JP2013088237A - Cesium contaminated soil surface solidification method, cesium solidification/insolubilization method, soil solidification agent used therefor, cesium removal method and magnesium-oxide based adsorbent used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セシウム汚染土壌表面固化方法、セシウム固化・不溶化方法、及びこれらに用いる土壌固化剤、並びにセシウム除去方法及びこれに用いる酸化マグネシウム系吸着剤に関する。 The present invention relates to a cesium-contaminated soil surface solidifying method, a cesium solidifying / insolubilizing method, a soil solidifying agent used therefor, a cesium removing method, and a magnesium oxide-based adsorbent used therefor.
原子力発電所の事故により広範囲に渡って放射性物質が飛散したことを受け、汚染土壌を修復する技術の開発は喫緊の課題である。特に放射性セシウムの固化・不溶化を行う必要がある Development of technology to repair contaminated soil is an urgent issue due to the widespread radioactive material scattered by the accident at the nuclear power plant. In particular, it is necessary to solidify and insolubilize radioactive cesium.
ここで、鉛やヒ素等による汚染土壌の修復技術としては、セメント系固化剤や各種薬剤を用いた土壌の固化処理・不溶化処理が知られている。しかしながら当該処理技術は、セメント系固化剤に含まれる六価クロムが土壌環境基準を超えて溶出する場合があること、処理後の土壌が高アルカリ雰囲気になることにより汚染物質が再溶出する場合があること等の問題が生じていた。 Here, as a technique for repairing soil contaminated with lead, arsenic, or the like, soil solidification treatment or insolubilization treatment using a cement-based solidifying agent or various chemicals is known. However, in this treatment technology, the hexavalent chromium contained in the cement-based solidifying agent may elute beyond the soil environmental standards, and the contaminated material may re-elute due to the treated soil becoming a highly alkaline atmosphere. There were some problems.
一方、土壌を固化する性質と汚染物質を不溶化する性質とを合わせ持つマグネシウム系固化剤がある（例えば、特許文献１）。所定の方法にて調製した酸化マグネシウムを主成分とするマグネシウム系固化剤は、上述のような六価クロム等の重金属を含まず、低アルカリ領域で固化するという特徴を有する。さらに、鉛・ヒ素・セレン・シアン・フッ素に汚染された土壌に対して不溶効果を発揮する。 On the other hand, there is a magnesium-based solidifying agent having both the property of solidifying soil and the property of insolubilizing contaminants (for example, Patent Document 1). A magnesium-based solidifying agent containing magnesium oxide as a main component prepared by a predetermined method does not contain a heavy metal such as hexavalent chromium as described above, and has a feature of solidifying in a low alkali region. In addition, it exhibits an insoluble effect on soil contaminated with lead, arsenic, selenium, cyanide and fluorine.
しかしながら、放射性セシウムの固化・不溶化に酸化マグネシウムを用いた例はない。また、汚染土壌に対する固化・不溶化の機構はその対象となる汚染物質により異なると考えられており、セシウムに汚染された土壌に対するマグネシウム系固化剤の効果や、効果を発揮するための使用量、効果を向上させるための他の物質との配合あるいはその配合比等は不明であった。 However, there is no example of using magnesium oxide for solidification / insolubilization of radioactive cesium. In addition, the mechanism of solidification and insolubilization of contaminated soil is considered to vary depending on the target pollutant, and the effects of magnesium-based solidifying agents on the soil contaminated with cesium, the amount used to exert the effect, and the effect The blending with other substances for improving the ratio or the blending ratio was unknown.
そこで本発明は、セシウム汚染に対して効果を有するセシウム汚染土壌表面固化方法、セシウム固化・不溶化方法、及びこれらに用いる土壌固化剤、並びにセシウム除去方法及びこれに用いる酸化マグネシウム系吸着剤を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a cesium-contaminated soil surface solidifying method, a cesium solidifying / insolubilizing method, a soil solidifying agent used therefor, a cesium removing method, and a magnesium oxide-based adsorbent used therefor that have an effect on cesium contamination. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明のセシウム汚染土壌表面固化方法は、セシウムが飛散した土壌表面に酸化マグネシウムを散布し、土壌表面を固化させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the cesium-contaminated soil surface solidification method of the present invention is characterized in that magnesium oxide is sprayed on the soil surface on which cesium is scattered to solidify the soil surface.
