Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7320469B2 - Method for removing radioactive cesium and apparatus for removing radioactive cesium - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7320469B2 - Method for removing radioactive cesium and apparatus for removing radioactive cesium - Google Patents

Method for removing radioactive cesium and apparatus for removing radioactive cesium Download PDF

Info

Publication number
JP7320469B2
JP7320469B2 JP2020046939A JP2020046939A JP7320469B2 JP 7320469 B2 JP7320469 B2 JP 7320469B2 JP 2020046939 A JP2020046939 A JP 2020046939A JP 2020046939 A JP2020046939 A JP 2020046939A JP 7320469 B2 JP7320469 B2 JP 7320469B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radioactive cesium
solid
slurry
water
washing
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
Application number
JP2020046939A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021148512A (en
Inventor
太基 平前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiheiyo Cement Corp filed Critical Taiheiyo Cement Corp
Priority to JP2020046939A priority Critical patent/JP7320469B2/en
Publication of JP2021148512A publication Critical patent/JP2021148512A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7320469B2 publication Critical patent/JP7320469B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

本発明は、放射性汚染物の減容化に資する処理方法及び処理装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a processing method and a processing apparatus that contribute to volume reduction of radioactive contaminants.

東日本大震災に伴う原子力発電所の事故により、例えば、福島県内だけでも2200万mもの処理が必要な放射性物質汚染土壌が存在し、除染作業によって膨大に発生するそれら放射性物質汚染土壌及び放射性物質汚染廃棄物(以下、「除染土壌等」という。)について減容化技術の開発が進められている。特に、除染土壌等と塩素源を同時に加熱して放射性セシウムを煤塵に回収する、いわゆる塩化揮発法に基づく処理技術は、有効な減容化技術の一つである(特許文献1~3参照)。 Due to the nuclear power plant accident caused by the Great East Japan Earthquake, for example, there are 22 million cubic meters of radioactive contaminated soil that need to be treated in Fukushima Prefecture alone. Development of volume reduction technology for contaminated waste (hereinafter referred to as "decontaminated soil, etc.") is underway. In particular, a processing technology based on the so-called chloride volatilization method, in which radioactive cesium is recovered as dust by heating decontaminated soil and the like and a chlorine source at the same time, is one of the effective volume reduction technologies (see Patent Documents 1 to 3). ).

一方、例えば、特許文献4には、焼却処理等によって焼却灰等の煤塵として回収された放射性セシウムは、その煤塵を水洗することによって液相中に溶出し、適当なキレート剤等による重金属類の回収処置等を施した後に、排水は系外に放流可能であることが記載されている。 On the other hand, for example, in Patent Document 4, radioactive cesium recovered as dust such as incineration ash by incineration treatment or the like is eluted into the liquid phase by washing the dust with water, and heavy metals are removed using an appropriate chelating agent. It is described that the waste water can be discharged outside the system after recovery treatment or the like is performed.

特開2013-122440号公報JP 2013-122440 A 特開2017-062143号公報JP 2017-062143 A 特開2017-150955号公報JP 2017-150955 A 特開2014-117684号公報JP 2014-117684 A

しかしながら、例えば、東日本大震災に伴う除染土壌等を塩化揮発法により処理した場合、回収される煤塵の放射線量は100万Bq/kgを超え、その煤塵の水洗処理により生じる水洗残渣の放射線量も20万Bq/kg以上もの高い値を示す場合があった。したがって、8000Bq/kg以下とされる埋め立て基準値を満足することができないため、かかる水洗残渣の埋め立て処分は困難であった。 However, for example, when decontaminated soil, etc. accompanying the Great East Japan Earthquake is treated by the chloride volatilization method, the radiation dose of the collected dust exceeds 1,000,000 Bq/kg, and the radiation dose of the washing residue generated by washing the dust is also high. In some cases, it showed a value as high as 200,000 Bq/kg or more. Therefore, landfill disposal of such washing residues has been difficult because the landfill standard value of 8000 Bq/kg or less cannot be satisfied.

よって、本発明の目的は、除染土壌等の減容化処理で生じる煤塵の水洗残渣について、上記のような埋め立て処分の困難性の問題を解決できるようにした、処理方法及び処理装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a processing method and a processing apparatus that can solve the above-mentioned problem of difficulty in landfill disposal of the washing residue of dust generated in the volume reduction processing of decontaminated soil and the like. to do.

上記目的を達成するために、本発明は、その第1の観点では、
放射性セシウム汚染物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法であって、
前記放射性セシウム汚染物とカルシウム源とマグネシウム源と塩素源とを一緒に加熱して放射性セシウムを揮発させるための加熱工程と、
前記加熱工程で生じた燃焼排ガスを冷却した後に固気分離して放射性セシウムを含有する煤塵を回収するための固気分離工程と、
前記煤塵に水を加えてスラリー化し、該スラリー液相中に放射性セシウムを溶出させるための水洗工程と、
前記水洗工程を経たスラリーを固液分離して水洗残渣と排水に分離するための固液分離工程と、
前記水洗残渣を前記加熱工程における前記放射性セシウム汚染物として循環させるための循環工程と、を備えることを特徴とする放射性セシウムの除去方法を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention, in its first aspect,
A method for removing radioactive cesium from radioactive cesium contaminants, comprising:
a heating step for heating the radioactive cesium contaminant, the calcium source, the magnesium source, and the chlorine source together to volatilize the radioactive cesium;
A solid-gas separation step for recovering dust containing radioactive cesium by solid-gas separation after cooling the combustion exhaust gas generated in the heating step;
A water washing step for adding water to the dust to make a slurry and eluting radioactive cesium in the slurry liquid phase;
a solid-liquid separation step for solid-liquid separation of the slurry that has undergone the water washing step to separate the washing residue and waste water;
and a circulation step for circulating the washing residue as the radioactive cesium contaminant in the heating step.

本発明の放射性セシウムの除去方法によれば、カルシウム源とマグネシウム源と塩素源とを一緒に加熱して放射性セシウムを揮発させるので、例えば、受け入れの放射線量が1万Bq/kg以上であっても、その加熱工程後に残る焼結物は放射線量が100Bq/kg以下となり、特別な配慮を必要としないで利活用することができる。また、加熱工程で生じた燃焼排ガスを冷却した後に固気分離して放射性セシウムを含有する煤塵を回収するので、放射性物質を含む気体が系外に排出されることがない。また、回収した煤塵は水洗したうえ、水洗残渣と排水に分離するので、その排水については、既往の放射性セシウム回収処置等を施すことが可能である。一方、水洗残渣にも相当量の放射性セシウムが残存する場合があるが、加熱工程に循環させることによって、系外に排出することがない。 According to the method for removing radioactive cesium of the present invention, the calcium source, magnesium source and chlorine source are heated together to volatilize the radioactive cesium. However, the sintered material remaining after the heating process has a radiation dose of 100 Bq/kg or less, and can be utilized without special consideration. In addition, since the dust containing radioactive cesium is recovered by solid-gas separation after cooling the combustion exhaust gas generated in the heating process, gas containing radioactive substances is not discharged outside the system. In addition, since the collected dust is washed with water and separated into washing residue and waste water, the waste water can be subjected to conventional radioactive cesium recovery treatment. On the other hand, although a considerable amount of radioactive cesium may remain in the washing residue, it is not discharged outside the system by circulating it in the heating process.

本発明の放射性セシウムの除去方法においては、前記加熱工程に供される、前記放射性セシウム汚染物と前記カルシウム源と前記マグネシウム源と前記塩素源とを含む調合物中の、下記式で表わされる質量比R1が1.0~1.9であることが好ましい。
R1=(CaO(質量%)+1.39×MgO(質量%))/(SiO(質量%))
In the method for removing radioactive cesium of the present invention, the mass represented by the following formula in the preparation containing the radioactive cesium contaminant, the calcium source, the magnesium source, and the chlorine source, which is subjected to the heating step It is preferred that the ratio R1 is between 1.0 and 1.9.
R1 = (CaO (mass%) + 1.39 x MgO (mass%))/( SiO2 (mass%))

なお、質量比R1におけるMgOの係数1.39は、MgO(質量%)をCaO(質量%)当量に換算するためのものである。 The MgO coefficient of 1.39 in the mass ratio R1 is for converting MgO (mass %) into CaO (mass %) equivalent.

これによれば、加熱工程で被加熱物が熔融して生ずる液相(溶融相)の生成量を有効に抑制することができ、放射性セシウムの塩化揮発が生じやすい環境にすることができる。 According to this, it is possible to effectively suppress the amount of liquid phase (melt phase) generated by melting of the object to be heated in the heating step, and to create an environment in which radioactive cesium chloride volatilization is likely to occur.

