JPH10501621A - 樹脂粉末及び不活性合成樹脂繊維からなる混合物の容積減少方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フィルタ繊維及び粉末状イオン交換樹脂からなる混合物の容積を減少する方法において、本発明によれば最終貯蔵に特に適した廃棄物を作るためこの混合物にフィルタ繊維を溶解する溶剤を添加し、その際生じる混合物をまず乾燥し、引続き熱的に後処理することが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 樹脂粉末及び不活性合成樹脂繊維からなる混合物の容積減少方法 本発明は、フィルタ繊維及び粉末状イオン交換樹脂からなる混合物の容積を減 少する方法に関する。 原子力発電所においては粉末状イオン交換樹脂を沈澱層の形で例えば凝縮液流 及び廃液流の洗浄に使用する。フィルタの作用をする沈澱層の沈澱挙動及び耐用 時間を改善するために粉末状イオン交換樹脂（以後粉末樹脂とも呼ぶ）に短く細 いフィルタ繊維の形の不活性物質を添加する。このフィルタ繊維は一般にポリア クリルニトリルからなる。フィルタの沈澱の際この繊維は無秩序な沈澱物として 沈積する。粉末樹脂の微粒子は沈澱物の間隙に固着する。このようにして形成さ れた沈澱層は流れ抵抗が低く、亀裂を形成しない特徴を示す。しばしば収縮過程 により惹起されるこのような亀裂はフィルタ繊維を含まない純粋な粉末樹脂の沈 澱層の場合にしばしば見られる。 このような発電所設備の運転に対してこれらの複合沈澱物がもたらす利点は一 方では使用済みフィルタ材の廃棄処理に際してある種の不利益を生じる。即ち使 用済みフィルタ材は通常懸濁液としていわゆる“極めて完全なコンテナ”内に注 ぎ込まれ、そこに組み込まれるフィルタプラグを介して水抜きされる。水抜きさ れたフィルタ材で満たされたコンテナはこうして最終貯蔵状態に至る。特に既に 説明したフィルタ材の組織構造によりフィルタ材の容積単位当りの収容可能量は 極めて僅かである。その際典型的な粉末樹脂沈澱材の振動充填密度は納入状態で ０．３７ｇ／ｃｍ³〜０．４２ｇ／ｃｍ³である。このフィルタ材を乾燥すると約 ３５％の容積が減少される。もちろん乾燥されたフィルタ材で満たされた最終貯 蔵所のコンテナ内に水が侵入すると、その際に起こる膨潤圧により容量の破壊の 危険が生じる。 従って本発明の課題は、フィルタ繊維及び粉末状イオン交換樹脂からなる混合 物を特に効果的な容積の減少により最終貯蔵に適した廃棄物を作る方法を提供す ることにある。 この課題は本発明によれば、混合物にフィルタ繊維を溶解する溶剤を添加し、 その際生じる混合物をまず乾燥し、引続き熱的に後処理することにより解決され る。 既に欧州特許第０１８２１７２号明細書からも固化された放射性イオン交換樹 脂粒の安定性を改善する方法が知られており、この方法ではイオン交換樹脂粒を 添加物により及び場合によっては熱処理により膨潤及び収縮挙動が減少するよう に変化させている。もちろんその場合純粋にイオン活性な添加物であることが重 要であり、この添加物はフィルタ繊維の溶融又は溶解のために備えられたもので もなく、またこれに適したものでもない。 本発明は混合物中、即ち粉末樹脂沈澱材中の不活性フィルタ繊維分が放射性廃 棄物としての最終貯蔵の際に非効果的な空間利用の決定的原因となるとの考え方 から出発するものである。 従って乾燥工程は、フィルタ繊維を溶融又は溶解する物質の添加により、即ち 溶剤の添加によりフィルタ繊維分の構造組織上の分解を行うようにして、まず廃 棄物中に含まれている水を除去するのに用いられる。これにより廃棄物の容積は 著しく減少する。その際乾燥は常圧又は真空中で行われると有利であり、乾燥温 度は４０℃〜２００℃、有利には６０℃〜１２０℃である。 溶剤の添加は乾燥処理前、処理中又は処理後に実施してもよい。一般にポリア クリルニトリルからなるフィルタ繊維の組織分解には溶剤としてとりわけ次の有 機物質、即ちジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキ シド、炭酸エチレンが適している。更に溶剤としてたとえば次に記載する無機物 質、即ちロダン水素酸、硝酸、硫酸及び塩化亜鉛が適している。 乾燥処理に引続いて熱的な後処理を行う。熱的な後処理は乾燥した粉末樹脂の 膨潤作用又は膨潤を低下させる働きをし、１２０℃〜２２０℃で、有利には１３ ０℃〜１９０℃の温度範囲で実施される。 