のものが好ましい。こうして造粒された粒子は振
動フイーダー１３を通つて貯蔵ピツト１４に貯蔵
される。貯蔵ピツトとしてドラム缶を使用するこ
ともできる。造粒体を振動フイーダー上で冷却す
るときにはトラフ型トンネル構造の振動フイーダ
ーを備えた振動冷却機を使用することができる。 こうして得た乾燥廃棄物粒状体は次にセメント
固化材により固化する（第２図参照）。粒状体２
４と固化材２３、水そして必要ならば砂利等との
混合はアウトドラムミキシング方式により先づア
ウトドラムミキサー２１でこれらを充分混合した
後、ドラム缶２２に充填する。固化材としては例
えばボルトランドセメントのようなセメントが使
用される。得られたセメント固化体中では円柱状
の粒状体２４が任意の方向にランダムに充填され
ている。なお、粒状体、セメント固化材、水およ
び必要ならば砂利の好ましい混合割合は次表の通
りである。
射性廃棄物のセメント固化方法に関するものであ
る。 従来の放射性廃棄物のセメントと固化方法には
１液状放射性廃棄物を直接セメントと混合固化す
る方法および２乾燥放射性廃棄物を粒状化した後
にセメントと混合固化する方法がある。しかしな
がら１の方法では対象廃棄物が実質上濃縮廃液に
限られている；セメント固化体の海洋投棄の際に
固化体からの放射性物質の浸出が大でありかつ吸
水による固化体の膨潤が著しい；減容率が大きく
廃棄物よりも固化体の体積の方が大きいなどの欠
点がある。ここでいう減容率とは、次式に示す値
をいい、減容率が良いとはこの値が小さい事であ
る。 減容率＝固化体の体積／乾燥前の廃棄物の体積 乾燥前の廃棄物の体積；廃液では水分80％換算
の体積であり使用済イオン交換樹脂及びフイ
ルタースラツジは水分50％換算の体積であ
る。 また２の方法では粒状化できるのは例えば
BWR系原子力発電所の放射性廃棄物では濃縮廃
液のみである；濃縮廃液の主成分である硫酸ナト
リウムは次式のように Na2SO4＋10H2O→Na2SO4・10H2O （比重2.70） （比重1.46） 反応するのでセメント固化後も硫酸ナトリウム
の水による浸出・膨潤が激しく固化体の脆化を来
すので実用的でないなどの欠点がある。 従つて本発明の目的はこのような従来法におけ
る諸欠点を排除した放射性廃棄物の固化方法を提
供することである。 本発明者等は乾燥廃棄物を特定の結合剤により
粒子の形で固形化し、こうして得られた粒状物を
セメント固化することによつて従来法における諸
欠点のない優れた固化体の得られることを見出し
て本発明を完成した。すなわち、本発明は溶液状
またはスラリー状の放射性廃棄物を乾燥し、ゴム
状弾性高分子体よりなる結合剤と30〜120℃の温
度で混合、混練または〓和し、粒子化し、こうし
て得られた粒状物をセメントと混合して固化する
ことを特徴とする放射性廃棄物の固化方法であ
る。 本発明方法において結合剤として使用するゴム
状弾性高分子体とは通常エラストマーといわれる
高分子物質であつて、使用温度範囲内で物理的な
意味でのゴム状弾性の挙動や化学的性質（架橋反
応が行えること）を有する一群の物質をいうが、
本発明方法においては上記物質のうち特にヤング
率が５〜500Kg／cm2のものを使用することが好ま
しい。ある種のプラスチツクでは非結晶性または
塩素化の割合などによりヤング率が上記範囲内の
値を示すものがあり、例えば通常熱可塑性樹脂と
して取扱われているポリエチレンを塩素化したも
の（塩素化ポリエチレン）は塩素含有量30〜40％
において結晶性のものはプラスチツク状である
が、非結晶性のものはゴム状弾性を有し本発明方
法の結合材として使用することができる。 本発明方法において結合剤に使用することので
きるゴム状弾性高分子体の例としては天然ゴムや
合成ゴムであり、さらに詳しくは例えば次のもの
が挙げられる：天然ゴム、塩酸ゴム等の天然ゴム
誘導体；オレフイン系合成ゴム例えばイソプレ
ン、イソブチレン、ブチルゴム、塩素化ポリエチ
レン、エチレン−プロピレン共重合弾性体など；
ブタジエン系合成ゴム例えばブタジエン、ブタジ
エン−スチレン共重合体、ブタジエン−アクリロ
ニトリル共重合体、メチルブタジエン、クロロプ
レン、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル
共重合体など。この外にウレタンゴム、シリコン
ゴムなども使用できる。これらのゴム状弾性高分
子体は単独かまたは組合せて使用することができ