また、本発明の放射性セシウムの除去方法においては、前記循環工程において循環させる前記水洗残渣の含水率が25質量%以上であることが好ましい。 Further, in the method for removing radioactive cesium of the present invention, it is preferable that the water content of the washing residue circulated in the circulating step is 25% by mass or more.

これによれば、加熱工程における雰囲気を水蒸気に富むものにできるため、ナトリウムやカリウムの塩化揮発を抑制した中で、放射性セシウムを優先的に塩化揮発させることができる。 According to this, since the atmosphere in the heating process can be made to be rich in water vapor, radioactive cesium can be preferentially chlorinated and volatilized while suppressing chlorinated volatilization of sodium and potassium.

また、本発明の塩素含有粉体の水洗方法においては、前記水洗工程における前記スラリーのpHが8~11であることが好ましい。 In the method for washing chlorine-containing powder of the present invention, the pH of the slurry in the washing step is preferably 8-11.

これによれば、固液分離工程において分離回収される放射性セシウムが溶解した排水への重金属類の溶解が抑制されるので、排水についての重金属類の処理に起因した煩雑さを回避できる。 According to this, the dissolution of heavy metals in the waste water in which radioactive cesium is separated and recovered in the solid-liquid separation step is suppressed, so that it is possible to avoid the trouble caused by the disposal of heavy metals in the waste water.

上記目的を達成するために、本発明は、その第2の観点では、
放射性セシウム汚染物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去装置であって、
前記放射性セシウム汚染物とカルシウム源とマグネシウム源と塩素源とを一緒に加熱して放射性セシウムを揮発させるための加熱装置と、
前記加熱装置からの燃焼排ガスを冷却した後に固気分離して放射性セシウムを含有する煤塵を回収するための固気分離装置と、
前記固気分離装置で回収された前記煤塵に水を加えてスラリー化し、該スラリーの液相中に放射性セシウムを溶出させるための水洗装置と、
前記水洗装置から排出されたスラリーを固液分離して水洗残渣と排水に分離するための固液分離装置と、
前記固液分離装置で分離された前記水洗残渣を前記加熱装置で加熱する前記放射性セシウム汚染物として循環させるための循環装置と、を備えていることを特徴とする放射性セシウムの除去装置を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention, in its second aspect,
A radioactive cesium removal device for removing radioactive cesium from radioactive cesium contaminants,
a heating device for heating the radioactive cesium contaminant, the calcium source, the magnesium source, and the chlorine source together to volatilize the radioactive cesium;
a solid-gas separation device for recovering dust containing radioactive cesium by solid-gas separation after cooling the combustion exhaust gas from the heating device;
a water washing device for adding water to the dust collected by the solid-gas separation device to form a slurry, and eluting radioactive cesium into the liquid phase of the slurry;
a solid-liquid separation device for solid-liquid separating the slurry discharged from the water washing device into washing residue and waste water;
and a circulation device for circulating the washing residue separated by the solid-liquid separation device as the radioactive cesium contaminant to be heated by the heating device. It is.

本発明が提供する除去装置の構成によれば、上記した放射性セシウムの除去方法を好適に実施し得る。 According to the configuration of the removal apparatus provided by the present invention, the above-described method for removing radioactive cesium can be preferably carried out.

本発明の放射性セシウムの除去装置においては、前記固気分離装置で分離された排ガスを、前記水洗装置に送気するための送気管を、更に備えていることが好ましい。 Preferably, the apparatus for removing radioactive cesium of the present invention further comprises an air pipe for sending the exhaust gas separated by the solid-gas separator to the water washing apparatus.

これによれば、加熱装置から生じる排ガスに含まれるCOによりスラリーを酸性側に変化させるのに有効に利用することができる。あるいは排ガスの熱量でスラリーを加温するのに有効に利用することができ、あるいは排ガスで散気することによりスラリーを攪拌するのに有効に利用することができる。それら目的は複数の目的を相互に兼ねていてもよい。 According to this, the CO 2 contained in the exhaust gas generated from the heating device can be effectively used to change the slurry to the acidic side. Alternatively, the heat of the exhaust gas can be effectively used to heat the slurry, or the heat quantity of the exhaust gas can be effectively used to agitate the slurry. These purposes may serve as multiple purposes.

また、本発明の放射性セシウムの除去装置においては、前記水洗装置には、該装置で水洗される前記スラリーのpHを測定するためのpH計と、該装置で水洗される前記スラリーにpH調整剤を添加するためのpH調整剤添加装置とが付設され、前記pH計の測定結果に基づいて前記pH調整剤添加装置による前記pH調整剤の添加量を自動的に制御するための制御装置、を更に備えていることが好ましい。 In the apparatus for removing radioactive cesium of the present invention, the washing apparatus includes a pH meter for measuring the pH of the slurry washed by the apparatus, and a pH adjuster added to the slurry washed by the apparatus. and a control device for automatically controlling the amount of the pH adjuster added by the pH adjuster addition device based on the measurement result of the pH meter. Further, it is preferable to have.

これによれば、スラリーのpH調整を、より安定して行うことができる。 According to this, pH adjustment of slurry can be performed more stably.

また、本発明の放射性セシウムの除去装置においては、前記水洗装置には、該装置で水洗される前記スラリーのpHを測定するためのpH計と、該装置で水洗される前記スラリーにpH調整剤を添加するためのpH調整剤添加装置とが付設され、前記送気管には流量調整バルブが付設され、前記pH計の測定結果に基づいて前記pH調整剤添加装置による前記pH調整剤の添加量及び/又は前記流量調整バルブによる前記排ガスの送気量を自動的に制御するための制御装置、を更に備えていることが好ましい。 In the apparatus for removing radioactive cesium of the present invention, the washing apparatus includes a pH meter for measuring the pH of the slurry washed by the apparatus, and a pH adjuster added to the slurry washed by the apparatus. A pH adjuster addition device for adding is attached, a flow rate adjustment valve is attached to the air pipe, and the amount of the pH adjuster added by the pH adjuster addition device based on the measurement result of the pH meter and/or a control device for automatically controlling the amount of the exhaust gas supplied by the flow control valve.

これによれば、スラリーのpH調整を、より安定して行うことができる。 According to this, pH adjustment of slurry can be performed more stably.

本発明に係る放射性セシウムの除去方法の一実施形態を説明するフローチャートである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a flowchart explaining one Embodiment of the removal method of the radioactive cesium which concerns on this invention. 図1に示す放射性セシウムの除去方法を実施するための処理装置の一実施形態の構成図である。1 is a configuration diagram of one embodiment of a processing apparatus for carrying out the method for removing radioactive cesium shown in FIG. 1. FIG.

以下、図面を参照して、本発明に係る放射性セシウムの除去方法について説明する。なお、本説明に用いる図の、実線の矢印は水洗残渣等の固体又は液体の流れを、点線の矢印は燃焼排ガス等の気体の流れを、一点鎖線は制御信号等の信号の経路をそれぞれ示している。また、以下の説明においては、カルシウム源とマグネシウム源をあわせて「カルマグ源」と称する場合がある。 Hereinafter, the method for removing radioactive cesium according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the figures used for this explanation, the solid arrows indicate the flow of solid or liquid such as washing residue, the dotted arrows indicate the flow of gas such as combustion exhaust gas, and the dashed-dotted lines indicate the path of signals such as control signals. ing. Further, in the following description, the calcium source and the magnesium source may be collectively referred to as "Kalmag source".

本発明の放射性セシウムの除去方法は、除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1を一緒に加熱して、除染土壌等M2が含有する放射性セシウムを塩化揮発させるための加熱工程と、加熱工程で生じた燃焼排ガスG1を冷却した後に固気分離して放射性セシウム含有煤塵M3を回収するための固気分離工程と、固気分離工程で回収された放射性セシウム含有煤塵M3を水で水洗しつつ、そのスラリーS1を得るための水洗工程と、水洗工程で得られたスラリーS1を水洗残渣M4と放射性セシウムが溶解した排水W3に分離するための固液分離工程と、固液分離工程で分離回収された水洗残渣M4を加熱工程に送って、供された除染土壌等M1と共に上記除染土壌等M2となって加熱するように循環させるための循環工程を備える。上記水洗工程では、必要に応じて任意にpH調整剤A1を添加してスラリーのpHを調整しつつ水洗してもよい。 The method for removing radioactive cesium of the present invention includes a heating step for heating the decontaminated soil or the like M2, the Calmag source CM1, and the chlorine source Cl1 together to chloride volatilize the radioactive cesium contained in the decontaminated soil or the like M2. a solid-gas separation step for recovering radioactive cesium-containing dust M3 by solid-gas separation after cooling the combustion exhaust gas G1 generated in the heating step; and washing with water the radioactive cesium-containing dust M3 recovered in the solid-gas separation step. In addition, a water washing step for obtaining the slurry S1, a solid-liquid separation step for separating the slurry S1 obtained in the water washing step into a washing residue M4 and waste water W3 in which radioactive cesium is dissolved, and a solid-liquid separation step A circulation step is provided for sending the separated and collected water washing residue M4 to the heating step, and circulating the supplied decontaminated soil and the like M1 together with the decontaminated soil and the like M2 so as to be heated. In the water washing step, the slurry may be washed with water while adjusting the pH of the slurry by optionally adding a pH adjuster A1 as necessary.