溶剤として上記の有機物質を使用した場合、これらの物質は乾燥処理の終了後 又は熱的な後処理の初めに例えば蒸留によりこの混合物から除去される。それに 対して溶剤として使用された無機物質は完全に廃棄物中に残留する。 熱的な後処理工程を促進するためには、乾燥され溶剤で処理された粉末樹脂生 成物にアルカリに反応する例えば水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、酸化カルシ ウム、水酸化カルシウム又はホウ酸塩のような物質を１０〜５０重量％の量で添 加する。或は酸に反応する例えば塩化アルミニウム、塩化亜鉛、塩化鉄、ホウ酸 又は五酸化リンのような物質を同様に１０〜５０重量％の量で混和しても良い。 処理により生じるおそれのある最終貯蔵に不適なｐＨ値の修正のため並びに濾 過反応を改善するために、この処理段階で主に粉末樹脂生成物を含んでいる酸に 反応する混合物を酸化カルシウム又は酸化マグネシウムと混合することによりｐ Ｈ値的に中性から弱塩基の範囲に緩衝する。それにより例えば容器の腐食も回避 される。強いアルカリ反応を有する粉末樹脂生成物はホウ酸又はリン酸の酸性塩 で緩衝されると良い。 適用例 市販の水分含有量６３．２％及び振動充填容量２９６ｍｌのＥＣＯＤＥＳ−Ｘ ２０３−Ｈの１００ｇを１リットル−丸底フラスコ中で水不含の塩化亜鉛５０ｇ と激しく攪拌混合させた。この混合物を更に圧力約５０ｍバールの回転蒸発器に 入れ、８０℃の温度の油浴で乾燥させた。約３０分後殆ど水分が溜出した時点で 油浴の温度を１６０℃に調整し、その際反応混合物を１時間この温度に保持した 。丸底フラスコの冷却後脆い暗黒色の反応生成物６１．２ｇが分離された。この 反応生成物の容量は粗粒分の破砕後９０ｍｌと測定された。 黒色物質を湿潤させても測定し得る膨潤は認められなかった。反応生成物４０ ．５ｇを酸化マグネシウム７．３５ｇと混合することにより容量を増すことなく 暗灰色の粉末が得られ、この粉末は塩基の塩化亜鉛及びマグネシウム塩を形成す るため水分の取り込みに著しい抵抗をみせた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベーゲ、デイートマール ドイツ連邦共和国 デー−91056 エルラ ンゲン シユワルベンヴエーク 10

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．混合物にフィルタ繊維を溶かす溶剤を添加し、その際生じた混合物をまず乾 燥し、引続いて熱的に後処理することを特徴とするフィルタ繊維及び粉末状イオ ン交換樹脂からなる混合物の容積の減少方法。 ２．ポリアクリルニトリルからなるフィルタ繊維を処理する際に溶剤としてジメ チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、炭酸エチレ ン又は塩化亜鉛を使用することを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．熱的な後処理を１２０℃〜２２０℃の温度範囲で実施し、その際乾燥され溶 剤で処理された混合物に１０〜５０重量％の水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、 酸化カルシウム、水酸化カルシウム、ホウ酸塩又は五酸化リンを混和することを 特徴とする請求項１又は２記載の方法。 ４．熱的な後処理を１３０℃〜１９０℃の温度範囲で実施し、その際乾燥され溶 剤で処理された混合物に１０〜５０重量％の水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、 酸化カルシウム、水酸化カルシウム、ホウ酸塩又は五酸化リンを混和することを 特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。 ５．容器の腐食を回避するため酸に反応する混合物を酸化カルシウム又は酸化マ グネシウムと混合し、中性から弱塩基のｐＨ値に調整することを特徴とする請求 項１乃至４の１つに記載の方法。 ６．アルカリに反応する混合物にホウ酸又はリン酸の酸性塩を混和し、少なくと もほぼ中性のｐＨ値に調整することを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の 方法。