JPH073475B2 - 放射性廃棄物の固化方法 - Google Patents
放射性廃棄物の固化方法Info
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- JPH073475B2 JPH073475B2 JP61080260A JP8026086A JPH073475B2 JP H073475 B2 JPH073475 B2 JP H073475B2 JP 61080260 A JP61080260 A JP 61080260A JP 8026086 A JP8026086 A JP 8026086A JP H073475 B2 JPH073475 B2 JP H073475B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/08—Slag cements
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放射性廃棄物の固化方法に関する。
原子力発電所、核燃料再処理工場等の原子力施設から発
生する放射性廃棄物としては、濃縮廃液、使用済みイオ
ン交換樹脂、フイルタースラツジ、焼却灰、雑固体、各
種スラツジ及び原子力発電所の解体に伴い廃出されるコ
ンクリート廃材などの、いわゆる低、中レベル放射性廃
棄物をはじめ高レベル放射性廃棄物があげられる。
生する放射性廃棄物としては、濃縮廃液、使用済みイオ
ン交換樹脂、フイルタースラツジ、焼却灰、雑固体、各
種スラツジ及び原子力発電所の解体に伴い廃出されるコ
ンクリート廃材などの、いわゆる低、中レベル放射性廃
棄物をはじめ高レベル放射性廃棄物があげられる。
これら放射性廃棄物、特に低、中レベル放射性廃棄物の
固化処理法としては、多く提案されているが経済的で確
実な方法はみあたらない。例えばアスフアルトやプラス
チツク等を用いる方法、セメントで硬化する方法、水ガ
ラス‐セメント系で硬化する方法などが知られている。
固化処理法としては、多く提案されているが経済的で確
実な方法はみあたらない。例えばアスフアルトやプラス
チツク等を用いる方法、セメントで硬化する方法、水ガ
ラス‐セメント系で硬化する方法などが知られている。
しかしながら、アスフアルトやプラスチツク等を用いる
方法は、処理能力は大きいが、硬化剤が高価であり、処
理方法が複雑であることや耐候性等の面からの安全性に
問題があることなどの欠点があつた。
方法は、処理能力は大きいが、硬化剤が高価であり、処
理方法が複雑であることや耐候性等の面からの安全性に
問題があることなどの欠点があつた。
また、セメントで硬化する方法や水ガラス‐セメント系
での硬化法は、耐久性にはすぐれているものの、処理能
力が小さいことや、浸出性が比較的大きく、長期の安定
性を欠く等の欠点があつた。
での硬化法は、耐久性にはすぐれているものの、処理能
力が小さいことや、浸出性が比較的大きく、長期の安定
性を欠く等の欠点があつた。
以上のことから、処理能力が大きく、耐久性、耐候性の
優れた放射性廃棄物の処理方法が切望されている。
優れた放射性廃棄物の処理方法が切望されている。
本発明者らは、上記欠点を解消すべく、種々検討を行つ
た結果、放射性廃棄物をアルカリで処理した後高炉スラ
グを混合することにより上記欠点を改良し、固化した放
射性廃棄物が粉化しないことを見い出し、本発明を完成
するに到つた。
た結果、放射性廃棄物をアルカリで処理した後高炉スラ
グを混合することにより上記欠点を改良し、固化した放
射性廃棄物が粉化しないことを見い出し、本発明を完成
するに到つた。
即ち、本発明は、放射性廃棄物を40分以上アルカリで処
理した後、この廃棄物と、粉末度2,000cm2/g以上の高炉
スラグとカルシウムアルミネートとを混合し、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。
理した後、この廃棄物と、粉末度2,000cm2/g以上の高炉
スラグとカルシウムアルミネートとを混合し、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。
以下本発明を詳細に説明する。
高炉スラグ（以下スラグという）は少なくとも粉末度が
ブレーン値で2,000cm2/g以上のものであればよく、急硬
性の面から粉末度が高ければ高いほど好ましい。
ブレーン値で2,000cm2/g以上のものであればよく、急硬
性の面から粉末度が高ければ高いほど好ましい。
スラグの添加量は放射性廃棄物の種類、量によつて適宜
変えることができるが、固形分換算した放射性廃棄物10
0重量部に対し１〜400重量部が好ましく、10〜200重量
部が更に好ましい。
変えることができるが、固形分換算した放射性廃棄物10
0重量部に対し１〜400重量部が好ましく、10〜200重量
部が更に好ましい。
本発明に係るアルカリとしては、アルカリ金属又はアル
カリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩でNa,Li,K
塩などが挙げられるが、経済性等の面から、NaOH,CaCO3
などが好ましい。
カリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩でNa,Li,K
塩などが挙げられるが、経済性等の面から、NaOH,CaCO3
などが好ましい。
アルカリの添加量は、スラグ100重量部に対して0.1〜50
重量部が好ましく１〜10重量部が更に好ましい。
重量部が好ましく１〜10重量部が更に好ましい。
又、これらに凝結遅延剤としてグルコン酸、クエン酸等
