JPS6341520B2 - - Google Patents
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- JPS6341520B2 JPS6341520B2 JP16192482A JP16192482A JPS6341520B2 JP S6341520 B2 JPS6341520 B2 JP S6341520B2 JP 16192482 A JP16192482 A JP 16192482A JP 16192482 A JP16192482 A JP 16192482A JP S6341520 B2 JPS6341520 B2 JP S6341520B2
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- Japan
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- ion exchange
- exchange resin
- resin
- reduction method
- volume reduction
- Prior art date
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- Expired
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
本発明は原子力施設において発生する使用済イ
オン交換樹脂の加熱減容法に関するもので、イオ
ン交換樹脂を熱分解又は酸化燃焼などにより、加
熱処理工程前に、予め樹脂中に存在するアルカリ
金属を除去しておくことにより効率的な後処理を
可能にするものである。
現在、原子力発電施設から発生する使用済イオ
ン交換樹脂は蓄積の一途をたどり、未処理の
まゝ、単に貯留されたまゝとなつている。
従来よりこれらの処理方法としては、セメント
固化法や、アスフアルト固化法があるが、減容効
果が小さいため、実際にはほとんど実施されてい
ないのが現状である。減容効果の最も大きい手段
は焼却処理であるが、イオン交換樹脂は難燃性で
あるため焼却には高度な技術を必要とする。
特に放射能物質を含有することから、被加熱物
および残渣が燃焼空気で飛散しないように十分な
配慮がとくに要求される。
本発明者はイオン交換樹脂の減容効果の大きい
焼却処理に着目し、加熱源として燃料を必要とし
ないマイクロ波を利用することにより、燃焼困難
なイオン交換樹脂の焼却処理を容易にするもの
で、その焼却効率を更に高めるため、焼却処理前
の使用済イオン交換樹脂に前処理を施すことを研
究を重ねた結果見出したものである。
加熱源にマイクロ波を利用することは燃料を利
用する場合に比較して燃焼空気量がはるかに少な
いため、被加熱物や焼却残渣の飛散を極力減少す
ることが出来る。
使用済イオン交換樹脂中には種々のイオンや不
純物が吸着している。そのうちアルカリ金属(例
えばナトリウム,カリウム)が存在するとそれ自
体の融点が低いために加熱時に溶融し、それがイ
オン交換樹脂を覆い、外部からの酸素の供給を遮
断し燃焼を防げることになる。そのために燃焼速
度が遅くなるばかりでなく、燃焼物が塊状にな
り、焼却に著しく悪影響を与える。
使用済イオン交換樹脂中には通常アルカリ金属
が多量には含まれることはないが、主復水器のト
ラブルで海水がリークした場合には復水脱塩装置
にて海水を除去するので、かゝる場合には本発明
で対象するアルカリ金属を多量に含む使用済イオ
ン交換樹脂が生ずるわけである。この場合、除去
対象のアルカリ金属は主としてナトリウムであ
る。
アルカリ金属の除去方法は樹脂に酸溶液(硫
酸,塩酸,硝酸など)を通し、イオン交換反応に
基づく除去である。
本発明はイオン交換樹脂の焼却の際に前記のご
とき悪影響を与えるアルカリ金属を予め除去して
おき、焼却を円滑に行うことを目的とするもので
ある。
使用済イオン交換樹脂は通常陽イオン交換樹脂
(カチオン樹脂)と陰イオン交換樹脂(アニオン
樹脂)の混合状態で貯留されているが、アルカリ
金属を吸着しているのは、カチオン樹脂であるの
で前処理はカチオン樹脂に対して行えば良いこと
になる。しかしこのために使用済イオン交換樹脂
を陽、陰両イオン交換樹脂にあえて分離する必要
はなく、混合状態のまゝで酸溶液を通薬してもよ
い。
最も好ましい方法は両イオン交換樹脂を分離
し、陽イオン交換樹脂に対してのみ酸溶液を通薬
するのがよい。これはイオン交換効率が良くなる
ためで、実質的に酸溶液が少なくて済む。以下第
1図にもとづき説明する。
カチオン樹脂とアニオン樹脂が混合状態の使用
済イオン交換樹脂2を処理装置3に移送する。処
理剤1には酸溶液、例えば硫酸溶液を調整してお
き、処理装置3に供給する。処理剤1の供給量は
使用済イオン交換樹脂2のうちカチオン樹脂の総
イオン交換容量の50%以下、好ましくは30%以下
となるようアルカリ金属を除去するに足る量とす
る。処理剤1の必要量小量の概略値を試算する。
アルカリ金属イオン(MA +)が酸(H+)で除
去される反応はカチオン樹脂のみで行われ、
R・MA+H+=R・H+MA +
で示される。使用済イオン交換樹脂1m3基準当り
に必要な処理剤の最小量を第1表に示す。
The present invention relates to a method for heating and reducing the volume of used ion exchange resins generated in nuclear power facilities, and the alkali metals present in the resin are removed in advance by thermal decomposition or oxidative combustion of the ion exchange resin before the heat treatment process. This enables efficient post-processing. Currently, used ion exchange resin generated from nuclear power generation facilities continues to accumulate and remains unprocessed and simply stored. Conventionally, there are cement solidification methods and asphalt solidification methods as these treatment methods, but the current situation is that they are hardly ever actually implemented because the volume reduction effect is small. The method with the greatest volume reduction effect is incineration, but since ion exchange resins are flame retardant, incineration requires advanced technology. In particular, since it contains radioactive materials, sufficient care must be taken to prevent the heated material and residue from being scattered by the combustion air. The present inventor has focused on incineration treatment, which has