(57)【要約】【課題】腐食性の高いフッ化水素を発生させることなく、原子力施設から排出される化学形態がフッ化物である化合物からフッ素を除去する手法を提供する。【解決手段】ナトリウムのフッ化物，マグネシウムのフッ化物、及びバリウムのフッ化物のうち１種又は２種以上の処理対象フッ化物に、ホウ素を含む化合物，リンを含む化合物，硫黄を含む化合物のうち１種又は２種以上の化合物を反応させて、前記ホウ素のフッ化物，前記リンのフッ化物，前記硫黄のフッ化物，前記ホウ素のオキシフッ化物，前記リンのオキシフッ化物，前記硫黄のオキシフッ化物のうち１種又は２種以上を生成させる。【効果】腐食性の高いフッ化水素を発生させることなく、化学形態がフッ化物である化合物からフッ素を除去することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナトリウムのフッ化物，マグネシウムのフッ化物、及びバリウムのフッ化物のうち１種又は２種以上の処理対象フッ化物に、ホウ素を含む化合物，リンを含む化合物，硫黄を含む化合物のうち１種又は２種以上の化合物を反応させて、前記ホウ素のフッ化物，前記リンのフッ化物，前記硫黄のフッ化物，前記ホウ素のオキシフッ化物，前記リンのオキシフッ化物，前記硫黄のオキシフッ化物のうち１種又は２種以上を生成物質として得るフッ化化合物の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記反応によって生成された生成物質を、前記反応によって生成された前記生成物質以外の物質から揮発分離して得ることを特徴とするフッ化化合物の処理方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記処理対象フッ化物に反応させる前記化合物は、酸化ホウ素または酸化ホウ素を含む化合物のうちの１種又は２種以上の化合物であり、前記処理対象フッ化物が前記ナトリウムのフッ化物の場合は、前記反応を摂氏６００度以上に、前記処理対象フッ化物がマグネシウムのフッ化物の場合は、前記反応を摂氏９５０度以上に、前記処理対象フッ化物が前記バリウムのフッ化物の場合は、前記反応を摂氏６５０度以上に加温された状況下で行うことを特徴とするフッ化化合物の処理方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、前記処理対象フッ化物に反応させる前記化合物は、酸化リンまたは酸化リンを含む化合物のうちの１種又は２種以上の化合物であり、前記処理対象フッ化物が前記ナトリウムのフッ化物の場合は、前記反応を摂氏１７５度以上に、前記処理対象フッ化物がマグネシウムのフッ化物の場合は、前記反応を摂氏１２５度以上に加温された状況下で行うことを特徴とするフッ化化合物の処理方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、前記処理対象フッ化物に反応させる前記化合物は、酸化硫黄または酸化硫黄を含む化合物のうちの１種又は２種以上の化合物であり、前記処理対象フッ化物が前記ナトリウムのフッ化物の場合は、前記反応を摂氏５０度以上かつ１０２５℃以下に、前記処理対象フッ化物がマグネシウムのフッ化物の場合は、前記反応を摂氏５０度以上かつ３７５℃以下に、前記処理対象フッ化物が前記バリウムのフッ化物の場合は、前記反応を摂氏５０度以上かつ９２５℃以下に加温された状況下で行うことを特徴とするフッ化化合物の処理方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項において、前記生成物質を気体として分離し、前記分離後の処理済み廃棄物をガラス固化体にすることを特徴とするフッ化化合物の処理方法。
【請求項７】
請求項１から請求項５までのいずれか一項において、前記生成物質を活性アルミナ又は水酸化カルシウムと反応させて回収することを特徴とするフッ化化合物の処理方法。
【請求項８】