の有機酸及びその塩を添加することも可能である。
の有機酸及びその塩を添加することも可能である。
また従来よりセメント業界で使用されている、ナフタリ
ンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、メラミンス
ルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、高分子量リグニ
ンスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩などを主成分とする
減水剤を併用することは好ましい結果を得る。
ンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、メラミンス
ルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩、高分子量リグニ
ンスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩などを主成分とする
減水剤を併用することは好ましい結果を得る。
特にリグニン系は経済的に有利で好ましい。
減水剤の添加量は通常コンクリート等に使用される程度
でよく、例えばスラグ100重量部に対して0.1〜３重量部
が好ましい。
でよく、例えばスラグ100重量部に対して0.1〜３重量部
が好ましい。
又必要に応じて、硬化速度を速くするために、12CaO・7
Al2O3,11CaO,7Al2O3・CaX2（但しＸはハロゲン）等のカ
ルシウムアルミネートの結晶質又は非晶質の粉末を添加
することは、硬化促進効果のみならず、硬化体のクラツ
ク防止にも有効な手段である。また、カルシウムアルミ
ネートとして石膏類を含有するカルシウムアルミネート
系の急結材を用いると同様の効果が得られるので有効で
ある。
Al2O3,11CaO,7Al2O3・CaX2（但しＸはハロゲン）等のカ
ルシウムアルミネートの結晶質又は非晶質の粉末を添加
することは、硬化促進効果のみならず、硬化体のクラツ
ク防止にも有効な手段である。また、カルシウムアルミ
ネートとして石膏類を含有するカルシウムアルミネート
系の急結材を用いると同様の効果が得られるので有効で
ある。
カルシウムアルミネートの添加量は、スラグ量（固形分
換算）100重量部に対して５〜60重量部が好ましい。
換算）100重量部に対して５〜60重量部が好ましい。
以上の材料と放射性廃棄物を混合する。混合方法は原子
力発電所等の原子力施設から発生する使用済みイオン交
換樹脂（以下廃樹脂という）などを混合処理する場合
は、廃樹脂などが酸性の場合もあるのでそのpHをアルカ
リ側にする必要がある。
力発電所等の原子力施設から発生する使用済みイオン交
換樹脂（以下廃樹脂という）などを混合処理する場合
は、廃樹脂などが酸性の場合もあるのでそのpHをアルカ
リ側にする必要がある。
普通の廃樹脂は、硫酸ナトリウムを含み、ポルトランド
セメントを用いて酸化させると、数日以降、ひどい時に
は24時間経過後において、膨潤し、かつ、硫酸塩反応に
より、クラツクが発生し、ついには粉化してしまい目的
は達成しにくくなる。本法は、反応性の強いポルトラン
ドセメントを用いずに高炉スラグ粉末のみを用いること
が大きな特徴であり、その刺激剤として、荷性アルカリ
等のアルカリが作用する反応が応用されている。一般に
上述のアルカリ‐スラグ反応はよく知られている水硬性
材料のひとつであるが、廃樹脂をこの中に配合したので
は、硬化後にクラツクが発生する現象が見られる。その
ため、本発明では、まず、廃樹脂を苛性アルカリ等のア
ルカリ溶液に浸せきし、充分撹拌して、廃樹脂とアルカ
リとを接触させ、膨潤などの起こり得る状態変化をあら
かじめ生じさせ、適切な時間をおいて、その後にスラグ
を混合して硬化処理をする。
セメントを用いて酸化させると、数日以降、ひどい時に
は24時間経過後において、膨潤し、かつ、硫酸塩反応に
より、クラツクが発生し、ついには粉化してしまい目的
は達成しにくくなる。本法は、反応性の強いポルトラン
ドセメントを用いずに高炉スラグ粉末のみを用いること
が大きな特徴であり、その刺激剤として、荷性アルカリ
等のアルカリが作用する反応が応用されている。一般に
上述のアルカリ‐スラグ反応はよく知られている水硬性
材料のひとつであるが、廃樹脂をこの中に配合したので
は、硬化後にクラツクが発生する現象が見られる。その
ため、本発明では、まず、廃樹脂を苛性アルカリ等のア
ルカリ溶液に浸せきし、充分撹拌して、廃樹脂とアルカ
リとを接触させ、膨潤などの起こり得る状態変化をあら
かじめ生じさせ、適切な時間をおいて、その後にスラグ
を混合して硬化処理をする。
廃樹脂とアルカリの混合方法は、均一に混合し、廃樹脂
とアルカリが充分に接触すれば、特に、制限されるもの
ではないが、廃樹脂とアルカリの処理時間は40分以上が
必要である。
とアルカリが充分に接触すれば、特に、制限されるもの
ではないが、廃樹脂とアルカリの処理時間は40分以上が
必要である。
又、混合撹拌後、スラグを混合する時間は特に制限はな
いが例えば40分以上とることが好ましい。
いが例えば40分以上とることが好ましい。
硬化処理における養生等は特に制限されるものではな
く、通常の方法で充分である。
く、通常の方法で充分である。
本発明方法は、目的とする廃樹脂の硬化のみならず、そ
の他これに類する産業廃棄物の硬化処理にも応用し得る
ものであり、最も経済性にすぐれた配合は、その硬化物
の物性条件と見合つたものに設定することが出来、必要
に応じて、蒸気養生することも好ましい。
