JPS5841480B2 - 放射性ほう酸塩廃液の固形化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はほう酸ナト・リウム塩含有放射性廃液をアスフ
ァルｌ−で固形化１７、均質かつ水中で安定なアスファ
ルト固化体をうる固形化方法に関する。

加圧水型原子力発電所では原子炉制御のためケミカルシ
ムとしてほう酸を原子炉１次冷却水に添力口するため、
は・う酸含有廃液が発生する。

この廃液は液体廃液物処理設備において、苛性ソーダを
添加してアルカリ性のほう酸すｌ−リウム塩水溶液とし
た後、蒸発濃縮処理される。

このため方円圧水型原子力発電所では、はう酸ナトリ「
ンム塩含有放躬性濃縮廃液が発生する。

アスファルト固形化に当っては、約７０℃の該濃縮廃液
と約１４０℃の溶融アスファルトを固形化用の７７目熱
混合蒸発機に供給Ｉ７、水分を蒸発除夫する。

該濃縮廃液に含まれて０）たほう酸すＩ・すτ′フム塩
その他の固形分はアスファル１−中に均質に分散され、
無水溶融混合物として抜き出し、ドラム缶のごとき固化
体容器に収納される。

該溶融混合物は冷却固化して固化体となる。

通常の概念ではアスファルトは防水Ｈ料であるが、理想
的に厳密な意味で水の拡散係数を測定すれば、極く微少
ながらアスファルト薄膜を水が浸透１−る。

該濃縮廃液中のほう酸す１−リウム塩はほぼ無水の状態
となって同化体中に分散しているが、これを水中に浸漬
Ｉ７た際、アスファル１−被覆の薄い個所があると極く
少量ながら水が浸透し７はう酸すｈリウム塩の微細結晶
粒に到達することがある。

かかる状態が生じるとアスファルト中の無水はう酸ナト
リウム塩は結晶水を得て体積膨張を起すため、やがては
該固化体の重量増加とひきつづく体積膨張を生じる。

？Ａ力Ｖ、均質に混合され、アスファルト被覆が十分均
一・な同化物の場合は、さしたる体積膨張も重量増加も
ないが、不充分な設備あるいは固形化の運転条件管理が
不十分な操作によって作られた固化物の場合かかる水中
での膨潤現象や重量、増加現象が生じてくる。

よって多事の運転条件管理上の手ぬかりや固形化設備の
配慮不足があっても、十分な水中安定性を持つ固化体が
常にえられるような方策を後備的措置として講じておく
ことが望ましい。

本発明の１］的は、上記の現象を抑止し、水中において
も安定な状態を維持しうるほう酸ナトリウム煙含有放射
性廃液のアスファルト固形化方法を提供ずにとである。

本発明は、上記の目的を達成するため次の構成をとるも
のである。

すなわち本発明の固形化り法（ま、はう酸す１−リウト
塩含有放射性廃液をアスファルトで固形１ヒするに当り
、該廃液中に対Ｉ７、該廃液中のほう酸すトリウムの５
％ないし１０％の範囲の硝酸カルシ白ｌ・を添力１ル、
かつ該廃液のＩ）Ｈ値を約７０−・−１１０の範囲に調
整し、その後アスファル１−と混合することを特徴とす
るものである。

本発明は、本発明者らが概に出願した硫酸すｌ・リウム
含有放ヰ１性廃液のアスファルト固化物の水中膨潤防ｔ
ｌ−力法やその他の試験研究の展開過程において見出さ
れた知見にもとすくものである。

はう酸塩の全率をほう酸カルシウムとしてアスファルト
固化した例は知られているが、カルシｒ’７ム５イオン
呈ヲ必昔以上に増すと固化体の量が増１−２、固形分の
実質的混入率が犠牲になるので望ましくない。

本発明者らの実験によれば、はう酸塩の１部分をほう酸
カルシ・′ツムとずれば水中膨潤現象を抑制でき、その
量はほう酸ナトリτヲム塩に対し重量百分率で３％程度
のカルシウムイオン添加でも効果がみられ、５ ％−１
，０％程度のカルシウムイオン添加で顕著な効果があら
れれ、固化体の水中での膨潤および重量増力［）が殆ん
ど防止できることが確認された。