この場合、前記酸化マグネシウムは、炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを６００〜９００℃の温度で焼成し、比表面積を４０００〜２００００ｃｍ２／ｇに調製したものである方が好ましい。また、前記土壌表面に、前記酸化マグネシウムと共に、鉄塩、アルミニウム塩又は酸性剤から選択された少なくとも１種以上の無機化合物を散布する方が好ましい。また、前記土壌表面に、前記酸化マグネシウムと共に、カルシウム、ゼオライト、カオリン、ベントナイト、珪藻土、スラグ、モンモリナイトから選択された少なくとも１種以上の無機化合物を散布する方が好ましい。また、前記土壌表面に、前記酸化マグネシウムと共に、増粘剤を散布する方が好ましい。更に、前記土壌表面への総散布量に対する前記無機化合物及び／又は前記増粘剤の散布量が１〜５０重量％である方が好ましい。 In this case, it is preferable that the magnesium oxide is prepared by baking magnesium carbonate or magnesium hydroxide at a temperature of 600 to 900 ° C. and adjusting the specific surface area to 4000 to 20000 cm 2 / g. Further, it is preferable to spray at least one inorganic compound selected from an iron salt, an aluminum salt or an acid agent together with the magnesium oxide on the soil surface. In addition, it is preferable to spray at least one inorganic compound selected from calcium, zeolite, kaolin, bentonite, diatomaceous earth, slag, and montmorite together with the magnesium oxide on the soil surface. Moreover, it is preferable to spray a thickener together with the magnesium oxide on the soil surface. Furthermore, it is preferable that the application amount of the inorganic compound and / or the thickener with respect to the total application amount on the soil surface is 1 to 50% by weight.
また、本発明のセシウム固化・不溶化方法は、セシウムを含有する土壌に酸化マグネシウムを混合し、前記セシウムを固化・不溶化させることを特徴とする。 Moreover, the cesium solidification / insolubilization method of the present invention is characterized in that magnesium oxide is mixed with soil containing cesium to solidify / insolubilize the cesium.
この場合、前記酸化マグネシウムは、炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを６００〜９００℃の温度で焼成し、比表面積を４０００〜２００００ｃｍ２／ｇに調製したものである方が好ましい。また、前記土壌に、前記酸化マグネシウムと共に、鉄塩、アルミニウム塩又は酸性剤から選択された少なくとも１種以上の無機化合物を混合する方が好ましい。また、前記土壌に、前記酸化マグネシウムと共に、カルシウム、ゼオライト、カオリン、ベントナイト、珪藻土、スラグ、モンモリナイトから選択された少なくとも１種以上の無機化合物を混合する方が好ましい。更に、前記土壌への総混合量に対する前記無機化合物の混合量が１〜５０重量％である方が好ましい。 In this case, it is preferable that the magnesium oxide is prepared by baking magnesium carbonate or magnesium hydroxide at a temperature of 600 to 900 ° C. and adjusting the specific surface area to 4000 to 20000 cm 2 / g. Further, it is preferable to mix at least one inorganic compound selected from an iron salt, an aluminum salt, or an acid agent together with the magnesium oxide into the soil. In addition, it is preferable to mix at least one inorganic compound selected from calcium, zeolite, kaolin, bentonite, diatomaceous earth, slag, and montmorite together with the magnesium oxide. Furthermore, it is preferable that the mixing amount of the inorganic compound with respect to the total mixing amount in the soil is 1 to 50% by weight.
また、本発明の土壌固化剤は、酸化マグネシウムと、１〜５０重量％の無機化合物及び／又は増粘剤とからなることを特徴とする。 The soil solidifying agent of the present invention is characterized by comprising magnesium oxide and 1 to 50% by weight of an inorganic compound and / or a thickener.
この場合、前記無機化合物は、少なくとも鉄塩、アルミニウム塩又は酸性剤から選択された１種以上である方が好ましい。また、前記無機化合物は、少なくともカルシウム、ゼオライト、カオリン、ベントナイト、珪藻土、スラグ、モンモリナイトから選択された１種以上である方が好ましい。更に、前記酸化マグネシウムは、炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを６００〜９００℃の温度で焼成し、比表面積を４０００〜２００００ｃｍ２／ｇに調製したものである方が好ましい。 In this case, the inorganic compound is preferably at least one selected from iron salts, aluminum salts, or acidic agents. The inorganic compound is preferably at least one selected from calcium, zeolite, kaolin, bentonite, diatomaceous earth, slag, and montmorillonite. Furthermore, it is preferable that the magnesium oxide is prepared by firing magnesium carbonate or magnesium hydroxide at a temperature of 600 to 900 ° C. and adjusting the specific surface area to 4000 to 20000 cm 2 / g.