請求項１から請求項５までのいずれか一項において、前記生成物質から未反応の前記化合物を凝縮温度差を利用して分離し、前記分離した後の前記未反応の前記化合物を前記処理対象フッ化物に反応させることを特徴とするフッ化化合物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウランの転換施設，ウランの濃縮施設、及び使用済燃料の再処理施設などの原子力施設におけるウラン精製設備において発生する化学形態がフッ化物である化合物の処理方法に関するものであり、特に、フッ化化合物を含む廃棄物からフッ素を除去するに有効な方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
使用済燃料の再処理施設で採用されている使用済燃料の再処理技術として、以下の特許文献１に示されるフッ化物揮発法がある。
【０００３】
フッ化物揮発法は、使用済燃料をフッ素ガスと反応させることで使用済燃料中に含まれる核燃料物質のウランを揮発性の六フッ化ウラン（ＵＦ6）として分離回収し、ウランを核燃料として再利用することを目的とする。
【０００４】
しかし、使用済燃料には核燃料物質に加えて不純物として放射性の核分裂生成物（以下、ＦＰという）が含まれ、使用済燃料をフッ素ガスと反応させる際に一部のＦＰが揮発性のフッ化物ガスとなり六フッ化ウランへ不純物として共存するため、ウラン精製設備により不純物を六フッ化ウランより分離する必要がある。
【０００５】
この六フッ化ウランに共存する不純物を除去する技術として、フッ化ナトリウム（ＮａＦ），フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2），フッ化バリウム（ＢａＦ2）といった化学形態がフッ化物である吸着材に六フッ化ウランを接触させて不純物を吸着除去する技術がある。
【０００６】
このウラン精製技術はウランの転換施設，ウランの濃縮施設などでも利用される。この不純物を吸着した使用済み吸着材（以下、「フッ化物廃棄物」という）は放射性廃棄物であるため、安定化処理して処分する必要がある。
【０００７】
その放射性廃棄物の安定化処理手法として、以下の非特許文献１に示されるようなホウケイ酸ガラス固化体とする方法がある。しかし、ホウケイ酸ガラスは主に化学形態が酸化物である化合物で構成されるため、化学形態がフッ化物の化合物で構成されるフッ化物廃棄物をガラス化した場合、従来のホウケイ酸ガラスと性質が変わる可能性がある。そこで、フッ化物廃棄物に含まれるフッ素をあらかじめ除去した後、ガラス化材料を添加することでガラス固化体とする手法を考えるに至った。
【０００８】
例えば、フッ化物揮発法と同じ乾式再処理技術である溶融塩電解法では、化学形態が塩化物の廃棄物（以下、「塩化物廃棄物」という）を酸化物に転換し、ガラス固化体とする手法が考案されている。以下の特許文献２に記載の方法では塩化物廃棄物と水蒸気（Ｈ2Ｏ）を８００〜１０００℃の高温において反応させることで、塩化物廃棄物に含まれる塩素を塩化水素（ＨＣｌ）として揮発分離し、廃棄物の化学形態を酸化物としている。
【０００９】
また、以下の特許文献３に記載の方法では塩化物廃棄物にホウ酸（Ｈ3ＢＯ3）を添加して８００〜１２００℃の高温で反応させることで、塩化物廃棄物に含まれる塩素を塩化水素（ＨＣｌ）として揮発分離し、廃棄物の化学形態を酸化物としている。
【００１０】
また、フッ化物を廃棄物質から回収する方法として、以下の特許文献４に記載の化学反応式のように、出発物質にフッ化物と硫黄化合物を含み、スルホリシス処理を施すものが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２５７９８０号公報
【特許文献２】特開平１１−１１８９９５号公報
【特許文献３】特開平５−８７９８５号公報
【特許文献４】特開昭６３−１６６４８０号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Y. Inagaki et al., J. Nucl. Materials, 354(2006)171-184.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の手法は塩化物と同じハロゲン化物であるフッ化物廃棄物にも適用できる可能性が考えられる。前記特許文献２に記載の水蒸気と反応させる手法をフッ化物に適用する場合、例えば化学式１で示される反応が起こると考えられる。
