JPH02172581A - 焼却灰の固化処理方法 - Google Patents
焼却灰の固化処理方法Info
- Publication number
- JPH02172581A JPH02172581A JP63327307A JP32730788A JPH02172581A JP H02172581 A JPH02172581 A JP H02172581A JP 63327307 A JP63327307 A JP 63327307A JP 32730788 A JP32730788 A JP 32730788A JP H02172581 A JPH02172581 A JP H02172581A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mixing
- ash
- pretreatment
- cement
- incineration
- 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
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- Processing Of Solid Wastes (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
本発明は、有害物質を含有する廃棄物の焼却処理により
生じた焼却灰を、セメント固化により処理する方法の改
良に関する。 本発明はとくに、放射性廃棄物の高温焼
却に伴って発生する飛灰の固化処理にとって有用である
。 ［従来の技術］ 原子力ｔＭ設から発生する低レベル放射性廃棄物を焼却
処理したときに生じる焼却灰の処理は、現在、セメント
と混練してドラム缶内で固化させる固化処理法によって
いる。 焼却灰のセメント固化体にしばしばみられる物性不良を
防ぐ手段として、出願人はさきに、水性媒体中で焼却灰
に対してアルカリ物質を混合する前処理を行なうと効果
のめることを見出し、すでに開示した（特開昭６１−３
２０００号）。 廃棄物焼却炉は、より高度の減容を意図して、高温（８
００〜１０００℃）で操業される傾向にある。 その場
合、廃棄物中のＳ０４やＣ１分に起因する塩類が生成し
、これらは炉底に残らず排ガスに伴われて行き、温度が
低下したところで凝縮固化して、フィルターにとらえら
れる。 この「飛灰」とよばれる焼却灰またはそれと炉
底灰とを混合したものは、セメント固化処理に当って、
上記したアルカリ物質による前処理を行なってもなお、
硬化が遅延したり、固化体の強度が低かったりして、前
処理の効果が不十分であることが経験された。
生じた焼却灰を、セメント固化により処理する方法の改
良に関する。 本発明はとくに、放射性廃棄物の高温焼
却に伴って発生する飛灰の固化処理にとって有用である
。 ［従来の技術］ 原子力ｔＭ設から発生する低レベル放射性廃棄物を焼却
処理したときに生じる焼却灰の処理は、現在、セメント
と混練してドラム缶内で固化させる固化処理法によって
いる。 焼却灰のセメント固化体にしばしばみられる物性不良を
防ぐ手段として、出願人はさきに、水性媒体中で焼却灰
に対してアルカリ物質を混合する前処理を行なうと効果
のめることを見出し、すでに開示した（特開昭６１−３
２０００号）。 廃棄物焼却炉は、より高度の減容を意図して、高温（８
００〜１０００℃）で操業される傾向にある。 その場
合、廃棄物中のＳ０４やＣ１分に起因する塩類が生成し
、これらは炉底に残らず排ガスに伴われて行き、温度が
低下したところで凝縮固化して、フィルターにとらえら
れる。 この「飛灰」とよばれる焼却灰またはそれと炉
底灰とを混合したものは、セメント固化処理に当って、
上記したアルカリ物質による前処理を行なってもなお、
硬化が遅延したり、固化体の強度が低かったりして、前
処理の効果が不十分であることが経験された。
本発明の目的は、焼却灰のセメント固化に関して起った
上記のような新たな問題を解決し、良好な物性をもった
セメント固化体を確実に得ることのできる固化処理方法
を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の焼却灰の固化処理方法は、有害物質を含む廃棄
物の焼却処理により生じた焼却灰に、水性媒体中でＣａ
（ＯＨ）２を混合する前処理を行なったのちにセメント
を加えて混練し固化させることからなる固化処理方法に