また、本発明のセシウム除去方法は、セシウムを含有する汚染水と酸化マグネシウムを構成物質とする酸化マグネシウム系吸着剤を接触させ、前記セシウムを吸着させることを特徴とする。 The cesium removal method of the present invention is characterized in that contaminated water containing cesium and a magnesium oxide-based adsorbent containing magnesium oxide as a constituent material are brought into contact with each other to adsorb the cesium.
この場合、前記酸化マグネシウムは、炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを６００〜９００℃の温度で焼成し、比表面積を４０００〜２００００ｃｍ２／ｇに調製したものである方が好ましい。また、前記酸化マグネシウム系吸着剤は、前記酸化マグネシウムに対して、鉄塩、アルミニウム塩、酸性剤、ゼオライト又は酸化カルシウムから選択された少なくとも１種以上の無機化合物を混合したものである方が好ましい。更に、前記酸化マグネシウム系吸着剤は、前記無機化合物の混合量が５〜８０重量％である方が好ましい。 In this case, it is preferable that the magnesium oxide is prepared by baking magnesium carbonate or magnesium hydroxide at a temperature of 600 to 900 ° C. and adjusting the specific surface area to 4000 to 20000 cm 2 / g. The magnesium oxide-based adsorbent is preferably a mixture of the magnesium oxide and at least one inorganic compound selected from iron salt, aluminum salt, acid agent, zeolite, or calcium oxide. . Furthermore, the magnesium oxide adsorbent preferably has a mixed amount of the inorganic compound of 5 to 80% by weight.
また、本発明の酸化マグネシウム系吸着剤は、酸化マグネシウムと、５〜８０重量％の無機化合物とからなり、前記無機化合物は、少なくとも鉄塩、アルミニウム塩、酸性剤、ゼオライト又は酸化カルシウムから選択された１種以上であることを特徴とする。 The magnesium oxide-based adsorbent of the present invention comprises magnesium oxide and 5 to 80% by weight of an inorganic compound, and the inorganic compound is selected from at least an iron salt, an aluminum salt, an acid agent, zeolite, or calcium oxide. More than one kind.
この場合、前記酸化マグネシウムは、炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを６００〜９００℃の温度で焼成し、比表面積を４０００〜２００００ｃｍ２／ｇに調製したものである方が好ましい。 In this case, it is preferable that the magnesium oxide is prepared by baking magnesium carbonate or magnesium hydroxide at a temperature of 600 to 900 ° C. and adjusting the specific surface area to 4000 to 20000 cm 2 / g.
本発明のセシウム汚染土壌表面固化方法及び土壌固化剤を用いることにより、セシウムを土壌に固定することができるので、セシウムが土壌から飛散するのを防止することができる。 Since the cesium-contaminated soil surface solidifying method and the soil solidifying agent of the present invention can be used to fix cesium to the soil, it is possible to prevent cesium from scattering from the soil.
また、本発明のセシウム固化・不溶化方法及び土壌固化剤を用いることにより、セシウムを土壌に固化すると共に不溶化することができる。 Moreover, by using the cesium solidification / insolubilization method and soil solidifying agent of the present invention, cesium can be solidified and insolubilized in soil.
また、本発明のセシウム除去方法及び酸化マグネシウム系吸着剤を用いることにより、セシウムを含有する汚染水からセシウムを吸着除去し、汚染水を浄化することができる。 Further, by using the cesium removal method and the magnesium oxide-based adsorbent of the present invention, cesium can be adsorbed and removed from contaminated water containing cesium, and the contaminated water can be purified.
[セシウム汚染土壌表面固化方法]
本発明のセシウム汚染土壌表面固化方法は、セシウムが飛散した土壌表面に酸化マグネシウムを散布し、土壌表面を固化させるものである。
[Method of solidifying cesium-contaminated soil surface]
The cesium-contaminated soil surface solidification method of the present invention is a method in which magnesium oxide is sprayed on the soil surface on which cesium is scattered to solidify the soil surface.
酸化マグネシウムとしては、焼成したもの（焼成マグネシウム）を用いることができる。焼成マグネシウムは、焼成温度の違いにより、低温焼成品と高温焼成品とがあるが、本発明の土壌固化剤に用いる酸化マグネシウムは、反応性の観点から低温焼成品（軽焼マグネシア）であることが好ましい。 As the magnesium oxide, a baked product (baked magnesium) can be used. The calcined magnesium has a low-temperature calcined product and a high-temperature calcined product depending on the calcining temperature, but the magnesium oxide used in the soil solidifying agent of the present invention is a low-temperature calcined product (light calcined magnesia) from the viewpoint of reactivity. Is preferred.
