JP6210659B2 - Treatment method for cesium-containing waste. - Google Patents

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Description

本発明は、セシウム含有廃棄物の処理方法に関する。   The present invention relates to a method for treating cesium-containing waste.

平成２３年３月１１日に起こった東日本大震災（以下、震災という。）により、大量の瓦礫が発生し、福島第一原子力発電所において事故が発生したため、瓦礫が放射能汚染を受けた。このため、震災により発生した瓦礫等を処理場で焼却すると、焼却残渣から、８，０００Ｂｑ／ｋｇを超える高濃度の放射性セシウムが検出されている。このような焼却残渣を土中に埋め立てて処理すると、放射性セシウムが土中に溶出してしまうという問題がある。   Due to the Great East Japan Earthquake that occurred on March 11, 2011 (hereinafter referred to as the earthquake disaster), a large amount of debris was generated, and an accident occurred at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. For this reason, when rubble generated by the earthquake is incinerated at the treatment plant, high concentration radioactive cesium exceeding 8,000 Bq / kg is detected from the incineration residue. When such an incineration residue is buried in the soil and treated, there is a problem that radioactive cesium is eluted into the soil.

放射性セシウムを含有する焼却残渣をセメントで固化することによって、不溶化して処理を行うことが検討されているが、それでも溶出率が高く、放射性セシウムの不溶化が十分ではない。このため、放射性セシウムを不溶化して処理することができ、被処理物を土中に埋め立てても、放射性セシウムが溶出し難いセシウム含有廃棄物の処理方法の開発が求められている。   Although incineration residue containing radioactive cesium is solidified with cement to insolubilize it, the elution rate is still high and insolubilization of radioactive cesium is not sufficient. For this reason, development of the processing method of the cesium containing waste material which can insolubilize radioactive cesium, can be processed and a radioactive cesium does not elute easily even if a to-be-processed object is buried in soil is calculated | required.

廃棄物を固化して処理する処理方法として、下水汚泥溶融スラグ粉末を活性フィラーとし、ケイ酸ナトリウム水溶液をシリケートモノマー供給源として、これをポリマー化することでジオポリマーのモノマー源のシリケートモノマーが、下水汚泥溶融スラグ由来の金属イオンにより縮重合して固化したマトリックス構造体中に、下水汚泥溶融スラグ粉末が分散している構造を有する固化体とする下水汚泥溶融スラグ固化体の製造方法が提案されている（特許文献１参照）。   As a treatment method for solidifying and treating waste, sewage sludge melted slag powder is used as an active filler, sodium silicate aqueous solution is used as a silicate monomer supply source, and this is polymerized to produce a silicate monomer as a geopolymer monomer source. A method for producing a solidified sewage sludge melted slag was proposed in which a solidified structure having a structure in which sewage sludge melted slag powder is dispersed in a matrix structure solidified by condensation polymerization with metal ions derived from sewage sludge melted slag. (See Patent Document 1).

しかし、上記下水汚泥溶融スラグ固化体の製造方法は、Ｐ２Ｏ５が豊富に含まれている下水汚泥溶融スラグの再資源化を可能とし、下水汚泥溶融スラグ固化体製品を提供することを目的としており、放射性セシウムを含有する廃棄物を固化させ、且つ放射性セシウムが溶出しない処理方法とするための最適の条件については検討されておらず、セシウム含有廃棄物の処理に適した方法であるとはいえない。放射性セシウムを不溶化して処理することができ、被処理物を土中に埋め立てた場合、放射性セシウムの溶出が抑制された、セシウム含有廃棄物の処理方法は、未だ開発されていない。 However, the production method of the sewage sludge slag solidified body, aims to allow the recycling of sewage sludge molten slag is P 2 O 5 contained in the rich, providing sewage sludge slag solidified product However, the optimum conditions for solidifying waste containing radioactive cesium and not treating the radioactive cesium are not studied, and the method is suitable for the treatment of waste containing cesium. I can't say that. A treatment method for cesium-containing waste in which radioactive cesium can be treated by insolubilization and the elution of radioactive cesium is suppressed when the object to be treated is buried in the soil has not been developed yet.

特開２０１０−１４３７７４号公報JP 2010-143774 A

本発明は、セシウムを含有廃棄物を固化して処理するのに適しており、且つ、固化された被処理物からのセシウムの溶出が抑制されたセシウム含有廃棄物の処理方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a method for treating cesium-containing waste, which is suitable for solidifying and treating waste containing cesium, and in which elution of cesium from the solidified workpiece is suppressed. Objective.

本発明者は上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤を含む溶液に、セシウム含有廃棄物を添加し、上記溶液をゲル化させて、セシウム含有廃棄物の処理を行う場合には、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of earnest research to achieve the above object, the present inventor added cesium-containing waste to a solution containing an aluminosilicate raw material and an alkali activator, and the above solution was gelled to produce cesium-containing waste. When processing a thing, it discovered that the said objective could be achieved and came to complete this invention.

即ち、本発明は、下記の飛灰の処理方法に関する。
１．（１）アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤を含む溶液に、セシウムが付着した瓦礫を焼却して生じる飛灰を添加する工程１、及び、
（２）前記溶液を、ゲル化させる工程２を含み、
前記飛灰の含有量は、前記飛灰と、前記アルミノケイ酸塩原料との含有量の合計を１００重量％として、４０〜８０重量％であり、
前記アルミノケイ酸塩原料、及び前記飛灰の含有量の合計は、前記アルミノケイ酸塩原料、前記飛灰、及び前記アルカリ活性剤の含有量の合計を１００重量％として、５０〜８０重量％である
ことを特徴とするセシウムが付着した瓦礫を焼却して生じる飛灰の処理方法。
２．前記アルミノケイ酸塩原料は、メタカオリン、及びケイ酸アルミニウムから選択される少なくとも１種である、上記項１に記載の飛灰の処理方法。
３．前記アルカリ活性剤は、水酸化ナトリウム、及びケイ酸ナトリウムを含む、上記項１又は２に記載の飛灰の処理方法。 That is, the present invention relates to the following fly ash treatment method.
1. (1) Step 1 of adding fly ash produced by incineration of rubble with cesium attached to a solution containing an aluminosilicate raw material and an alkali activator; and
(2) including a step 2 of gelling the solution;
The content of the fly ash, and the fly ash, as 100% by weight of the total content of the aluminosilicate starting material is 40 to 80 wt%,
The aluminosilicate starting material, and the total content of the fly ash, the aluminosilicate material, wherein the fly ash, and a 100 wt% of the total content of the alkali activator, 50 to 80 wt% A method for treating fly ash generated by incineration of rubble with cesium attached .
2. Item 2. The fly ash treatment method according to Item 1, wherein the aluminosilicate raw material is at least one selected from metakaolin and aluminum silicate.
3. Item 3. The fly ash treatment method according to Item 1 or 2, wherein the alkali activator contains sodium hydroxide and sodium silicate .