る。 本発明方法によれば、ゴム状弾性高分子体だけ
でも廃棄物の混入率は熱可塑性樹脂や熱硬化性樹
脂よりも大きく、そのままでも結合剤として使用
できるが、ジオクチルフタレートは廃棄物をゴム
状弾性高分子体に充填させる場合に併用すると、
得られるペレツトの圧縮強度を低下させることな
く、ゴム状弾性高分子体に乾燥廃棄物を高充填さ
せることができるので、特に添加するのが好まし
い。 なお、液状ゴム例えばニトリルゴム等の可塑
剤、ステアリン酸鉛のような滑剤を添加すること
ができる。特に塩素系合成ゴムの場合には三塩基
性硫酸鉛のような安定剤を添加するのが好まし
い。これらの添加剤は合成ゴムにおける通常の可
塑剤、滑剤および安定剤であり、それらの好まし
い配合割合はゴム状弾性高分子体に対し10〜50重
量％の可塑剤、0.5〜２重量％の滑剤および５〜
20重量％の安定剤である。 本発明方法によれば原子力発電所等の施設から
発生する廃液およびスラリーを完全に固形化処理
することができるが本発明方法の対象廃棄物とし
ては次のものが挙げられる。 (a) 使用済イオン交換樹脂 粒径は約0.5mm／φの粒状のものと、パウデツ
クス（powdex−商品名）と呼ばれる粉状のもの
があり、沸騰水型炉（BWR）で原子炉水浄化
系、復水脱塩系、燃料プール水脱塩、放射性廃液
処理系等で、また加圧水型炉（PWR）ではバイ
パス浄化系（浄化脱塩、脱ホウ素）、燃料ピツト
脱塩、抽出冷却材処理系等でそれぞれ発生する。 (b) 濃縮廃液 化学廃液（樹脂再生廃液等）を蒸発濃縮したも
のを言い、含水率は80％前後であり、Na2SO4
（硫酸ナトリウム、又はぼう硝）が主成分である。 (c) 機器、配管から発生する腐食生成物を含有す
る廃液（クラツドという） 流体と接する機器、配管から発生する。Fe2O3
が主成分。 (d) フイルター・スラツジ 機器ドレン、床ドレン等の過から生じる。 主成分はパルプ状微粉末のフイルター・エイド
（過助剤）である。 (e) 焼却灰 焼却炉から出る。 (f) 洗濯廃液 作業員の汚染した衣服の洗濯時に発生する。 本発明方法において溶液状またはスラリー状の
放射性廃棄物を乾燥し、結合剤を用いて粒状化す
る作業について第１図を参照しながら説明する。
第１図は液状放射性廃棄物を乾燥、粒状化する作
業を説明するための工程図である。 原子力発電所等で発生した放射性廃棄物を含む
溶液またはスラリーは原液供給タンク１へ一担貯
留された後原液供給ポンプ２により乾燥機４へ導
かれる。粒状の使用済イオン交換樹脂はそのまま
では乾燥しにくいので乾燥機の性能を高めるため
に原液供給ポンプと乾燥機との間にインライン粉
砕機３を設置してスラリーの状態で該樹脂粒子を
粉砕することもできる。乾燥機４は濃度５〜20重
量％の廃棄物溶液またはスラリーを水分５重量％
以下にすることのできるものが好ましく、例えば
薄膜乾燥機またはドラム型乾燥機がよい。乾燥機
で乾燥された廃棄物は水分計５により所定の含水
量に達したかどうかが確認される。所定含水量に
まで乾燥されていない高水分含有乾燥廃棄物は返
送タンク６に戻され水で希釈された後返送ポンプ
７により系外に排出され原液供給タンク１へ戻さ
れる。所定含水量に乾燥された廃棄物は一旦貯蔵
タンク１５に貯蔵された後定期的に計量器８に移
される。一方ゴム状弾性高分子体と添加剤とを混
合した結合剤も結合剤ホツパー９から計量器に供
給される。乾燥廃棄物および結合剤を所定の重量
割合で計量した後混合機１０に自然落下させる。
乾燥廃棄物／結合剤の混合割合（重量比）は廃棄
物の種類によつて異なるが、濃縮廃液および焼却
灰の場合には3/1〜8/1であり、使用済イオン交換
樹脂およびフイルタースラツジでは1.5／１〜4/1
である。混合機で充分混合された乾燥廃棄物と結
合剤よりなる混合物は次に混練造粒機１１で造粒
される。このときゴム状弾性高分子体は混練物は
溶融されることなく30〜120℃、好ましくは40〜
100℃、更に好ましくは50〜60℃に加熱されるが、
通常〓和機または混練造粒機１１では摩擦熱によ
り混練物が50〜60℃に昇温するので特に外部加熱
することなく混練物の加熱を達成することができ
る。図示の造粒工程ではカツター１２により造粒
が行われる。造粒された粒子の形状は貯蔵・運搬
に便利な径0.5〜3.0cm、長さ0.5〜3.0cmの円柱状
のものが好ましい。こうして造粒された粒子は振
動フイーダー１３を通つて貯蔵ピツト１４に貯蔵
