(57)【要約】【課題】ホウ酸含有廃液を高減容で安定したセメント固化体とすることのできるホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法及びセメント固化装置を提供すること。【解決手段】放射性のホウ酸含有廃液１に水酸化ナトリウム２を添加し、減容して被固化物とする減容工程と、前記被固化物と混錬水４と水硬性固化材５とを混錬して第１の混錬物とする第１の混錬工程と、ケイ砂６と前記第１の混錬物とを混錬して第２の混錬物とする第２の混錬工程とを具備し、水硬性固化材５重量に対する前記ケイ砂６重量比（ケイ砂重量／水硬性固化材重量）は１．５〜３．０であることを特徴とするセメント固化処理方法及び混錬機１１とホウ酸含有廃液供給装置１２と混錬水供給装置１３と水硬性固化材供給装置１４とケイ砂供給装置１５とを具備するセメント固化処理装置１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性のホウ酸含有廃液をセメント固化する方法であって、
前記ホウ酸含有廃液に水酸化ナトリウムを添加し、減容して被固化物とする減容工程と、
前記被固化物と混錬水と水硬性固化材とを混錬して第１の混錬物とする第１の混錬工程と、
ケイ砂と前記第１の混錬物とを混錬して第２の混錬物とする第２の混錬工程と
を具備し、
前記水硬性固化材重量に対する前記ケイ砂重量比（ケイ砂重量／水硬性固化材重量）は１．５〜３．０であることを特徴とするホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
【請求項２】
前記第２の混錬工程においてさらにゼオライトを混合し、
前記水硬性固化材重量に対する前記ゼオライト及び前記ケイ砂の合計重量の比（ゼオライト及びケイ砂の合計重量／水硬性固化材重量）は１．５〜３．０であることを特徴とする請求項１記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
【請求項３】
前記ケイ砂の粒径は、メジアン径で０．０２６〜１．１２ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
【請求項４】
前記ゼオライトの粒径はメジアン径で７７０μｍ、かつ前記ゼオライトのイオン交換容量は１０〜２００ｍｅｑ／１００ｇであることを特徴とする請求項２又は３記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
【請求項５】
前記ケイ砂及び前記ゼオライトの合計重量に対する前記ゼオライト重量比（ゼオライト重量／ケイ砂及びゼオライトの合計重量）は０．０５〜０．４０であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
【請求項６】
前記第２の混錬工程における前記ケイ砂及び前記ゼオライトと前記第１の混錬物との混合方法は、第１の混錬物にあらかじめ混合した前記ケイ砂及び前記ゼオライトを混合する、又は第１の混錬物に前記ケイ砂及び前記ゼオライトを別々に混合することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
【請求項７】
インドラムミキシング方式又はアウトドラムミキシング方式で行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
【請求項８】
前記被固化物は、前記ホウ酸含有廃液を乾燥した乾燥粉体又は前記ホウ酸含有廃液を濃縮した若しくは前記ホウ酸ナトリウム塩を沈降させた濃縮廃液であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
【請求項９】
前記減容工程における前記被固化物の温度は常温〜１００℃であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法。
【請求項１０】
放射性のホウ酸含有廃液をセメント固化する装置であって、
混錬機と、
水酸化ナトリウムを添加し、減容した被固化物を混錬機に供給するホウ酸含有廃液供給装置と、
前記混錬機に混錬水を供給する混錬水供給装置と、
前記混錬機に水硬性固化材を供給して第１の混錬物とする水硬性固化材供給装置と、
前記混錬機にケイ砂を供給して第２の混錬物とするケイ砂供給装置と
を具備し、
