JP7126580B2 - Method for treating borate waste liquid - Google Patents
Method for treating borate waste liquid Download PDFInfo
- Publication number
- JP7126580B2 JP7126580B2 JP2021036286A JP2021036286A JP7126580B2 JP 7126580 B2 JP7126580 B2 JP 7126580B2 JP 2021036286 A JP2021036286 A JP 2021036286A JP 2021036286 A JP2021036286 A JP 2021036286A JP 7126580 B2 JP7126580 B2 JP 7126580B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- borate
- granules
- waste liquid
- concentration
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/16—Processing by fixation in stable solid media
- G21F9/162—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix, e.g. clays, zeolites
- G21F9/165—Cement or cement-like matrix
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
本発明は、ホウ酸塩廃液の処理方法、特に放射性ホウ酸塩廃液の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating borate waste liquid, in particular to a method for treating radioactive borate waste liquid.
天然のホウ素元素は、約80%のホウ素11及び約20%のホウ素10を含有する。その中で、ホウ素10は、優れた中性子吸収剤である。そのため、加圧水型原子炉(Pressurized Water Reactor, PWR)において、ホウ酸は、冷却水の中性子密度を調整するため、原子炉冷却水の中性子吸収剤とされる。また、ホウ酸は、使用済みの核燃料貯蔵池の水にも添加されて池水の中性子密度を調整する。これらのホウ酸溶液は、期限まで使用されて廃棄される際に、アルカリ水溶液(例えば水酸化ナトリウム)が添加されて中和してホウ酸ナトリウムを含有する放射性廃液にな(以下、「ホウ酸塩廃液」と称す)。放射性ホウ酸塩廃液は、人間の生活範囲から隔離させ、その放射性が人間又は環境に害を及ぼすことを防ぐため、固化処理する必要があり、それが品質上安全要件を満たした固形廃棄物(Solid Waste Form)になった後、初めて最終処分(Final Disposal)を行うことが可能になる。ここの「最終処分」という用語は、放射性廃棄物管理の専門用語であり、放射性廃棄物を永久的に隔離し、埋め込むため、適格な地質で多重エンジニアリングバリア(Multiple Engineering Barriers)の施設を建てることを指す。 Natural elemental boron contains about 80% boron-11 and about 20% boron-10. Among them, boron-10 is an excellent neutron absorber. Therefore, in a pressurized water reactor (PWR), boric acid is used as a neutron absorber for reactor cooling water in order to adjust the neutron density of the cooling water. Boric acid is also added to spent nuclear fuel pond water to adjust the neutron density of the pond water. These boric acid solutions are neutralized by the addition of an alkaline aqueous solution (e.g., sodium hydroxide) to become radioactive waste liquids containing sodium borate (hereinafter referred to as "boric acid (referred to as "salt effluent"). Radioactive borate liquid waste must be solidified to isolate it from human living areas and prevent its radioactivity from harming humans or the environment. Solid waste that meets quality and safety requirements ( Only after it becomes a solid waste form, it becomes possible to conduct final disposal. The term "final disposal" here is a term of art for radioactive waste management, the construction of multiple engineering barriers facilities in suitable geology to permanently isolate and bury radioactive waste. point to
放射性ホウ酸塩廃液の従来の固化処理方法は、セメント固化法、高分子樹脂固化法、及びアスファルト固化法等を含む。ただし、高分子樹脂及びアスファルト等の有機固化剤は、無機塩廃液との相溶性が良くないため、固化によって生じた固形廃棄物は、塩析現象が発生する。且つ、高分子樹脂及びアスファルトは、生分解現象が発生する。そのため、無機塩廃液の固化に適していない。 Conventional solidification treatment methods for radioactive borate wastewater include cement solidification, polymer resin solidification, asphalt solidification, and the like. However, since organic solidifying agents such as polymeric resins and asphalt are not compatible with inorganic salt waste liquids, solid waste generated by solidification undergoes a salting-out phenomenon. In addition, polymer resin and asphalt are biodegradable. Therefore, it is not suitable for solidifying inorganic salt waste liquid.
セメント固化法は、セメント及びポゾラン材料(Pozzolanic Materials)を固化剤として使用し、セメントの水和反応(Hydration Reaction)によって廃液が固化可能であることに加え、無機塩を硬い固体に形成させることができる。しかし、セメント固化法を使用してホウ酸塩廃液を固化する際に、ホウ素濃度がより高い(例えばホウ素濃度>2wt%)場合には、著しい固化遅延(Solidification Retardation)現象が発生し、セメント顆粒の表面に硬いホウ酸カルシウムフィルムが形成されることによってセメントの水和反応(Hydration Reaction)が阻害される。そのため、伝統的には、ホウ酸塩廃液のセメント固化は、固化遅延現象を低減するため、全て低ホウ素濃度で行うか、又はセメントの添加で固化する前に、先に消石灰を添加して前処理を行う。また、例えば、特許文献1~7等においては、固化遅延現象を低減するため、基本的にアルカリ性沈殿剤を使用・添加し、高水溶性のホウ酸ナトリウムを低水溶性のホウ酸塩沈殿物に変換してから、セメント又はアスファルトを添加して固化する。しかし、(1)添加されたアルカリ性沈殿剤は、セメント廃棄物の量を大幅に増加させ、(2)廃液を固化する際には、未だ大量のセメント固化剤を使用する必要があるため、セメント廃棄物の体積が大幅に増加し、放射性廃棄物の管理コストが非常に高く、最終処分場用地が見つかりにくい。そのため、従来のセメント固化法でホウ酸塩廃液を処理することは、経済性を有していない。 The cement solidification method uses cement and Pozzolanic Materials as solidifying agents, and in addition to being able to solidify the waste liquid through the hydration reaction of cement, inorganic salts can be formed into hard solids. can. However, if the boron concentration is higher (e.g., boron concentration > 2 wt%) when solidifying the borate waste liquid using the cement solidification method, a significant solidification retardation phenomenon occurs, and the cement granules The hydration reaction of cement is inhibited by the formation of a hard calcium borate film on the surface of the cement. Therefore, traditionally, the cement solidification of the borate waste liquid is all done at a low boron concentration, or by adding slaked lime before solidification by the addition of cement, in order to reduce the phenomenon of retardation of solidification. process. Further, for example, in Patent Documents 1 to 7, etc., in order to reduce the solidification retardation phenomenon, basically an alkaline precipitant is used or added, and highly water-soluble sodium borate is used to form a low water-soluble borate precipitate. and then solidified by adding cement or asphalt. However, (1) the added alkaline precipitant greatly increases the amount of cement waste, and (2) when solidifying the waste liquid, it is still necessary to use a large amount of cement solidifying agent. The volume of waste increases significantly, the cost of managing radioactive waste is very high, and land for final disposal is difficult to find. Therefore, it is not economical to treat borate effluent with conventional cement solidification methods.
セメント固化体の体積減少及びそのホウ素含有量の増加のため、日本日揮会社(JGC Corporation)は、40~60℃の温度でホウ酸塩廃液に石灰を加え、約10時間撹拌し、ホウ酸塩(通常は、ナトリウム塩の形態である)をより安定なホウ酸カルシウム沈殿物に変換させ、沈殿物をろ過・脱水した後、セメント固化剤で固化する、いわゆる進歩的なセメント固化法(Advanced Cement Solidification Process)を開発した。ただし、この方法は操作に時間がかかり、水酸化ナトリウムを含有する二次廃棄物(Secondary Waste)が生成され、それを処理する必要が出てくる。 In order to reduce the volume of the cement solidified body and increase its boron content, JGC Corporation added lime to the borate waste liquid at a temperature of 40-60°C, stirred for about 10 hours, and added borate. (usually in the form of sodium salt) is converted into a more stable calcium borate precipitate, the precipitate is filtered and dehydrated, and then solidified with a cement solidifying agent, the so-called advanced cement solidification method. Solidification Process) was developed. However, this method is time consuming to operate and produces a secondary waste containing sodium hydroxide that needs to be disposed of.
また、特許文献8には、ホウ酸塩廃液を高重合度の重合ホウ酸塩廃液にした後、セメント固化を行い、二次廃棄物を生成せず、廃棄物のホウ素負荷を高めることが可能な方法が開示されている。ただし、この方法によって生じた固化体は浸漬耐性が比較的低く、浸漬耐性の要求が厳しい場合、その応用は制限される。 In addition, in Patent Document 8, it is possible to increase the boron load of the waste without generating secondary waste by solidifying the borate waste liquid into a polymerized borate waste liquid with a high degree of polymerization and then solidifying it with cement. method is disclosed. However, the solidified body produced by this method has relatively low immersion resistance, which limits its application when immersion resistance is strictly required.