本発明において、はう酸すｌ−ＩＪウム塩塩含有放射性
液液中添加する水溶性カルシウム化合物と（７て、カル
シウムの塩化物、水酸化物および硝酸塩のいずれも有効
であるが、本発明者らの予備的な試験の結果では、塩化
物はステンレス鋼で出来ている固形化装置の応力腐食の
点から望ましくなく、また水酸化物の場合に（１、水へ
の溶解度と液性がアルカリ性となり、該廃液のｐＨ調整
の点から望ましくない。

ここで放射性は・う酸塩廃液のｐＨ値が７０未満である
ならば、廃液からのほう素の飛散（揮発）量が多くなる
ため、廃液中のほう酸塩の濃厖を高めることができなく
なり、希薄なはう酸塩廃液をアルファルト固化に供さね
ばならず不利となる。

さらに、このＰＨ値を１１，０をこえるものとずれば、
得られるアスファルト固化物の状態が柔かいものとなり
、アスファルト固化体の冷却過程においてほう酸塩化合
物ｈ・アスファルト同化体の底部に沈降し片寄りを生じ
るという不具合が生じ、さらにほう酸塩廃液のＰＨ値を
畠めるためのアルカリ（ＮａＯＨ）の推力［１量が増し
、結果として固形物の減容効率が低下するので好ましく
はない。

第１図は■用値が８で全固形分濃度７３５重量φ、はう
素含有量１．７重量係のほう酸塩含有廃液に全固形分６
係相当のカルシウム（Ｃａ）をＣａ（ＮＯ２）２とし７
て添加後、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）を添加してＰＨを調
整した場合に得られるアスファルト固形物の減容比を表
わしたものである。