本発明のセシウム含有廃棄物の処理方法は、（１）アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤を含む溶液に、セシウム含有廃棄物を添加する工程１、及び、（２）上記溶液を、ゲル化させる工程２を含む。上記処理方法では、工程１により、溶液中でセシウム含有廃棄物の存在下において、アルミノケイ酸塩原料とアルカリ活性剤とを反応させ、工程２により、ゲル化させることによりジオポリマーが形成され、三次元網目構造のジオポリマー骨格のアルミニウムイオンに、セシウムイオンが結合することにより、セシウムイオンをジオポリマー中に強固に固定化することが容易となり、且つ、セシウムの溶出を抑制することが可能となる。   The method for treating cesium-containing waste according to the present invention includes (1) Step 1 of adding cesium-containing waste to a solution containing an aluminosilicate raw material and an alkali activator, and (2) gelling the solution. Step 2 is included. In the above processing method, the geopolymer is formed by reacting the aluminosilicate raw material and the alkali activator in the presence of cesium-containing waste in the solution in Step 1 and gelling in Step 2 to form a tertiary polymer. By binding cesium ions to aluminum ions in the original networked geopolymer skeleton, it becomes easy to firmly fix the cesium ions in the geopolymer and to suppress cesium elution. .

以下、本発明の製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the production method of the present invention will be described in detail.

１．工程１
上記工程１は、アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤を含む溶液に、セシウム含有廃棄物を添加する工程である。 1. Process 1
Step 1 is a step of adding cesium-containing waste to a solution containing an aluminosilicate raw material and an alkali activator.

（アルミノケイ酸塩原料）
上記アルミノケイ酸塩原料は、ケイ酸塩中にあるケイ素原子の一部をアルミニウム原子に置換した、下記一般式（１）
ｘＭ２Ｏ・ｙＡｌ２Ｏ３・ｚＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ （１）
（Ｍは、アルカリ金属を示し、ｘ、ｙ、ｚは、それぞれ正の整数を示し、ｎは、０又は正の整数をす。）
で表されるアルミノケイ酸塩を生成することができるものであれば特に限定されない。 (Aluminosilicate raw material)
The aluminosilicate raw material has the following general formula (1) in which a part of silicon atoms in the silicate is replaced with aluminum atoms.
xM 2 O.yAl 2 O 3 .zSiO 2 .nH 2 O (1)
(M represents an alkali metal, x, y, and z each represents a positive integer, and n represents 0 or a positive integer.)
If it can produce | generate the aluminosilicate represented by these, it will not specifically limit.

上記アルミノケイ酸塩原料としては、例えば、メタカオリン、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸とアルミナとの混合物等が挙げられる。中でも、セシウムの固定化率に優れたジオポリマーを形成することができる点で、メタカオリン、及びケイ酸アルミニウムを用いることがより好ましく、メタカオリンを用いることが更に好ましい。また、上記アルミノケイ酸塩原料としては、メタカオリン、及びケイ酸アルミニウムを混合して用いてもよい。   Examples of the aluminosilicate raw material include metakaolin, aluminum silicate, a mixture of silicic acid and alumina, and the like. Among these, it is more preferable to use metakaolin and aluminum silicate, and it is more preferable to use metakaolin in that a geopolymer having an excellent cesium immobilization rate can be formed. Moreover, as said aluminosilicate raw material, you may mix and use metakaolin and aluminum silicate.

（アルカリ活性剤）
上記アルカリ活性剤は、アルミノケイ酸塩中のケイ素成分、及び金属成分の重合を促進させる成分である。上記アルカリ活性剤としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリウムの水溶液が挙げられ、中でも、ケイ酸ナトリウム、及び水酸化ナトリウムを用いることが好ましい。ケイ酸ナトリウム、及び水酸化ナトリウムを用いることにより、セシウムをジオポリマー中により強固に固定化することができ、セシウムの溶出を抑制することができる。また、水酸化ナトリウムと、ケイ酸ナトリウムとを混合して用いてもよい。 (Alkali activator)
The alkali activator is a component that accelerates the polymerization of the silicon component and the metal component in the aluminosilicate. Examples of the alkali activator include an aqueous solution of potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium silicate or potassium silicate. Among them, sodium silicate and sodium hydroxide are preferably used. By using sodium silicate and sodium hydroxide, cesium can be more firmly fixed in the geopolymer, and elution of cesium can be suppressed. Further, sodium hydroxide and sodium silicate may be mixed and used.

（セシウム含有廃棄物）
上記工程１では、セシウム含有廃棄物が用いられる。このようなセシウム含有廃棄物は、震災により発生した瓦礫等をゴミ処理場で焼却して得られる焼却残渣を用いることができるが、これに限定されず、木材、プラスチック等を焼却して得られ、セシウムを含有する廃棄物であればよい。 (Cesium-containing waste)
In step 1 above, cesium-containing waste is used. Such cesium-containing waste can use incineration residues obtained by incineration of debris, etc. generated by the earthquake at a garbage disposal site, but is not limited thereto, and is obtained by incineration of wood, plastic, etc. Any waste containing cesium may be used.

また、上記セシウム含有廃棄物は、震災により発生した瓦礫等を、焼却炉内で焼却する際に、焼却炉内に消石灰を噴霧することによりＨＣｌ、ＳＯ２等の酸性ガスを除去し、織布や不織布を用いて焼却作業中に発生する処理ガス中の煤塵をろ過捕集する、いわゆるバグフィルターと呼ばれる集塵装置を備えた焼却炉から排出されるセシウム含有廃棄物を用いてもよい。上記バグフィルターを備えた焼却炉から排出されるセシウム含有廃棄物は、バグフィルターを備えない焼却炉から排出されるセシウム含有廃棄物の成分に加え、消石灰由来のカルシウムを含有する。 In addition, when the cesium-containing waste is incinerated in the incinerator for debris generated by the earthquake, acid gas such as HCl and SO 2 is removed by spraying slaked lime in the incinerator, and weaving. You may use the cesium containing waste discharged | emitted from the incinerator provided with the dust collector called what is called a bag filter which filters and collects the dust in the process gas which generate | occur | produces in incineration operation | work using cloth and a nonwoven fabric. The cesium-containing waste discharged from the incinerator including the bag filter contains calcium derived from slaked lime in addition to the components of the cesium-containing waste discharged from the incinerator not including the bag filter.

