TWI559329B - A method for removing radioactive cesium, and a method for producing a calcined product - Google Patents
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Description
本發明係關於為了從經放射性銫污染之廢棄物去除放射性銫之方法、及使用經放射性銫污染之廢棄物作為原料,用以製造無害燒成物(例如,水泥混合材、骨材、土工資材)之方法。
因為核能發電廠之重大事故會引起使放出於外部環境中之放射性銫包含於廢棄物或土壤中之問題。放射性銫(銫137),半衰期為30年,因為持續長時間給予人體不良影響,因此多要求從廢棄物等去除放射性銫。
作為去除放射性銫之方法,例如已記載將以硝酸鹽形態存在之放射性廢棄物,於具備環繞外部之通電線圈之具有狹縫之經冷卻的容器內由電磁感應加熱而溶解,於分解硝酸鹽而生成之金屬氧化物於容器周圍,使經還原之白金屬元素藉由電磁擠壓力而聚集於容器中央部,其次,於冷卻.凝結後,由回收所生成之固化體而構成之放射性廢棄物之處理方法中,於電磁感應加熱中分離.回收從放射性廢棄物揮發之銫等長壽命核種之方法(專利文獻1)。
然而,專利文獻1的方法,並非以因為事故而釋放於外部環境中的放射性銫作為對象,因為係以發生在核能發電廠等所限定之區域內的放射性廢棄物作為對象者,並非適合於龐大量之污染土壤等的處理,又,裝置因複雜且高
價,有高成本之問題。
[專利文獻1]日本特開平5-157897號公報
本發明係以提供一種從經放射性銫污染之廢棄物中,可將放射性銫容易且有效率地去除的方法作為目的。本發明之目的,又以提供一種將經放射性銫污染之廢棄物作為原料使用,用以製造無害之燒成物(例如,水泥混合材、骨材、土工資材)的方法。
本發明者們,為了解決上述課題經努力研究之結果,發現藉由將經放射性銫污染之廢棄物、及、CaO源及/或MgO源以特定之摻合比例加熱,可達成上述目的,而完成本發明。
亦即,本發明,係提供以下[1]~[9]者。
[1]一種放射性銫之去除方法,其係包含經放射性銫污染之廢棄物、及CaO源及/或MgO源於1200~1350℃下加熱,使上述廢棄物中之放射性銫揮發的加熱步驟之放射性銫之去除方法,其特徵為
在上述加熱步驟,以使CaO、MgO、及SiO2之各自的質量滿足下述式(1)的方式,規定上述廢棄物、CaO源及MgO源之各自的種類及摻合比例:((CaO+1.39×MgO)/SiO2)=1.0~2.5‧‧‧(1)(式中,CaO、MgO、SiO2係各自表示鈣之以氧化物換算的質量、鎂之以氧化物換算的質量、矽之以氧化物換算的質量)。
[2]如前述[1]之放射性銫之去除方法,其中在上述加熱步驟中進一步使用氯化物。
[3]如前述[1]或[2]之放射性銫之去除方法,其中,在上述加熱步驟中,於還原環境下進行加熱。
[4]一種燒成物之製造方法,其係包含經放射性銫污染之廢棄物、及CaO源及/或MgO源於1200~1350℃下加熱,使上述廢棄物中之放射性銫揮發,而得到燒成物之加熱步驟的燒成物之製造方法,其特徵為在上述加熱步驟,以使CaO、MgO、及SiO2之各自的質量滿足下述式(1)的方式,規定上述廢棄物、CaO源及MgO源之各自的種類及摻合比例:((CaO+1.39×MgO)/SiO2)=1.0~2.5‧‧‧(1)(式中,CaO、MgO、SiO2係各自表示鈣之以氧化物換算的質量、鎂之以氧化物換算的質量、矽之以氧化物換算的質量)。
[5]如前述[4]之燒成物之製造方法,其中,在上述加熱步驟中,於還原環境下進行加熱。
[6]如前述[4]或[5]之燒成物之製造方法,其係含有混合藉由上述加熱步驟所得到之燒成物與選自還原劑及吸附劑所構成之群中至少一種之混合步驟。
[7]一種水泥混合材,其係粉碎藉由如前述[4]~[6]中任一項之燒成物之製造方法所得到之燒成物而獲得。
[8]一種骨材,其係藉由如前述[4]~[6]中任一項之燒成物之製造方法獲得之燒成物所構成。
[9]一種土工資材,其係藉由如前述[4]~[6]中任一項之燒成物之製造方法獲得之燒成物所構成。
根據本發明之放射性銫的去除方法,可容易且有效率地從經放射性銫污染之廢棄物中去除放射性銫,可體積降低放射性廢棄物。
又,根據本發明之燒成物的製造方法,可得到經去除放射性銫之無害燒成物。此燒成物,作為水泥混合材、骨材,可用於今後必須大量重建用之混凝土(堤防、防波堤、及消波塊等),可實現天然資源的保護。又,作為土工資材,可利用於經去除土壤之土地回填材料等。
以下,對本發明進行詳細說明。
本發明之放射性銫的去除方法,其特徵為包含將經放射性銫污染之廢棄物、及CaO源及/或MgO源於1200~
1350℃下加熱,使上述廢棄物中之放射性銫揮發的加熱步驟之放射性銫的去除方法,在上述加熱步驟,以使CaO、MgO、及SiO2之各自的質量滿足下述式(1)的方式,規定上述廢棄物、CaO源及MgO源之各自的種類及摻合比例:
((CaO+1.39×MgO)/SiO2)=1.0~2.5‧‧‧(1)(式中,CaO、MgO、SiO2係各自表示以鈣之氧化物換算的質量、以鎂之氧化物換算的質量、以矽之氧化物換算的質量)。
本發明之處理對象物為經放射性銫污染之廢棄物。
於此,所謂經放射性銫污染之廢棄物,例如為土壤或污水淤泥乾粉、都市垃圾焚化灰、來自垃圾之熔融熔渣、貝殼、草木等之一般廢棄物、或污水淤泥、污水熔渣、淨水污泥、建設污泥等之產業廢棄物、或瓦礫等之災害廢棄物,含有放射性銫者。此等可1種單獨使用,亦可組合2種以上使用。又,預先去除幾乎未含放射性銫的部分(例如,土壤時為砂、石)而得到之經濃縮放射性銫者(中間處理物),在本發明亦包含於「經放射性銫污染之廢棄物」之概念。