【００１４】
２ＮａＦ＋Ｈ2Ｏ → Ｎａ2Ｏ＋２ＨＦ    ・・・（化１）
この反応は、フッ化ナトリウムが水と反応することで、フッ化ナトリウムが酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）に転換され、フッ素はフッ化水素（ＨＦ）として揮発することを示す。
化学式１では例としてフッ化ナトリウムと水蒸気の反応を示しているが、他元素のフッ化物の場合もフッ化物中のフッ素はフッ化水素として揮発し、酸化ナトリウムが固体として残る。
【００１５】
次に、前記特許文献３に記載のホウ酸と反応させる方法をフッ化物に適用する場合、例えば次の化学式２に示される反応が起こると考えられる。
【００１６】
６ＮａＦ＋２Ｈ3ＢＯ3 → ３Ｎａ2Ｏ＋Ｂ2Ｏ3＋６ＨＦ    ・・・（化２）
この化学式２では例としてフッ化ナトリウムとホウ酸の反応を示しているが、他元素のフッ化物の場合もフッ化物中のフッ素はフッ化水素として揮発し、酸化ナトリウムと酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）が固体として残る。
【００１７】
前記特許文献４に記載のフッ化物の回収処理方法についても、積極的にフッ化水素（ＨＦ）を発生させる方法であって、この点は前記特許文献２，３に記載の方法と同じである。
【００１８】
フッ化化合物を含む廃棄物に含まれるフッ化物のうち、フッ化ナトリウム，フッ化マグネシウム，フッ化バリウムを対象として、含有されるフッ素を除去する処理を行おうとすると、いずれの方法においても腐食性の強いフッ化水素を生成する。
【００１９】
また、前記特許文献２，３に記載の方法においては、フッ化物廃棄物と未反応の水蒸気、もしくはホウ酸の分解によって生じた水蒸気がフッ化水素に共存することになるが、そのフッ化水素は水蒸気が共存する環境において腐食性が強まるといわれており、フッ化物廃棄物の処理工程における腐食環境がより強まると予測される。
【００２０】
従って、本発明の目的は、フッ化化合物の処理に際して、その処理工程における腐食環境を緩和しつつ処理対象のフッ化化合物からフッ素を除去することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の目的を達成する基本的な方法は、ナトリウムのフッ化物，マグネシウムのフッ化物、及びバリウムのフッ化物のうち１種又は２種以上の処理対象フッ化物に、ホウ素を含む化合物，リンを含む化合物，硫黄を含む化合物のうち１種又は２種以上の化合物を反応させて、前記ホウ素のフッ化物，前記リンのフッ化物，前記硫黄のフッ化物，前記ホウ素のオキシフッ化物，前記リンのオキシフッ化物，前記硫黄のオキシフッ化物のうち１種又は２種以上を生成物質として得るフッ化化合物の処理方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、フッ化化合物とホウ素，リン，硫黄の何れかを含む化合物との反応によりフッ化水素が発生しないため、フッ化化合物の処理工程における腐食環境を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係わる実施例１の処理フロー図である。
【図２】本発明に係わる実施例２の処理フロー図である。
【図３】本発明に係わる実施例３の処理フロー図である。
【図４】本発明における実施例１の装置構成を示す図である。
【図５】本発明における実施例２，実施例３の装置構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
我々は、既述の化学式１と化学式２を検討することで、フッ素の除去が二つの反応から成る事を見出した。化学式２は、次の化学式３と化学式４に置き換えて考えることができる。
【００２５】
２Ｈ3ＢＯ3 → Ｂ2Ｏ3＋３Ｈ2Ｏ    ・・・（化３）