上記焼却残渣は、一般に、飛灰と主灰を含むものである。ここで、飛灰とは、セシウムが付着した瓦礫等を焼却した際に発生する排ガス中の煤塵であり、主灰と比べて、塩素及び重金属を多量に含む。また、主灰とは、セシウムが付着した瓦礫等を焼却した際に、焼却炉の炉底に溜まる残渣である。本発明において、上記セシウム含有廃棄物は、セシウムが付着した瓦礫等を焼却して生じる飛灰であることが好ましい。このような飛灰は、セシウムの含有量が比較的多いため、セシウム含有廃棄物として、このような飛灰を用いることにより、セシウム含有廃棄物を固化して好適に処理することができ、且つ、固化された被処理物からのセシウムの溶出を抑制することができるとの本発明の効果をより顕著に発揮することができる。   The incineration residue generally includes fly ash and main ash. Here, fly ash is dust in the exhaust gas generated when incineration of rubble or the like to which cesium has adhered, and contains a large amount of chlorine and heavy metals compared to main ash. The main ash is a residue that accumulates at the bottom of the incinerator when the rubble and the like attached with cesium is incinerated. In the present invention, the cesium-containing waste is preferably fly ash generated by incineration of rubble and the like to which cesium has adhered. Since such fly ash has a relatively high content of cesium, by using such fly ash as a cesium-containing waste, the cesium-containing waste can be solidified and suitably treated, and The effect of the present invention that the elution of cesium from the solidified workpiece can be suppressed can be exhibited more remarkably.

上記セシウム含有廃棄物の含有量（以下、当該含有量をＦＡとも示す。）は、上記セシウム含有廃棄物と、上記アルミノケイ酸塩原料との含有量の合計を１００重量％として、３０〜９０重量％であることが好ましく、４０〜８０重量％であることがより好ましい。セシウム含有廃棄物の含有量を上述の範囲とすることにより、セシウムの溶出を、より効果的に抑制することができる。   The content of the cesium-containing waste (hereinafter, the content is also referred to as FA) is 30 to 90 weights, where the total content of the cesium-containing waste and the aluminosilicate raw material is 100% by weight. %, And more preferably 40 to 80% by weight. By setting the content of the cesium-containing waste within the above range, elution of cesium can be more effectively suppressed.

上記アルミノケイ酸塩原料及びセシウム含有廃棄物の含有量の合計（以下、当該含有量の合計をＦｉとも示し、アルミノケイ酸塩原料、及びセシウム含有廃棄物の混合物を、フィラーともいう。）は、上記セシウム含有廃棄物、アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤の含有量の合計を１００重量％として、４５〜９０重量％であることが好ましく、５０〜８０重量％であることがより好ましい。上記アルミノケイ酸塩原料、及びセシウム含有廃棄物の含有量の合計を上述の範囲とすることにより、セシウムの溶出を、より効果的に抑制することができる。   The total content of the aluminosilicate raw material and the cesium-containing waste (hereinafter, the total of the content is also referred to as Fi, and the mixture of the aluminosilicate raw material and the cesium-containing waste is also referred to as a filler). The total content of the cesium-containing waste, the aluminosilicate raw material, and the alkali activator is 100% by weight, preferably 45 to 90% by weight, and more preferably 50 to 80% by weight. By setting the total content of the aluminosilicate raw material and the cesium-containing waste within the above range, cesium elution can be more effectively suppressed.

上記溶液は、上記アルミノケイ酸塩原料、アルカリ活性剤、及び上記セシウム含有廃棄物のみからなるものであってもよいし、水等の公知の溶媒を含むものであってもよい。また、所望の濃度の水酸化ナトリウムを用いることにより、水酸化ナトリウム由来の水が溶液に含まれていてもよい。   The solution may be composed only of the aluminosilicate raw material, the alkali activator, and the cesium-containing waste, or may contain a known solvent such as water. Further, by using sodium hydroxide having a desired concentration, water derived from sodium hydroxide may be contained in the solution.

工程１においては、上記アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤を含む溶液に、セシウム含有廃棄物を添加する。上記溶液にセシウム含有廃棄物を添加する方法としては、これらを混合することができれば特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、上記セシウム含有廃棄物を添加した溶液をビーカー内で混合撹拌させる方法が挙げられ、混合撹拌の際に、加熱してもよい。   In step 1, cesium-containing waste is added to a solution containing the aluminosilicate raw material and an alkali activator. The method for adding the cesium-containing waste to the solution is not particularly limited as long as these can be mixed, and conventionally known methods can be used. For example, a method of mixing and stirring the solution to which the cesium-containing waste is added may be mentioned in a beaker, and heating may be performed at the time of mixing and stirring.

上記混合撹拌の際の溶液の温度は特に限定されないが、２０℃程度の室温であることが好ましい。上記溶液の温度が低過ぎると、反応速度が遅くなるおそれがあり、高過ぎると、水等の溶液中の溶媒が蒸発してしまい、重合反応を継続できなくなるおそれがある。   The temperature of the solution at the time of mixing and stirring is not particularly limited, but is preferably room temperature of about 20 ° C. If the temperature of the solution is too low, the reaction rate may be slow, and if it is too high, the solvent in the solution such as water evaporates and the polymerization reaction may not be continued.

上記溶液の混合撹拌の時間は特に限定されないが１０分以上であることが好ましい。上記混合撹拌の時間が短過ぎると、反応が不十分となるおそれがある。   The time for mixing and stirring the solution is not particularly limited, but is preferably 10 minutes or more. If the mixing and stirring time is too short, the reaction may be insufficient.

以上説明した工程１により、アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤を含む溶液に、セシウム含有廃棄物の粉末を分散させることができる。   By the process 1 demonstrated above, the powder of a cesium containing waste material can be disperse | distributed to the solution containing an aluminosilicate raw material and an alkali activator.