よって、加熱工程は、供された除染土壌等M1と循環させた水洗残渣M4とからなる除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1を一緒に加熱して、除染土壌等M1と水洗残渣M4が含有する放射性セシウムに塩化揮発を生じさせる工程である。 Therefore, in the heating step, the decontaminated soil M2 consisting of the provided decontaminated soil M1 and the circulated washing residue M4, the Calmag source CM1, and the chlorine source Cl1 are heated together to obtain the decontaminated soil M1. and the step of causing chloride volatilization to the radioactive cesium contained in the washing residue M4.

本発明において、除去対象物である放射性セシウムとは、セシウムの放射性同位体である半減期が約2年のセシウム134及び、半減期が約30年のセシウム137であって、具体的には、例えば東日本大震災に伴う原子力発電所の事故によって外部の環境中にヨウ化セシウム等の形態で放射性ヨウ素と共に放出され、上空から地表面に降下した放射性物質である。 In the present invention, the radioactive cesium to be removed is cesium-134 with a half-life of about 2 years and cesium-137 with a half-life of about 30 years, which are radioactive isotopes of cesium. For example, due to the accident at the nuclear power plant caused by the Great East Japan Earthquake, cesium iodide and other forms of cesium iodide are released into the external environment together with radioactive iodine, and are radioactive substances that descend from the sky to the ground surface.

ヨウ化セシウムは揮発し難い性質を有し、さらに、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インターカレーションし易いために、地表面に降下したヨウ化セシウムは土壌から離れにくくなる。 Cesium iodide has the property of being difficult to volatilize, and radioactive cesium that has fallen to the ground surface easily intercalates into clay minerals contained in the soil. become difficult.

除染土壌等M1は、具体的には、放射性物質汚染土壌、放射性物質汚染廃棄物等であって、例えば、土壌、下水汚泥、下水汚泥乾粉、下水スラグ、浄水汚泥、都市ごみ焼却灰、ごみ溶融スラグ、貝殻、草木、建設汚泥、がれき等であって放射性セシウムを含むものである。これらは単独でも2種以上が混合されていてもよい。 Specifically, the decontaminated soil M1 is radioactive contaminated soil, radioactive contaminated waste, etc. For example, soil, sewage sludge, sewage sludge dry powder, sewage slag, purified water sludge, municipal waste incineration ash, garbage Molten slag, shells, vegetation, construction sludge, rubble, etc. that contain radioactive cesium. These may be used alone or in combination of two or more.

除染土壌等M2中に含まれて加熱工程に処する除染土壌等M1の処理量は、共に除染土壌等M2中に含まれる水洗残渣M4の全量を加熱処理することを前提に、加熱装置の処理能力の範囲内において、後述するように(酸化カルシウム及び酸化マグネシウム)と二酸化珪素との質量比R1が所定の範囲内となるよう調整したり、あるいは後述するように塩素と(セシウム及びカリウム)とのモル比R2が所定の範囲内となるよう調整したりして、塩素源やカルマグ源の添加量と共に調整すればよい。なお、一方で、除染土壌等M1や水洗残渣M4は、カルマグ源としての側面を有している。よって、上記質量比やモル比は、除染土壌等M1や水洗残渣M4から持ち込まれる成分も含めて勘案した値となる。 The treatment amount of the decontaminated soil M1 contained in the decontaminated soil M2 and subjected to the heating process is based on the premise that the entire amount of the washing residue M4 contained in the decontaminated soil M2 is heated. Within the range of processing capacity, as described later, the mass ratio R1 of (calcium oxide and magnesium oxide) and silicon dioxide is adjusted to be within a predetermined range, or chlorine and (cesium and potassium ) may be adjusted so that the molar ratio R2 is within a predetermined range, and the addition amounts of the chlorine source and Calmag source may be adjusted. On the other hand, the decontaminated soil or the like M1 and the washing residue M4 have a side as a Calmag source. Therefore, the above mass ratio and molar ratio are values that take into account the components brought in from the decontaminated soil M1 and the washing residue M4.

塩素源Cl1は、放射性セシウムの塩化揮発を生じさせる目的で用いられるもので、塩化カルシウム(CaCl)、塩化カリウム(KCl)、塩化ナトリウム(NaCl)等の塩化物が好適に用いられる。なかでも、放射性セシウムの塩化揮発を促進する観点からは、塩化カルシウムが好ましい。 The chlorine source Cl1 is used for the purpose of causing chloride volatilization of radioactive cesium, and chlorides such as calcium chloride (CaCl 2 ), potassium chloride (KCl) and sodium chloride (NaCl) are preferably used. Among them, calcium chloride is preferable from the viewpoint of promoting chloride volatilization of radioactive cesium.

塩素源Cl1の添加量は、加熱工程に処される除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1の全量における、塩素(Cl)含有量と、(セシウム(Cs)及びカリウム(K))の含有量とのモル比R2((Cl(mol))/(Cs(mol)+K(mol)))が好ましくは0.5~1.3、より好ましくは0.5~1.1になる量である。該モル比R2が1.3以下であれば、カリウムやナトリウムよりも放射性セシウムの塩化揮発が優先的に生ずる。 The amount of chlorine source Cl1 added is determined by the chlorine (Cl) content, (cesium (Cs) and potassium (K) ) and the molar ratio R2 ((Cl (mol)) / (Cs (mol) + K (mol))) is preferably 0.5 to 1.3, more preferably 0.5 to 1.1 is the amount. If the molar ratio R2 is 1.3 or less, chlorination volatilization of radioactive cesium occurs preferentially over potassium and sodium.

カルマグ源CM1は、放射性セシウムの塩化揮発を優先的に生じさせる目的に用いられるもので、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、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、蛇紋岩、フェロニッケル合金スラグ等が挙げられる。 Calmag source CM1 is used for the purpose of preferentially causing chloride volatilization of radioactive cesium, such as calcium carbonate, limestone, quicklime, slaked lime, limestone, dolomite, blast furnace slag, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, and serpentinite. , ferronickel alloy slag, and the like.

カルマグ源CM1の混合量は、加熱工程に処される除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1の全量中の、(酸化カルシウム(CaO)及び酸化マグネシウム(MgO))と、二酸化珪素(SiO)との質量比R1((CaO(質量%)+1.39×MgO(質量%))/(SiO(質量%)))が好ましくは1.0~1.9、より好ましくは1.2~1.9になる量である。該質量比R1が1.0未満であれば、焼成温度の上昇と共に液相が生じやすくなって、放射性セシウムの塩化揮発量が少なくなる。また、該質量比R1が1.9を超えると、カリウムやナトリウムの塩化揮発量が増加して、後述する固気分離工程で分離回収される放射性セシウム含有煤塵M3の量が増加してしまう。 The mixed amount of the Calmag source CM1 is the amount of (calcium oxide (CaO) and magnesium oxide (MgO)) and silicon dioxide in the total amount of the decontaminated soil M2, the Calmag source CM1, and the chlorine source Cl1 subjected to the heating step. The mass ratio R1 ((CaO (mass%) + 1.39 × MgO (mass%)) / (SiO 2 (mass%))) to (SiO 2 ) is preferably 1.0 to 1.9, more preferably The amount is 1.2 to 1.9. If the mass ratio R1 is less than 1.0, a liquid phase tends to occur as the firing temperature rises, and the amount of radioactive cesium volatilized by chloride decreases. Further, when the mass ratio R1 exceeds 1.9, the amount of chlorinated volatilization of potassium and sodium increases, and the amount of radioactive cesium-containing dust M3 separated and recovered in the solid-gas separation step, which will be described later, increases.

一方、後述する水洗工程で分離回収される水洗残渣M4は、その残渣中に残存している放射性セシウムを除去するために加熱工程に循環される。水洗残渣M4は、一方で、カルマグ源及び水分源としての側面も有している。 On the other hand, the water washing residue M4 separated and recovered in the water washing step to be described later is circulated to the heating step in order to remove the radioactive cesium remaining in the residue. On the other hand, the washing residue M4 also has aspects as a Calmag source and a water source.

