JPS6042439B2 - 放射性廃棄物溶液のガラス固化法 - Google Patents
放射性廃棄物溶液のガラス固化法Info
- Publication number
- JPS6042439B2 JPS6042439B2 JP7078580A JP7078580A JPS6042439B2 JP S6042439 B2 JPS6042439 B2 JP S6042439B2 JP 7078580 A JP7078580 A JP 7078580A JP 7078580 A JP7078580 A JP 7078580A JP S6042439 B2 JPS6042439 B2 JP S6042439B2
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- JP
- Japan
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- radioactive waste
- waste solution
- oxide
- added
- vitrification
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は放射性廃棄物溶液の処理法に関し、より具体的
にいえば、いわゆるガラス固化法の改良に関する。
にいえば、いわゆるガラス固化法の改良に関する。
使用済核燃料の再処理工程から発生する放射性廃棄物溶
液は、近年その発生量が増えるにつれて、その処理・処
分方法開発の要請がたかまつている。
液は、近年その発生量が増えるにつれて、その処理・処
分方法開発の要請がたかまつている。
その一つとしてガラス固化法があり、通常は放射性廃棄
物溶液に固化剤として粉末状の無水けい酸無水ほう酸 酸化アルミニウム 酸化リチウム（水酸化リチウム） 酸化ナトリウム（水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム）
酸化マグネシウム酸化カリウム（水酸化カリウム） 酸化亜鉛 酸化カルシウム（水酸化カルシウム） などを所定量加えてスラリーとし、水分を蒸発留去した
後に残分である放射性物質を含む金属化合物成分とガラ
ス構成成分を１２００〜１３００℃まで加熱してガラス
化することによつて不溶性固体とする処理が行われてい
る。
物溶液に固化剤として粉末状の無水けい酸無水ほう酸 酸化アルミニウム 酸化リチウム（水酸化リチウム） 酸化ナトリウム（水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム）
酸化マグネシウム酸化カリウム（水酸化カリウム） 酸化亜鉛 酸化カルシウム（水酸化カルシウム） などを所定量加えてスラリーとし、水分を蒸発留去した
後に残分である放射性物質を含む金属化合物成分とガラ
ス構成成分を１２００〜１３００℃まで加熱してガラス
化することによつて不溶性固体とする処理が行われてい
る。
また、放射性廃棄物溶液に硝酸イオンが含まれている場
合には、ギ酸などの硝酸分解剤を加えて、加熱・濃縮す
ることにより硝酸を分解し、さらに放射性廃棄物溶液中
の放射性元素を含む金属化合物成分を濃縮してから、上
”記の固化剤を添加し、加熱によるガラス化を行う方法
も採られている。しかし、放射性廃棄物溶液をガラス固
化する工程において調製されるスラリーは水に難溶性の
固化剤を含むために、添加成分が容易に沈降し、加熱処
理前またはその最中に沈澱を再分散させ、その沈降を防
止する手段を講じなければならなかつた。
合には、ギ酸などの硝酸分解剤を加えて、加熱・濃縮す
ることにより硝酸を分解し、さらに放射性廃棄物溶液中
の放射性元素を含む金属化合物成分を濃縮してから、上
”記の固化剤を添加し、加熱によるガラス化を行う方法
も採られている。しかし、放射性廃棄物溶液をガラス固
化する工程において調製されるスラリーは水に難溶性の
固化剤を含むために、添加成分が容易に沈降し、加熱処
理前またはその最中に沈澱を再分散させ、その沈降を防
止する手段を講じなければならなかつた。
また、放射性廃棄物溶液に固化剤を添加したのちの加熱
の工程で、水分が少くなつてくると、固化剤が跳ねて、
装置器壁に付着する傾向があり、均一なガラス組成を得
て、放射性物質をガラス固化体中に完全に捕獲すること
に難点があつた。
の工程で、水分が少くなつてくると、固化剤が跳ねて、
装置器壁に付着する傾向があり、均一なガラス組成を得
て、放射性物質をガラス固化体中に完全に捕獲すること
に難点があつた。
本発明者らは、この添加無水けい酸として超微粒状シリ