当該焼成マグネシウムは、炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを加熱により分解することにより得ることができる。このとき、焼成温度は、６００〜９００℃であることが好ましい。また、このように焼成された酸化マグネシウムは、粉砕して比表面積が４０００〜２００００ｃｍ２／ｇとなるように調製されることが好ましい。焼成温度及び比表面積がこの範囲内にない場合、セシウムに対する反応性が低下することがあり、セシウム汚染土壌の固化・不溶化に適さないと考えられるためである。 The calcined magnesium can be obtained by decomposing magnesium carbonate or magnesium hydroxide by heating. At this time, it is preferable that a calcination temperature is 600-900 degreeC. Moreover, it is preferable that the baked magnesium oxide is prepared so as to have a specific surface area of 4000 to 20000 cm 2 / g by pulverization. This is because if the firing temperature and the specific surface area are not within these ranges, the reactivity to cesium may be reduced, which is considered not suitable for solidification / insolubilization of cesium-contaminated soil.
また、土壌表面に、酸化マグネシウムと共に、鉄塩、アルミニウム塩又は酸性剤から選択された少なくとも１種以上の無機化合物を散布しても良い。これらは、ｐＨ調製剤として働き、土壌表面のｐＨを適切な範囲に下げることができる。また、酸化マグネシウムと土壌との固化反応速度を促進させることができる。 In addition, at least one inorganic compound selected from iron salts, aluminum salts, or acidic agents may be sprayed on the soil surface together with magnesium oxide. These act as pH adjusters and can lower the pH of the soil surface to an appropriate range. Moreover, the solidification reaction rate of magnesium oxide and soil can be promoted.
鉄塩としては、例えば、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第二鉄等を用いることができる。アルミニウム塩としては、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等を用いることができる。酸性剤としては、例えば、硫酸、ホウ酸等の無機酸や、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、ベンゼンスルホン酸等の有機酸を用いることができる。また、硫酸アンモニウム、ベンゼンスルホン酸アンモニウム等の強酸と弱塩基との塩や、塩化第ニ鉄、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム等の酸性塩を用いることもできる。なお、当該ｐＨ調整剤として機能する無機化合物は、単独で用いても良いし、２種以上を用いても良い。 As the iron salt, for example, ferrous sulfate, ferric sulfate, ferric chloride and the like can be used. As the aluminum salt, for example, aluminum sulfate, polyaluminum chloride or the like can be used. Examples of the acid agent that can be used include inorganic acids such as sulfuric acid and boric acid, and organic acids such as oxalic acid, citric acid, malic acid, and benzenesulfonic acid. Also, a salt of a strong acid and a weak base such as ammonium sulfate or ammonium benzenesulfonate, or an acid salt such as ferric chloride, magnesium chloride, or ammonium chloride can be used. In addition, the inorganic compound which functions as the said pH adjuster may be used independently, and 2 or more types may be used for it.
また、土壌表面に、酸化マグネシウムと共に、カルシウム、ゼオライト、カオリン、ベントナイト、珪藻土、スラグ、モンモリナイトから選択された少なくとも１種以上の無機化合物を散布するようにしても良い。これらは、セシウムを吸着することができる。したがって、セシウムを確実に固定して、セシウムが土壌から飛散するのを防止することができる。 Further, at least one inorganic compound selected from calcium, zeolite, kaolin, bentonite, diatomaceous earth, slag, and montmorillonite may be sprayed on the soil surface together with magnesium oxide. These can adsorb cesium. Therefore, cesium can be fixed securely and cesium can be prevented from scattering from the soil.
更に、土壌表面に、酸化マグネシウムと共に、増粘剤を散布するようにしても良い。増粘剤としては、例えば、ベントナイトやフッ化カルシウム等の無機系増粘剤や、メチルセルロース（ＭＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリアクリルアマイド、アルギン酸、グアガム、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）等の有機系増粘剤を用いることができる。 Furthermore, you may make it spray a thickener with magnesium oxide on the soil surface. Examples of the thickener include inorganic thickeners such as bentonite and calcium fluoride, and organic systems such as methylcellulose (MC), carboxymethylcellulose (CMC), polyacrylamide, alginic acid, guar gum, and hydroxyethylcellulose (HEC). A thickener can be used.