２．工程２
上記工程２は、上記溶液をゲル化させる工程である。上記溶液をゲル化させる方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、上記溶液を２０℃前後の室温下で静置して養生する方法が挙げられ、また、ゲル化を促進させるため、溶液を室温以上の温度に加熱する方法が挙げられる。加熱温度は、２０℃程度の室温〜１１０℃であることが好ましい。また、加熱時間は、１０分〜４８時間であることが好ましく、３０分〜２４時間であることがより好ましい。 2. Process 2
Step 2 is a step of gelling the solution. The method for gelling the solution is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, the method of standing the said solution at room temperature around 20 degreeC and curing is mentioned, In order to accelerate | stimulate gelatinization, the method of heating a solution to the temperature more than room temperature is mentioned. The heating temperature is preferably about 20 ° C. to 110 ° C. The heating time is preferably 10 minutes to 48 hours, and more preferably 30 minutes to 24 hours.

上記溶液をゲル化させる方法としては、具体的には、２０℃程度の室温で１週間静置して養生する方法、２０℃程度の室温で２４時間静置した後、１０５℃で２４時間静置し、更に、２０℃程度の室温で２４時間静置して養生する方法等が挙げられる。   As a method for gelling the above solution, specifically, a method of allowing it to stand at room temperature of about 20 ° C. for 1 week and curing, or a method of allowing it to stand at room temperature of about 20 ° C. for 24 hours and then leaving it at 105 ° C. for 24 hours. And a method of standing and curing at room temperature of about 20 ° C. for 24 hours.

上記工程２における溶液は、強いアルカリ性であることが好ましい。ゲル化の際の溶液を強いアルカリ性とすることにより、ゲル化をより促進することができる。   The solution in step 2 is preferably strongly alkaline. Gelation can be further promoted by making the solution at the time of gelation strong alkalinity.

以上説明した工程２により、工程１で調製された溶液をゲル化させて、セシウムをジオポリマー中に固定化することができる。   By the process 2 demonstrated above, the solution prepared by the process 1 can be gelatinized and a cesium can be fix | immobilized in a geopolymer.

本発明のセシウム含有廃棄物の処理方法は、上記工程１、及び２の他に、更に、他の工程を含んでいてもよい。上記他の工程としては、例えば、上記工程２によりゲル化されたジオポリマーを、水、イオン交換水等の洗浄液により洗浄し、過剰なＮａＯＨを除去する洗浄工程が挙げられる。上記洗浄工程により過剰なＮａＯＨを除去する方法としては、ジオポリマー中のＮａＯＨを除去できれば特に限定されない。上記洗浄工程に用いられた水等の洗浄液は、ジオポリマーのセシウムの固定化率を算出するために、洗浄液中に含まれるセシウム濃度を測定するとよい。   In addition to the above steps 1 and 2, the method for treating a cesium-containing waste according to the present invention may further include other steps. As said other process, the washing process which wash | cleans the geopolymer gelatinized by the said process 2 with washing | cleaning liquids, such as water and ion-exchange water, and removes excess NaOH is mentioned, for example. The method for removing excess NaOH by the washing step is not particularly limited as long as NaOH in the geopolymer can be removed. The washing liquid such as water used in the washing step is preferably measured for the concentration of cesium contained in the washing liquid in order to calculate the cesium immobilization rate of the geopolymer.

本発明の処理方法によれば、セシウム含有廃棄物を固化して好適に処理することができ、且つ、固化された被処理物からのセシウムの溶出を抑制することができる。   According to the treatment method of the present invention, the cesium-containing waste can be solidified and suitably treated, and elution of cesium from the solidified workpiece can be suppressed.

スプリングエイトにより測定したセシウム原子のＸＡＮＥＳスペクトルを示す図である。（ａ）は実施例２９により得られたジオポリマー中のセシウム原子のＸＡＮＥＳスペクトル、（ｂ）は飛灰に塩化セシウムを添加した混合飛灰中のセシウム原子のＸＡＮＥＳスペクトル、（ｃ）はセシウムを含む鉱石であるポルックス石中のセシウム原子のＸＡＮＥＳスペクトル、（ｄ）は炭酸セシウム中のセシウム原子のＸＡＮＥＳスペクトル、（ｅ）は塩化セシウム中のセシウム原子のＸＡＮＥＳスペクトルである。It is a figure which shows the XANES spectrum of a cesium atom measured by the spring eight. (A) is the XANES spectrum of the cesium atom in the geopolymer obtained in Example 29, (b) is the XANES spectrum of the cesium atom in the mixed fly ash obtained by adding cesium chloride to fly ash, and (c) is the cesium. The XANES spectrum of a cesium atom in polxite, which is an ore containing, (d) is the XANES spectrum of a cesium atom in cesium carbonate, and (e) is the XANES spectrum of a cesium atom in cesium chloride.

以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。   The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the examples.

アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤を含む溶液に、セシウム含有廃棄物を分散させた。セシウム含有廃棄物として、都市ゴミ処理場で焼却して得られた飛灰を用いた。飛灰は、都市ゴミ処理場の焼却炉により焼却した際に排出される中性灰と、バグフィルターを備える焼却炉により焼却した際に排出され、消石灰由来のカルシウムを含有するアルカリ灰とを用いた。   A cesium-containing waste was dispersed in a solution containing an aluminosilicate raw material and an alkali activator. As cesium-containing waste, fly ash obtained by incineration at a municipal waste disposal plant was used. Fly ash uses neutral ash that is discharged when incinerated in an incinerator at a municipal waste disposal plant and alkaline ash that is discharged when incinerated with a bag filter and contains calcium derived from slaked lime. It was.

なお、以下の実施例及び比較例で用いた飛灰のセシウム含有量は、後述する（セシウム元素全量）を測定する際の測定方法により測定したところ、中性灰は、７．１ｍｇ−Ｃｓ／ｋｇであり、アルカリ灰は、１．８ｍｇ−Ｃｓ／ｋｇであった。   In addition, the cesium content of the fly ash used in the following Examples and Comparative Examples was measured by the measurement method used when measuring (total amount of cesium element) described later, and the neutral ash was 7.1 mg-Cs / kg and alkaline ash was 1.8 mg-Cs / kg.