おいて、上記の前処理を、粉砕機能をもつ）化合手段を
使用して行なうことを特徴とする。 「粉砕機能をもつ混合手段」は、ボールミルなどが代表
的であるが、プロペラ式ミキサーにおいても、駆動力を
大きくし回転速度を高めることによって粉砕機能をもた
せたものも使用できる。 第１図は、そのような装置を使用して前処理を行なって
いるところを示す。 図において、（イ）は混合槽、（
２）は粉砕混合プロペラ、（３）はモーター （６）は
焼却灰にＣａ（Ｏｌ」）２スラリーを混合したものであ
る。 焼却灰を水性媒体中でＣａ（０１−１＞２と粉砕的に混
合する前処理は、温度を上昇させることにより効果が高
まり、とくに６０℃以上の温度を採用すると有利である
ことがわかった。 第１図に示した装置は、混合槽にジ
ャケット（４）を設け、熱媒体（７）、好適には温水を
通して加熱するように溝成したものである。 ［作 用］ 焼却灰のセメント固化体の物性不良が生じる原因として
は、さきに開示の発明に関しても記述したように、 イ）Ａｐのような金属とセメントペースト中のアルカリ
との反応による水素ガスの発生、口＞ｚｎｏやＰｂＯな
どの金属酸化物がひきおこす凝結遅延、および ハ）Ｍｇ、Ｆｅなどの金属の塩とアルカリの反応による
水酸化物の生成 などが考えられ、アルカリ前処理は、セメントと混合す
る前にこのような反応を完了させてしまうことにより、
その弊害をなくす操作である、ということができる。 高温焼却炉の焼却灰とくに飛灰に対して、従来のアルカ
リ前処理の効果が不十分なのは、それらが高温で溶融に
近い状態となり、あるいは蒸気から凝縮して生じるため
、粒子の表面積が小さく反応性の低いものとなっている
ためと考えられる。 粉砕的な混合を行なうことにより、そうした粒子が粉砕
されて内部の表面があられれ、アルカリ前処理の反応が
進行しやすくなるのでおろう。 温度を高めることによるアルカリ前処理の効果の増大は
、温度の上昇に伴い一般にみられる反応速度の上がが基
礎にあることはもちろんであるが、６０℃近辺に明らか
な臨界性がみられることから、それだけでは説明しきれ
ない反応機構上の差異がそこで生じるものと考えられる
。 ［実施例］ 低レベルの放射性廃棄物を高温焼却炉で焼却し、炉底に
残った灰と排気からフィルターで捕集した飛灰とをあわ
せ、固化処理の対象とした。 この焼却灰の分析結果は
、つぎのとおりでおる。 （単位は重量％） 一二ｍｔｌ又光− ＺｎＯ１０ Ｆｅ２０３１２ Ａ、Ｑ ２ｏ３． ４ ｓｈｏ １５ その他 １４ 一旦旦且威公− Ｎａ” ３ Ｋ” ３ Ｃ，ｆ、” １０ ＳＯ２−１５ その他 １４ 従来から使用していたプロペラ撹拌式の混合槽を改造し
、プロペラを短くしてその前面を平面とし、駆動モータ
ーを強力にすることによって粉砕機能を与えた。 上記の焼却灰１００重偵部に対しＣａ（ＯＨ）２５０重
量部および水２００重量部を加え、上記の混合槽内で撹
拌し、２４時間後にセメント（普通ポルトランド＞２０
０重但都合加えて混練し、缶に注入して空温で放置して
硬化させた。 次に、加熱用ジャケットをそなえた混合槽を使用し、温
度を変えて前処理を行なった。 処理条件と固化体の強度とを従来の処理法および本発明
の範囲外の場合と対比して、表にまとめて示す。 混合槽をオープンにして２４時間にわたる混合を行なう
と、温度８０℃においては水の約２０容積％が蒸発して
しまうことがわかった。 これに対処するには、蓋を設
けて蒸発水を凝縮還流させるか、または水を補給するこ
とになるが、装置が複雑になる。 簡易な対策としては
、はじめから蒸発分を見込んで余分な水を添加すること
であるが、混水量のコントロールが新しい問題として生
じてくる。 放射性廃棄物の処理に当っては、セメント混練物をドラ
ム缶に注入して硬化させるが、注入したものはできるだ
け速やかに廃棄物の貯蔵庫に移したい。 移動可能な強
度の発現までの期間は、短いほどよいわけである。 本
発明によれば、従来の３０日が３日、好ましい態様にお
いては１日に短縮できる。 固化体の圧縮強度は１５０
ＫＦＩ／ｃｉ以上必要であり、２００に３／ｃｒｉｔあ
ることが好ましい。 本発明の実施例は、十分な強度を
もった固化体を与える。 ［発明の効果］ 本発明に従って焼却灰のセメント固化処理を行なえば、
既知の方法では固化体の強度発現までに長期間を要し・
たり、強度が十分高くならなかった焼却灰を対象にした
場合でも、短時日のうちに強度が発現し、かつその値が