a large volume reduction effect on ion exchange resins, and has made it easier to incinerate ion exchange resins, which are difficult to burn, by using microwaves that do not require fuel as a heating source. This was discovered after repeated research into pre-treating used ion exchange resin before incineration in order to further increase its incineration efficiency. When microwaves are used as a heating source, the amount of combustion air is much smaller than when fuel is used, so it is possible to minimize the scattering of objects to be heated and incineration residue. Various ions and impurities are adsorbed in used ion exchange resin. If an alkali metal (for example, sodium or potassium) is present, it will melt when heated because it has a low melting point, and this will cover the ion exchange resin, cutting off the supply of oxygen from the outside and preventing combustion. This not only slows down the combustion rate, but also causes the combustion material to become lumpy, which has a significant negative impact on incineration. Used ion-exchange resins usually do not contain large amounts of alkali metals, but if seawater leaks due to trouble in the main condenser, the seawater is removed using a condensate desalination device. In such a case, a used ion exchange resin containing a large amount of alkali metal, which is the object of the present invention, is produced. In this case, the alkali metal to be removed is mainly sodium. The method for removing alkali metals is to pass an acid solution (sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, etc.) through the resin and perform removal based on an ion exchange reaction. The object of the present invention is to remove in advance the alkali metals that have the above-mentioned adverse effects when incinerating ion exchange resins, so that the incineration can be carried out smoothly. Used ion exchange resin is usually stored in a mixed state of cation exchange resin (cation resin) and anion exchange resin (anion resin), but since it is the cation resin that adsorbs alkali metals, The treatment may be performed on the cationic resin. However, for this purpose, it is not necessary to separate the used ion exchange resin into positive and negative ion exchange resins, and the acid solution may be passed through the resin in a mixed state. The most preferred method is to separate both ion exchange resins and pass the acid solution through only the cation exchange resin. This is because the ion exchange efficiency improves, and substantially less acid solution is required. This will be explained below based on FIG. The used ion exchange resin 2 in which the cationic resin and the anionic resin are mixed is transferred to the processing device 3. An acid solution, for example, a sulfuric acid solution is prepared as the processing agent 1 and supplied to the processing device 3. The amount of treatment agent 1 supplied is an amount sufficient to remove alkali metals from the used ion exchange resin 2 to 50% or less, preferably 30% or less of the total ion exchange capacity of the cation resin. A rough estimate of the small amount of processing agent 1 required is estimated. The reaction in which alkali metal ions (M A + ) are removed with acid (H + ) is carried out only with cationic resins, and is expressed as R·M A +H + =R·H+M A + . Table 1 shows the minimum amount of treatment agent required per 1 m 3 of used ion exchange resin.
