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JP5677610B1 - Radiocesium separation promoter - Google Patents

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JP5677610B1
JP5677610B1 JP2014128410A JP2014128410A JP5677610B1 JP 5677610 B1 JP5677610 B1 JP 5677610B1 JP 2014128410 A JP2014128410 A JP 2014128410A JP 2014128410 A JP2014128410 A JP 2014128410A JP 5677610 B1 JP5677610 B1 JP 5677610B1
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達郎 泉
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雄彦 杉山
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静治 福士
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Abstract

【課題】廃棄物から放射性セシウムを分離するための加熱処理の温度を十分に低くでき且つ十分に少ない添加量で放射性セシウムの十分に高い除去率を達成できる分離促進剤を提供する。【解決手段】2種類以上の塩化物を用いて調製され且つ融点が700℃以下である混合物又は複塩を含む。【選択図】図15Disclosed is a separation accelerator capable of sufficiently lowering the temperature of heat treatment for separating radioactive cesium from waste and achieving a sufficiently high removal rate of radioactive cesium with a sufficiently small addition amount. A mixture or a double salt prepared using two or more kinds of chlorides and having a melting point of 700 ° C. or lower is included. [Selection] Figure 15

Description

本発明は、放射性セシウムで汚染された廃棄物から放射性セシウムを除去するための分離促進剤に関する。   The present invention relates to a separation accelerator for removing radioactive cesium from waste contaminated with radioactive cesium.

原子力発電所の事故によって放出された放射性物質は土壌、下水汚泥、ごみ焼却灰などに濃縮され、これらに汚染された廃棄物の処理に苦慮している状況にある。一般に放射性物質量が8000Bq/kgを超える汚染物は管理型処分場に入れる必要があり、この処分場の容量も限界があることから、このような廃棄物はできるだけ減容化することが望まれる。   The radioactive materials released by the accident at the nuclear power plant are concentrated in soil, sewage sludge, waste incineration ash, etc., and it is difficult to dispose of waste contaminated with these. In general, it is necessary to put pollutants with radioactive materials exceeding 8000 Bq / kg into a controlled disposal site. Since the capacity of this disposal site is limited, it is desirable to reduce the volume of such waste as much as possible. .

放射性物質の中でも放射性セシウムが大部分を占めており、これを除去及び濃縮することが廃棄物の減容化につながる。廃棄物中の放射性セシウムの除去と減容化の方法としては、加熱処理によって廃棄物中の放射性セシウムを揮発させてバグフィルターなどで捕集する方法が挙げられる。また、水洗処理によって廃棄物中の放射性セシウムを溶出させ、溶出させた放射性セシウムを吸着剤で捕集する方法が挙げられる。   Radioactive cesium occupies most of the radioactive material, and removing and concentrating it leads to volume reduction of waste. As a method for removing and reducing the volume of radioactive cesium in waste, a method of volatilizing radioactive cesium in waste by heat treatment and collecting it with a bag filter or the like can be mentioned. Moreover, the method of eluting the radioactive cesium in a waste by a water-washing process and collecting the eluted radioactive cesium with an adsorbent is mentioned.

特許文献1は廃棄物から放射性セシウムを除去する方法を開示する。この方法は、放射性セシウムで汚染された廃棄物を1200〜1350℃で加熱して廃棄物中の放射性セシウムを揮発させる加熱工程を含む。この加熱工程において、CaO、MgO、及びSiOの各々の質量が特定の条件を満たすように、廃棄物、CaO源及びMgO源の各々の種類及び配合割合が定められる。 Patent Document 1 discloses a method for removing radioactive cesium from waste. This method includes a heating step in which waste contaminated with radioactive cesium is heated at 1200 to 1350 ° C. to volatilize radioactive cesium in the waste. In this heating step, the types and mixing ratios of the waste, the CaO source, and the MgO source are determined so that the masses of CaO, MgO, and SiO 2 satisfy specific conditions.

特許文献2は土壌からの放射性セシウムの除去方法を開示する。この方法は、放射性セシウムに汚染された土壌に、無機カルシウム化合物の割合が3質量%以上30質量%以下、塩化ナトリウムを0.5質量%を超え5質量%以下で添加する添加工程と、900℃以上1200℃以下で30分以上120分以下の時間加熱処理することにより、添加工程後の土壌から放射性セシウムを揮発させる加熱工程とを有する。   Patent Document 2 discloses a method for removing radioactive cesium from soil. This method includes an addition step of adding to the soil contaminated with radioactive cesium an inorganic calcium compound content of 3% by mass to 30% by mass and sodium chloride in an amount of more than 0.5% by mass to 5% by mass; And a heating step of volatilizing radioactive cesium from the soil after the addition step by performing a heat treatment at a temperature of from ℃ to 1200 ℃ for a period of from 30 minutes to 120 minutes.

特許第5159971号公報Japanese Patent No. 5159971 特許第5175995号公報Japanese Patent No. 5175959

しかしながら、特許文献1に記載の方法はセシウムの除去率は高いものの、(1)1200〜1350℃の高温処理に非常に大きな熱量を必要とする点、(2)処理すべき廃棄物に対して多くのCaO源及びMgO源を添加する必要があり、処理後の廃棄物を十分に減容化できない点において改善の余地がある。上記の改善点(2)に関し、例えば処理すべき廃棄物がSiOを多く含む土壌である場合、CaO源としての炭酸カルシウム等の添加量が非常に多くなり、処理した後の廃棄物量が大幅に増加する問題があった。 However, although the method described in Patent Document 1 has a high removal rate of cesium, (1) a very large amount of heat is required for high-temperature treatment at 1200 to 1350 ° C., and (2) for waste to be treated Many CaO sources and MgO sources need to be added, and there is room for improvement in that the volume of waste after treatment cannot be sufficiently reduced. Regarding the improvement (2), for example, when the waste to be treated is soil containing a large amount of SiO 2 , the amount of calcium carbonate added as a CaO source is very large, and the amount of waste after the treatment is greatly increased. There was an increasing problem.

なお、特許文献1は、廃棄物に含まれる放射性セシウムを揮発によって効率的に除去するため、他の成分の液相がなるべく生じないようにすべきことを開示する。すなわち、特許文献1の段落[0010]には、特定式で算出されるCaO、MgO及びSiOの質量比の範囲(1.0〜1.9)の下限値に関し、「該質量比が1.0未満であると、焼成温度が高温になるにつれて液相が生じやすくなり、放射性セシウムの揮発量が少なくなる。」と記載され、段落[0012]には「加熱温度が1200℃未満では放射性セシウムの揮発量が少なくなる。1350℃を超えると、液相が形成されることで放射性セシウムが取り込まれて揮発しにくくなるので好ましくない。」と記載されている。また、特許文献1の段落[0011]には「放射性セシウムの塩化揮発を促進し、かつ揮発回収物を減容化する目的」で塩化カルシウム等の塩化物を用いてもよいことが記載され、更に「混合物中の塩素量が1500mg/kg以下であると、高温でも液相が生じにくくなり、放射性セシウムが多く揮発する」と記載されている。   Patent Document 1 discloses that in order to efficiently remove radioactive cesium contained in waste by volatilization, a liquid phase of other components should be avoided as much as possible. That is, paragraph [0010] of Patent Document 1 relates to the lower limit value of the mass ratio range (1.0 to 1.9) of CaO, MgO, and SiO calculated by the specific formula: “The mass ratio is 1. If it is less than 0, a liquid phase is likely to occur as the firing temperature becomes higher, and the volatilization amount of radioactive cesium is reduced. ”Paragraph [0012] states that“ when the heating temperature is less than 1200 ° C., radioactive cesium. If the temperature exceeds 1350 ° C., the formation of a liquid phase is not preferable because radioactive cesium is taken in and hardly volatilizes. ” In addition, paragraph [0011] of Patent Document 1 describes that a chloride such as calcium chloride may be used for the purpose of “accelerating the chlorination of radioactive cesium and reducing the volume of the volatile recovery product” Furthermore, it is described that “if the amount of chlorine in the mixture is 1500 mg / kg or less, a liquid phase is less likely to be generated even at a high temperature, and a large amount of radioactive cesium is volatilized”.

他方、特許文献2に記載の方法の加熱工程は、特許文献1に記載の方法の加熱工程と比較して低温(900℃以上1200℃以下)であるという点でメリットがあると認められるものの、放射性セシウムの除去率の点において改善の余地がある。すなわち、土壌の化学組成によっては無機カルシウム化合物と塩化ナトリウムとの添加量を上記範囲に調整するだけでは放射性セシウムの除去率を十分に高めることができない場合がある。なお、特許文献2の段落[0020]には無機カルシウムとともに塩化ナトリウムを使用する理由として、塩化ナトリウムは「従来セシウム除去促進剤として使用されていた塩化カルシウムよりも安価」であることが記載されている。   On the other hand, although it is recognized that the heating process of the method described in Patent Document 2 has a merit in that it is a low temperature (900 ° C. or more and 1200 ° C. or less) compared to the heating process of the method described in Patent Document 1, There is room for improvement in terms of the removal rate of radioactive cesium. That is, depending on the chemical composition of the soil, the removal rate of radioactive cesium may not be sufficiently increased only by adjusting the addition amount of the inorganic calcium compound and sodium chloride to the above range. In addition, paragraph [0020] of Patent Document 2 describes that sodium chloride is “cheaper than calcium chloride that has been used as a conventional cesium removal accelerator” as a reason for using sodium chloride together with inorganic calcium. Yes.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、廃棄物から放射性セシウムを分離するための加熱処理の温度を十分に低くでき且つ十分に少ない添加量で放射性セシウムの十分に高い除去率を達成できる分離促進剤を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can sufficiently reduce the temperature of heat treatment for separating radioactive cesium from waste, and can provide a sufficiently high removal rate of radioactive cesium with a sufficiently small addition amount. The object is to provide a separation promoter that can be achieved.

本発明者らは、廃棄物に含まれる放射性セシウムを除去しやすいか否かが廃棄物中における放射性セシウムの態様に依存することに着目し、検討を進めた。例えば、放射性セシウムを含む焼却灰(主灰及び飛灰)のうち、主灰に含まれるセシウムはセシウムアルミノシリケートの状態で主に存在し、他方、飛灰に含まれるセシウムは塩化セシウムの状態で主に存在する。セシウムアルミノシリケートは難揮発性であり且つ不溶性であるのに対し、塩化セシウムは易揮発性であり且つ水溶性である。したがって、これらのうち塩化セシウムの方が除去しやすい態様であるといえる。また、放射性セシウムで汚染された土壌においては、粘土鉱物に放射性セシウムがイオンとして吸着されており、土壌を水洗しても溶け出しにくい状態となっている。土壌はシリカとアルミニウムを含んでいることから、放射性セシウムで汚染された土壌を加熱すると、上述のセシウムアルミノシリケート(難揮発性且つ不溶性)が生じやすい。   The inventors focused on the fact that it is easy to remove radioactive cesium contained in the waste depending on the form of the radioactive cesium in the waste, and proceeded with the study. For example, incineration ash (main ash and fly ash) containing radioactive cesium, cesium contained in the main ash is mainly present in the state of cesium aluminosilicate, while cesium contained in the fly ash is in the state of cesium chloride. Mainly exists. Cesium aluminosilicate is hardly volatile and insoluble, whereas cesium chloride is easily volatile and water soluble. Therefore, it can be said that among these, cesium chloride is an embodiment that is easier to remove. In the soil contaminated with radioactive cesium, the radioactive cesium is adsorbed on the clay mineral as ions, and even if the soil is washed with water, it is difficult to dissolve. Since the soil contains silica and aluminum, when the soil contaminated with radioactive cesium is heated, the above-mentioned cesium aluminosilicate (hardly volatile and insoluble) is likely to occur.

以上の検討結果から、本発明者らは廃棄物から放射性セシウムを効率的に除去するには、(1)放射性セシウムの塩化物化を促進すること、(2)セシウムアルミノシリケートの生成を抑制することが有効であるとの知見を得た。これらの知見に基づき、本発明者らは種々の化合物について評価試験及びシミュレーション等を実施した結果、2種類以上の塩化物を組み合わせからなり且つそれぞれ単独の塩化物の融点と比較して融点が低温化された混合物又は複塩を使用することが上記課題の解決に有効であることを見出し、本発明を完成させるに至った。   From the above examination results, in order to efficiently remove radioactive cesium from waste, the present inventors (1) promote the chlorination of radioactive cesium and (2) suppress the production of cesium aluminosilicate. It was found that is effective. Based on these findings, the present inventors conducted evaluation tests and simulations on various compounds, and as a result, the melting point was lower than the melting point of a single chloride. It has been found that the use of the mixture or double salt obtained is effective in solving the above problems, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明に係る分離促進剤は、放射性セシウムで汚染された廃棄物から放射性セシウムを除去するためのものであり、2種類以上の塩化物を用いて調製され且つ融点が700℃以下である混合物又は複塩を含む。   That is, the separation accelerator according to the present invention is for removing radioactive cesium from waste contaminated with radioactive cesium, and is prepared using two or more kinds of chlorides and has a melting point of 700 ° C. or less. Contains mixtures or double salts.