６ＮａＦ＋３Ｈ2Ｏ → ３Ｎａ2Ｏ＋６ＨＦ    ・・・（化４）
化学式３はホウ酸が分解して水と酸化ホウ素が生じることを示す。化学式４は化学式１と同様にフッ化ナトリウムが水と反応して、フッ化ナトリウムが酸化ナトリウムに転換されてフッ化水素が揮発する反応を示す。また、酸化ナトリウムは酸化ホウ素と反応し、例えば化学式５で示される反応により安定な化合物が形成される。
【００２６】
Ｎａ2Ｏ＋２Ｂ2Ｏ3 → Ｎａ2Ｂ2Ｏ7    ・・・（化５）
すなわち、化学式１と化学式２に共通する反応は（１）水によりフッ化物を酸化物に転換する反応、であり、化学式２に特有の反応は（２）反応で生じた酸化物をより安定な化合物とすることで（１）の反応を促進する反応である。（１）（２）の反応は塩化物とフッ化物に共通のハロゲン化合物（塩素，フッ素）の除去反応である。
【００２７】
しかし、我々はフッ化物のみに注目した場合、例えば酸化ホウ素が水蒸気と同じ効果をもつこと、すなわちフッ化物を酸化物に転換できることを見出した。その反応式を化学式６に示す。
【００２８】
６ＮａＦ＋７Ｂ2Ｏ3 → ３Ｎａ2Ｂ4Ｏ7＋２ＢＦ3    ・・・（化６）
また、酸化リン（Ｐ2Ｏ5），酸化硫黄（ＳＯ3）についても、化学式７，化学式８のようにフッ化物を酸化物に転換する効果があることを見出した。
【００２９】
４Ｐ2Ｏ5＋３ＮａＦ→Ｎａ3ＰＯ4＋ＰＯＦ3    ・・・（化７）
２ＳＯ3＋２ＮａＦ→Ｎａ2ＳＯ4＋ＳＯ2Ｆ2    ・・・（化８）
すなわち、フッ化物廃棄物にホウ素（Ｂ），リン（Ｐ），硫黄（Ｓ）の何れかを含む化合物のうち１つ以上を供給して反応させ、フッ化物廃棄物に含まれるフッ素をホウ素，リン，硫黄の何れかのフッ化物、もしくはオキシフッ化物として揮発させて、フッ化物廃棄物からフッ素を分離する手法を考案するに至った。
【００３０】
表１に酸化ホウ素とフッ化ナトリウム，フッ化マグネシウム，フッ化バリウムとの反応開始温度を記す。熱天秤に酸化ホウ素とフッ化ナトリウム，酸化ホウ素とフッ化マグネシウム，酸化ホウ素とフッ化バリウムを、それぞれモル比１：３で混合して１２００℃まで昇温し、フッ素がフッ化ホウ素（ＢＦ3）として揮発して急激な重量減少する温度から反応温度を測定した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
そして熱天秤で昇温してフッ素揮発分離された残渣化合物をサンプルしてＥＤＸで分析したところ、フッ素の残留が無いことを確認した。従って、フッ化ナトリウムは酸化ホウ素と６００℃以上、フッ化マグネシウムは酸化ホウ素と９５０℃以上、フッ化バリウムは酸化ホウ素と６５０℃以上で反応させることでフッ素を除去できることが分かった。
【００３３】
表２に酸化リンとフッ化ナトリウム，フッ化マグネシウム，フッ化バリウムとの反応について、「熱力学データベースＭＡＬＴグループ．熱力学データベース MALT for Window
s（登録商標）．科学技術社．２００５．」のコンピュータソフトにより反応のギブス自由エネルギー（ΔＧ）を求めた結果を示す。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
反応のΔＧが負になる温度で反応が進行する。表２より、フッ化ナトリウムは酸化リンと１７５℃以上、フッ化マグネシウムは酸化リンと１２５℃以上で反応させることでフッ素を除去できることが分かった。
【００３６】
表３に酸化硫黄とフッ化ナトリウム，フッ化マグネシウム，フッ化バリウムとの反応について、前記コンピュータソフトにより反応のギブス自由エネルギー（ΔＧ）を求めた結果を示す。
【００３７】
【表３】
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【００３８】
表３より、フッ化ナトリウムは酸化硫黄と５０℃以上かつ１０２５℃以下、フッ化マグネシウムは酸化硫黄と５０℃以上かつ３７５℃以下、フッ化バリウムは酸化硫黄と５０℃以上かつ９２５℃以下で反応させることでフッ素を除去できることが分かった。
【００３９】