又,作為CaO源,例如可列舉碳酸鈣、石灰石、生石灰、熟石灰、石灰石、白雲石、高爐熔渣等。作為MgO源,例如可列舉碳酸鎂、氫氧化鎂、白雲石、蛇紋岩、鎳鐵合金熔渣等。此等之例示物,可1種單獨使用,亦可組合2種以上使用。
在本發明,CaO源及MgO源可使用此等兩者,亦可僅使用其中一者,但從放射性銫之揮發性觀點來看以僅混合CaO源為佳。
又,CaO源及MgO源,以使用經粉碎之粉狀物為佳。
在本發明,所謂放射性銫,係意味著銫之放射性同位素為銫134及銫137。此等之放射性銫,因為核能發電廠之事故而被釋放於外部環境中之放射性物質,半衰期各自為約2年與約30年。
在本發明,為去除對象物之放射性銫,從引發事故之核能發電廠,以碘化銫等形態與放射性碘同時被釋放於外部環境中,從上空降落至地表面者。碘化銫,沸點為1200℃以上,與沸點為700℃左右之銫單質相比較,具有難以揮發之性質。除此之外,降落至地表面之放射性銫,被封閉於包含於土壤的黏土礦物中,成為難以從土壤分離的狀態,又,或有變化形態的情況。又,或是附著於瓦礫等之災害廢棄物,或是降落至地表面之放射性銫藉由雨而流出,藉由以污水處理過程濃縮而產生含有高濃度放射性銫之污水淤泥等。進而,藉由吸收包含於土壤之放射性銫而使草木被放射能污染,在焚化含有經此等放射能污染之草木而產生的焚化灰時,有時會封閉放射性銫於玻璃等。在本發明之目的是分離回收此等成為難以處理狀態之放射性銫化合物。
上述經放射性銫污染之廢棄物與CaO源及/或MgO源,以將所得到之混合物中的氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、及二氧化矽(SiO2)各自的質量滿足下述式(1)的方式,來規定前述廢棄物與CaO源及/或MgO源之種類及摻合比例後混合。
((CaO+1.39×MgO)/SiO2)=1.0~2.5‧‧‧(1)(式中,CaO、MgO、SiO2係各自表示以鈣之氧化物換算的質量、以鎂之氧化物換算的質量、以矽之氧化物換算的質量)。
上述CaO、MgO、及SiO2之各自的質量與從上述式(1)所導出數值之下限值,從放射性銫之揮發量變多的觀點來看,較佳為1.2以上,更佳為1.4以上,進而更佳為1.7以上,再更佳為1.8以上,特佳為大於1.9的值。
又,從上述式(1)所導出數值之上限值,使混合物中之放射性銫揮發,且從混合物中之鉀或鈉的揮發量變少的觀點來看,較佳為2.4以下,更佳為2.3以下,進而更佳為2.2以下,再更佳為1.9以下,特佳為1.8以下。
尚且,因為CaO 1莫耳之質量相當於MgO 1.39莫耳之質量,故在上述式(1)中,將MgO之質量乘以1.39。
該質量比未滿1.0時,燒成溫度成為高溫而容易產生液相,放射性銫之揮發量減少。該質量比超過2.5時,經放射性銫污染之廢棄物與CaO源及/或MgO源之混合物中的鉀或鈉之合計揮發量增多,為經冷卻排氣而得到之固
體含量的含有放射性物質之廢棄物之量增多。
作為上述混合物之材料目的為促進放射性銫之氯化揮發,且將揮發回收物體積降低,進而,可使用氯化鈣(CaCl2)、氯化鉀(KCl)、氯化鈉(NaCl)等之氯化物。其中從促進氯化揮發的觀點來看以氯化鈣為佳。
氯化物的量,氯、銫及鉀之莫耳比(Cl/(Cs+K))較佳為1.00以下,更佳為0.010~0.60,再更佳為0.015~0.40,特佳為0.03~0.30的量。該莫耳比為1.0以下時,因為鉀或鈉無法揮發使放射性銫多數揮發,可實現含有放射性物質之廢棄物的體積降低。
又,上述混合物中之氯量以1500 mg/kg以下為佳。氯量為1500 mg/kg以下時,即使在高溫亦難以產生液相,使放射性銫多數揮發。
上述莫耳比(Cl/(Cs+K))較佳為1.0以下,且上述混合物中之氯量為1500 mg/kg以下,上述莫耳比再更佳為0.5以下,且上述混合物中之氯量若為1250 mg/kg以下,揮發之銫作為氯化銫形態,除了揮發變為容易之外,可實現後述回收物的體積降低。
於上述之廢棄物與CaO源及/或MgO源混合之際,如有必要,或是進行混合兼破碎、粉碎等,或可將破碎機或粉碎機與混合機組合,進行2階段處理。使用後述之迴轉窯燒成時,於迴轉窯內因為旋轉混合各材料,上述之CaO源、MgO源、及廢棄物等一部份可直接投入窯口。又,上述混合物以小於5mm程度之粒狀物為佳。又,亦
可預先將未含多數銫之5mm以上的石等一邊進行水洗一邊去除。
經放射性銫污染之廢棄物與CaO源及/或MgO源之混合物的加熱溫度為1200~1350℃,較佳為1200~1300℃。
藉由於上述溫度範圍內加熱,可將包含於廢棄物之放射性銫效率地揮發。加熱溫度未滿1200℃使放射性銫之揮發量減少。超過1350℃時,藉由形成液相因為納入放射性銫使得難以揮發故不佳。
混合物之加熱時間,從得到放射性銫充分揮發量觀點來看,較佳為15分鐘以上,更佳為30分鐘以上。加熱時間之上限雖並未特別限定,較佳為180分鐘以下,更佳為120分鐘以下。加熱時間超過180分鐘時與混合物中之放射性銫以起使鉀或鈉之揮發量增多。
迴轉窯等,於轉動原料時,因為氣體與放射性銫之接觸率增大,且熱傳導率亦變佳,以比靜置之條件更短的燒成時間,可得到高蒸發率。
作為加熱手段,可使用連續式與批式之任一種。
作為連續式加熱手段之例,可列舉迴轉窯等。
作為批式加熱手段之例,可列舉焚化爐、電氣爐、微波加熱裝置等。
其中,連續式加熱手段,從提高處理效率之觀點來看,適合用於本發明。尤其是迴轉窯,因為可適合於放射性銫之揮發容易給予加熱溫度及廢棄物之滯留時間,故為
佳。
作為加熱時之環境,若是以含有水蒸氣之空氣下加熱,因為可使鹼金屬(鉀及鈉)之揮發量減少,且放射性銫之揮發量增多,故為佳。
另一方面,以未含水蒸氣之空氣(純空氣)下加熱時,鹼金屬(鉀及鈉)之揮發量亦增多,可使更多放射性銫揮發。
藉由調整上述之氯化物的量、加熱溫度、時間、及加熱時之水蒸氣量,使鹼金屬(鉀及鈉)之揮發量減少的同時,可使放射性銫之揮發量增多。