本発明の分離促進剤によれば、十分に少ない添加量で放射性セシウムの高い除去率と処理温度の低温化の両方を十分高水準に達成できる。このような効果が奏される理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下のとおり推察する。すなわち、複数の塩化物を使用し、その融点を低温化させることで、比較的低い温度で処理対象物内に部分的に生じた溶融塩に放射性セシウムを取り込むことができる。これにより、易揮発性であり且つ水溶性である塩化セシウムの生成を促進できるとともに(上記知見(1))、難揮発性であり且つ不溶性であるセシウムアルミノシリケートの生成を抑制できる(上記知見(2))。   According to the separation accelerator of the present invention, it is possible to achieve both a high removal rate of radioactive cesium and a low processing temperature at a sufficiently high level with a sufficiently small addition amount. The reason why such an effect is obtained is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows. That is, by using a plurality of chlorides and lowering the melting point thereof, radioactive cesium can be taken into the molten salt partially generated in the object to be treated at a relatively low temperature. Thereby, while being able to accelerate | stimulate the production | generation of the easily volatile and water-soluble cesium chloride (the said knowledge (1)), the production | generation of the hardly volatile and insoluble cesium aluminosilicate can be suppressed (the said knowledge ( 2)).

放射性セシウムのより高い除去率を達成する観点から、上記分離促進剤はカルシウム源を含む。分離促進剤の全質量を100質量部とすると、混合物及び複塩の含有量の合計は1〜65質量部とすればよく、カルシウム源の含有量は35〜99質量部とすればよい。カルシウムを添加すると、カルシウムがセシウムよりも優先的にアルミノシリケートを生成し、塩化物のみを添加した場合よりもセシウムアルミノシリケートの生成をより効率良く抑制できる。また、放射性廃棄物に含まれるセシウムアルミノシリケートの分解も促進することが可能である。 From the viewpoint of achieving a higher removal rate of radioactive cesium, the separation enhancing agent including a calcium source. When the total mass of the separation accelerator is 100 parts by mass, the total content of the mixture and the double salt may be 1 to 65 parts by mass, and the content of the calcium source may be 35 to 99 parts by mass. When calcium is added, calcium produces aluminosilicate preferentially over cesium, and the production of cesium aluminosilicate can be suppressed more efficiently than when only chloride is added. It is also possible to promote the decomposition of cesium aluminosilicate contained in radioactive waste.

本発明において、2種類以上の塩化物はアルカリ土類金属の塩化物、アルカリ金属の塩化物及び塩化鉄からなる群から選ぶことができ、より具体的には、CaCl、MgCl、NaCl、KCl、LiCl、FeCl及びFeClからなる群から選ぶことができる。 In the present invention, the two or more types of chlorides can be selected from the group consisting of alkaline earth metal chlorides, alkali metal chlorides and iron chlorides, and more specifically, CaCl 2 , MgCl 2 , NaCl, It can be selected from the group consisting of KCl, LiCl, FeCl 3 and FeCl 2 .

本発明において、混合物又は複塩は、以下の第1塩化物と第2塩化物の組合せ1〜6のいずれかを用いて調製されたものであってもよく、混合物又は複塩における第1塩化物のモル数Mと第2塩化物のモル数Mの比(M/M)は以下の範囲とすればよい。
組合せ1:第1塩化物CaClと第2塩化物NaCl、3/7≦M/M≦7/3
組合せ2:第1塩化物KClと第2塩化物CaCl、2/8≦M/M≦3/7又は65/35≦M/M≦85/15
組合せ3:第1塩化物MgClと第2塩化物NaCl、2/8≦M/M≦8/2
組合せ4:第1塩化物MgClと第2塩化物KCl、2/8≦M/M≦85/15
組合せ5:第1塩化物NaClと第2塩化物FeCl、15/85≦M/M≦35/65
組合せ6:第1塩化物NaClと第2塩化物FeCl、4/6≦M/M≦8/2
In the present invention, the mixture or double salt may be prepared using any of the following combinations 1 to 6 of the first chloride and the second chloride, and the first chloride in the mixture or double salt: The ratio (M 1 / M 2 ) between the number of moles M 1 of the product and the number of moles M 2 of the second chloride may be in the following range.
Combination 1: first chloride CaCl 2 and second chloride NaCl, 3/7 ≦ M 1 / M 2 ≦ 7/3
Combination 2: first chloride KCl and second chloride CaCl 2 , 2/8 ≦ M 1 / M 2 ≦ 3/7 or 65/35 ≦ M 1 / M 2 ≦ 85/15
Combination 3: first chloride MgCl 2 and second chloride NaCl, 2/8 ≦ M 1 / M 2 ≦ 8/2
Combination 4: first chloride MgCl 2 and second chloride KCl, 2/8 ≦ M 1 / M 2 ≦ 85/15
Combination 5: first chloride NaCl and second chloride FeCl 3 , 15/85 ≦ M 1 / M 2 ≦ 35/65
Combination 6: first chloride NaCl and second chloride FeCl 2 , 4/6 ≦ M 1 / M 2 ≦ 8/2

本発明によれば、放射性セシウムで汚染された廃棄物を加熱して廃棄物から放射性セシウムを除去するための分離促進剤であって、加熱処理の温度を十分に低くでき且つ十分に少ない添加量で放射性セシウムの十分に高い除去率を達成できる分離促進剤が提供される。   According to the present invention, a separation accelerator for heating waste contaminated with radioactive cesium to remove the radioactive cesium from the waste, the temperature of the heat treatment can be sufficiently lowered, and the addition amount is sufficiently small Provides a separation promoter that can achieve a sufficiently high removal rate of radioactive cesium.

NaCl−CaClの相平衡図である。It is a phase diagram of a NaCl-CaCl 2. CaCl−KClの相平衡図である。It is a phase diagram of a CaCl 2 -KCl. NaCl−MgClの相平衡図である。It is a phase diagram of a NaCl-MgCl 2. KCl−MgClの相平衡図である。It is a phase equilibrium diagram of KCl—MgCl 2 . 揮発処理に供される処理対象物に含まれるカルシウム量と、低融点塩化物量と、放射性セシウムの除去率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of calcium contained in the process target used for a volatilization process, the amount of low melting-point chloride, and the removal rate of radioactive cesium. 揮発処理と水洗処理との一連の処理に供される処理対象物に含まれるカルシウム量と、低融点塩化物量と、放射性セシウムの除去率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of calcium contained in the process target used for a series of processes of a volatilization process and a water washing process, the amount of low melting-point chloride, and the removal rate of radioactive cesium. 実施例で合成したセシウムアルミノシリケートのX線回折プロファイルである。2 is an X-ray diffraction profile of cesium aluminosilicate synthesized in Example. セシウム除去処理(揮発)における加熱温度とセシウム除去率との関係を示すグラフである(添加条件No.1〜6)。It is a graph which shows the relationship between the heating temperature in a cesium removal process (volatilization), and a cesium removal rate (addition conditions No. 1-6). セシウム除去処理(揮発+水洗処理)における加熱温度とセシウム除去率との関係を示すグラフである(添加条件No.1〜6)。It is a graph which shows the relationship between the heating temperature and cesium removal rate in a cesium removal process (volatilization + water washing process) (addition conditions No. 1-6). セシウム除去処理(揮発)における加熱温度とセシウム除去率との関係を示すグラフである(添加条件No.7〜11)。It is a graph which shows the relationship between the heating temperature in a cesium removal process (volatilization), and a cesium removal rate (addition conditions No. 7-11). セシウム除去処理(揮発+水洗処理)における加熱温度とセシウム除去率との関係を示すグラフである(添加条件No.7〜11)。It is a graph which shows the relationship between the heating temperature in a cesium removal process (volatilization + water washing process) and a cesium removal rate (addition conditions No. 7-11). 加熱温度700℃で揮発除去されるセシウムとその後の水洗除去されるセシウムの割合を示すグラフであって、(a)は添加条件No.1〜6の結果を示し、(b)添加条件No.7〜11の結果を示す。It is a graph which shows the ratio of the cesium volatilized and removed by heating temperature 700 degreeC, and the cesium removed by subsequent water washing, 1 to 6 are shown, and (b) Addition Condition No. The result of 7-11 is shown. 加熱温度900℃で揮発除去されるセシウムとその後の水洗除去されるセシウムの割合を示すグラフであって、(a)は添加条件No.1〜6の結果を示し、(b)添加条件No.7〜11の結果を示す。It is a graph which shows the ratio of the cesium volatilized and removed by heating temperature 900 degreeC, and the cesium removed by subsequent water washing, 1 to 6 are shown, and (b) Addition Condition No. The result of 7-11 is shown. 加熱温度1100℃で揮発除去されるセシウムとその後の水洗除去されるセシウムの割合を示すグラフであって、(a)は添加条件No.1〜6の結果を示し、(b)添加条件No.7〜11の結果を示す。It is a graph which shows the ratio of the cesium volatilized and removed by heating temperature 1100 degreeC, and the cesium removed by subsequent water washing, 1 to 6 are shown, and (b) Addition Condition No. The result of 7-11 is shown. 実施例14及び実施例15等の結果を示すグラフである。It is a graph which shows results, such as Example 14 and Example 15.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態に係る分離促進剤は、放射性セシウムで汚染された廃棄物から放射性セシウムを除去するためのものである。この分離促進剤は2種類以上の塩化物を用いて調製され且つ融点が700℃以下である混合物又は複塩を含む。まず、2種類の塩化物の混合物を含む分離促進剤について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The separation promoter according to this embodiment is for removing radioactive cesium from waste contaminated with radioactive cesium. The separation accelerator includes a mixture or a double salt prepared using two or more kinds of chlorides and having a melting point of 700 ° C. or less. First, the separation accelerator containing a mixture of two types of chloride will be described.

<放射性セシウムの分離促進剤>
本実施形態に係る分離促進剤は、放射性セシウムで汚染された廃棄物から放射性セシウムを除去するためのものであり、第1の塩化物と、第1の塩化物と異なる種類の塩化物であって第1の塩化物とともに融点が700℃以下の複塩(以下、「低融点塩化物」という。)を生成する第2の塩化物とを含む。低融点塩化物の融点は、第1の塩化物の融点及び第2の塩化物の融点のいずれもよりも低い温度であることが好ましい。第1の塩化物、第2の塩化物及び低融点塩化物はいずれも粉状又は粒状(平均粒径1μm〜10mm程度)であることが好ましい。
<Radiocesium separation promoter>
The separation accelerator according to this embodiment is for removing radioactive cesium from waste contaminated with radioactive cesium, and is a first chloride and a different type of chloride from the first chloride. And a second chloride that forms a double salt having a melting point of 700 ° C. or lower (hereinafter referred to as “low melting point chloride”) together with the first chloride. The melting point of the low melting point chloride is preferably lower than both the melting point of the first chloride and the melting point of the second chloride. It is preferable that all of the first chloride, the second chloride and the low melting point chloride are powdery or granular (average particle size of about 1 μm to 10 mm).

第1の塩化物と第2の塩化物の混合物が加熱されることによって生じる低融点塩化物の融点は700℃以下に調整されている。低融点塩化物の融点を700℃以下とするには、特定の第1及び第2の塩化物を使用するとともに、これら2種類の塩化物の配合比率(モル比)を調整すればよい。低融点塩化物の融点は、廃棄物を処理する加熱温度よりも低い温度である。低融点塩化物の融点は好ましくは150℃以上700℃以下であり、より好ましくは150℃以上600℃以下であり、更に好ましくは300℃以上600℃以下である。低融点塩化物の融点が700℃以下であれば、廃棄物から放射性セシウムを分離するための加熱処理の温度を十分に低くでき且つ十分に少ない添加量で放射性セシウムの十分に高い除去率を達成できる。低融点塩化物の融点が150℃以上であれば、廃棄物を処理する加熱装置への塩化物の付着を十分に抑制できる。   The melting point of the low melting point chloride produced by heating the mixture of the first chloride and the second chloride is adjusted to 700 ° C. or lower. In order to set the melting point of the low melting point chloride to 700 ° C. or lower, the specific first and second chlorides are used, and the blending ratio (molar ratio) of these two types of chlorides may be adjusted. The melting point of the low melting point chloride is lower than the heating temperature for treating the waste. The melting point of the low melting point chloride is preferably 150 ° C. or higher and 700 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, and further preferably 300 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. If the melting point of the low melting point chloride is 700 ° C. or less, the temperature of the heat treatment for separating the radioactive cesium from the waste can be sufficiently lowered, and a sufficiently high removal rate of the radioactive cesium can be achieved with a sufficiently small addition amount. it can. If the melting point of the low melting point chloride is 150 ° C. or higher, the adhesion of the chloride to the heating apparatus for treating the waste can be sufficiently suppressed.