実施例１
（セシウム元素全量の測定）
飛灰のセシウムの含有量を、以下の方法により測定した。実施例１においては、飛灰として中性灰を使用した。先ず、中性灰をテフロン（登録商標）製の容器に５０ｍｇ量りとり、濃硝酸（電子工学用：ナカライテスク株式会社製）５ｍｌ、濃塩酸（電子工学用：ナカライテスク株式会社製）２ｍｌ、及びフッ化水素酸（特級：ステラケミファ株式会社製）３ｍｌを添加して、マイクロウェーブ分解装置（ＭＡＲＳ５：ＣＥＭ株式会社製）により、１８０ｐｓｉ（１．２ＭＰａ）、１９０℃の条件で分解した。分解後、フッ素のマスキングを行うことを目的として、ホウ酸水溶液を１８ｍｌ添加して、１００ｐｓｉ（０．６９ＭＰａ）、１７０℃の条件で再度分解を行った。得られた分解液を、０．２μｍのメンブランフィルターを用いてろ過した。得られたろ液を、硝酸（電子工学用：ナカライテスク株式会社製）を超純水により希釈して調製した１ｍｏｌ／ｌの硝酸水溶液を用いて、１００ｍｌにメスアップすることにより検液を得た。 Example 1
(Measurement of total amount of cesium element)
The content of cesium in fly ash was measured by the following method. In Example 1, neutral ash was used as fly ash. First, 50 mg of neutral ash is weighed into a Teflon (registered trademark) container, 5 ml of concentrated nitric acid (for electronic engineering: manufactured by Nacalai Tesque), 2 ml of concentrated hydrochloric acid (for electronic engineering: manufactured by Nacalai Tesque), and 3 ml of hydrofluoric acid (special grade: manufactured by Stella Chemifa Co., Ltd.) was added and decomposed by a microwave decomposition apparatus (MARS5: manufactured by CEM Co., Ltd.) at 180 psi (1.2 MPa) and 190 ° C. After the decomposition, for the purpose of masking fluorine, 18 ml of an aqueous boric acid solution was added, and decomposition was performed again under the conditions of 100 psi (0.69 MPa) and 170 ° C. The resulting decomposition solution was filtered using a 0.2 μm membrane filter. The obtained filtrate was diluted to 100 ml with a 1 mol / l nitric acid aqueous solution prepared by diluting nitric acid (for electronic engineering: manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd.) with ultrapure water to obtain a test solution. .

得られた検液について、セシウム含有量を、ＩＣＰ−ＭＳ分析装置（横河アナリティカルシステムズ株式会社製 ＨＰ４５００）を用いて、５点検量線によるイットリウム固定内標準法により測定した。セシウムの検量線用標準資料濃度は、セシウム標準液（１０００ｐｐｍ：和光純薬工業株式会社製）を用いて、０、１０、２０、５０、１００μｇ／ｌに調製した。標準資料溶液、及び、測定対象となる、不溶物除去後のイオン交換水に、それぞれ、イットリウム標準液（１０００ｐｐｍ：和光純薬工業株式会社製）を用いて１００μｇ／ｌの濃度で添加し、１ｍｏｌ／ｌの硝酸でメスアップした。測定条件は、高周波電力１．４ｋＷ、プラズマガス１４．５〜１５．５Ｌ／ｍｉｎ、補助ガス０．９〜１Ｌ／ｍｉｎ、サンプリング位置７．５ｍｍ、酸化物生成比＜０．５％、２価イオン生成比＜２％の条件とした。   About the obtained test liquid, cesium content was measured by the yttrium fixed internal standard method by a 5-inspection standard curve using ICP-MS analyzer (HP4500 by Yokogawa Analytical Systems Co., Ltd.). The standard data concentration for the calibration curve of cesium was adjusted to 0, 10, 20, 50, and 100 μg / l using a cesium standard solution (1000 ppm: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Add yttrium standard solution (1000 ppm: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) at a concentration of 100 μg / l to the standard material solution and the ion-exchanged water after removal of the insoluble matter to be measured, and add 1 mol. The volume was made up with 1 liter of nitric acid. Measurement conditions are: high frequency power 1.4 kW, plasma gas 14.5 to 15.5 L / min, auxiliary gas 0.9 to 1 L / min, sampling position 7.5 mm, oxide production ratio <0.5%, divalent The conditions were such that the ion production ratio was <2%.

以上に説明した方法により測定された、単位数量あたりの飛灰のセシウム含有量の測定値と、後述する（ジオポリマーの合成）に用いられる飛灰（中性灰）の採取量との積を、「セシウム元素全量」として、固定化率を算出する下記式に用いた。   The product of the measured value of cesium content of fly ash per unit quantity measured by the method described above and the amount of fly ash (neutral ash) collected used in (synthesis of geopolymer) described later. , “The total amount of cesium element” was used in the following formula for calculating the immobilization rate.

（ジオポリマーの合成）
中性灰を、１０５℃の条件下で１５分間乾燥させた。セシウム含有廃棄物として、乾燥後の中性灰を、１００ｍｌのポリ瓶内に適量採取した。ポリ瓶内で、中性灰に、アルミノケイ酸塩原料としてのメタカオリンを添加して、ポリ瓶を５分間振とうすることにより混合撹拌し、フィラーを得た。上記メタカオリンは、カオリン（和光純薬工業株式会社製）を９００℃で１２時間焼成したものを用いた。フィラー中の飛灰（中性灰）の含有量（ＦＡ）は、飛灰とアルミノケイ酸塩原料との含有量の合計を１００重量％として、５０重量％であった。 (Synthesis of geopolymer)
Neutral ash was dried at 105 ° C. for 15 minutes. As a cesium-containing waste, an appropriate amount of neutral ash after drying was collected in a 100 ml plastic bottle. In a plastic bottle, metakaolin as an aluminosilicate raw material was added to neutral ash, and the plastic bottle was shaken for 5 minutes to mix and stir to obtain a filler. The said metakaolin used what baked kaolin (made by Wako Pure Chemical Industries Ltd.) at 900 degreeC for 12 hours. The content (FA) of fly ash (neutral ash) in the filler was 50% by weight, where the total content of fly ash and aluminosilicate raw material was 100% by weight.

次に、１４ＭＮａＯＨ水溶液、及びケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）（ＪＩＳ Ｋ１４０８ １号：ナカライテスク株式会社製）を質量比１：１の割合で混合することにより、アルカリ活性剤を調製した。上記１４ＭＮａＯＨ水溶液は、固体のＮａＯＨ（９６％）試薬（和光純薬工業株式会社製）をイオン交換水で溶解させて調製したものを用いた。   Next, an alkaline activator was prepared by mixing a 14 M NaOH aqueous solution and a sodium silicate aqueous solution (water glass) (JIS K1408 1: manufactured by Nacalai Tesque, Inc.) at a mass ratio of 1: 1. The 14M NaOH aqueous solution used was prepared by dissolving solid NaOH (96%) reagent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with ion-exchanged water.