散布する酸化マグネシウムの量は特に限定されるものではないが、汚染土壌の量に対して、０．５〜５０重量％程度を使用すれば良い。また、土壌表面への酸化マグネシウム、無機化合物及び増粘剤の総散布量に対する無機化合物と増粘剤の散布量は、１〜５０重量％にするのが良い。 The amount of magnesium oxide to be dispersed is not particularly limited, but may be about 0.5 to 50% by weight with respect to the amount of contaminated soil. Moreover, it is good to make the application amount of the inorganic compound and the thickener with respect to the total application amount of the magnesium oxide, the inorganic compound and the thickener on the soil surface 1 to 50% by weight.
また、土壌表面への散布の仕方も特に限定されるものではなく、予め酸化マグネシウム、無機化合物、増粘剤の総てを混合して調製した土壌固化剤を散布しても良いし、酸化マグネシウム、無機化合物、増粘剤をそれぞれ単独で別々に散布しても良い。 Also, the method of spraying on the soil surface is not particularly limited, and a soil solidifying agent prepared by mixing all of magnesium oxide, an inorganic compound and a thickener in advance may be sprayed, or magnesium oxide. , Inorganic compounds and thickeners may be sprayed separately.
[セシウム固化・不溶化方法]
本発明のセシウム固化・不溶化方法は、セシウムを含有する土壌に酸化マグネシウムを混合し、セシウムを固化・不溶化させるものである。
[Cesium solidification / insolubilization method]
In the cesium solidification / insolubilization method of the present invention, magnesium oxide is mixed with soil containing cesium to solidify / insolubilize cesium.
酸化マグネシウムとしては、焼成したもの（焼成マグネシウム）を用いることができる。焼成マグネシウムは、焼成温度の違いにより、低温焼成品と高温焼成品とがあるが、本発明の土壌固化剤に用いる酸化マグネシウムは、反応性の観点から低温焼成品（軽焼マグネシア）であることが好ましい。 As the magnesium oxide, a baked product (baked magnesium) can be used. The calcined magnesium has a low-temperature calcined product and a high-temperature calcined product depending on the calcining temperature, but the magnesium oxide used in the soil solidifying agent of the present invention is a low-temperature calcined product (light calcined magnesia) from the viewpoint of reactivity. Is preferred.
当該焼成マグネシウムは、炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを加熱により分解することにより得ることができる。このとき、焼成温度は、６００〜９００℃であることが好ましい。また、このように焼成された酸化マグネシウムは、粉砕して比表面積が４０００〜２００００ｃｍ２／ｇとなるように調製されることが好ましい。焼成温度及び比表面積がこの範囲内にない場合、セシウムに対する反応性が低下することがあり、セシウム汚染土壌の固化・不溶化に適さないと考えられるためである。 The calcined magnesium can be obtained by decomposing magnesium carbonate or magnesium hydroxide by heating. At this time, it is preferable that a calcination temperature is 600-900 degreeC. Moreover, it is preferable that the baked magnesium oxide is prepared so as to have a specific surface area of 4000 to 20000 cm 2 / g by pulverization. This is because if the firing temperature and the specific surface area are not within these ranges, the reactivity to cesium may be reduced, which is considered not suitable for solidification / insolubilization of cesium-contaminated soil.
また、土壌に、酸化マグネシウムと共に、鉄塩、アルミニウム塩又は酸性剤から選択された少なくとも１種以上の無機化合物を混合しても良い。これらは、ｐＨ調製剤として働き、土壌のｐＨを適切な範囲に下げることができる。また、酸化マグネシウムと土壌との固化反応速度を促進させることができる。 Moreover, you may mix at least 1 sort (s) or more of inorganic compound selected from iron salt, aluminum salt, or an acidic agent with soil with magnesium oxide. These act as pH adjusters and can lower the pH of the soil to an appropriate range. Moreover, the solidification reaction rate of magnesium oxide and soil can be promoted.