の他これに類する産業廃棄物の硬化処理にも応用し得る
ものであり、最も経済性にすぐれた配合は、その硬化物
の物性条件と見合つたものに設定することが出来、必要
に応じて、蒸気養生することも好ましい。
以下実施例に基づいて本発明を更に説明する。
実施例1. 原子力発電所で発生した廃樹脂30重量部に対し、NaOH
（50％）溶液15重量部を加え、浸せきが可能な状態まで
水を加え撹拌し、処理時間を20,30,40,60分、１日,3日,
7日に変化させ、時間ごとに、ブレーン値6,000cm2/gの
スラグを廃樹脂とNaOH溶液の混合物100重量部に対し55
重量部加え、混合後20cmφの円柱供試体を作成して、JI
SR5201に準じて圧縮強度、クラツク、膨張率を測定し
た。いずれの供試体も、スラグとの混練り後、１時間程
度で凝結をはじめ、３時間で150kg/cm2以上７日で500kg
/cm2以上の圧縮強度を示した。しかし、アルカリ処理時
間40分未満のものでは、３日ごろからクラツクが発生し
て来た。それ以上の処理時間のものはいずれも良好な強
度と形状を保ち１ケ月後には600kg/cm2以上の強度を示
し、１年後でも安定な状態を示した。
（50％）溶液15重量部を加え、浸せきが可能な状態まで
水を加え撹拌し、処理時間を20,30,40,60分、１日,3日,
7日に変化させ、時間ごとに、ブレーン値6,000cm2/gの
スラグを廃樹脂とNaOH溶液の混合物100重量部に対し55
重量部加え、混合後20cmφの円柱供試体を作成して、JI
SR5201に準じて圧縮強度、クラツク、膨張率を測定し
た。いずれの供試体も、スラグとの混練り後、１時間程
度で凝結をはじめ、３時間で150kg/cm2以上７日で500kg
/cm2以上の圧縮強度を示した。しかし、アルカリ処理時
間40分未満のものでは、３日ごろからクラツクが発生し
て来た。それ以上の処理時間のものはいずれも良好な強
度と形状を保ち１ケ月後には600kg/cm2以上の強度を示
し、１年後でも安定な状態を示した。
実施例2. スラグのブレーン値を変化させたこと以外は実施例１と
同様に行つた。その結果、ブレーン値2,000,4,000,6,00
0cm2/gの圧縮強度（３時間）は各々100,140,180kg/cm2
であつた。
同様に行つた。その結果、ブレーン値2,000,4,000,6,00
0cm2/gの圧縮強度（３時間）は各々100,140,180kg/cm2
であつた。
実施例3. 実施例１における実験において、１時間アルカリと接触
させた廃樹脂‐アルカリ混合物100重量部に対して、ス
ラグ55重量部、さらに非晶質12CaO・7Al2O315重量部を
添加し混合し、同様に供試体を作成した。凝結時間は10
分であり、３時間で250kg/cm2の圧縮強度を得た。クラ
ツクの発生はなく、膨張率も1/2程度、無添加のものに
くらべて小さくなる効果が見られ、より強い硬化体が得
られた。他のカルシウムアルミネート系結晶質も同様に
試験したがほぼ同様の結果が得られた。
させた廃樹脂‐アルカリ混合物100重量部に対して、ス
ラグ55重量部、さらに非晶質12CaO・7Al2O315重量部を
添加し混合し、同様に供試体を作成した。凝結時間は10
分であり、３時間で250kg/cm2の圧縮強度を得た。クラ
ツクの発生はなく、膨張率も1/2程度、無添加のものに
くらべて小さくなる効果が見られ、より強い硬化体が得
られた。他のカルシウムアルミネート系結晶質も同様に
試験したがほぼ同様の結果が得られた。
本発明によれば次の効果が得られる。
1. 固化した放射性廃棄物クラツクが生じない。
2. 固化した放射性廃棄物の強度が大きい。
3. 放射性廃棄物がどのようなpHでも、例えば酸処理後
の放射性廃棄物の固化処理も可能である。
の放射性廃棄物の固化処理も可能である。
4. 固化した放射性廃棄物の長期安定性がよい。
5. 耐久性、耐候性が優れている。
Claims (1)
- 【請求項１】放射性廃棄物を40分以上アルカリで処理し
た後、この廃棄物と、粉末度2,000cm2/g以上の高炉スラ
グとカルシウムアルミネートとを混合し、固化すること
を特徴とする放射性廃棄物の固化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080260A JPH073475B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 放射性廃棄物の固化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080260A JPH073475B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 放射性廃棄物の固化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62238499A JPS62238499A (ja) | 1987-10-19 |
| JPH073475B2 true JPH073475B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=13713342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP61080260A Expired - Fee Related JPH073475B2 (ja) | 1986-04-09 | 1986-04-09 | 放射性廃棄物の固化方法 |
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