なお、減容比とは で示されるものを云う。

第２図は濃縮廃液（供給廃液）のＰＨと、はう素の除染
係数との関係を示したものである。

なお廃液中のほう素の濃度Φ（ロ） Ｉｆ”ｙＪ“）Ｋ染１系数 復水中のほう素の濃度（
ｌｐ（ロ）である。

シアノ″、二か−）で、放射性は・う酸塩廃液のＰＨ値
はほう酸≦〕効宋％＋＜ノに固定するために７０〜１１
．０の範囲に調整しなければならない。

硝酸カルシウムは溶解度も犬であり、また腐食および固
化体の安定性の屯からみても最も適している。

該廃液中へのカルシウムイオン添加は、固形化用の力日
熱混合蒸発機への該廃液を供給する供給タンク中で行な
うことが望ましい。

なお、本発明を実施するにあたり、その被処理液として
ほう酸塩廃液とともに洗濯廃液やイオン交換樹脂再生廃
液のようなはう硝含有廃液を混合してもよい。

次に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
によりなんら限定されるものではない。

実施例 １ は・う酸と苛性ソーダと硝酸カルシウムを純水に溶解し
、全固形分濃度として約１２％ｗｔＳＰＨ値として９５
ｔ：１．０の水溶液を作成した。

はう酸ナトリウム塩に対するカルシウムイオンの重量百
分率は０％、２．８係、５．６％および８．３％の４種
類の水溶液を用意した。

いずれも６０〜７０℃に力１］温して結晶析出を防いだ
。

ζイ１ら水溶液をそれぞれ別々に置部アスファルト（針
入度４Ｏ−６０）と混合加熱し、アスファルト固化物を
作′つた。

いずれの場合も水液洛中の全固形分とアスファルトの重
量比率はほぼ４０１６０であった。

これら４種類の固化物を常温常雁の水道水中に３Ｑ日間
浸漬し、固化体表面の膨潤状況を目視観察した。

その結果を第１表に示す。いずれの供試体も直径５ｃｊ
ｎ高さ約５ｃＴＬの円筒容器に充填した固化体であり、
上面のみが水に接触した状態である。

第１表から明らかなよ・うに５％程度かそれ以上のカル
シウムイオンを推力ＤＩ、た固化体の土面には膨潤によ
るふくれは殆んど見られなかった。

実施例 ２ はう酸ナトリウム塩に対し、重量百分率でカルシウムイ
オン約５．５％を推力叱た以外は実施例１と同様にして
固化体を作った。

また、対照としてほう酸ナトリウム塩のみの水溶液（濃
度１２重量係、ｐｈｉ−約９５）と置部アスファルトの
みを用い、上記と同様にして固化体を作った。

得られた各固化体につき実施例と同様に浸漬試験を行な
った。

たたし、この場合の測定は固化体の重量増力目串で行な
った。

得られた結果を第２表に示す。

カルシウド推力Ｄ１−７た供試体に（１目祝では膨潤が
認められなかったが、対照として作ったカルシウドなし
供試体に（１明らかな膨潤が見られた。

実施例 ３ 無水のＨ２ＢＯ３を５．０ ｋｇ、ＮａＯＨをＪｌ、２
ｋｇ、合成洗剤（月星クリ・−・すＭ）を約２．５ ｋ
ｇを純水に溶解し、水溶液中の全固形分に対しカルシウ
ムの比率が５ ％ ｗ ｔになるようにＣａ（Ｎｏ＋ｉ
）２を刃口え、さらに純水を力０え、約６５０１の水溶
液とした。

調整後の廃液は温度５８℃、ｐｈｉ値−９５１、全固形
分７ｍ度８．４６ ｗ ｔ ％、密度１．．０４２ｋｇ
／＃であった。

調整後の廃液を・４４．５１．・／ｈ１溶融アスファル
ｈ ５−・７．８ ｋｇ／’ ｈの割合で伝熱面積０．
５１１１”ＯＤ立型遠心薄膜蒸発缶（回転数１４００回
、７分）に連続供給し、一つき゛のアスファルト固化物
（冷却後）をえた。

固形分 比 重 残留 斜入 軟化点 燃焼点混入率
水分 度 ３４．５ １，２０ ０．２７ ４０ ５５
３６０′５−を係 係 ’
ｃこのアスファルト固化物から２個の供試体を作り、常
温常圧の純水に浸漬し、重量増力［１率を測定した。

供 試 体 浸漬日数ごとの重量増カロ率善 初期
重量 １３ ２９ ５３ ７３万
日日 ［４目 日日 日［」Ａ Ｉ２０．２３
ｇ０．５％ ０．７係 １．３％ ２、Ｏ係８ １２１
．６７９ ０．５％ ０．７％ １．．２％ ２．
０％実施例 ４ 前記の実施例３で使用した水溶液の残量３７４１に硫酸
を少量加え、液温５７°”Ｃ，ＰＨ値−８７５、全固形
分濃度８．７５％ｗｔ％密度１．０４３ｋｇ／ｌの水溶
液を調製した。

この廃液を４７．３１／ｈ、溶融アスファルトを６．５
ｋｇ／ｈの割合で伝熱面積０．５ｒｎ”の立型遠心薄膜
蒸発缶に連続供給し、つぎのアスファルト固化物（冷却
後）をえた。

固形分 残留水 針入 軟（ｔＳａ 燃１ａ
ａ比重 混入率 分率 度 ３６．６ １，２５ ０．４３ ４２ ５５
３５２係ｗｔ φ ｏＣ
℃このアスファルト固化物から２個の供試体を作リ、実
施例３と同じ条件で重量増加率を測定した。

供 試 体 浸漬日数テ二゛との重量増力ロ率善 初
期重量 １３ ２９ ５３ ７３５
日日 日日 日日 日日ＣＩ２８．４２ｇ０．
５係 ０．７％ １．（５係 ２；５％Ｄ Ｉ３０．
２４．ｌＶ Ｏ，５饅 ０．７φ １５ダ ２，５係

【図面の簡単な説明】

第１図はは・う酸含崩廃液のｒＨとアスファル）・固化
物の減容比との関係を示すグラフ、第２図は供給廃液の
ＰＨとポロンの除染係数との関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ はう酸すトリウム塩含有放射性廃液をアスファルト
   で固形化するに当り、該廃液に対し、該廃液中のほう酸
   す１〜リウムの５％ないし１０係の範囲の硝酸カルシウ
   ムを添加し、かつ該廃液のｎ値を約７．０−１１．０の
   範囲に調整し、その後アスファルトと混合することを特
   徴とする放射性はう酸塩廃液の固形化方法。