【表】
試算に際し、カチオン樹脂の総イオン交換容量
を2当量/―樹脂とし、処理剤が100%アルカ
リ金属イオンを除去することに有効に作用するも
のと仮定した。第1表に示したように、使用済イ
オン交換樹脂中にカチオン樹脂を含まない場合、
若しくはカチオン樹脂を含む場合であつて、それ
に吸着されているアルカリ金属イオンの総量がカ
チオン樹脂総イオン交換容量の50%、好ましくは
30%を下廻る場合には本発明における前処理の必
要はない。
処理した使用済イオン交換樹脂は水切り装置で
付着水を取除きマイクロ波焼却炉に供給される。
アルカリ金属が吸着されたカチオン樹脂は焼却
の際アルカリ金属が多量な程大きく、しかも固い
塊状となり、少くなるにしたがい塊りの大きさが
減少し、やわらかめになる。したがつてマイクロ
波加熱の際塊りが小さく、しかもやわらかい程効
率が良くなる。イオン交換樹脂に吸着するアルカ
リ金属が陽イオン交換樹脂中の総イオン交換容量
の50%以下、好ましくは30%以下になるようにす
ればマイクロ波で加熱減容の効率がよくなる。
使用済イオン交換樹脂中のカチオン樹脂とアニ
オン樹脂の混合比率は処理装置3に移送する前に
メスシリンダーにサンプリングすることにより、
それぞれの体積が容易に確認出来る。しかし処理
剤の必要量はあくまでもカチオン樹脂量を対象と
して決定されるべきである。
本発明はイオン交換樹脂の燃焼防害物質である
アルカリ金属を除去することにより、イオン交換
樹脂の燃焼が防害されず焼却が極めて容易にな
る。さらにマイクロ波を加熱源とすることにより
焼却物の飛散を極力減少することが出来る。また
内部より加熱出来るので難燃性樹脂の焼却が容易
になる。[Table] In the trial calculation, it was assumed that the total ion exchange capacity of the cationic resin was 2 equivalents/-resin, and that the treatment agent was effective in removing 100% alkali metal ions. As shown in Table 1, if the used ion exchange resin does not contain cation resin,
or contains a cationic resin, and the total amount of alkali metal ions adsorbed thereon is 50% of the total ion exchange capacity of the cationic resin, preferably
If it is less than 30%, there is no need for pretreatment in the present invention. The treated used ion exchange resin is fed to a microwave incinerator after removing attached water using a drainer. When the cationic resin with alkali metal adsorbed is incinerated, the larger the amount of alkali metal is, the larger and harder the lumps become, and as the amount of the alkali metal is reduced, the size of the lumps decreases and becomes softer. Therefore, the smaller and softer the lumps are during microwave heating, the better the efficiency will be. If the alkali metal adsorbed on the ion exchange resin is 50% or less, preferably 30% or less of the total ion exchange capacity in the cation exchange resin, the efficiency of volume reduction by heating with microwaves will be improved. The mixing ratio of cation resin and anion resin in the used ion exchange resin can be determined by sampling it into a measuring cylinder before transferring it to the processing device 3.
The volume of each can be easily confirmed. However, the necessary amount of the treatment agent should be determined based on the amount of cationic resin. In the present invention, by removing the alkali metal which is a substance that prevents combustion of ion exchange resins, the combustion of ion exchange resins is not prevented and incineration becomes extremely easy. Furthermore, by using microwaves as a heating source, scattering of incinerated materials can be reduced as much as possible. Also, since it can be heated from the inside, it becomes easier to incinerate the flame-retardant resin.