水洗残渣M4のカルマグ源としての側面とは、後述する固気分離工程で分離回収される放射性セシウム含有煤塵M3に含有される二酸化珪素が少ないことに由来するものであって、通常、水洗残渣M4に係る前記質量比R1は5.0以上である。 The aspect of the washing residue M4 as a Calmag source is derived from the fact that the amount of silicon dioxide contained in the radioactive cesium-containing dust M3 separated and recovered in the solid-gas separation step described later is small. is 5.0 or more.

水洗残渣M4の水分源としての側面とは、加熱工程における雰囲気の水蒸気分圧が高いほど、カリウムやナトリウムの塩化揮発量が少なく、且つ、放射性セシウムの塩化揮発量が多いという好ましい環境になることに由来するものであって、通常、水洗残渣M4の水分含有量は25質量%以上である。 The aspect of the water washing residue M4 as a water source is that the higher the water vapor partial pressure in the atmosphere in the heating process, the less the amount of potassium and sodium chlorinated volatilized, and the more the chlorinated volatilized amount of radioactive cesium. and the water content of the washing residue M4 is usually 25% by mass or more.

加熱工程に処される除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1の大きさは、5mm以下であることが好ましい。ここで、これら加熱工程に処される物の大きさとは、それらが通過する篩い目の大きさの最小値を指す。 The size of the decontaminated soil M2, Calmag source CM1, and chlorine source Cl1 to be subjected to the heating step is preferably 5 mm or less. Here, the size of objects subjected to these heating steps refers to the minimum size of the sieve mesh through which they pass.

加熱工程における加熱温度は、1200℃~1350℃が好ましく、1200℃~1300℃がより好ましい。この温度範囲内で加熱することによって、除染土壌等M2に含まれる放射性セシウムを効率的に塩化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塩化揮発量が少なくなり、1350℃を超えるとカリウムやナトリウムの塩化揮発量が増加して、後述する固気分離工程で分離回収される放射性セシウム含有煤塵M3の量が増加してしまう。 The heating temperature in the heating step is preferably 1200°C to 1350°C, more preferably 1200°C to 1300°C. By heating within this temperature range, radioactive cesium contained in M2 such as decontaminated soil can be efficiently chlorinated and volatilized. If the heating temperature is less than 1200°C, the amount of chlorinated cesium decreases, and if it exceeds 1350°C, the amount of chlorinated volatiles of potassium and sodium increases, and the radioactive cesium-containing dust M3 separated and recovered in the solid-gas separation process described later. increases the amount of

加熱工程における加熱時間は、15分間以上が好ましく、30分間以上がより好ましい。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分間を超えるとカリウムやナトリウムの塩化揮発量が増加して、後述する固気分離工程で分離回収される放射性セシウム含有煤塵M3の量が増加してしまう。 The heating time in the heating step is preferably 15 minutes or longer, more preferably 30 minutes or longer. Although the upper limit of the heating time is not particularly limited, it is preferably 180 minutes or less, more preferably 120 minutes or less. When the heating time exceeds 180 minutes, the amount of chloride volatilization of potassium and sodium increases, and the amount of radioactive cesium-containing dust M3 separated and recovered in the solid-gas separation step described later increases.

加熱工程における雰囲気は、酸化雰囲気でも還元雰囲気でも構わないが、適度に水分を含むのが好ましい。これは、上述のとおり、雰囲気の水蒸気分圧が高いほど、カリウムやナトリウムの塩化揮発量を少なくしつつ放射性セシウムの塩化揮発量を多くすることができるからである。なお、雰囲気の水蒸気分圧が低い場合には、放射性セシウムの塩化揮発量は、雰囲気の水蒸気が高い場合よりも多くなる一方で、カリウムやナトリウムの塩化揮発量も多くなってしまう。実際の加熱工程における雰囲気の水蒸気分圧は、上述のセシウム及びカリウムとのモル比R2、加熱温度、加熱時間、及び水洗残渣M4の含水量を調整するなかで、適宜最適な条件を見つけることができる。 The atmosphere in the heating step may be either an oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere, but preferably contains a moderate amount of moisture. This is because, as described above, the higher the water vapor partial pressure in the atmosphere, the greater the amount of chlorinated volatile radioactive cesium can be increased while the chlorinated volatile amounts of potassium and sodium are reduced. When the partial pressure of water vapor in the atmosphere is low, the amount of radioactive cesium volatilized by chloride is greater than when the water vapor in the atmosphere is high. For the water vapor partial pressure of the atmosphere in the actual heating process, the optimum conditions can be found by adjusting the molar ratio R2 of cesium and potassium, the heating temperature, the heating time, and the water content of the washing residue M4. can.

加熱工程によって得られる焼結物M5は、100Bq/kg以下の十分に安全な程度の放射線量であって、通常のスラグ等に係る汎用的な用途、具体的にはセメント混合材、骨材又は土工資材として使用することができる。 The sintered product M5 obtained by the heating process has a sufficiently safe radiation dose of 100 Bq / kg or less, and is used for general purposes related to ordinary slag, specifically cement mixtures, aggregates or Can be used as an earthwork material.

加熱工程で塩化揮発された放射性セシウムは、燃焼排ガスG1に含有されて、排ガス流路に送られる。 The radioactive cesium chlorinated and volatilized in the heating process is contained in the flue gas G1 and sent to the flue gas flow path.

次ぐ固気分離工程において、燃焼排ガスG1中の放射性セシウムは冷却されて固体(放射性塩化セシウム)になった後、その他の煤塵と合わさって放射性セシウム含有煤塵M3として分離回収される。 In the subsequent solid-gas separation step, the radioactive cesium in the flue gas G1 is cooled to solid (radioactive cesium chloride), and then combined with other dust to separate and recover as dust containing radioactive cesium M3.

次ぐ水洗工程において、放射性セシウム含有煤塵M3は、水W1と攪拌されてスラリーS1をつくる。かかるスラリーS1における放射性セシウム含有煤塵M3と水W1との質量比(W1/M3)は、4~10が好ましく、4~8がより好ましく、4~6が特に好ましい。質量比(W1/M3)が4よりも小さい場合、放射性セシウム含有煤塵M3からの放射性セシウムの溶出が不十分となる場合がある。また、質量比(W1/M3)が10よりも大きい場合、続く固液分離工程において分離回収する排水W3が多くなる。 In the subsequent water washing step, the radioactive cesium-containing dust M3 is stirred with water W1 to form slurry S1. The mass ratio (W1/M3) of the radioactive cesium-containing dust M3 and the water W1 in the slurry S1 is preferably 4-10, more preferably 4-8, and particularly preferably 4-6. If the mass ratio (W1/M3) is less than 4, elution of radioactive cesium from the radioactive cesium-containing dust M3 may be insufficient. Moreover, when the mass ratio (W1/M3) is greater than 10, the amount of waste water W3 to be separated and recovered in the subsequent solid-liquid separation step increases.

水洗工程におけるスラリーS1のpHは、好ましくは8~11、より好ましくは8~10.5、特に好ましくは8.5~10.5である。スラリーS1のpHを8~11にすることで、スラリーS1の液相中に溶解している放射性セシウム以外の重金属類の濃度を減少させることができるため、続く固液分離工程において分離回収される排水W3の重金属類に係る処理工程を軽減することができる。 The pH of the slurry S1 in the water washing step is preferably 8-11, more preferably 8-10.5, particularly preferably 8.5-10.5. By setting the pH of the slurry S1 to 8 to 11, the concentration of heavy metals other than radioactive cesium dissolved in the liquid phase of the slurry S1 can be reduced, so that they are separated and recovered in the subsequent solid-liquid separation step. It is possible to reduce the processing steps related to heavy metals in the waste water W3.

pH調整なしでのスラリーS1のpHは、酸性側である場合、水洗工程でスラリーS1に添加するpH調整剤A1としては、アルカリ化剤、例えば水酸化ナトリウム(NaOH)の水溶液を使用すればよい。 If the pH of the slurry S1 without pH adjustment is on the acidic side, an alkalinizing agent such as an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) may be used as the pH adjuster A1 added to the slurry S1 in the water washing step. .

また、スラリーS1のpH調整において、酸性化剤が必要な場合、希硫酸や塩酸などの汎用の酸性化剤に加えて、固気分離工程で大気解放される排ガスG2を用いることもできる。これは、加熱工程におけるカルマグ源CM1として石灰石(炭酸カルシウム)やドロマイト(CaMg(CO)を用いた場合、燃焼排ガスG1及び排ガスG2には多量の二酸化炭素が含有されていることによる。すなわち、排ガスG2をスラリーS1内に散気することで、排ガスG2中の二酸化炭素が溶解してスラリーS1を酸性側に変化させることが可能である。 Further, when an acidifying agent is required for adjusting the pH of the slurry S1, in addition to a general-purpose acidifying agent such as dilute sulfuric acid or hydrochloric acid, the exhaust gas G2 released to the atmosphere in the solid-gas separation step can also be used. This is because when limestone (calcium carbonate) or dolomite (CaMg(CO 3 ) 2 ) is used as the Calmag source CM1 in the heating process, the flue gas G1 and the flue gas G2 contain a large amount of carbon dioxide. That is, by diffusing the exhaust gas G2 into the slurry S1, the carbon dioxide in the exhaust gas G2 can be dissolved and the slurry S1 can be changed to the acidic side.