又,於經放射性銫污染之廢棄物含有鉻時,所得到之燒成物有含有6價鉻(Cr6+)之可能性。
將如此之燒成物,作為水泥混合材、骨材、土工資材等使用時(尤其是作為土工資材使用時),有熔出包含於燒成物中之6價鉻,引起水質污染、土壤污染等之可能性。
因此,在上述加熱步驟中,可將加熱於還原環境下進行。藉由於還原環境下進行加熱,即使於上述廢棄物中包含鉻,可防治於氧化環境下容易產生6價鉻之生成,且在加熱廢棄物之步驟中,廢棄物藉由暫時於氧化環境下加熱即使生成6價鉻,因為還原成3價鉻(Cr3+),可安全地使用所得到之燒成物作為土工資材等。尚且,於包含上述之水蒸氣之空氣下進行加熱之方法、與於還原環境下進行加熱之方法可組合進行。以下,對於還原環境下進行加熱
之方法,為內部燃燒型之裝置(內燃式迴轉窯等),雖以使用逆流型(於原料出口側進行燃燒者)之裝置的實例進行解說,然而本發明並非限定於此等之形態。
於還原環境下,作為加熱經放射性銫污染之廢棄物的方法之一例,可列舉於加熱上述廢棄物之際,燃燒可燃性物質之方法。藉由燃燒可燃性物質,可將廢棄物之周邊保持在還原環境下。又,於上述廢棄物中即使包含鉻,可防止6價鉻之生成,且在加熱廢棄物之步驟,即使生成6價鉻,6價鉻會還原成3價鉻。
於此,所謂可燃性物質,例如可列舉壓縮及/或固化石炭、焦炭、活性碳、廢木材、廢塑膠、重油污泥、都市垃圾等廢棄物之廢棄物固形塊等。
作為供給可燃性物質之方法,經放射性銫污染之廢棄物可提前混合,作為使用於加熱之裝置,使用迴轉窯時,將可燃性物質,可從廢棄物之入口側、出口側、或迴轉窯之途中供給。
預先混合可燃性物質成原料時,藉由加熱而得到之燒成物中若於未殘留未燃燒狀態之可燃性物質的範圍內即可,可燃性物質之混合量以多為佳,可燃性物質之粒徑亦以大為佳。
於此,對將可燃性物質於迴轉窯之廢棄物入口側、或迴轉窯之途中供給的情況進行說明。
此情況,可燃性物質以可長時間維持還原環境為佳。具體而言,例如,可列舉與迴轉窯之主燃料相比,燃燒速
度慢者、或是與主燃料具有同樣燃燒速度、比主燃料更粗粒之可燃性物質。具體而言,可列舉石油焦炭、石炭焦炭、無煙煤等。因為燃燒速度越慢,越可將可燃性物質細化故為佳。
可燃性物質之平均粒徑,較佳為0.5~20mm,更佳為1~5mm。該平均粒徑未滿0.5mm時,因為於燃燒中極為早期即已完全燒盡,有無法長時間維持還原環境的情況。該平均粒徑超過20mm時,因為於得到之燒成物大量殘留未燃燒狀態之可燃性物質,使經供給之可燃性物質變成浪費,又,在使用該燒成物作為水泥混合材或混凝土骨材時,藉由殘存之未燃碳吸附AE劑,有產生惡化砂漿混凝土之空氣夾帶性、或是於壓實的情況未燃碳出現於表面,惡化砂漿混凝土之外觀等問題的情況。
可燃性物質的量,藉由加熱而得到之燒成物每1000kg,較佳為5~40kg,更佳為10~40kg,特佳為12~40kg。該量未滿5kg時,由於是在還原環境下有效果較小的情況。該量超過40kg時,於得到之燒成物大量殘存未燃燒狀態之可燃性物質,在使用該燒成物作為水泥混合材或混凝土骨材時,有砂漿混凝土之空氣夾帶性或外觀惡化的情況。
尚且,可燃性物質,於迴轉窯之途中供給時,以從在迴轉窯內最高溫之位置,至廢棄物之入口側為止之途中供給為佳。
燃燒可燃性物質之際,爐內之氧(O2)濃度,從可燃
性物質無法馬上消失之觀點來看,較佳為5質量%以下,更佳為3質量%以下。
藉由調整上述之條件與滯留時間等,防止6價鉻之生成,且可不殘留可燃性物質。又,使用所得到之燒成物作為水泥混合材或混凝土骨材時,為使不給砂漿混凝土之空氣連行性或外觀不良影響,因而調整上述之條件與滯留時間等。
其次,對於將可燃性物質從廢棄物之出口側供給之情況進行說明。
可燃性物質從使用空氣之廢棄物出口側面向爐內可容易壓送。又,可於迴轉窯之出口側設置專用之投入口。進而,可使粗的可燃性物質(平均粒徑為1~10mm左右者)作為主火爐燃料之一部份落下。
可燃性物質,以可比在廢棄物之入口側、或迴轉窯之途中供給時更強之還原狀態為佳。具體而言,例如可列舉與迴轉窯之主燃料相比,燃燒速度快之可燃性物質。作為燃燒速度快之可燃性物質,例如可列舉壓縮及/或固化廢木材、廢塑膠、重油污泥、及都市垃圾等廢棄物之廢棄物固形塊等。
可燃性物質之平均粒徑,較佳為0.1~10mm,更佳為1~5mm。該平均粒徑未滿0.1mm時,因為於燃燒中極為早期即已完全燒盡,有無法長時間維持還原環境的情況。該平均粒徑超過10mm時,因為於得到之燒成物大量殘留未燃燒狀態之可燃性物質,使經供給之可燃性物質變成浪
費,又,在使用該燒成物作為水泥混合材或混凝土骨材時,有砂漿混凝土之空氣夾帶性或外觀惡化的情況。尚且,可維持還原環境的時間,可由可燃性物質之平均粒徑調整。例如,燃燒速度快之可燃性物質,藉由增大平均粒徑(粗)可維持還原環境更長的時間。
可燃性物質之熱量,相對於用於主火爐之燃料全體的熱量,通常可使用於2~40%。可燃性物質之熱量未滿2%時,由於是在還原環境下有效果較小的情況。可燃性物質之熱量超過40%時,於得到之燒成物中大量殘留未燃燒狀態之可燃性物質,使經供給之可燃性物質變成浪費,又,在使用該燒成物作為水泥混合材或混凝土骨材時,有砂漿混凝土之空氣夾帶性或外觀惡化的情況。
與將上述之可燃性物質於廢棄物之入口側或迴轉窯之途中供給時相比較,從廢棄物之出口側供給時,因為爐內一部份於迴轉窯內成為還原環境,故長時間維持還原環境的同時,以還原速度快的高溫度帶成為還原環境的方式,將可燃性物質之供給位置(落下位置)調整為比迴轉窯內成最高溫度之位置更靠廢棄物入口側為佳。供給位置較佳為通常將窯之內徑作為D,由從窯之出口4D之地點以深為佳。又,由主火爐等之設定條件,比成窯內最高溫度之位置更接近於出口側時,以由從窯之出口3D之地點,以內側為佳。供給位置(落下位置),投入可燃性物質之投入口角度、投入口位置、可燃性物質以調整速度、可燃性物質之粒度、及可燃性物質之密度為佳。