ホウ酸塩廃液の処理については、二次廃棄物を生成せずに、耐水性が優れた、ホウ素負荷が高い廃棄物を生成し、体積を大幅に減少させ、管理コストを大幅に低減する方法が望まれている。 For the treatment of borate effluent, a method that does not produce secondary waste, produces highly water-resistant, boron-loaded waste, greatly reduces volume, and significantly reduces management costs. is desired.
本発明が提供するホウ酸塩廃液の処理方法は、元のホウ酸塩廃液供給物を調製し、濃縮に適する低濃度廃液にする工程と、低濃度廃液を濃縮し、高濃度廃液にする工程と、高濃度廃液及び造粒剤で固化作用によって造粒を行う工程と、硬化可能スラリーを作製する工程と、ホウ酸塩顆粒固化廃棄物(以下、固化体と省略される)及びホウ酸塩顆粒圧縮ブロック固定廃棄物(以下、固定体と省略される)の作製を含む、廃棄物を作製する工程とを含む。 The method for treating borate effluent provided by the present invention includes the steps of preparing the original borate effluent feed to a low concentration effluent suitable for concentration, and concentrating the low concentration effluent to a high concentration effluent. a step of granulating by a solidification action with a high-concentration waste liquid and a granulating agent; a step of preparing a hardenable slurry; and a step of producing waste, including the production of granule compaction block fixed waste (hereinafter abbreviated as fixed body).
元の廃液供給物は、低濃度ホウ酸塩を含有する廃液であり、それを調整剤で調製した後には、濃縮に適する低濃度廃液になる。当該低濃度廃液から濃縮によって、高重合度の重合ホウ酸塩を含有する高濃度ホウ酸塩廃液(以下、高濃度廃液と省略される)を作製し、その後、造粒剤(すなわち固化剤)との固化反応によって造粒を行うが、この際に固化遅延(Solidification Retardation)現象が発生しないため、廃棄物におけるホウ酸塩負荷が大幅に増加し、最終的に生成された廃棄物は体積が大幅に減少する。また、高濃度ホウ酸塩廃液を使用して造粒を行うため、質感が硬いホウ酸塩顆粒が形成され、次に硬化可能スラリーで固化処理した後、高機械的強度で高耐水性の廃棄物が形成される。ここでは、ホウ酸塩顆粒及び硬化可能スラリーを混合して高機械的強度で高耐水性のモノリシック廃棄物(Monolithic Waste Form)を作製する工程を、廃棄イオン交換樹脂、スラッジ、残留物等の細粒固形廃棄物固化処理の慣用用語に基づいて、固化処理と称される。以下の説明でもこの慣用用語をそのまま用いる。 The original effluent feed is a low borate containing effluent that, after preparation with the modifier, becomes a low effluent suitable for concentration. A high-concentration borate waste liquid containing polymerized borate with a high degree of polymerization (hereinafter abbreviated as high-concentration waste liquid) is prepared by concentration from the low-concentration waste liquid, and then a granulating agent (ie, a solidifying agent) is prepared. Granulation is performed by the solidification reaction with decrease significantly. In addition, since the granulation is carried out using high-concentration borate waste liquid, borate granules with a hard texture are formed, and then after solidification treatment with a hardenable slurry, disposal with high mechanical strength and high water resistance things are formed. Here, the process of mixing borate granules and a hardenable slurry to produce a high mechanical strength, high water resistance monolithic waste form is described as a process for finely divided waste ion exchange resins, sludge, residues and the like. Based on the colloquial terminology for granular solid waste solidification, it is referred to as solidification. This idiomatic term will be used as it is in the following description.
本発明の上記及びその他の目的、特徴、及び利点をより分かりやすくするため、以下には、実施例を挙げ、添付の図面と合わせ、以下のように詳しく説明する。 In order to make the above and other objects, features, and advantages of the present invention more comprehensible, the following detailed description is given by way of example, together with the accompanying drawings.
図1に示すように、本発明が提供するホウ酸塩廃液の処理方法は、元のホウ酸塩廃液001を、組成が続きの濃縮処理条件を満たす低濃度ホウ酸塩廃液(以下、低濃度廃液003と省略される)に調製する、廃液供給物調製工程S100と、高重合度の重合ホウ酸塩を含有する高濃度ホウ酸塩廃液(以下、高濃度廃液004と省略される)を作製するための、低濃度廃液濃縮工程S200と、高濃度廃液からホウ酸塩顆粒006を作製する、高濃度廃液の造粒工程S300と、固化体パッケージを作製するための工程S410(図2の通り)に従って硬化可能スラリーを作製してホウ酸塩顆粒の固化に用いる。あるいは、固定体パッケージを作製するために工程S420(図3の通り)に従って硬化可能スラリーを作製し、ホウ酸塩顆粒を圧縮ブロックに圧縮して廃棄物樽に収容した後、硬化可能スラリーを注いで包囲する、廃棄物パッケージの作製工程S400を含む。ここの「パッケージ」とは、廃棄物及び廃棄物収容樽の集合を指す。それぞれ以下のように詳述する。
As shown in FIG. 1, the method for treating borate wastewater provided by the present invention is to convert the
工程S100の廃液供給物の調製において、元のホウ酸塩廃液001は、例えば、原子力発電所からの異なる濃度のホウ酸ナトリウム廃液であることが可能である。本発明は、種々の異なるホウ素濃度のホウ酸ナトリウム廃液を処理することが可能である。原子力発電所からのホウ酸ナトリウム廃液は、通常いずれも初歩的な蒸発前処理を行う。本発明に係る処理工程に入る元のホウ酸塩廃液は、ホウ素濃度が20000ppm以上であることが好ましく、40000ppm以上であることがより好ましく、本発明に係る処理システムの蒸発・濃縮の負担を軽減することが可能である。
In preparing the effluent feed of step S100, the
工程S100は、例えば原子力発電所からの元のホウ酸ナトリウム廃液におけるナトリウムとホウ素とのモル比を調整することを更に含む。更に、元のホウ酸ナトリウム廃液に調整液を加えて均一に混合して調整することが可能である。調整液は、例えばナトリウム、カリウム、リチウム等の水酸化物溶液であることが可能である。水酸化ナトリウムを使用してホウ酸ナトリウム廃液を調整する際に、ナトリウム/ホウ素のモル比を0.25~0.35にすることが好ましい。工程S100は、元のホウ酸ナトリウム廃液のpH値を調整することを更に含む。調整剤は、ホウ酸、硫酸、リン酸又は水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等を選択することが可能である。 Step S100 further includes adjusting the molar ratio of sodium to boron in the original sodium borate effluent, eg, from a nuclear power plant. Furthermore, it is possible to adjust by adding the adjustment liquid to the original sodium borate waste liquid and mixing uniformly. The conditioning liquid can be, for example, a hydroxide solution of sodium, potassium, lithium, or the like. When using sodium hydroxide to prepare the sodium borate waste solution, it is preferred to have a sodium/boron molar ratio of 0.25 to 0.35. Step S100 further includes adjusting the pH value of the original sodium borate waste solution. The modifier can be selected from boric acid, sulfuric acid, phosphoric acid or sodium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide and the like.
