JPS62201399A - リン酸塩廃液の固化処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔埋業上の利用分野〕 本発明にリン酸塩廃液を無機固化材で固化処理する方法
に係ｐ、？ｔｌえば原子力施設から出る放射性のリン酸
水素ナトリウム廃液を無機固化材を用いて固化するのに
好適な方法に関する。

〔従来の技術〕

リン酸水素ナトリウム廃液は、室温における溶解度の高
いリン酸二水素−ナトリウムの形でタンク内に貯蔵され
、これを固化処理するとさＫはビチューメ／で固化され
ているのが従来の実情である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしビチューメン固化による固化体は、陸地処分を考
えた場合、耐火性および耐荷重性に問題がめる。従って
、ビチューメン同化でなくてセメントやセメントと水ガ
ラスの混合物の如き無機固化材で固化処理することが望
ましいが、リン酸二水素−ナトリウムは無機固化材では
全く固化せず、固化体を作ることはでさな〃為った。

本発明の目的は、リン酸水素ナトリウム廃液、その他の
リン酸塩廃液を無機同化材で固化することにりる。

〔間頃点を解決するための手段〕

上記目的１ま、リン酸塩廃液のｐＨを６以上に調整した
上で無機同化材ｔｌ−添加することにより達成される。

〔作用〕

リン酸二水素−ナトリウム廃液はｐＨ４を呈し、このま
まの状態では、前述したように、無機同化材では全く固
化しない。これは、セメントあるいはセメント＋ガラス
はアルカリ条件下で余々に固化するが、酸性条件下では
ゲル化が急激に進行するためでりる。そこで、上記廃液
にアルカリ溶液たとえば水酸化ナトリウム溶液を加えて
ｐＨを増加させると、下記の反応によりリン酸二水素−
ナトリウム（Ｎａ）ｌ、　ＰＯ，）はｐ）１６以上で大
部分が、またｐＨ８〜８，８で全部が、リン酸−水素二
ナトリウム（Ｎａ、　ＨＰＯ４）に変る。

Ｎａｐ、　ＰＯ，＋　ＮａＯＨ４Ｎａ、　ＨＰＯ４＋　
Ｈ，０このリン収−水素二ナトリウムは無機同化材を添
加することにより固化体にすることができる。この場合
、無機同化材の添加を３０℃以上で行うとリン酸−水素
二ナトリウムは１水塩又は７水塩の状態で固化反応が進
行し、後に常温となったとさ１２水塩に変ることによシ
無機固化系内の遊離水を取シ込み、固化体強度が特に増
大する効果かめる。他のリン酸塩廃液の場合も上記と同
様でりる。

〔実施例〕

廃液たるリン酸二水素−ナトリウム水溶液を反応槽に入
れ、これに水酸化ナトリウム水溶液を加え、反応槽内の
液のｐＨをｐｆ（メータでモニタする。

第３図はこの過程を示したものでめる。リン酸二水素−
ナトリウム水溶液のｐｈは４であるか、水酸化ナトリウ
ムを加えていくと順次反応し、リン酸−水素二ナトリウ
ムに変わる。水酸化ナトリウム水溶ａｔ−ＩＪン酸二水
素−ナトリウムに吋して０．６〜０．７モル当着刀口え
たとさ中性となる。１００チリン酸−水素二ナトリウム
に変った水溶液のｐ）ｉ　ｖｉ８〜８．８を示す。

なお、出発廃液がリン酸二水素−ナトリウムとリン酸−
水酸化ナトリウムとの混合液の場合を想定して、これら
両者を色々なモル比に混合してその水溶液のｐＨを測っ
たものの結果を第４図に示す。

第３図と第４図が良く一致していることから、出発廃液
が上記二種類のリン酸水素ナトリウム塩の混合物でめる
場合でも、ｐＨｅ測定することにより組成比のおおよそ
の値をつかむことが可能であることがわかる。よってｐ
Ｈでモニタすることは妥当でめる。

無機同化材を用いて強い固化体を作るにはｐｉ（６，５
以上のアルカリ側で良いが、最も健全な同化体を作製す
る為にｒｊ、全てリン酸−水素二ナトリウムに変ってい
た方が良い。即ちｐＨが８〜８．８になっている方がよ
い。列えばｐＨが仮に７を示した場合には、０．２当量
の水酸化ナトリウムを添７１１１してｐｉ−１＝８〜８
．８にするのが良い。

このようにｐＨをＡ＠したリン１投水素ナトリウム発液
を一縮または乾燥粉体化し、これにセメントまたはセメ
ントと水ガラスとの混合物寺の無欧固化材を添加して固
化処理を行う。この固化処理の温度について以１；に述
べる。

第５図にリン酸二水素−ナトリウムとリン酸−水素二す
）　ＩＪウムの溶解度曲線を示す。両者とも温度上昇と
ともに溶解度が増し結晶水を失って行く。今５０℃以上
で無機同化材を添加する場合を例にとると、反応槽では
下記の反応が起っており、ＮａＯＨ Ｎａｐ、　ＰＯ，−Ｈ，ＯＮａ、　ＨＰＯ４＊　Ｈ，０
無機固化材添加時にはリンは一水素二す）　ＩＪウムは
１水塩でｍ磯固化材に固定されることになる。