在添加可燃性物質時,爐內之氧(O2)濃度,從使可燃性物質不會馬上消失的觀點來看,較佳為5質量%以下,更佳為3質量%以下。
藉由調整上述之條件,防止6價鉻之生成,且以不殘存可燃性物質為佳。
於還原環境下,作為加熱經放射性銫污染之廢棄物之其他方法,可列舉將火燄直接接觸於上述廢棄物之方法。
具體而言,在內部燃燒型裝置(內熱式迴轉窯等),使加熱中(燒成中)之經放射性銫污染之廢棄物等與火爐之火燄直接接觸而燒成(以下,亦稱為「火燄膜燒成」)。作為使用內熱式迴轉窯進行火燄膜燒成的方法,可列舉(a)將加熱用主火爐設置於底部,火燄尖端觸及廢棄物等般加熱(燒成)、(b)藉由調整燃料量或空氣速度而使火燄發散,火燄尖端觸及廢棄物等般加熱(燒成)、(c)藉由將主火爐的角度面向下使火燄增長,火燄尖端觸及廢棄物等般加熱(燒成)等方法。又,可於加熱用主火爐以外設置火燄膜燒成用之補助火爐。藉由各條件之調整,廢棄物等與火燄的接觸時間越長,還原效果越提高。又,在上述廢棄物中即使包含鉻,亦可防止6價鉻之生成,且在加熱廢棄物之步驟,即使生成6價鉻,6價鉻還原成3價鉻。
進行火燄膜燒成之際的氧濃度,從使其產量更多火燄膜的觀點來看,較佳為5質量%以下,更佳為3質量%以下。
藉由調整上述之條件,可使6價鉻熔出防止效果更增大。尚且,可併用上述之可燃性物質的燃燒與火燄膜燒成。
又,藉由調整加熱之際的環境,亦可於還原環境下進行。
例如,於還原環境下,作為加熱經放射性銫污染之廢棄物之其他方法,可列舉將用於加熱之燃料以比理論空氣量更少的空氣量進行燃燒之方法。
具體而言,可列舉在內部燃燒型之裝置(內熱式迴轉窯等),將爐內之空氣比(相對於理論空氣量供給空氣量之比例)維持在0.8~1.0、或是將爐內之氧濃度低至1質量%以下而燃燒上述燃料、或將爐內之一氧化碳濃度一邊保持在0.1~1.0質量%一邊燃燒燃料之方法等。
爐內之空氣比未滿0.8、或一氧化碳濃度超過1.0質量%時,有於加熱所必要之燃燒變為困難的情況。爐內之空氣比超過1.0時,氧濃度超過1質量%時、或將爐內之一氧化碳濃度一邊保持在未滿0.1質量%一邊燃燒燃料時,還原效果變小。
所謂用於加熱之燃料,作為主燃料(火爐之燃料),可列舉重油、微粉碳、再生油、LPG、NPG、及可燃性廢棄物等,使用經如於空間中調整燃燒粒度者。
進而,亦可與上述可燃性物質之燃燒及/或火燄膜燒成併用。
又,可列舉使用於加熱之裝置(外熱式迴轉窯、電氣
爐等)內,以氮氣等惰性氣體取代、或流通之方法。進而,亦可於前述惰性氣體,取代或流通經混合一氧化碳氣體等還原性氣體者。
藉由上述之加熱方法而產生揮發於排氣中之放射性銫,經冷卻而成固體之後,可用集塵機或洗塵器等回收。又,於窯中取出預熱器時,將揮發之放射性銫以高濃度含有之排氣的一部份進行抽氣,藉由冷卻,亦可回收成為固體之放射性銫。經回收之放射性銫,如有必要由水洗、吸附等,進而進行體積降低處置之後,可密閉於混凝土製之容器等保管。由此,並非將含有放射性物質之廢棄物洩漏於外部,而是可使體積降低,並進行保管。
於廢棄物與CaO源及/或MgO源之混合物加入氯化物時,可將放射性銫以放射性氯化銫的狀態回收。該放射性氯化銫,可容易地溶解於水,故亦可作為水溶液回收。
於加熱後所得到之燒成物,如有必要進行粉碎,可作為水泥混合材、骨材(混凝土用骨材、瀝青用骨材)、土工資材(回填材料、填築材料、路基材料等)等利用。
於加熱後所得到之燒成物,係絕對乾燥密度較佳為1.5~3.0g/cm3,更佳為2.0~3.0g/cm3之燒成物。
又,該燒成物之游離石灰(Free lime)量,較佳為1.0質量%以下,更佳為0.5質量%以下,再更佳為0.2質量%以下。游離石灰量超過1.0質量%時,使用燒成物作為混凝土用骨材或土工資材時,有或是膨脹破壞混凝土,或是燒成物本身崩解的可能性。
該燒成物之粒度,考慮必須之粒度、壓實性等,由篩選等進行調整可使用在水泥混合材等即可。
又,於廢棄物含有鉻時,在上述之加熱步驟中除了於還原環境下進行加熱方法之外,對於所得到之燒成物藉由進行以下處理,可防止從燒成物熔出6價鉻。尤其是使用燒成物作為土工資材時,從防止水質污染及土壤污染的觀點來看,以進行6價鉻之熔出對策為佳。以下,對於6價鉻之熔出對策之具體方法進行說明。
於所得到之燒成物含有6價鉻時,作為6價鉻之熔出對策,可列舉混合藉由加熱步驟而得到之高溫燒成物與可燃性物質之方法。混合加熱步驟後之高溫燒成物與可燃性物質並藉由冷卻,可使燒成物中之6價鉻還原成3價鉻,並降低燒成物中之6價鉻。
具體而言,可列舉將加熱步驟後之燒成物,在熱風爐內一邊將燒成物之溫度保持在高溫一邊與可燃性物質混合之方法、或是於容器內加入加熱步驟後之高溫燒成物與可燃性物質而填充,一邊將燒成物與可燃性物質之混合物的溫度保持在高溫一邊靜置的方法。
又,在使用於加熱步驟後進行之空氣淬火冷卻機(Air quenching cooler)、旋轉冷氣等冷卻步驟中,亦可混合高溫燒成物與可燃性物質。其中,以與氧接觸少,且使用可燃性物質之混合感度高之旋轉冷氣為佳。
在冷卻步驟中混合可燃性物質時,可燃性物質之混合方法並未特別限定,從長時間維持高溫條件及還原環境的
觀點來看,以加熱步驟之後馬上混合為佳。例如,使用迴轉窯進行加熱時,以於迴轉窯之落下口使可燃性物質落下而混合的方法為佳。
混合可燃性物質之際燒成物的溫度,越高溫6價鉻之減低效果越大,較佳為800℃以上,更佳為1000℃以上。尚且,使用迴轉窯進行加熱時,藉由使迴轉窯內之燒成溫度變成最大的位置靠近於落下口側,於旋轉冷氣內混合之際可提高燒成物之溫度。
混合可燃性物質之後,冷卻燒成物的時間越長6價鉻之減低效果就越大,從進行混合至燒成物之溫度降至600℃以下為止的時間,較佳為1分鐘以上,更佳為3分鐘以上。
