JP2013082604A - Method for producing fired material, cement mixture, aggregate and earthwork material - Google Patents

Method for producing fired material, cement mixture, aggregate and earthwork material Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method for producing a harmless fired material by using waste contaminated with radioactive cesium as a raw material.SOLUTION: In this method for producing a fired material including a heating process for obtaining the fired material by heating waste contaminated with radioactive cesium and a CaO source and/or an MgO source at 1,200-1,400°C to evaporate radioactive cesium in the waste, the obtained fired material includes CS and CAS, and the kind and the blending ratio of each of the waste, the CaO source and the MgO source are determined so that the total amount of CAS and CAF per 100 pts.mass CS falls into 10-100 pts.mass.

Description

本発明は、放射性セシウムで汚染された廃棄物を原料として用いて、無害な焼成物を製造するための方法、得られた焼成物を粉砕して得られるセメント混合材、該焼成物からなる骨材、及び土工資材に関する。   The present invention relates to a method for producing a harmless fired product using waste contaminated with radioactive cesium as a raw material, a cement mixture obtained by pulverizing the obtained fired product, and a bone comprising the fired product. Materials and earthwork materials.

現在、セメント産業では、産業廃棄物や一般廃棄物をセメント原料として再資源化している。例えば、CSとCASを必須成分とし、CS100重量部に対し、CAS+CAFを10〜100重量部含有し、かつ、CAの含有量が20重量部以下である焼成物が提案されている(特許文献1)。該焼成物は産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる1種以上を原料とし、該焼成物は粉砕してセメント混合材として使用することができる。
一方、原子力発電所の大きな事故によって外部の環境中に放出された放射性セシウムが廃棄物又は土壌中に含まれている場合があるという問題が起きている。放射性セシウム(セシウム137)は、半減期が30年であり、長期間に亘って人体に悪影響を与えうるため、廃棄物等からの放射性セシウムの除去を求められる場合が多い。
放射性セシウムを除去する方法として、例えば、硝酸塩の形態で存在する放射性廃棄物を、外部に周回する通電コイルを備えたスリットを有する冷却された容器内で電磁誘導加熱により溶解し、硝酸塩が分解して生成した金属酸化物を容器周囲に、還元された白金属元素を電磁ピンチ力によって容器中央部に集積させ、次いで冷却・凝結後に、生成した固化体を回収することからなる、放射性廃棄物の処理方法において、電磁誘導加熱中に放射性廃棄物から揮発したセシウム等の長寿命核種を分離・回収する方法が記載されている(特許文献2)。
しかしながら、特許文献2の方法は、事故によって外部の環境中に放出された放射性セシウムを対象とするものではなく、原子力発電所等の限定された区域内で発生する放射性廃棄物を対象とするものであるため、膨大な量の汚染土壌等の処理に適したものではなく、また、装置が複雑で高価であり、高コストであるという問題があった。
Currently, in the cement industry, industrial waste and general waste are recycled as cement raw materials. For example, C 2 S and C 2 AS are essential components, 10 to 100 parts by weight of C 2 AS + C 4 AF is contained with respect to 100 parts by weight of C 2 S, and the content of C 3 A is 20 parts by weight or less. A certain fired product has been proposed (Patent Document 1). The fired product is made of at least one selected from industrial waste, general waste, and construction generated soil, and the fired product can be pulverized and used as a cement mixture.
On the other hand, there is a problem that radioactive cesium released into the external environment due to a major accident at a nuclear power plant may be contained in waste or soil. Since radioactive cesium (cesium 137) has a half-life of 30 years and can adversely affect the human body over a long period of time, it is often required to remove radioactive cesium from wastes and the like.
As a method for removing radioactive cesium, for example, radioactive waste existing in the form of nitrate is dissolved by electromagnetic induction heating in a cooled container having a slit having a current-carrying coil that circulates outside, and nitrate is decomposed. Of radioactive waste consisting of collecting the metal oxide produced in this way around the container, collecting the reduced white metal element in the middle of the container by electromagnetic pinch force, and then recovering the produced solidified material after cooling and condensation In the processing method, a method for separating and recovering long-lived nuclides such as cesium volatilized from radioactive waste during electromagnetic induction heating is described (Patent Document 2).
However, the method of Patent Document 2 is not intended for radioactive cesium released into the external environment due to an accident, but for radioactive waste generated in a limited area such as a nuclear power plant. Therefore, it is not suitable for processing a huge amount of contaminated soil and the like, and there is a problem that the apparatus is complicated and expensive, and the cost is high.

特許第3559274号公報Japanese Patent No. 3559274 特開平5−157897号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-157897

本発明は、放射性セシウムで汚染された廃棄物を原料として用いて、無害な焼成物を製造するための方法、該焼成物を粉砕して得られるセメント混合材、該焼成物からなる骨材、及び土工資材を提供することを目的とする。   The present invention uses a waste contaminated with radioactive cesium as a raw material, a method for producing a harmless fired product, a cement mixture obtained by pulverizing the fired product, an aggregate made of the fired product, And to provide earthwork materials.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、放射性セシウムで汚染された廃棄物、及び、CaO源及び/又はMgO源を加熱する焼成物の製造方法であって、得られる焼成物がCSとCASを含み、CS100質量部当たりのCASとCAFの合計量が10〜100質量部となるように配合割合を定める焼成物の製造方法によって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[8]を提供するものである。
[1] 放射性セシウムで汚染された廃棄物、及び、CaO源及び/又はMgO源を1200〜1400℃で加熱して、上記廃棄物中の放射性セシウムを揮発させ、焼成物を得る加熱工程を含む焼成物の製造方法であって、得られる焼成物がCSとCASを含み、CS100質量部当たりのCASとCAFの合計量が10〜100質量部となるように、上記廃棄物、CaO源及びMgO源の各々の種類及び配合割合を定めることを特徴とする焼成物の製造方法。
[2] さらに、CaO、MgO、及びSiOの各々の質量が、下記式(1)を満たすように、上記廃棄物、CaO源及びMgO源の各々の種類及び配合割合を定める前記[1]に記載の焼成物の製造方法。
((CaO+1.39×MgO)/SiO)=1.0〜2.2 ・・・(1)
(式中、CaO、MgO、SiOは、各々、カルシウムの酸化物換算の質量、マグネシウムの酸化物換算の質量、珪素の酸化物換算の質量を表す。)
[3] 原料として、さらに、塩化物を用いる前記[1]または[2]に記載の焼成物の製造方法。
[4] 上記加熱工程において、加熱を還元雰囲気下で行う、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の焼成物の製造方法。
[5] 上記加熱工程によって得られた焼成物と、還元剤及び吸着剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を混合する混合工程を含む前記[1]〜[4]のいずれかに記載の焼成物の製造方法。
[6] 前記[1]〜[5]のいずれかに記載の焼成物の製造方法によって得られた焼成物を粉砕して得られるセメント混合材。
[7] 前記[1]〜[5]のいずれかに記載の焼成物の製造方法によって得られた焼成物からなる骨材。
[8] 前記[1]〜[5]のいずれかに記載の焼成物の製造方法によって得られた焼成物からなる土工資材。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention are a method for producing a waste product contaminated with radioactive cesium and a fired product obtained by heating a CaO source and / or a MgO source. baked product comprises C 2 S and C 2 aS, by the method for manufacturing a baked product the total amount of C 2 aS and C 4 AF per C 2 S100 parts by mass determine the blending ratio so that 10 to 100 parts by weight The inventors have found that the above object can be achieved and completed the present invention.
That is, the present invention provides the following [1] to [8].
[1] A heating step of heating a waste contaminated with radioactive cesium and a CaO source and / or MgO source at 1200 to 1400 ° C. to volatilize the radioactive cesium in the waste to obtain a fired product. A method for producing a fired product, in which the obtained fired product contains C 2 S and C 2 AS, and the total amount of C 2 AS and C 4 AF per 100 parts by mass of C 2 S is 10 to 100 parts by mass. And determining the type and the mixing ratio of each of the waste, CaO source and MgO source.
[2] Further, the above [1] defines the types and mixing ratios of the waste, the CaO source, and the MgO source so that the masses of CaO, MgO, and SiO 2 satisfy the following formula (1): The manufacturing method of the baked product as described in any one of.
((CaO + 1.39 × MgO) / SiO 2 ) = 1.0 to 2.2 (1)
(In the formula, CaO, MgO, and SiO 2 represent the mass of calcium oxide, the mass of magnesium oxide, and the mass of silicon oxide, respectively.)
[3] The method for producing a fired product according to [1] or [2], wherein chloride is further used as a raw material.
[4] The method for producing a fired product according to any one of [1] to [3], wherein heating is performed in a reducing atmosphere in the heating step.
[5] The calcination according to any one of [1] to [4], including a mixing step of mixing the baked product obtained by the heating step and at least one selected from the group consisting of a reducing agent and an adsorbent. Manufacturing method.
[6] A cement mixed material obtained by pulverizing a fired product obtained by the method for producing a fired product according to any one of [1] to [5].
[7] An aggregate made of a fired product obtained by the method for producing a fired product according to any one of [1] to [5].
[8] An earthwork material comprising a fired product obtained by the method for producing a fired product according to any one of [1] to [5].

本発明の焼成物の製造方法によれば、放射性セシウムが除去された無害な焼成物を得ることができる。この焼成物は、セメント混合材、骨材として、今後多量に必要とされる復興用コンクリート(堤防、防波堤、及び消波ブロック等)に使用することができ、天然資源の保護を図ることができる。また、土工資材として、土壌除去された土地の埋め戻し材等に利用することができる。   According to the method for producing a fired product of the present invention, a harmless fired product from which radioactive cesium has been removed can be obtained. This fired product can be used as a cement mixture and aggregate for reconstruction concrete (embankments, breakwaters, wave-dissipating blocks, etc.), which will be required in large quantities in the future, and can protect natural resources. . In addition, it can be used as a backfill material for soil removed from soil as earthwork material.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の焼成物の製造方法は、放射性セシウムで汚染された廃棄物、及び、CaO源及び/又はMgO源を1200〜1400℃で加熱して、上記廃棄物中の放射性セシウムを揮発させ、焼成物を得る加熱工程を含む焼成物の製造方法であって、得られる焼成物がCSとCASを含み、CS100質量部当たりのCASとCAFの合計量が10〜100質量部となるように、上記廃棄物、CaO源及びMgO源の各々の種類及び配合割合を定めることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the method for producing a fired product of the present invention, the waste contaminated with radioactive cesium and the CaO source and / or the MgO source are heated at 1200 to 1400 ° C. to volatilize the radioactive cesium in the waste and fire. A method for producing a fired product including a heating step for obtaining a product, wherein the obtained fired product contains C 2 S and C 2 AS, and the total amount of C 2 AS and C 4 AF per 100 parts by mass of C 2 S is 10 It is characterized in that the types and blending ratios of the waste, CaO source, and MgO source are determined so as to be ˜100 parts by mass.

本発明の処理対象物は、放射性セシウムで汚染された廃棄物である。
ここで、放射性セシウムで汚染された廃棄物とは、例えば、土壌や、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や、下水汚泥、下水スラグ、浄水汚泥、建設汚泥等の産業廃棄物や、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。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、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、本発明における「放射性セシウムで汚染された廃棄物」の概念に含まれるものとする。
また、CaO源としては、例えば炭酸カルシウム、石灰石、生石灰、消石灰、石灰石、ドロマイト、高炉スラグ等が挙げられる。MgO源としては、例えば炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、ドロマイト、蛇紋岩、フェロニッケル合金スラグ等が挙げられる。これらの例示物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において、CaO源及びMgO源は、これら両方を用いてもよいし、いずれか一方のみを用いてもよいが、セメント混合材としての活性を高めるためにCaO源のみを混合することが好ましい。
また、CaO源およびMgO源は、粉砕された粉状物を使用することが好ましい。
The object to be treated of the present invention is a waste contaminated with radioactive cesium.
Here, waste contaminated with radioactive cesium is, for example, general waste such as soil, sewage sludge dry powder, municipal waste incinerated ash, molten slag derived from garbage, shells, vegetation, sewage sludge, sewage slag, Industrial waste such as purified water sludge and construction sludge, and disaster waste such as debris, which contains radioactive cesium. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. In addition, the radioactive cesium-enriched product (intermediate treatment product) obtained by removing in advance a portion containing almost no radioactive cesium (for example, sand and stone in the case of soil) is also contaminated with radioactive cesium in the present invention. It is included in the concept of “waste”.
Examples of the CaO source include calcium carbonate, limestone, quicklime, slaked lime, limestone, dolomite, and blast furnace slag. Examples of the MgO source include magnesium carbonate, magnesium hydroxide, dolomite, serpentine, and ferronickel alloy slag. These examples may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
In the present invention, both the CaO source and the MgO source may be used, or only one of them may be used, but it is preferable to mix only the CaO source in order to enhance the activity as a cement mixture. .
Further, it is preferable to use a pulverized powder as the CaO source and the MgO source.