工程S200の低濃度廃液の濃縮において、廃液の濃縮は、通常加熱方式で行い、使用される装置は、撹拌タンク式蒸発器、強制循環式蒸発器又は薄膜蒸発器の少なくとも1つであり、需要に応じて同時に併用することも可能である。ホウ酸ナトリウム廃液供給物は、工程S100によって調製された後、低濃度廃液003になる。本工程S200では、低濃度廃液003を濃縮して高重合度のホウ酸ナトリウムを含有する高濃度廃液004にする。高濃度廃液004は、ホウ素濃度が少なくとも100000ppmであることが好ましく、110000ppm以上であることがより好ましく、120000ppm以上であることが最も好ましい。ただし、高濃度廃液004は、粘性を有し、その目詰まりの発生又は結晶の生成を防ぐ必要がある。ホウ素濃度がより高いことは、体積減少及び続きの造粒時に機械的強度がより高い、性質がよりよい顆粒を形成することに役立つ。しかし、その粘性が搬送上の困難を引き起こし、結晶、目詰まりが発生する恐れがあることを考慮し、ホウ素濃度は、130000ppmを超えないことが好ましい。
In the concentration of the low-concentration waste liquid in step S200, the concentration of the waste liquid is usually carried out by a heating method, and the device used is at least one of a stirred tank evaporator, a forced circulation evaporator, or a thin film evaporator. It is also possible to use both at the same time depending on the The sodium borate effluent feed becomes
工程S200の作製済みの高濃度廃液004のナトリウムとホウ素とのモル比は、0.25~0.35に保つことが好ましく、0.28~0.32であることがより好ましい。高濃度廃液004は、貯蔵する際に、適切な温度に保つ必要があり、40~80℃であることが好ましい。比較的に高い温度は、結晶の生成を防ぐことに有利であるが、高過ぎる温度は、造粒によって生じた顆粒の性質に不利である。そのため、貯蔵する際には、比較的に高い温度に保つことが可能であり、造粒が近づく際には、また温度を少し下げる。
The molar ratio of sodium to boron in the high-
工程S300の高濃度廃液の造粒において、例えばセメント系材料(Cementitious Materials)、ポゾラン材料(Pozzolanic Materials)、2価又は2価以上のアルカリ土類金属の酸化物又は水酸化物粉末、遷移金属の酸化物又は水酸化物粉末、半金属の酸化物又は水酸化物粉末、及びその組合せから選択される材料を使用して造粒剤005を調製することが可能である。造粒剤005は、遷移金属又は半金属のケイ酸塩、リン酸塩、炭酸塩又は錯塩粉末、又はその組合せを含むことも可能である。前記成分によって自分で調製する造粒剤に加え、直接適切な市販のスラッジ固化剤等を選択してもよい。高濃度ホウ酸ナトリウム廃液及び造粒剤は、固化反応によってホウ酸塩顆粒を形成する。反応中、液体の高重合度のホウ酸ナトリウムは、造粒剤と置換反応して固形の高重合度の重合ホウ酸塩顆粒になる。顆粒のホウ酸塩組成及び機械的強度は、主に造粒剤の成分によって決定される。
In the granulation of the high-concentration waste liquid in step S300, for example, cementitious materials, pozzolanic materials, oxides or hydroxide powders of divalent or more than divalent alkaline earth metals, transition
造粒装置は、公知の設備を使用することが可能であり、別途設計することも可能である。本発明の実施例の高濃度廃液004は、粘性を有し、且つ工程における顆粒半製品は、高い粘性を有するため、造粒装置の設計又は材質の選択は、前述材料又は半製品の粘着を防ぐ又は減らすことが好ましい。例えば、ドラム式造粒装置又は撹拌タンク式造粒装置を使用する。ドラム式造粒装置の内部構造は、簡単であり、材料又は半製品の粘着を減らすことに役立つ。撹拌タンク式造粒装置は、遊星式公自転及び自転撹拌翼を有することが好ましく、緻密度が高くて機械的強度が良い顆粒を形成することに役立つ。
As the granulator, known equipment can be used, and it is also possible to design it separately. The high-
工程S300の造粒工程は、初期造粒工程S310と連続造粒工程S320とを含むことが可能である。工程S310は、顆粒が未だない場合の造粒であり、造粒装置中に造粒剤005をプリセットする必要がある。その量は、撹拌翼を十分にカバーできる必要がある。プリセットされた造粒剤の運び入れが完了した後、撹拌翼を始動して造粒剤005を転動させて流動させ、引続き所定量の高濃度廃液004を何回かに分けて緩徐に加える。高濃度廃液004は、転動・流動している造粒剤005粉末に接触した後、固化反応し、ホウ酸塩顆粒006を形成する。所定量の高濃度廃液の運び入れが完了した後、更に3~5分間撹拌し続け、初期造粒が完成である。通常、工程S310は、1回のみ行う必要がある。工程S320は、造粒装置中に既に顆粒がある場合の造粒であり、初期造粒で得られた又は事前に作製したホウ酸塩顆粒006を造粒装置中に置くことが可能であり、次に撹拌翼を始動した後、クロスの方式で造粒剤及び高濃度廃液をそれぞれ添加し、両者の添加順序は自由に選択することが可能であり、顆粒性質の均一性を確保するために両者の添加量の割合は固定であることが好ましい。工程S320は、十分な量の顆粒の作製が完了するまで繰り返して執行することが可能である。生成された顆粒が造粒装置の容量制限に達した場合には、造粒を一時中止し、一部の顆粒完成品を取り出した後、再び続けることが可能である。
The granulation step of step S300 can include an initial granulation step S310 and a continuous granulation step S320. Step S310 is granulation when there are no granules yet, and it is necessary to preset the
工程S300に用いられる造粒剤005の総重量は、高濃度廃液004の総重量を下回ることが好ましい。工程S310、工程S320又は全てのS300における造粒剤005の使用量と高濃度廃液004の使用量との割合は、造粒剤005の硬化反応当量、造粒操作性、顆粒性質の需要等に基づいて決定することが可能である。また、工程S310では、粘着現象の発生を防ぐため、通常、より高い割合の造粒剤005を使用することが好ましい。工程S320では、造粒剤005と高濃度廃液004との重量比は、約0.2~0.6である。工程S310、S320における撹拌のスピードは、用いられる造粒装置(例えば造粒装置のタイプ)、材料及び半製品の性質、及び所望の顆粒サイズに基づいて決定することが可能である。例えば、急速の撹拌は、比較的に小さい顆粒を形成することに用いることが可能である。好ましくは、本発明の実施例のホウ酸塩顆粒006は、2~5mmの直径を有する。造粒装置は、例えばスクリーンを使用して排出された顆粒のサイズを調整することを更に含むことが可能である。
The total weight of the
工程S400の廃棄物パッケージの作製は、固化体パッケージの作製である工程S410と、固定体パッケージの作製である工程S420とを含むことが可能である。図1~2に示すように、工程S410は、硬化可能スラリーの作製と、顆粒固化スラリー体の作製と、樽入れとを含む。硬化可能スラリー009aは、例えばセメントスラリー、コンクリートスラリー、石膏スラリー等の1つから選択することが可能であり、それは硬化可能スラリー原料007a、及び水及び添加剤によって調製された添加剤溶液008aで作製する。顆粒固化スラリー体010の作製は、ホウ酸塩顆粒006(工程S410に用いられるホウ酸塩顆粒は、また006aで示す)及び硬化可能スラリー009aを混合することを含み、ホウ酸塩顆粒006aを硬化可能スラリー009a中に十分に埋め込ませて硬化可能な顆粒固化スラリー体010になる。前記顆粒固化スラリー体010は、容器、例えば廃棄物樽012a(放射性廃棄物収容樽)中に注ぎ、スラリー体が硬化した後、顆粒固化体、すなわち大きなモノリシック固形廃棄物(Monolithic Waste Form)を形成する。工程S410は、成熟した安定的な品質を得るため、固化体の養生を行うことを更に含むことが可能である(後述する)。顆粒固化体は、廃棄物樽012aと共にキャッピングした後、固化体パッケージ013になる。
Making a waste package in step S400 can include step S410, making a solidified body package, and step S420, making a solid body package. As shown in FIGS. 1-2, step S410 includes making a settable slurry, making a granular solidified slurry body, and barreling. The
図3に示すように、工程S420は、顆粒の樽入れと、顆粒圧縮ブロックの作製と、顆粒圧縮ブロックの樽入れと、硬化可能スラリーの作製と、顆粒圧縮ブロックを樽に入れた後、硬化可能スラリーを注いで固定することとを含む。顆粒の樽入れは、通常容器012cを使用することが可能である。顆粒を樽に入れた後、通常容器012cをホウ酸塩顆粒006bと共に圧縮して顆粒圧縮ブロック011を形成することが可能である。顆粒圧縮ブロック011の樽入れは、廃棄物樽012bを使用する。硬化可能スラリー009bの作製は、S410における硬化可能スラリー009aの作製の工程と同一であり、絮説しない。顆粒圧縮ブロック011の固定は、幾つかの顆粒圧縮ブロック011を収容した廃棄物樽012b中に硬化可能スラリー009bを注ぐことを含み、硬化可能スラリー009bを隙間に充満させ、顆粒圧縮ブロック011を包囲して圧縮ブロック固定体、すなわち大きなモノリシック固形廃棄物(Monolithic Waste Form)を形成する。工程S420は、固定体の養生を行うことを含むことも可能である。圧縮ブロック固定体は、廃棄物樽012bと共にキャッピングした後、固定体パッケージ014になる。
As shown in FIG. 3, step S420 includes barreling the granules, making a granule compaction block, barreling the granule compaction block, making a hardenable slurry, and placing the granule compaction block into a barrel followed by curing. and pouring and fixing the slurry. Kegging of the granules can normally be done using
以下、更に実施例1~6を通して本発明のホウ酸塩廃液の処理方法を例示する。 The method for treating borate waste liquid according to the present invention is further illustrated through Examples 1 to 6 below.