可燃性物質,相對於燒成物與可燃性物質之混合物全體的熱量,較佳為以相當於2~20%之熱量的量混合。該量相當於未滿2%時,6價鉻之減低效果變小。該量超過相當於20%之熱量時,使在冷卻後之燒成物多量殘存未燃燒狀態的可燃性物質。
作為可燃性物質,例如可列舉將石炭、焦炭、活性碳、廢木材、廢塑膠、重油污泥、都市垃圾等之廢棄物經壓縮及/或固化之廢棄物固形塊等。其中,以可成為更強之還原狀態者為佳。具體而言,可列舉燃燒速度快之可燃性物質。作為燃燒速度快之可燃性物質,例如可列舉將廢木材、廢塑膠、重油污泥、及都市垃圾等之廢棄物經壓縮及/或固化之廢棄物固形塊等。
可燃性物質之平均粒徑,較佳為0.1~10mm,更佳為1~5mm。超過10mm時使在冷卻後之燒成物多量殘存未燃燒狀態的可燃性物質。未滿0.1mm時,6價鉻之減低效果變小的同時,於投入之際藉由冷卻空氣之風速等而飛散,與燒成物混合的量變少。
上述之燃燒速度快之可燃性物質,可將平均粒徑增粗(粗度)。藉由增大平均粒徑,可增長還原環境維持的時間的同時,可防止於投入之際藉由冷卻空氣之風速等而飛散可燃性物質。
混合可燃性物質之際的氧濃度並未特別限定。又,若可能,從減少與氧之接觸,或減少可燃性物質之添加量的觀點來看,可利用排氣。
將上述之條件,6價鉻之減低效果增大,且以調整成未殘存可燃物為佳。又,使用燒成物作為水泥混合材時,藉由過於增強還原環境,以調整成使用該燒成物之水泥顏色不變為佳。
又,作為6價鉻之熔出對策,可列舉將藉由加熱步驟而得到之燒成物進一步加熱,並熔融之方法。
藉由熔融燒成物,使包含於燒成物之6價鉻被封閉於玻璃中,用於土工資材等時,6價鉻之熔出量成為環境基準值以下。
進一步加熱燒成物並熔融之後,該熔融物經冷卻而成粒狀物。因為所得到之粒狀熔融物,吸水率低且高強度,可作為混凝土用骨材使用。尚且,熔融物之冷卻,可急冷
亦可漸冷。
又,直接熔融藉由加熱步驟而得到之高溫狀態的燒成物(例如,從窯馬上取出後之燒成物),以能量成本的觀點來看為佳。
又,作為6價鉻之熔出對策,可進行混合選自由藉由加熱步驟而得到之燒成物、與還原劑及吸附劑所構成之群中至少1種以上的混合步驟。
例如,藉由混亂燒成物與還原劑,可將包含於燒成物之6價鉻、或從燒成物熔出之6價鉻還原成3價鉻。
作為還原劑,例如可列舉亞硫酸鈉等之亞硫酸鹽、硫酸鐵(II)、氯化鐵(II)等之鐵(II)鹽、硫代硫酸鈉、鐵粉等。
又,藉由混合燒成物與吸附劑,可使從燒成物熔出之6價鉻吸附,抑制6價鉻之不溶化、或熔出。
作為吸附劑,例如可列舉沸石、黏土礦物、如Mg-Al系或Mg-Fe系等之水滑石化合物之層狀複水氧化物、Ca-Al系水氧化物或鈣礬石或單硫酸根等之Ca-Al系化合物、氧化鐵(赤鐵礦)或氧化鉍等之含水氧化物、氫氧化鎂或輕燒鎂或燒成白雲石或氧化鎂等之鎂化合物、硫化鐵或鐵粉或施威特曼石(schwertmannite)或FeOOH等之鐵化合物、氧化矽或氧化鋁或氧化鐵等之1種或2種以上的混合物或燒成物、鈰、及含有稀土類元素之化合物等。
還原劑及吸附劑可1種單獨使用,亦可2種以上組合使用。
作為混合燒成物與藥劑(還原劑及/或吸附劑)之方法,混合燒成物與粉末狀之藥劑,可將藥劑預先與水混合,置於漿料或水溶液(以下,亦稱為「漿料等」),混合燒成物與漿料等,噴霧漿料等於燒成物、或將燒成物浸漬於漿料等之方法。
上述藥劑之使用量,燒成物每100kg金屬鹽的量,較佳為0.01~10kg,更佳為0.1~7kg,特佳為如0.2~5kg,調整粉末狀藥劑的量、漿料等之濃度、漿料等之噴霧量、及對漿料等之燒成物的投入量。燒成物每100kg金屬鹽的量未滿0.01kg時,減低6價鉻熔出量的效果變小。該量超過10kg時,因為減低6價鉻熔出量的效果已飽和,故不經濟。
混合之際燒成物的溫度,較佳為100~800℃,更佳為125~600℃,特佳為150~400℃。燒成物的溫度超過800℃時,於燒成物產生裂縫等、或藉由微粒化燒成物,因為引起強度降低故為不佳。未滿100℃時因為藥劑難以附著於燒成物的表面故為不佳。
於高溫燒成物,噴霧含有藥劑之漿料等之方法,藥劑附著於燒成物的表面,變為難以剝離為適宜。又,於燒成物具氣孔時,將燒成物浸漬於漿料等之方法,藥劑充分浸透至內部,又,因為亦附著表面故為適宜。
進而,作為6價鉻之熔出對策,可列舉水洗藉由加熱步驟而得到之燒成物的方法。
作為水洗方法,可列舉(i)於容器內、或於皮帶輸
送機上之燒成物由噴灑器等散布洗淨液而洗淨之方法、(ii)於容器加入燒成物與洗淨液,將燒成物浸漬於洗淨液一固定時間之後,排出浸漬後之洗淨液,反覆供給新的洗淨液來洗淨之方法、(iii)使用圓筒篩等,一邊將燒成物浸漬於洗淨液,一邊依序替換燒成物之洗淨方法等。
洗淨液,可為通常之自來水,可使用上述藥劑(還原劑或吸附劑)之水溶液。水洗後之洗淨液,可再利用作為洗淨液,可於處理之後廢棄。
用於水洗時間、水洗次數、水洗之洗淨液的使用量並未特別限定,6價鉻之熔出量可水洗滿足至環境基準值(日本環境廳告示第46號)為止即可。
此等之方法,亦可組合在上述之加熱步驟中於還原環境下進行加熱之方法進行。
尚且,藉由本發明之加熱步驟而得到之燒成物,因為將6價鉻以外之重金屬(鉛、砷等)固定於內部之能力優異,若可進行防止上述6價鉻之熔出之處理,可適合用於作為土工資材(回填材料、填築材料、路基材料等)。
藉由加熱步驟而得到之燒成物,經粉碎可作為水泥混合材使用。又,相對於燒成物之粉碎物100質量份,以SO3換算亦可含有石膏1~6質量份。
粉碎方法並未特別限定,例如使用球磨機等,以通常之方法粉碎即可。
燒成物之粉碎物,從砂漿或混凝土之滲出減低、或流動性、強度表現性觀點來看,布蘭(Blaine)比表面積
2500~5000cm2/g為佳。
粉碎,可將燒成物、水泥熔結塊與石膏同時進行。從砂漿或混凝土之滲出減低、或流動性、強度表現性觀點來看,同時進行粉碎時水泥之布蘭比表面積2500~4500cm2/g為佳。