本発明において、放射性セシウムとは、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は、原子力発電所の事故によって外部の環境中に放出される放射性物質であり、半減期がそれぞれ約2年と約30年のものである。
本発明において、除去対象物である放射性セシウムは、事故を起こした原子力発電所から、ヨウ化セシウム等の形態で放射性ヨウ素と共に外部の環境中に放出され、上空から地表面に降下したものである。ヨウ化セシウムは、沸点が1200℃以上であり、沸点が700℃程度であるセシウム単体に比べて、揮発し難い性質を有する。そのうえ、地表面に降下した放射性セシウムは、土壌に含まれる粘土鉱物中に閉じ込められて、土壌から離れにくい状態となり、また、形態が変化する場合もある。また、がれき等の災害廃棄物に付着したり、地表面に降下した放射性セシウムが雨によって流され、下水処理の過程で濃縮されることによって、高濃度の放射性セシウムを含む下水汚泥等が生じることがある。さらに、土壌に含まれる放射性セシウムを吸収することによって、草木が放射能に汚染され、これら放射能に汚染された草木を含むものを焼却して生じた焼却灰においては、ガラスなどに放射性セシウムが閉じ込められていることもある。本発明では、これらの処理し難い状態になっている放射性セシウム化合物を分離し回収しようとするものである。
In the present invention, radioactive cesium means cesium 134 and cesium 137, which are radioactive isotopes of cesium. These radioactive cesiums are radioactive substances that are released into the external environment by accidents at nuclear power plants, and have half-lives of about 2 years and about 30 years, respectively.
In the present invention, the radioactive cesium that is the object to be removed is released into the external environment together with radioactive iodine in the form of cesium iodide, etc., from the nuclear power plant that caused the accident, and dropped from the sky to the ground surface. . Cesium iodide has a boiling point of 1200 ° C. or higher and is less likely to volatilize than cesium iodide having a boiling point of about 700 ° C. In addition, radioactive cesium that has fallen to the surface of the earth is trapped in clay minerals contained in the soil, becomes difficult to separate from the soil, and the form may change. In addition, radioactive cesium that adheres to disaster waste such as debris or falls to the ground surface is washed away by rain and concentrated in the process of sewage treatment, resulting in sewage sludge containing high concentration of radioactive cesium, etc. There is. Furthermore, by absorbing radioactive cesium contained in the soil, the vegetation is contaminated with radioactivity, and incineration ash generated by incineration of those containing vegetation contaminated with these radioactivity, radioactive cesium is contained in glass, etc. Sometimes it is trapped. In the present invention, it is intended to separate and recover these radioactive cesium compounds that are difficult to treat.

加熱後に得られる焼成物はCS(2CaO・SiO)とCAS(2CaO・Al・SiO)を含み、CS100質量部当たりのCASとCAF(4CaO・Al・Fe)の合計量が10〜100質量部であり、好ましくは20〜90質量部である。
ASとCAFの合計量が10質量部未満であると、放射性セシウムで汚染された廃棄物とCaO源及び/又はMgO源との混合物中のカリウムやナトリウムの合計の揮発量が多くなり、排ガスが冷却されて得られる固体分である放射性物質含有廃棄物の量が多くなる。また、加熱時に加熱温度を上げてもフリーライム量(未反応CaO量)が低下しにくく、焼成が困難になる。さらに、生成するCSも水和活性のないγ型CSである可能性が高くなり、セメント混合材等として用いた場合に、セメントの強度を大きく低下させることがある。一方、100質量部を超えると、高温における融液が増加するため、焼成可能温度が狭まり、放射性セシウムの揮発量が少なくなる。また、CSが少ないため、セメント混合材等として用いた場合に、セメントの初期及び長期強度がともに低下する。
なお、使用する原料(廃棄物、CaO源、及びMgO源)の組成によっては、CAFが生成されることがあるが、CASとCAFの合計100質量部のうち、CAFの含有量は70質量部以下であることが好ましい。CAFの含有量がこの範囲を超えると、製造の管理が難しくなる場合がある。
また、上記焼成物はCS100質量部当たりのCAの含有量が好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。20質量部を超えると、セメント混合材等として用いた場合に、セメントの水和熱が上昇し、流動性も悪化する場合がある。
The fired product obtained after heating contains C 2 S (2CaO · SiO 2 ) and C 2 AS (2CaO · Al 2 O 3 · SiO 2 ), and C 2 AS and C 4 AF (4CaO per 100 parts by mass of C 2 S). - the total amount of Al 2 O 3 · Fe 2 O 3) is 10 to 100 parts by weight, preferably 20 to 90 parts by weight.
When the total amount of C 2 AS and C 4 AF is less than 10 parts by mass, the total volatilization amount of potassium and sodium in the mixture of the waste contaminated with radioactive cesium and the CaO source and / or MgO source is large. Therefore, the amount of radioactive material-containing waste, which is a solid content obtained by cooling the exhaust gas, increases. Moreover, even if heating temperature is raised at the time of a heating, the amount of free lime (the amount of unreacted CaO) is hard to fall and baking becomes difficult. Furthermore, the resulting C 2 S becomes likely to be no γ-type C 2 S hydration activity, when used as a cement mixing material etc., which may greatly reduce the strength of the cement. On the other hand, when the amount exceeds 100 parts by mass, the melt at a high temperature increases, so that the calcinable temperature is narrowed and the volatilization amount of radioactive cesium is reduced. Further, since C 2 S is small, when used as a cement mixing material etc., the initial and long-term strength of the cement are both reduced.
Depending on the composition of the raw materials used (waste, CaO source, and MgO source), C 4 AF may be produced, but of the total 100 parts by mass of C 2 AS and C 4 AF, C 4 The content of AF is preferably 70 parts by mass or less. When the content of C 4 AF exceeds this range, production management may be difficult.
Moreover, the content of C 3 A per 100 parts by mass of C 2 S is preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or less. When it exceeds 20 parts by mass, the heat of hydration of the cement may increase and the fluidity may deteriorate when used as a cement mixture.

上記焼成物の鉱物構成比は、使用原料中のCaO、SiO、Al、Feの各含有量(質量%)から、次式により各鉱物の質量比を算出することで求めることができる。
AF=3.04×Fe
A=1.61×CaO−3.00×SiO−2.26×Fe
AS=−1.63×CaO+3.04×SiO+2.69×Al+0.57×Fe
S=1.02×CaO+0.95×SiO−1.69×Al−0.36×Fe
従って、放射性セシウムで汚染された廃棄物とCaO源及び/又はMgO源との配合割合は、廃棄物の組成に応じて、得られる焼成物の組成が、本発明の範囲内になるよう、適宜決定すれば良い。
The mineral composition ratio of the fired product is calculated by calculating the mass ratio of each mineral according to the following formula from the contents (mass%) of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , and Fe 2 O 3 in the raw materials used. Can be sought.
C 4 AF = 3.04 × Fe 2 O 3
C 3 A = 1.61 × CaO−3.00 × SiO 2 −2.26 × Fe 2 O 3
C 2 AS = −1.63 × CaO + 3.04 × SiO 2 + 2.69 × Al 2 O 3 + 0.57 × Fe 2 O 3
C 2 S = 1.02 × CaO + 0.95 × SiO 2 -1.69 × Al 2 O 3 −0.36 × Fe 2 O 3
Therefore, the mixing ratio of the waste contaminated with radioactive cesium and the CaO source and / or MgO source is appropriately determined so that the composition of the fired product obtained is within the scope of the present invention, depending on the composition of the waste. Just decide.

さらに、上記放射性セシウムで汚染された廃棄物とCaO源及び/又はMgO源は、得られる混合物中の酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(MgO)、及び二酸化珪素(SiO)の各々の質量が、下記式(1)を満たすように、前記廃棄物とCaO源及び/又はMgO源の種類及び配合割合を定めたうえで混合されることが好ましい。
((CaO+1.39×MgO)/SiO)=1.0〜2.2 ・・・(1)
(式中、CaO、MgO、SiOは、各々、カルシウムの酸化物換算の質量、マグネシウムの酸化物換算の質量、珪素の酸化物換算の質量を表す。)
上記式(1)のCaO、MgO、及びSiOの各々の質量と上記式(1)から導き出される数値は好ましくは1.0〜2.2、より好ましくは1.1〜1.9、特に好ましくは1.2〜1.8である。
なお、CaOの1モルの質量は、MgOの1.39モルの質量に相当することから、上記式(1)において、MgOの質量に1.39を乗じている。
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場合がある。該質量比が2.2を超えると、放射性セシウムで汚染された廃棄物とCaO源及び/又はMgO源との混合物中のカリウムやナトリウムの合計の揮発量が多くなり、排ガスが冷却されて得られる固体分である放射性物質含有廃棄物の量が多くなる場合がある。
Further, the waste contaminated with the radioactive cesium and the CaO source and / or the MgO source have a mass of each of calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), and silicon dioxide (SiO 2 ) in the obtained mixture. In order to satisfy the following formula (1), it is preferable that the waste and the CaO source and / or the MgO source are determined and mixed and then mixed.
((CaO + 1.39 × MgO) / SiO 2 ) = 1.0 to 2.2 (1)
(In the formula, CaO, MgO, and SiO 2 represent the mass of calcium oxide, the mass of magnesium oxide, and the mass of silicon oxide, respectively.)
The numerical values derived from the respective masses of CaO, MgO and SiO 2 of the above formula (1) and the above formula (1) are preferably 1.0 to 2.2, more preferably 1.1 to 1.9, particularly Preferably it is 1.2-1.8.
In addition, since the mass of 1 mol of CaO corresponds to the mass of 1.39 mol of MgO, in the above formula (1), the mass of MgO is multiplied by 1.39.
When the mass ratio is less than 1.0, a liquid phase is likely to be generated as the firing temperature is increased, and the volatilization amount of radioactive cesium may be reduced. When the mass ratio exceeds 2.2, the total volatilization amount of potassium and sodium in the mixture of the waste contaminated with radioactive cesium and the CaO source and / or MgO source increases, and the exhaust gas is cooled. In some cases, the amount of radioactive material-containing waste, which is a solid content, increases.