次に、１００ｍｌのポリ瓶内のフィラーに、上述のように調製したアルカリ活性剤を添加し、薬さじを用いて１０分間撹拌することにより、アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤を含む溶液に、セシウム含有廃棄物である飛灰を添加する工程を行った。アルミノケイ酸塩原料、及び飛灰の含有量の合計（フィラーの含有量）（Ｆｉ）は、アルミノケイ酸塩原料、飛灰、及びアルカリ活性剤の含有量の合計を１００重量％として、５０重量％であった。溶液中の気泡を除去するため、ポリ瓶に蓋をして、超音波発生装置（ｍｏｄｅｌ ＢＲＡＮＳＯＮ２２１０：ヤマト科学株式会社製）を用いて２分間超音波振動を加えた。   Next, the alkali activator prepared as described above is added to a filler in a 100 ml plastic bottle, and the mixture is stirred for 10 minutes using a chemical spoon to obtain a solution containing the aluminosilicate raw material and the alkali activator. The step of adding fly ash, which is a cesium-containing waste, was performed. The total content of aluminosilicate raw material and fly ash (filler content) (Fi) is 50% by weight, where the total content of aluminosilicate raw material, fly ash and alkali activator is 100% by weight. Met. In order to remove bubbles in the solution, the plastic bottle was covered, and ultrasonic vibration was applied for 2 minutes using an ultrasonic generator (model BRANSON 2210: manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.).

得られた溶液を養生して、縮重合させることによりゲル化させ、ジオポリマーを得た。養生は、７２時間行い、最初の２４時間は室温で静置し、次の２４時間は１０５℃の温度条件下で静置し、最後の２４時間は室温で静置することにより行った。   The resulting solution was cured and gelled by condensation polymerization to obtain a geopolymer. Curing was performed for 72 hours, the first 24 hours were allowed to stand at room temperature, the next 24 hours were allowed to stand at 105 ° C., and the last 24 hours were allowed to stand at room temperature.

得られたジオポリマーに含まれる過剰のＮａＯＨを除去するために、イオン交換水で洗浄を行った。具体的には、２００ｍｌのビーカーに１００ｍｌのイオン交換水を入れ、ポリ瓶内のジオポリマーをイオン交換水中に移し、５分間静置した。静置後、ジオポリマーを取り出し、１０５℃の温度条件下で２４時間乾燥させて、洗浄後のジオポリマーを得た。   In order to remove excess NaOH contained in the obtained geopolymer, washing was performed with ion-exchanged water. Specifically, 100 ml of ion exchange water was put into a 200 ml beaker, and the geopolymer in the poly bottle was transferred into ion exchange water and allowed to stand for 5 minutes. After standing, the geopolymer was taken out and dried under a temperature condition of 105 ° C. for 24 hours to obtain a washed geopolymer.

（洗浄流出量の測定）
ジオポリマーの洗浄に用いた後のイオン交換水について、０．４５μｍのメンブランフィルターを用いて吸引ろ過を行い、不溶物を除去した。不要物除去後のイオン交換水について、上述のＩＣＰ−ＭＳ分析装置による測定条件と同一の条件でセシウム含有量を測定した。 (Measurement of washing spillage)
The ion-exchanged water used for washing the geopolymer was subjected to suction filtration using a 0.45 μm membrane filter to remove insoluble matters. About the ion exchange water after unnecessary-material removal, cesium content was measured on the same conditions as the measurement conditions by the above-mentioned ICP-MS analyzer.

以上に説明した方法により測定された、単位数量あたりの不要物除去後のイオン交換水のセシウム含有量の測定値と、洗浄に用いたイオン交換水全量との積を、「洗浄流出量」として、固定化率を算出する下記式に用いた。   The product of the measured value of the cesium content of ion-exchanged water after removal of unwanted substances per unit quantity and the total amount of ion-exchanged water used for washing, measured by the method described above, is referred to as “washing outflow”. This was used in the following formula for calculating the immobilization rate.

（溶出量の測定）
上記洗浄後のジオポリマーを用いて、セシウムの溶出量を測定した。上記セシウムの溶出量の測定は、環境省による「土壌の汚染に係る環境基準について」の環境庁告示４６号試験に準拠した方法により行った。具体的には、以下の通りである。 (Measurement of elution amount)
Using the washed geopolymer, the amount of cesium eluted was measured. The amount of cesium dissolved out was measured by a method based on the Environmental Agency Notification No. 46 test of “Regarding Environmental Standards Concerning Soil Contamination” by the Ministry of the Environment. Specifically, it is as follows.

先ず、得られたジオポリマーを粉砕し、非金属製の２ｍｍの目のふるいを通過させて、得られた粉末を十分混合した。次に、得られた粉末５ｇと、溶媒（純水に塩酸を加え、ｐＨ＝６．０となるように調製したもの）５０ｍｌとを１００ｍｌのポリ瓶に入れ、試料液を調製した。   First, the obtained geopolymer was pulverized and passed through a non-metallic 2 mm eye sieve to sufficiently mix the obtained powder. Next, 5 g of the obtained powder and 50 ml of a solvent (prepared so that hydrochloric acid was added to pure water and adjusted to pH = 6.0) were placed in a 100 ml plastic bottle to prepare a sample solution.

次に、調製した試料液を振とう器（ヤマト科学株式会社製：ｍｏｄｅｌ Ｓｈａｋｅｒ３００）を用いて、常温（約２０℃）常圧（約１気圧）、振とう回数２００回／分、振とう幅４ｃｍ以上５ｃｍ以下の条件で、６時間連続して振とうさせた。   Next, using the shaker (manufactured by Yamato Kagaku Co., Ltd .: model Shaker 300), the prepared sample solution is at room temperature (about 20 ° C.), normal pressure (about 1 atm), the number of times of shaking is 200 times / minute, and the width of shaking. The mixture was shaken continuously for 6 hours under conditions of 4 cm or more and 5 cm or less.

次に、振とう後の試料液を、１０〜３０分程度静置後、遠心分離機により、毎分約３，０００回転の条件で２０分間遠心分離を行い、上澄み液を得た。   Next, the sample solution after shaking was allowed to stand for about 10 to 30 minutes, and then centrifuged for 20 minutes under a condition of about 3,000 revolutions per minute using a centrifuge to obtain a supernatant.