該水泥混合材與水泥混合而得到水泥組成物時,可降低水泥組成物之水合熱、且可使流動性變為良好。
藉由加熱步驟而得到之燒成物依必要進行粉碎或分級,可作為骨材(混凝土用骨材、瀝青用之骨材)、土工資材使用。
使用含有6價鉻之燒成物作為骨材時,因為6價鉻崁入水泥硬化物,骨材之輸送時或保管時藉由進行防止雨水,可防止6價鉻之熔出。又,亦可進行防止前述6價鉻熔出之處理。
所得到之燒成物,皆可利用於細骨材及粗骨材。作為粗骨材使用時,由篩選等,將粒度調整為5mm以上使用。
又,作為土工資材使用時,考慮壓實性等,調整為0.1~100mm使用。
作為骨材使用時,燒成物之絕對乾燥密度,較佳為2.0~3.0g/cm3。該絕對乾燥密度未滿2.0g/cm3時,恐有混凝土強度降低之虞。又,燒成物之吸水率,較佳為15%以下。該吸水率大於15%時,恐有混凝土強度降低之虞。
尤其是作為混凝土用骨材使用時,燒成物之絕對乾燥密度為2.5~3.0g/cm3,且吸水率以3%以下為佳。
游離石灰量,較佳為1.0質量%以下,更佳為0.5質量%以下。該量超過1.0質量%時,有膨脹破壞混凝土之可能性。
以下,本發明雖由實施例進行具體說明,惟本發明並非限定於此等之實施例者。
將膨潤土500g,浸漬1天於含有銫250 mg/公升濃度的2公升水溶液中之後,藉由離心分離回收固體含量,進而水洗該固體含量,再度進行離心分離。由此得到含有1060 mg/kg濃度之銫的銫吸附黏土A。
將膨潤土500g浸漬1天於含有銫500 mg/公升濃度的2公升水溶液中之後,藉由離心分離回收固體含量,進而水洗該固體含量,再度進行離心分離。由此得到含有2200 mg/kg濃度之銫的銫吸附黏土B。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 6.6g與石灰石粉
末13.2g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在未含水蒸氣之空氣(純空氣)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表1。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 6.6g與石灰石粉末13.2g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐,並在通過60℃水中經起泡而得到之空氣(水分量7%)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表1。
尚且,於水分量7%之空氣下進行加熱,目的係因為模擬實際於內熱窯之加熱。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 8g與石灰石粉末12g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐,並在通過
60℃水中經起泡而得到之空氣(水分量7%)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表1。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 9g與石灰石粉末11g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐,並在通過60℃水中經起泡而得到之空氣(水分量7%)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表1。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 10g與石灰石粉末10g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐,並在通過60℃水中經起泡而得到之空氣(水分量7%)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及
K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表1。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 6.6g與石灰石粉末13.2g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在純空氣下,於1200℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表1。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 11g與石灰石粉末9g混合。將得到之混合物,於使用管狀電氣爐,並在通過60℃水中經起泡而得到之空氣(水分量7%)下,於1200℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表1。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A,使用管狀電氣爐
在純空氣下,於1000℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表1。
尚且,將銫吸附黏土於1200℃下燒成時,熔融試料,因為貼附於容器上,故無法回收。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 6.6g與石灰石粉末13.2g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在純空氣下,於1000℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表1。