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上記混合物の原料として、さらに、塩化カルシウム(CaCl)、塩化カリウム(KCl)、塩化ナトリウム(NaCl)等の塩化物を用いてもよい。中でも塩化揮発の促進の観点から塩化カルシウムが好ましい。
塩化物の量は、塩素と、セシウム及びカリウムとのモル比(Cl/(Cs+K))が好ましくは1.0以下、より好ましくは0.3以下になる量である。該モル比が1.0以下であると、カリウムやナトリウムが揮発せずに放射性セシウムが多く揮発するため、放射性物質含有廃棄物の減容化を図ることができる。
また、上記混合物中の塩素量は1500mg/kg以下であることが好ましい。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。
好ましくは、上記モル比(Cl/(Cs+K))が1.0以下でありかつ上記混合物中の塩素量が1500mg/kg以下、さらに好ましくは、上記モル比が0.5以下でありかつ上記混合物中の塩素量が1250mg/kg以下であれば、揮発するセシウムは塩化セシウムの形態として、揮発しやすくなることに加えて、後述する回収物の減容化を図ることができる。
上記の廃棄物とCaO源及び/又はMgO源との混合に際し、必要に応じて、混合を兼ねて解砕、粉砕等を行ったり、あるいは、解砕機もしくは粉砕機と、混合機を組み合わせて、2段階の処理を行ってもよい。後述するロータリーキルンを用いて焼成する場合は、ロータリーキルン内で各材料が回転混合されるので、上述のCaO源、MgO源、及び廃棄物等の一部をそのままキルン窯尻に投入してもよい。また、上記混合物は5mm程度の粒状物より小さいことが好ましい。また、予めセシウムが多くは含まれない5mm以上の石などを、水洗を行いながら取り除いてもよい。
As a raw material of the above mixture for the purpose of accelerating the volatilization of radioactive cesium by chlorination and reducing the volume of volatile recovery, further, chlorides such as calcium chloride (CaCl 2 ), potassium chloride (KCl), and sodium chloride (NaCl) May be used. Of these, calcium chloride is preferred from the viewpoint of promoting chlorination.
The amount of chloride is such that the molar ratio of chlorine, cesium and potassium (Cl / (Cs + K)) is preferably 1.0 or less, more preferably 0.3 or less. When the molar ratio is 1.0 or less, potassium and sodium do not volatilize and a large amount of radioactive cesium volatilizes, so that the volume of radioactive material-containing waste can be reduced.
Moreover, it is preferable that the chlorine content in the said mixture is 1500 mg / kg or less. When the amount of chlorine is 1500 mg / kg or less, a liquid phase is hardly generated even at a high temperature, and a large amount of radioactive cesium is volatilized.
Preferably, the molar ratio (Cl / (Cs + K)) is 1.0 or less, and the amount of chlorine in the mixture is 1500 mg / kg or less, more preferably, the molar ratio is 0.5 or less. If the amount of chlorine in the inside is 1250 mg / kg or less, the volatilized cesium can be easily volatilized in the form of cesium chloride, and the volume of recovered material described later can be reduced.
When mixing the above-mentioned waste with the CaO source and / or MgO source, if necessary, crushing, pulverizing, etc. also serving as mixing, or combining the crusher or pulverizer with a mixer, A two-stage process may be performed. When firing using a rotary kiln, which will be described later, since each material is rotationally mixed in the rotary kiln, a part of the above-mentioned CaO source, MgO source, waste, etc. may be put into the kiln kiln as it is. Moreover, it is preferable that the said mixture is smaller than the granular material of about 5 mm. Further, stones of 5 mm or more that do not contain much cesium may be removed in advance while washing with water.

放射性セシウムで汚染された廃棄物とCaO源及び/又はMgO源との混合物の加熱温度は1200〜1400℃、好ましくは1200〜1350℃である。
上記温度範囲内で加熱することで、廃棄物に含まれる放射性セシウムを効率的に揮発させることができる。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。1400℃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。
混合物の加熱時間は、放射性セシウムの十分な揮発量を得る観点から、好ましくは15分間以上、より好ましくは30分間以上である。加熱時間の上限は特に限定されないが、好ましくは180分間以下、より好ましくは120分間以下である。加熱時間が180分間を超えると混合物中の放射性セシウムと共に、カリウムやナトリウムの揮発量が多くなる。ロータリーキルン等、原料が転動する場合には、ガスと放射性セシウムとの接触率があがり、熱伝導率もよくなるため、静置した条件よりも短い焼成時間で、高い揮発率を得ることができる。
加熱手段としては、連続式とバッチ式のいずれも用いることができる。
連続式の加熱手段の例としては、ロータリーキルン等が挙げられる。
バッチ式の加熱手段の例としては、焼却炉、電気炉、マイクロ波加熱装置等が挙げられる。
中でも、連続式の加熱手段は、処理の効率を高める観点から、本発明で好ましく用いられる。特に、ロータリーキルンは、放射性セシウムの揮発に適する加熱温度及び廃棄物の滞留時間を容易に与えることができるので、好ましい。
The heating temperature of the mixture of the waste contaminated with radioactive cesium and the CaO source and / or MgO source is 1200 to 1400 ° C, preferably 1200 to 1350 ° C.
By heating within the above temperature range, radioactive cesium contained in the waste can be volatilized efficiently. When the heating temperature is less than 1200 ° C., the volatilization amount of radioactive cesium decreases. If it exceeds 1400 ° C., a liquid phase is formed, and radioactive cesium is taken in and becomes difficult to volatilize.
The heating time of the mixture is preferably 15 minutes or more, more preferably 30 minutes or more from the viewpoint of obtaining a sufficient volatilization amount of radioactive cesium. The upper limit of the heating time is not particularly limited, but is preferably 180 minutes or less, more preferably 120 minutes or less. When the heating time exceeds 180 minutes, the volatilization amount of potassium and sodium increases with the radioactive cesium in the mixture. When the raw material rolls, such as a rotary kiln, the contact rate between the gas and the radioactive cesium is increased and the thermal conductivity is improved, so that a high volatilization rate can be obtained in a shorter firing time than the standing condition.
As the heating means, either a continuous type or a batch type can be used.
A rotary kiln etc. are mentioned as an example of a continuous heating means.
Examples of the batch type heating means include an incinerator, an electric furnace, a microwave heating device, and the like.
Among these, the continuous heating means is preferably used in the present invention from the viewpoint of increasing the processing efficiency. In particular, a rotary kiln is preferable because a heating temperature suitable for volatilization of radioactive cesium and a residence time of waste can be easily provided.

加熱時の雰囲気としては、水蒸気を含む空気下で加熱すれば、アルカリ金属(カリウム及びナトリウム)の揮発量を少なくし、かつ、放射性セシウムの揮発量を多くすることができるため好ましい。
一方、水蒸気を含まない空気(純空気)下で加熱した場合、アルカリ金属(カリウム及びナトリウム)の揮発量も多くなるが、より多くの放射性セシウムを揮発させることができる。
上述した塩化物の量、加熱温度、時間、及び加熱時の水蒸気量を調整することで、アルカリ金属(カリウム及びナトリウム)の揮発量を少なくすると共に、放射性セシウムの揮発量を多くすることができる。
The atmosphere during heating is preferably heated in air containing water vapor because the volatilization amount of alkali metals (potassium and sodium) can be reduced and the volatilization amount of radioactive cesium can be increased.
On the other hand, when heated under air that does not contain water vapor (pure air), the volatilization amount of alkali metals (potassium and sodium) increases, but more radioactive cesium can be volatilized.
By adjusting the amount of chloride, the heating temperature, the time, and the amount of water vapor at the time of heating, the volatilization amount of radioactive cesium can be increased while reducing the volatilization amount of alkali metals (potassium and sodium). .

また、放射性セシウムで汚染された廃棄物にクロムが含まれていた場合、得られる焼成物に6価クロム(Cr6+)が含まれる可能性がある。
このような焼成物を、セメント混合材、骨材、土工資材等として使用した場合(特に土工資材として用いる場合)、焼成物中に含まれる6価クロムが溶出して、水質汚染、土壌汚染等を引き起こす可能性がある。
そこで、上記加熱工程において、加熱を還元雰囲気下で行ってもよい。還元雰囲気下で加熱することで、上記廃棄物中にクロムが含まれていても、酸化雰囲気下で生じ易い6価クロムの生成を防止することができ、かつ、廃棄物を加熱する工程において、廃棄物が一時的に酸化雰囲気下で加熱されることで6価クロムが生成しても、3価クロム(Cr3+)に還元されることから、得られた焼成物を土工資材等として安全に使用することができる。なお、上述した水蒸気を含む空気下で加熱する方法と、還元雰囲気下で加熱する方法は組み合わせて行ってもよい。以下、還元雰囲気下で加熱を行う方法について、内部燃焼型の装置(内燃式ロータリーキルン等)であって、向流タイプ(原料出口側で燃焼するもの)の装置を用いた場合を例に解説するが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。
Moreover, when the waste contaminated with radioactive cesium contains chromium, the fired product obtained may contain hexavalent chromium (Cr 6+ ).
When such a fired product is used as a cement mixture, aggregate, earthwork material, etc. (especially when used as an earthwork material), hexavalent chromium contained in the fired product is eluted, causing water pollution, soil pollution, etc. May cause.
Therefore, in the heating step, heating may be performed in a reducing atmosphere. By heating in a reducing atmosphere, even if chromium is contained in the waste, it is possible to prevent the formation of hexavalent chromium that is likely to occur in an oxidizing atmosphere, and in the step of heating the waste, Even if the waste is temporarily heated in an oxidizing atmosphere to produce hexavalent chromium, it is reduced to trivalent chromium (Cr 3+ ), so the obtained fired product can be used safely as an earthwork material. Can be used. In addition, you may perform combining the method heated in the air containing the water vapor | steam mentioned above, and the method heated in a reducing atmosphere. In the following, the method of heating in a reducing atmosphere will be explained using an example of an internal combustion type device (such as an internal combustion rotary kiln) that uses a counter-current type (combusted at the raw material outlet side) as an example. However, the present invention is not limited to these forms.

還元雰囲気下で、放射性セシウムで汚染された廃棄物を加熱する方法の一例として、上記廃棄物を加熱する際に、可燃性物質を燃焼する方法が挙げられる。可燃性物質を燃焼することで、廃棄物の周辺を還元雰囲気に保つことができる。また、上記廃棄物中にクロムが含まれていても、6価クロムの生成を防止することができ、かつ、廃棄物を加熱する工程において、6価クロムが生成していても、3価クロムに還元される。
ここで、可燃性物質とは、例えば、石炭、コークス、活性炭、廃木材、廃プラスチック、重油スラッジ、都市ゴミ等の廃棄物を圧縮及び/または固形化した廃棄物固形塊等が挙げられる。
可燃性物質を供給する方法としては、放射性セシウムで汚染された廃棄物にあらかじめ混合してもよく、加熱に使用する装置として、ロータリーキルンを使用する場合、可燃性物質を、廃棄物の入口側、出口側、または、ロータリーキルンの途中から供給してもよい。
可燃性物質を原料にあらかじめ混合する場合、加熱によって得られる焼成物中に可燃性物質が未燃焼状態で残存しない範囲であれば、可燃性物質の混合量は多い方が好ましく、可燃性物質の粒径も大きい方が好ましい。
As an example of a method of heating waste contaminated with radioactive cesium in a reducing atmosphere, a method of burning a combustible substance when heating the waste is mentioned. By burning the combustible substance, the periphery of the waste can be maintained in a reducing atmosphere. Moreover, even if chromium is contained in the waste, the production of hexavalent chromium can be prevented, and even if hexavalent chromium is produced in the step of heating the waste, trivalent chromium is produced. Reduced to
Here, the combustible material includes, for example, waste solid lump obtained by compressing and / or solidifying waste such as coal, coke, activated carbon, waste wood, waste plastic, heavy oil sludge, and municipal waste.
As a method of supplying the combustible material, it may be mixed in advance with waste contaminated with radioactive cesium. When a rotary kiln is used as a heating device, the combustible material is disposed on the waste inlet side, You may supply from the exit side or the middle of a rotary kiln.
When combustible materials are mixed with raw materials in advance, the amount of combustible materials is preferably larger as long as the combustible materials do not remain in the unburned state in the fired product obtained by heating. A larger particle size is preferred.