最後に、得られた上澄み液を孔径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量り取った。量り取ったろ液を、硝酸（電子工学用：ナカライテスク株式会社製）を超純水により希釈して調製した１ｍｏｌ／ｌの硝酸水溶液を用いて、１００ｍｌにメスアップすることにより検液を得た。得られた検液について、上述のＩＣＰ−ＭＳ分析装置による測定条件と同一の条件でセシウム含有量を測定した。   Finally, the obtained supernatant was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.45 μm, and the filtrate was taken to accurately measure the amount necessary for quantification. The weighed filtrate was made up to 100 ml with a 1 mol / l nitric acid aqueous solution prepared by diluting nitric acid (for electronic engineering: manufactured by Nacalai Tesque, Inc.) with ultrapure water to obtain a test solution. . About the obtained test liquid, cesium content was measured on the same conditions as the measurement conditions by the above-mentioned ICP-MS analyzer.

以上に説明した方法により測定された、単位数量あたりの溶出量の測定値と、洗浄後のジオポリマー全量との積を、「セシウム溶出量」として、固定化率を算出する下記式に用いた。   The product of the measured amount of the elution amount per unit quantity measured by the method described above and the total amount of the geopolymer after washing was used as the “cesium elution amount” and used in the following formula to calculate the immobilization rate. .

（固定化率の算出方法）
以上に説明した測定方法により測定された測定値を用いて、下記式に基づいて、セシウムの固定化率を算出した。
［固定化率（％）］＝［（（セシウム元素全量）−（セシウム溶出量＋洗浄流出量））／（セシウム元素全量）］×１００
実施例２〜２８、比較例１〜３
使用飛灰の種類、飛灰の含有量（Ｆａ）、並びに、アルミノケイ酸塩原料及び飛灰の含有量の合計（Ｆｉ）を表１のように変更した以外は、実施例１と同様にして処理試験を行い、固定化率を算出した。結果を表１に示す。 (Method for calculating immobilization rate)
Using the measured values measured by the measurement method described above, the cesium immobilization rate was calculated based on the following formula.
[Immobilization rate (%)] = [((cesium element total amount) − (cesium elution amount + washing outflow amount)) / (total amount of cesium element)] × 100
Examples 2-28, Comparative Examples 1-3
Except that the type of fly ash used, the fly ash content (Fa), and the aluminosilicate raw material and the total fly ash content (Fi) were changed as shown in Table 1, the same as in Example 1. A treatment test was performed and the immobilization rate was calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 0006210659
Figure 0006210659

表１の結果から明らかなように、実施例１〜２８では、セシウムの固定化率が３５．４〜９４．０％であり、セシウムがジオポリマー中に固定化され、ジオポリマーからのセシウムの溶出が抑制されていることが分かった。また、セシウム含有廃棄物として中性灰を用いた実施例１〜９及び、アルカリ灰を用いた実施例１０〜２８のいずれにおいても同様にセシウムがジオポリマー中に固定化され、ジオポリマーからのセシウムの溶出が抑制されていることが分かった。   As is clear from the results in Table 1, in Examples 1 to 28, the cesium immobilization rate was 35.4 to 94.0%, cesium was immobilized in the geopolymer, and cesium from the geopolymer was immobilized. It was found that elution was suppressed. Further, in any of Examples 1 to 9 using neutral ash as cesium-containing waste and Examples 10 to 28 using alkali ash, cesium was similarly immobilized in the geopolymer, and It was found that cesium elution was suppressed.

一方、比較例１〜３では、アルミノケイ酸塩を用いていないため、ジオポリマーを十分に形成することができないので、セシウムを十分に固定化することができず、固定化率が０〜１５．４％と低くなってしまった。   On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, since aluminosilicate is not used, the geopolymer cannot be sufficiently formed, so that cesium cannot be sufficiently immobilized, and the immobilization rate is 0 to 15. It was as low as 4%.

実施例２９〜４３
セシウム含有廃棄物に、セシウムが多量に含有されている場合にも同様に、セシウムの固定化が可能であることを確認するために、実施例２９〜４３により、飛灰にセシウム含有化合物を添加した混合飛灰を用いて、セシウム含有廃棄物の処理試験を行った。 Examples 29-43
Similarly, when cesium-containing waste contains a large amount of cesium, a cesium-containing compound was added to fly ash according to Examples 29 to 43 in order to confirm that cesium can be immobilized. Using the mixed fly ash, a cesium-containing waste treatment test was conducted.

具体的には、上記混合飛灰１ｋｇに対して、塩化セシウム（ＣｓＣｌ）又は炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）の含有量が１０００ｍｇ／ｋｇとなるように、飛灰に、塩化セシウム又は炭酸セシウムを添加し、乳鉢で摺り合わせることにより混合飛灰を得た。飛灰に代えて、上述の混合飛灰を用い、混合飛灰中の飛灰の種類、混合飛灰の含有量（ＦＡ）、並びに、アルミノケイ酸塩及び混合飛灰の含有量の合計（Ｆｉ）を表２のように変更した以外は、実施例１と同様にして処理試験を行った。結果を表２に示す。 Specifically, cesium chloride or cesium carbonate is added to the fly ash so that the content of cesium chloride (CsCl) or cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ) is 1000 mg / kg with respect to 1 kg of the mixed fly ash. The mixed fly ash was obtained by adding and rubbing with a mortar. Instead of fly ash, the above mixed fly ash is used, and the type of fly ash in the mixed fly ash, the content of mixed fly ash (FA), and the total content of aluminosilicate and mixed fly ash (Fi ) Was changed as shown in Table 2, and a treatment test was conducted in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

Figure 0006210659
Figure 0006210659

表２の結果から、セシウム含有廃棄物にセシウムが多量に含有されている場合にも同様に、セシウムを固定化することが可能であることが分かった。飛灰に塩化セシウムを添加した混合飛灰を用いた実施例２９〜３５では、固定化率が５６．４〜９５．１％であり、セシウムがジオポリマー中に固定化されており、ジオポリマーからのセシウムの溶出が抑制されていた。   From the results in Table 2, it was found that cesium can be immobilized in the same manner even when cesium-containing waste contains a large amount of cesium. In Examples 29 to 35 using mixed fly ash obtained by adding cesium chloride to fly ash, the immobilization rate was 56.4 to 95.1%, cesium was immobilized in the geopolymer, and the geopolymer Elution of cesium from was suppressed.