第1の塩化物及び第2の塩化物は、アルカリ土類金属の塩化物、アルカリ金属の塩化物及び塩化鉄からなる群からそれぞれ選ぶことができ、より具体的には、CaCl、MgCl、NaCl、KCl、LiCl、FeCl及びFeClからなる群からそれぞれ選ぶことができる。 The first chloride and the second chloride can be selected from the group consisting of alkaline earth metal chloride, alkali metal chloride, and iron chloride, respectively, and more specifically, CaCl 2 , MgCl 2 , NaCl, KCl, LiCl, FeCl 3 and FeCl 2, respectively.

2種類の塩化物の配合比率は、相平衡図に基づいて決定することができる。相平衡図は、市販の熱力学平衡計算ソフト(例えばFactSage Ver.6.4(商品名、株式会社計算力学研究センター製)によって作成することができる。ここでは、2種類の塩化物の組合せ1〜6を例に挙げて説明する。   The blending ratio of the two types of chlorides can be determined based on the phase equilibrium diagram. The phase equilibrium diagram can be created by commercially available thermodynamic equilibrium calculation software (for example, FactSage Ver. 6.4 (trade name, manufactured by Computational Mechanics Research Center Co., Ltd.) Here, a combination of two types of chlorides 1 -6 will be described as an example.

(組合せ1)
図1は、NaCl−CaClの相平衡図である。NaCl単独の融点は802℃であり且つCaCl単独の融点は775℃であるのに対し、モル比でCaCl:NaCl=50:49である複塩(49NaCl・50CaCl)の融点は502.5℃である。融点が十分に低い複塩(低融点塩化物)を得るには、混合物中におけるCaCl(第1塩化物)のモル数MとNaCl(第2塩化物)のモル数Mの比(M/M)は、好ましくは3/7〜7/3であり、より好ましくは4/6〜6/4であり、更に好ましくは45/55〜55/45である。
(Combination 1)
FIG. 1 is a phase equilibrium diagram of NaCl—CaCl 2 . The melting point of NaCl alone is 802 ° C. and the melting point of CaCl 2 alone is 775 ° C., whereas the melting point of the double salt (49NaCl · 50CaCl 2 ) having a molar ratio of CaCl 2 : NaCl = 50: 49 is 502.degree. 5 ° C. The melting point to obtain a sufficiently low double salt (low melting point chlorides), the ratio of the number of moles M 2 number of moles M 1 and NaCl of CaCl 2 (first chloride) in a mixture (second chloride) ( M 1 / M 2) is preferably 3/7 to 7/3, more preferably 4 / 6-6 / 4, more preferably from 45 / 55-55 / 45.

(組合せ2)
図2は、CaCl−KClの相平衡図である。CaCl単独の融点は775℃であり且つKCl単独の融点は772℃であるのに対し、KCl含有率75モル%であり且つCaCl含有率25モル%である複塩(25CaCl・75KCl)の融点は599℃である。融点が十分に低い複塩(低融点塩化物)を得るには、混合物中におけるKCl(第1塩化物)のモル数MとCaCl(第2塩化物)のモル数Mの比(M/M)は、好ましくは65/35〜85/15であり、より好ましくは7/3〜8/2であり、更に好ましくは72/28〜78/22である。
(Combination 2)
FIG. 2 is a phase equilibrium diagram of CaCl 2 -KCl. The melting point of CaCl 2 alone is 775 ° C. and the melting point of KCl alone is 772 ° C., whereas the double salt (25CaCl 2 · 75 KCl) has a KCl content of 75 mol% and a CaCl 2 content of 25 mol%. The melting point of is 599 ° C. The melting point to obtain a sufficiently low double salt (low melting point chlorides), the ratio of the number of moles M 2 of KCl in a mixture moles M 1 and CaCl 2 (second chloride) (first chloride) ( M 1 / M 2) is preferably 65 / 35-85 / 15, more preferably from 7 / 3-8 / 2, more preferably from 72 / 28-78 / 22.

(組合せ3)
図3は、NaCl−MgClの相平衡図である。NaCl単独の融点は802℃であり且つMgCl単独の融点は714℃であるのに対し、MgCl含有率43モル%であり且つNaCl含有率57モル%である複塩(57NaCl・43MgCl)の融点は458℃である。融点が十分に低い複塩(低融点塩化物)を得るには、混合物中におけるMgCl(第1塩化物)のモル数MとNaCl(第2塩化物)のモル数Mの比(M/M)は、好ましくは2/8〜8/2であり、より好ましくは25/75〜7/3であり、更に好ましくは3/7〜6/4、最も好ましくは35/65〜48/52である。
(Combination 3)
FIG. 3 is a phase equilibrium diagram of NaCl—MgCl 2 . The melting point of NaCl alone is 802 ° C. and the melting point of MgCl 2 alone is 714 ° C., whereas the double salt (57NaCl · 43MgCl 2 ) has an MgCl 2 content of 43 mol% and an NaCl content of 57 mol%. The melting point of is 458 ° C. In order to obtain a double salt (low melting point chloride) having a sufficiently low melting point, the ratio of the number of moles M 1 of MgCl 2 (first chloride) to the number of moles M 2 of NaCl (second chloride) in the mixture ( M 1 / M 2 ) is preferably 2/8 to 8/2, more preferably 25/75 to 7/3, still more preferably 3/7 to 6/4, and most preferably 35/65. 48/52.

(組合せ4)
図4は、KCl−MgClの相平衡図である。KCl単独の融点は770℃であり且つMgCl単独の融点は714℃であるのに対し、MgCl含有率30モル%であり且つKCl含有率70モル%である複塩(3MgCl・7KCl)の融点は421.7℃である。融点が十分に低い複塩(低融点塩化物)を得るには、混合物中におけるMgCl(第1塩化物)のモル数MとKCl(第2塩化物)のモル数Mの比(M/M)は、好ましくは2/8〜85/15であり、より好ましくは25/75〜65/35であり、更に好ましくは25/75〜6/4、最も好ましくは25/75〜4/6である。
(Combination 4)
FIG. 4 is a phase equilibrium diagram of KCl—MgCl 2 . KCl alone has a melting point of 770 ° C. and MgCl 2 alone has a melting point of 714 ° C., whereas MgCl 2 content is 30 mol% and KCl content is 70 mol% (3MgCl 2 · 7 KCl) Has a melting point of 421.7 ° C. In order to obtain a double salt having a sufficiently low melting point (low melting point chloride), the ratio of the number of moles M 1 of MgCl 2 (first chloride) to the number of moles M 2 of KCl (second chloride) in the mixture ( M 1 / M 2 ) is preferably 2/8 to 85/15, more preferably 25/75 to 65/35, still more preferably 25/75 to 6/4, and most preferably 25/75. ~ 4/6.

(組合せ5)
FeCl単独の融点は306℃であり且つNaCl単独の融点は802℃であるのに対し、NaCl含有率25モル%であり且つFeCl含有率75モル%である複塩(25NaCl・75FeCl)の融点は156℃である。融点が十分に低い複塩(低融点塩化物)を得るには、混合物中におけるNaCl(第1塩化物)のモル数MとFeCl(第2塩化物)のモル数Mの比(M/M)は、好ましくは15/85〜35/65であり、より好ましくは20/80〜30/70である。
(Combination 5)
The melting point of FeCl 3 alone is 306 ° C. and the melting point of NaCl alone is 802 ° C., whereas the double salt (25NaCl · 75FeCl 3 ) has an NaCl content of 25 mol% and an FeCl 3 content of 75 mol%. Has a melting point of 156 ° C. The melting point to obtain a sufficiently low double salt (low melting point chlorides), the ratio of the number of moles M 2 of NaCl in the mixture moles M 1 and FeCl 3 (first chloride) (second chloride) ( M 1 / M 2 ) is preferably 15/85 to 35/65, and more preferably 20/80 to 30/70.

(組合せ6)
FeCl単独の融点は677℃であり且つNaCl単独の融点は802℃であるのに対し、NaCl含有率58モル%であり且つFeCl含有率42モル%である複塩(58NaCl・42FeCl2)の融点は370℃である。融点が十分に低い複塩(低融点塩化物)を得るには、混合物中におけるNaCl(第1塩化物)のモル数MとFeCl(第2塩化物)のモル数Mの比(M/M)は、好ましくは4/6〜8/2であり、より好ましくは5/5〜65/35であり、更に好ましくは55/45〜60/40である。
(Combination 6)
The melting point of FeCl 2 alone is 677 ° C. and the melting point of NaCl alone is 802 ° C., whereas the double salt (58NaCl · 42FeCl 2) has an NaCl content of 58 mol% and an FeCl 2 content of 42 mol%. The melting point is 370 ° C. The melting point to obtain a sufficiently low double salt (low melting point chlorides), the ratio of the number of moles M 2 of NaCl in the mixture moles M 1 and FeCl 2 (second chloride) (first chloride) ( M 1 / M 2) is preferably 4 / 6-8 / 2, more preferably 5 / 5-65 / 35, more preferably from 55 / 45-60 / 40.

(その他の組合せ)
上記組合せの他に、二種類の塩化物から調製される低融点塩化物として、37PbCl−63FeCl(融点175℃)、60SnCl−40KCl(融点176℃)、70SnCl−30NaCl(融点183℃)、60KCl−40FeCl(融点355℃)、70PbCl−30NaCl(融点410℃)、52PbCl−48KCl(融点411℃)、80PbCl2−20CaCl(融点475℃)なども挙げられる。これらの塩化物は調達可能な材料を選択して適宜調製すればよい。
(Other combinations)
In addition to the above combinations, low melting point chlorides prepared from two types of chlorides include 37PbCl 2 -63FeCl 3 (melting point 175 ° C.), 60SnCl 2 -40KCl (melting point 176 ° C.), 70SnCl 2 -30NaCl (melting point 183 ° C. ), 60KCl-40FeCl 2 (melting point 355 ° C.), 70PbCl 2 -30NaCl (melting point 410 ° C.), 52PbCl 2 -48KCl (melting point 411 ° C.), 80PbCl 2-20CaCl 2 (melting point 475 ° C.), and the like. These chlorides may be appropriately prepared by selecting materials that can be procured.

本実施形態に係る分離促進剤は、第1塩化物と第2塩化物の混合物からなるものであってもよく、他の成分を更に含んでもよい。他の成分としては、カルシウム源が挙げられる。なお、低融点塩化物を構成する塩化物として塩化カルシウムを使用した場合、この塩化カルシウムはここでいう「カルシウム源」には該当しないものとする。カルシウム源を含む原料としては、例えば石灰石(炭酸カルシウム)、生石灰(酸化カルシウム)、消石灰(水酸化カルシウム)及びドロマイト(CaMg(CO)が挙げられる。分離促進剤に添加する成分は、セシウムアルミノシリケートをできるだけ生成させない観点から、なるべくケイ素及びアルミニウムの含有量が少ないものが好ましい。放射性セシウムのより高い除去率を達成する観点から、分離促進剤の全質量を100質量部とすると、分離促進剤におけるカルシウム源の含有量は好ましくは35〜99質量部であり、より好ましくは54〜91質量部であり、更に好ましくは57〜88質量部、最も好ましくは70〜88質量部である。 The separation accelerator according to this embodiment may be composed of a mixture of the first chloride and the second chloride, and may further include other components. Other ingredients include calcium sources. In addition, when calcium chloride is used as the chloride constituting the low melting point chloride, this calcium chloride shall not fall under the “calcium source” here. Examples of the raw material containing a calcium source include limestone (calcium carbonate), quick lime (calcium oxide), slaked lime (calcium hydroxide), and dolomite (CaMg (CO 3 ) 2 ). The component added to the separation accelerator is preferably one having as little silicon and aluminum content as possible from the viewpoint of not producing cesium aluminosilicate as much as possible. From the viewpoint of achieving a higher removal rate of radioactive cesium, when the total mass of the separation accelerator is 100 parts by mass, the content of the calcium source in the separation accelerator is preferably 35 to 99 parts by mass, and more preferably 54 It is -91 mass parts, More preferably, it is 57-88 mass parts, Most preferably, it is 70-88 mass parts.

また放射性セシウムのより高い除去率を達成する観点から、第1塩化物と第2塩化物の混合物の含有量は好ましくは1〜65質量部であり、より好ましくは9〜46質量部であり、更に好ましくは12〜43質量部、最も好ましくは12〜30質量部である。   Further, from the viewpoint of achieving a higher removal rate of radioactive cesium, the content of the mixture of the first chloride and the second chloride is preferably 1 to 65 parts by mass, more preferably 9 to 46 parts by mass, More preferably, it is 12-43 mass parts, Most preferably, it is 12-30 mass parts.