ここで、可燃性物質を、ロータリーキルンの廃棄物の入口側、またはロータリーキルンの途中で供給する場合について説明する。
この場合、可燃性物質は還元雰囲気を長時間維持することができるものが好ましい。具体的には、例えば、ロータリーキルンの主燃料に比べて、燃焼速度の遅いもの、または、主燃料と同様の燃焼速度を有し、主燃料よりも粗い粒である可燃性物質が挙げられる。具体的には、石油コークス、石炭コークス、無煙炭等が挙げられる。燃焼速度が遅いほど、可燃性物質を細かくできるので好ましい。
可燃性物質の平均粒径は、好ましくは0.5〜20mm、より好ましくは1〜5mmである。該平均粒径が0.5mm未満であると、燃焼中のごく初期で燃えきってしまうため、還元雰囲気を長時間維持できなくなる場合がある。該平均粒径が20mmを超えると、得られた焼成物に未燃焼状態の可燃性物質が多量に残存するため、供給した可燃性物質が無駄となり、また、該焼成物を、セメント混合材またはコンクリート骨材として用いる場合において、残存する未燃炭素がAE剤を吸着することで、モルタルコンクリートの空気連行性が悪化する、あるいは、締め固めした場合に未燃炭素が表面に現れ、モルタルコンクリートの外観が悪化する等の問題が生じる場合がある。
可燃性物質の量は、加熱によって得られる焼成物1000kgあたり、好ましくは5〜40kg、より好ましくは10〜40kg、特に好ましくは12〜40kgである。該量が5kg未満であると、還元雰囲気とすることによる効果が小さい場合がある。該量が40kgを超えると、得られる焼成物に未燃焼状態の可燃性物質が多量に残存し、該焼成物をセメント混合材またはコンクリート骨材として用いる場合において、モルタルコンクリートの空気連行性や外観が悪化する場合がある。
なお、可燃性物質は、ロータリーキルンの途中で供給する場合には、ロータリーキルン内で最も高温となる位置から、廃棄物の入口側までの途中で供給することが好ましい。
可燃性物質を燃焼する際の、炉内の酸素(O)濃度は、可燃性物質をすぐに消失させないという観点から、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。
上述した条件と、滞留時間等を調整することで、6価クロムの生成を防止し、かつ、可燃性物質が残存しないようにすることができる。また、得られた焼成物をセメント混合材またはコンクリート骨材として使用する場合には、モルタルコンクリートの空気連行性や外観に悪影響を与えないように、上述した条件と、滞留時間等を調整する。
Here, a case where the combustible substance is supplied on the waste kiln waste side or in the middle of the rotary kiln will be described.
In this case, the combustible substance is preferably one that can maintain the reducing atmosphere for a long time. Specifically, for example, a combustible material having a slower combustion speed than the main fuel of a rotary kiln or a combustion speed similar to that of the main fuel and having coarser grains than the main fuel can be mentioned. Specific examples include petroleum coke, coal coke, and anthracite. The slower the burning rate, the better because the combustible material can be made finer.
The average particle size of the combustible material is preferably 0.5 to 20 mm, more preferably 1 to 5 mm. If the average particle diameter is less than 0.5 mm, the reducing atmosphere may not be maintained for a long time because it burns out in the very initial stage during combustion. If the average particle diameter exceeds 20 mm, a large amount of unburned combustible material remains in the obtained fired product, so that the supplied combustible material is wasted. When used as a concrete aggregate, the remaining unburned carbon adsorbs the AE agent, so that the air entrainment of the mortar concrete deteriorates, or when compacted, the unburned carbon appears on the surface, and the mortar concrete Problems such as deterioration in appearance may occur.
The amount of the combustible material is preferably 5 to 40 kg, more preferably 10 to 40 kg, and particularly preferably 12 to 40 kg per 1000 kg of the fired product obtained by heating. If the amount is less than 5 kg, the effect of making a reducing atmosphere may be small. When the amount exceeds 40 kg, a large amount of unburned combustible material remains in the obtained fired product, and when the fired product is used as a cement mixture or a concrete aggregate, the air entrainment and appearance of mortar concrete May get worse.
In addition, when supplying a combustible substance in the middle of a rotary kiln, it is preferable to supply in the middle from the position which becomes the highest temperature in a rotary kiln to the waste inlet side.
The oxygen (O 2 ) concentration in the furnace when burning the combustible material is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, from the viewpoint that the combustible material is not immediately lost.
By adjusting the above-described conditions and the residence time, it is possible to prevent the formation of hexavalent chromium and prevent the combustible substance from remaining. Moreover, when using the obtained baked product as a cement mixed material or a concrete aggregate, the above-described conditions, residence time, and the like are adjusted so as not to adversely affect the air entrainment and appearance of the mortar concrete.

次に、可燃性物質を、廃棄物の出口側から供給する場合について説明する。
可燃性物質は空気を用いて廃棄物の出口側から炉内に向かって容易に圧送することができる。また、ロータリーキルンの出口側に専用の投入口を設けても良い。さらに、粗い可燃性物質(平均粒径が1〜10mm程度のもの)を主バーナーの燃料の一部として落下させても良い。
可燃性物質は、廃棄物の入口側、またはロータリーキルンの途中で供給する場合よりも強い還元状態にできるものが好ましい。具体的には、例えば、ロータリーキルンの主燃料に比べて、燃焼速度が速い可燃性物質が挙げられる。燃焼速度が速い可燃性物質としては、例えば、廃木材、廃プラスチック、重油スラッジ、及び都市ゴミ等の廃棄物を圧縮及び/または固形化した廃棄物固形塊等が挙げられる。
可燃性物質の平均粒径は、好ましくは0.1〜10mm、より好ましくは1〜5mmである。該平均粒径が0.1mm未満であると、焼成中のごく初期で燃えきってしまうため還元雰囲気を維持できなくなる場合がある。該平均粒径が10mmを超えると、得られた焼成物に未燃焼状態の可燃性物質が多量に残存して供給した可燃性物質が無駄となり、また、該焼成物をセメント混合材またはコンクリート骨材として用いる場合において、モルタルコンクリートの空気連行性や外観が悪化する場合がある。なお、還元雰囲気を維持できる時間は、可燃性物質の平均粒径により調整することができる。例えば、燃焼速度が速い可燃性物質は、平均粒径を大きく(粗く)することで還元雰囲気を維持できる時間を長くすることができる。
可燃性物質の熱量は、主バーナーに用いられる燃料全体の熱量に対して、通常、2〜40%となるように使用することができる。可燃性物質の熱量が2%未満であると、還元雰囲気とすることによる効果が小さい場合がある。可燃性物質の熱量が40%を超えると、得られた焼成物中に未燃焼状態の可燃性物質が多量に残存して供給した可燃性物質が無駄となり、該焼成物をセメント混合材またはコンクリート骨材として用いる場合において、モルタルコンクリートの空気連行性や外観が悪化する場合がある。
上述した可燃性物質を廃棄物の入口側またはロータリーキルンの途中で供給する場合と比べて、廃棄物の出口側から供給する場合は、ロータリーキルン内で還元雰囲気となるのは炉内の一部分であるため、還元雰囲気を長時間維持するとともに、還元速度が速い高温度帯で還元雰囲気となるように、可燃性物質の供給位置(落下位置)をロータリーキルン内で最高温度となる位置よりも廃棄物の入口側に調整することが好ましい。供給位置は好ましくは、通常、キルンの内径をDとして、キルンの出口から4Dの地点より、奥が好ましい。また、主バーナー等の設定条件により、キルン内の最高温度となる位置がより出口側になった場合には、キルンの出口から3Dの地点より、奥が好ましい。供給位置(落下位置)は、可燃性物質の投入口の角度、投入口の位置、可燃性物質を投入する速度、可燃性物質の粒度、及び、可燃性物質の密度で調整することが好ましい。
可燃性物質を添加する場合における、炉内の酸素(O)濃度は、可燃性物質をすぐに消失させないという観点から、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。
上述した条件を調整することで、6価クロムの生成を防止し、かつ、可燃性物質が残存しないようにすることが好ましい。
Next, the case where a combustible substance is supplied from the waste outlet side will be described.
The combustible material can be easily pumped from the waste outlet side into the furnace using air. A dedicated inlet may be provided on the outlet side of the rotary kiln. Further, a coarse combustible substance (having an average particle diameter of about 1 to 10 mm) may be dropped as part of the fuel of the main burner.
The combustible substance is preferably one that can be in a reduced state stronger than when it is supplied on the waste inlet side or in the middle of the rotary kiln. Specifically, for example, a combustible material having a higher combustion speed than the main fuel of a rotary kiln can be used. Examples of the combustible material having a high combustion rate include waste solids obtained by compressing and / or solidifying waste wood, waste plastic, heavy oil sludge, and municipal waste.
The average particle size of the combustible substance is preferably 0.1 to 10 mm, more preferably 1 to 5 mm. If the average particle size is less than 0.1 mm, the reducing atmosphere may not be maintained because it burns out at the very beginning during firing. If the average particle diameter exceeds 10 mm, a large amount of unburned combustible material remains in the obtained fired product, and the supplied combustible material is wasted, and the fired product is used as a cement mixture or concrete bone. When used as a material, the air entrainment and appearance of mortar concrete may deteriorate. In addition, the time which can maintain a reducing atmosphere can be adjusted with the average particle diameter of a combustible substance. For example, a combustible substance having a high combustion rate can increase the time during which the reducing atmosphere can be maintained by increasing (roughening) the average particle size.
The amount of heat of the combustible substance can be usually 2 to 40% of the amount of heat of the whole fuel used for the main burner. If the amount of heat of the combustible material is less than 2%, the effect of the reducing atmosphere may be small. When the amount of heat of the combustible material exceeds 40%, a large amount of unburned combustible material remains in the obtained fired product, and the supplied combustible material is wasted, and the fired product is used as a cement mixture or concrete. When used as an aggregate, the air entrainment and appearance of mortar concrete may deteriorate.
Compared with the case where the above-mentioned combustible substance is supplied from the waste inlet side or in the middle of the rotary kiln, when the waste is supplied from the waste outlet side, the reducing atmosphere in the rotary kiln is part of the furnace. In addition to maintaining the reducing atmosphere for a long time, the flammable substance supply position (falling position) is higher than the position where the maximum temperature is reached in the rotary kiln so that the reducing atmosphere is maintained in a high temperature zone where the reduction speed is fast. It is preferable to adjust to the side. The supply position is preferably preferably deeper than a point 4D from the kiln outlet, where D is the inner diameter of the kiln. Moreover, when the position which becomes the highest temperature in a kiln becomes the exit side more according to setting conditions, such as a main burner, a back | inner side is preferable from the point of 3D from the exit of a kiln. The supply position (falling position) is preferably adjusted by the angle of the inlet of the combustible substance, the position of the inlet, the speed at which the combustible substance is introduced, the particle size of the combustible substance, and the density of the combustible substance.
The oxygen (O 2 ) concentration in the furnace when the combustible substance is added is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less from the viewpoint that the combustible substance does not disappear immediately.
By adjusting the above-described conditions, it is preferable to prevent the formation of hexavalent chromium and prevent the combustible substance from remaining.

還元雰囲気下で、放射性セシウムで汚染された廃棄物を加熱する他の方法としては、上記廃棄物に炎を直接接触させる方法が挙げられる。
具体的には、内部燃焼型の装置(内熱式ロータリーキルン等)において、加熱中(焼成中)の放射性セシウムで汚染された廃棄物等と、バーナーの炎が直接接するように焼成する(以下、「炎膜焼成」ともいう。)。内熱式ロータリーキルンを用いて炎膜焼成を行う方法としては、(a)加熱用主バーナーを下部に設置して、炎が廃棄物等をなめるように加熱(焼成)する、(b)燃料量や空気速度を調整することで炎を発散させて、炎が廃棄物等をなめるように加熱(焼成)する、(c)主バーナーの角度を下に向けることで炎を長くして、炎が廃棄物等をなめるように加熱(焼成)する、等の方法が挙げられる。また、加熱用主バーナー以外に炎膜焼成用の補助バーナーを設置してもよい。各条件の調整によって、廃棄物等と炎の接触時間が長くなるほど、還元効果が向上する。また、上記廃棄物中にクロムが含まれていても、6価クロムの生成を防止することができ、かつ、廃棄物を加熱する工程において、6価クロムが生成していても、3価クロムに還元される。
炎膜焼成を行う際の酸素濃度は、より多くの炎膜を発生させる観点から、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3%以下である。
上述した条件を調整することで、6価クロム溶出防止効果をより大きくすることができる。なお、上述した可燃性物質の燃焼と、炎膜焼成を併用してもよい。
As another method of heating the waste contaminated with radioactive cesium in a reducing atmosphere, a method in which a flame is brought into direct contact with the waste is mentioned.
Specifically, in an internal combustion type apparatus (internal heating rotary kiln or the like), the waste contaminated with radioactive cesium during heating (during firing) is fired so that the flame of the burner is in direct contact (hereinafter, referred to as “burning”). Also referred to as “flame film firing”). Flame film firing using an internally heated rotary kiln includes (a) a main burner for heating at the bottom and heating (firing) so that the flame licks waste, etc., (b) fuel quantity Or by adjusting the air velocity to dissipate the flame and heat (fire) the flame so that it licks the waste, etc. (c) The flame is lengthened by turning the angle of the main burner downward. Examples of the method include heating (firing) so as to lick waste and the like. Moreover, you may install the auxiliary burner for flame film baking other than the main burner for heating. By adjusting each condition, the reduction effect is improved as the contact time between the waste and the flame becomes longer. Moreover, even if chromium is contained in the waste, the production of hexavalent chromium can be prevented, and even if hexavalent chromium is produced in the step of heating the waste, trivalent chromium is produced. Reduced to
From the viewpoint of generating more flame film, the oxygen concentration at the time of flame film baking is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% or less.
By adjusting the conditions described above, the hexavalent chromium elution preventing effect can be further increased. In addition, you may use together combustion of the combustible substance mentioned above, and flame film baking.