從表1之實施例1~7,混合物中之氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、及二氧化矽(SiO2)之各個質量、與從((CaO+1.39×MgO)/SiO2)之式所導出之數值為1.0~1.8左右,且藉由以1200~1300℃左右加熱,理解可揮發銫。
又,將實施例1與實施例2~5進行比較(尤其是實施例1與實施例2)時,理解可藉由於含有水蒸氣之空氣下加熱而降低鉀或鈉之蒸發率,提高銫之蒸發率。
將於合成例2得到之銫吸附黏土B 30g、石灰石粉末60g及氯化鈣0.0246g粉碎混合。將得到之混合物20g,使用管狀電氣爐在60℃水中經起泡之空氣(水分量7%)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表2。
將於合成例2得到之銫吸附黏土B30g、石灰石粉末60g及氯化鈣0.0492g粉碎混合。將得到之混合物20g,使用管狀電氣爐在60℃水中經起泡之空氣(水分量7%)
下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表2。
將於合成例2得到之銫吸附黏土B30g、石灰石粉末60g及氯化鈣0.0492g粉碎混合。將得到之混合物20g,使用管狀電氣爐在60℃水中經起泡之空氣(水分量7%)下,於1300℃下加熱120分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表2。
將於合成例2得到之銫吸附黏土B30g、石灰石粉末60g及氯化鈣0.0984g粉碎混合。將得到之混合物20g,使用管狀電氣爐在60℃水中經起泡之空氣(水分量7%)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測
定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表2。
將於合成例2得到之銫吸附黏土B 30g、石灰石粉末60g及氯化鈣0.246g混合。將得到之混合物20g,使用管狀電氣爐在60℃水中經起泡之空氣(水分量7%)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表2。
將於合成例2得到之銫吸附黏土B 10g、石灰石粉末10g及氯化鈣0.49g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在純空氣下,於1200℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個Cs、及Cl含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表2。
從表2之實施例8~13,理解即使添加氯化物銫亦揮發。尤其是由實施例8、9及11,理解氯與銫及鉀之莫耳比(Cl/(Cs+K))為0.09~0.26左右,氯的量為410~1210 mg/kg程度,且加熱時間為60分鐘左右時,鈉及鉀之蒸發率為低的同時而銫之蒸發率為高。
除了於不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,並於1300℃下加熱120分鐘之外,其他與實施例1同樣方式進行而得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、氯(Cl)、Na2O、及K2O之各含量,與實施例1進行同樣測定,求得Cs、Na、及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表3。
除了於不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,並於1300℃下加熱30分鐘之外,其他與實施例1同樣方式進行而得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、氯(Cl)、Na2O、及K2O之各含量,與實施例1進行同樣測定,求得Cs、Na、及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表3。
除了於不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,並於1250℃下加熱60分鐘之外,其他與實施例1同樣方式進行而得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、氯(Cl)、Na2O、及K2O之各含量,與實施例1進行同樣測定,求得Cs、Na、及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表3。
除了於不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,並於1250℃下加熱120分鐘之外,其他與實施例1同樣方式進行而得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、氯(Cl)、Na2O、及K2O之各含量,與實施例1進行同樣測定,求得Cs、Na、及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表3。