カを使用することによつて添加固化成分が沈降を起こさ
ないスラリーを得ることができ、また加熱時にスラリー
が跳ね（飛散し）ないことを発見して本発明を完成した
。本発明によれば、放射性廃棄物溶液にガラス化固化剤
を添加し加熱して放射性物質をガラス状固体として固定
するいわゆるガラス固化法において、前記固化剤のけい
酸成分として加水分解可能な揮発性けい素化合物を酸水
素焔中で燃焼させて得られる超微粒シリカを使用するこ
とを特徴とする方法が提供される。
カを使用することによつて添加固化成分が沈降を起こさ
ないスラリーを得ることができ、また加熱時にスラリー
が跳ね（飛散し）ないことを発見して本発明を完成した
。本発明によれば、放射性廃棄物溶液にガラス化固化剤
を添加し加熱して放射性物質をガラス状固体として固定
するいわゆるガラス固化法において、前記固化剤のけい
酸成分として加水分解可能な揮発性けい素化合物を酸水
素焔中で燃焼させて得られる超微粒シリカを使用するこ
とを特徴とする方法が提供される。
本発明に従つて、前記の超微粒状シリカを使用したガラ
ス化成分を加えて調製したスラリーは、濃稠であるがチ
キソトロピー性（揺変性）を有し、攪拌すれば粘性は弱
まり流動化し、容易にポンプ輸送することができる一方
、静置すればゲル状となつて、難容性成分の沈降も起さ
ず、殆んど半永久的に組成均一の寒天状を保つ。
ス化成分を加えて調製したスラリーは、濃稠であるがチ
キソトロピー性（揺変性）を有し、攪拌すれば粘性は弱
まり流動化し、容易にポンプ輸送することができる一方
、静置すればゲル状となつて、難容性成分の沈降も起さ
ず、殆んど半永久的に組成均一の寒天状を保つ。
特に高放射能レベルの廃棄物は、操作時の作業員の安全
性の確保などのために装置の形状等に各種の制約を受け
るが、本発明に従つて調整されたスラリーは、放射性物
質の濃度に無関係に粘稠なスラリーが得られ、沈降の防
止ないし再分散のための攪拌操作を必要とせず、単なる
流体の輸送、貯蔵の概念で取り扱えるので、遮へいの内
部で遠隔操作によつて処理しなければならない放射性廃
棄物の処理には特に有利である。
性の確保などのために装置の形状等に各種の制約を受け
るが、本発明に従つて調整されたスラリーは、放射性物
質の濃度に無関係に粘稠なスラリーが得られ、沈降の防
止ないし再分散のための攪拌操作を必要とせず、単なる
流体の輸送、貯蔵の概念で取り扱えるので、遮へいの内
部で遠隔操作によつて処理しなければならない放射性廃
棄物の処理には特に有利である。
また、超微粒状シリカを用いると、放射性廃棄物溶液の
加熱による水分留去の末期に添加成分ないし、放射性同
位元素を含む金属成分の濃厚スラリーが跳ねにくくなる
ことは放射性廃棄物溶液中に添加された超微粒状シリカ
が蒸発乾固の過程で次第にゲル化して、乾固時には、シ
リカの網目構造中に金属成分が補促されてしまうためと
推察される。
加熱による水分留去の末期に添加成分ないし、放射性同
位元素を含む金属成分の濃厚スラリーが跳ねにくくなる
ことは放射性廃棄物溶液中に添加された超微粒状シリカ
が蒸発乾固の過程で次第にゲル化して、乾固時には、シ
リカの網目構造中に金属成分が補促されてしまうためと
推察される。
本発明において使用される無水けい酸は特公昭３６−３
３５９，特公昭４７−４６２７４などに記されるように
必要に応じ、可燃性ガスを添加した混合ガスと加水分解
可能な発揮性のけい素化合物を激しく混合して均質にし
、引き続き一諸に一つの焔の中で燃焼させることによつ
て得られる。
３５９，特公昭４７−４６２７４などに記されるように
必要に応じ、可燃性ガスを添加した混合ガスと加水分解
可能な発揮性のけい素化合物を激しく混合して均質にし
、引き続き一諸に一つの焔の中で燃焼させることによつ
て得られる。
因に、上記特公昭３６−３３関号には１水を形成しなが
ら燃焼するガスを加水分解すべき揮発性化合物と均質に
混合し、原料混合物中の酸素を水の形成に関して、水素
又は水素を出すガスに対して少なくとも化学量論的割合
に保ち且つすべての成分の激しい均質な混合が得られる
ようにし、引き続き一諸に一つの焔の中で反応させるこ
とを特徴とする細分された酸化物の製法ョが開示されて
おり、本発明の超微粒状シリカはこのように加水分解可
能な揮発性けい素化合物を酸水素焔中で燃焼させ得られ
るものである。
ら燃焼するガスを加水分解すべき揮発性化合物と均質に
混合し、原料混合物中の酸素を水の形成に関して、水素
又は水素を出すガスに対して少なくとも化学量論的割合
に保ち且つすべての成分の激しい均質な混合が得られる
ようにし、引き続き一諸に一つの焔の中で反応させるこ