また、加熱する際の雰囲気を調整することで、還元雰囲気下とすることもできる。
例えば、還元雰囲気下で、放射性セシウムで汚染された廃棄物を加熱する他の方法として、加熱に用いる燃料を理論空気量よりも少ない空気量で燃焼する方法が挙げられる。
具体的には、内部燃焼型の装置(内熱式ロータリーキルン等)において、炉内の空気比(理論空気量に対する供給空気量の割合)を0.8〜1.0、炉内の酸素濃度を1質量%以下、または、一酸化炭素濃度を0.1〜1.0質量%にして、上記燃料を燃焼する。
空気比が0.8未満、または一酸化炭素濃度が1.0質量%を超える場合、加熱に必要な燃焼が困難となる場合がある。空気比が1.0を超える場合、酸素濃度が1質量%を超える場合、または一酸化炭素濃度が0.1質量%未満の場合、還元効果が小さくなる。
加熱に用いる燃料とは、主燃料(バーナーの燃料)として、重油、微粉炭、再生油、LPG、NPG、及び可燃性廃棄物等が挙げられ、空間中で燃焼するように粒度を調整したものが用いられる。
さらに、上述した可燃性物質の燃焼及び/または炎膜焼成と併用することもできる。
また、加熱に使用する装置(外熱式ロータリーキルン、電気炉等)内を、窒素ガス等の不活性ガスで置換、または流通させる方法が挙げられる。さらに、前記不活性ガスに、一酸化炭素ガス等の還元性ガスを混合したものを置換、または流通させても良い。
Moreover, it can also be under a reducing atmosphere by adjusting the atmosphere at the time of heating.
For example, as another method of heating waste contaminated with radioactive cesium in a reducing atmosphere, a method of burning a fuel used for heating with an amount of air smaller than the theoretical amount of air can be given.
Specifically, in an internal combustion type apparatus (such as an internal heat rotary kiln), the air ratio in the furnace (ratio of the supply air amount to the theoretical air amount) is 0.8 to 1.0, and the oxygen concentration in the furnace is The fuel is burned at 1% by mass or less or at a carbon monoxide concentration of 0.1 to 1.0% by mass.
When the air ratio is less than 0.8 or the carbon monoxide concentration exceeds 1.0 mass%, combustion necessary for heating may be difficult. When the air ratio exceeds 1.0, when the oxygen concentration exceeds 1% by mass, or when the carbon monoxide concentration is less than 0.1% by mass, the reduction effect is reduced.
Fuel used for heating includes heavy oil, pulverized coal, reclaimed oil, LPG, NPG, flammable waste, etc. as the main fuel (burner fuel), with the particle size adjusted to burn in space Is used.
Furthermore, it can be used in combination with the above-described combustion of combustible materials and / or flame film firing.
Moreover, the method of substituting or distribute | circulating the inside (external heating type rotary kiln, an electric furnace, etc.) used for a heating with inert gas, such as nitrogen gas, is mentioned. Further, the inert gas mixed with a reducing gas such as carbon monoxide gas may be replaced or circulated.

上述した加熱方法によって生じた排ガス中の揮発した放射性セシウムは、冷却されて固体になった後、集塵機またはスクラバー等で回収することができる。また、キルンにプレヒーターが取り付けられている場合は、揮発した放射性セシウムを高濃度で含む排ガスの一部を抽気して、冷却することによって、固体となった放射性セシウムを回収することもできる。回収した放射性セシウムは、必要に応じて水洗、吸着などにより、さらなる減容化処置をした後、コンクリート製の容器などに密閉して保管することができる。これにより、放射性物質を含む廃棄物を外部に漏洩することなく、減容化し、保管することができる。
廃棄物と、CaO源及び/又はMgO源との混合物に塩化物を加えた場合、放射性セシウムを放射性塩化セシウムの状態で回収することができる。該放射性塩化セシウムは、容易に水に溶かすことができ、水溶液としても回収することができる。
加熱後に得られる焼成物は、必要に応じて粉砕し、セメント混合材、骨材(コンクリート用骨材、アスファルト用骨材)、土工資材(埋め戻し材、盛り土材、路盤材等)等として利用することができる。
Volatilized radioactive cesium in the exhaust gas generated by the heating method described above can be recovered by a dust collector or a scrubber after being cooled and solidified. Moreover, when the preheater is attached to the kiln, the radioactive cesium which became solid can also be collect | recovered by extracting and cooling a part of waste gas which contains the volatilized radioactive cesium in high concentration. The collected radioactive cesium can be stored in a concrete container or the like after further volume reduction treatment by washing, adsorption or the like, if necessary. As a result, waste containing radioactive materials can be reduced in volume and stored without leaking outside.
When chloride is added to a mixture of waste and a CaO source and / or MgO source, radioactive cesium can be recovered in the form of radioactive cesium chloride. The radioactive cesium chloride can be easily dissolved in water and can be recovered as an aqueous solution.
The fired product obtained after heating is crushed as necessary, and used as cement mixture, aggregate (concrete aggregate, asphalt aggregate), earthwork material (backfill material, embankment material, roadbed material, etc.) can do.

加熱後に得られる焼成物は、絶乾密度が、好ましくは1.5〜3.0g/cm、より好ましくは2.0〜3.0g/cmの焼成物である。
また、該焼成物のフリーライム(遊離石灰)量は、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは0.2質量%以下である。フリーライム量が1.0質量%を超えると、焼成物をコンクリート用骨材や土工資材として使用した場合、コンクリートが膨張破壊したり、焼成物自体が崩壊する可能性がある。
該焼成物の粒度は、必要とされる粒度、締め固め性等を考慮して、ふるい分け等により調整してセメント混合材等に使用すればよい。
また、廃棄物にクロムが含まれる場合、上述した加熱工程において加熱を還元雰囲気下で行う方法の他に、得られた焼成物に対して以下の処理を行うことで、焼成物から6価クロムが溶出することを防ぐことができる。特に焼成物を土工資材として用いる場合には、水質汚染及び土壌汚染を防ぐ観点から、6価クロムの溶出対策を行うことが好ましい。以下、6価クロムの溶出対策の具体的な方法について説明する。
The fired product obtained after heating is a fired product having an absolute dry density of preferably 1.5 to 3.0 g / cm 3 , more preferably 2.0 to 3.0 g / cm 3 .
Moreover, the amount of free lime (free lime) in the calcined product is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.2% by mass or less. When the amount of free lime exceeds 1.0% by mass, when the fired product is used as a concrete aggregate or earthwork material, the concrete may expand and break, or the fired product itself may collapse.
The particle size of the fired product may be adjusted by sieving or the like in consideration of the required particle size, compactness, etc., and used for a cement mixed material or the like.
In addition, when the waste contains chromium, in addition to the method in which heating is performed in a reducing atmosphere in the above-described heating step, the obtained fired product is subjected to the following treatment, whereby the hexavalent chromium is converted from the fired product. Can be prevented from eluting. In particular, when using a fired product as an earthwork material, it is preferable to take measures against elution of hexavalent chromium from the viewpoint of preventing water pollution and soil pollution. Hereinafter, a specific method for countermeasures against elution of hexavalent chromium will be described.

得られた焼成物に6価クロムが含まれる場合、6価クロムの溶出対策として、加熱工程によって得られた高温の焼成物と可燃性物質を混合する方法が挙げられる。加熱工程後の高温の焼成物と可燃性物質を混合して冷却することで、焼成物中の6価クロムが3価クロムに還元されて、焼成物中の6価クロムを低減することができる。
具体的には、加熱工程後の焼成物を、熱風炉において焼成物の温度を高温に保ちながら可燃性物質と混合する方法や、容器内に加熱工程後の高温の焼成物と可燃性物質を入れて充填させ、焼成物と可燃性物質との混合物の温度を高温に保ちながら静置する方法が挙げられる。
When hexavalent chromium is contained in the obtained fired product, as a countermeasure against elution of hexavalent chromium, a method of mixing the high-temperature fired product obtained by the heating step and a combustible substance can be mentioned. By mixing and cooling the high-temperature fired product and the combustible material after the heating step, hexavalent chromium in the fired product can be reduced to trivalent chromium, and hexavalent chromium in the fired product can be reduced. .
Specifically, a method of mixing the fired product after the heating step with a combustible substance while keeping the temperature of the fired product at a high temperature in a hot air furnace, or a high-temperature fired product and a combustible material after the heating step in the container There is a method in which the mixture is filled and then left standing while maintaining the temperature of the mixture of the fired product and the combustible substance at a high temperature.

また、加熱工程後に行われるエアークエンチングクーラー、ロータリークーラー等を用いた冷却工程において高温の焼成物と可燃性物質を混合してもよい。中でも、酸素に接することが少なく、かつ、可燃性物質の混合度合いが高いロータリークーラーを用いることが好ましい。
冷却工程において可燃性物質を混合する場合、可燃性物質の混合方法は特に限定されないが、高温条件および還元雰囲気を長時間維持する観点から、加熱工程直後に混合することが好ましい。例えば、ロータリーキルンを用いて加熱を行う場合、ロータリーキルンの落ち口に可燃性物質を落下させて混合する方法が好ましい。
可燃性物質を混合する際の焼成物の温度は、高温であるほど6価クロムの低減効果が大きく、好ましくは800℃以上、より好ましくは1000℃以上である。なお、ロータリーキルンを用いて加熱を行う場合、ロータリーキルン内の焼成温度が最大となる位置を落ち口側に近づけることで、ロータリークーラー内で混合する際の焼成物の温度を高くすることができる。
可燃性物質を混合後、焼成物が冷却するまでの時間は長いほど6価クロムの低減効果が大きいが、混合してから焼成物の温度が600℃以下になるまでの時間は、好ましくは1分間以上、より好ましくは3分間以上である。
可燃性物質は、焼成物と可燃性物質の混合物全体の熱量に対して、好ましくは2〜20%の熱量に相当する量を混合する。該量が2%未満の熱量に相当する場合、6価クロムの低減効果が小さくなる。該量が20%を超える熱量に相当する場合、冷却後の焼成物に未燃焼状態の可燃性物質が多量に残存してしまう。
可燃性物質としては、例えば、石炭、コークス、活性炭、廃木材、廃プラスチック、重油スラッジ、都市ゴミ等の廃棄物を圧縮及び/または固形化した廃棄物固形塊等が挙げられる。中でも、より強い還元状態にできるものが好ましい。具体的には、燃焼速度が速い可燃性物質が挙げられる。燃焼速度が速い可燃性物質としては、例えば、廃木材、廃プラスチック、重油スラッジ、及び都市ゴミ等の廃棄物を圧縮及び/または固形化した廃棄物固形塊等が挙げられる。
可燃性物質の平均粒径は、好ましくは0.1〜10mm、より好ましくは1〜5mmである。10mmを超えると冷却後の焼成物中に可燃性物質が大量に残存してしまう。0.1mm未満であると、6価クロムの低減効果が小さくなると共に、投入する際に冷却空気の風速等によって飛散してしまい、焼成物と混合する量が少なくなる。
上述した燃焼速度が速い可燃性物質は、平均粒径を大きく(粗く)することできる。平均粒径を大きくすることで、還元雰囲気を維持できる時間を長くすると共に、投入する際に冷却空気の風速等によって可燃性物質が飛散することを防ぐことができる。
可燃性物質を混合する際の酸素濃度は特に限定されない。また、可能であれば、酸素との接触を少なくする、または可燃性物質の添加量を少なくする観点から排ガスを利用してもよい。
上述した条件を、6価クロムの低減効果が大きく、かつ、可燃物が残存しないように調整することが好ましい。また、焼成物をセメント混合材として使用する場合には、還元雰囲気を強くしすぎることで、該焼成物を用いたセメントの色が変わらないように調整することが好ましい。
Moreover, you may mix a high temperature baked material and a combustible substance in the cooling process using an air quenching cooler, a rotary cooler, etc. performed after a heating process. Among them, it is preferable to use a rotary cooler that is less in contact with oxygen and has a high degree of mixing of combustible substances.
When mixing a combustible substance in a cooling process, the mixing method of a combustible substance is not specifically limited, However, It is preferable to mix immediately after a heating process from a viewpoint of maintaining high temperature conditions and reducing atmosphere for a long time. For example, when heating is performed using a rotary kiln, a method in which a combustible substance is dropped and mixed at the outlet of the rotary kiln is preferable.
The higher the temperature of the fired product at the time of mixing the combustible substance, the greater the effect of reducing hexavalent chromium, preferably 800 ° C. or higher, more preferably 1000 ° C. or higher. In addition, when heating using a rotary kiln, the temperature of the baked product at the time of mixing in a rotary cooler can be made high by making the position where the calcination temperature in a rotary kiln becomes the maximum close to the outlet.
The longer the time until the fired product cools after mixing the combustible material, the greater the effect of reducing hexavalent chromium, but the time from mixing to the temperature of the fired product becoming 600 ° C. or lower is preferably 1 More than 3 minutes, more preferably more than 3 minutes.
The combustible material is preferably mixed in an amount corresponding to a heat amount of 2 to 20% with respect to the heat amount of the entire mixture of the fired product and the combustible material. When the amount corresponds to a heat amount of less than 2%, the effect of reducing hexavalent chromium is reduced. When the amount corresponds to an amount of heat exceeding 20%, a large amount of unburned combustible material remains in the fired product after cooling.
Examples of the combustible material include solid waste lump obtained by compressing and / or solidifying waste such as coal, coke, activated carbon, waste wood, waste plastic, heavy oil sludge, and municipal waste. Especially, what can be made into a stronger reduction state is preferable. Specifically, a combustible substance having a high burning rate can be used. Examples of the combustible material having a high combustion rate include waste solids obtained by compressing and / or solidifying waste wood, waste plastic, heavy oil sludge, and municipal waste.
The average particle size of the combustible substance is preferably 0.1 to 10 mm, more preferably 1 to 5 mm. If it exceeds 10 mm, a large amount of combustible material remains in the fired product after cooling. When the thickness is less than 0.1 mm, the effect of reducing hexavalent chromium is reduced, and when it is introduced, it is scattered by the wind speed of the cooling air and the amount mixed with the fired product is reduced.
The combustible material having a high combustion rate described above can increase (roughen) the average particle size. By increasing the average particle size, it is possible to lengthen the time during which the reducing atmosphere can be maintained, and to prevent the combustible material from being scattered due to the wind speed of the cooling air when being charged.
The oxygen concentration at the time of mixing a combustible substance is not specifically limited. Further, if possible, exhaust gas may be used from the viewpoint of reducing contact with oxygen or reducing the amount of flammable substance added.
It is preferable to adjust the above-described conditions so that the effect of reducing hexavalent chromium is large and combustibles do not remain. Moreover, when using a baked material as a cement mixing material, it is preferable to adjust so that the color of the cement using this baked material may not change by making a reducing atmosphere too strong.