前記ケイ砂供給装置における前記水硬性固化材重量に対する前記ケイ砂重量比（ケイ砂重量／水硬性固化材重量）は１．５〜３．０であることを特徴とするホウ酸含有廃液のセメント固化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法及びセメント固化処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子力発電所では、原子炉の出力調整等に使用したホウ酸含有廃液が多く発生する。また、沸騰水型原子力発電所では、原子炉に緊急に注入するホウ酸水が貯蔵されており、ホウ酸含有廃液が発生することがある。
【０００３】
ホウ酸含有廃液は水酸化ナトリウムや水酸化リチウム等により中和処理され、その後、セメントやアスファルトで固化されている。このうち、アスファルト固化ではアスファルトを加熱し、その熱により廃液中の水分を蒸発させアスファルト中にホウ酸ナトリウム成分を固定化している。しかしこのケースでは、アスファルトを溶融するために加熱が必要となる。また、アスファルトで放射線分解が発生した場合における水素ガスの発生、あるいはアスファルトの劣化などが生じ、固化体の安定性が低下する。また、アスファルト固化体では核種閉じ込め性が低いため、処分施設への持ち込みが制限されるなどの問題があり、近年では、セメント固化への転換が進められている。
【０００４】
ここで、セメント固化ではホウ酸がセメントの凝結反応を妨害するために、大幅な硬化遅延や固化体の強度低下が生じる。そのため、減容性を高めながらホウ酸含有廃液をセメント固化する観点から、水酸化カルシウム等を前処理剤として添加して固化する等、種々の提案がなされている。
【０００５】
例えば、ホウ酸ナトリウムを含有する廃液を９０℃以上で加熱濃縮し、６０℃以下の温度に冷却し、ホウ酸ナトリウムを析出させた後、高炉セメントを添加して混練し、混練物をドラム缶に排出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、ホウ酸又はホウ酸塩溶液をｐＨ７〜１０に調整し、二価以上の金属酸化物、水酸化物、塩類やセメント、スラグ等の粉体と混合してスラリー化し、このスラリーの水分を３０％以下として、硬化させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
しかしながら、従来のホウ酸含有廃液の固化処理方法のうち、ホウ酸含有廃液を過飽和にまで濃縮した液にセメントやスラグ等の固化材を添加して混合する方法では、ホウ酸ナトリウムが水を吸収して水和物を生成し、極短時間に流動性を喪失する凝結事象を起こす可能性がある。この事は、ホウ酸ナトリウム廃液を乾燥粉体として、セメント固化する場合も同様である。また、ホウ酸含有廃液を濃縮する方法では、濃縮の過程でホウ酸の重合反応や縮合反応が進行することで濃縮物が高粘度化し、濃縮効率の低下や配管の閉塞等が起こるという課題がある。
【０００８】
また、ホウ酸塩による硬化遅延やホウ酸ナトリウムの水和物化を回避するために、放射性のホウ酸含有廃液に水酸化カルシウムを添加して乾燥粉体化した後、圧縮固化、樹脂による固化、セメント固化等を行う方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この方法では、ホウ酸塩を安定化してから処理するため有用であるが、難溶化した廃液成分が配管内や乾燥機等の内部に付着する可能性があり、さらにこれら付着した廃液成分が洗浄し難い等の不都合がある。
【０００９】
また、放射性のホウ酸含有廃液を乾燥粉体化した後にセメント固化する方法として、難溶化等の前処理をせずにホウ酸含有廃液を乾燥し、セメントの固化促進材としてアルミン酸ナトリウムを固化材に添加するとともに、助材として水酸化リチウムを固化材に添加してセメント固化する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。この方法では、アルミン酸ナトリウム及び水酸化リチウムの添加量が固化材中３５重量％程度と多くなる。そして、これらの固化促進材等が高価であるため、コストが増大するという課題もある。
【００１０】
また、放射性のホウ酸含有廃液を固化する方法として、ホウ酸含有廃液を乾燥粉体化した後、ケイ酸アルカリ結着剤水溶液を混合し、さらに酸性硬化剤、硬化遅延剤、ケイ砂等からなる助剤を混合して固化する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。この方法は、固化材の主成分が水ガラスであり、セメントを主成分として固化するものではない。
