JPS62238499A - 放射性廃棄物の固化方法 - 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】 〔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。

〔従来の技術及びその問題点〕

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、フィルタースラッジ、焼却灰、雑固体、各
種スラッジ及び原子力発電所の解体に伴い廃山されるコ
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。例えばアスファルトやプラス
チック等を用いる方法、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、アスファルトやプラスチック等を用いる
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った。

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った。

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。

本発明者らは、上記欠点を解消すべく、種々検討を行っ
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
するに到った。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明は放射性廃棄物をアルカリで処理した後、
粉末度２．０００　ｃｍ２／　ｇ以上の高炉スラグを混
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。

以下本発明の詳細な説明する。

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２，０００　ｃｍ２／　９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、量によって適宜
変えることができるが、固形分換算した放射性廃棄物１
００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≦−Ｎａ、
Ｌｉ、に塩などが挙げられるが、経済性等の面から、Ｎ
ａＯＨ、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１〜１０ｔｔ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。

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ｒ縮金物の塩、メラミンス
ルホン酸ホルムアルデヒド縮金物の塩、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０．１〜６
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、１２　Ｃ
ａＯｌ　７　ＡＪ２０３　、　１１　ＣａＯ−７ＡＪ２
０３−　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、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、硬化体のクラック防止にも
有効な手段である。勿論、石膏類を含有するカルシウム
アルミネート系の急結材でも同様な効果を得ることが出
来る。

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
。

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５）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−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時間経過後に訃いて、膨潤し、かつ、硫酸塩反応
により、クラックが発生し、ついには粉化してしまい目
的は達成しにくくなる。

不法は、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シ、
その刺激剤として、苛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、硬化後にクラック
が発生する現象が見られる。そのため、本発明では、ま
ず廃樹脂と苛性アルカリ等のアルカリ溶液を充分に攪拌
、接触させ、膨潤などの状態変化をあらかじめ生じさせ
、適切な時間をおき、その後にスラグを混合し、硬化処
理する。

廃樹脂とアルカリの混合方法は、均一に混合し、充分に
接触すれば特に制限はなく、例えば４０分程度攪拌混合
すれば充分である。

又、混合攪拌後、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。

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。

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
の物性条件と見合っ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。

〔実施例〕

以下実施例に基づいて本発明を更に説明する。

実施例１゜ 原子ガ発電所で発生した廃樹脂６０重量部に対し、Ｎｉ
ＯＨ（５０％）溶液１５重量部を加え、浸させ、時間ご
とに、ブレーン値６，００　Ｑ　ｃｒｎ２／　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２０ｃ１ｒＬφの円柱供試体を
作成して、ＪＩＳＲ５２［１１に準じて圧縮強度、クラ
ック、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、６時間で１５
０　ｋｌｉ＋／ｃ１ｎ”以上７日で５００ｋｇ／ｃｒｒ
Ｌ２以上の′圧縮強度を示した。しかし、アルカリ浸せ
き時間４０分未満のものでは、３日ごろからクラックが
発生して来た。それ以上の浸せき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６００　ｋｇ／ｃ
ｍ２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
同様に行った。その結果、ブレーン値２．０００．　４
．Ｄ　００．　６，００　Ｄｃｒ／Ｌ”／　、！９の圧
縮強度（６時間）は各々１００．　１４０．　１８０に
９／ｃｍ２であった。

実施例６゜ 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Ｃｌ２Ａ÷１５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、６時間で２５０ｋｇ／ｃｎＬ２の圧縮強
度を得た。クラックの発生はなく、膨張率も％程度、無
添加のものにくらべて小さくなる効果が見られ、よシ強
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。

〔発明の効果〕

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ックが生じない。

２、　固化した放射性廃棄物の強度が大きい。

６、放射性廃棄物がどのような−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。

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)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射性廃棄物をアルカリで処理した後、粉末度２
   ，０００ｃｍ＾２／ｇ以上の高炉スラグを混合し、固化
   することを特徴とする放射性廃棄物の固化方法。