工程S100~S200:980グラムの脱イオン水を取って電動撹拌翼が設けられた1つの6リットルのガラスビーカー中に置き、電動を始動して撹拌した。続いて、833グラムの99%水酸化ナトリウム及び4340グラムの99%ホウ酸を取り、先に水酸化ナトリウム、次にホウ酸の方法で4回に分けて水酸化ナトリウム、ホウ酸をビーカーの水に緩徐に加えた。ホウ酸が完全に溶解した後、脱イオン水で溶液体積を4200ミリリットルに調整し、溶液温度を80℃に調整した。分析後、得られた溶液は、121000ppm(すなわち12.1wt%)のホウ素濃度を有し、69.21wt%のホウ酸濃度に相当した。ナトリウム/ホウ素のモル比は、0.297であった。得られた溶液は、シミュレート高濃度廃液とした。 Steps S100-S200: 980 grams of deionized water was taken and placed in one 6 liter glass beaker equipped with an electric stirring blade and stirred by starting the electric motor. Subsequently, take 833 grams of 99% sodium hydroxide and 4340 grams of 99% boric acid, first with sodium hydroxide, then with boric acid in four portions, adding sodium hydroxide and boric acid to a beaker of water. was slowly added to the After the boric acid was completely dissolved, the solution volume was adjusted to 4200 milliliters with deionized water, and the solution temperature was adjusted to 80°C. After analysis, the resulting solution had a boron concentration of 121000 ppm (or 12.1 wt%), corresponding to a boric acid concentration of 69.21 wt%. The sodium/boron molar ratio was 0.297. The obtained solution was used as a simulated high-concentration waste liquid.
工程S300(S310~S320):90部の市販のスラッジ固化剤STA-110(環鼎国際会社(EigenGreen International Inc.)製品)を取って10部の試薬グレードの水酸化カルシウム粉末と混合し、続いて研磨機で研磨し、150メッシュ(mesh)のスクリーンを通過させた。得られた粉末は、造粒剤粉末(造粒剤-A)であった。必要な造粒剤粉末の量は、高濃度廃液の量に基づいて需要に応じて割合で調製されることが可能である。 Step S300 (S310-S320): Take 90 parts of commercial sludge solidifying agent STA-110 (a product of EigenGreen International Inc.) and mix with 10 parts of reagent grade calcium hydroxide powder, followed by It was ground with a grinder and passed through a 150 mesh screen. The obtained powder was a granulating agent powder (granulating agent-A). The amount of granulating agent powder required can be proportionately adjusted according to demand based on the amount of concentrated waste liquid.
初期造粒工程S310:遊星式撹拌翼を有する撹拌タンク式造粒装置を使用して行った。1640グラムの造粒剤-A粉末を取って20リットルの上記造粒装置中に置き、撹拌装置を始動した。続いて、工程S200で準備された高濃度廃液を2350グラム取り、撹拌されていた造粒剤粉末に何回かに分けて緩徐に滴下した。顆粒の互いの粘着を減らすため、添加ごとに、高濃度廃液が分散して造粒剤と顆粒を形成して顆粒の湿った光沢が消失したのを待ってから、再び高濃度廃液を添加した。高濃度廃液を加えた後、更に約5分間撹拌し続け、初期ホウ酸塩顆粒の作製を完成させた。用いられた造粒剤/高濃度廃液の重量比は、0.7であった(表1を参照)。上記S310の開始造粒の供給方法としては、先に必要な造粒剤を1回限り添加した後、高濃度廃液を複数回に分けて添加した。 Initial granulation step S310: Performed using a stirring tank type granulator having planetary stirring blades. 1640 grams of granulator-A powder was taken and placed in the 20 liter granulator and the stirrer was started. Subsequently, 2350 g of the high-concentration waste liquid prepared in step S200 was taken and slowly added dropwise in several portions to the granulating agent powder being stirred. In order to reduce the sticking of the granules to each other, after each addition, waited for the high concentration effluent to disperse and form granules with the granulating agent, and the wet luster of the granules disappeared before adding the high concentration effluent again. . After adding the high-concentration waste liquid, stirring was continued for about 5 more minutes to complete the preparation of the initial borate granules. The weight ratio of granulating agent/high-concentration effluent used was 0.7 (see Table 1). As a supply method for starting granulation in S310, the necessary granulating agent was first added only once, and then the high-concentration waste liquid was added in multiple batches.
連続造粒工程S320:初期造粒で得られたホウ酸塩顆粒を造粒装置中に残し、撹拌し続け、続いて、200グラムの高濃度廃液を取って造粒装置に緩徐に滴下し、それを顆粒表面に均一に分散させた。次に80グラムの造粒剤を取り、撹拌されていた顆粒上に添加した。高濃度廃液が造粒剤と反応して固形顆粒に変換されて、湿った光沢を呈しなくなるのを待ってから、再び高濃度廃液を添加した。このように高濃度廃液及び造粒剤をそれぞれ14回循環リピート添加し、合計2800グラムの高濃度廃液及び1120グラムの造粒剤を添加した後、停止し、ホウ酸塩顆粒の造粒を完成させた。上記S320の連続造粒は、造粒剤及び高濃度廃液を複数回に分けて所定の割合に基づいて循環リピート方法で添加し、用いられた造粒剤/高濃度廃液の重量比は、0.4であった。終了後、5分間撹拌し続けた後、全ての顆粒を取り出し、続きの工程の進行を待った。 Continuous granulation step S320: leave the borate granules obtained in the initial granulation in the granulator and continue to stir, then take 200 grams of high-concentration waste liquid and drop it slowly into the granulator, It was evenly distributed on the granule surface. Then 80 grams of granulating agent was taken and added onto the stirred granules. After waiting for the concentrated effluent to react with the granulating agent and convert it into solid granules and lose its wet luster, the concentrated effluent was added again. In this way, the high-concentration waste liquid and the granulating agent are circulated and repeatedly added 14 times, and a total of 2800 grams of the high-concentration waste liquid and 1120 grams of the granulating agent are added, and then stopped to complete the granulation of borate granules. let me In the continuous granulation of S320 above, the granulating agent and the high-concentration waste liquid are divided into multiple times and added in a circulation repeat method based on a predetermined ratio, and the weight ratio of the granulating agent/high-concentration waste liquid used is 0. .4. After finishing, stirring was continued for 5 minutes, then all the granules were taken out and allowed to proceed with the subsequent process.
表1に示すように、実施例1では、合計2760グラムの造粒剤、5150グラムの高濃度廃液を使用した。ホウ酸塩顆粒の直径は、主に2~5mmの間に分布した。計算後、顆粒のホウ素含有量は、7.88wt%であり、5.06wt%のホウ酸含有量に相当した。 As shown in Table 1, Example 1 used a total of 2760 grams of granulating agent and 5150 grams of concentrated waste liquid. The diameter of borate granules was mainly distributed between 2 and 5 mm. After calculation, the boron content of the granules was 7.88 wt%, corresponding to a boric acid content of 5.06 wt%.
工程S400:市販の核廃棄物処理専用固化剤ECOCRETE-FS(環鼎国際会社(EigenGreen International Inc.)製品)、石英粉末(顆粒サイズは、70~150メッシュの範囲である)を硬化可能スラリー原料として使用した。1460グラムの固化剤(ECOCRETE-FS)及び1350グラムの石英粉末を取り、20リットルの遊星式撹拌機に入れ、撹拌を始動し、840グラムの水を加え、均一に混合して3650グラムの硬化可能スラリーを作製した。続いて、工程S300で作製されたホウ酸塩顆粒を3500グラム取り、撹拌されていた硬化可能スラリーに加え、均一に混合して顆粒固化スラリー体にした後、内径5センチ、高さ6センチの円柱形のポリエチレンプラスチック型に前記スラリー体を入れた。振動方式で気泡を取り除いて表面を平らかにした後、温度25℃、相対湿度95%の恒温恒湿チャンバー中に置いて養生を28日間行った。計算後、実施例1の硬化可能スラリーの重量は、ホウ酸塩顆粒の1.04倍であり、得られた廃棄物のホウ素含有量は、3.86wt%であり、22.07wt%のホウ酸含有量に相当した。測定後、固化スラリー体の比重は、1.87であったため、そのホウ素負荷率は、72.16kg/m3であり、412.69kg/m3のホウ酸負荷率に相当した。 Step S400: Commercially available solidifying agent ECOCRETE-FS (a product of EigenGreen International Inc.), quartz powder (granule size ranges from 70 to 150 mesh) can be hardened slurry raw material used as Take 1460 grams of solidifying agent (ECOCRETE-FS) and 1350 grams of quartz powder, put into a 20 liter planetary stirrer, start stirring, add 840 grams of water, mix evenly to obtain 3650 grams of hardening A possible slurry was made. Subsequently, take 3500 grams of the borate granules made in step S300, add them to the stirred hardenable slurry, mix evenly into a granule solidified slurry body, and then make a granule with an inner diameter of 5 cm and a height of 6 cm. The slurry was placed in a cylindrical polyethylene plastic mold. After air bubbles were removed by a vibrating method to flatten the surface, it was placed in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 25° C. and a relative humidity of 95% for curing for 28 days. After calculation, the weight of the hardenable slurry of Example 1 is 1.04 times that of the borate granules, and the boron content of the resulting waste is 3.86 wt%, with 22.07 wt% boron. corresponded to the acid content. After measurement, the specific gravity of the solidified slurry body was 1.87, so its boron loading factor was 72.16 kg/m 3 , corresponding to a boric acid loading factor of 412.69 kg/m 3 .