とを特徴とする細分された酸化物の製法ョが開示されて
おり、本発明の超微粒状シリカはこのように加水分解可
能な揮発性けい素化合物を酸水素焔中で燃焼させ得られ
るものである。
なお、固化用添加成分の組成および、脱硝、水分留去，
ガラス化の温度プロフィルは、無水けい酸に超微粒状シ
リカを用いることにより、何ら変更する必要はなく、所
望のガラス性状を考慮して当業者が適宣に定め得るとこ
ろであり、一例としての添加成分の組成は、放射性廃棄
物水溶液中の放射性物質を含む金属化合物の重量１００
部に対して超微粒状シリカ １５０〜２２０ 無水ほう酸 ３０〜６５ 酸化アルミニウム １０〜２５ 酸化リチウム ３〜１４ 酸化ナトリウム ３０〜６０ 酸化マグネシウム Ｏ〜１０ 酸化カリウム Ｏ〜１０ 酸化亜鉛 ０〜１０ 酸化カリシウム Ｏ〜１０ が適当であり、溶液中に上記成分が含まれている場合に
は固化体に組成が上記範囲になるように添加量を調整す
る。
ガラス化の温度プロフィルは、無水けい酸に超微粒状シ
リカを用いることにより、何ら変更する必要はなく、所
望のガラス性状を考慮して当業者が適宣に定め得るとこ
ろであり、一例としての添加成分の組成は、放射性廃棄
物水溶液中の放射性物質を含む金属化合物の重量１００
部に対して超微粒状シリカ １５０〜２２０ 無水ほう酸 ３０〜６５ 酸化アルミニウム １０〜２５ 酸化リチウム ３〜１４ 酸化ナトリウム ３０〜６０ 酸化マグネシウム Ｏ〜１０ 酸化カリウム Ｏ〜１０ 酸化亜鉛 ０〜１０ 酸化カリシウム Ｏ〜１０ が適当であり、溶液中に上記成分が含まれている場合に
は固化体に組成が上記範囲になるように添加量を調整す
る。
例えば、放射性廃棄物溶液には、ナトリウム分を含んで
いるので、ガラス固化体を形成するために添加する酸化
ナトリウムは１〜１睡量部程度で好適となることが多い
。次に模擬放射性廃棄物溶液を使用した実施例に゜つい
て本発明を例示する。
いるので、ガラス固化体を形成するために添加する酸化
ナトリウムは１〜１睡量部程度で好適となることが多い
。次に模擬放射性廃棄物溶液を使用した実施例に゜つい
て本発明を例示する。
実施例１
コバルトイオン２００ｇ／′ナトリウムイオン７８．０
ｇ／ｅの割合で含有する硝酸酸性硝酸ナトリウム水溶液
を放射性廃棄物溶液の模擬溶液とし、この溶液２００ｒ
Ｔ１′に、前記の超微粒状シリカ６６．６ｇ１硼酸（Ｈ
３ＢＯ３）３８．０ｇ１酸化アルミニウム（Ａｅ２Ｏ３
）５．１８ｇ１水酸化リチウムー水和物（ＬｆＯＨ−Ｈ
２Ｏ）１２．９、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）１．９
１ｇ、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）４．５７ｇ酸・化亜
鉛（ＺｎＯ）、３．１２ｇ１水酸化カルシウム（Ｃａ（
０Ｈ）２）４．１２ｇを添加し、よく攪拌混合した、こ
の液のＰＨは４．５であつた。
ｇ／ｅの割合で含有する硝酸酸性硝酸ナトリウム水溶液
を放射性廃棄物溶液の模擬溶液とし、この溶液２００ｒ
Ｔ１′に、前記の超微粒状シリカ６６．６ｇ１硼酸（Ｈ
３ＢＯ３）３８．０ｇ１酸化アルミニウム（Ａｅ２Ｏ３
）５．１８ｇ１水酸化リチウムー水和物（ＬｆＯＨ−Ｈ
２Ｏ）１２．９、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）１．９
１ｇ、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）４．５７ｇ酸・化亜
鉛（ＺｎＯ）、３．１２ｇ１水酸化カルシウム（Ｃａ（
０Ｈ）２）４．１２ｇを添加し、よく攪拌混合した、こ
の液のＰＨは４．５であつた。
この混合物はコロイド状で、静置状態ては全く上澄を生
ずることなくゲル化し、１ケ月間放置しても同じ状態を
保つた（上澄を生じなかつた）が、攪拌すれば容易に流
動化し、ろう斗を使用して移すことができた。
ずることなくゲル化し、１ケ月間放置しても同じ状態を
保つた（上澄を生じなかつた）が、攪拌すれば容易に流
動化し、ろう斗を使用して移すことができた。
この混合物をルツボに入れて静置したのち電気炉内で除
々に加熱したが飛散することなく、６５０゜Ｃに３紛間
保持し、さらに昇温し１２００℃で１時間溶融したのち
除冷し、取り出したところ１８５ｇのガラス固化体が得
られた。
々に加熱したが飛散することなく、６５０゜Ｃに３紛間
保持し、さらに昇温し１２００℃で１時間溶融したのち
除冷し、取り出したところ１８５ｇのガラス固化体が得
られた。
実施例２