本実施形態に係る分離促進剤は以下の2種類の分離処理に適用可能である。なお、2種類の分離処理については後述する。
(1)加熱処理(800℃以上1200℃未満)によって放射性セシウムを揮発させる方法。
(2)加熱処理(600℃以上900℃以下)によって放射性セシウムを揮発させるとともに、その後、水洗処理によって放射性セシウムを溶出させる方法。
The separation accelerator according to this embodiment can be applied to the following two types of separation processes. Two types of separation processing will be described later.
(1) A method of volatilizing radioactive cesium by heat treatment (800 ° C. or higher and lower than 1200 ° C.).
(2) A method in which radioactive cesium is volatilized by heat treatment (600 ° C. or more and 900 ° C. or less), and then the radioactive cesium is eluted by washing with water.

カルシウム源を予め含む分離促進剤を調製する場合、上記2種類の分離処理のいずれを適用するかに応じてカルシウム源の配合量を調節してもよい。   When preparing a separation accelerator containing a calcium source in advance, the blending amount of the calcium source may be adjusted depending on which of the above two types of separation treatment is applied.

図5は、上記(1)の方法(揮発処理)において、分離促進剤を添加後の処理対象物に含まれるカルシウム量(CaO換算、処理対象物全質量基準)と、低融点塩化物量(処理対象物全質量基準)との関係を示すグラフである。揮発処理に供される処理対象物のカルシウム量(CaO換算)及び低融点塩化物量は、図5の点線で囲われた領域に調整することが好ましく、実線で囲われた領域に調整することがより好ましい。   FIG. 5 shows the amount of calcium (CaO equivalent, based on the total mass of the object to be treated) and the amount of low melting point chloride (treatment) in the method (1) (volatilization treatment) described above, after the separation accelerator is added. It is a graph which shows the relationship with a target object total mass reference | standard. The amount of calcium (calculated in terms of CaO) and the amount of low-melting-point chloride of the object to be subjected to volatilization is preferably adjusted to the region surrounded by the dotted line in FIG. 5 and adjusted to the region surrounded by the solid line. More preferred.

図5において、○および×で示した「FactSageによる推定値」は、株式会社計算力学研究センター製の熱力学平衡計算ソフトであるFactSage Ver.6.4を用いて気体として存在する塩化セシウムの割合を推定したものである。なお、熱力学平衡計算は、熱力学データベースに通常計算に用いられるNaCl、CaCl及びCsClのような単独物質のデータベースだけでなく、NaCl−CaCl−CsClの複塩(溶体)や、セシウムアルミノシリケートの熱力学データも加え、電気炉中のガス条件等を設定して実験データに合うようにチューニングした上で行った。図5において、●で示した「実験値」は表2及び表4に示す実施例に基づくデータをプロットしたものである。 In FIG. 5, “estimated values by FactSage” indicated by ◯ and X are FactSage Ver., Which is thermodynamic equilibrium calculation software manufactured by Computational Mechanics Research Center. The ratio of cesium chloride existing as a gas is estimated using 6.4. The thermodynamic equilibrium calculation is not limited to a single substance database such as NaCl, CaCl 2 and CsCl, which is usually used in the thermodynamic database, but a double salt (solution) of NaCl—CaCl 2 —CsCl, cesium alumino In addition to the thermodynamic data of the silicate, the gas conditions in the electric furnace were set and tuned to match the experimental data. In FIG. 5, “Experimental values” indicated by ● are plotted based on data based on the examples shown in Tables 2 and 4.

図5の点Aはカルシウムを含まず且つ塩素も含まない、分離促進剤を添加前の廃棄物の組成を示す点であり、当該廃棄物は放射性セシウムの分離が最も困難なものの一つである。当該廃棄物に対してカルシウム源と低融点塩化物との両方を添加し、これによって処理対象物の組成を例えば図5中の点B〜Eに調整することにより、廃棄物に含まれる放射性セシウムを比較的容易に分離可能にすることができる。分離促進剤の使用量を抑制し且つ処理対象物に含まれる塩化物量をなるべく低く維持することを勘案し、処理対象物の組成を例えば図5中の点D又は点Eに調整することがより好ましい。なお、点B及び点Cは放射性汚染物を1100℃で加熱した場合にセシウム除去率50%を達成し得る低融点塩化物量の上限値(点B)及び下限値(点C)であり、点D及び点Eは放射性汚染物を1100℃で加熱した場合にセシウム除去率70%を達成し得る低融点塩化物量の上限値(点D)及び下限値(点E)である。   Point A in FIG. 5 is a point that shows the composition of the waste before addition of the separation accelerator, which does not contain calcium and chlorine, and is one of the most difficult to separate radioactive cesium. . By adding both a calcium source and a low-melting-point chloride to the waste, thereby adjusting the composition of the object to be treated to points B to E in FIG. 5, for example, radioactive cesium contained in the waste Can be separated relatively easily. In consideration of suppressing the amount of the separation accelerator used and keeping the amount of chloride contained in the processing object as low as possible, the composition of the processing object may be adjusted to, for example, point D or point E in FIG. preferable. Points B and C are the upper limit (point B) and lower limit (point C) of the amount of low melting point chloride that can achieve a cesium removal rate of 50% when radioactive contaminants are heated at 1100 ° C. D and point E are the upper limit (point D) and lower limit (point E) of the low melting point chloride amount that can achieve a cesium removal rate of 70% when the radioactive contaminant is heated at 1100 ° C.

点Aの組成を有する廃棄物に分離促進剤を添加することによって図5中の点B〜点Eの組成の処理対象物を得るには、CaCO(カルシウム源)と低融点塩化物との比率(質量比)が以下のとおりの分離促進剤をそれぞれ使用すればよい。ここでCaCOの量は図5中のCaO量をCaCO換算量に計算したものである。
点B CaCO:低融点塩化物=35:65
点C CaCO:低融点塩化物=99:1
点D CaCO:低融点塩化物=54:46
点E CaCO:低融点塩化物=88:12
In order to obtain an object to be processed having the composition of points B to E in FIG. 5 by adding a separation accelerator to the waste having the composition of point A, CaCO 3 (calcium source) and low melting point chloride A separation promoter having a ratio (mass ratio) as described below may be used. Wherein the amount of CaCO 3 is obtained by calculating the terms of CaCO 3 content of CaO amount in FIG.
Point B CaCO 3 : low melting point chloride = 35: 65
Point C CaCO 3 : low melting point chloride = 99: 1
Point D CaCO 3 : low melting point chloride = 54: 46
Point E CaCO 3 : low melting point chloride = 88: 12

分離促進剤のCaCO(カルシウム源)の配合率をx質量%、分離促進剤の低融点塩化物の配合率をy質量%とすると、図5に基づく検討結果から上記(1)の方法で使用する分離促進剤は以下の条件を全て満たすことが好ましい。
(条件)
35≦x≦99(より好ましくは54≦x≦88)
1≦y≦65(より好ましくは12≦y≦46)
Assuming that the mixing ratio of the separation accelerator CaCO 3 (calcium source) is x mass% and the mixing ratio of the low melting point chloride of the separation accelerator is y mass%, from the examination result based on FIG. It is preferable that the separation accelerator used satisfies all of the following conditions.
(conditions)
35 ≦ x ≦ 99 (more preferably 54 ≦ x ≦ 88)
1 ≦ y ≦ 65 (more preferably 12 ≦ y ≦ 46)

図6は、上記(2)の方法(揮発+水洗処理)において、分離促進剤を添加後の処理対象物に含まれるカルシウム量(CaO換算、処理対象物全質量基準)と、低融点塩化物量(処理対象物全質量基準)との関係を示すグラフである。水洗処理に先立つ揮発処理に供される処理対象物のカルシウム量(CaO換算)及び低融点塩化物量は、図6の実線で囲われた領域に調整することが好ましい。   FIG. 6 shows the amount of calcium (calculated in terms of CaO, based on the total mass of the object to be processed) and the amount of low melting point chloride in the object to be treated after the addition of the separation accelerator in the method (2) (volatilization + water washing treatment). It is a graph which shows the relationship with (process target object total mass reference | standard). It is preferable to adjust the calcium amount (CaO conversion) and the low-melting-point chloride amount of the processing object to be subjected to the volatilization treatment prior to the water washing treatment to the region surrounded by the solid line in FIG.

図6において、○及び×で示したFactSageによる推定結果は、株式会社計算力学研究センター製の熱力学平衡計算ソフトであるFactSage Ver.6.4を用いて気体及び水溶性の塩化物として存在する塩化セシウムの割合を推定したものである。なお、熱力学平衡計算の条件は上記図5における条件と同様とした。図6において、●で示した実験値は、表4に示す実施例3に基づくデータをプロットしたものである。   In FIG. 6, the estimation results by FactSage indicated by ◯ and X are FactSage Ver., Which is thermodynamic equilibrium calculation software manufactured by Computational Mechanics Research Center. The ratio of cesium chloride existing as gas and water-soluble chloride is estimated using 6.4. The conditions for the thermodynamic equilibrium calculation were the same as the conditions in FIG. In FIG. 6, the experimental value indicated by ● is a plot of data based on Example 3 shown in Table 4.

図6の点Aはカルシウムを含まず且つ塩素も含まない、分離促進剤を添加前の廃棄物の組成を示す点であり、当該廃棄物は放射性セシウムの分離が最も困難なものの一つである。当該廃棄物に対してカルシウム源と低融点塩化物との両方を添加し、これによって処理対象物の組成を例えば図6中の点B〜Eに調整することにより、廃棄物に含まれる放射性セシウムを比較的容易に分離可能にすることができる。分離促進剤(カルシウム源及び低融点塩化物)の使用量を抑制し且つ処理対象物に含まれる塩化物量をなるべく低く維持することを勘案し、処理対象物の組成を例えば図6中の点D又は点Eに調整することがより好ましい。なお、点B及び点Cは処理対象物を700℃で加熱した後に水洗処理した場合にセシウム除去率50%を達成し得る低融点塩化物量の上限値(点B)及び下限値(点C)であり、点D及び点Eは放射性汚染物を1100℃で加熱した場合にセシウム除去率70%を達成し得る低融点塩化物量の上限値(点D)及び下限値(点E)である。   Point A in FIG. 6 is a point that shows the composition of the waste that does not contain calcium and does not contain chlorine and before the addition of the separation accelerator, and that waste is one of the most difficult to separate radioactive cesium. . By adding both a calcium source and a low-melting-point chloride to the waste, thereby adjusting the composition of the object to be treated to points B to E in FIG. 6, for example, radioactive cesium contained in the waste Can be separated relatively easily. Considering that the amount of the separation accelerator (calcium source and low melting point chloride) used is suppressed and the amount of chloride contained in the object to be treated is kept as low as possible, the composition of the object to be treated is, for example, point D in FIG. Or it is more preferable to adjust to the point E. In addition, the point B and the point C are the upper limit (point B) and lower limit (point C) of the amount of low melting point chloride which can achieve a cesium removal rate of 50% when the object to be treated is heated at 700 ° C. and then washed with water. Points D and E are the upper limit (point D) and lower limit (point E) of the low melting point chloride amount that can achieve a cesium removal rate of 70% when radioactive contaminants are heated at 1100 ° C.

点Aの組成を有する廃棄物に分離促進剤を添加することによって図6中の点B〜点Eの組成の処理対象物を得るには、CaCOと低融点塩化物との比率(質量比)が以下のとおりの分離促進剤をそれぞれ使用すればよい。ここでCaCOの量は図6中のCaO量をCaCO換算量に計算したものである。
点B CaCO:低融点塩化物=57:43
点C CaCO:低融点塩化物=93:7
点D CaCO:低融点塩化物=70:30
点E CaCO:低融点塩化物=91:9
In order to obtain a treatment object having the composition of points B to E in FIG. 6 by adding a separation accelerator to the waste having the composition of point A, the ratio (mass ratio) of CaCO 3 and low melting point chloride is obtained. ) May be used as follows. Wherein the amount of CaCO 3 is obtained by calculating the terms of CaCO 3 content of CaO content in FIG.
Point B CaCO 3 : low melting point chloride = 57: 43
Point C CaCO 3 : low melting point chloride = 93: 7
Point D CaCO 3 : low melting point chloride = 70: 30
Point E CaCO 3 : low melting point chloride = 91: 9

分離促進剤のCaCO(カルシウム源)の配合率をx質量%、分離促進剤の低融点塩化物の配合率をy質量%とすると、図6に基づく検討結果から上記(2)の方法で使用する分離促進剤は以下の条件を全て満たすことが好ましい。
(条件)
57≦x≦93(より好ましくは70≦x≦91)
7≦y≦43(より好ましくは9≦y≦30)
Assuming that the mixing ratio of the separation accelerator CaCO 3 (calcium source) is x mass% and the mixing ratio of the low melting point chloride of the separation accelerator is y mass%, from the examination result based on FIG. It is preferable that the separation accelerator used satisfies all of the following conditions.
(conditions)
57 ≦ x ≦ 93 (more preferably 70 ≦ x ≦ 91)
7 ≦ y ≦ 43 (more preferably 9 ≦ y ≦ 30)

上記実施形態においては、低融点塩化物(融点700℃以下)が2種類の塩化物の混合物からなる場合を例示したが、低融点塩化物は3種以上の塩化物の混合物からなるものであってもよい。   In the above embodiment, the low melting point chloride (melting point: 700 ° C. or lower) is exemplified by a mixture of two types of chlorides. However, the low melting point chloride is composed of a mixture of three or more types of chlorides. May be.