固化スラリー体は、28日間の養生後、離型し、直径5センチの円柱形固化体を5センチの高さに切断した後、台湾低放射性廃棄材料体品質規定に従って圧縮強度、耐候性(凍結融解抵抗)、浸漬耐性等の試験を行った。また、9メートル落下の耐衝撃性試験も行った。結果は、表2に示す通りであった。 After curing for 28 days, the solidified slurry was released from the mold, cut into 5-centimeter-diameter cylindrical solidified bodies with a height of 5 centimeters, and tested for compressive strength and weather resistance (freezing Melting resistance), immersion resistance, etc. were tested. A 9-meter drop impact resistance test was also conducted. The results were as shown in Table 2.
工程S100~S200:実施例1の工程及び方法に従ってシミュレート高濃度廃液を作製し、そのホウ素濃度及びナトリウム/ホウ素のモル比は、表3に示す通りであった。 Steps S100-S200: A simulated high-concentration waste liquid was prepared according to the steps and methods of Example 1, and its boron concentration and sodium/boron molar ratio were as shown in Table 3.
工程S300:市販のスラッジ固化剤STA-110(環鼎国際会社(EigenGreen International Inc.)製品)及び試薬グレードの水酸化カルシウム粉末を取り、1:1の重量で混合してから、実施例1の工程に従って造粒剤粉末(造粒剤-B)を作製した。 Step S300: Take a commercially available sludge solidifying agent STA-110 (a product of EigenGreen International Inc.) and reagent grade calcium hydroxide powder, mix by weight 1:1, and then use the A granulating agent powder (granulating agent-B) was prepared according to the steps.
工程S300(S310~S320):実施例1の工程及び方法に従って表3の材料条件に基づいて造粒を行い、得られたホウ酸塩顆粒のホウ素含有量は、8.28wt%であり、47.36wt%のホウ酸含有量に相当した。 Step S300 (S310-S320): Granulation is performed according to the steps and methods of Example 1 and based on the material conditions in Table 3, and the borate granules obtained have a boron content of 8.28 wt% and 47 This corresponded to a boric acid content of 0.36 wt %.
工程S400:実施例1と同じ硬化可能スラリーを使用した。実施例1の工程に従って重量比が0.65であった硬化可能スラリー/ホウ酸塩顆粒を使用し、顆粒固化スラリー体を作製した。得られた固化スラリー体のホウ素含有量は、5.01wt%であり、28.64wt%のホウ酸含有量に相当した。測定後、前記固化スラリー体の比重は、1.87であったため、そのホウ素負荷率は、93.65kg/m3であり、535.62kg/m3のホウ酸負荷率に相当した。 Step S400: The same hardenable slurry as in Example 1 was used. A granule-solidified slurry body was made using a settable slurry/borate granule weight ratio of 0.65 according to the process of Example 1. The boron content of the resulting solidified slurry body was 5.01 wt%, corresponding to a boric acid content of 28.64 wt%. After measurement, the specific gravity of the solidified slurry body was 1.87, so its boron loading factor was 93.65 kg/m 3 , corresponding to a boric acid loading factor of 535.62 kg/m 3 .
実施例1の工程に従って固化体サンプルの作製及び性質試験を行った。結果は、表4に示す通りであった。 According to the steps of Example 1, solidified samples were prepared and properties were tested. The results were as shown in Table 4.
工程S100~S200:実施例1の工程及び方法に従って高濃度廃液を作製し、前記高濃度廃液のホウ素濃度及びナトリウム/ホウ素のモル比は、表5に示す通りであった。 Steps S100 to S200: A high-concentration waste liquid was prepared according to the steps and methods of Example 1, and the boron concentration and sodium/boron molar ratio of the high-concentration waste liquid were as shown in Table 5.
工程S300(S310~S320):実施例1の工程に従って表5の材料条件に基づいて造粒剤-Bを使用して造粒を行った。得られたホウ酸ナトリウム顆粒のホウ素含有量は、8.61wt%であり、49.26wt%のホウ酸含有量に相当した。 Step S300 (S310 to S320): Granulation was carried out according to the steps of Example 1 and using granulating agent-B based on the material conditions in Table 5. The boron content of the resulting sodium borate granules was 8.61 wt%, corresponding to a boric acid content of 49.26 wt%.
工程S400:実施例1と同じ硬化可能スラリーを使用した。実施例1の工程に従って重量比が0.82であった硬化可能スラリー/ホウ酸ナトリウム顆粒を使用し、顆粒固化スラリー体を作製した。次に実施例1の工程に従って養生を行った。得られた廃棄物のホウ素含有量は、4.73wt%であり、27.07wt%のホウ酸含有量に相当した。測定後、前記固化スラリー体の比重は、1.86であったため、そのホウ素負荷率は、88.03kg/m3であり、503.5kg/m3のホウ酸負荷率に相当した。 Step S400: The same hardenable slurry as in Example 1 was used. A granule-solidified slurry body was made using the settable slurry/sodium borate granule weight ratio of 0.82 according to the process of Example 1. Next, curing was performed according to the steps of Example 1. The boron content of the resulting waste was 4.73 wt%, corresponding to a boric acid content of 27.07 wt%. After measurement, the specific gravity of the solidified slurry body was 1.86, so its boron loading factor was 88.03 kg/m 3 , corresponding to a boric acid loading factor of 503.5 kg/m 3 .
実施例1の工程に従って固化体サンプルの作製及び性質試験を行った。結果は、表6に示す通りであった。 According to the steps of Example 1, solidified samples were prepared and properties were tested. The results were as shown in Table 6.
工程S100~S200:実施例1の工程及び方法に従って高濃度廃液を作製し、前記高濃度廃液のホウ素濃度及びナトリウム/ホウ素のモル比は、表7に示す通りであった。 Steps S100 to S200: A high-concentration waste liquid was prepared according to the steps and methods of Example 1, and the boron concentration and sodium/boron molar ratio of the high-concentration waste liquid were as shown in Table 7.
工程S300:40部の市販のスラッジ固化剤STA-110(環鼎国際会社(EigenGreen International Inc.)製品)及び30部の水酸化バリウム一水和物で、実施例1の工程に従って造粒剤粉末(造粒剤-C)を作製した。 Step S300: Granulator powder according to the process of Example 1 with 40 parts of commercial sludge solidifying agent STA-110 (a product of EigenGreen International Inc.) and 30 parts of barium hydroxide monohydrate. (Granulating agent-C) was prepared.
工程S300(S310~S320):実施例1の工程及び方法に従って表7の材料条件を使用して工程S310~S320を行った。工程S320では、毎回、先に200グラムの高濃度廃液を加え、次に83グラムの造粒剤を添加し、このように高濃度廃液及び造粒剤をそれぞれ50回循環リピート添加した後、生成された顆粒が造粒装置の容量制限に近かったため、操作を一時中止し、半分の重量のホウ酸ナトリウム顆粒を取り出した後、再び同じ方法で造粒を行い続け、更に高濃度廃液及び造粒剤をそれぞれ50回循環リピート添加した後、停止し、ホウ酸ナトリウム顆粒の造粒が完成であった。工程S320では、合計高濃度廃液及び造粒剤をそれぞれ100回添加し、合計20000グラムの高濃度廃液、8300グラムの造粒剤を添加した。続いて、全てのホウ酸ナトリウム顆粒を収集して混合し、続きの工程を待った。 Step S300 (S310-S320): Steps S310-S320 were performed according to the steps and methods of Example 1 using the material conditions in Table 7. In step S320, each time, 200 grams of high-concentration waste liquid is added first, and then 83 grams of granulating agent is added. The granules produced were close to the capacity limit of the granulator, so the operation was temporarily suspended, half the weight of sodium borate granules was taken out, and granulation was continued in the same manner, and the high-concentration waste liquid and granulation were continued. After 50 cyclic repeat additions of each agent, it was stopped and the granulation of sodium borate granules was completed. In step S320, a total of 20,000 grams of high-concentration waste liquid and 8,300 grams of granulating agent were added, adding a total of 100 times each of the high-concentration waste liquid and the granulating agent. Subsequently, all sodium borate granules were collected and mixed, awaiting further processing.