同様に、飛灰に炭酸セシウムを添加した混合飛灰を用いた実施例３６〜４３では、固定化率が７６．４〜９８．２％であり、セシウムがジオポリマー中に非常に高い割合で固定化されており、ジオポリマーからのセシウムの溶出が抑制されていた。   Similarly, in Examples 36 to 43 using mixed fly ash obtained by adding cesium carbonate to fly ash, the immobilization rate is 76.4 to 98.2%, and cesium is in a very high ratio in the geopolymer. It was immobilized and cesium elution from the geopolymer was suppressed.

ジオポリマー中のセシウムの結合状態を調べるために、実施例２９により得られたジオポリマー中のセシウム原子のＸＡＮＥＳスペクトルを、大型放射光施設ＳＰｒｉｎｇ８（ＳｕｐｅｒＰｈｏｔｏｎ ｒｉｎｇ−８ ＧｅＶ：スプリングエイト）を用いて測定した（図１（ａ））。測定には、モノクロメータ（結晶面Ｓｉ３１１）を用い、検出器は１９素子半導体検出器を使用した。また、比較のために、飛灰に、セシウム含有化合物である塩化セシウムを添加した混合飛灰中のセシウム原子（図１（ｂ））、セシウムを含む鉱石であるポルックス石（ＣｓＡｌＳｉ２Ｏ６）中のセシウム原子（図１（ｃ））、炭酸セシウム中のセシウム原子（図１（ｄ））、及び塩化セシウム中のセシウム原子（図１（ｅ））のＸＡＮＥＳスペクトルを測定した。ＸＡＮＥＳスペクトルは、セシウム原子に近接する原子の立体配置等についての情報を含有しており、これを測定することにより、セシウム原子の結合状態が把握できる。 In order to investigate the binding state of cesium in the geopolymer, the XANES spectrum of the cesium atom in the geopolymer obtained in Example 29 was measured using a large synchrotron radiation facility SPring8 (SuperPhotoring-8 GeV: Spring Eight). (FIG. 1A). For the measurement, a monochromator (crystal plane Si311) was used, and a 19-element semiconductor detector was used as the detector. For comparison, cesium atoms in mixed fly ash obtained by adding cesium chloride, which is a cesium-containing compound, to fly ash (FIG. 1B), polxite (CsAlSi 2 O 6 ) that is an ore containing cesium The XANES spectra of the cesium atom (FIG. 1 (c)), the cesium atom in cesium carbonate (FIG. 1 (d)), and the cesium atom in cesium chloride (FIG. 1 (e)) were measured. The XANES spectrum contains information about the steric configuration of atoms close to the cesium atom, and the bonding state of the cesium atom can be grasped by measuring this.

実施例２９により得られたジオポリマー中のセシウム原子のＸＡＮＥＳスペクトル（図１（ａ））は、ポルックス石中のセシウム原子のＸＡＮＥＳスペクトル（図１（ｃ））とピーク位置が共通しており、チャートが殆ど同一である。ポルックス石中のセシウム原子は、鉱石の分子構造の一部を形成しているため、セシウム原子に酸素原子が近接している。   The XANES spectrum (FIG. 1 (a)) of the cesium atom in the geopolymer obtained in Example 29 has the same peak position as the XANES spectrum (FIG. 1 (c)) of the cesium atom in the polxite. The charts are almost identical. Since the cesium atom in the polxite forms part of the molecular structure of the ore, the oxygen atom is close to the cesium atom.

また混合飛灰中のセシウム原子（図１（ｂ））、炭酸セシウム中のセシウム原子（図１（ｄ））、及び塩化セシウム中のセシウム原子（図１（ｅ））のＸＡＮＥＳスペクトルとは、ピーク位置等が相違している。   The XANES spectrum of cesium atoms in mixed fly ash (FIG. 1 (b)), cesium atoms in cesium carbonate (FIG. 1 (d)), and cesium atoms in cesium chloride (FIG. 1 (e)) The peak position is different.

以上より、実施例２９により得られたジオポリマー中では、セシウム原子は、単に物理吸着等の物理的要因により取り込まれているのではなく、セシウム原子が鉱石の分子構造の一部を形成しているポルックス石中のセシウム原子と同様に、ジオポリマーの分子構造中に、分子構造の一部を形成している状態で取り込まれており、本発明のセシウム含有廃棄物の処理方法により処理されたセシウムが、ジオポリマーから溶出し難いことが裏付けられているといえる。   From the above, in the geopolymer obtained in Example 29, the cesium atoms are not simply taken up by physical factors such as physical adsorption, but the cesium atoms form part of the molecular structure of the ore. Similar to the cesium atom in polxite, it is incorporated in the molecular structure of the geopolymer in a state of forming a part of the molecular structure, and is treated by the method for treating cesium-containing waste of the present invention. It can be said that cesium is difficult to elute from the geopolymer.

Claims (3)

（１）アルミノケイ酸塩原料、及びアルカリ活性剤を含む溶液に、セシウムが付着した瓦礫を焼却して生じる飛灰を添加する工程１、及び、
（２）前記溶液を、ゲル化させる工程２を含み、
前記飛灰の含有量は、前記飛灰と、前記アルミノケイ酸塩原料との含有量の合計を１００重量％として、４０〜８０重量％であり、
前記アルミノケイ酸塩原料、及び前記飛灰の含有量の合計は、前記アルミノケイ酸塩原料、前記飛灰、及び前記アルカリ活性剤の含有量の合計を１００重量％として、５０〜８０重量％である
ことを特徴とするセシウムが付着した瓦礫を焼却して生じる飛灰の処理方法。 (1) Step 1 of adding fly ash produced by incineration of rubble with cesium attached to a solution containing an aluminosilicate raw material and an alkali activator; and
(2) including a step 2 of gelling the solution;
The content of the fly ash, and the fly ash, as 100% by weight of the total content of the aluminosilicate starting material is 40 to 80 wt%,
The aluminosilicate starting material, and the total content of the fly ash, the aluminosilicate material, wherein the fly ash, and a 100 wt% of the total content of the alkali activator, 50 to 80 wt% A method for treating fly ash generated by incineration of rubble with cesium attached . 前記アルミノケイ酸塩原料は、メタカオリン、及びケイ酸アルミニウムから選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の飛灰の処理方法。 The method for treating fly ash according to claim 1, wherein the aluminosilicate raw material is at least one selected from metakaolin and aluminum silicate. 前記アルカリ活性剤は、水酸化ナトリウム、及びケイ酸ナトリウムを含む、請求項１又は２に記載の飛灰の処理方法。 The fly ash treatment method according to claim 1, wherein the alkali activator includes sodium hydroxide and sodium silicate.
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