本発明の実施例においては、フッ化物廃棄物からフッ素を除去するに際して、そのフッ化廃棄物とホウ素，リン，硫黄の何れかを含む化合物とを反応させてフッ化水素が発生しないようにし、フッ化物廃棄物の処理工程における腐食環境を緩和した。
【実施例１】
【００４０】
以下、本発明の実施例１を図１に基づいて説明する。本発明は使用済燃料の再処理技術であるフッ化揮発法に関する例であり、図１に示されるようにフッ化工程２と湿式処理工程６とＰｕ回収工程７とウラン精製工程１１と脱フッ素処理工程１３とガラス固化工程１７とオフガス処理工程１９から構成される。
【００４１】
以下物質移動の概要を述べる。使用済燃料１はフッ化工程２においてフッ素ガス３と反応し、フッ化揮発ガス４とフッ化残渣５に大別される。フッ化揮発ガス４にはＵＦ6ガス８と揮発性ＦＰフッ化物９と揮発性のＰｕフッ化物が含まれる。このフッ化揮発ガス４はＰｕ回収工程７に送られる。
【００４２】
Ｐｕ回収工程７は、例えばウランを含有する吸着剤が充填された吸着塔であり、Ｐｕフッ化物のみが吸着剤に吸着され、ＵＦ6ガス８，揮発性ＦＰフッ化物９と分離される。Ｐｕ回収工程７で分離されたＰｕフッ化物を吸着したウランを含有する吸着剤（以下、「Ｕ＋Ｐｕ混合物１０」という）は、フッ化残渣５とともにＰＵＲＥＸ法のような湿式処理工程６で処理され、ウランとプルトニウムからなる新燃料の原料に転換される。
【００４３】
一方、ＵＦ6ガス８と揮発性ＦＰフッ化物９はウラン精製工程１１へ送られる。ウラン精製工程１１は、フッ化ナトリウム，フッ化マグネシウム，フッ化バリウムに代表されるフッ化物吸着剤が充填された吸着塔で構成される。
【００４４】
この吸着塔にＵＦ6ガス８と揮発性ＦＰフッ化物９を流通させることで、揮発性ＦＰフッ化物９がフッ化物吸着剤に吸着され、ＵＦ6ガス８と分離される。ＵＦ6ガス８は一時的に貯蔵される、もしくは原子燃料として利用するためにウラン濃縮施設に送り出される、もしくは酸化物に転換されて核燃料として加工される。
【００４５】
揮発性ＦＰフッ化物９を吸着したフッ化物吸着剤（以下、「フッ化物廃棄物１２」という）は脱フッ素処理工程１３に送られる。脱フッ素処理工程１３ではフッ化物廃棄物１２と酸化ホウ素１４（Ｂ2Ｏ3）を、キャリアガス１５を流通させた環境で反応させる。キャリアガス１５は不活性であるアルゴンガスなどが好ましい。
【００４６】
フッ化物廃棄物１２が酸化ホウ素１４と反応し、揮発性のフッ化物ガス（以下、「オフガス１８」という）を発生することでフッ化物廃棄物１２よりフッ素が除去され、処理済み廃棄物１６が固体の残渣化合物として残る。
【００４７】
オフガス１８はキャリアガス１５とともにオフガス処理工程１９に送られ処理される。
回収されたキャリアガスは再び脱フッ素処理工程１３に供給される。処理済み廃棄物１６はガラス固化工程１７に送られ、ガラス化材料と混合されガラス固化体とする。
【００４８】
次に脱フッ素処理工程１３とオフガス処理工程１９の装置構成について図４を用いて述べる。その装置は加熱容器２４と電気炉２３により構成され、電気炉２３で加熱容器２４を加温できる機構となっている。
【００４９】
酸化ホウ素の融点は４８０℃、沸点は１,６８０℃であるため、温度６００℃以上では酸化ホウ素は液体となる。よって脱フッ素処理工程１３は、フッ化物廃棄物１２と酸化ホウ素１４を例えばるつぼのような加熱容器２４に入れ６００℃以上に加温することで行う。加熱容器２４はニッケル含有合金などの金属製のものが好ましく、材料の耐熱温度の観点から反応温度は１,２００℃以下が望ましい。
【００５０】
加熱容器２４内にあらかじめ酸化ホウ素１４を添加しておき、４８０℃以上とすることで酸化ホウ素１４を溶解し、溶融物２５を生成しておく。そこにフッ化物廃棄物１２を添加し、６００℃以上に加温することでフッ化物廃棄物１２よりフッ素を除去する反応を進行させる。必要に応じて酸化ホウ素１４を加熱容器２４に追加しても良い。
【００５１】
脱フッ素反応によりフッ素が除去された残渣化合物である処理済み廃棄物１６は、必要に応じて加熱容器２４から取り出され、ガラス固化工程１７に送られる。加熱容器２４にはキャリアガス１５が導入されており、脱フッ素反応で発生したオフガス１８はキャリアガス１５とともにオフガス処理工程１９へ送られる。