スラリーS1の撹拌時間は、放射性セシウム含有煤塵M3から放射性セシウムを十分に溶出させる観点からは15分以上とすることが好ましく、20分以上がより好ましい。 The stirring time of the slurry S1 is preferably 15 minutes or longer, more preferably 20 minutes or longer, from the viewpoint of sufficiently eluting the radioactive cesium from the radioactive cesium-containing dust M3.

水洗工程におけるスラリーS1の温度は、高い程、放射性セシウム含有煤塵M3からの放射性セシウムの溶出量が多くなるが、処理に係るコストの観点からは、5℃~50℃とすることが好ましく、15℃~50℃がより好ましい。その場合、スラリーS1を加温する方法として、排ガスG2をスラリーS1内に散気して排ガスG2の顕熱を用いる方法がある。 The higher the temperature of the slurry S1 in the water washing step, the greater the amount of radioactive cesium eluted from the radioactive cesium-containing dust M3. °C to 50 °C is more preferred. In that case, as a method of heating the slurry S1, there is a method of diffusing the exhaust gas G2 into the slurry S1 and using the sensible heat of the exhaust gas G2.

次いで、固液分離工程において、水洗工程から供給されたスラリーS1を、水洗残渣M4(固相)と排水W3(液相)とに分離する。 Next, in the solid-liquid separation step, the slurry S1 supplied from the water washing step is separated into a washing residue M4 (solid phase) and waste water W3 (liquid phase).

固液分離工程で分離回収された水洗残渣M4の含水率は、25質量%~80質量%とすることが好ましい。含水率が多すぎる場合、液相に溶出した放射性セシウムがその液相とともに水洗残渣M4中に残留する傾向となる。一方、適度に含水していることにより、加熱工程に、上述した適度な水蒸気分圧を提供するための水分を供給することができる。一方、放射性セシウムの分離回収を確実にするためには、固液分離工程で分離回収された水洗残差M4を更に水W2で洗浄してもよい。 The water content of the washing residue M4 separated and recovered in the solid-liquid separation step is preferably 25% by mass to 80% by mass. If the water content is too high, the radioactive cesium eluted into the liquid phase tends to remain in the washing residue M4 together with the liquid phase. On the other hand, by containing a moderate amount of water, it is possible to supply water to the heating step so as to provide the above-described appropriate water vapor partial pressure. On the other hand, in order to ensure the separation and recovery of radioactive cesium, the washing residue M4 separated and recovered in the solid-liquid separation step may be further washed with water W2.

固液分離工程で分離回収された水洗残渣M4の全ては、循環工程によって加熱工程に送られる。なお、水洗残渣M4は、場合によっては必要に応じて系外に抜き取ってもよい。 All of the washing residue M4 separated and recovered in the solid-liquid separation step is sent to the heating step through the circulation step. In addition, depending on the case, the washing residue M4 may be extracted out of the system as needed.

次に、本発明の放射性セシウムの除去装置を説明する。図2には、図1に示す放射性セシウムの除去方法の実施形態を実行する際の処理装置の一実施形態を表わす全体構成図を示す。 Next, the apparatus for removing radioactive cesium of the present invention will be described. FIG. 2 shows an overall configuration diagram representing one embodiment of a processing apparatus when performing the embodiment of the method for removing radioactive cesium shown in FIG.

この実施形態に係る放射性セシウムの処理装置1は、除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1を加熱して放射性セシウムを塩化揮発させるための加熱装置2と、加熱装置2からの燃焼排ガスG1を固気分離して放射性セシウム含有煤塵M3を回収するための固気分離装置3と、固気分離装置3で回収された放射性セシウム含有煤塵M3中の放射性セシウムを液相に溶出させるための水洗装置4と、水洗装置4から排出されたスラリーS1を固液分離するための固液分離装置5と、固液分離装置5で分離回収された水洗残渣M4を加熱装置2に輸送するための輸送装置6を備える。なお、この実施形態に係る処理装置1では、輸送装置6が水洗残渣M4を加熱装置2に循環させて再度加熱するようにしており、本発明における循環装置を構成している。 The radioactive cesium processing apparatus 1 according to this embodiment includes a heating device 2 for heating the decontaminated soil M2, the Calmag source CM1, and the chlorine source Cl1 to volatilize the radioactive cesium by chloride, and combustion from the heating device 2 A solid-gas separator 3 for recovering radioactive cesium-containing dust M3 by solid-gas separation of the exhaust gas G1, and a device for eluting radioactive cesium in the radioactive cesium-containing dust M3 recovered by the solid-gas separator 3 into a liquid phase. a water washing device 4; a solid-liquid separation device 5 for solid-liquid separating the slurry S1 discharged from the water washing device 4; A transport device 6 is provided. In the processing apparatus 1 according to this embodiment, the transportation apparatus 6 circulates the washing residue M4 to the heating apparatus 2 and heats it again, which constitutes the circulation apparatus of the present invention.

よって、加熱装置2では、供された除染土壌等M1と循環された水洗残渣M4とからなる除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1は一緒に加熱されることによって、除染土壌等M1と水洗残渣M4が含有する放射性セシウムに塩化揮発を生じさせる。 Therefore, in the heating device 2, the decontaminated soil M2, the Calmag source CM1, and the chlorine source Cl1, which are composed of the supplied decontaminated soil M1 and the circulated washing residue M4, are heated together to decontaminate. Chloride volatilization is caused in the radioactive cesium contained in the soil M1 and the washing residue M4.

加熱装置2における放射性セシウムの塩化揮発を効率的に生じさせるために、除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1は十分に混合された状態で加熱されることが望ましく、そのため、図1に示す実施形態では、加熱装置2として内燃式ロータリーキルンを用いている。焼成室が回転運動するロータリーキルンであれば、除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1との混合を物理的に且つ連続的に行いながら、加熱処理を行うことが可能である。 In order to efficiently cause chloride volatilization of radioactive cesium in the heating device 2, it is desirable that the decontaminated soil M2, the Calmag source CM1, and the chlorine source Cl1 be heated in a sufficiently mixed state. 1, an internal combustion rotary kiln is used as the heating device 2 . If the firing chamber is a rotary kiln that rotates, the heat treatment can be performed while physically and continuously mixing the decontaminated soil M2, Calmag source CM1, and chlorine source Cl1.

なお、加熱装置2は、除染土壌等M2、カルマグ源CM1、及び塩素源Cl1を1200℃~1350℃で加熱できるものであれば特に限定されず、固定炉、ストーカ炉、ロータリーキルン、流動床炉、竪型炉、多段炉等の加熱炉が使用できる。なかでも、上記の物理的撹拌が行えるという観点からは、ロータリーキルンが好ましい。 The heating device 2 is not particularly limited as long as it can heat the decontaminated soil M2, Calmag source CM1, and chlorine source Cl1 at 1200 ° C. to 1350 ° C. Fixed furnace, stoker furnace, rotary kiln, fluidized bed furnace. , a vertical furnace, a multi-stage furnace, and the like can be used. Among them, a rotary kiln is preferable from the viewpoint that the above physical stirring can be performed.

さらに、内燃式のロータリーキルンであれば、例えば、塩素源Cl1由来のダイオキシン類等が生成してもバーナの火炎で直接的に燃焼して無害化できるという観点から、より好ましい。 Further, an internal combustion rotary kiln is more preferable from the viewpoint that even if dioxins or the like derived from the chlorine source Cl1 are generated, they can be rendered harmless by being directly combusted by the flame of the burner.

加熱装置2からは、揮発した放射性セシウムが燃焼排ガスG1に含有されて、固気分離装置3に送られる。例えば、固気分離装置3がバグフィルタである場合には、ろ布表面において燃焼排ガスG1に含有される放射性セシウム成分と塩素成分を由来とする放射性塩化セシウムが生成し、その他煤塵と合わさって放射性セシウム含有煤塵M3(固体)が形成される。 From the heating device 2, volatilized radioactive cesium is contained in the combustion exhaust gas G1 and sent to the solid-gas separation device 3. For example, when the solid-gas separation device 3 is a bag filter, radioactive cesium chloride derived from the radioactive cesium component and chlorine component contained in the flue gas G1 is generated on the surface of the filter cloth, and is combined with dust to generate radioactive A cesium-containing dust M3 (solid) is formed.