また、低融点塩化物は2種類以上の塩化物の複塩からなるものであってもよい。2種類以上の塩化物の複塩は、以下のようにして調製することができる。まず、それぞれ所定量の塩化物を混合して混合物を得る。この混合物を加熱することによって溶融させた後、冷却して複塩が得られる。これを粉砕することによって粉状の複塩(低融点塩化物)を得ることができる。   The low melting point chloride may be composed of a double salt of two or more kinds of chlorides. Two or more types of double salts of chloride can be prepared as follows. First, a predetermined amount of chloride is mixed to obtain a mixture. The mixture is melted by heating and then cooled to obtain a double salt. By pulverizing this, a powdery double salt (low melting point chloride) can be obtained.

上記低融点塩化物を含む分離促進剤によれば、廃棄物から放射性セシウムを分離するための加熱処理の温度を十分に低くできる。具体的には、当該加熱処理の温度を600℃以上1200℃未満に設定することができる。廃棄物からの放射性セシウムの除去処理を加熱による揮発させることで行うプロセスに上記分離促進剤を使用する場合、加熱処理の温度は好ましくは800℃以上1200℃未満であり、より好ましくは900℃以上1100℃以下であり、更に好ましくは900℃以上1000℃以下である。廃棄物からの放射性セシウムの除去処理を加熱による揮発と、その後の水洗処理によって行うプロセスに上記分離促進剤を使用する場合、加熱処理の温度は好ましくは600℃以上900℃以下であり、より好ましくは700℃以上850℃以下であり、更に好ましくは700℃以上800℃以下である。   According to the separation accelerator containing the low melting point chloride, the temperature of the heat treatment for separating the radioactive cesium from the waste can be sufficiently lowered. Specifically, the temperature of the heat treatment can be set to 600 ° C. or higher and lower than 1200 ° C. When the separation accelerator is used in a process for removing radioactive cesium from waste by volatilizing by heating, the temperature of the heat treatment is preferably 800 ° C. or higher and lower than 1200 ° C., more preferably 900 ° C. or higher. It is 1100 degrees C or less, More preferably, it is 900 degrees C or more and 1000 degrees C or less. When the separation accelerator is used in the process of removing radioactive cesium from waste by volatilization by heating and subsequent washing treatment, the temperature of the heat treatment is preferably 600 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, more preferably Is 700 ° C. or higher and 850 ° C. or lower, more preferably 700 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.

また、上記分離促進剤によれば、公知の分離促進剤よりも少ない添加量で放射性セシウムの十分に高い除去率を達成できる。   Moreover, according to the said separation promoter, a sufficiently high removal rate of radioactive cesium can be achieved with a smaller amount of addition than known separation promoters.

<放射性セシウム除去方法>
次に、放射性セシウムで汚染された廃棄物から放射性セシウムを除去する方法について説明する。処理対象の廃棄物は、例えば、土壌、下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、ごみ由来の溶融スラグ、貝殻、草木等の一般廃棄物、下水汚泥、下水スラグ、浄水汚泥、建設汚泥等の産業廃棄物、がれき等の災害廃棄物であって放射性セシウムを含むものである。これらの廃棄物のうちの一種のみを処理対象としてもよいし、2種以上が組み合わされたものを処理対象としてもよい。
<Radiocesium removal method>
Next, a method for removing radioactive cesium from waste contaminated with radioactive cesium will be described. Wastes to be treated include industrial waste such as soil, sewage sludge dry powder, municipal waste incineration ash, waste slag, shells, vegetation and other general waste, sewage sludge, sewage slag, purified sludge, construction sludge, etc. Wastes such as waste and debris, which contain radioactive cesium. Only one of these wastes may be treated, or a combination of two or more may be treated.

なお、ここでいう「放射性セシウムで汚染された廃棄物」は、放射性セシウムをほとんど含まない部分(例えば、土壌の場合、砂、石)を予め取り除いて得られる、放射性セシウムが濃縮されたもの(中間処理物)も包含する概念である。また、ここでいう「放射性セシウム」は、セシウムの放射性同位体であるセシウム134及びセシウム137を意味する。これらの放射性セシウムが原子力発電所などの事故によって放散されると、廃棄物の中においてセシウムアルミノシリケートの状態で存在したり、粘土鉱物に吸着して存在したりし、いずれも従来の加熱処理(揮発)又は水洗処理では除去しにくい態様である。   In addition, the “waste contaminated with radioactive cesium” mentioned here is a concentrated radioactive cesium obtained by removing in advance a portion that does not substantially contain radioactive cesium (for example, sand and stone in the case of soil). It is a concept that includes intermediate processed products. The “radioactive cesium” here means cesium 134 and cesium 137, which are radioisotopes of cesium. When these radioactive cesiums are dissipated by accidents such as nuclear power plants, they exist in the form of cesium aluminosilicate in the waste or adsorb on clay minerals, both of which are conventional heat treatment ( It is an aspect that is difficult to remove by volatilization) or water washing treatment.

上記低融点塩化物(混合物もしくは複塩)又は分離促進剤を使用した除去処理によって、処理対象の廃棄物、特に放射性セシウムの除去効率の低い土壌及び下水汚泥などであっても、高い除去率で放射性セシウムを除去することができる。   With removal treatment using the above low melting point chloride (mixture or double salt) or separation accelerator, even with waste to be treated, especially soil with low removal efficiency of radioactive cesium and sewage sludge, etc. with high removal rate Radiocesium can be removed.

以下、廃棄物から放射性セシウムを除去する方法について具体的に説明する。   Hereinafter, a method for removing radioactive cesium from waste will be specifically described.

(1)加熱処理による除去方法(加熱処理)
加熱処理による除去方法は、処理対象の廃棄物を加熱することによって放射性セシウムを揮発除去するものである。この除去方法は以下の工程を備える。
・処理対象の廃棄物と上記低融点塩化物との混合物を得る混合工程。
・上記混合物を加熱することによって放射性セシウムを揮発させる加熱工程。
(1) Removal method by heat treatment (heat treatment)
The removal method by heat treatment volatilizes and removes radioactive cesium by heating waste to be treated. This removal method includes the following steps.
A mixing step for obtaining a mixture of the waste to be treated and the low melting point chloride.
-The heating process which volatilizes radioactive cesium by heating the said mixture.

上記混合工程において、予め調製した分離促進剤を廃棄物に添加してもよく、あるいは、低融点塩化物を生成する2種類以上の塩化物及び必要に応じてカルシウム源を準備し、それぞれ所定量を廃棄物に添加してもよい。なお、混合工程を実施する設備としては例えばリボンミキサー、スクリューミキサー、ロッキングミキサーなどの容器回転型ミキサーを使用でき、加熱工程を実施する設備としては例えばストーカ炉やキルン炉などを使用できる。混合工程及び加熱工程を同じ設備(例えばキルン炉やストーカ炉内で混合しながら加熱)で実施してもよい。   In the above mixing step, a separation accelerator prepared in advance may be added to the waste, or two or more types of chlorides that produce low-melting chloride and a calcium source as needed are prepared, each of which has a predetermined amount. May be added to the waste. For example, a container rotating mixer such as a ribbon mixer, a screw mixer, or a rocking mixer can be used as the equipment for performing the mixing step, and a stoker furnace, a kiln furnace, or the like can be used as the equipment for performing the heating process. The mixing step and the heating step may be performed with the same equipment (for example, heating while mixing in a kiln furnace or a stoker furnace).

廃棄物に対して上記カルシウム源を添加する場合、上述のとおり、カルシウム源の添加量(CaCO換算、x質量%)及び2種以上の塩化物の添加量(y質量%)は、以下の条件を全て満たすことが好ましい(図5参照)。
(条件)
35≦x≦99(より好ましくは54≦x≦88)
1≦y≦65(より好ましくは12≦y≦46)
When adding the calcium source to the waste, as described above, the addition amount of the calcium source (CaCO 3 conversion, x mass%) and the addition amount of two or more chlorides (y mass%) are as follows: It is preferable to satisfy all the conditions (see FIG. 5).
(conditions)
35 ≦ x ≦ 99 (more preferably 54 ≦ x ≦ 88)
1 ≦ y ≦ 65 (more preferably 12 ≦ y ≦ 46)

処理対象物の全質量(可燃物及び水分を除いたベース)を100質量部とすると、処理対象物に含まれるCaO換算のカルシウム量は5.0質量部以上(より好ましくは5.0〜40質量部、更に好ましくは10.0〜35質量部)であり且つ処理対象物に含まれるCl量は1.0〜15.0質量部(より好ましくは3.0〜10.0質量部、最も好ましくは4.0〜8.0質量部)であることが好ましい。なお、下水汚泥のように水を多く含むもの、草木や木屑などの可燃物を多く含むものを処理する場合は、これらの加熱後の灰分と分離促進剤との混合物中のカルシウム量とCl量が上記範囲になるように調整すればよい。   When the total mass of the object to be treated (base excluding combustible substances and moisture) is 100 parts by mass, the amount of calcium in terms of CaO contained in the object to be treated is 5.0 parts by mass or more (more preferably 5.0 to 40). The amount of Cl contained in the object to be treated is 1.0 to 15.0 parts by mass (more preferably 3.0 to 10.0 parts by mass, most preferably 10.0 to 35 parts by mass). It is preferably 4.0 to 8.0 parts by mass). In addition, when processing things that contain a lot of water, such as sewage sludge, or things that contain a lot of combustible materials such as plants and wood chips, the amount of calcium and Cl in the mixture of these ash after heating and the separation accelerator May be adjusted so that is within the above range.

上記分離促進剤の添加量は、処理対象の廃棄物の種類にもよるが、廃棄物と分離促進剤(2種以上の塩化物とカルシウム源)の合量(可燃物及び水分を除いたベース)に対する分離促進剤の添加量(割合)として、5〜80質量%(より好ましくは10〜75質量%、更に好ましくは15〜70質量%、最も好ましくは20〜50質量%)で放射性セシウムの十分に高い除去率を達成できる。2種以上の塩化物とカルシウム源との合計量が5質量%未満であると放射性セシウムの除去率が不十分となりやすく、他方、80質量%を超えると処理後に得られる放射性セシウムを含む廃棄物の減量化が不十分となりやすい。   The amount of the above separation accelerator added depends on the type of waste to be treated, but the total amount of waste and separation accelerator (two or more chlorides and calcium sources) (base excluding combustible substances and moisture) ) As an addition amount (ratio) of 5 to 80% by mass (more preferably 10 to 75% by mass, still more preferably 15 to 70% by mass, most preferably 20 to 50% by mass) of radioactive cesium. A sufficiently high removal rate can be achieved. If the total amount of the two or more chlorides and the calcium source is less than 5% by mass, the removal rate of radioactive cesium tends to be insufficient, while if it exceeds 80% by mass, the waste containing radioactive cesium obtained after treatment It is easy to reduce the amount of water.

加熱工程に使用する設備としては、連続式でもバッチ式でもよく、具体例として焼却炉、電気炉、ロータリーキルンなどが挙げられる。放射性物質の放散を防ぐためには、加熱設備にシールを設ければよい。   The equipment used for the heating process may be a continuous type or a batch type, and specific examples include an incinerator, an electric furnace, and a rotary kiln. In order to prevent radiation of radioactive material, a seal may be provided in the heating facility.

加熱工程における処理温度は、好ましくは800℃以上1200℃未満であり、より好ましくは900℃以上1100℃以下であり、更に好ましくは900℃以上1000℃以下である。加熱工程における処理温度の上限値は1150℃であってもよい。処理温度が700℃以下であると放射性セシウムの除去率が不十分となりやすく、他方、1200℃以上であると加熱処理に要する燃料等のコストが増大しやすく且つより高い耐熱性を有する設備を使用する必要がある。これに加え、廃棄物が溶融し加熱設備に付着し過ぎるなどのトラブルが生じやすい。   The treatment temperature in the heating step is preferably 800 ° C. or higher and lower than 1200 ° C., more preferably 900 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower, and further preferably 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. 1150 degreeC may be sufficient as the upper limit of the process temperature in a heating process. If the treatment temperature is 700 ° C. or lower, the removal rate of radioactive cesium tends to be insufficient. On the other hand, if it is 1200 ° C. or higher, the cost of fuel, etc. required for the heat treatment is likely to increase and higher heat resistance is used. There is a need to. In addition to this, troubles such as melting of the waste and excessive adhesion to the heating equipment are likely to occur.