鉄塩としては、例えば、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第二鉄等を用いることができる。アルミニウム塩としては、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等を用いることができる。酸性剤としては、例えば、硫酸、ホウ酸等の無機酸や、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、ベンゼンスルホン酸等の有機酸を用いることができる。また、硫酸アンモニウム、ベンゼンスルホン酸アンモニウム等の強酸と弱塩基との塩や、塩化第ニ鉄、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム等の酸性塩を用いることもできる。なお、当該ｐＨ調整剤として機能する無機化合物は、単独で用いても良いし、２種以上を用いても良い。 As the iron salt, for example, ferrous sulfate, ferric sulfate, ferric chloride and the like can be used. As the aluminum salt, for example, aluminum sulfate, polyaluminum chloride or the like can be used. Examples of the acid agent that can be used include inorganic acids such as sulfuric acid and boric acid, and organic acids such as oxalic acid, citric acid, malic acid, and benzenesulfonic acid. Also, a salt of a strong acid and a weak base such as ammonium sulfate or ammonium benzenesulfonate, or an acid salt such as ferric chloride, magnesium chloride, or ammonium chloride can be used. In addition, the inorganic compound which functions as the said pH adjuster may be used independently, and 2 or more types may be used for it.
また、土壌に、酸化マグネシウムと共に、カルシウム、ゼオライト、カオリン、ベントナイト、珪藻土、スラグ、モンモリナイトから選択された少なくとも１種以上の無機化合物を混合するようにしても良い。これらは、セシウムを吸着することができるので、セシウムを確実に固定して不溶化することができる。 Further, at least one inorganic compound selected from calcium, zeolite, kaolin, bentonite, diatomaceous earth, slag, and montmorillonite may be mixed in the soil together with magnesium oxide. Since these can adsorb cesium, they can be reliably fixed and insolubilized.
混合する酸化マグネシウムの量は特に限定されるものではないが、汚染土壌の量に対して、０．５〜５０重量％程度を使用すれば良い。程度を使用すれば良い。また、土壌への酸化マグネシウム及び無機化合物の総混合量に対する無機化合物の混合量は、１〜５０重量％にするのが良い。 The amount of magnesium oxide to be mixed is not particularly limited, but may be about 0.5 to 50% by weight with respect to the amount of contaminated soil. Use the degree. Moreover, the mixing amount of the inorganic compound with respect to the total mixing amount of the magnesium oxide and the inorganic compound in the soil is preferably 1 to 50% by weight.
なお、土壌と酸化マグネシウムや無機化合物との混合は、ミキサー等の一般的な混合機を用いれば良い。また、土壌への混合の仕方も特に限定されるものではなく、予め酸化マグネシウムと無機化合物を混合して調製した土壌固化剤を混合しても良いし、酸化マグネシウムと無機化合物をそれぞれ単独で別々に混合しても良い。 In addition, what is necessary is just to use general mixers, such as a mixer, for mixing with soil, magnesium oxide, and an inorganic compound. Moreover, the method of mixing with the soil is not particularly limited, and a soil solidifying agent prepared by mixing magnesium oxide and an inorganic compound in advance may be mixed, or the magnesium oxide and the inorganic compound may be separated separately. May be mixed.
[セシウム除去方法]
本発明のセシウム除去方法は、セシウムを含有する汚染水と酸化マグネシウムを構成物質とする酸化マグネシウム系吸着剤を接触させ、セシウムを吸着させるものである。
[Cesium removal method]
The method for removing cesium of the present invention is to adsorb cesium by bringing contaminated water containing cesium into contact with a magnesium oxide-based adsorbent containing magnesium oxide as a constituent.
酸化マグネシウムとしては、焼成したもの（焼成マグネシウム）を用いることができる。焼成マグネシウムは、焼成温度の違いにより、低温焼成品と高温焼成品とがあるが、本発明の酸化マグネシウム系吸着剤に用いる酸化マグネシウムは、反応性の観点から低温焼成品（軽焼マグネシア）であることが好ましい。 As the magnesium oxide, a baked product (baked magnesium) can be used. There are two types of calcined magnesium, low-temperature calcined product and high-temperature calcined product, depending on the calcining temperature. Magnesium oxide used in the magnesium oxide-based adsorbent of the present invention is a low-temperature calcined product (light calcined magnesia). Preferably there is.
当該焼成マグネシウムは、炭酸マグネシウム又は水酸化マグネシウムを加熱により分解することにより得ることができる。このとき、焼成温度は、６００〜９００℃であることが好ましい。また、このように焼成された酸化マグネシウムは、粉砕して比表面積が４０００〜２００００ｃｍ２／ｇとなるように調製されることが好ましい。焼成温度及び比表面積がこの範囲内にない場合、セシウムに対する反応性が低下することがあり、セシウム汚染水の吸着に適さないと考えられるためである。 The calcined magnesium can be obtained by decomposing magnesium carbonate or magnesium hydroxide by heating. At this time, it is preferable that a calcination temperature is 600-900 degreeC. Moreover, it is preferable that the baked magnesium oxide is prepared so as to have a specific surface area of 4000 to 20000 cm 2 / g by pulverization. This is because if the firing temperature and specific surface area are not within these ranges, the reactivity with respect to cesium may be reduced, which is considered unsuitable for adsorption of cesium-contaminated water.