固気分離装置3では、放射性セシウムが回収された後の排ガスG2が系外に排出され、上記放射性セシウム含有煤塵M3は、周囲環境へ該放射性セシウム含有煤塵M3の粉塵が生じないように周囲が囲われているベルトコンベア、チェーンコンベア、パイプコンベア等の煤塵用輸送装置(不図示)によって、水洗装置4に輸送される。 In the solid-gas separation device 3, the exhaust gas G2 after the radioactive cesium is recovered is discharged outside the system, and the radioactive cesium-containing dust M3 is separated from the surrounding environment so that dust of the radioactive cesium-containing dust M3 is not generated into the surrounding environment. It is transported to the washing device 4 by an enclosed dust transport device (not shown) such as a belt conveyor, a chain conveyor, a pipe conveyor, or the like.

ここで、排ガスG2は、上述したとおり水洗工程のpH調整や加温に用いることができる。図2の実施形態では、排ガスG2の送気管の途中に分岐管7を設けて、排ガスG2を水洗装置4の槽内に送って散気できるようになっている。さらに、分岐管7にはガス流量調整装置71が付設されて、水洗装置4に送られる排ガスG2のガス量が制御可能になっている。 Here, the exhaust gas G2 can be used for pH adjustment and heating in the water washing process as described above. In the embodiment of FIG. 2, a branch pipe 7 is provided in the middle of the air supply pipe for the exhaust gas G2 so that the exhaust gas G2 can be sent into the tank of the water washing device 4 and diffused. Further, the branch pipe 7 is provided with a gas flow rate adjusting device 71 so that the amount of gas in the exhaust gas G2 sent to the washing device 4 can be controlled.

水洗装置4では、放射性セシウム含有煤塵M3と水W1を混合撹拌してスラリーS1を生成する処理、及び、そのスラリーS1中の放射性セシウム含有煤塵M3から放射性セシウムを液相内に溶出させる処理が行われる。 In the water washing device 4, a process of mixing and agitating the radioactive cesium-containing dust M3 and water W1 to generate a slurry S1, and a process of eluting radioactive cesium from the radioactive cesium-containing dust M3 in the slurry S1 into the liquid phase are performed. will be

水洗装置4には、放射性セシウム含有煤塵M3を水洗装置4に供給するための粉体供給装置41、水W1を水洗装置4に供給するための液体供給装置42及び、pH調整剤A1を水洗装置4に供給するための液体供給装置43が付設されている。さらに、放射性セシウム含有煤塵M3と水W1の混合、及び、その混合によって生成したスラリーS1の攪拌のためにスラリー攪拌装置44が付設されている。図2の実施形態では、スラリー攪拌装置44として撹拌翼が使用されている。 The water washing device 4 includes a powder supply device 41 for supplying radioactive cesium-containing dust M3 to the water washing device 4, a liquid supply device 42 for supplying water W1 to the water washing device 4, and a pH adjuster A1 to the water washing device. 4 is provided with a liquid supply device 43 for supplying. Furthermore, a slurry agitating device 44 is provided for mixing the radioactive cesium-containing dust M3 and the water W1 and for agitating the slurry S1 generated by the mixing. In the embodiment of FIG. 2, a stirring impeller is used as the slurry stirring device 44 .

また、水洗装置4には、スラリーS1のpHを連続的に測定するためのpH計45が付設されている。そして、pH計45の測定結果が、制御装置10に随時送信されるようになっている。 Further, the washing device 4 is provided with a pH meter 45 for continuously measuring the pH of the slurry S1. The measurement result of the pH meter 45 is transmitted to the control device 10 as needed.

この実施形態では、制御装置10が、pH計45の測定結果に基づいて、pH調整剤A1の供給量及び/又は排ガスG2の送気量を自動的に制御するようにしている。具体的には制御装置10からの信号に基づいて、液体供給装置43の排出バルブの開度や、分岐管7のガス流量調整装置71が自動的に制御される。 In this embodiment, the control device 10 automatically controls the supply amount of the pH adjuster A1 and/or the air supply amount of the exhaust gas G2 based on the measurement result of the pH meter 45 . Specifically, based on a signal from the control device 10, the opening degree of the discharge valve of the liquid supply device 43 and the gas flow rate adjustment device 71 of the branch pipe 7 are automatically controlled.

pH計45としては、公知の測定機器を用いればよく、特に、高濃度懸濁液用の測定機器を用いることが好ましい。 As the pH meter 45, a known measuring device may be used, and it is particularly preferable to use a measuring device for high-concentration suspension.

固液分離装置5には、スラリー用渦巻きポンプ、ピストンポンプ、及び、モーノポンプ等の通常のスラリー液用輸送装置(不図示)によって、水洗装置4から排出されたスラリーS1が輸送される。固液分離装置5としては、フィルタープレス、加圧葉状ろ過装置、スクリュープレス、ベルトプレス等の通常のろ過装置を用いればよい。 Slurry S1 discharged from the water washing device 4 is transported to the solid-liquid separator 5 by a normal slurry liquid transport device (not shown) such as a slurry centrifugal pump, a piston pump, and a mono pump. As the solid-liquid separation device 5, an ordinary filtering device such as a filter press, a pressurized leaf-shaped filtering device, a screw press or a belt press may be used.

固液分離装置5は、輸送されたスラリーS1を、溶出させた放射性セシウムを含む排水W3(液相)と、放射性セシウムを溶出させた後の放射性セシウム含有煤塵M3を含む水洗残渣M4(固相)とに分離する。なお、図2の実施形態では、溶出した放射性セシウムの回収を確実にするために、固液分離装置5に水洗残渣M4の洗浄をするための水洗浄装置51を設けて、水W2で水洗残渣M4を洗浄できるようになっている。 The solid-liquid separation device 5 divides the transported slurry S1 into waste water W3 (liquid phase) containing eluted radioactive cesium and washing residue M4 (solid phase) containing dust M3 containing radioactive cesium after eluting radioactive cesium. ) and In the embodiment of FIG. 2, in order to ensure the recovery of the eluted radioactive cesium, the solid-liquid separation device 5 is provided with a water washing device 51 for washing the washing residue M4, and the washing residue is washed with water W2. M4 can be washed.

この洗浄における水洗残渣M4と水W2との質量比(W2/M4)は、洗浄排水の発生量を抑制する観点から、4~10が好ましく、4~7がより好ましく、4~5が特に好ましい。なお、発生した洗浄排水は、排水W3の一部となって必要な処理を施される。 In this washing, the mass ratio (W2/M4) of the washing residue M4 and water W2 is preferably 4 to 10, more preferably 4 to 7, and particularly preferably 4 to 5, from the viewpoint of suppressing the amount of washing wastewater generated. . Note that the generated washing waste water becomes part of the waste water W3 and is subjected to necessary treatment.

固液分離装置5で分離回収された排水W3は、既往の方法で溶解している放射性セシウムの濃縮処理等をすればよい。 The waste water W3 separated and recovered by the solid-liquid separator 5 may be subjected to concentration treatment of dissolved radioactive cesium by a conventional method.

固液分離装置5で分離回収された水洗残渣M4には、埋め立て処分できない程度の放射性セシウムが残存している場合がほとんどである。 In most cases, the washing residue M4 separated and recovered by the solid-liquid separator 5 contains residual radioactive cesium that cannot be landfilled.

そのため、輸送装置6は、固液分離装置5で分離回収された水洗残渣M4の全量を、加熱装置2に輸送する。なお、上述したように、水洗残渣M4は、場合によっては必要に応じて系外に抜き取ってもよい。輸送装置6としては、周囲環境へ該水洗残渣M4による放射線汚染が生じないように、例えば、周囲が囲われているベルトコンベア、スクリューコンベア、パイプコンベア等のケーキ輸送装置を用いればよい。 Therefore, the transport device 6 transports the entire amount of the washing residue M4 separated and recovered by the solid-liquid separation device 5 to the heating device 2 . In addition, as described above, the water washing residue M4 may be extracted out of the system depending on the situation. As the transporting device 6, for example, a cake transporting device such as a belt conveyor, a screw conveyor, a pipe conveyor, etc. with an enclosed periphery may be used so as not to cause radiation contamination by the washing residue M4 to the surrounding environment.

加熱装置2に輸送された水洗残渣M4は、除染土壌等M1と一緒にされて除染土壌等M2となった後、カルマグ源CM1及び塩素源Cl1と共に加熱処理される。 The washing residue M4 transported to the heating device 2 is combined with the decontaminated soil and the like M1 to form the decontaminated soil and the like M2, and then heat-treated together with the Calmag source CM1 and the chlorine source Cl1.