一方、無機固化体は内部の遊離水が少ないほど強固なも
のになることがわかっているが、無桟固化材添加時の作
業性刀為ら水の混合を少くすることに限界がめる。しか
し上記Ｎａ、ｆ（ＰＯ４・Ｈ！Ｏで固まった廃棄物は固
化し室温に下がるにつれて、Ｎ　ａ、　）Ｉ　ＰＯ４・
Ｈ２０−＋Ｎ　ａ、　ｔ−ｉ　Ｐ　０４　・７　Ｈ２０
−）Ｎ　ａ、　）ｉＰ　０４　・１２Ｈ，０ と結晶水を取り込んで行くものと考えられ、このことが
固化体健全性を高度に保つことに効果的となる。

これに対して、νりえば始めから室温で無機固化材添加
を行なうと、廃棄物自体が１２水堪とじてまず水をとり
込むために同化材添加時に多量の水を要し、これが固化
後の固化体強度に悪形外を及ぼすば力・りではなく、粂
件によってＶよ固化でさないという結果になる。

廃棄物水溶液のｐＨおよび無欣固化材添カＤ温複の固化
体に及はす影響を調査し、試験した結果をそれぞれ第６
図および第７図に示す。ｐＨ５以上、無機固化付添加温
度３０℃以上で光分同化体が得られる。放射性廃棄物と
して陸地処分を対象にした場合は、ｐｉ−１６，５以上
、混線時温度３５°以上で充分以上にすると沸騰して水
がなくなるので、１ｏ。

℃未満に抑え、また、放射性廃液の場合は放射性核種が
飛ぶのを防ぐために８０℃以下に抑えることが望ましい
。

以上、放射性廃液でりるリン酸二水素−す）　ＩＪウム
水溶液を処理対象とした場合の本発明の二実画例を具体
的に祝明する。

実施例１ 蔵タンク１よりバルブ３を介して反応槽６に導入される
。反応槽６μ動力磯４で回転する攪拌用回転羽根７がつ
いており、槽全体ｑよヒータ８で温度コントロールがで
さるようになっている。また反応の進行具合いｒユｐｌ
（メータ５でモニターでざる。

廃リン酸二水素−ナトリウム水溶ｇを導入した後、水酸
化ナトリウム水溶液をタンク２よりバルブ３を介して反
応槽ＶＣ導入する。所定時間反応槽内で横押し、ｐＨ５
以上にするとリン酸二水素−ナトリウムは大部分リン酸
−水素二ナトリウムに変わる。

続いてこの溶液を反応槽６よシバルプ３を介して濃縮乾
燥機９に導入する。ここで濃縮めるいは粉体化する。続
いて下部のバルブ３を介して、廃棄物固化容器１４に導
入する。一方、固化材の系を説明すると、無機固化材（
セメント又はセメントと水ガラスとの混合物）をタンク
１ｏよりバルブ３を介して混練槽１２に導入すると共に
、水をタンク１１よりバルブ３を介して同様に混練槽１
２に入れ、混練槽１２の動力機４によって回転する回転
羽根７で均一に混練する。続いてこの無機固化材と水と
の混線物をバルブ３を介して廃棄物固化容器１４に４人
する。タンク１３よりリン酸塩よりなる硬化剤１３がバ
ルブ３を介して廃棄物固化容器１４に導入される。硬化
剤１３は混練槽１２に導入して予め無機固化材と混線す
る方法をとってもよい。廃棄物固化容器１４には動力機
４により回転する回転羽根７が導入されており、これで
廃棄物と固化材及び硬化剤が均一に混合される。

また廃棄物固化容器１４の周囲にヒータ８が設けられ、
これにより３０℃以上８０℃以上で混練する。めるいは
混線時の際廃棄物固化容器１４内にヒータを導入しても
よい。廃棄物固化容器１４内で混練した後膣容器１４か
ら回転羽根７を取除き、内容物をそのまま固化させる。