また、本発明の酸化マグネシウム系吸着剤は、酸化マグネシウムに対して、鉄塩、アルミニウム塩、酸性剤、ゼオライト又は酸化カルシウムから選択された少なくとも１種以上の無機化合物を混合したものであっても良い。これらは、ｐＨ調製剤として働き、汚染水のｐＨを適切な範囲に調節することができる。当該無機化合物の混合量は、５〜８０重量％に調製すれば良い。 Further, the magnesium oxide-based adsorbent of the present invention may be one in which at least one inorganic compound selected from iron salt, aluminum salt, acid agent, zeolite or calcium oxide is mixed with magnesium oxide. good. These act as a pH adjuster and can adjust the pH of contaminated water to an appropriate range. The mixing amount of the inorganic compound may be adjusted to 5 to 80% by weight.
鉄塩としては、例えば、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第二鉄等を用いることができる。アルミニウム塩としては、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等を用いることができる。酸性剤としては、例えば、硫酸、ホウ酸等の無機酸や、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、ベンゼンスルホン酸等の有機酸を用いることができる。また、硫酸アンモニウム、ベンゼンスルホン酸アンモニウム等の強酸と弱塩基との塩や、塩化第ニ鉄、塩化マグネシウム、塩化アンモニウム等の酸性塩を用いることもできる。なお、当該ｐＨ調整剤として機能する無機化合物は、単独で用いても良いし、２種以上を用いても良い。 As the iron salt, for example, ferrous sulfate, ferric sulfate, ferric chloride and the like can be used. As the aluminum salt, for example, aluminum sulfate, polyaluminum chloride or the like can be used. Examples of the acid agent that can be used include inorganic acids such as sulfuric acid and boric acid, and organic acids such as oxalic acid, citric acid, malic acid, and benzenesulfonic acid. Also, a salt of a strong acid and a weak base such as ammonium sulfate or ammonium benzenesulfonate, or an acid salt such as ferric chloride, magnesium chloride, or ammonium chloride can be used. In addition, the inorganic compound which functions as the said pH adjuster may be used independently, and 2 or more types may be used for it.
汚染水に接触させる酸化マグネシウム系吸着剤の量は特に限定されるものではないが、汚染水の量に対して、０．５〜５０重量％程度を使用すれば良い。 The amount of the magnesium oxide-based adsorbent to be brought into contact with the contaminated water is not particularly limited, but about 0.5 to 50% by weight may be used with respect to the amount of the contaminated water.
なお、汚染水と酸化マグネシウム系吸着剤とを接触させる方法はどのようなものでも良い。例えば、マグネシウム系吸着剤の粉末を汚染水に添加して撹拌し、当該汚染水に含まれるセシウムを吸着させた後、生成した懸濁物質を沈降分離する。次に得られたスラリーを、フィルタープレス等を用いて脱水し、固形物として回収する。また別の方法としては、酸化マグネシウム系吸着剤を適当な粒度に成型あるいは造粒した後、カラムに充填し、このカラム中に汚染水を通水して接触させ、当該汚染水に含まれるセシウムを吸着させた後回収すれば良い。 Any method may be used for bringing the contaminated water into contact with the magnesium oxide-based adsorbent. For example, a magnesium-based adsorbent powder is added to the contaminated water and stirred to adsorb cesium contained in the contaminated water, and then the produced suspended substance is separated by settling. Next, the obtained slurry is dehydrated using a filter press or the like and recovered as a solid. As another method, the magnesium oxide adsorbent is molded or granulated to an appropriate particle size, then packed into a column, and the contaminated water is passed through the column for contact with the cesium contained in the contaminated water. It may be recovered after adsorbing.
[実施例１]
次に実施例について説明する。実施例では、セシウムを含む試験用母材に酸化マグネシウム等を用いて不溶化処理を施した場合の不溶化率を測定した。ここで不溶化率とは、次の式により計算したものをいう。
Next, examples will be described. In the examples, the insolubilization rate was measured when the test base material containing cesium was insolubilized using magnesium oxide or the like. Here, the insolubilization rate is calculated by the following formula.