また、6価クロムの溶出対策として、加熱工程によって得られた焼成物をさらに加熱して、溶融する方法が挙げられる。
焼成物を溶融することで、焼成物に含まれる6価クロムがガラス中に封じ込まれ、土工資材等に使用した場合に、6価クロムの溶出量が環境基準値以下となる。
焼成物をさらに加熱して溶融させた後、該溶融物は冷却されて粒状物となる。得られた粒状の溶融物は、吸水率が低く、高強度であることから、コンクリート用骨材として用いることができる。なお、溶融物の冷却は、急冷でも徐冷でもよい。
また、加熱工程によって得られた高温の状態の焼成物(例えば、キルンから出てきた直後の焼成物)を、直接溶融することがエネルギーコストの観点から好ましい。
Moreover, as a countermeasure against elution of hexavalent chromium, a method of further heating and melting the fired product obtained in the heating step can be mentioned.
By melting the fired product, hexavalent chromium contained in the fired product is sealed in the glass, and when it is used for earthwork materials, the elution amount of hexavalent chromium becomes the environmental standard value or less.
After the fired product is further heated and melted, the melt is cooled to become a granular material. The obtained granular melt has a low water absorption rate and high strength, and therefore can be used as an aggregate for concrete. The melt may be cooled rapidly or slowly.
Moreover, it is preferable from a viewpoint of energy cost to melt | dissolve the high-temperature-baked material obtained by the heating process (for example, the fired material immediately after coming out of the kiln) directly.

また、6価クロムの溶出対策として、加熱工程によって得られた焼成物と、還元剤及び吸着剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を混合する混合工程を行ってもよい。
例えば、焼成物と還元剤を混合することで、焼成物に含まれる6価クロム、または焼成物から溶出した6価クロムを3価クロムに還元することができる。
還元剤としては、例えば、亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩、硫酸鉄(II)、塩化鉄(II)等の鉄(II)塩、チオ硫酸ナトリウム、鉄粉等が挙げられる。
また、焼成物と吸着剤を混合することで、焼成物から溶出した6価クロムを吸着させ、6価クロムの不溶化、又は溶出の抑制をすることができる。
吸着剤としては、例えば、ゼオライト、粘土鉱物、Mg−Al系やMg−Fe系等のハイドロタルサイト化合物のような層状複水酸化物、Ca−Al系水酸化物やエトリンガイトやモノサルフェート等のCa−Al系化合物、酸化鉄(ヘマタイト)や酸化ビスマス等の含水酸化物、水酸化マグネシウムや軽焼マグネシウムや焼成ドロマイトや酸化マグネシウム等のマグネシウム化合物、硫化鉄や鉄粉やシュベルマナイトやFeOOH等の鉄化合物、酸化ケイ素や酸化アルミニウムや酸化鉄などの1種または2種以上の混合物または焼成物、セリウム、及び希土類元素を含む化合物等が挙げられる。
還元剤及び吸着剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
焼成物と薬剤(還元剤及び/または吸着剤)を混合する方法としては、焼成物と粉末状の薬剤を混合してもよく、薬剤を予め水と混合して、スラリー又は水溶液(以下、「スラリー等」ともいう。)にして、焼成物とスラリー等を混合する、焼成物にスラリー等を噴霧する、又は、焼成物をスラリー等に浸漬する等の方法が挙げられる。
上記薬剤の使用量は、焼成物100kgあたりの金属塩の量が、好ましくは0.01〜10kg、より好ましくは0.1〜7kg、特に好ましくは0.2〜5kgとなるように、 粉末状の薬剤の量、スラリー等の濃度、スラリー等の噴霧量、及び、スラリー等への焼成物の投入量を調整する。焼成物100kgあたりの金属塩の量が0.01kg未満であると、6価クロムの溶出量を低減する効果が小さくなる。該量が10kgを超えると、6価クロムの溶出量を低減する効果が飽和するため経済的ではない。
混合する際の焼成物の温度は、好ましくは100〜800℃、より好ましくは125〜600℃、特に好ましくは150〜400℃である。焼成物の温度が800℃を超えると、焼成物にクラック等が生じる、又は、焼成物が微粒化することで、強度の低下が起こるため好ましくない。100℃未満であると薬剤が焼成物の表面に付着しにくくなるため好ましくない。
高温の焼成物に、薬剤を含むスラリー等を噴霧する方法は、薬剤が焼成物の表面に付着して、はがれにくくなり好適である。また、焼成物に気孔がある場合、焼成物をスラリー等に浸漬する方法は、薬剤が内部にまで良く浸透し、また、表面にも付着するので好適である。
Moreover, you may perform the mixing process which mixes at least 1 sort (s) chosen from the baked material obtained by the heating process, and the group which consists of a reducing agent and an adsorbent as a countermeasure against elution of hexavalent chromium.
For example, by mixing a fired product and a reducing agent, hexavalent chromium contained in the fired product or hexavalent chromium eluted from the fired product can be reduced to trivalent chromium.
Examples of the reducing agent include sulfites such as sodium sulfite, iron (II) salts such as iron (II) sulfate and iron (II) chloride, sodium thiosulfate, and iron powder.
In addition, by mixing the fired product and the adsorbent, hexavalent chromium eluted from the fired product can be adsorbed, and insolubilization of hexavalent chromium or elution can be suppressed.
Examples of the adsorbent include zeolites, clay minerals, layered double hydroxides such as hydrotalcite compounds such as Mg-Al and Mg-Fe, Ca-Al hydroxides, ettringite, and monosulfates. Ca-Al compounds, hydrous oxides such as iron oxide (hematite) and bismuth oxide, magnesium compounds such as magnesium hydroxide, light calcined magnesium, calcined dolomite and magnesium oxide, iron sulfide, iron powder, Schwermanite, FeOOH, etc. And an iron compound, a mixture of one or more of silicon oxide, aluminum oxide, iron oxide and the like, or a fired product, a compound containing cerium, and a rare earth element.
A reducing agent and an adsorbent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
As a method of mixing the calcined product and the drug (reducing agent and / or adsorbent), the calcined product and the powdered drug may be mixed. The drug is mixed with water in advance, and a slurry or an aqueous solution (hereinafter, “ Also referred to as “slurry or the like”), and a method of mixing the fired product with the slurry, spraying the slurry or the like on the fired product, or immersing the fired product in the slurry or the like.
The amount of the drug used is such that the amount of metal salt per 100 kg of the fired product is preferably 0.01 to 10 kg, more preferably 0.1 to 7 kg, particularly preferably 0.2 to 5 kg. The amount of the powdered drug, the concentration of the slurry, etc., the spray amount of the slurry, etc., and the input amount of the fired product into the slurry are adjusted. When the amount of the metal salt per 100 kg of the fired product is less than 0.01 kg, the effect of reducing the elution amount of hexavalent chromium is reduced. If the amount exceeds 10 kg, the effect of reducing the elution amount of hexavalent chromium is saturated, which is not economical.
The temperature of the fired product during mixing is preferably 100 to 800 ° C, more preferably 125 to 600 ° C, and particularly preferably 150 to 400 ° C. When the temperature of the baked product exceeds 800 ° C., cracks or the like are generated in the baked product, or the baked product is atomized, resulting in a decrease in strength. When the temperature is lower than 100 ° C., it is not preferable because the drug hardly adheres to the surface of the fired product.
A method of spraying a slurry containing a drug or the like on a high-temperature fired product is preferable because the drug adheres to the surface of the fired product and is difficult to peel off. Moreover, when there are pores in the fired product, a method of immersing the fired product in a slurry or the like is preferable because the drug penetrates well into the inside and adheres to the surface.

さらに、6価クロムの溶出対策として、加熱工程によって得られた焼成物を水洗する方法が挙げられる。
水洗方法としては、(i)容器内、又はベルトコンベア上の焼成物にスプリンクラー等により洗浄液を散布して洗浄する方法、(ii)容器に焼成物と洗浄液を入れて、一定時間焼成物を洗浄液に浸漬した後、浸漬後の洗浄液を排出して、新しい洗浄液を供給することを繰り返して洗浄する方法、(iii)トロンメル等を用いて、焼成物を洗浄液に浸漬しながら、焼成物を順次入れ替える洗浄方法等が挙げられる。
洗浄液は、通常の水道水でも良く、上述した薬剤(還元剤又は吸着剤)の水溶液を用いてもよい。水洗後の洗浄液は、洗浄液として再利用してもよいし、処理した上で廃棄してもよい。
水洗時間、水洗回数、水洗に用いる洗浄液の使用量は特に限定されず、6価クロムの溶出量が環境基準値(環境庁告示第46号)を満たすまで水洗を行えばよい。
これらの方法は、上述した加熱工程において還元雰囲気下で加熱を行う方法と組み合わせて行ってもよい。
Furthermore, as a countermeasure against elution of hexavalent chromium, there is a method of washing the fired product obtained in the heating step with water.
As washing methods, (i) a method in which a cleaning liquid is sprayed on a fired product in a container or on a belt conveyor by a sprinkler or the like, and (ii) a fired product and a cleaning liquid are put in a container, and the fired product is washed for a certain period (Iii) A method of repeatedly washing and supplying new cleaning liquid after immersion, (iii) Using trommel, etc., sequentially replacing the fired products while immersing the fired products in the cleaning liquid Examples include a cleaning method.
The cleaning liquid may be ordinary tap water or an aqueous solution of the above-described drug (reducing agent or adsorbent). The washing liquid after washing with water may be reused as the washing liquid, or may be discarded after being treated.
The washing time, the number of washings, and the amount of washing solution used for washing are not particularly limited, and the washing may be performed until the elution amount of hexavalent chromium satisfies the environmental standard value (Environment Agency Notification No. 46).
These methods may be performed in combination with the method of heating in a reducing atmosphere in the heating step described above.