加熱工程における処理時間は、長ければ長いほど放射性セシウムの除去率は高まるが、廃棄物処理の効率性の観点から好ましくは30分〜6時間であり、より好ましくは1〜4時間である。なお、加熱処理後の廃棄物中の放射能レベルをモニタリングし、この値に応じて加熱工程の処理時間及び処理温度、並びに、混合工程における各種成分の添加量などを調節してもよい。   The longer the treatment time in the heating step, the higher the removal rate of radioactive cesium, but from the viewpoint of waste treatment efficiency, it is preferably 30 minutes to 6 hours, more preferably 1 to 4 hours. Note that the radioactivity level in the waste after the heat treatment may be monitored, and the treatment time and treatment temperature of the heating step, the addition amount of various components in the mixing step, and the like may be adjusted according to this value.

本実施形態に係る除去方法は、廃棄物と分離促進剤等の添加剤との混合度を高めたり、放射性セシウムの除去効率を高めたりする観点から、混合工程後に混合物を粉砕する粉砕工程を更に備えてもよい。また、加熱処理によって揮発した放射性セシウムを他の塩化物及びダスト分とともに集塵機(例えばバグフィルタ)で回収する回収工程を更に備えてもよい。   The removal method according to the present embodiment further includes a pulverization step of pulverizing the mixture after the mixing step from the viewpoint of increasing the degree of mixing of waste and additives such as separation accelerators or increasing the removal efficiency of radioactive cesium. You may prepare. Moreover, you may further provide the collection | recovery process which collect | recovers the radioactive cesium volatilized by heat processing with a dust collector (for example, bag filter) with other chlorides and dust components.

(2)加熱処理及び水洗処理による除去方法(加熱処理+水洗処理)
加熱処理及び水洗処理による除去方法は、処理対象の廃棄物を加熱することによって放射性セシウムを揮発させた後、廃棄物を水洗することによって残存する放射セシウムを更に除去するものである。この除去方法は以下の工程を備える。
・処理対象の廃棄物と上記低融点塩化物との混合物を得る混合工程。
・上記混合物を加熱することによって放射性セシウムを揮発させる加熱工程。
・加熱工程後の廃棄物を水洗することによって放射性セシウムを溶出させる水洗工程。
以下、上述の(1)加熱処理による除去方法と異なる点について主に説明する。
(2) Removal method by heat treatment and water washing treatment (heat treatment + water washing treatment)
The removal method by heat treatment and water washing treatment is to further remove the remaining radioactive cesium by volatilizing radioactive cesium by heating the waste to be treated and then washing the waste with water. This removal method includes the following steps.
A mixing step for obtaining a mixture of the waste to be treated and the low melting point chloride.
-The heating process which volatilizes radioactive cesium by heating the said mixture.
-A water washing step for leaching radioactive cesium by washing the waste after the heating step with water.
Hereinafter, differences from the above-described (1) removal method by heat treatment will be mainly described.

廃棄物に対して上記カルシウム源を添加する場合、上述のとおり、カルシウム源の添加量(CaCO換算、x質量%)及び2種以上の塩化物の添加量(y質量%)は、以下の条件を全て満たすことが好ましい(図6参照)。
(条件)
57≦x≦93(より好ましくは70≦x≦91)
7≦y≦43(より好ましくは9≦y≦30)
When adding the calcium source to the waste, as described above, the addition amount of the calcium source (CaCO 3 conversion, x mass%) and the addition amount of two or more chlorides (y mass%) are as follows: It is preferable to satisfy all the conditions (see FIG. 6).
(conditions)
57 ≦ x ≦ 93 (more preferably 70 ≦ x ≦ 91)
7 ≦ y ≦ 43 (more preferably 9 ≦ y ≦ 30)

処理対象物の全質量(可燃物及び水分を除いたベース)を100質量部とすると、処理対象物に含まれるCaO換算のカルシウム量は20.0質量部以上(より好ましくは20.0〜40質量部)であり且つ処理対象物に含まれるCl量は4.0〜25.0質量部(より好ましくは4.0〜20.0質量部、最も好ましくは5.0.0〜15.0質量部)であることが好ましい。なお、下水汚泥のように水を多く含むもの、草木や木屑などの可燃物を多く含むものを処理する場合は、これらの加熱後の灰分と分離促進剤との混合物中のカルシウム量とCl量が上記範囲になるように調整すればよい。   When the total mass of the object to be treated (base excluding combustible substances and moisture) is 100 parts by mass, the amount of calcium in terms of CaO contained in the object to be treated is 20.0 parts by mass or more (more preferably 20.0 to 40). The amount of Cl contained in the object to be processed is 4.0 to 25.0 parts by mass (more preferably 4.0 to 20.0 parts by mass, most preferably 5.0.0 to 15.0). Part by mass). In addition, when processing things that contain a lot of water, such as sewage sludge, or things that contain a lot of combustible materials such as plants and wood chips, the amount of calcium and Cl in the mixture of these ash after heating and the separation accelerator May be adjusted so that is within the above range.

上記分離促進剤の添加量は、処理対象の廃棄物の種類にもよるが、廃棄物と分離促進剤(2種以上の塩化物とカルシウム源)の合量(可燃物及び水分を除いたベース)に対する分離促進剤の添加量(割合)として、5〜80質量%(より好ましくは10〜75質量%、更に好ましくは15〜70質量%、最も好ましくは20〜50質量%)で放射性セシウムの十分に高い除去率を達成できる。2種以上の塩化物とカルシウム源との合計量が5質量%未満であると放射性セシウムの除去率が不十分となりやすく、他方、80質量%を超えると処理後に得られる放射性セシウムを含む廃棄物の減量化が不十分となりやすい。   The amount of the above separation accelerator added depends on the type of waste to be treated, but the total amount of waste and separation accelerator (two or more chlorides and calcium sources) (base excluding combustible substances and moisture) ) As an addition amount (ratio) of 5 to 80% by mass (more preferably 10 to 75% by mass, still more preferably 15 to 70% by mass, most preferably 20 to 50% by mass) of radioactive cesium. A sufficiently high removal rate can be achieved. If the total amount of the two or more chlorides and the calcium source is less than 5% by mass, the removal rate of radioactive cesium tends to be insufficient, while if it exceeds 80% by mass, the waste containing radioactive cesium obtained after treatment It is easy to reduce the amount of water.

加熱工程における処理温度は、好ましくは600℃以上900℃以下であり、より好ましくは700℃以上850℃以下であり、更に好ましくは700℃以上800℃以下である。処理温度が600℃未満であると放射性セシウムの除去率が不十分となりやすく、他方、900℃以上であると加熱工程のみで十分に高い放射性セシウム除去率を達成できる場合があり、この場合、水洗工程を実施する必要性が低くなる。   The treatment temperature in the heating step is preferably 600 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, more preferably 700 ° C. or higher and 850 ° C. or lower, and still more preferably 700 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. If the treatment temperature is less than 600 ° C., the removal rate of radioactive cesium tends to be insufficient. On the other hand, if it is 900 ° C. or more, a sufficiently high removal rate of radioactive cesium may be achieved only by the heating step. The need to carry out the process is reduced.

水洗工程に使用する設備としては、連続式でもバッチ式でもよい。例えば、水槽の中に対象物を投入し、一定時間攪拌させればよく、この操作は1段階で行ってもよく複数段階で行ってもよい。放射性物質の放散を防ぐためには、水洗設備にシールを設ければよい。最終的な放射能汚染レベルを確認し、必要であれば水洗時間を延ばしたり、加熱工程の処理時間及び処理温度、並びに、混合工程における各種成分の添加量などを調節したりしてもよい。水洗工程によって水に溶出した放射性セシウムは、ゼオライト等の吸着剤によって捕集され、その後、濃縮工程等を経て最終処分場に搬送される。   The equipment used for the water washing step may be a continuous type or a batch type. For example, an object may be put into a water tank and stirred for a certain period of time, and this operation may be performed in one stage or in multiple stages. In order to prevent the radioactive material from being diffused, a seal may be provided in the washing facility. The final radioactive contamination level may be confirmed, and if necessary, the washing time may be extended, the treatment time and treatment temperature of the heating step, and the addition amount of various components in the mixing step may be adjusted. Radiocesium eluted in water by the water washing process is collected by an adsorbent such as zeolite, and then transported to a final disposal site through a concentration process and the like.

本実施形態の分離促進剤は、処理対象の廃棄物のカルシウム量や塩素量が少ないものほど、従来の分離促進剤よりも高いセシウム分離効果を得られる。処理対象の廃棄物のカルシウム量(CaO換算)は処理対象の廃棄物の全質量基準で0〜30質量%(好ましくは0〜20質量%、更に好ましくは0〜10質量%、最も好ましくは0〜5質量%)、塩素量は0〜10質量%(好ましくは0〜7%、更に好ましくは0〜5%、最も好ましくは0〜1%)であると、本実施形態の分離促進剤の効果が顕著に発揮される。   As for the separation accelerator of this embodiment, the lower the amount of calcium or chlorine in the waste to be treated, the higher the cesium separation effect can be obtained than the conventional separation accelerator. The calcium content (CaO equivalent) of the waste to be treated is 0 to 30% by weight (preferably 0 to 20% by weight, more preferably 0 to 10% by weight, most preferably 0) based on the total weight of the waste to be treated. ˜5% by mass), and the chlorine content is 0 to 10% by mass (preferably 0 to 7%, more preferably 0 to 5%, most preferably 0 to 1%). The effect is remarkable.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[セシウム吸着粘土の作製]
放射性セシウムと安定型セシウムは同様の挙動をとると想定し、実験は放射性セシウムの代わりに安定型セシウムである炭酸セシウムを使用して行った。また、既往の検討で、放射性セシウムは土壌中では粘土鉱物に吸着されて水に溶けにくい形態で存在することが明らかとなったため、安定型セシウムを以下の方法で粘土鉱物に吸着させて試験に供した。セシウム吸着粘土試料の作製方法は以下のとおりである。粘性土1000gに炭酸セシウムをCs換算で250〜300mg/kg加え、水を粘性土に対して40質量%加え、ホバートミキサーで練り混ぜた。その後、一週間程度放置し、粘土鉱物にセシウムを十分吸着させた。そして、セシウムを吸着させた粘性土は100℃で乾燥し余分な水分を除去してセシウム吸着粘土試料とした。
[Preparation of cesium adsorption clay]
Assuming that radioactive cesium and stable cesium behave in the same manner, experiments were conducted using cesium carbonate, which is stable cesium, instead of radioactive cesium. In addition, as a result of past studies, it has been clarified that radioactive cesium is adsorbed by clay minerals in soil and is not easily dissolved in water. Therefore, stable cesium was adsorbed on clay minerals by the following method for testing. Provided. The method for preparing the cesium-adsorbed clay sample is as follows. Cesium carbonate (250 to 300 mg / kg in terms of Cs) was added to 1000 g of the clay, water was added at 40 mass% with respect to the clay, and the mixture was kneaded with a Hobart mixer. Then, it was allowed to stand for about a week to sufficiently adsorb cesium on the clay mineral. And the clay soil which adsorb | sucked cesium was dried at 100 degreeC, the excess water | moisture content was removed, and it was set as the cesium adsorption clay sample.

[セシウム含有焼却灰の作製]
既往の検討で、焼却灰中の放射性セシウムはアルミノシリケートの形態で存在することが明らかとなったため、試薬の炭酸セシウム、AlおよびSiOとをCsAlSiOの化学成分となるように調合し、900℃で1時間加熱して合成したセシウムアルミノシリケートを、セシウム換算で250〜300mg/kgとなるようにごみ焼却灰に添加して、セシウム含有焼却灰を作製した。図7は、合成したセシウムアルミノシリケートのX線回折プロファイルである。このプロファイルは、大部分がCsAlSiOとして生成し、少量のCsAlSiを含み且つ未反応のSiO及びCsOが若干残っていることを示している。
[Production of cesium-containing incineration ash]
Previous studies have revealed that radioactive cesium in incineration ash exists in the form of aluminosilicate, so the reagents cesium carbonate, Al 2 O 3 and SiO 2 are formulated to be chemical components of CsAlSiO 4. Then, the cesium aluminosilicate synthesized by heating at 900 ° C. for 1 hour was added to the waste incineration ash so as to be 250 to 300 mg / kg in terms of cesium to produce a cesium-containing incineration ash. FIG. 7 is an X-ray diffraction profile of the synthesized cesium aluminosilicate. This profile shows that most is produced as CsAlSiO 4 , contains a small amount of CsAlSi 2 O 6 , and some unreacted SiO 2 and CsO remain.

セシウムを添加した粘性土(セシウム吸着粘土)及び焼却灰(セシウム含有焼却灰)の化学組成は表1のとおりである。   Table 1 shows the chemical composition of the clay soil (cesium adsorption clay) and incineration ash (cesium-containing incineration ash) to which cesium was added.