最後に、本発明の放射性セシウムの除去方法の試験について説明する。試験は、放射性セシウム含有煤塵M3の代わりに、セメントキルンの燃焼排ガスをキルン窯尻部から抽気して得られたセメントキルンダストを用いて、水洗工程、固液分離工程でのセシウムの挙動及び、固液分離工程で分離される排水W3中の重金属類の濃度を評価した。 Finally, the test of the method for removing radioactive cesium of the present invention will be explained. In the test, instead of radioactive cesium-containing dust M3, cement kiln dust obtained by bleeding the combustion exhaust gas of the cement kiln from the bottom of the kiln was used, and the behavior of cesium in the water washing process and solid-liquid separation process and The concentration of heavy metals in the waste water W3 separated in the solid-liquid separation step was evaluated.

放射性セシウム含有煤塵M3の代替としたセメントキルンダストの化学組成を表1に示す。セメントキルンダストの化学組成はJIS R 5204「セメントの蛍光X線分析方法」に準拠して測定した。なお、セシウムについては、酸で全溶解した試料のICP質量分析法(使用装置:Agilent Technologies製Agilent 7900 ICP-MS(商品名))を用いた。 Table 1 shows the chemical composition of cement kiln dust as a substitute for radioactive cesium-containing dust M3. The chemical composition of the cement kiln dust was measured according to JIS R 5204 "Method for fluorescent X-ray analysis of cement". For cesium, ICP mass spectrometry (apparatus used: Agilent 7900 ICP-MS (trade name) manufactured by Agilent Technologies) of a sample completely dissolved in acid was used.

セメントキルンダスト(M3)を、20℃の水(W1)と混合して、質量比がM3:W1=1:6のスラリーを作成した後、20℃の環境下で30分間撹拌してスラリーS1を作成した。スラリーS1のpHは6.5であった。 Cement kiln dust (M3) is mixed with water (W1) at 20°C to prepare a slurry having a mass ratio of M3:W1 = 1:6, and then stirred for 30 minutes in an environment of 20°C to obtain slurry S1. It was created. The slurry S1 had a pH of 6.5.

また、セメントキルンダスト(M3)、20℃の水(W1)及び20℃の水酸化ナトリウム水溶液(A1)を、M3:(W1+A1)=1:6で混合して、20℃の環境下で30分間撹拌してpHが9.5のスラリーS2を作成した。 In addition, cement kiln dust (M3), 20°C water (W1) and 20°C aqueous sodium hydroxide solution (A1) were mixed at M3: (W1 + A1) = 1:6, and 30 A slurry S2 having a pH of 9.5 was prepared by stirring for a minute.

撹拌後の両スラリーを、それぞれブフナーロート(吸引ろ過器)で固液分離して水洗残渣(M4)及び排水(W3)を得た。得られた水洗残渣の化学組成は両スラリーでほぼ同一であった。代表として、pHが9.5のスラリーS2から得られた水洗残渣(M4)の化学組成を表2に示す。水洗残渣の化学組成の分析方法はセメントキルンダストの化学組成の分析方法と同じである。 Both slurries after stirring were solid-liquid separated with a Buchner funnel (suction filter) to obtain washing residue (M4) and waste water (W3). Both slurries had almost the same chemical composition of the residue obtained after washing with water. As a representative, Table 2 shows the chemical composition of the washing residue (M4) obtained from the slurry S2 having a pH of 9.5. The method of analyzing the chemical composition of the washing residue is the same as the method of analyzing the chemical composition of cement kiln dust.

表1と表2の比較にみられるように、水洗残渣(M4)へのセシウムの残存率は約6質量%(=1-(16.0-1.0)/16.0)であった。よって、本試験で用いたセメントキルンダストに含まれるセシウムはその大部分が排水(W3)中に除去され、これを既往の重金属類回収手段に供することにより、回収可能であることがわかる。一方、水洗除去されなかったセシウムを含有する水洗残渣については、これを加熱工程に戻してあらたに除染土壌等と一緒に処理するようにしても、この程度の持ち込み量であれば問題はなく、系外に排出させないことが可能であることがわかる。 As seen in the comparison between Tables 1 and 2, the residual rate of cesium in the water-washed residue (M4) was about 6% by mass (=1-(16.0-1.0)/16.0). . Therefore, most of the cesium contained in the cement kiln dust used in this test is removed in the waste water (W3), and it can be recovered by subjecting it to conventional heavy metal recovery means. On the other hand, with regard to the washing residue containing cesium that was not washed away, even if it is returned to the heating process and newly treated together with the decontaminated soil, etc., there is no problem if this amount is brought in. , it can be seen that it is possible to prevent the discharge from the system.

固液分離で得られた排水(W3)の重金属類の分析結果を表3に示す。排水中の重金属類の測定はICP質量分析法(同上)を用いた。 Table 3 shows the analysis results of heavy metals in waste water (W3) obtained by solid-liquid separation. ICP mass spectrometry (same as above) was used to measure heavy metals in the wastewater.

表3の結果にみられるように、本試験で用いたセメントキルンダストの場合、水洗工程で水洗するスラリーのpHを調整した方が、調整しない場合より、重金属類の溶出量を抑制できていることが分かる。 As can be seen from the results in Table 3, in the case of the cement kiln dust used in this test, adjusting the pH of the slurry to be washed with water in the water washing process suppressed the amount of heavy metals eluted compared to not adjusting the pH. I understand.

1 : 放射性セシウムの処理装置
2 : 加熱装置
3 : 固気分離装置
4 : 水洗装置
41 : 粉体供給装置
42、43 : 液体供給装置
44 : スラリー撹拌装置
45 : pH計
5 : 固液分離装置
51 : 水洗浄装置
6 : 輸送装置
7 : 分岐管
71 : ガス流量調整装置
10 : 制御装置
A1 : pH調整剤
Cl1 : 塩素源
CM1 : カルシウム源及びマグネシウム源(略称:カルマグ源)
G1 : 燃焼排ガス
G2 : 排ガス
M1 : 供された除染土壌等
M2 : M1とM4からなる除染土壌等
M3 : 放射性セシウム含有煤塵
M4 : 水洗残渣
M5 : 焼結物
S1 : スラリー
W1、W2 : 水
W3 : 排水
1: Radioactive cesium processing device 2: Heating device 3: Solid-gas separator 4: Water washing device 41: Powder supply device 42, 43: Liquid supply device 44: Slurry stirring device 45: pH meter 5: Solid-liquid separation device 51 : Water cleaning device 6 : Transport device 7 : Branch pipe 71 : Gas flow rate adjusting device 10 : Controller A1 : pH adjusting agent Cl1 : Chlorine source CM1 : Calcium source and magnesium source (abbreviation: Karmag source)
G1: Combustion exhaust gas G2: Exhaust gas M1: Provided decontaminated soil, etc. M2: Decontaminated soil, etc. consisting of M1 and M4 M3: Dust containing radioactive cesium M4: Washing residue M5: Sintered product S1: Slurry W1, W2: Water W3: Drainage

Claims (5)