表7に示すように、実施例4に使用された造粒剤/高濃度廃液の重量比は、平均で0.454であり、ホウ酸ナトリウム顆粒の直径は、主に2~5mmの間に分布した。計算後、顆粒のホウ素含有量は、8.26wt%であり、47.25wt%のホウ酸含有量に相当した。 As shown in Table 7, the weight ratio of granulating agent/high-concentration effluent used in Example 4 was 0.454 on average, and the diameter of sodium borate granules was mainly between 2-5 mm. distributed. After calculation, the boron content of the granules was 8.26 wt%, corresponding to a boric acid content of 47.25 wt%.
工程S400:40部の市販の核廃棄物処理専用固化剤ECOCRETE-RS(環鼎国際会社(EigenGreen International Inc.)製品)、35部の石英粉末及び25部の水を使用し、実施例1の工程に従って硬化可能スラリーを作製した。続いて、実施例1の工程に従って重量比が1.12であった硬化可能スラリー/ホウ酸ナトリウム顆粒を使用し、顆粒固化スラリー体を調製した。得られた固化スラリー体のホウ素含有量は、3.89wt%であり、22.25wt%のホウ酸含有量に相当した。測定後、固化スラリー体の比重は、1.87であったため、そのホウ素負荷率は、72.74kg/m3であり、416.04kg/m3のホウ酸負荷率に相当した。 Step S400: Using 40 parts of commercial nuclear waste treatment solidifying agent ECOCRETE-RS (a product of EigenGreen International Inc.), 35 parts of quartz powder and 25 parts of water, A hardenable slurry was made according to the process. Subsequently, a granule solidified slurry body was prepared according to the steps of Example 1 using a 1.12 weight ratio of the settable slurry/sodium borate granules. The boron content of the resulting solidified slurry body was 3.89 wt%, corresponding to a boric acid content of 22.25 wt%. After measurement, the specific gravity of the solidified slurry body was 1.87, so its boron loading rate was 72.74 kg/m 3 , corresponding to a boric acid loading rate of 416.04 kg/m 3 .
実施例1の工程に従って固化体サンプルを調製し、28日養生した後、性質試験を行った。結果は、表8に示す通りであった。 Solidified body samples were prepared according to the steps of Example 1 and tested for properties after curing for 28 days. The results were as shown in Table 8.
工程S100~S200:実施例1の工程及び方法に従って高濃度廃液を作製し、前記高濃度廃液のホウ素濃度及びナトリウム/ホウ素のモル比は、表9に示す通りであった。 Steps S100 to S200: A high-concentration waste liquid was prepared according to the steps and methods of Example 1, and the boron concentration and sodium/boron molar ratio of the high-concentration waste liquid were as shown in Table 9.
工程S300:52部の市販のスラッジ固化剤STA-110(環鼎国際会社(EigenGreen International Inc.)製品)、36部のタイプIIのポルトランドセメント及び12部の試薬グレードの水酸化マグネシウムで、実施例1の工程に従って造粒剤粉末(造粒剤-D)を作製した。 Step S300: With 52 parts of commercial sludge solidifying agent STA-110 (a product of EigenGreen International Inc.), 36 parts of type II portland cement and 12 parts of reagent grade magnesium hydroxide, the A granulating agent powder (granulating agent-D) was prepared according to step 1.
工程S300(S310~S320):実施例4の工程に従って表9の材料条件に基づいて行い、その中で、造粒剤/高濃度ホウ酸ナトリウム廃液の重量比は、平均で0.363であった。得られたホウ酸ナトリウム顆粒のホウ素含有量は、8.81wt%であり、50.39wt%のホウ酸含有量に相当した。顆粒の直径は、主に2~5mmの間に分布した。 Step S300 (S310-S320): carried out according to the steps of Example 4 based on the material conditions in Table 9, in which the weight ratio of granulating agent/high-concentration sodium borate waste liquid was 0.363 on average. rice field. The boron content of the resulting sodium borate granules was 8.81 wt%, corresponding to a boric acid content of 50.39 wt%. The diameter of the granules was mainly distributed between 2 and 5 mm.
工程S400:実施例4と同じ硬化可能スラリーを使用した。実施例4の工程に従って重量比が1であった硬化可能スラリー/ホウ酸ナトリウム顆粒を使用し、顆粒固化スラリー体を作製した。得られた固化スラリー体のホウ素含有量は、4.41wt%であり、25.2wt%のホウ酸含有量に相当した。測定後、固化スラリー体の比重は、1.88であったため、そのホウ素負荷率は、82.79kg/m3であり、473.5kg/m3のホウ酸負荷率に相当した。 Step S400: The same hardenable slurry as in Example 4 was used. A granule solidified slurry body was made using a 1 weight ratio settable slurry/sodium borate granule according to the process of Example 4. The boron content of the resulting solidified slurry body was 4.41 wt%, corresponding to a boric acid content of 25.2 wt%. After measurement, the specific gravity of the solidified slurry body was 1.88, so its boron loading factor was 82.79 kg/m 3 , corresponding to a boric acid loading factor of 473.5 kg/m 3 .
実施例1の工程に従って固化体サンプルの作製、養生及び性質試験を行った。結果は、表10に示す通りであった。 According to the steps of Example 1, a solid sample was prepared, cured and tested for properties. The results were as shown in Table 10.
工程S100~S200:実施例1の工程及び方法に従って高濃度廃液を作製し、前記高濃度廃液のホウ素濃度及びナトリウム/ホウ素のモル比は、表11に示す通りであった。本実施例では、固化体の浸出抵抗を測定するため、200ppmの硝酸コバルト六水和物及び100ppmの硝酸セシウムを高濃度廃液に添加してそれを実験群とし、硝酸コバルト六水和物及び硝酸セシウムを対照群に添加しなかった。 Steps S100-S200: A high-concentration waste liquid was prepared according to the steps and methods of Example 1, and the boron concentration and sodium/boron molar ratio of the high-concentration waste liquid were as shown in Table 11. In this example, 200 ppm of cobalt nitrate hexahydrate and 100 ppm of cesium nitrate were added to the high-concentration waste liquid to make it an experimental group in order to measure the leaching resistance of the solidified material. No cesium was added to the control group.
工程S300(S310~S320):造粒剤-Aを使用した。実施例1の工程に従って表11の材料条件に基づいて工程S300を行った。実験群及び対照群は、それぞれ行った。得られたホウ酸ナトリウム顆粒のホウ素含有量は、3.57wt%であり、20.39wt%のホウ酸含有量に相当した。 Step S300 (S310-S320): Granulating agent-A was used. Step S300 was performed according to the steps of Example 1 and based on the material conditions in Table 11. An experimental group and a control group were performed respectively. The boron content of the resulting sodium borate granules was 3.57 wt%, corresponding to a boric acid content of 20.39 wt%.
工程S400:70部の市販の核廃棄物処理専用固化剤ECOCRETE-RS(環鼎国際会社(EigenGreen International Inc.)製品)及び30部の水を使用し、実施例1の工程に従って硬化可能スラリーを作製した。続いて、実施例1の工程に従って重量比が1.10であった硬化可能スラリー/ホウ酸ナトリウム顆粒を使用し、顆粒固化スラリー体を調製した。実験群及び対照群は、それぞれ行った。得られた固化体スラリー体のホウ素含有量は、3.57wt%であり、20.39wt%のホウ酸含有量に相当した。測定後、固化スラリー体の比重は、1.86であったため、そのホウ素負荷率は、66.32kg/m3であり、379.31kg/m3のホウ酸負荷率に相当した。 Step S400: Prepare a hardenable slurry according to the steps of Example 1 using 70 parts of commercial nuclear waste treatment specific solidifying agent ECOCRETE-RS (a product of EigenGreen International Inc.) and 30 parts of water. made. Subsequently, a granule solidified slurry body was prepared according to the steps of Example 1 using a 1.10 weight ratio of the settable slurry/sodium borate granules. An experimental group and a control group were performed respectively. The boron content of the resulting solidified body slurry was 3.57 wt%, corresponding to a boric acid content of 20.39 wt%. After measurement, the specific gravity of the solidified slurry body was 1.86, so its boron loading factor was 66.32 kg/m 3 , corresponding to a boric acid loading factor of 379.31 kg/m 3 .