【００５２】
加熱容器２４からフッ化物廃棄物１２と酸化ホウ素１４の反応で発生するフッ化ホウ素は、活性アルミナに吸着、もしくは水酸化カルシウムと反応することが知られている。したがって、オフガス処理は、活性アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）が充填された吸着塔にオフガス１８を流通させて吸着除去するか、水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)2）を溶解させた水溶液が導入されたスクラバーにガスを流通させてフッ化カルシウム（ＣａＦ2）としてフッ素を沈殿させる方法が望ましい。
【００５３】
以上のように本実施例によれば、フッ化物廃棄物に酸化ホウ素を添加して反応させることにより、フッ化水素を発生させること無く、すなわちフッ化物廃棄物の処理工程における腐食環境を緩和しつつフッ化物廃棄物からフッ素を除去する効果が得られる。
【実施例２】
【００５４】
本発明の実施例２について、図２を用いて説明する。実施例１においては脱フッ素処理工程１３において酸化ホウ素１４を添加したが、本実施例２では酸化ホウ素１４に替えて酸化リン２０（Ｐ2Ｏ5）を添加する。そして、脱フッ素処理工程１３の次工程において凝縮器２１による凝縮工程（図２では凝縮器とのみ表記してある。）が追加された構成となっている。その他は実施例１の工程と同じである。
【００５５】
次に脱フッ素処理工程１３と凝縮器２１、オフガス処理工程１９の装置構成について図５を用いて述べる。装置はロータリーキルン２６と電気炉２３により構成され、電気炉２３でロータリーキルン２６を加温できる機構となっている。
【００５６】
酸化リン２０は３８０度で昇華するため、温度１２５℃以上では固体、３８０℃以上では気体となる。よって、酸化リン２０をあらかじめ３８０℃以上にして気体とし、キャリアガス１５とともにフッ化物廃棄物１２を導入したロータリーキルン２６に酸化リン２０を導入する。
【００５７】
ロータリーキルン２６は電気炉２３により脱フッ素反応が進行し、かつ酸化リン２０がガスで存在できる温度である３８０℃以上に加温しておく。脱フッ素反応によりフッ素が除去された処理済み廃棄物１６（ナトリウム，マグネシウム，バリウムのリン酸塩）は必要に応じてロータリーキルン２６から取り出され、ガラス固化工程１７に送られる。
【００５８】
脱フッ素反応により発生したオフガス１８（リンのフッ化物ガス、もしくはオキシフッ化物ガス）とキャリアガス１５、未反応の酸化リン２０は凝縮器２１に送られる。凝縮器２１の温度は３８０℃以下とし、酸化リン２０のみが凝縮する温度とする。リンのフッ化物ガスの沸点は−８４℃、オキシフッ化物ガスの沸点は−４０℃であるため、凝縮器２１の温度は２５℃から３８０℃程度が望ましい。
【００５９】
凝縮器２１で回収された酸化リンは脱フッ素処理工程１３に戻される。オフガス１８とキャリアガス１５はオフガス処理工程１９に送られる。フッ化ホウ素と同様に、リンのフッ化物ガス、もしくはオキシフッ化物ガスは活性アルミナに吸着、もしくは水酸化カルシウムと反応することが知られている。
【００６０】
したがって、オフガス処理は、活性アルミナが充填された吸着塔にオフガス１８を流通させて吸着除去するか、水酸化カルシウムを溶解させた水溶液が導入されたスクラバーにガスを流通させてフッ化カルシウムとしてフッ素を沈殿させる方法が望ましい。
【００６１】
以上のように本実施例２によれば、フッ化物廃棄物に酸化リンを添加して反応させることにより、フッ化水素を発生させること無く、すなわちフッ化物廃棄物の処理工程における腐食環境を緩和しつつフッ化物廃棄物からフッ素を除去する効果が得られる。
【実施例３】
【００６２】
本発明の実施例３について、図３を用いて説明する。前述の実施例２においては脱フッ素処理工程１３において酸化リン２０を添加したが、本実施例３では酸化リン２０に替えて酸化硫黄２２（ＳＯ3）を添加する。その他の工程は実施例２と同じである。
【００６３】
実施例３における脱フッ素処理工程１３と凝縮器２１、オフガス処理工程１９の装置構成について図５を用いて述べる。実施例２と実施例３の装置構成は同じであるが、扱う化合物が違うため、運転の温度条件が異なる。
【００６４】
即ち、酸化硫黄２２の融点は１７℃、沸点は４４℃であるから、酸化硫黄２２をあらかじめ４４度以上にして気体とし、キャリアガス１５とともにフッ化物廃棄物１２を導入したロータリーキルン２６に酸化硫黄２２を導入する。
【００６５】
ロータリーキルン２６は電気炉２３により脱フッ素反応が進行し、かつ酸化硫黄２２がガスで存在できる温度である５０℃以上に加温しておく。脱フッ素反応によりフッ素が除去された残渣化合物である処理済み廃棄物１６（ナトリウム，マグネシウム，バリウムの硫酸塩）は必要に応じてロータリーキルン２６から取り出され、ガラス固化工程１７に送られる。
【００６６】
その一方、脱フッ素反応により発生したオフガス１８（硫黄のフッ化物ガス、もしくはオキシフッ化物ガス）とキャリアガス１５、未反応の酸化硫黄２２は凝縮器２１に送られる。凝縮器の温度は４４度以下とし、酸化硫黄２２のみが凝縮する温度とする。硫黄のフッ化物ガスの沸点は−６４℃、オキシフッ化物ガスの沸点は−５５℃であるため、凝縮器の温度は２５℃から４４℃程度が望ましい。凝縮器２１で回収された酸化硫黄は脱フッ素処理工程１３に戻される。
【００６７】
オフガス１８とキャリアガス１５はオフガス処理工程１９に送られる。フッ化ホウ素と同様に、硫黄のフッ化物ガス、もしくはオキシフッ化物ガスは活性アルミナに吸着、もしくは水酸化カルシウムと反応することが知られている。したがって、オフガス処理は、活性アルミナが充填された吸着塔にオフガス１８を流通させて吸着除去するか、水酸化カルシウムを溶解させた水溶液が導入されたスクラバーにガスを流通させてフッ化カルシウムとしてフッ素を沈殿させる方法が望ましい。
【００６８】
以上のように本実施例によれば、フッ化物廃棄物に酸化硫黄を添加して反応させることにより、フッ化水素を発生させること無く、すなわちフッ化物廃棄物の処理工程における腐食環境を緩和しつつフッ化物廃棄物からフッ素を除去する効果が得られる。
【００６９】
以上の各実施例の解説によって明らかなように、本発明の実施例によれば、原子力施設より排出されるナトリウムのフッ化物，マグネシウムのフッ化物、及びバリウムのフッ化物のうち１種又は２種以上の処理対象フッ化物に、ホウ素を含む化合物，リンを含む化合物，硫黄を含む化合物のうち１種又は２種以上の化合物を反応させて、前記ホウ素のフッ化物，前記リンのフッ化物，前記硫黄のフッ化物，前記ホウ素のオキシフッ化物，前記リンのオキシフッ化物，前記硫黄のオキシフッ化物のうち１種又は２種以上を生成させることにより、フッ化水素を発生させることなく、すなわち脱フッ素処理工程から後段の各処理工程における腐食環境を緩和しつつフッ化物廃棄物からフッ素を除去する効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、原子力施設で発生したフッ化物を含む廃棄物からフッ素を除去する処理方法に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００７１】
１  使用済燃料
２  フッ化工程
３  フッ素ガス
４  フッ化揮発ガス
５  フッ化残渣
６  湿式処理工程
７  Ｐｕ回収工程
８  ＵＦ6ガス
９  揮発性ＦＰフッ化物
１０  Ｕ＋Ｐｕ混合物
１１  ウラン精製工程
１２  フッ化物廃棄物
１３  脱フッ素処理工程
１４  酸化ホウ素
１５  キャリアガス
１６  処理済み廃棄物
１７  ガラス固化工程
１８  オフガス
１９  オフガス処理工程
２０  酸化リン
２１  凝縮器
２２  酸化硫黄
２３  電気炉
２４  加熱容器
２５  溶融物
２６  ロータリーキルン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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