高り）ワられる。 その効果は、従来の養生期間３０日
を１〜３日に短縮できるほど顕著である。 従って、焼却灰のセメント固化体をつくってすぐに廃棄
物貯蔵庫へ移動することが可能になり、処理場の所要ス
ペースが減少し設備費を削減できる。
上記のような新たな問題を解決し、良好な物性をもった
セメント固化体を確実に得ることのできる固化処理方法
を提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の焼却灰の固化処理方法は、有害物質を含む廃棄
物の焼却処理により生じた焼却灰に、水性媒体中でＣａ
（ＯＨ）２を混合する前処理を行なったのちにセメント
を加えて混練し固化させることからなる固化処理方法に
おいて、上記の前処理を、粉砕機能をもつ）化合手段を
使用して行なうことを特徴とする。 「粉砕機能をもつ混合手段」は、ボールミルなどが代表
的であるが、プロペラ式ミキサーにおいても、駆動力を
大きくし回転速度を高めることによって粉砕機能をもた
せたものも使用できる。 第１図は、そのような装置を使用して前処理を行なって
いるところを示す。 図において、（イ）は混合槽、（
２）は粉砕混合プロペラ、（３）はモーター （６）は
焼却灰にＣａ（Ｏｌ」）２スラリーを混合したものであ
る。 焼却灰を水性媒体中でＣａ（０１−１＞２と粉砕的に混
合する前処理は、温度を上昇させることにより効果が高
まり、とくに６０℃以上の温度を採用すると有利である
ことがわかった。 第１図に示した装置は、混合槽にジ
ャケット（４）を設け、熱媒体（７）、好適には温水を
通して加熱するように溝成したものである。 ［作 用］ 焼却灰のセメント固化体の物性不良が生じる原因として
は、さきに開示の発明に関しても記述したように、 イ）Ａｐのような金属とセメントペースト中のアルカリ
との反応による水素ガスの発生、口＞ｚｎｏやＰｂＯな
どの金属酸化物がひきおこす凝結遅延、および ハ）Ｍｇ、Ｆｅなどの金属の塩とアルカリの反応による
水酸化物の生成 などが考えられ、アルカリ前処理は、セメントと混合す
る前にこのような反応を完了させてしまうことにより、
その弊害をなくす操作である、ということができる。 高温焼却炉の焼却灰とくに飛灰に対して、従来のアルカ
リ前処理の効果が不十分なのは、それらが高温で溶融に
近い状態となり、あるいは蒸気から凝縮して生じるため
、粒子の表面積が小さく反応性の低いものとなっている
ためと考えられる。 粉砕的な混合を行なうことにより、そうした粒子が粉砕
されて内部の表面があられれ、アルカリ前処理の反応が
進行しやすくなるのでおろう。 温度を高めることによるアルカリ前処理の効果の増大は
、温度の上昇に伴い一般にみられる反応速度の上がが基
礎にあることはもちろんであるが、６０℃近辺に明らか
な臨界性がみられることから、それだけでは説明しきれ
ない反応機構上の差異がそこで生じるものと考えられる
。 ［実施例］ 低レベルの放射性廃棄物を高温焼却炉で焼却し、炉底に
残った灰と排気からフィルターで捕集した飛灰とをあわ
せ、固化処理の対象とした。 この焼却灰の分析結果は
、つぎのとおりでおる。 （単位は重量％） 一二ｍｔｌ又光− ＺｎＯ１０ Ｆｅ２０３１２ Ａ、Ｑ ２ｏ３． ４ ｓｈｏ １５ その他 １４ 一旦旦且威公− Ｎａ” ３ Ｋ” ３ Ｃ，ｆ、” １０ ＳＯ２−１５ その他 １４ 従来から使用していたプロペラ撹拌式の混合槽を改造し
、プロペラを短くしてその前面を平面とし、駆動モータ
ーを強力にすることによって粉砕機能を与えた。 上記の焼却灰１００重偵部に対しＣａ（ＯＨ）２５０重
量部および水２００重量部を加え、上記の混合槽内で撹
拌し、２４時間後にセメント（普通ポルトランド＞２０
０重但都合加えて混練し、缶に注入して空温で放置して
硬化させた。 次に、加熱用ジャケットをそなえた混合槽を使用し、温
度を変えて前処理を行なった。 処理条件と固化体の強度とを従来の処理法および本発明
の範囲外の場合と対比して、表にまとめて示す。 混合槽をオープンにして２４時間にわたる混合を行なう
と、温度８０℃においては水の約２０容積％が蒸発して
しまうことがわかった。 これに対処するには、蓋を設
けて蒸発水を凝縮還流させるか、または水を補給するこ
とになるが、装置が複雑になる。 簡易な対策としては
、はじめから蒸発分を見込んで余分な水を添加すること
であるが、混水量のコントロールが新しい問題として生