第1図は本発明の実施態様としての工程を示す
ものである。
1……処理剤、2……使用済イオン交換樹脂、
3……処理装置、4……水切り装置、5……マイ
クロ波焼却炉。
FIG. 1 shows steps as an embodiment of the present invention. 1...Treatment agent, 2...Used ion exchange resin,
3... Processing device, 4... Draining device, 5... Microwave incinerator.
Claims (1)
脂を熱分解又は酸化燃焼して減容する際に、前処
理として使用済イオン交換樹脂に吸着するアルカ
リ金属を酸溶液にて除去することを特徴とする放
射能物質を含有するイオン交換樹脂の加熱減容
法。 2 前記使用済イオン交換樹脂に吸着するアルカ
リ金属を陽イオン交換樹脂の総イオン交換容量の
50%以下に酸溶液にて除去することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の加熱減容法。 3 前記使用済イオン交換樹脂を熱分解又は酸化
燃焼する際の加熱源としてマイクロ波を用いる特
許請求の範囲第1項記載の加熱減容法。 4 前記アルカリ金属の除去方法として陽、陰両
イオン交換樹脂を分離せずに混合状態のままでこ
れに酸溶液を通薬する特許請求の範囲第1項記載
の加熱減容法。 5 前記酸溶液は硫酸、塩酸、硝酸のいずれか一
つである特許請求の範囲第1項記載の加熱減容
法。[Claims] 1. When reducing the volume of spent ion exchange resin generated from nuclear facilities through thermal decomposition or oxidative combustion, alkali metals adsorbed on the spent ion exchange resin are removed as a pretreatment using an acid solution. A heating volume reduction method for an ion exchange resin containing a radioactive substance, characterized by: 2 The alkali metal adsorbed on the used ion exchange resin is equal to the total ion exchange capacity of the cation exchange resin.
The heat volume reduction method according to claim 1, characterized in that the volume is removed by using an acid solution to reduce the volume to 50% or less. 3. The heating volume reduction method according to claim 1, wherein microwaves are used as a heating source during thermal decomposition or oxidative combustion of the used ion exchange resin. 4. The heating volume reduction method according to claim 1, in which the alkali metal is removed by passing an acid solution through both the positive and negative ion exchange resins in a mixed state without separating them. 5. The heating volume reduction method according to claim 1, wherein the acid solution is any one of sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16192482A JPS5951399A (en) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | Method of heating and volume-decreasing ion exchanging resinhaving radioactivity material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16192482A JPS5951399A (en) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | Method of heating and volume-decreasing ion exchanging resinhaving radioactivity material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951399A JPS5951399A (en) | 1984-03-24 |
| JPS6341520B2 true JPS6341520B2 (en) | 1988-08-17 |
Family
ID=15744615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16192482A Granted JPS5951399A (en) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | Method of heating and volume-decreasing ion exchanging resinhaving radioactivity material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951399A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6127412A (en) * | 1984-07-18 | 1986-02-06 | Ebara Corp | Method of thermally disposition of waste containing ion exchange resin and apparatus thereof |
| JPH0677068B2 (en) * | 1985-05-07 | 1994-09-28 | 三菱重工業株式会社 | Treatment method of radioactive ion exchange resin |
| JPH0672957B2 (en) * | 1986-10-14 | 1994-09-14 | 三菱重工業株式会社 | Treatment method of radioactive ion exchange resin |
| CN106328237B (en) * | 2015-06-29 | 2019-04-23 | 中国辐射防护研究院 | A kind of carbonization of radioactive waste ion exchange resin microwave, cineration technics and dedicated unit |
| CN112542259B (en) * | 2020-12-08 | 2022-09-09 | 四川固力铁环保工程有限责任公司 | Microwave catalytic cracking process for waste resin |
-
1982
- 1982-09-17 JP JP16192482A patent/JPS5951399A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5951399A (en) | 1984-03-24 |
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