[セシウム分離促進剤の調製]
セシウム分離促進剤は、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウムを使用し、表2の配合で調製した。また、CaClとNaClを共に添加した場合、その比率によって図1に示すA→B→Cのラインで示される融点となる。表2の実施例1〜3及び参考例4の条件は塩化物の融点が504℃となる比率(モル比でCaCl:NaCl=50:49)としたものである。
[Preparation of cesium separation promoter]
As the cesium separation accelerator, calcium carbonate, calcium chloride, and sodium chloride were used and prepared according to the formulation shown in Table 2. When both CaCl 2 and NaCl are added, the melting point indicated by the line A → B → C shown in FIG. The conditions of Examples 1 to 3 and Reference Example 4 in Table 2 are such that the melting point of the chloride is 504 ° C. (molar ratio CaCl 2 : NaCl = 50: 49).


※表2における「添加量」はセシウム吸着粘土と分離促進剤の合量(質量)に対する分離促進剤の質量の割合である。

* "Addition amount" in Table 2 is the ratio of the mass of the separation accelerator to the total amount (mass) of the cesium adsorption clay and the separation accelerator.

[加熱処理]
セシウム含有土及び焼却灰はセシウム分離促進剤を所定量添加した後、試料10gを量り取り、アルミナボートの上に試料の深さが1cm程度となるように乗せて、電気炉にて加熱処理を行った。加熱温度は700℃、900℃及び1100℃とし、いずれも加熱時間は2時間とした。
[Heat treatment]
For cesium-containing soil and incineration ash, after adding a predetermined amount of cesium separation accelerator, weigh 10 g of sample, place it on an alumina boat so that the depth of the sample is about 1 cm, and heat-treat in an electric furnace. went. The heating temperature was 700 ° C., 900 ° C., and 1100 ° C., and the heating time was 2 hours.

[セシウム量及びセシウム除去率の測定]
セシウムの除去率は、揮発除去と水洗除去を考慮して、未処理の粘土中のセシウム量に対する、加熱処理後の粘土に含まれる揮発セシウム量及び水溶性セシウム量の割合とした。揮発セシウムと水溶性セシウムの測定方法は以下のとおりである。
(1)全セシウム量
試料に含まれる全セシウム量は、アルカリ溶融等で試料を全溶融させた後、ICPにより定量した。分離促進剤無添加及び非加熱の試料に含まれる全セシウム量を基準とし、加熱後の試料に含まれるセシウム量は、試料の一部が揮発して非加熱時のセシウム量よりも濃縮されているので、以下の式によって非加熱時のセシウム量に換算し、更に添加物量も補正して、加熱後の残存セシウム量とした。なお、加熱時の質量減少量にはセシウムや塩化物の揮発に加え、カルシウム源として用いたCaCOの脱炭酸分などが含まれる。
残存セシウム量(加熱処理後の全セシウム量(未処理ベース))=
加熱処理試料中の全セシウム量×{100/(100−加熱時の質量減少量%)}
×{100/(100−分離促進剤量%)}
[Measurement of cesium content and cesium removal rate]
The removal rate of cesium was defined as the ratio of the amount of volatile cesium and the amount of water-soluble cesium contained in the clay after heat treatment to the amount of cesium in the untreated clay in consideration of removal by volatilization and washing with water. The measuring method of volatile cesium and water-soluble cesium is as follows.
(1) Total cesium amount The total cesium amount contained in the sample was quantified by ICP after the sample was completely melted by alkali melting or the like. Based on the total amount of cesium contained in the sample with no separation accelerator added and unheated, the amount of cesium contained in the sample after heating is more concentrated than the amount of cesium at the time of non-heating when part of the sample is volatilized. Therefore, it was converted into the amount of cesium at the time of non-heating by the following formula, and the amount of additive was further corrected to obtain the amount of residual cesium after heating. The amount of mass reduction upon heating includes decarboxylation of CaCO 3 used as a calcium source in addition to volatilization of cesium and chloride.
Residual cesium content (total cesium content after heat treatment (untreated base)) =
Total amount of cesium in the heat-treated sample × {100 / (100−mass loss% upon heating%)}
X {100 / (100-Amount of separation accelerator%)}

(2)揮発セシウム量
揮発セシウムは未処理のセシウム含有粘性土あるいは焼却灰中の全セシウム量から、加熱処理後の試料中の全セシウム量を差し引くことで求めた。加熱処理後の全セシウム量、すなわち残存セシウム量は上式で求めた。
揮発セシウム量=未処理試料の全セシウム量−加熱後の残存セシウム量(未処理ベース)
(2) Volatile cesium amount Volatile cesium was determined by subtracting the total amount of cesium in the sample after heat treatment from the total amount of cesium in untreated cesium-containing viscous soil or incinerated ash. The total amount of cesium after the heat treatment, that is, the amount of residual cesium was determined by the above formula.
Volatile cesium amount = total cesium amount of untreated sample-residual cesium amount after heating (untreated base)

(3)水溶性セシウム量
水溶性セシウム量は以下のように測定した。まず、試料1gを水10gに入れ、10分間攪拌してセシウムを溶出させた。その後、溶液を濾過し、ろ液中のセシウム量を水溶性セシウム量とした。なお、式1と同様に、水溶性セシウム量も未処理ベース時の量として以下の式で補正した。
水溶性セシウム量(未処理ベース)=
加熱処理試料中の水溶性セシウム量×{100/(100−加熱時の質量減少量%)}
×{100/(100−分離促進剤量%)}
(3) Amount of water-soluble cesium The amount of water-soluble cesium was measured as follows. First, 1 g of a sample was placed in 10 g of water and stirred for 10 minutes to elute cesium. Thereafter, the solution was filtered, and the amount of cesium in the filtrate was defined as the amount of water-soluble cesium. Similar to Equation 1, the amount of water-soluble cesium was corrected by the following equation as the amount for the untreated base.
Water-soluble cesium amount (untreated base) =
Amount of water-soluble cesium in the heat-treated sample × {100 / (100−mass decrease in heating%)}
X {100 / (100-Amount of separation accelerator%)}

(4)難溶性セシウム量
難溶性セシウム量は加熱処理後の全セシウム量(未処理ベース)から水溶性セシウム量を差し引き、難溶性セシウム量とした。
(5)セシウム除去率
セシウム除去率は以下のように求めた。
セシウム除去率%=
(揮発セシウム量+水溶性セシウム量)÷未処理時の全セシウム量×100%
※揮発セシウム量と水溶性セシウム量はいずれも未処理時ベースの換算値を使用。
(4) Slightly soluble cesium amount The hardly soluble cesium amount was determined by subtracting the amount of water soluble cesium from the total amount of cesium after heat treatment (untreated base).
(5) Cesium removal rate The cesium removal rate was determined as follows.
Cesium removal rate% =
(Volume of cesium + amount of water-soluble cesium * ) ÷ total amount of cesium when not treated x 100%
* For both volatile cesium and water-soluble cesium, the conversion value based on untreated is used.

1.放射性セシウム分離促進剤の効果確認(セシウム吸着粘土による実験)
各種分離促進剤を添加した場合の加熱処理後のセシウムの存在形態と揮発および水洗で除去可能なセシウム除去率の結果を表3に示した。セシウム量はいずれも未処理試料ベースでの量を記載した。
[未処理試料]
未処理試料(セシウム吸着粘土)のセシウム量は240mg/kgである。
1. Confirmation of the effect of radioactive cesium separation accelerator (experiment with cesium adsorption clay)
Table 3 shows the results of cesium removal after heat treatment when various separation accelerators were added and the removal rate of cesium that can be removed by volatilization and water washing. As for the amount of cesium, the amount based on an untreated sample is described.
[Untreated sample]
The amount of cesium in the untreated sample (cesium-adsorbed clay) is 240 mg / kg.

[比較例1(無添加)]
分離促進剤無添加であるNo.1(表3中の比較例1−1〜1−3)では、1100℃まで加熱温度を高めても揮発セシウムは少なく、セシウム除去率は12.5〜25.0%と低い。また、水溶性セシウムを含めてもセシウム除去率は低く、加熱による分離は難しい。
[Comparative Example 1 (no additive)]
No. No separation accelerator added. 1 (Comparative Examples 1-1 to 1-3 in Table 3), even if the heating temperature is increased to 1100 ° C., the amount of volatile cesium is small and the cesium removal rate is as low as 12.5 to 25.0%. Even if water-soluble cesium is included, the cesium removal rate is low and separation by heating is difficult.

[表3の添加条件No.2〜4]
分離促進剤としてCaCOを用いた場合(表2のNo.2〜4)、添加量を20〜60%とし、1100℃まで加熱温度を高めても揮発セシウムはあまり増加せず、セシウムの分離促進効果が得られなかった(表3の比較例2−1〜4−3)。また、水溶性セシウムもあまり増加しなかった。
[Addition Condition No. in Table 3 2-4]
When CaCO 3 is used as a separation accelerator (Nos. 2 to 4 in Table 2), the addition amount is 20 to 60%, and even if the heating temperature is increased to 1100 ° C., the volatile cesium does not increase so much, and the cesium is separated. The promoting effect was not obtained (Comparative Examples 2-1 to 4-3 in Table 3). Moreover, water-soluble cesium did not increase so much.

[表3の添加条件No.5〜6]
CaCl及びCaCOからなる分離促進剤(表2のNo.5〜6)は、その添加量を50%とし且つ1100℃まで加熱した参考例6−3を除き、揮発セシウムおよび水溶性セシウムは増加せず、セシウムの分離促進効果は得られなかった(比較例5−1〜6−3)。この分離促進剤の場合は添加量を増やし、1100℃以上の高温で加熱する必要があるため、経済的に好ましくない。
[Addition Condition No. in Table 3 5-6]
Separation promoters composed of CaCl 2 and CaCO 3 (Nos. 5 to 6 in Table 2) were added to 50% and except for Reference Example 6-3 heated to 1100 ° C., volatile cesium and water-soluble cesium were It did not increase and the effect of promoting the separation of cesium was not obtained (Comparative Examples 5-1 to 6-3). In the case of this separation accelerator, it is necessary to increase the amount of addition and to heat at a high temperature of 1100 ° C. or higher, which is not economically preferable.

[表4の添加条件No.7〜9]
CaCOに塩化物が700℃以下の低い温度で溶融するようにCaClとNaClを適量配合(モル比で50:49)した添加条件No.7〜10は、700℃を超えた温度(900℃及び1100℃)で加熱するとセシウム除去率はいずれも5割以上であり、高いセシウム分離促進効果が得られた。
[Addition condition No. in Table 4 7-9]
Addition condition No. 1 in which appropriate amounts of CaCl 2 and NaCl were mixed (molar ratio 50:49) so that chloride melts at a low temperature of 700 ° C. or less in CaCO 3 When 7 to 10 were heated at temperatures exceeding 700 ° C. (900 ° C. and 1100 ° C.), the cesium removal rate was 50% or more, and a high cesium separation promoting effect was obtained.

[表4の添加条件No.10]
塩化物が700℃以下の低い温度で溶融するようにCaClとNaClを適量配合(モル比で50:49)した分離促進剤も、900℃及び1100℃で加熱するとセシウム除去率は5割以上であり、高いセシウム分離促進効果が得られた。
[Addition condition No. in Table 4 10]
Separation accelerators containing appropriate amounts of CaCl 2 and NaCl (molar ratio 50:49) so that the chloride melts at a low temperature of 700 ° C. or less can also be removed at a rate of 50% or more when heated at 900 ° C. and 1100 ° C. Thus, a high cesium separation promoting effect was obtained.

[表4の添加条件No.11]
NaClとCaCOを配合した分離促進剤は、1100℃まで加熱してもセシウム除去率は5割以下であり、セシウム分離促進効果は高くなかった。
[Addition condition No. in Table 4 11]
Even when the separation accelerator containing NaCl and CaCO 3 was heated to 1100 ° C., the cesium removal rate was 50% or less, and the effect of promoting cesium separation was not high.

表3,4にセシウムを吸着させた粘性土に分離促進剤を添加したものを2時間加熱処理した時のセシウム(Cs)存在形態と除去率を示す。なお、Cs除去率が50%以上を「○」で示し、50%未満を「×」で示した。図8〜11は、表3,4に示す結果をグラフ化したものである。   Tables 3 and 4 show the cesium (Cs) existence form and the removal rate when a mixture obtained by adding a separation accelerator to viscous soil adsorbed with cesium is heated for 2 hours. A Cs removal rate of 50% or more is indicated by “◯” and less than 50% is indicated by “x”. 8 to 11 are graphs of the results shown in Tables 3 and 4. FIG.