なお、本発明の加熱工程によって得られる焼成物は、6価クロム以外の重金属(鉛、砒素等)を内部に固定する能力に優れていることから、上述した6価クロムの溶出を防ぐ処理を行えば、土工資材(埋め戻し材、盛り土材、路盤材等)として好適に用いることができる。   In addition, since the fired product obtained by the heating process of the present invention is excellent in the ability to fix heavy metals (lead, arsenic, etc.) other than hexavalent chromium inside, the above-described treatment for preventing elution of hexavalent chromium is performed. If done, it can be suitably used as earthwork material (backfill material, embankment material, roadbed material, etc.).

上記焼成物を粉砕して、セメント混合材として使用することができる。また、焼成物の粉砕物100質量部に対して、石膏をSO換算で1〜6質量部含有させることもできる。
粉砕方法は特に制限されず、例えばボールミル等を用い、通常の方法で粉砕すれば良い。
焼成物の粉砕物は、ブレーン比表面積が2500〜5000cm/gであることが、モルタルやコンクリートのブリーディングの低減や、流動性、強度発現性の観点から好ましい。
粉砕は、焼成物、セメントクリンカと石膏を同時に行ってもよい。同時に粉砕を行った場合のセメントのブレーン比表面積は、2500〜4500cm/gであることが、モルタルやコンクリートのブリーディングの低減や、流動性、強度発現性の観点から好ましい。
該セメント混合材はセメントと混合してセメント組成物を得たときに、セメント組成物の水和熱を低く、かつ流動性を良好にすることができる。
The fired product can be pulverized and used as a cement mixture. Further, 1 to 6 parts by mass of gypsum in terms of SO 3 can be added to 100 parts by mass of the pulverized product of the fired product.
The pulverization method is not particularly limited, and may be pulverized by a normal method using, for example, a ball mill.
The pulverized product of the fired product preferably has a Blaine specific surface area of 2500 to 5000 cm 2 / g from the viewpoint of reducing bleeding of mortar and concrete, fluidity, and strength development.
The pulverization may be performed simultaneously with the fired product, cement clinker and gypsum. The brane specific surface area of the cement when pulverized at the same time is preferably 2500 to 4500 cm 2 / g from the viewpoints of reducing bleeding of mortar and concrete, fluidity, and strength development.
When the cement mixture is mixed with cement to obtain a cement composition, the heat of hydration of the cement composition can be lowered and the fluidity can be improved.

また、上記焼成物は必要に応じて粉砕または分級して、骨材(コンクリート骨材、アスファルト用骨材)、土工資材として使用することもできる。
6価クロムを含む焼成物を骨材として用いる場合、セメント硬化物に6価クロムが取り込まれるため、骨材の輸送時や保管時の雨水防止を行うことで、6価クロムの溶出を防ぐことができる。また、前述した6価クロムの溶出を防ぐ処理を行ってもよい。
得られた焼成物は、細骨材及び粗骨材のいずれにも利用することができる。粗骨材として使用する場合には、ふるい分け等により、粒度を5mm以上に調整して使用する。
また、土工資材として用いる場合は、締め固め性等を考慮して、0.1〜100mmに調整して使用する。
骨材として用いる場合、焼成物の絶乾密度は、好ましくは2.0〜3.0g/cmである。該絶乾密度が2.0g/cm未満の場合、コンクリートの強度低下のおそれがある。また、焼成物の吸水率は、好ましくは15%以下である。該吸水率が15%より大きい場合、コンクリートの強度低下のおそれがある。
特に、コンクリート用骨材として用いる場合、焼成物の絶乾密度が2.5〜3.0g/cm、かつ、吸水率が3%以下であることが好ましい。
フリーライム量は、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは0.2質量%以下である。該量が1.0質量%を超えると、コンクリートが膨張破壊する可能性がある。
Further, the fired product can be pulverized or classified as necessary, and used as an aggregate (concrete aggregate, aggregate for asphalt) or earthwork material.
When fired products containing hexavalent chromium are used as aggregates, hexavalent chromium is incorporated into the hardened cement, and therefore preventing elution of hexavalent chromium by preventing rainwater during transportation and storage of aggregates. Can do. Moreover, you may perform the process which prevents elution of the hexavalent chromium mentioned above.
The obtained fired product can be used for both fine aggregate and coarse aggregate. When used as a coarse aggregate, the particle size is adjusted to 5 mm or more by sieving or the like.
Moreover, when using as earthwork material, considering compaction property etc., it adjusts and uses for 0.1-100 mm.
When used as an aggregate, the absolute dry density of the fired product is preferably 2.0 to 3.0 g / cm 3 . When the absolute dry density is less than 2.0 g / cm 3 , the strength of the concrete may be reduced. The water absorption rate of the fired product is preferably 15% or less. If the water absorption is greater than 15%, the strength of the concrete may be reduced.
In particular, when used as an aggregate for concrete, it is preferable that the absolutely dry density of the fired product is 2.5 to 3.0 g / cm 3 and the water absorption is 3% or less.
The amount of free lime is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.2% by mass or less. If the amount exceeds 1.0% by mass, concrete may expand and break.

得られた焼成物中のCSは水硬性を有し、コンクリート中でゆっくりと反応してコンクリートを緻密化させ、強度を向上させる効果がある。また、CASに水硬性はないが、炭酸化すると緻密化するため、中性化を抑制する効果がある。
したがって、上記焼成物を骨材として用いることで、強度発現性や耐中性化等の耐久性に優れたコンクリートを製造することができる。
C 2 S in the obtained fired product has hydraulic properties, and has an effect of slowly reacting in the concrete to densify the concrete and improve the strength. C 2 AS does not have hydraulic properties, but becomes dense when carbonated, and thus has an effect of suppressing neutralization.
Therefore, by using the fired product as an aggregate, it is possible to produce concrete having excellent durability such as strength development and neutralization resistance.

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。
[合成例1;セシウム吸着粘土Aの作製]
ベントナイト500gを、セシウムを250mg/リットルの濃度で含む水溶液2リットルに1日間浸漬した後、遠心分離によって固形分を回収し、さらに該固形分を水洗して、再度遠心分離を行った。これによりセシウムを1060mg/kgの濃度で含むセシウム吸着粘土Aを得た。
[合成例2;セシウム吸着粘土Bの作製]
ベントナイト500gを、セシウムを500mg/リットルの濃度で含む水溶液2リットルに1日間浸漬した後、遠心分離によって固形分を回収し、さらに該固形分を水洗して、再度遠心分離を行った。これによりセシウムを2200mg/kgの濃度で含むセシウム吸着粘土Bを得た。
なお、用いた原料の化学組成は、表1に示すとおりである。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Synthesis Example 1; Preparation of Cesium-Adsorbed Clay A]
After immersing 500 g of bentonite in 2 liters of an aqueous solution containing cesium at a concentration of 250 mg / liter for 1 day, the solid content was collected by centrifugation, and the solid content was washed with water and centrifuged again. As a result, cesium-adsorbed clay A containing cesium at a concentration of 1060 mg / kg was obtained.
[Synthesis Example 2; Preparation of Cesium-Adsorbed Clay B]
After immersing 500 g of bentonite in 2 liters of an aqueous solution containing cesium at a concentration of 500 mg / liter for 1 day, the solid content was recovered by centrifugation, and the solid content was further washed with water and centrifuged again. As a result, cesium-adsorbed clay B containing cesium at a concentration of 2200 mg / kg was obtained.
The chemical composition of the raw materials used is as shown in Table 1.

Figure 2013082604
Figure 2013082604

[実施例1]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A9gと、石灰石粉末11gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用い60℃の水中に通過させてバブリングして得られた空気(水分量7%)下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物の各々のCsの含有量を、湿式法を用いて測定し、Csの揮発率(質量%)を求めた。また、NaO及びKOの各量を、蛍光X線分析法(XRF)で測定し、Na及びKの揮発率(質量%)を求めた。さらに得られた焼成物の鉱物構成比(CS、CAS、CAF、CA)を使用原料中のCaO、SiO、Al、Feの各含有量(質量%)から、段落0016に記載された式により算出し、求めた。結果を表2に示す。
[実施例2]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A9gと、石灰石粉末11gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用い水蒸気を含まない空気(純空気)下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表2に示す。
[実施例3]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A8gと、石灰石粉末12gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用い60℃の水中に通過させてバブリングして得られた空気(水分量7%)下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表2に示す。
[実施例4]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A8gと、石灰石粉末12gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用い純空気下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表2に示す。
[実施例5]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A6.6gと、石灰石粉末13.2gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用いて純空気下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表2に示す。
[実施例6]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A6.6gと、石灰石粉末13.2gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用いて、60℃の水中に通過させてバブリングして得られた空気(水分量7%)下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表2に示す。
[Example 1]
9 g of cesium adsorption clay A obtained in Synthesis Example 1 and 11 g of limestone powder were mixed. The obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 2 under air (water content: 7%) obtained by bubbling by passing it through water at 60 ° C. using a tubular electric furnace, A fired product was obtained. The Cs content of each of the mixture before heating and the fired product obtained by heating was measured using a wet method, and the volatilization rate (mass%) of Cs was determined. Moreover, each amount of Na 2 O and K 2 O was measured by X-ray fluorescence analysis (XRF), and the volatilization rate (mass%) of Na and K was determined. Further mineral composition ratio of the obtained baked product (C 2 S, C 2 AS , C 4 AF, C 3 A) of CaO in use in the raw material, the content of SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 From (mass%), it calculated and calculated | required by the formula described in the paragraph 0016. The results are shown in Table 2.
[Example 2]
9 g of cesium adsorption clay A obtained in Synthesis Example 1 and 11 g of limestone powder were mixed. The obtained mixture was heated using a tubular electric furnace under air (pure air) not containing water vapor at the heating temperature and heating time described in Table 2 to obtain a fired product. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
[Example 3]
8 g of cesium adsorption clay A obtained in Synthesis Example 1 and 12 g of limestone powder were mixed. The obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 2 under air (water content: 7%) obtained by bubbling by passing it through water at 60 ° C. using a tubular electric furnace, A fired product was obtained. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
[Example 4]
8 g of cesium adsorption clay A obtained in Synthesis Example 1 and 12 g of limestone powder were mixed. The obtained mixture was heated in pure air using a tubular electric furnace at the heating temperature and heating time described in Table 2 to obtain a fired product. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
[Example 5]
The cesium adsorption clay A6.6g obtained by the synthesis example 1 and limestone powder 13.2g were mixed. The obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 2 under pure air using a tubular electric furnace to obtain a fired product. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
[Example 6]
The cesium adsorption clay A6.6g obtained by the synthesis example 1 and limestone powder 13.2g were mixed. The obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 2 under air (water content: 7%) obtained by bubbling by passing it through water at 60 ° C. using a tubular electric furnace. As a result, a fired product was obtained. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

[比較例1]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A11gと、石灰石粉末9gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用いて60℃の水でバブリングした空気(水分量7%)下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表2に示す。
[比較例2]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A10gと、石灰石粉末10gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用いて60℃の水でバブリングした空気(水分量7%)下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表2に示す。
[比較例3]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A10gと、石灰石粉末10gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用いて純空気下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表2に示す。
[比較例4]
合成例1で得られたセシウム吸着粘土A10gと、石灰石粉末10gとを混合した。得られた混合物を、管状電気炉を用いて60℃の水でバブリングした空気(水分量7%)下で、表2に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表2に示す。
[Comparative Example 1]
Cesium adsorption clay A11g obtained by the synthesis example 1 and limestone powder 9g were mixed. The obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 2 under air (water content: 7%) bubbled with 60 ° C. water using a tubular electric furnace to obtain a fired product. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
[Comparative Example 2]
10 g of cesium adsorption clay A obtained in Synthesis Example 1 and 10 g of limestone powder were mixed. The obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 2 under air (water content: 7%) bubbled with 60 ° C. water using a tubular electric furnace to obtain a fired product. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
[Comparative Example 3]
10 g of cesium adsorption clay A obtained in Synthesis Example 1 and 10 g of limestone powder were mixed. The obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 2 under pure air using a tubular electric furnace to obtain a fired product. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
[Comparative Example 4]
10 g of cesium adsorption clay A obtained in Synthesis Example 1 and 10 g of limestone powder were mixed. The obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 2 under air (water content: 7%) bubbled with 60 ° C. water using a tubular electric furnace to obtain a fired product. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