放射性セシウム汚染物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去方法であって、
前記放射性セシウム汚染物とカルシウム源とマグネシウム源と塩素源とを一緒に加熱して放射性セシウムを揮発させるための加熱工程と、
前記加熱工程で生じた燃焼排ガスを冷却した後に固気分離して放射性セシウムを含有する煤塵を回収するための固気分離工程と、
前記煤塵に水を加えてスラリー化し、該スラリー液相中に放射性セシウムを溶出させるための水洗工程と、
前記水洗工程を経たスラリーを固液分離して水洗残渣と排水に分離するための固液分離工程と、
前記水洗残渣を前記加熱工程における前記放射性セシウム汚染物として循環させるための循環工程と、を備え
前記固気分離工程において生じる排ガスを、前記水洗工程におけるスラリーに散気しつつ、前記スラリーのpHが8~11となるように調整することを特徴とする放射性セシウムの除去方法。
A method for removing radioactive cesium from radioactive cesium contaminants, comprising:
a heating step for heating the radioactive cesium contaminant, the calcium source, the magnesium source, and the chlorine source together to volatilize the radioactive cesium;
A solid-gas separation step for recovering dust containing radioactive cesium by solid-gas separation after cooling the combustion exhaust gas generated in the heating step;
A water washing step for adding water to the dust to make a slurry and eluting radioactive cesium in the slurry liquid phase;
a solid-liquid separation step for solid-liquid separation of the slurry that has undergone the water washing step to separate the washing residue and waste water;
a circulation step for circulating the washing residue as the radioactive cesium contaminant in the heating step ;
A method for removing radioactive cesium, wherein the pH of the slurry is adjusted to 8 to 11 while the exhaust gas generated in the solid-gas separation step is diffused into the slurry in the water washing step.
前記加熱工程に供される、前記放射性セシウム汚染物と前記カルシウム源と前記マグネシウム源と前記塩素源とを含む調合物中の、下記式で表わされる質量比R1が1.0~1.9である、請求項1に記載の放射性セシウムの除去方法。
R1=(CaO(質量%)+1.39×MgO(質量%))/(SiO(質量%))
In the preparation containing the radioactive cesium contaminant, the calcium source, the magnesium source, and the chlorine source, which is subjected to the heating step, the mass ratio R1 represented by the following formula is 1.0 to 1.9 The method for removing radioactive cesium according to claim 1.
R1 = (CaO (mass%) + 1.39 x MgO (mass%))/( SiO2 (mass%))
前記循環工程において循環させる前記水洗残渣の含水率が25質量%以上である、請求項1又は請求項2に記載の放射性セシウムの除去方法。 3. The method for removing radioactive cesium according to claim 1, wherein the water content of the water-washed residue circulated in the circulating step is 25% by mass or more. 放射性セシウム汚染物から放射性セシウムを除去する放射性セシウムの除去装置であって、
前記放射性セシウム汚染物とカルシウム源とマグネシウム源と塩素源とを一緒に加熱して放射性セシウムを揮発させるための加熱装置と、
前記加熱装置からの燃焼排ガスを冷却した後に固気分離して放射性セシウムを含有する煤塵を回収するための固気分離装置と、
前記固気分離装置で回収された前記煤塵に水を加えてスラリー化し、該スラリーの液相中に放射性セシウムを溶出させるための水洗装置と、
前記水洗装置から排出されたスラリーを固液分離して水洗残渣と排水に分離するための固液分離装置と、
前記固液分離装置で分離された前記水洗残渣を前記加熱装置で加熱する前記放射性セシウム汚染物として循環させるための循環装置と
前記固気分離装置で生じる排ガスを、前記水洗装置に送気するための送気管と、を備え
前記水洗装置には、該装置で水洗される前記スラリーのpHを測定するためのpH計と、該装置で水洗される前記スラリーにpH調整剤を添加するためのpH調整剤添加装置とが付設され、前記pH計の測定結果に基づいて前記pH調整剤添加装置による前記pH調整剤の添加量を自動的に制御するための制御装置、を更に備えていることを特徴とする放射性セシウムの除去装置。
A radioactive cesium removal device for removing radioactive cesium from radioactive cesium contaminants,
a heating device for heating the radioactive cesium contaminant, the calcium source, the magnesium source, and the chlorine source together to volatilize the radioactive cesium;
a solid-gas separation device for recovering dust containing radioactive cesium by solid-gas separation after cooling the combustion exhaust gas from the heating device;
a water washing device for adding water to the dust collected by the solid-gas separation device to form a slurry, and eluting radioactive cesium into the liquid phase of the slurry;
a solid-liquid separation device for solid-liquid separating the slurry discharged from the water washing device into washing residue and waste water;
a circulation device for circulating the washing residue separated by the solid-liquid separation device as the radioactive cesium contaminant to be heated by the heating device ;
an air pipe for sending the exhaust gas generated in the solid-gas separation device to the water washing device ,
The washing device is equipped with a pH meter for measuring the pH of the slurry washed by the device, and a pH adjuster addition device for adding a pH adjuster to the slurry washed by the device. and a control device for automatically controlling the amount of the pH adjuster added by the pH adjuster addition device based on the measurement result of the pH meter. Device.
記送気管には流量調整バルブが付設され、前記制御装置は、前記pH計の測定結果に基づいて、更に前記流量調整バルブによる前記排ガスの送気量を自動的に制御する、請求項に記載の放射性セシウムの除去装置。
The air supply pipe is provided with a flow control valve, and the control device further automatically controls the amount of the exhaust gas supplied by the flow control valve based on the measurement result of the pH meter. 5. The device for removing radioactive cesium according to 4 .
JP2020046939A 2020-03-17 2020-03-17 Method for removing radioactive cesium and apparatus for removing radioactive cesium Active JP7320469B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020046939A JP7320469B2 (en) 2020-03-17 2020-03-17 Method for removing radioactive cesium and apparatus for removing radioactive cesium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020046939A JP7320469B2 (en) 2020-03-17 2020-03-17 Method for removing radioactive cesium and apparatus for removing radioactive cesium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021148512A JP2021148512A (en) 2021-09-27
JP7320469B2 true JP7320469B2 (en) 2023-08-03

Family

ID=77848428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020046939A Active JP7320469B2 (en) 2020-03-17 2020-03-17 Method for removing radioactive cesium and apparatus for removing radioactive cesium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7320469B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7752540B2 (en) * 2022-01-21 2025-10-10 Ube三菱セメント株式会社 Method for producing modified combustion ash, method for modifying woody biomass and/or its combustion ash, method for producing low-potassium combustion ash, and method for converting it into a cement resource

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014228502A (en) 2013-05-27 2014-12-08 太平洋セメント株式会社 Radioactive cesium-contaminated object treatment method
JP2015031661A (en) 2013-08-06 2015-02-16 株式会社神鋼環境ソリューション Incineration fly ash cleaning method
JP2015137962A (en) 2014-01-23 2015-07-30 太平洋セメント株式会社 Processing method and processing apparatus of bottom sediment containing radioactive substance
JP2016044987A (en) 2014-08-20 2016-04-04 太平洋セメント株式会社 Treating method for objects contaminated with radioactive cesium
JP2017150955A (en) 2016-02-25 2017-08-31 太平洋セメント株式会社 Removal method of radioactive cesium and removal device, and manufacturing method and manufacturing device of construction material
JP2018153766A (en) 2017-03-17 2018-10-04 太平洋セメント株式会社 Processing method of powder containing chlorine and mercury, and processing system of powder containing chlorine and mercury

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014228502A (en) 2013-05-27 2014-12-08 太平洋セメント株式会社 Radioactive cesium-contaminated object treatment method
JP2015031661A (en) 2013-08-06 2015-02-16 株式会社神鋼環境ソリューション Incineration fly ash cleaning method
JP2015137962A (en) 2014-01-23 2015-07-30 太平洋セメント株式会社 Processing method and processing apparatus of bottom sediment containing radioactive substance
JP2016044987A (en) 2014-08-20 2016-04-04 太平洋セメント株式会社 Treating method for objects contaminated with radioactive cesium
JP2017150955A (en) 2016-02-25 2017-08-31 太平洋セメント株式会社 Removal method of radioactive cesium and removal device, and manufacturing method and manufacturing device of construction material
JP2018153766A (en) 2017-03-17 2018-10-04 太平洋セメント株式会社 Processing method of powder containing chlorine and mercury, and processing system of powder containing chlorine and mercury

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021148512A (en) 2021-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5300137A (en) Method for removing mercury from contaminated soils and industrial wastes and related apparatus
JP5159971B1 (en) Method for removing radioactive cesium and method for producing fired product
JP6628282B2 (en) Method for removing radioactive cesium and method for producing fired product
JP2013082604A (en) Method for producing fired material, cement mixture, aggregate and earthwork material
JP2013122449A (en) Method for removing radioactive cesium and method for manufacturing fired material
JP7320469B2 (en) Method for removing radioactive cesium and apparatus for removing radioactive cesium
JP6091183B2 (en) Method for removing radioactive cesium and method for producing fired product
JP2014228502A (en) Radioactive cesium-contaminated object treatment method
JP3891041B2 (en) Soil purification method
JP5767194B2 (en) Radioactive material processing system and processing method
JP2015015975A (en) Detoxification method for fly ash
JP5758554B1 (en) Method for removing radioactive cesium and slurry containing separation accelerator
JP5677608B1 (en) Removal method of radioactive cesium
JP6865091B2 (en) Radioactive cesium volatilization promotion method
JP6606132B2 (en) Radiocesium removal method and treatment facility
JP6374267B2 (en) Treatment method for radioactive cesium contaminants
TWI559329B (en) A method for removing radioactive cesium, and a method for producing a calcined product
JP4393915B2 (en) Method for treating substances containing zinc, lead and chlorine
JP6548094B2 (en) Method of detoxifying fly ash
JP2016011924A (en) Radioactive cesium separation enrichment method and radioactive cesium separation enrichment device
JP5677610B1 (en) Radiocesium separation promoter
JP5715295B1 (en) Removal method of radioactive cesium
JP5677609B1 (en) Removal method of radioactive cesium
JP6602822B2 (en) Radiocesium removal method and treatment facility
JP6349166B2 (en) Operation method of radioactive cesium separation and concentration equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220719

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230509

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230612

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: 20230704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230724

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7320469

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150