2.放射性セシウム分離促進剤の効果確認(セシウム含有焼却灰による実験)
セシウム含有焼却灰についてもセシウム吸着粘土と同様に実験を行った。表5にセシウム含有焼却灰を使用した場合の分離促進剤種別及び添加量を示す。表6にセシウム分離促進剤の配合及び添加量を示す。表7に焼却灰で2時間加熱処理した時のセシウム(Cs)存在形態及び除去率を示す。なお、Cs除去率が50%以上を「○」で示し、50%未満を「×」で示した。表7に示すように、900℃及び1100℃でセシウム除去効率は50%以上となり、土壌(セシウム吸着粘土)だけでなく焼却灰に対してもセシウム分離促進効果が認められた。
2. Confirmation of effect of radioactive cesium separation accelerator (experiment with incinerated ash containing cesium)
The cesium-containing incinerated ash was also tested in the same manner as the cesium-adsorbed clay. Table 5 shows the type and amount of separation accelerator when cesium-containing incineration ash is used. Table 6 shows the composition and addition amount of the cesium separation accelerator. Table 7 shows the cesium (Cs) existence form and removal rate when heat-treated with incinerated ash for 2 hours. A Cs removal rate of 50% or more is indicated by “◯” and less than 50% is indicated by “x”. As shown in Table 7, the cesium removal efficiency was 50% or more at 900 ° C. and 1100 ° C., and an effect of promoting cesium separation was observed not only on soil (cesium adsorbed clay) but also on incinerated ash.


3.CaCl−NaCl系以外の低融点塩化物の効果確認(セシウム吸着粘土による実験)
セシウム吸着粘土を用いて、CaCl−NaCl系以外の低融点塩化物の効果確認を行った。
3. Confirmation of effect of low melting point chloride other than CaCl 2 -NaCl system (experiment with cesium adsorption clay)
Using cesium adsorbed clay, the effect of low melting point chloride other than CaCl 2 -NaCl system was confirmed.

(実施例14)
本例は上述の「組合せ2」に関し、低融点塩化物として25CaCl・75KCl(融点599℃)を使用した。本例においては、低融点塩化物を得るためにCaClとKClとをモル比で25:75となるように混合し、更に炭酸カルシウム(CaCO)と低融点塩化物とを混合比が互いに異なる以下の2種類の分離促進剤を調製した。
(Example 14)
In this example, 25CaCl 2 · 75 KCl (melting point: 599 ° C.) was used as the low melting point chloride with respect to “Combination 2” described above. In this example, in order to obtain a low melting point chloride, CaCl 2 and KCl are mixed at a molar ratio of 25:75, and calcium carbonate (CaCO 3 ) and the low melting point chloride are mixed with each other at a mixing ratio of each other. The following two different types of separation accelerators were prepared.

実施例14−1に係る分離促進剤はCaCO:低融点塩化物(質量比)を60:10としたものである。当該分離促進剤とセシウム吸着粘土の合量に対し、当該分離促進剤を70質量%添加することによって処理対象物を調製した。この処理対象物を700℃に加熱することによって加熱処理物を得た。更にこの加熱処理物を水洗処理した。表8に加熱処理によるセシウムの揮発除去率と、水洗処理によるセシウムの水洗除去率の結果を示す。 The separation accelerator according to Example 14-1 is CaCO 3 : low melting point chloride (mass ratio) of 60:10. The object to be treated was prepared by adding 70% by mass of the separation accelerator to the total amount of the separation accelerator and cesium-adsorbed clay. The object to be treated was heated to 700 ° C. to obtain a heat-treated object. Further, this heat-treated product was washed with water. Table 8 shows the results of the cesium volatilization removal rate by the heat treatment and the water removal rate of cesium by the water washing treatment.

実施例14−2に係る分離促進剤はCaCO:低融点塩化物(質量比)を40:10としたものである。当該分離促進剤とセシウム吸着粘土の合量に対し、当該分離促進剤を50質量%添加することによって加熱対象物を調製した。この処理対象物を900℃に加熱することによって加熱処理物を得た。更にこの加熱処理物を水洗処理した。表8に加熱処理によるセシウムの揮発除去率と、水洗処理によるセシウムの水洗除去率の結果を示す。 The separation accelerator according to Example 14-2 is CaCO 3 : low melting point chloride (mass ratio) of 40:10. The heating object was prepared by adding 50 mass% of the separation accelerator to the total amount of the separation accelerator and cesium adsorption clay. The object to be treated was heated to 900 ° C. to obtain a heat-treated object. Further, this heat-treated product was washed with water. Table 8 shows the results of the cesium volatilization removal rate by the heat treatment and the water removal rate of cesium by the water washing treatment.

(実施例15)
本例は、上述の「組合せ4」に関し、低融点塩化物として35MgCl・65KCl(融点423℃)を使用した。本例においては、低融点塩化物を得るためにMgClとKClとをモル比で35:65となるように混合し、さらに炭酸カルシウム(CaCO)と低融点塩化物とを混合比が互いに異なる以下の2種類の分離促進剤を調製した。
(Example 15)
In this example, 35 MgCl 2 · 65 KCl (melting point: 423 ° C.) was used as the low melting point chloride for “Combination 4” described above. In this example, in order to obtain a low melting point chloride, MgCl 2 and KCl are mixed at a molar ratio of 35:65, and calcium carbonate (CaCO 3 ) and the low melting point chloride are mixed with each other at a mixing ratio of each other. The following two different types of separation accelerators were prepared.

実施例15−1に係る分離促進剤はCaCO:低融点塩化物(質量比)を60:10としたものである。当該分離促進剤とセシウム吸着粘土の合量に対し、当該分離促進剤を70質量%添加することによって処理対象物を調製した。この処理対象物を700℃に加熱することによって加熱処理物を得た。更にこの加熱処理物を水洗処理した。表8に加熱処理によるセシウムの揮発除去率と、水洗処理によるセシウムの水洗除去率の結果を示す。 The separation accelerator according to Example 15-1 is CaCO 3 : low melting point chloride (mass ratio) of 60:10. The object to be treated was prepared by adding 70% by mass of the separation accelerator to the total amount of the separation accelerator and cesium-adsorbed clay. The object to be treated was heated to 700 ° C. to obtain a heat-treated object. Further, this heat-treated product was washed with water. Table 8 shows the results of the cesium volatilization removal rate by the heat treatment and the water removal rate of cesium by the water washing treatment.

実施例15−2に係る分離促進剤はCaCO:低融点塩化物(質量比)を40:10としたものである。当該分離促進剤とセシウム吸着粘土の合量に対し、当該分離促進剤を50質量%添加することによって加熱対象物を調製した。この処理対象物を900℃に加熱することによって加熱処理物を得た。更にこの加熱処理物を水洗処理した。表8に加熱処理によるセシウムの揮発除去率と、水洗処理によるセシウムの水洗除去率の結果を示す。 The separation accelerator according to Example 15-2 is CaCO 3 : low melting point chloride (mass ratio) of 40:10. The heating object was prepared by adding 50 mass% of the separation accelerator to the total amount of the separation accelerator and cesium adsorption clay. The object to be treated was heated to 900 ° C. to obtain a heat-treated object. Further, this heat-treated product was washed with water. Table 8 shows the results of the cesium volatilization removal rate by the heat treatment and the water removal rate of cesium by the water washing treatment.

図15は、CaCl単独又はNaCl単独で添加した場合の結果と、49NaCl・50CaClを添加した場合の結果と、実施例14,15の結果とをまとめてグラフ化したものである。低融点塩化物を分離促進剤に配合することで、単独の塩化物(CaCl又はNaCl)を配合する場合と比較してセシウム分離促進効果が非常に高くなることが確認できた。 FIG. 15 is a graph summarizing the results of adding CaCl 2 alone or NaCl alone, the results of adding 49 NaCl · 50 CaCl 2 , and the results of Examples 14 and 15. It has been confirmed that by blending the low melting point chloride with the separation accelerator, the effect of promoting cesium separation becomes very high as compared with the case where a single chloride (CaCl 2 or NaCl) is blended.

表3,4及び図15に示したとおり、上記実施例で使用した分離促進剤は、700〜1200℃といった焼却炉やロータリーキルンで可能な加熱温度域において、放射性セシウムの十分な除去効果を有する。図12〜14は、表3,4に示す結果をグラフ化したものであって、廃棄物から揮発除去されるセシウムとその後に必要に応じて行われる水洗処理によって除去されるセシウムの割合を示すグラフである。加熱処理(揮発除去)と水洗処理(水洗除去)とを組み合わせることによって揮発除去のための加熱処理の温度をより低温化できる。本発明に係る分離促進剤は、原子力発電所の事故などで放散した放射性セシウムで汚染された土壌、焼却灰、下水汚泥等の廃棄物の除染、放射性廃棄物の減容化に有用である。   As shown in Tables 3 and 4 and FIG. 15, the separation accelerator used in the above examples has a sufficient effect of removing radioactive cesium in a heating temperature range of 700 to 1200 ° C. that is possible in an incinerator or a rotary kiln. 12 to 14 are graphs of the results shown in Tables 3 and 4, and show the ratio of cesium that is volatilized and removed from the waste and the cesium that is removed by the water washing process that is performed as necessary thereafter. It is a graph. By combining the heat treatment (volatilization removal) and the water washing treatment (water washing removal), the temperature of the heat treatment for volatilization removal can be further lowered. The separation accelerator according to the present invention is useful for decontamination of soil contaminated with radioactive cesium released in an accident at a nuclear power plant, incineration ash, wastewater such as sewage sludge, and volume reduction of radioactive waste. .

Claims (6)

放射性セシウムで汚染された廃棄物から放射性セシウムを除去するための分離促進剤であって、
2種類以上の塩化物を用いて調製され且つ融点が700℃以下である混合物又は複塩を含み且つカルシウム源を更に含む、分離促進剤。
A separation accelerator for removing radioactive cesium from waste contaminated with radioactive cesium,
And the melting point is prepared by using two or more types of chloride further comprises a mixture or unrealized and calcium source double salt is 700 ° C. or less, separation accelerator.
前記2種類以上の塩化物は、アルカリ土類金属の塩化物、アルカリ金属の塩化物及び塩化鉄からなる群から選ばれたものである、請求項1に記載の分離促進剤。   The separation promoter according to claim 1, wherein the two or more types of chlorides are selected from the group consisting of alkaline earth metal chlorides, alkali metal chlorides, and iron chloride. 前記2種類以上の塩化物は、CaCl、MgCl、NaCl、KCl、LiCl、FeCl及びFeClからなる群から選ばれたものである、請求項1に記載の分離促進剤。 Wherein two or more chlorides are those selected from CaCl 2, MgCl 2, NaCl, KCl, LiCl, the group consisting of FeCl 3 and FeCl 2, separation enhancer of claim 1. 前記混合物又は前記複塩は、以下の第1塩化物と第2塩化物の組合せ1〜6のいずれかを用いて調製されたものであり且つ前記混合物又は前記複塩における第1塩化物のモル数Mと第2塩化物のモル数Mの比(M/M)が以下の範囲である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の分離促進剤。
組合せ1:第1塩化物CaClと第2塩化物NaCl、3/7≦M/M≦7/3
組合せ2:第1塩化物KClと第2塩化物CaCl、2/8≦M/M≦3/7又は65/35≦M/M≦85/15
組合せ3:第1塩化物MgClと第2塩化物NaCl、2/8≦M/M≦8/2
組合せ4:第1塩化物MgClと第2塩化物KCl、2/8≦M/M≦85/15
組合せ5:第1塩化物NaClと第2塩化物FeCl、15/85≦M/M≦35/65
組合せ6:第1塩化物NaClと第2塩化物FeCl、4/6≦M/M≦8/2
The mixture or the double salt is prepared using any of the following combinations 1 to 6 of the first chloride and the second chloride, and the mole of the first chloride in the mixture or the double salt: The separation promoter according to any one of claims 1 to 3, wherein the ratio (M 1 / M 2 ) of the number M 1 and the number of moles M 2 of the second chloride is in the following range.
Combination 1: first chloride CaCl 2 and second chloride NaCl, 3/7 ≦ M 1 / M 2 ≦ 7/3
Combination 2: first chloride KCl and second chloride CaCl 2 , 2/8 ≦ M 1 / M 2 ≦ 3/7 or 65/35 ≦ M 1 / M 2 ≦ 85/15
Combination 3: first chloride MgCl 2 and second chloride NaCl, 2/8 ≦ M 1 / M 2 ≦ 8/2
Combination 4: first chloride MgCl 2 and second chloride KCl, 2/8 ≦ M 1 / M 2 ≦ 85/15
Combination 5: first chloride NaCl and second chloride FeCl 3 , 15/85 ≦ M 1 / M 2 ≦ 35/65
Combination 6: first chloride NaCl and second chloride FeCl 2 , 4/6 ≦ M 1 / M 2 ≦ 8/2
当該分離促進剤の全質量を100質量部とすると、前記混合物及び前記複塩の含有量の合計が1〜65質量部であり且つ前記カルシウム源の含有量が35〜99質量部である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の分離促進剤。 When the total mass of the separation accelerator is 100 parts by mass, the total content of the mixture and the double salt is 1 to 65 parts by mass, and the content of the calcium source is 35 to 99 parts by mass. Item 5. The separation promoter according to any one of Items 1 to 4 . 前記カルシウム源は、石灰石、生石灰、消石灰及びドロマイトからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の分離促進剤。 The separation promoter according to any one of claims 1 to 5, wherein the calcium source is at least one selected from the group consisting of limestone, quicklime, slaked lime, and dolomite.
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