Figure 2013082604
Figure 2013082604

[実施例7]
合成例2で得られたセシウム吸着粘土B30gと、石灰石粉末60gと、塩化カルシウム0.0246gを粉砕混合した。得られた混合物20gを、管状電気炉を用いて60℃の水でバブリングした空気(水分量7%)下で、表3に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表3に示す。
[実施例8]
合成例2で得られたセシウム吸着粘土B30gと、石灰石粉末60gと、塩化カルシウム0.0492gを粉砕混合した。得られた混合物20gを、管状電気炉を用いて60℃の水でバブリングした空気(水分量7%)下で、表3に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表3に示す。
[実施例9]
合成例2で得られたセシウム吸着粘土B30gと、石灰石粉末60gと、塩化カルシウム0.0984gを粉砕混合した。得られた混合物20gを、管状電気炉を用いて60℃の水でバブリングした空気(水分量7%)下で、表3に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表3に示す。
[実施例10]
合成例2で得られたセシウム吸着粘土B30gと、石灰石粉末60gと、塩化カルシウム0.246gを粉砕混合した。得られた混合物20gを、管状電気炉を用いて60℃の水でバブリングした空気(水分量7%)下で、表3に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表3に示す。
[実施例11]
合成例2で得られたセシウム吸着粘土B30gと、石灰石粉末60 gと、塩化カルシウム0.492gを粉砕混合した。得られた混合物20gを、管状電気炉を用いて純空気下で、表3に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例2と同様にして揮発量等を求めた。結果を表3に示す。
[実施例12]
合成例2で得られたセシウム吸着粘土B30gと、石灰石粉末60gと、塩化カルシウム0.492gを粉砕混合した。得られた混合物20gを、管状電気炉を用いて60℃の水でバブリングした空気(水分量7%)下で、表3に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表3に示す。
[Example 7]
30 g of the cesium adsorption clay B obtained in Synthesis Example 2, 60 g of limestone powder, and 0.0246 g of calcium chloride were pulverized and mixed. 20 g of the obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 3 under air (water content: 7%) bubbled with 60 ° C. water using a tubular electric furnace to obtain a fired product. . For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
[Example 8]
30 g of the cesium adsorption clay B obtained in Synthesis Example 2, 60 g of limestone powder, and 0.0492 g of calcium chloride were pulverized and mixed. 20 g of the obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 3 under air (water content: 7%) bubbled with 60 ° C. water using a tubular electric furnace to obtain a fired product. . For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
[Example 9]
30 g of the cesium adsorption clay B obtained in Synthesis Example 2, 60 g of limestone powder, and 0.0984 g of calcium chloride were pulverized and mixed. 20 g of the obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 3 under air (water content: 7%) bubbled with 60 ° C. water using a tubular electric furnace to obtain a fired product. . For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
[Example 10]
30 g of the cesium adsorption clay B obtained in Synthesis Example 2, 60 g of limestone powder, and 0.246 g of calcium chloride were pulverized and mixed. 20 g of the obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 3 under air (water content: 7%) bubbled with 60 ° C. water using a tubular electric furnace to obtain a fired product. . For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
[Example 11]
30 g of the cesium adsorption clay B obtained in Synthesis Example 2, 60 g of limestone powder, and 0.492 g of calcium chloride were pulverized and mixed. 20 g of the obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 3 under pure air using a tubular electric furnace to obtain a fired product. The volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 2 for the mixture before heating and the fired product obtained by heating. The results are shown in Table 3.
[Example 12]
30 g of the cesium adsorption clay B obtained in Synthesis Example 2, 60 g of limestone powder, and 0.492 g of calcium chloride were pulverized and mixed. 20 g of the obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 3 under air (water content: 7%) bubbled with 60 ° C. water using a tubular electric furnace to obtain a fired product. . For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

[比較例5]
合成例2で得られたセシウム吸着粘土B10gと、石灰石粉末10gと、塩化カルシウム0.49gを混合した。得られた混合物20gを、管状電気炉を用いて、60℃の水でバブリングした空気(水分量7%)下で、表3に記載された加熱温度及び加熱時間で加熱し、焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物に対して、実施例1と同様にして揮発量等を求めた。結果を表3に示す。
[Comparative Example 5]
10 g of cesium adsorbing clay B obtained in Synthesis Example 2, 10 g of limestone powder, and 0.49 g of calcium chloride were mixed. 20 g of the obtained mixture was heated at a heating temperature and a heating time described in Table 3 under an air bubbled with 60 ° C. water (water content: 7%) using a tubular electric furnace to obtain a fired product. It was. For the mixture before heating and the fired product obtained by heating, the volatilization amount and the like were determined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

Figure 2013082604
Figure 2013082604

[実施例13]
水蒸気を含まない空気(純空気)下で、1300℃で120分間加熱する以外は、実施例5と同様にして焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物の各々のセシウム(Cs)、塩素(Cl)、NaO、及びKOの各含有量を、実施例1と同様に測定して、Cs、Na、及びKの揮発率(質量%)を求めた。結果を表4に示す。
[実施例14]
水蒸気を含まない空気(純空気)下で、1300℃で30分間加熱する以外は、実施例5と同様にして焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物の各々のセシウム(Cs)、塩素(Cl)、NaO、及びKOの各含有量を、実施例1と同様に測定して、Cs、Na、及びKの揮発率(質量%)を求めた。結果を表4に示す。
[実施例15]
水蒸気を含まない空気(純空気)下で、1250℃で60分間加熱する以外は、実施例5と同様にして焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物の各々のセシウム(Cs)、塩素(Cl)、NaO、及びKOの各含有量を、実施例1と同様に測定して、Cs、Na、及びKの揮発率(質量%)を求めた。結果を表4に示す。
[実施例16]
水蒸気を含まない空気(純空気)下で、1250℃で120分間加熱する以外は、実施例5と同様にして焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物の各々のセシウム(Cs)、塩素(Cl)、NaO、及びKOの各含有量を、実施例1と同様に測定して、Cs、Na、及びKの揮発率(質量%)を求めた。結果を表4に示す。
[実施例17]
水蒸気を含まない空気(純空気)下で、1350℃で30分間加熱する以外は、実施例5と同様にして焼成物を得た。加熱前の混合物、及び加熱して得られた焼成物の各々のセシウム(Cs)、塩素(Cl)、NaO、及びKOの各含有量を、実施例1と同様に測定して、Cs、Na、及びKの揮発率(質量%)を求めた。結果を表4に示す。なお、表1〜4中の揮発率は、小数点第1位で四捨五入したものである。
[Example 13]
A fired product was obtained in the same manner as in Example 5 except that heating was performed at 1300 ° C. for 120 minutes under air (pure air) not containing water vapor. The respective contents of cesium (Cs), chlorine (Cl), Na 2 O, and K 2 O of the mixture before heating and the fired product obtained by heating were measured in the same manner as in Example 1. , Cs, Na, and K volatilization rates (% by mass) were determined. The results are shown in Table 4.
[Example 14]
A fired product was obtained in the same manner as in Example 5 except that heating was performed at 1300 ° C. for 30 minutes under air (pure air) not containing water vapor. The respective contents of cesium (Cs), chlorine (Cl), Na 2 O, and K 2 O of the mixture before heating and the fired product obtained by heating were measured in the same manner as in Example 1. , Cs, Na, and K volatilization rates (% by mass) were determined. The results are shown in Table 4.
[Example 15]
A fired product was obtained in the same manner as in Example 5 except that heating was performed at 1250 ° C. for 60 minutes under air (pure air) not containing water vapor. The respective contents of cesium (Cs), chlorine (Cl), Na 2 O, and K 2 O of the mixture before heating and the fired product obtained by heating were measured in the same manner as in Example 1. , Cs, Na, and K volatilization rates (% by mass) were determined. The results are shown in Table 4.
[Example 16]
A fired product was obtained in the same manner as in Example 5 except that heating was performed at 1250 ° C. for 120 minutes under air (pure air) not containing water vapor. The respective contents of cesium (Cs), chlorine (Cl), Na 2 O, and K 2 O of the mixture before heating and the fired product obtained by heating were measured in the same manner as in Example 1. , Cs, Na, and K volatilization rates (% by mass) were determined. The results are shown in Table 4.
[Example 17]
A fired product was obtained in the same manner as in Example 5 except that heating was performed at 1350 ° C. for 30 minutes under air (pure air) not containing water vapor. The respective contents of cesium (Cs), chlorine (Cl), Na 2 O, and K 2 O of the mixture before heating and the fired product obtained by heating were measured in the same manner as in Example 1. , Cs, Na, and K volatilization rates (% by mass) were determined. The results are shown in Table 4. The volatilization rates in Tables 1 to 4 are rounded off to the first decimal place.

Figure 2013082604
Figure 2013082604

Claims (8)

放射性セシウムで汚染された廃棄物、及び、CaO源及び/又はMgO源を1200〜1400℃で加熱して、上記廃棄物中の放射性セシウムを揮発させ、焼成物を得る加熱工程を含む焼成物の製造方法であって、
得られる焼成物がCSとCASを含み、CS100質量部当たりのCASとCAFの合計量が10〜100質量部となるように、上記廃棄物、CaO源及びMgO源の各々の種類及び配合割合を定めることを特徴とする焼成物の製造方法。
The waste contaminated with radioactive cesium and the heating step of heating the CaO source and / or MgO source at 1200 to 1400 ° C. to volatilize the radioactive cesium in the waste to obtain a fired product. A manufacturing method comprising:
The above-mentioned waste, CaO source, and so that the obtained fired product contains C 2 S and C 2 AS, and the total amount of C 2 AS and C 4 AF per 100 parts by mass of C 2 S is 10 to 100 parts by mass. A method for producing a fired product, characterized in that each kind of MgO source and a mixing ratio thereof are determined.
さらに、CaO、MgO、及びSiOの各々の質量が、下記式(1)を満たすように、上記廃棄物、CaO源及びMgO源の各々の種類及び配合割合を定める請求項1に記載の焼成物の製造方法。
((CaO+1.39×MgO)/SiO)=1.0〜2.2 ・・・(1)
(式中、CaO、MgO、SiOは、各々、カルシウムの酸化物換算の質量、マグネシウムの酸化物換算の質量、珪素の酸化物換算の質量を表す。)
Further, CaO, MgO, and each of the mass of SiO 2 is, so as to satisfy the following formula (1), firing of claim 1 for determining the types and blending ratio of each of the waste, CaO source and MgO source Manufacturing method.
((CaO + 1.39 × MgO) / SiO 2 ) = 1.0 to 2.2 (1)
(In the formula, CaO, MgO, and SiO 2 represent the mass of calcium oxide, the mass of magnesium oxide, and the mass of silicon oxide, respectively.)
原料として、さらに、塩化物を用いる請求項1または2に記載の焼成物の製造方法。   The manufacturing method of the baked product of Claim 1 or 2 which uses a chloride further as a raw material. 上記加熱工程において、加熱を還元雰囲気下で行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の焼成物の製造方法。   The manufacturing method of the baked product of any one of Claims 1-3 which heats in a reducing atmosphere in the said heating process. 上記加熱工程によって得られた焼成物と、還元剤及び吸着剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を混合する混合工程を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の焼成物の製造方法。   The manufacturing method of the baked product of any one of Claims 1-4 including the mixing process which mixes the baked product obtained by the said heating process, and at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a reducing agent and an adsorbent. . 請求項1〜5のいずれか1項に記載の焼成物の製造方法によって得られた焼成物を粉砕して得られるセメント混合材。   The cement mixed material obtained by grind | pulverizing the baked product obtained by the manufacturing method of the baked product of any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の焼成物の製造方法によって得られた焼成物からなる骨材。   The aggregate which consists of a baked product obtained by the manufacturing method of the baked product of any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の焼成物の製造方法によって得られた焼成物からなる土工資材。   The earthwork material which consists of a baked product obtained by the manufacturing method of the baked product of any one of Claims 1-5.
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