される。貯蔵ピツトとしてドラム缶を使用するこ
ともできる。造粒体を振動フイーダー上で冷却す
るときにはトラフ型トンネル構造の振動フイーダ
ーを備えた振動冷却機を使用することができる。 こうして得た乾燥廃棄物粒状体は次にセメント
固化材により固化する（第２図参照）。粒状体２
４と固化材２３、水そして必要ならば砂利等との
混合はアウトドラムミキシング方式により先づア
ウトドラムミキサー２１でこれらを充分混合した
後、ドラム缶２２に充填する。固化材としては例
えばボルトランドセメントのようなセメントが使
用される。得られたセメント固化体中では円柱状
の粒状体２４が任意の方向にランダムに充填され
ている。なお、粒状体、セメント固化材、水およ
び必要ならば砂利の好ましい混合割合は次表の通
りである。
【表】
よる粒状体
Claims (1)
- １ 放射性廃棄物を乾燥し、ゴム状弾性高分子体
よりなる結合剤と30〜120℃の温度で混合、混練
または〓和し、粒子化し、こうして得られた粒状
物をセメントと混合して固化することを特徴とす
る放射性廃棄物のセメント固化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6258381A JPS57178194A (en) | 1981-04-27 | 1981-04-27 | Method of solidifying radioactive waste with cement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6258381A JPS57178194A (en) | 1981-04-27 | 1981-04-27 | Method of solidifying radioactive waste with cement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57178194A JPS57178194A (en) | 1982-11-02 |
| JPH0150878B2 true JPH0150878B2 (ja) | 1989-10-31 |
Family
ID=13204481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6258381A Granted JPS57178194A (en) | 1981-04-27 | 1981-04-27 | Method of solidifying radioactive waste with cement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57178194A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61161187A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-21 | Jgc Corp | 固体廃棄物の固形化処理方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5237699A (en) * | 1975-09-18 | 1977-03-23 | Niigata Eng Co Ltd | Treating system of radioactive waste |
| JPS5276600A (en) * | 1975-12-22 | 1977-06-28 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Solidifying method with cement of radioactive liquid waste |
| JPS5815756B2 (ja) * | 1979-05-18 | 1983-03-28 | 株式会社日本製鋼所 | スラリ状廃液物または放射性廃液物の固化体製造方法 |
-
1981
- 1981-04-27 JP JP6258381A patent/JPS57178194A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57178194A (en) | 1982-11-02 |
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