ウラニルイオン２０ｇ／′（ウラン換算）ナトリウムイ
オン６．８ｇ／ｅの割合で含有する硝酸酸性硝酸ナトリ
ウム水溶液を放射性廃棄物の模擬溶液とし、この溶液１
１にギ酸を添加して硝酸を分解させてから２００ｎ１ｅ
に加熱濃縮したのち超微粒状シリカ４０．３ｇ１無水硼
酸７．２６ｇ１酸化アルミニウム３．７８ｇ１酸化リチ
ウム１。
オン６．８ｇ／ｅの割合で含有する硝酸酸性硝酸ナトリ
ウム水溶液を放射性廃棄物の模擬溶液とし、この溶液１
１にギ酸を添加して硝酸を分解させてから２００ｎ１ｅ
に加熱濃縮したのち超微粒状シリカ４０．３ｇ１無水硼
酸７．２６ｇ１酸化アルミニウム３．７８ｇ１酸化リチ
ウム１。
４８ｇ１酸化ナトリウム０．２２２ｇ、酸化マグネシウ
ム１．７０ｇを添加しよく攪拌混合した。
ム１．７０ｇを添加しよく攪拌混合した。
この混合物も実施例１に記したのと同様の性質を示し、
そのＰＨは９．５であつた。
そのＰＨは９．５であつた。
これをルツボに入れ、電気炉内で除々に加熱して１３０
０℃で１時間溶融したのち除冷し、取り出したところ、
９２ｇのガラス固化体が得られた。以上の実施例は現在
行なわれているピユレツクス法などの産物である硝酸酸
性放射性廃棄物の再処理を対象として硝酸塩溶液につい
て例示したが、本発明の原理は溶液の液性に関係なく適
用できることが理解されるであろう。
０℃で１時間溶融したのち除冷し、取り出したところ、
９２ｇのガラス固化体が得られた。以上の実施例は現在
行なわれているピユレツクス法などの産物である硝酸酸
性放射性廃棄物の再処理を対象として硝酸塩溶液につい
て例示したが、本発明の原理は溶液の液性に関係なく適
用できることが理解されるであろう。
Claims (1)
- １ 放射性廃棄物溶液にガラス化固化剤を添加し加熱し
て放射性物質をガラス状固体として固定するいわゆるガ
ラス固化法において、前記固化剤のけい酸成分として加
水分解可能な揮発性けい素化合物を酸水素焔中で燃焼さ
せて得られる超微粒状シリカを使用することを特徴とす
る方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7078580A JPS6042439B2 (ja) | 1980-05-29 | 1980-05-29 | 放射性廃棄物溶液のガラス固化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7078580A JPS6042439B2 (ja) | 1980-05-29 | 1980-05-29 | 放射性廃棄物溶液のガラス固化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56168198A JPS56168198A (en) | 1981-12-24 |
| JPS6042439B2 true JPS6042439B2 (ja) | 1985-09-21 |
Family
ID=13441520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7078580A Expired JPS6042439B2 (ja) | 1980-05-29 | 1980-05-29 | 放射性廃棄物溶液のガラス固化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042439B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036999A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | 株式会社荏原製作所 | 放射性ほう酸ナトリウム廃液の減容固化物、減容固化方法及びその装置 |
| DE3510173C2 (de) * | 1984-08-16 | 1994-02-24 | Bosch Gmbh Robert | Überwachungseinrichtung für eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe in einem Kraftfahrzeug |
-
1980
- 1980-05-29 JP JP7078580A patent/JPS6042439B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56168198A (en) | 1981-12-24 |
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