除了於不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,並於1350℃下加熱30分鐘之外,其他與實施例1同樣方式進行而得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、氯(Cl)、Na2O、及K2O之各含量,與實施例1進行同樣測定,求得Cs、Na、及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表3。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 30g與石灰石粉末68g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表4。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 30g與石灰石粉末77g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表4。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 30g、石灰石粉末77g及氯化鈣0.122g混合。將得到之混合物,使用管狀電
氣爐在不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表4。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 30g、石灰石粉末77g及氯化鈣0.122g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,於1250℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表4。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 30g與石灰石粉末90g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以
螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表4。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A30g與石灰石粉末90g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,於1250℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表4。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 30g、石灰石粉末90g及氯化鈣0.039g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,於1300℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表4。
將於合成例1得到之銫吸附黏土A 30g、石灰石粉末90g及氯化鈣0.039g混合。將得到之混合物,使用管狀電氣爐在不含水蒸氣之空氣(純空氣)下,於1250℃下加熱60分鐘,得到燒成物。將加熱前之混合物、及經加熱而得到之燒成物的各個銫(Cs)、及氯(Cl)含量,使用濕式法測定,求得Cs之蒸發率(質量%)。又,將Na2O及K2O之各量,以螢光X光分析法(XRF)測定,求得Na及K之蒸發率(質量%)。結果表示於表4。
Claims (9)
- 一種放射性銫之去除方法,其係包含將經放射性銫污染之廢棄物、及CaO源及/或MgO源於1200~1350℃下加熱,使上述廢棄物中之放射性銫揮發的加熱步驟之放射性銫之去除方法,其特徵為:在上述加熱步驟,以使CaO、MgO、及SiO2之各自的質量滿足下述式(1)的方式,規定上述廢棄物、CaO源及MgO源之各自的種類及摻合比例:((CaO+1.39×MgO)/SiO2)=1.0~2.5‧‧‧(1)(式中,CaO、MgO、SiO2係各自表示鈣之以氧化物換算的質量、鎂之以氧化物換算的質量、矽之以氧化物換算的質量)。
- 如申請專利範圍第1項之放射性銫之去除方法,其中在上述加熱步驟中進一步使用氯化物。
- 如申請專利範圍第1或2項之放射性銫之去除方法,其中在上述加熱步驟中,於還原環境下進行加熱。
- 一種燒成物之製造方法,其係包含將經放射性銫污染之廢棄物、及CaO源及/或MgO源於1200~1350℃下加熱,使上述廢棄物中之放射性銫揮發,而得到燒成物之加熱步驟的燒成物之製造方法,其特徵為:在上述加熱步驟,以使CaO、MgO、及SiO2之各自的質量滿足下述式(1)的方式,規定上述廢棄物、CaO源及MgO源之各自的種類及摻合比例:((CaO+1.39×MgO)/SiO2)=1.0~2.5‧‧‧(1) (式中,CaO、MgO、SiO2係各自表示鈣之以氧化物換算的質量、鎂之以氧化物換算的質量、矽之以氧化物換算的質量)。
- 如申請專利範圍第4項之燒成物之製造方法,其中在上述加熱步驟中,於還原環境下進行加熱。
- 如申請專利範圍第4或5項之燒成物之製造方法,其係含有混合藉由上述加熱步驟所得到之燒成物與選自還原劑及吸附劑所構成之群中至少一種之混合步驟。
- 一種水泥混合材,其係粉碎藉由如申請專利範圍第4~6項中任一項之燒成物之製造方法所得到之燒成物而獲得。
- 一種骨材,其係藉由如申請專利範圍第4~6項中任一項之燒成物之製造方法獲得之燒成物所構成。
- 一種土工資材,其係藉由如申請專利範圍第4~6項中任一項之燒成物之製造方法獲得之燒成物所構成。
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