尚、均質に混練するのを廃棄物固化容器１４内で行なわ
ずに、別途予め廃棄物固化容器１４外で行なってもよく
、この場合は混練槽とバルブを１組追加すればよい。

１！施例２ 第２図に示すように、廃リン酸二水素−す）　ＩＪウム
水ｍ液は貯蔵タンク１５よりバルブ１８ｆｔ介して反応
槽１９に導入される。反応槽１９は動力機１７で回転す
る攪拌用回転羽根２ｏがついており、槽全体はヒータ２
１で温度コントロールでさるようになっている。また反
応の進行具合いはｐＨメータでモニターする。反応槽１
９に廃リン酸二水素−す）　ＩＪウム水溶液を導入した
後、水波化ナトリウム水溶液をタンク１６よりバルブ１
８を介して導入し攪拌して反応を促進させるう所定時間
反応槽内で攪拌し、ｐ）１６以上にするとリン酸二水素
−ナトリウムは大部分リン酸−水素二ナトリウムに変わ
る。続いてこの溶液を反応槽１９よりバルブ１８を介し
て濃縮乾燥機２２へ導入し、乾燥粉末化した後、バルブ
１８を介して造粒機２７へ導入しベレット化する。ペレ
ット２９になった廃棄物は廃棄物固化容器２８へ導入さ
れる。−万、同化材系について云うと、無機固化材はタ
ンク２３よりパルプｔｓ’ｌ介して混練［２５へ導入き
れ、ここで水夕／り２４よりバルブ１８を介して０口え
られた水と、動力機１７によって回転する回転羽根２０
によって均一に混練される。続いて無機固化材と水との
混練物をパルプ１８を介して廃棄物ペレット２９の入っ
ている廃棄物同化容器２８に導入し、硬化剤もタンク２
６よシバルブ１８を介して導入し、固化させる。固化に
際して廃棄物固化容器２８の回りのヒータ２１によシ温
度３０ｔｌｌ：以上８０℃以ドにコントロールする。な
お、硬化剤２６μバルブ２８を介して混練槽２５へ導入
し、無機固化材とめらかじめ混練した後、ペレット２９
の充填している廃棄物タンクａ２８へ導入してもよい。

実施例１および２の方法で作成した無機固化材は、無憬
固化材添加時の温度を３０℃以上５０℃未満としｆｃと
＠　１００ｈ／ｄ、５０℃以上８０℃以上としたとぎ約
２５０匂／ｄの強匣を示し、廃棄物タンクも良好でめっ
た。

なお、用いる無機固化材はセメントるるいはセメント士
水ガラスとしたが、その他の水硬性無機固化材を用いて
も同化体を作ることができる。

なお、以上の実施例では、リン酸二水素−ナトリウム廃
液を処理対象としたが、他のリン酸塩廃液が処理対象で
りる場合にも、上記と同じｐＨ−列整値への調整、同じ
無機同化材の添加および同じ添加温度によって、これを
無機固化材固化することかでざる。例えば他のリン酸塩
廃液、具体的にはリン酸カリウム、す／耐水累カリウム
、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リンｆｆ
ｉ　コバルト、リン酸鉄、リン酸ニッケル、す７１浚ク
ロム、リン酸マンガンも本発明によればセメントあるい
はセメントと水力ラスの混合物でめる無機固化材を用い
て固化することができる。ｐＨ調整には水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の適当なアル
カリ溶液を用いればよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来無機材質固化材による同化が全く
不可能でりったリン酸二水素−ナトリウム廃液その他の
リン酸塩廃液を無機固化材で固化でさるので、廃液貯蔵
スペースを省さ減容貯蔵でさると共に１従米のビチュー
メン同化体の如＠耐火性や耐荷重性の間魂寺を回避する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

゛第１図は均質固化する場合の本発明の実ｔ４例を示す
図、第２図はペレット固化する場合の本発明の実施例を
示す図、第３図及び第４図は廃液ｐＨ調整の基礎実験の
結果を示す図、第５図はリン酸水素ナトリウム堪の溶解
度開−を示す図、第６図は廃液ｐ）Ｌと固化体強度の関
係を示す図、第７図は固化材添加温度と固化体強匠の関
係を示す図でりる０ １・・・廃棄物タンク　２・・・水酸化ナトリウムタ／
り３・・・バルブ　　　　　４・・・動力機５・・・ｐ
Ｈメータ　　　　６・・・反応槽７・・・回転羽根　　
　　８・・・ヒータ９・・・礎縮乾燥機　　　１０・・
・固化材タンク１１・・・水タンク　　　１２・・・混
練槽１３・・・硬化剤タンク　１４・・・廃棄物固化容
器１５・・・廃棄物タンク　　１６・・・水酸化ナトリ
ウムタンク１７・・・動力機　　　　１８・・・バ、ル
ブ１９・・・反応槽　　　　２０・・・回転羽根２１・
・・ヒータ　　　　２２・・・濃縮乾燥機２３・・・固
化材タンク　　２４・・・水タンク２５・・・混練槽　
　　　　２６・・・硬化剤タンク２７・・・造粒機　　
　　　２８・・・廃棄物固化容器２９・・・ペレット。 １゛〜−τ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、リン酸塩廃液のｐＨを６以上に調整した上で無機固
   化材を添加して固化させることを特徴とするリン酸廃液
   の固化処理方法。 ２、リン酸塩廃液がリン酸二水素−ナトリウムを主成分
   とする水溶液である特許請求の範囲第１項記載のリン酸
   塩廃液の固化処理方法。 ３、無機固化材の添加温度を３０℃以上１００℃未満と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載のリン酸塩廃
   液の固化処理方法。 ４、ｐＨを６以上に調整したリン酸廃液を濃縮または乾
   燥粉体化した後に無機固化材を添加する特許請求の範囲
   第１項、第２項又は第３項記載のリン酸廃液の固化処理
   方法。