じてくる。 放射性廃棄物の処理に当っては、セメント混練物をドラ
ム缶に注入して硬化させるが、注入したものはできるだ
け速やかに廃棄物の貯蔵庫に移したい。 移動可能な強
度の発現までの期間は、短いほどよいわけである。 本
発明によれば、従来の３０日が３日、好ましい態様にお
いては１日に短縮できる。 固化体の圧縮強度は１５０
ＫＦＩ／ｃｉ以上必要であり、２００に３／ｃｒｉｔあ
ることが好ましい。 本発明の実施例は、十分な強度を
もった固化体を与える。 ［発明の効果］ 本発明に従って焼却灰のセメント固化処理を行なえば、
既知の方法では固化体の強度発現までに長期間を要し・
たり、強度が十分高くならなかった焼却灰を対象にした
場合でも、短時日のうちに強度が発現し、かつその値が
高り）ワられる。 その効果は、従来の養生期間３０日
を１〜３日に短縮できるほど顕著である。 従って、焼却灰のセメント固化体をつくってすぐに廃棄
物貯蔵庫へ移動することが可能になり、処理場の所要ス
ペースが減少し設備費を削減できる。
図面は、本発明に従う焼却灰のセメント固化処理方法に
あける、アルカリ前処理の工程を説明するための装置の
断面図である。 １・・・混合槽 ２・・・粉砕混合プロペラ ３・・・モーター ４・・・ジャケット ５・・・焼却灰子〇ａ（ＯＨ）２スラリー７・・・熱媒
体
あける、アルカリ前処理の工程を説明するための装置の
断面図である。 １・・・混合槽 ２・・・粉砕混合プロペラ ３・・・モーター ４・・・ジャケット ５・・・焼却灰子〇ａ（ＯＨ）２スラリー７・・・熱媒
体
Claims (3)
- （１）有害物質を含む廃棄物の焼却処理により生じた焼
却灰に、水性媒体中でＣａ（ＯＨ）＿２を混合する前処
理を行なったのちにセメントを加えて混練し固化させる
ことからなる固化処理方法において、上記の前処理を、
粉砕機能をもつ混合手段を使用して行なうことを特徴と
する処理方法。 - （２）上記の前処理を温度６０℃以上で実施する請求項
１の固化処理方法。 - （３）放射性廃棄物の高温焼却に伴って発生する飛灰ま
たは飛灰と炉底灰とを合わせたものを対象とする請求項
１または２の固化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63327307A JPH02172581A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 焼却灰の固化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63327307A JPH02172581A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 焼却灰の固化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02172581A true JPH02172581A (ja) | 1990-07-04 |
Family
ID=18197669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63327307A Pending JPH02172581A (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 焼却灰の固化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02172581A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012159418A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Jgc Corp | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP63327307A patent/JPH02172581A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012159418A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Jgc Corp | 放射性廃棄物の固化処理方法 |
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