実験群及び対照群は、それぞれ実施例1の工程に従って固化体サンプルの作製、養生及び性質試験を行い、且つ浸出液におけるコバルト及びセシウム元素の定量には、誘導結合プラズマ原子発光分光計(ICP-OES)を使用して浸出抵抗試験を行った。実験群の性質試験結果は、表12に示す通りであり、且つ全て性質標準要件を満たした。対照群の浸出液においては、コバルト及びセシウムの存在が検出されなかった。 For the experimental group and the control group, solidified sample preparation, curing and property testing were performed according to the steps of Example 1, respectively. ) was used to perform the leaching resistance test. The property test results of the experimental groups are shown in Table 12, and all met the property standard requirements. The presence of cobalt and cesium was not detected in the control leachate.
実施例1~6では、全て工程S410に従ってホウ酸ナトリウム顆粒を顆粒固化体に形成したが、前述したように、工程S420に従ってホウ酸ナトリウム顆粒を圧縮ブロック固定体に形成することも可能である。ただし、固定体の性質規定は、固化体と異なり、通常は、一定の厚さの安定した外側封止層を備える必要があることが要求される。本発明の実施例は、作製された種々の硬化可能スラリーが、性質が優れた硬化体を形成し得、それで注いで圧縮ブロックを包囲・固定し、性質が優れた固定体を十分に生成し得ることを十分に証明した。 Although Examples 1-6 all formed sodium borate granules into compacted granules according to step S410, it is also possible to form sodium borate granules into compressed block compacts according to step S420, as previously described. However, the property definition of the fixed body, unlike the solidified body, usually requires that it be provided with a stable outer sealing layer of constant thickness. Embodiments of the present invention demonstrate that the various hardenable slurries produced can form hardened bodies with good properties, and are well poured to surround and secure compacted blocks to produce solid bodies with good properties. Proved enough to get.
要するに、本発明の処理方法は、性質が優れた、高ホウ素負荷率の廃棄物を作製し、廃棄物の体積減少を達することが可能である。なお、本発明の造粒方法は、周知の方法に比べ、簡単であり、実施しやすく、二次廃液を生成せず、放射性廃棄物の管理コストを大幅に低減することが可能である。 In short, the treatment method of the present invention is capable of producing a high boron loading factor waste with superior properties and achieving waste volume reduction. The granulation method of the present invention is simpler and easier to implement than known methods, does not generate secondary liquid waste, and can significantly reduce the cost of managing radioactive waste.
本発明は、実施例で上述のように開示されたが、それが本発明を限定するものではない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、幾つかの変更及び修飾を加えることができる。そのため、本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。 Although the present invention has been disclosed above with examples, it is not intended to limit the invention. Those skilled in the art to which this invention pertains can make several changes and modifications without departing from the spirit and scope of this invention. Therefore, the scope of protection of the present invention is defined by the appended claims.
工程の符号:
S100 :廃液供給物の調製
S200 :低濃度廃液の濃縮
S300 :高濃度廃液の造粒
S400 :廃棄物パッケージの作製
S410 :固化体パッケージの作製
S420 :固定体パッケージの作製
材料の符号:
001 :元のホウ酸塩廃液
003 :低濃度廃液
004 :高濃度廃液
005 :造粒剤
006、006a、006b:ホウ酸塩顆粒
007a、007b :硬化可能スラリー原料
008a、008b :水+添加剤
009a、009b :硬化可能スラリー
010 :顆粒固化スラリー体
011 :顆粒圧縮ブロック
012a、012b :廃棄物樽
012c :通常容器
013 :固化体パッケージ
014 :固定体パッケージ
Process code:
S100: Preparation of effluent feed S200: Concentration of low concentration effluent S300: Granulation of high concentration effluent S400: Preparation of waste package S410: Preparation of solid package S420: Preparation of solid package Material code:
001: original borate effluent 003: low concentration effluent 004: high concentration effluent 005: granulating
Claims (12)
前記低濃度ホウ酸塩廃液の濃縮を行い、高重合度の重合ホウ酸塩を含有する、ホウ素濃度が少なくとも100000ppmである高濃度廃液を得る工程と、
造粒剤によって前記高濃度廃液の造粒を行い、複数の固形ホウ酸塩顆粒を形成する工程と、
前記複数の固形ホウ酸塩顆粒から大きなモノリシック固形廃棄物を作製する工程と、
を含み、
前記複数の固形ホウ酸塩顆粒を形成する工程は、初期造粒工程と、連続造粒工程とを含み、
前記初期造粒工程では、
適量な前記造粒剤を、撹拌翼を有する造粒装置中に置いて、前記造粒剤の粉末で前記撹拌翼を十分にカバーし、前記撹拌翼を始動して前記造粒剤を撹拌し、
前記高重合度の重合ホウ酸塩を含有する高濃度廃液を、液滴状で前記造粒装置に添加し、撹拌されている前記造粒剤の粉末と接触させ、固化反応させて顆粒を形成し、
置かれた前記造粒剤と添加された前記高濃度廃液の重量比(造粒剤/高濃度廃液)が第1の重量比に達すると、前記高濃度廃液の添加を停止し、
前記連続造粒工程では、
前記初期造粒工程で得られた前記顆粒を攪拌するために攪拌を開始し、
第2の重量比に従って、クロスの方式で前記造粒剤及び前記高濃度廃液を前記造粒装置に添加し、前記高濃度廃液の重量及び前記顆粒の湿度は毎回制御され、前記第2の重量比は、前記第1の重量比よりも小さく、
作製された複数の固形ホウ酸塩顆粒が前記造粒装置の容量限界に達すると、複数の固体ホウ酸塩粒子を取り出す、
高重合度の重合ホウ酸塩を含有する高濃度廃液、複数の固形ホウ酸塩顆粒、及び大きなモノリシック固形廃棄物を作製するためにホウ酸塩廃液を処理する方法。 preparing a effluent feed to obtain a low borate effluent;
a step of concentrating the low-concentration borate waste liquid to obtain a high-concentration waste liquid containing polymerized borate with a high degree of polymerization and having a boron concentration of at least 100000 ppm ;
granulating the high-concentration waste liquid with a granulating agent to form a plurality of solid borate granules;
creating a large monolithic solid waste from the plurality of solid borate granules;
including
forming the plurality of solid borate granules comprises an initial granulation step and a continuous granulation step;
In the initial granulation step,
An appropriate amount of the granulating agent is placed in a granulating device having a stirring blade, the powder of the granulating agent sufficiently covers the stirring blade, and the stirring blade is started to stir the granulating agent. ,
The high-concentration waste liquid containing the polymerized borate having a high degree of polymerization is added in the form of droplets to the granulator, brought into contact with the powder of the granulating agent being stirred, and solidified to form granules. death,
when the weight ratio between the placed granulating agent and the high-concentration waste liquid added (granulating agent/high-concentration waste liquid) reaches a first weight ratio, stopping the addition of the high-concentration waste liquid ;
In the continuous granulation step,
starting stirring to stir the granules obtained in the initial granulation step;
According to a second weight ratio, the granulating agent and the high-concentration waste liquid are added to the granulation device in a cloth manner, the weight of the high-concentration waste liquid and the humidity of the granules are controlled each time, and the second weight ratio is the ratio is less than the first weight ratio;
removing a plurality of solid borate particles when the plurality of solid borate granules produced reaches the capacity limit of the granulator;
A method of treating a borate effluent to produce a concentrated effluent containing polymerized borates with a high degree of polymerization, a plurality of solid borate granules, and a large monolithic solid waste.
硬化可能スラリーを調製する工程と、
前記固形ホウ酸塩顆粒及び前記硬化可能スラリーを混合して硬化可能な顆粒スラリー体にする工程と、
前記顆粒スラリー体を廃棄物樽に収容し、前記顆粒スラリー体が硬化した後、顆粒固化体パッケージを形成する工程とからなる
請求項1に記載の方法。 creating the large monolithic solid waste from the plurality of solid borate granules comprising:
preparing a hardenable slurry;
mixing the solid borate granules and the settable slurry into a settable granular slurry;
2. The method of claim 1, comprising placing the body of granular slurry in a waste keg and forming a compacted granular body package after the body of granular slurry has hardened.