また、試験用母材とは、採取したセシウムを含む土壌を風乾し、中小礫、木片等を除き、土塊、団粒を粗砕した後、非金属製の２mmの目のふるいを通過させて得た土壌を十分混合したものである。 The test base material is air-dried collected soil containing cesium, except for small pebbles, wood chips, etc., crushing the clumps and aggregates, and passing through a non-metallic 2 mm sieve. The obtained soil is well mixed.
不溶化処理は、次の方法で行った。
（１）試験用母材に下記４種類の添加物（Ａ）〜（Ｄ）をそれぞれ混合し、１週間気中養生させた後、風乾後に粉砕し２ｍｍのふるいを通過させた試料１〜４を調製した。
（Ａ）酸化マグネシウム：５０（ｋｇ／ｍ３）
（Ｂ）酸化マグネシウム：３５（ｋｇ／ｍ３）、硫酸第一鉄：１０（ｋｇ／ｍ３）、硫酸アルミニウム：３（ｋｇ／ｍ３）
（Ｃ）酸化マグネシウム：４０（ｋｇ／ｍ３）、ゼオライト：１０（ｋｇ／ｍ３）
（Ｄ）酸化マグネシウム：３５（ｋｇ／ｍ３）、硫酸第一鉄：５（ｋｇ／ｍ３）、ゼオライト：５（ｋｇ／ｍ３）、ベントナイト：５（ｋｇ／ｍ３）
（２）試料１〜４および試験用母材に、それぞれに含まれる試験用母材の量（単位ｇ）と純水（ｍｌ）の重量体積比が１０％となるように混合し、かつその混合液が５００ｍｌ以上となるように調製する。
（３）調製した試料液を常温（おおむね20℃）常圧（おおむね１気圧）で振とう機（あらかじめ振とう回数を毎分約200回に、振とう幅を４cm以上５cm以下に調整したもの）を用いて、６時間連続して振とうする。
（４）（１）から（３）の操作を行って得られた試料液を10分から30分程度静置後、毎分約3,000回転で20分間遠心分離した後の上澄み液を孔径0.45μmのメンブランフィルターでろ過してろ液を取り、定量に必要な量を正確に計り取って、これを検液とする。
（５）各検液の放射能の量を液体シンチレーションカウンターを用いてそれぞれ測定し、上述した不溶化率を計算により求める。その結果を表１に示す。
The insolubilization process was performed by the following method.
(1) Samples 1 to 4 were prepared by mixing the following four types of additives (A) to (D) with the test base material, curing in air for one week, pulverizing after air drying, and passing through a 2 mm sieve. Was prepared.
(A) Magnesium oxide: 50 (kg / m 3 )
(B) Magnesium oxide: 35 (kg / m 3 ), Ferrous sulfate: 10 (kg / m 3 ), Aluminum sulfate: 3 (kg / m 3 )
(C) Magnesium oxide: 40 (kg / m 3 ), zeolite: 10 (kg / m 3 )
(D) Magnesium oxide: 35 (kg / m 3 ), ferrous sulfate: 5 (kg / m 3 ), zeolite: 5 (kg / m 3 ), bentonite: 5 (kg / m 3 )
(2) The samples 1 to 4 and the test base material are mixed so that the weight volume ratio of the amount of the test base material (unit g) and pure water (ml) contained in each is 10%, and Prepare the mixture to be 500 ml or more.
(3) The prepared sample solution is shaken at room temperature (generally 20 ° C) and normal pressure (generally 1 atm). ) And shake continuously for 6 hours.
(4) After leaving the sample solution obtained by performing the operations of (1) to (3) for about 10 to 30 minutes and then centrifuging at about 3,000 rpm for 20 minutes, the supernatant solution has a pore diameter of 0.45 μm. The filtrate is filtered through a membrane filter, the amount required for quantification is accurately measured, and this is used as a test solution.
(5) The amount of radioactivity of each test solution is measured using a liquid scintillation counter, and the above-described insolubilization rate is obtained by calculation. The results are shown in Table 1.
このように、酸化マグネシウムは高い不溶化率を示し、放射性セシウムを不溶化することができる。また、酸化マグネシウム単体で用いるよりも、硫酸第一鉄、硫酸アルミニウム、ゼオライト、ベントナイトを併用する方が、放射性セシウムの不溶化を向上することができる。 Thus, magnesium oxide shows a high insolubilization rate and can insolubilize radioactive cesium. Moreover, the insolubilization of radioactive cesium can be improved by using ferrous sulfate, aluminum sulfate, zeolite, and bentonite in combination rather than using magnesium oxide alone.
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