【００１１】
また、ホウ酸含有廃液等の放射性廃棄物を固化する方法として、主固化材として高炉スラグ、フライアッシュやシリカヒューム等の微粉状物質及び分散剤を含有する固化材を用いる方法が提案されている(例えば、特許文献６参照。)。この方法では、高炉スラグと微粉状物質が共存することにより混錬物の高粘度化するという課題や、高分子カルボン酸化合物の放射性分解による水素ガスが発生する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−９０４９０号公報
【特許文献２】特開平１１−７２５９３号公報
【特許文献３】特開平２−２０８６００号公報
【特許文献４】特開２００１−９７７５７号公報
【特許文献５】特公平４−１８６４０号公報
【特許文献６】特開平８−１７９０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このように、従来のホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法においては、さらなる高減容の要望等の課題があった。
【００１４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ホウ酸含有廃液を高減容で安定したセメント固化体とすることのできるホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法及びセメント固化処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によるホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法の一態様は、放射性のホウ酸含有廃液をセメント固化する方法であって、前記ホウ酸含有廃液に水酸化ナトリウムを添加し、減容して被固化物とする減容工程と、前記被固化物と混錬水と水硬性固化材とを混錬して第１の混錬物とする第１の混錬工程と、ケイ砂と前記第１の混錬物とを混錬して第２の混錬物とする第２の混錬工程とを具備し、前記水硬性固化材重量に対する前記ケイ砂重量比（ケイ砂重量／水硬性固化材重量）は１．５〜３．０であることを特徴とする。
【００１６】
本発明によるホウ酸含有廃液のセメント固化処理装置の一態様は、放射性のホウ酸含有廃液をセメント固化する装置であって、混錬機と、水酸化ナトリウムを添加し、減容した被固化物を混錬機に供給するホウ酸含有廃液供給装置と、前記混錬機に混錬水を供給する混錬水供給装置と、前記混錬機に水硬性固化材を供給して第１の混錬物とする水硬性固化材供給装置と、前記混錬機にケイ砂を供給して第２の混錬物とするケイ砂供給装置とを具備し、前記ケイ砂供給装置における前記水硬性固化材重量に対する前記ケイ砂重量比（ケイ砂重量／水硬性固化材重量）は１．５〜３．０であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ホウ酸含有廃液を高減容で安定したセメント固化体とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法の工程を示すフロー図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るホウ酸含有廃液のセメント固化処理装置の概略構成図である。
【図３】実施例におけるＳ／Ｃの値とセメント固化体の強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係るホウ酸含有廃液のセメント固化処理方法の工程を示すフロー図であり、図２は本発明の一実施形態に係るホウ酸含有廃液のセメント固化処理装置を示す概略構成図である。以下、図１及び図２を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１に示すセメント固化処理方法は、ホウ酸含有廃液１に水酸化ナトリウム２を添加する工程（Ｓ１０１）と、水酸化ナトリウム２の添加されたホウ酸含有廃液１を乾燥して乾燥粉体３とする減容工程（Ｓ１０２）と、乾燥粉体３と混錬水４と水硬性固化材５とを混錬して第１の混錬物とする第１の混錬工程（Ｓ１０３）と、第１の混錬物とケイ砂６とを混錬して第２の混錬物とする第２の混錬工程（Ｓ１０４）とを有している。
【００２１】
また、図２に示すセメント固化処理装置１０は、ホウ酸含有廃液１を混錬する混錬機１１と、混錬機１１にそれぞれ減容した被固化物を供給するホウ酸含有廃液供給装置１２と、混錬水４を供給する混錬水供給装置１３と、水硬性固化材５を供給する水硬性固化材供給装置１４と、ケイ砂６を供給するケイ砂供給装置１５を備えている。また、ホウ酸含有廃液供給装置１２はホウ酸含有廃液１を減容して被固化体とするための減容装置（図示せず）を備えており、当該減容装置がホウ酸含有廃液１を例えば加熱乾燥して乾燥粉体３とする。ケイ砂供給装置１５には、ケイ砂供給装置１５のケイ砂供給量を所定の量に調節するケイ砂供給量調節装置１６が付設されている。符号１７は、混錬機１１で混錬された第２の混錬物を内部に収容して固化する固化容器である。
【００２２】
（第１工程（図１に示すＳ１０１））
本実施形態におけるセメント固化の対象物は、ホウ酸を含有する放射性の廃液（ホウ酸含有廃液１）である。本実施形態の第１工程は、ホウ酸含有廃液１に水酸化ナトリウム２を添加する工程である。これにより、水酸化ナトリウム２がホウ酸含有廃液１中のホウ素と反応して、ホウ酸ナトリウム塩が生成する。
【００２３】
水酸化ナトリウム２の量は、ナトリウム／ホウ素モル比が好ましくは０．２以上、より好ましくは０．２〜０．５、特に好ましくは０．２〜０．３となる量とする。これにより、ホウ酸ナトリウム塩の水に対する溶解度を高め、配管や乾燥機等の洗浄性を向上させることができる。
【００２４】
（第２工程（図１に示すＳ１０２））
本実施形態の第２工程は、ホウ酸含有廃液１を高減容で多量に固化するために、ホウ酸含有廃液１を減容する工程である。本実施形態の第２工程では、ホウ酸含有廃液１を乾燥機へ供給し、ここで乾燥処理を施して乾燥粉体３とする。
【００２５】
配管等への付着物低減の観点から、水酸化ナトリウム２の添加後のホウ酸含有廃液１の温度は、ホウ酸ナトリウム塩の析出温度以上、好ましくは６０℃以上、より好ましくは８０℃〜９０℃程度以上として乾燥機に供給する。乾燥機内では、ホウ酸含有廃液１を好ましくは８０℃以上程度、より好ましくは１２０〜１８０℃程度、特に好ましくは１６０℃程度に加熱して乾燥処理する。
【００２６】
乾燥機としては特に限定されるものではないが、遠心薄膜乾燥機を用いることが好ましい。遠心薄膜乾燥機は、熱効率が高いことから装置をコンパクト化できる、乾燥処理時の気相部への粉体移行量が少ない、得られるホウ酸ナトリウム塩粉末の粒径が安定する等の特徴を有するためである。
【００２７】
なお、ホウ酸含有廃液１の減容に際しては、上記した乾燥処理を施す代わりに、濃縮処理や沈降処理を行って濃縮廃液としてもよい。濃縮処理では、例えば、ホウ酸含有廃液１を加熱濃縮し、ホウ酸含有廃液中の水分含有量を重量比で３０％以下程度とする。沈降処理では、ホウ酸含有廃液１に添加剤を添加することでホウ酸ナトリウム塩を沈降させる。この沈降したホウ酸ナトリウム塩を分離して濃縮廃液とする。本実施形態では、いずれの処理を行っても同様の効果を得ることができる。なお、減容後の乾燥粉体３及び濃縮廃液は、室温程度まで冷却してもよく、また、冷却せずにそのまま次の第３工程を行ってもよい。
【００２８】
（第３工程（図１に示すＳ１０３））
本実施形態の第３工程は、乾燥粉体３と混練水４と水硬性固化材５とを混錬機を用いて混練して第１の混錬物とする工程である。
【００２９】
乾燥粉体３に含まれるホウ酸ナトリウム塩は、水を吸収して含水塩となる性質を持つ。したがって、通常のセメント練り混ぜ手順のように、セメントと混錬水とを混錬したものに乾燥粉体３を混錬すると、含水塩によってセメント混練物の粘性が極端に高まって混練不良や疑凝結を生じるおそれがある。そのため、第３工程では、乾燥粉体３と混錬水４とを先に混合撹拌し、この間にあらかじめ含水塩を生成させておき、これにセメントなどの水硬化性固化材５を混錬することが好ましい。具体的には、含水塩の生成時間を考慮して、乾燥粉体３と混練水４を例えば１０分以上混練することが好ましい。
【００３０】
水硬性固化材５としては、特に限定されるものではないが、ポルトランドセメントを用いることが好ましい。ホウ酸含有廃液１をセメント固化する際には、セメント中のカルシウムがホウ酸と結合することでセメント固化に寄与するカルシウムが少なくなる傾向にある。そのため、水硬性固化材５中のカルシウム量が多いポルトランドセメントを好適に用いることができる。また、水硬性固化材５としては、ポルトランドセメントと高炉スラグの混合物、ポルトランドセメントとフライアッシュの混合物等を用いてもよい。
【００３１】
（第４工程（図１に示すＳ１０４））
本実施形態の第４工程は、第３工程で得られた第１の混錬物とケイ砂６とを混錬して第２の混錬物とする工程である。
【００３２】
ホウ酸含有廃液１に含まれるホウ酸は、セメントの硬化を大幅に遅延させる作用やセメント固化体８の強度を低下させる作用を有する。これらを防止するために水酸化カルシウムを添加すると、ホウ酸カルシウム塩が配管や乾燥機内に析出して付着するという問題がある。本実施形態では、第４工程で第１の混錬物にケイ砂６を混錬することで、カルシウムを用いることなく、セメントの硬化遅延を抑制し、さらには最終的に得られるセメント固化体８の強度を向上させることができる。
【００３３】
第４工程で混錬するケイ砂６の量は、ケイ砂６／水硬性固化材５で示される重量比（以下、Ｓ／Ｃと称する。）が、１．５〜３．０の範囲となる量とする。Ｓ／Ｃは１．７〜２．６であることが好ましく、２．３程度であることが特に好ましい。Ｓ／Ｃを１．５〜３．０となるようにすることで、セメント固化体８の強度を向上させ、固化特性の良好なセメント固化体８を得ることができる。
【００３４】
ケイ砂６の粒径は、メジアン径で０．０２６〜１．１８ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３５】
また、本実施形態では、第４工程においてケイ砂６を混合するに際し、添加されるケイ砂６の全重量のうちの一部をゼオライト７に代替することが好ましい。ゼオライト７は固体酸であり、また放射性核種の吸着性能が高いため、ゼオライト７を所定の割合で添加することで、セメント固化体８の放射能の閉じ込め性（放射性核種の分配係数）を飛躍的に向上させることができる。さらに、ゼオライト７がセメント固化の進行を阻害するホウ素イオンやホウ素化合物を吸着するため、セメント固化体８の強度を向上させることができる。ホウ素イオンやホウ素化合物は、アルカリ条件下になるほど溶出し易くなるが、所定量のゼオライト７を添加することで、これがアルカリを吸着して第２の混錬物やセメント固化体８のｐＨの上昇を抑制する。そのため、ホウ素イオンの溶出を抑えることができるので、固化特性の良好なセメント固化体８を得ることができる。
【００３６】
ゼオライト７の混合量は、ゼオライト７及びケイ砂６の合計重量に対するゼオライト７の重量比（ゼオライト７重量／ゼオライト７及びケイ砂６の合計重量）が０．０５〜０．４０となる量であることが好ましく、０．０５〜０．２５であることがより好ましく、０．１０〜０．２０であることが特に好ましい。ゼオライト７をこのように混合することで、セメント固化体８の強度及び放射能の閉じ込め性を向上させることができる。なお、この場合、上記Ｓ／Ｃにおいて、Ｓの値はケイ砂６とゼオライト７の合計重量となる。
【００３７】
また、ゼオライト７の粒径はメジアン径で７７０μｍ程度であることが好ましい。ゼオライト７のイオン交換容量は、１０〜２００（ｍｅｑ）／１００（ｇ）程度であることが好ましい。
【００３８】
なお、ケイ砂６とゼオライト７の混合方法は特に限定されず、あらかじめケイ砂６とゼオライト７を混合して、この混合物を第１の混錬物に混合してもよく、ケイ砂６及びゼオライト７を別々に第１の混錬物に混合してもよい。ケイ砂６及びゼオライト７を別々に混合する場合には、ケイ砂６及びゼオライト７の混合順序は、いずれが先であってもよく、また同時であってもよい。
【００３９】
このようにして得られる第２の混練物は、良好な粘度特性を持つ。そのため、アウトドラムミキシング法によって、第２の混錬物を混錬機からドラム缶等の固化容器１７に収容して固化特性の良好なセメント固化体８とすることができる。
【００４０】
また、本実施形態のセメント固化処理方法は、インドラムミキシング法で行ってもよい。すなわち乾燥粉体３、混錬水４、水硬性固化材５、ケイ砂６及びゼオライト７の混錬を全て放射性廃棄物固化容器の中で行い、得られる第２の混錬物をこの放射性廃棄物固化容器内でそのまま固化させてもよい。この場合には、さらに設備コスト、運転コストを低減することができる。
【００４１】
以上、本実施形態のセメント固化処理方法は、第２の混錬物が良好な粘度特性を持つため、作業性に優れる。さらに、カルシウムを用いないため廃液成分の配管等への付着の問題がない。また、本実施形態のセメント固化処理方法によれば、ケイ砂６を所定の割合で混合することで強度をより向上させた固化特性の良好なセメント固化体８を得ることができる。
【００４２】
（実施例１）
以下、図１に示した工程に基づき、ホウ酸含有廃液のセメント固化試験を実施した結果について説明する。
先ず、６０℃程度に加温したホウ酸１２重量％の水溶液に水酸化ナトリウムを投入して、Ｎａ／Ｂモル比を０．２５に調整し、ホウ酸ナトリウムの水溶液を得た（図１に示すＳ１０１）。このホウ酸ナトリウム水溶液を模擬廃液として、加熱温度１６０℃程度に設定した遠心薄膜乾燥機に定量供給して、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体を得た（図１に示すＳ１０２）。
【００４３】
次に、１Ｌポリカップに、混練水３９２ｇ、続いて上記で作製したホウ酸ナトリウム乾燥粉体３１５ｇを投入して卓上攪拌機で６０分程度攪拌して混練し、スラリーを得た。
【００４４】
得られたスラリーに普通ポルトランドセメント３７５ｇを混合し、１０分程度攪拌して混練し第１の混錬物を得た（図１に示すＳ１０３）。次いで、ケイ砂６５０ｇを混合し（Ｓ／Ｃ＝１．７３）、さらに６０分程度撹拌して混錬して第２の混錬物を得た（図１に示すＳ１０４）。この第２の混練物について物性を測定し、その後、５０ｍｍφ×１００ｍｍＨの型枠に注ぎ、セメント固化体とした。
【００４５】
第２の混練物の特性は、粘度が９ｄＰａ・ｓ、充填密度が１．９９であり、良好な流動特性であった。セメント固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％、材齢７日の一軸圧縮強度が８．９ＭＰａであり、良好な固化特性も併せて得られた。
【００４６】
（実施例２）
実施例１における各成分の混合量を、混練水３９２ｇ、普通ポルトランドセメント３７５ｇ、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体３１５ｇ、ケイ砂７５０ｇ（Ｓ／Ｃ＝２．００）として実施例１と同様に第２の混錬物を得た。その後、実施例１と同様にセメント固化体とした。また、実施例１と同様に第２の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
【００４７】
第２の混練物の特性は、粘度が１０ｄＰａ・ｓ、充填密度が２．０２であり、良好な流動特性であった。セメント固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％、材齢７日の一軸圧縮強度が９．６ＭＰａであり、良好な固化特性も併せて得られた。
【００４８】
（実施例３）
実施例１における各成分の混合量を、混練水３９２ｇ、普通ポルトランドセメント３７５ｇ、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体３１５ｇ、ケイ砂８５０ｇ（Ｓ／Ｃ＝２．２７）として実施例１と同様に第２の混錬物を得た。その後、実施例１と同様にセメント固化体とした。また、実施例１と同様に第２の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
【００４９】
第２の混練物の特性は、粘度が１２ｄＰａ・ｓ、充填密度が２．０４であり、良好な流動特性であった。セメント固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％、材齢７日の一軸圧縮強度が１２．２ＭＰａであり、良好な固化特性も併せて得られた。
【００５０】
（実施例４）
実施例１における各成分の混合量を、混練水３９２ｇ、普通ポルトランドセメント３７５ｇ、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体３１５ｇ、ケイ砂９５０ｇ（Ｓ／Ｃ＝２．５３）として実施例１と同様に第２の混錬物を得た。その後、実施例１と同様にセメント固化体とした。また、実施例１と同様に第２の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
【００５１】
第２の混練物の特性は、粘度が１００ｄＰａ・ｓ、充填密度が２．０７であり、良好な流動特性であった。セメント固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％、材齢７日の一軸圧縮強度が１１．９ＭＰａであり、良好な固化特性も併せて得られた。
【００５２】
（実施例５）
実施例１における各成分の混合量を、混練水３９２ｇ、普通ポルトランドセメント３７５ｇ、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体３１５ｇ、ケイ砂１１２５ｇ（Ｓ／Ｃ＝３．００）として実施例１と同様に第２の混錬物を得た。その後、実施例１と同様にセメント固化体とした。また、実施例１と同様に第２の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
【００５３】
第２の混練物の特性は、粘度が１００ｄＰａ・ｓ、充填密度が２．０９であり、良好な流動特性であった。セメント固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％、材齢７日の一軸圧縮強度が８．７ＭＰａであり、良好な固化特性も併せて得られた。
【００５４】
以上の実施例１〜５における、Ｓ／Ｃの値と一軸圧縮強度の関係を図３のグラフに、Ｓ／Ｃの値を横軸、一軸圧縮強度を縦軸として示す。
【００５５】
図３よりＳ／Ｃは１．５〜３で良好な強度を得られており、２．２７で最も強度が大きいことが判明した。そのため、以下の実施例６、７では、このＳ／Ｃ＝２．２７でセメント固化体の放射性閉じ込め性をより向上させるためにケイ砂の一部をゼオライトに代替し、このときのセメント固化体の物性を評価した。
【００５６】
（実施例６）
実施例４における各成分の混合量を、混練水３９０ｇ、普通ポルトランドセメント３７５ｇ、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体３１２ｇ、ケイ砂６８０ｇ、ゼオライト１７０ｇ（Ｓ／Ｃ＝２．２７、ゼオライト重量／ケイ砂重量＝２０／８０）として実施例１と同様に第２の混錬物を得た。その後、実施例１と同様にセメント固化体とした。また、実施例１と同様に第２の混錬物及びセメント固化体の物性を評価した。
【００５７】
第２の混練物の特性は、粘度が７０ｄＰａ・ｓ、充填密度が２．０であり、良好な流動特性であった。セメント固化体は、２４時間後にはブリージング率０ｖｏｌ％であり、材齢７日の一軸圧縮強度が９．６ＭＰａ、材齢２８日の一軸圧縮強度が１２ＭＰａであり、良好な固化特性も併せて得られた。
【００５８】
（実施例７）
実施例６におけるケイ砂及びゼオライトの混合量を、ケイ砂７６５ｇ、ゼオライト８５ｇ（Ｓ／Ｃ＝２．２７、ゼオライト重量／ケイ砂重量＝１０／９０）として実施例１と同様に第２の混錬物を製作し、実施例１と同様にセメント固化体として、その物性を評価した。
【００５９】
セメント固化体は、材齢２８日の一軸圧縮強度は８．９ＭＰａであり、良好な固化特性を得ることができた。
【００６０】
（比較例１）
実施例１において、ケイ砂を混合せずに混錬物を製作した。すなわち、混練水３９２ｇ、普通ポルトランドセメント７５０ｇ、ホウ酸ナトリウム乾燥粉体３１５ｇとして実施例１と同様に混錬物を得た。この混錬物について物性を測定した後、実施例１と同様にセメント固化体として、その物性を評価した。
【００６１】
混練物の特性は、粘度が１５０ｄＰａ・ｓ、充填密度が１．９５であった。セメント固化体は、２４時間後のブリージング率は０ｖｏｌ％であったが、材齢７日の一軸圧縮強度は２．９ＭＰａ程度であり、強度が不十分であることが判明した。
【００６２】
上記した実施例１〜７、比較例１の条件及び測定結果等を表１に示す。
【表１】
2015001485.tif 000003
【００６３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１０１…第１工程、１０２…第２工程、１０３…第３工程、１０４…第４工程、１…ホウ酸含有廃液、２…水酸化ナトリウム、３…乾燥粉体、４…混錬水、５…水硬性固化材、６…ケイ砂、７…ゼオライト、８…セメント固化体、１０…セメント固化処理装置、１１…混錬機、１２…ホウ酸含有廃液供給装置、１３…混錬水供給装置、１４…水硬性固化材供給装置、１５…ケイ砂供給装置、１６…ケイ砂供給量調節装置、１７…固化容器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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