硬化可能スラリーを調製する工程と、
前記固形ホウ酸塩顆粒を樽に入れた後、少なくとも1つの圧縮ブロックに圧縮し、前記少なくとも1つの圧縮ブロックを廃棄物樽に収容する工程と、
前記硬化可能スラリーを注いで前記少なくとも1つの圧縮ブロックを包囲して前記廃棄物樽内の隙間を埋め、前記硬化可能スラリーが硬化した後、顆粒圧縮ブロック固定体パッケージを形成する工程とからなる
請求項1に記載の方法。 creating the large monolithic solid waste from the plurality of solid borate granules comprising:
preparing a hardenable slurry;
after the solid borate granules have been placed in a barrel, they are compacted into at least one compacted block, and the at least one compacted block is placed in a waste keg;
pouring said hardenable slurry to surround said at least one compacted block to fill voids within said waste barrel to form a granular compacted block stator package after said hardenable slurry hardens. Item 1. The method according to item 1.
請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the effluent feed is sodium borate effluent.
請求項4に記載の方法。 5. The method of claim 4, wherein the sodium borate effluent is adjusted to a sodium to boron molar ratio of 0.25 to 0.35 in the effluent feed.
請求項1に記載の方法。 2. The step of preparing the waste feed further comprising adjusting the pH value of the waste feed using a compound selected from boric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and sodium hydroxide. described method.
請求項1に記載の方法。 The high-concentration borate waste liquid containing the polymerized borate with a high degree of polymerization is a high-concentration waste liquid containing sodium borate with a high degree of polymerization, and has a boron concentration of at least 100000 ppm. Method.
請求項1に記載の方法。 The high-concentration borate waste liquid containing a polymerized borate with a high degree of polymerization is a high-concentration waste liquid containing sodium borate with a high degree of polymerization .
The method of claim 1.
請求項8に記載の方法。 The granulating agent powder is a cement-based material, a pozzolanic material, a divalent or more than divalent alkaline earth metal oxide or hydroxide, a transition metal oxide or hydroxide, a metalloid oxide or water. 9. The method of claim 8, prepared from a material selected from oxide, silicate, phosphate, carbonate or complex powders, or combinations thereof.
請求項8に記載の方法。 9. The method according to claim 8, wherein the granulator is a planetary stirred tank with revolution and rotation functions.
請求項8に記載の方法。 9. The method according to claim 8, wherein the total weight of the high-concentration waste liquid containing the polymerized sodium borate with a high degree of polymerization used during granulation exceeds the total weight of the granulating agent powder.
前記複数の固形ホウ酸塩顆粒の取り出しを行う際に、別の造粒のための初期造粒として機能するために、適量な顆粒が前記造粒装置に残される、
請求項1に記載の方法。 In the continuous granulation step,
When removing the plurality of solid borate granules, a suitable amount of granules is left in the granulator to serve as initial granulation for another granulation.
The method of claim 1 .
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109132543A TWI741802B (en) | 2020-09-21 | 2020-09-21 | Method of processing liquid borate waste |
TW109132543 | 2020-09-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022051664A JP2022051664A (en) | 2022-04-01 |
JP7126580B2 true JP7126580B2 (en) | 2022-08-26 |
Family
ID=80782416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021036286A Active JP7126580B2 (en) | 2020-09-21 | 2021-03-08 | Method for treating borate waste liquid |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7126580B2 (en) |
CN (1) | CN114255900A (en) |
TW (1) | TWI741802B (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011174873A (en) | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Toshiba Corp | Treating device and method of radioactive waste |
JP2015105859A (en) | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 株式会社東芝 | Borate waste cement solidification treatment method and borate waste cement solidification treatment apparatus |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0679075B2 (en) * | 1986-09-30 | 1994-10-05 | 株式会社日立製作所 | Treatment method and equipment for radioactive liquid waste containing surfactant |
JPH0778553B2 (en) * | 1989-01-27 | 1995-08-23 | 財團法人韓國エナージ研究所 | Method for highly concentrating and drying and solidifying radioactive liquid waste |
TW234190B (en) * | 1993-07-21 | 1994-11-11 | Inst Of Nuclear Fnergy Atomic Energy Council | Prepare of inoganic hardenable slurry and method for solidifying wastes with the same |
AU670617B2 (en) * | 1993-09-16 | 1996-07-25 | Institute Of Nuclear Energy Research, Taiwan, R.O.C. | Preparation of inorganic hardenable slurry and method for solidifying wastes with the same |
JP3115478B2 (en) * | 1994-06-15 | 2000-12-04 | 株式会社日立製作所 | Equipment and method for solidifying radioactive waste pellets |
JP2912356B2 (en) * | 1997-08-26 | 1999-06-28 | 行政院原子能委員会核能研究所 | Method for coagulating boric acid and borate solution and coagulant used in this method |
US5998690A (en) * | 1997-08-26 | 1999-12-07 | Institute Of Nuclear Energy Research | Method and agents for solidification of boric acid and/or borates solutions |
TW452803B (en) * | 1999-01-29 | 2001-09-01 | Toshiba Corp | Method and device for treating waste containing boron |
TW200831154A (en) * | 2007-01-26 | 2008-08-01 | Inst Nuclear Energy Res Aec | Method of solidification and stabilization of waste acid solution |
KR20090080713A (en) * | 2008-01-22 | 2009-07-27 | 한국수력원자력 주식회사 | Radioactive waste granulation method and processing device |
CN105679390B (en) * | 2014-11-18 | 2018-07-13 | 中国辐射防护研究院 | Nuclear power station failure drier mixing volume reduction solidification processing method |
CN105741899B (en) * | 2016-02-25 | 2018-01-30 | 中国核动力研究设计院 | A kind of curing process additive, curing formula and the technique of radioactivity borate waste solution |
-
2020
- 2020-09-21 TW TW109132543A patent/TWI741802B/en active
-
2021
- 2021-03-08 JP JP2021036286A patent/JP7126580B2/en active Active
- 2021-09-17 CN CN202111090830.4A patent/CN114255900A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011174873A (en) | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Toshiba Corp | Treating device and method of radioactive waste |
JP2015105859A (en) | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 株式会社東芝 | Borate waste cement solidification treatment method and borate waste cement solidification treatment apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI741802B (en) | 2021-10-01 |
JP2022051664A (en) | 2022-04-01 |
TW202213387A (en) | 2022-04-01 |
CN114255900A (en) | 2022-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3988258A (en) | Radwaste disposal by incorporation in matrix | |
US4379081A (en) | Method of encapsulating waste radioactive material | |
US4363757A (en) | Method for noncontaminating solidification for final storage of aqueous, radioactive waste liquids | |
EP2784039B1 (en) | Cement curing formulation and method for high-level radioactive boron waste resins from nuclear reactor | |
CN105989903A (en) | Method for processing radioactive liquid waste | |
JP2017067679A (en) | Treatment method and treatment facility for radioactive waste | |
JPH0631850B2 (en) | How to dispose of radioactive liquid waste | |
JP2801517B2 (en) | Curable inorganic slurry and method for solidifying waste using the inorganic slurry | |
JPH0646236B2 (en) | How to dispose of radioactive waste | |
JP7126580B2 (en) | Method for treating borate waste liquid | |
US4622175A (en) | Process for solidifying radioactive waste | |
TWM606497U (en) | System for processing liquid borate waste | |
US20250087379A1 (en) | Method of treating borate waste liquid | |
JP2001208896A (en) | Co-solidification method of low-level radioactive wet waste generated from boiling water nuclear power plant | |
JPS5815000B2 (en) | Radioactive waste disposal method | |
US4293437A (en) | Process for the treatment and packaging of low or average activity radio-active waste | |
JPS6142840B2 (en) | ||
JPH0713676B2 (en) | Method for curing water glass for radioactive waste treatment | |
JP4787998B2 (en) | Solidification method for radioactive waste | |
CN115159917B (en) | Formula and method for curing and treating radioactive waste resin by cement | |
JPH0677075B2 (en) | Method for solidifying radioactive waste | |
JPH0631842B2 (en) | Method for drying radioactive waste liquid | |
KR890005297B1 (en) | Solidification Treatment of Radioactive Wastewater | |
Curtiss et al. | Radwaste disposal by incorporation in matrix | |
JPH0422238B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210308 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220419 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220719 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220802 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220816 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7126580 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |