(57)【要約】  処理物質を融解する工程は、断熱ライニングを含むコンテナーの中に処理物質を置くこと、処理物質を加熱すること、及び処理物質を融解すること、好ましくは融解した物質を冷却して溶融固化した及び／又は結晶化した塊を形成させること、及びその塊を処理することを含む。その塊はコンテナーの中に含まれている間に処理されるか、又は冷却した後にコンテナーから除去されて処理されるかのいずれかである。断熱ライニングは１又はそれ以上の断熱剤の層、１又はそれ以上の耐熱性材料の層、又はそれらの組み合わせを備える。
2008528278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物含有融解物よりも高い融点を有している土壌物質を備える溶融障壁であって、前記溶融障壁がコンテナー内溶融固化のための融解境界の少なくとも一部を規定している、溶融障壁。
【請求項２】
前記土壌物質は、岩石、敷石、砂利、砂、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１記載の溶融障壁。
【請求項３】
前記土壌物質が耐熱性成分を備える、請求項１記載の溶融障壁。
【請求項４】
前記耐熱性成分が、シリカ、ジルコニア、マグネシア、アルミナ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３記載の溶融障壁。
【請求項５】
前記溶融障壁が少なくとも４０重量％の耐熱性成分を備える、請求項３記載の溶融障壁。
【請求項６】
前記溶融障壁が少なくとも６０重量％の耐熱性成分を備える、請求項３記載の溶融障壁。
【請求項７】
前記溶融障壁が少なくとも８０重量％の耐熱性成分を備える、請求項３記載の溶融障壁。
【請求項８】
前記溶融障壁が少なくとも９５重量％の耐熱性成分を備える、請求項３記載の溶融障壁。
【請求項９】
更に少なくとも１つの製造された耐熱性物質を備える、請求項１記載の溶融障壁。
【請求項１０】
前記製造された耐熱性物質が、コンクリート、耐熱れんが、耐熱キャスタブル、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項９記載の溶融障壁。
【請求項１１】
前記溶融障壁がコンテナー内溶融固化（ICV）の工程の間に生成したガスに対して透過性である、請求項９記載の溶融障壁。
【請求項１２】
ICVのためのロールオフボックスのコンテナーを更に備える、請求項１記載の溶融障壁。
【請求項１３】
前記融解境界がICVコンテナーの壁の内側と近接している、請求項１記載の溶融障壁。
【請求項１４】
前記溶融障壁の形状が、その中に前記土壌物質が据え付けられている中空の形によって決定される、請求項１記載の溶融障壁。
【請求項１５】
前記溶融障壁が前記廃棄物含有融解物と直接に接触している、請求項１記載の溶融障壁。
【請求項１６】
更に結合剤を含む、請求項１記載の溶融障壁。
【請求項１７】
前記結合剤は水ガラス、カーボンペースト、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１６記載の溶融障壁。
【請求項１８】
前記結合剤が前記土壌物質を硬い形へと安定化させる、請求項１６記載の溶融障壁。
【請求項１９】
更に断熱物質を備える、請求項１記載の溶融障壁。
【請求項２０】
前記断熱物質は多孔性の物質である、請求項１９記載の溶融障壁。
【請求項２１】
前記多孔性の物質が軽石である、請求項１９記載の溶融障壁。
【請求項２２】
前記断熱物質と前記土壌物質の混合物が、前記土壌物質と比べて低下した熱伝導性を有する、請求項１９記載の溶融障壁。
【請求項２３】
廃棄物含有融解物よりも高い融点を有している耐熱性の砂を備える溶融障壁であって、前記溶融障壁がコンテナー内溶融固化のために使用されるロールオフボックスの内壁を裏打ちしている、溶融障壁。
【請求項２４】
更に断熱物質を備える、請求項２３記載の溶融障壁。
【請求項２５】
前記断熱物質が軽石である、請求項２４記載の溶融障壁。
【請求項２６】
ａ．耐熱性の砂；及び
ｂ．結合剤物質；を備える溶融障壁であって、
前記溶融障壁は廃棄物含有融解物よりも高い融点を有し、コンテナー内溶融固化のための融解境界の少なくとも一部を規定している、溶融障壁。
【請求項２７】
前記溶融障壁は硬いモノリスである、請求項２６記載の溶融障壁。
【請求項２８】
前記結合剤物質は、カーボンペースト、水ガラス、及びそれらの組み合わせからなる群から選択された、請求項２６記載の溶融障壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共に係属している米国仮出願60/648,161（代理人整理番号14664-B）、60/648,108（代理人整理番号14665-B）、60/648,112（代理人整理番号14666-B）、60/647,984（代理人整理番号14667-B）、及び60/648,166（代理人整理番号14669-B）の優先権の利益を主張し、それらのそれぞれは、参照することにより本願明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、廃棄物の溶融固化に関連する。より特異的には本発明は、コンテナー内溶融固化と共に使用するための耐熱性溶融障壁に関する。
【背景技術】
【０００３】
汚染された土壌又は廃棄物（以下処理物質という）を安全に処理するためのいくつかの溶融固化方法が、本技術分野において知られている。そのような方法の例は、米国特許番号4,376.598; 5,024,556; 5,536,114; 5,443,618;及び再出願35,782において提供されている。
【０００４】
一般的には、いくつかの既知の溶融固化方法は、電極と、その電極間にスターターパスとして知られている電気的に導電性の抵抗性パスを有している、溶融固化のチャンバー又は容器に処理物質を配置することに関連している。電極を通じてスターターパスに電流が供給される。ジュール加熱を通じて、隣接している処理物質が溶融し始める点まで、電流はスターターパスの温度を上昇させる。一度加熱が開始され、物質の融解が始まったならば、その融解された物質自身が電気的に導電性となり、電流の伝導とジュール加熱を続けることができる。電極への電力の適用は、物質の望んだ量が完全に融解するまで継続できる。
【０００５】
融解の過程で、融解容器中に存在している混入物質は、高温により破壊されるか又は除去されるか、あるいはそれらは融解物の一部となり、冷却により溶融固化した産物をもたらす結果となる。典型的には、廃棄物処理に適用するために、有機成分及びいずれかの他の型の蒸発可能な物質（例えば水）は融解の高い温度によって破壊されるか、又は蒸発してガスとして除去され、それらが清浄であって環境中に放出するのに適していることを保証する目的で、それらは適切な気体洗浄装置、消光剤（quencher）、フィルター又は他の既知の装置を通じて送られる。無機材料（例えば、金属酸化物）は融解物及び溶融固化した産物の一部となることができ、それらは物理的に又は／及び化学的にその物質内に結合しており、それによってそれらは環境上安全となっている。
【０００６】
物質が一度十分に融解して全ての汚染物質が処理されたならば、電力の供給は終了し、融解した物質は冷却される。そしてその冷却工程は溶融固化した及び／又は結晶化した固体の物質をもたらす。この方法により、無機の汚染物質はしっかりと固体の、溶融固化した塊の中に固定化されるか又は含有され、それによってその処理が促進される。
【０００７】
多くの既知の方法においては、複雑な耐熱性の裏打ちがなされた融解装置の中で継続的な溶融固化が行なわれ、そしてバッチ処理の溶融固化はインジツ（in situ）か、又は地面の穴（pit-dug）の中のいずれかで行なわれる。継続的な溶融固化の中で、融解した物質のいくらかは継続的に又は定期的に回収される一方、それ以上の処理物質が同時に又は定期的に加えられる。対照的に、バッチ処理の溶融固化は、一旦十分な量の処理物質が融解したら完結し、終了することができる。
【０００８】
一つの既知の溶融固化装置はチャンバーを備え、それは変わらずに定位置にあるか（処理施設内のように）、望みの場所で分解と再組み立てが可能であるか、のいずれかである。いずれの場合でも、融解した塊はチャンバーから除去され、別個に更に処理される。そのような更なる処理は、溶融固化した及び／又は結晶化した塊の、埋め立て又は他の型の処理を伴う。継続的な溶融固化工程を誘導するために本技術分野で知られている装置は、典型的には複雑な構造であり、耐熱性の裏打ちがなされた融解容器、種々の電気的な供給システム、廃棄物供給システム、融解ガラス放出システム、冷却システム及び排気ガス処理システムを含む。そのようなシステムは融解した状態である間に融解した塊を除去する必要があり、それ故に、上記の融解ガラス排出システムを必用とする。これらの場合には融解物は、融解した物質として受容容器中に注がれるか又は流出する。
【０００９】
インジツ（in situ）での溶融固化（in situ vitrification : ISV）のような現場での工程と、入れられた土壌の融解も過去に述べられている。入れられた土壌の融解において、処理物質は地面及び土壌の穴の中又は溝の中に置かれるか、あるいは他の型のキャップが覆いとしておかれる。そして電極が導入され、上記で述べられたものの一つに類似したのと同様の態様で溶融固化の工程が実施される。代わりにISVにおいては、典型的には汚染土壌である処理物質は、電極を据え付けるのに必要であるものを除いてそのままである。一旦工程が完結すると、溶融固化した及び／又は結晶化した塊は処理場所の地面の中に埋められたままであるか、あるいはもし望むならば、土地の利用と関連してそれを除去することもできる。理解されるであろうが、放射活性の廃棄物のような一定の汚染物質は、規制された埋め立て地で処理されない限りこの方法では廃棄できない。
【００１０】
一般的に既知の方法は、現場での適用又は複雑で高価な溶解装置の必要性に制限されている。そこで、これら及び他の制限を克服する溶融固化装置と方法の必要性が存在する。
【００１１】
（発明の概要）
コンテナー内溶融固化（ICV）は処理物質を融解するためのバッチ工程であり、通常は下記の例示的な工程：
処理物質を使い捨てのコンテナー中に置き；
コンテナー内で処理物質を、それが融解して融解した物質ができるまで加熱し；及び
融解した物質をコンテナー内で冷却して固化した物質を作らせること、
を備える。
【００１２】
処理物質は、（ａ）放射活性又は非放射活性の汚染物質を含んでいる土壌などの汚染した土壌、（ｂ）多くの型の危険物質、（ｃ）熱又は溶融固化処理を必要とする任意の廃棄物質、又は（ｄ）そのような物質の混合物又は組み合わせである。処理物質の間に位置している少なくとも２つの電極を用いて、その電極間に（従って処理物質を通じて）電流を通すことにより（又は加熱素子から熱を通じることにより）、処理物質を加熱することができる。電流及び／加熱素子は処理物質を加熱し、それの十分な融解をもたらし、処理物質は冷却された後に固化した溶固した及び／又は結晶性の塊を形成する。固化した物質はそれがコンテナー内にある間に廃棄されるか（すなわち、物質とコンテナーは共に廃棄される）、又はそれを冷却した後にそれをコンテナーから除去し、そして固化した物質を適切に処理することによって処理され、それによってコンテナーの再利用が可能となる。
【００１３】
本発明は、廃棄物含有融解物の形状と成長を制御するための、土壌物質を備える溶融障壁を包含する。溶融障壁は、融解した廃棄物／土壌がコンテナーの壁と接触することを物理的に防くが、その接触がコンテナーを役に立たなくさせることがある。
【００１４】
本発明は、土壌物質と、取り扱いを容易にするために土壌物質を安定化させる結合剤の混合物を備える溶融障壁も包含する。
【００１５】
本発明は更に、土壌物質と断熱物質の混合物を備える溶融障壁も包含する。
【００１６】
なお更に本発明は、熱損失と融解表面破壊事象を、融解物の露出した表面の少なくとも一部分を覆うことにより軽減する表土物質を包含する。
【００１７】
本発明は、融解の間にコンテナー内へ追加の物質を供給するための方法も包含する。
【００１８】
本発明は、多数のスターターパスを備えるICVの間に、迅速な融解の立ち上げを提供する装置を、更に包含する。
【００１９】
本発明は、廃棄物と土壌物質を混合してその混合物を溶融固化することからなる、廃棄物の処理方法を更に包含する。
【００２０】
本発明の目的は溶融固化、特にICVの促進を提供することであり、それによって溶融固化を通じた廃棄物処理の効率と費用効率を増加させることである。
【００２１】
本発明の他の目的は、コンテナー内溶融固化のための処理容器を提供することであり、それは通常は処理容器の内部と接触している断熱層と、断熱物質と熱により接触している耐熱性物質の層を備え、それが断熱層と融解物質の間に入っている。
【００２２】
加えての目的は、「ロールオフボックス」、又は融解処理容器又は処理容器としての他の簡単な囲いを提供することである。他の目的は、融解のために物質を保持するために、標準的な廃棄物の箱を使用することである。更なる他の目的は、コンテナー内溶融固化の工程の後に、溶融固化した産物を処理容器から除去することを助けることを目的として、処理容器が少なくとも一つの除去可能な壁を有することである。
【００２３】
処理容器が除去可能な壁の小さな一部分を少なくとも一つ有することも本発明の他の目的であり、それは除去が可能であって融解した物質を排出させ、そしてその後に置き換えることができる。
【００２４】
本発明の他の目的は、炭素に基づいた物質を断熱層及び耐熱層として使用することであり、その層は電気的に導電性である電極表面としても採用することができる。
【００２５】
なお更に他の目的は、デュラボード及び類似の断熱物質を、断熱層として使用することである。
【００２６】
更に他の目的は、空隙（air gap）を断熱層として採用することである。
【００２７】
更に他の目的は、高シリカ含量の砂、砂利及び／又は敷石岩などの天然の土壌物質を、対象層のための断熱及び／又は耐熱性物質として採用することである。
【００２８】
更に本発明の他の目的は、例えばグラファイトを基にした物質等の炭素を基にした物質を、断熱層として又は他の断熱物質として使用することである。
【００２９】
更に他の目的は、サーモテクト・ボード・インシュレーションを、絶熱層として使用することである。
【００３０】
これら及び本発明の他の好適な態様は、添付された図面を参照にして下記の詳細な発明において明らかとなるであろう。
【００３１】
（詳細な説明）
上記で議論したように、伝統的な溶融固化過程は典型的には、典型的にはインジツ（in situ）で、穴の中で、又は複雑に設計された融解チャンバーの中で行なわれる。しかし本発明は、処理物質がその中に置かれ、その中で融解過程が行なわれるようなコンテナーを提供する。更にそのコンテナーは低価格で、一度融解過程が完了したら容易に廃棄できるように製造されている。これにより、溶固した及び／又は結晶化した塊を移動して取り扱う必要性が避けられ、それによって廃棄物処理を安全で容易な方法で行なう手段が提供される。
【００３２】
本発明のコンテナーは、多くの型の溶融固化工程と組み合わせて使用することができる。一例として、限定するものではないが、本発明のコンテナーは、融解することができる任意の物質、及び照射（exposure）により処理されて無機物質へ融解することができる任意の物質、と共に使用することができる。そのコンテナーと工程は重金属、放射性核種、及び有機又は無機化合物など、様々な型の汚染物質のために使用することができる。汚染物資の濃度は溶融固化に適した任意の範囲のものであってもよい。更に本発明は、天然由来の土壌物質、又は土壌と共に使用することができる。土壌の型には、例えば、砂、汚泥、粘土、堆積物、砂利、敷石、岩石、巨石、及びそれらの組み合わせが含まれる。その型の物質は湿ったものでもよく、又は泥、堆積物、若しくは灰を含んでもよい。
【００３３】
（スターターパスと電極の形態）
一般的な融解工程は、汚染された土壌又は他の土壌物質などの処理物質を、ジュール加熱して電気的に融解することを伴い、その目的は、有機汚染物質を破壊し、危険な無機及び放射性物質を、高い完全性の、溶固された及び／又は結晶化した産物中に固定化するためである。電気融解を、ジュール加熱とプラスマ加熱など、異なった型の加熱工程を用いて起こすこともある。その工程は少なくとも二つの電極又は少なくとも一つの加熱素子を処理物質中に設置することにより始まり、引き続いて必用に応じて、少なくとも二つの電極の間に導電性スターターパスの構成要素を配置する。電力をかけた時にスターターパスを通じて電流が流れ、加熱は近接した土壌を融解するのに十分である。土壌には廃棄物が混入していてもよいが、それが融解したら、それは電気的に導電性となり、その時点からその工程における加熱素子として作用する。加熱は融解した塊から近接した融解していない物質へ行なわれ、それを融点まで加熱すると、その後にそれもまた導電性となる。融解した物質が増加することによって、電力の供給が終了するまでこの工程は継続する。この融解工程の間、どの排気ガスも捕捉され、そして必要ならば、既知の適切な方法で処理される。固化した塊は溶固した及び／又は結晶した産物を含む。その溶融固化工程は汚染物質を固定化し、破壊し、及び／又は気化し、その汚染物質には、有機物、重金属、及び放射性核種が含まれるが、それらに限定されるものではない。融解工程は、例えば鋼鉄、木、コンクリート、巨石、プラスティック、ビチューメン、及びタイヤなどの残骸について高度の許容性を有する。
【００３４】
融解手段の立ち上げに必要な時間は、多数のスターターパスを利用することによって減少させることができる。最初の融解ゾ−ンを作るには全加熱時間のかなりの部分を必要とするので、立ち上げ時間を最小化することは、隣接した融解していない物質の加熱に利用できる融解表面の量を最大化することにより、溶融固化に必要な全時間を顕著に減少させることができる。例えば図１について言及すると、多数のスターターパス１１１は、コンテナー全体の多数の場所で融解ゾーンを開始することにより、コンテナー内溶融固化工程の迅速な立ち上げを提供することができる。本発明の一態様においてスターターパスは、少なくとも一つの電源と接続した電極１００と電気的に接触する。電極１００は一つ又はそれ以上の電源と接続することが可能である。もし単一の電源を使用するならば代わりに、電力は一度に少なくとも２つの電極を通じて供給される。代わりに、専用の電極のサブセットに電力を供給するために、多数の電源を使用できる。例えば、３つの電源を６つの電極と共に使用することができ、各々の電源は独立して一対の電極と接続している。代わりに、任意の数の電源から任意の数の電極へ電力を流すのに、電気的な手段を使用することができる。
【００３５】
スターターパスはコンテナーの中のどこにでも据え付けられるが、一態様において、少なくとも１つのスターターパスはコンテナーの比較的底部の中にあって、最初の融解ゾーンはコンテナーの深い部分に作られる程であり、融解成長の第１の方向は処理物質の上部表面へ向かう。図２に言及すると、処理物質１２２の一部はコンテナー１２５の底部に置くことができる。コンテナーの深い領域の中にある第一のスターターパス１２１は、一対の電極１００と接触することができ、コンテナー１２５の底部表面の輪郭に従う。例えばスターターパスは、コンテナーの底部表面と実質的に平行であってもよい。追加のスターターパス１２３と処理物質１２２は、コンテナーの残った容積中に設置することができる。第一のスターターパス１２１を通じて電流が流れた時に、最初の融解はコンテナーの底で均一に生じ、一般的には上向きに進展する（すなわち、下から上への加熱）。
【００３６】
図３について言及すると、スターターパスの形状は実質的に直線（曲がっているか、あるいはまっすぐである）又は平面であることができる。垂直な平面のパスが米国特許6,120,430に述べられており、そのようなパスを述べている内容は、参照することにより本願明細書に組み込まれる。多数のスターターパスは、少なくとも２つの直線のパス、少なくとも２つの平面のパス、少なくとも１つの平面のパスを有する少なくとも１つの直線のパスからなる群から選択することができる。各々のスターターパスは、電気的に導電性の片状黒鉛、水酸化ナトリウム、電気防食用の抵抗素子、化学試薬、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される物質を備えることができる。
【００３７】
本発明の他の態様において電極は、選択的に荷電することができる領域を備えることができる。例えば図２を参照すると、電極は更に、電極１００の一部分を電気的にシールドするように形づくられた電極シース１２４を備えることができ、それによって多数のスターターパスの少なくとも一つとの電気的な接触を回避する。シースは、非導電性セラミックなどの絶縁物質も含むことができ、電極が作動可能にマルチスタータパスと接続している場合には、シースは電極と、全てではあるが選択された電極パスの間の電気的な接触を防ぐように働くことができる。更にシース１２４は電極の方向に移動が可能であり、利用できるスターターパスの間で切り替えをすることがある。例えば３つの独立したスターターパスは、２つの電極の間で作動可能に接続することが可能であり、その２つの電極は電源と電気的に接続している。電気的に導電性の接触を有しているセラミックシースを、１つの電極の周囲に設置することができる。
【００３８】
電気的に導電性の接触は、スターターパスの一つの横断面と形状と大きさにおいて類似しているべきであり、金属、無機物、及びセラミックなどの任意の導電性物質を備えてもよい。あるいはその接触は、電極がスターターパスと直接に接触するように、単にシース物質が不在であるのみでもよい。シースはスターターパスの２つを絶縁することができるものでもよく、一方、第三のものを通じて電流を流すことができる。独立したスターターパスの各々は、シースと、そしてそれによって、一つのスターターパスからもう一つのものに電気的に導電性の接触を移動させることにより、選択することができる。シ−スの他の態様においては、電気的に導電性の接触はない。代わりにシースの除去を徐々に増やして、電極を種々のスターターパスに曝すこともでき、それによって電流を流すことができる。
【００３９】
（処理された表土の使用）
典型的には天然由来の土壌物質であって、融解する物質の組成に主として依存し、その融解工程は約１２００℃から２０００℃の範囲の温度で行なうことができる。融解温度を望みの範囲内に制御するために、化学的な添加物を使用することができる。典型的な融解装置において、融解温度が高い程、融解工程と設備にはより費用がかかり、それは部分的には融解コンテナーの寿命の低下と、迅速な熱の損失を補償するのに必要な電力が増加することによる。しかし、容器の熱サイクル寿命はICVにおいて重要な事項ではなく、なぜならば、コンテナーを一回又は限られた使用のために設計し、最小の価格で構築できるからである。更に、連続的な工程では典型的には何千時間も操作するが、一方では１態様において、ICVコンテナーはたった１０時間使用するためのものである。
【００４０】
しかし、融解物の露出した上部表面を介した熱損失は、重大な非効率さの元となる。更に溶融固化工程の間に生成したガスは融解物を通じて通過する際に、表面の破壊をもたらすことがある。そこで本発明の１態様において、設計された表土物質は融解物の露出した表面の少なくとも一部分を覆い、それによって損失を軽減させる。更にかなりの量の表土を融解物の頂上に置くことにより、表土層の重量によって融解物表面の破壊は弱まる。
【００４１】
表土物質は土壌物質からなってもよい。それは平らなパネル、コンクリート、又は耐熱物などの加工物質も含んでもよい。１つの態様において表土物質は、処理物質と同等またはそれ以上の融点を有する。土壌物質を、例えば、シリカを含有する土壌など他の物質を混ぜ、その混合物が土壌物質の単独よりも高い融点を有するようにすることもできる。代わりに、表土物質が非天然の添加物を含むことができ、それには中空球（hollow spheres）、断熱物質、及び加工された他の物質が含まれるが、それらに限定されるものではない。他の態様において、表土物質は処理される廃棄物であってもよい。更に他の態様において、重いパネル又はコンクリートの重量が土壌の表土の最上部に置かれる。
【００４２】
熱損失を軽減することにより表土物質は、融解物が、所定の電力の入力レベルにおいて、より迅速に最高温度に達することを可能とする。好ましくは表土物質はガス透過性であってもよく、それによって、ガスが表面へ流れるための優先的な経路を提供する。表土物質は、表土物質を通じて通過する排ガス中に混入している物質を除去するための濾材を更に備えることができる。濾材は、物理学的及び化学的な濾材からなる群から選択することができる。
【００４３】
融解工程の間に、通常は、処理物質の圧縮に由来する容量の低下が生じる。そこで本発明の１つの態様において、能動的又は受動的な供給方法を用いて追加の材料がコンテナーに添加され、それによって各々のコンテナー内において処理される物質の量を最大化できる。図４ａに言及すると、融解工程が開始する前に追加の処理物質４４０がコンテナーの最上部に貯蔵された時に、能動的な供給が起こる。一時的な延長壁４２０を用いて、容量が減少する前に予め搭載しておいた追加の処理物質を含ませることができる。融解工程の間に処理物質４３０が融解すると、コンテナー内の追加の処理物質４４０が低下し、そしてその後、追加の処理物質４４０の処理が低下する結果となる。受動的な供給は、容量が減少する量を予期すること又は測定することを伴い、当初の搭載物が融解した後に利用できる容量を決定することができる。そして追加の処理物質を補償する量を、融解が開始する前の受動的な供給のために予め搭載することができる。融解工程の間に、図４ｂに言及すると、フード内のフィードポート４５０を通じて能動供給の間に、追加の処理物質４４０を周期的に又は継続的にコンテナーに添加することができる。コンテナーが基本的に一杯となった時に、能動供給は終了する。両者の場合において、追加の物質は処理物質を含むことができ、表土物質として働くことができる。代わりに追加の物質は、清浄な土壌物質、断熱物質、エンジニアリング材料、及びそれらの組み合わせを含むことができる。受動的に又は能動的に供給された追加物質を表土物質として使用することは特に有利であるが、なぜならば、融解−表土界面における表土物質は溶融固化の進展に伴って消費される傾向があるからである。そこで能動供給は、供給される物質により表土層を補充するという追加の目的に働くことができる。
【００４４】
促進されたICVのために表土物質を使用する一つの方法は、溶融障壁によって裏打ちされたコンテナーを供給し、導電性のスターターパスを前記コンテナーの比較的に深い部分に有するのみならず、導電性のスターターパスと電気的に接触している多数の電極を有する。その方法は、処理物質の初期量によってコンテナーの少なくとも一部を充填し、前記処理物質の露出した表面を表土物質の第一層によって覆い、そして電極に電流をかけ、それによって溶融固化工程を開始することを伴う。その工程が進展するにつき、表土のいくらかは融解され、消費される。追加量の処理物質は、能動的に又は受動的に供給可能であり、そしてそれは成長融解のための表土物質として作用し、それは融解表面の崩壊を最小とする。コンテナーが融解された物質で実質的にいっぱいである時には電極への電力は不活性化され、コンテナーは冷却される。融解された内容物は固体のモノリスへ固化し、それによってその中に含まれる廃棄物を処理する。
【００４５】
（ICVコンテナーの裏打ち（ライナー））
本発明の他の態様において融解工程は、市販で入手可能な「ロールオフボックス」などの鋼鉄コンテナーの使用を伴う。そのコンテナーの内側は、熱の伝播を阻止するための断熱物質と、融解工程の間に箱を保護するための耐熱性材料によって裏打ちされることができる。
【００４６】
耐熱性物質は溶融障壁として働き、岩石、敷石、砂利、砂、及びそれらの組み合わせなどの土壌物質を備えることができる。耐熱性物質は融解境界の少なくとも一部を規定し、それが含んでいる廃棄物含有融解物よりも高い融解温度を有するべきである。一態様において耐熱性物質は、融解物よりも少なくとも約１００℃高い融解温度を有する。コンテナーの壁を裏打ちするのに加えて、溶融障壁は融解物の大きさと形状を制御するのに使用することができる。例えば、溶融障壁は適切に設置された型を用いて、コンテナーを複数の領域に区分するのに使用することができる。他の例において、融解物の底の角を取り巻くのに耐熱性物質が使用される。
【００４７】
典型的には、天然由来の土壌物質は複雑な金属酸化物（ミネラル）の混合物、例えば、ジルコニア、マグネシア、アルミナ、及び酸化鉄などを備える。溶融障壁の融解温度は土壌物質の組成、特に存在している耐熱性成分の量に依存する。例えばシリカは２８７６゜Ｆ（１５８０℃）の非常に高い温度で融解するから、シリカ含量が高い砂は、シリカ含量が低い砂よりもずっと高い温度で融解する。例えば、純粋なシリカ砂は２８７６゜Ｆで融解するのに対して、容量で１５％のソーダ灰（Na2CO3）と１０％の石灰（CaO）を添加することにより、その融解温度を１２９２゜Ｆに低下させることができる。そこで土壌物質は、融解物に対して効率的な物理的なバリアとして適切に選択しなければならず、それによってその融解物がICVコンテナーの壁と接触するのを防ぐ。驚くべき事に、耐熱性の砂を使用するとき、融解物と溶融障壁の間にある粘性の移行ゾーン（transition zone）は砂の「表面」を支持するのに働き、処理の間に砂が融解物の中へ流れ込むことを防ぐ。更に耐熱物の厚さを、透過性の耐熱物の中で最低限の温度が達成されることを保証するように設計することができる。もしそれが厚すぎるならば、裏面の温度は有機物を破壊するには十分に高くないかもしれない。
【００４８】
天然由来で高シリカ含量の土壌物質がないときは、入手可能な土壌物質に耐熱性成分を添加し、溶融障壁の融解温度を増加させることができる。例えば、溶融障壁は少なくとも一つの製造された耐熱性物質を更に含むことができ、それには断熱ボード、耐熱煉瓦、不定形耐熱性コンクリート（例えば、カオクリート（登録商標））、及びそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されるものではない。不定形耐熱性コンクリートはキャストパネルとして利用できる。場合によって溶融障壁を、ICVの工程の間に生成したガスについて透過性とすることができる。ガス透過性の溶融障壁の非限定的な例は敷石と鋳造（cast）カオクリートの混合物であり、この中で溶融障壁は敷石間の空隙を通じてガスの通過させることが見出された。処理物質に依って透過性であることは望ましく、特にICVの間に生成したガスが逃がすことにより、融解物の破壊を防ぐための手段として望ましい。他の態様において、ガスの放出を融解物の側面に沿って構築された透過性チャンネルによって促進することができる。
【００４９】
他の態様において、耐熱性の裏打ちと絶縁物質を１層へ組み合わせることができる。多くの耐熱性物質は熱伝導性であり、一方多くの断熱物質は十分に高い融点を有していない。そこで、高い熱伝導性を有する耐熱性物質に耐熱性及び／又は多孔性物質を添加することにより、断熱性を更に高めることができる。耐熱性物質は鋳造可能であり、その場合には、耐熱性物質が液体の形である間に絶縁物質の添加が可能である。断熱特性を増加させるのに使用できる多孔性物質の例には軽石がある。他の例は中空のセラミックビーズである。耐熱性／断熱性を組み合わせた溶融障壁を使用することにより、ICVのための単純化されたライナーシステムをもたらすことができる。そこで耐熱物の断熱特性は、例えば空気を含ませた耐熱物におけるように、設置の前に混合物中に空気を混入させることによって改善することができる。
【００５０】
更に他の態様において耐熱層は、断熱剤の層を全体に備えることができる。断熱性物質の層は鋳造耐熱性物質と粒状の耐熱性物質の混合物を備えてもよく、又はそれらの混合物でもよい。耐熱性物質は固形又は多孔性の両者であることが可能であり、それら自身を通じてガス又は液体の通過を阻止するか又は許可する、いずれのレベルの透過性を有してもよい。
【００５１】
ライナーシステムに加えて、少なくとも二つの電極又は少なくとも一つの加熱素子が箱の中に置かれる。そして処理物質を箱の中に設置することができ、本願明細書中に述べられたように融解工程が行なわれる。加熱が一度完了すると箱の内容物は冷却され、固化する。引き続いて、溶固した及び／又は結晶化した内容物と共に、箱は処理される。代わりの態様において、溶固された及び／又は結晶化した内容物が箱から取り外され、別個に処理され、それによってその箱は再使用される。
【００５２】
図５は本発明の１態様による処理コンテナーを描く。描かれたように、コンテナー１０は側壁１２と底面１４を有している箱を備える。コンテナー１０は空隙及び／又は断熱物質１６の層のいずれかを、側壁１２と底面１４のそれぞれの上に備える。断熱物質１６は断熱ボード、天然の土壌物質、又は熱の流出を妨げることができる任意の他の物質を備えてもよい。断熱物質を配置した後、コンテナーは耐熱性物質１８により裏打ちされている。耐熱性物質は融解物に曝されるかもしれないコンテナーの全範囲を、底面のみならず側面を裏打ちするように提供されている。好適な態様において、本発明と関連して遊離の液体が使用されている時には、耐熱性物質は、プラスチックのライナー１９など、液体が非浸透性のライナー１９により更に裏打ちされていてもよい。代わりに耐熱性物質は、蛭石（バーミキュライト）、吸収性陶土及び他の吸収性鉱物などの吸収性物質で裏打ちされていてもよい。
【００５３】
図６は本発明の１態様を描く。見られるように、図５のコンテナーは蓋又はカバー２２を備えている。蓋又はカバー２２はコンテナー１０の上方に位置しており、その最上部を密閉している。蓋又はカバーには開口部２４が備えられており、それを通じて電極又は加熱素子２６が進展する。
【００５４】
蓋又はカバー２２とコンテナー１０の間にはコネクター２８が位置しており、そのコネクターは蓋又はカバー２２とコンテナー１０とを結びつける。
【００５５】
図６の図の例に示されたように、断熱物質１６と耐熱性物質１８がコンテナー１０の中に置かれた後に、処理物質３０がコンテナー内に置かれる。例えばもし本発明との関連でドラム缶が使用されるならば、そのドラム缶は標準的な５５または３０ガロンのドラム缶であろう。しかしながら、本発明において使用されるドラム缶又はコンテナーの大きさには限定がないことが理解されるべきである。ドラム缶３０の間の空間には土壌３２が充填されている。そのような土壌３２はドラム缶を覆うためにも提供されている。更に、被覆土壌３４の層が覆われたドラム缶の上に置かれており、コネクター２８の中へ広がっている。電極又は加熱素子配置チューブ３６は被覆土壌３４を通じて伸びている。処理過程のための電極又は加熱素子２４は、配置チューブ３６を通じて伸びている。
【００５６】
図７は本発明の他の例示的な態様を示しており、そこでは圧縮されたドラム缶３０又は任意の他の処理物質が、図６に示された円筒形のドラム缶の代わりに、コンテナー１０の中に提供されている。
【００５７】
（ICVコンテナー−熱ライナーの設計）
他の態様において、コンテナー内溶融固化のためのライナーシステムは、内壁及び外壁を有する処理容器又はコンテナー（内壁はその中の空隙を規定している）、処理容器の内壁と接しているダイナガード（登録商標）ボードなどの断熱物質の層、断熱物質の層と結合しているファイアーフライ（登録商標）リフレクトリープロダクトなどの耐熱性物質の層；及び耐熱性物質の層と接触している融解物質の層（その耐熱性物質の層は断熱物質の層と融解物の層の間に割り込んでいる）を備える。本発明は、処理容器の内壁及び断熱物質の層の間に環（アニュラス）を有し、全融解工程から熱の散逸を促進する。この態様において、環（アニュラス）は少なくとも一つの注入口と少なくとも一つの排出口を有する流路を形成することができる。空気、液体及び他の冷却ガス又は液体は第一の温度で注入口から入ることができ、第二の温度で排出口から出る。一般的には、注入口における温度は出口における温度よりも低い。
【００５８】
更なる態様において、処理容器は典型的な工業的なロールオフボッスクでもよく、それはデュワートノースウエスト及びCRWグループなどの売り手から購入することができる。処理容器は少なくとも除去可能な側壁を有し、処理が完了した後に固化した融解産物の除去を容易にすることも有利である。この目的は、枢動可能にヒンジで連結された少なくとも一つの側壁を有する処理容器を、処理容器が部分的に開いて融解物の排出をより遅くすることを手助けさせることにより達成される。更なる他の態様において処理容器は、除去できる部分を有する少なくとも一つの側壁を有し、処理容器からの融解物の排出を許容する。そのような除去可能な部分は大きさを変えることができ、種々の排出速度を達成する。除去可能な部分を置き換えることができ、処理容器の再利用が可能となる。
【００５９】
図８は本発明の一態様に従った処理容器を描いている。描かれたように、処理容器は典型的には、側壁１２と底面１４を有する典型的な２５立方ヤードの「ロールオフ」ボッスクを備える。断熱物質１６の層は炭素に基づいた材料、グラファイトに基づいた材料、砂、レンガ、コンクリート、又は断熱ボード、それらの混合物又は高い融点を有している任意の他の材料からなることがある。断熱物質を配置した後に、処理容器は耐熱性物質１８で裏打ちされる。耐熱性物質は断熱層の側面と底面を裏打ちするように提供されている。適切な厚さで敷かれた時には、耐熱性物質の層を断熱物質の層で置き換えることもある。そして処理される融解物質１７は耐熱性物質と熱により接触するように設置される。他の態様において、本発明と関連して遊離の液体が使用されるときには、耐熱性物質は、プラスティックライナー１９など非浸透性のライナー１９で更に裏打ちされていてもよい。そのような処理容器は、本願明細書中で述べられているように、いかなる様々な寸法の長さ、幅、及び高さを有してよい。しかしながら、当業者には理解されるであろうが、箱の容積と寸法は、それに取り付けられなければならない任意の装置の要件によってのみ限定される。当業者は処理容器の上にカバーを置くことができることを認識するであろう。そのようなカバーは、それを通じて電極へ伸びている開口部と適合しており、処理の間に生成するガスを離脱させ、処理の間及びその後に物質を処理容器中へ供給する。
【００６０】
処理容器が少なくとも一つの移動可能な側壁を有し、処理が完了した後に固化した融解産物を容易に除去するのを可能とすることも有利である。側壁は枢動可能にヒンジで連結され、部分的又は完全な開口を許容してもよい。図９には少なくとも一つの側壁を有している処理容器が描かれ、その側壁は枢動可能にヒンジで連結されて処理容器が部分的に開口できるようになっており、融解物の排出を遅くすることを手助けする。処理容器は側壁１２と底部１４を有している典型的な「ロールオフボックス」である。先が細くなっている枕木５２により、さらなる強度と残骸の形成の最小化が提供される。車輪５４は操縦を容易にする。この態様において、２つの区分からなる側壁５３は、典型的なT型掛け金５８によって結合されている。ヒンジ５６が両区分の端に沿って縦に置かれることにより、側壁５３が側壁１２へ確実に取り付けられ、側壁５３の各区分を、他の区分と互いに独立して開くことができる。縦の角にある３つのヒンジ５６により、処理容器の側壁５３は、融解物質の処理のために枢動可能に開放できる。T型掛け金５８のドアリリースにより側壁５３の区分を安全に閉じて施錠することができる。
【００６１】
図１０は本発明の他の態様を描いており、側壁５３が完全に開放されることで、融解した物質を容易に処理することができるようになる。ヒンジ５６を除去することによって、側壁５３のいずれか一方又は両方の区分を除去できることを当業者は認識するであろう。そのような除去可能な部分の大きさは、様々な融解物排出の速度を達成するために変化させられるであろう。その除去可能な部分は処理容器の再利用を可能とするために、置き換えることができるであろう。
【００６２】
（コンテナー内溶融固化方法）
実施する工程という点から本発明を述べる。本願明細書中で述べられたように、最初にコンテナーを断熱ボードにより裏打ちされ、引き続いてスリップフォームを設置し、耐熱性物質の層の断熱を促進する。代わりに耐熱性能を有する土壌物質が単独で溶融障壁として働く。液体非浸透性のライナーをコンテナー内に置くことができ、それによって処理物質と土を、液体不浸透性のライナーの中に入れることができる。処理物質がかなりの液体を含んでいるときには、液体非浸透性のライナーを使用して処理の前に液体を含むことができる。処理物質が一度据え付けられたら、スリップフォームを除去することがある。
【００６３】
後に実施例で述べるように、処理物質をコンテナー内のドラム缶の中に置くことができる。ドラム缶の中に処理物質を詰め込み、処理物質の量を最大化することができる。代わりに他の態様において、処理物質はドラム缶を必要とすることなく、コンテナーの中に直接に入れることができる。他の態様において、処理物質はコンテナー内のバック又は箱の中に置くことができる。更なる他の態様において、液体の廃棄物を土壌又は他の吸収剤と混ぜ、コンテナー内に入れることができる。
【００６４】
当業者によって理解されるであろうが、種々の添加物を処理物質へ添加し、本発明の工程を改良又は促進することができる。例えばガラス改変剤は処理物質の導電性を増加させるか（例えばNa+）、又は処理物質の中に含まれる金属の酸化を助ける（例えば、スクロース又はKMnO4）。添加剤を含めて処理改変剤など他の薬剤を、溶固した及び／又は結晶化した塊（即ち固化した物質）、又はPCBなどの塩素化有機物の破壊を促進するために添加された化学物質の耐久力を改善するのに使用することができる。加えて、融点を上げるか又は低下させることにより添加物が融点に影響することがある。
【００６５】
添加物を純粋な物質として入れることもできるし、又はそれらは、処理物質へ添加される特定の土壌物質の中に既に存在していてもよい。ガラス改変剤の例には、フラックス剤、カラライザー、乳白剤、安定化剤、及びそれらの組み合わせが含まれる。フラックス剤には炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、硫酸ナトリウム、くずガラス、及びそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されるものではない。カラライザーの例には、金属酸化物、そして特に銅、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、バナジウム、チタニウム、ネオジム、プラセオジムの酸化物、及びそれらの組み合わせを含まれる。更なるカラライザーには、貴金属コロイドとセレニウムの沈殿物、硫化カドミウム、及びセレン化カドミウムが含まれる。乳白剤はフッ素含有物質、リン酸塩、及びそれらの組み合わせを含むことができる。安定化剤はガラスの物理的及び化学的な性質、例えばその使いやすさに重要な化学的な耐性及び／又は機械的な強度を与えることができる。安定化剤の例には、CaO、Al2O3、CaCO3、アルカリ含有長石、酸化鉛、BaO、BaCO3、B2O3、H3BO3、ZrO2、Li2O、K2O、MgO、TiO2、及びそれらの組み合わせが含まれる。
【００６６】
好適な態様において本発明のコンテナーは、１０から４０立方ヤードの範囲にある容積の標準的な「ロールオフ」ボックスである。そのようなコンテナーは又は箱は、任意の様々な寸法の長さ、幅、及び高さを有するかもしれない。しかしながら、当業者には理解されるであろうが、箱の寸法は、それに取り付けられなければならない任意の装置の要件によってのみ限定される。他の態様において、本発明のコンテナーは標準的な５５ガロンのスチールドラム缶などの金属ドラム缶を備えてもよい。そのようなドラム缶に、本願明細書中で議論されたように、必要な断熱物質及び／又は耐熱性物質層を提供してもよい。本発明のコンテナーの壁厚も変えることができる。典型的には、標準的な箱の壁の厚さは１０から１２ゲージの範囲であるが；しかしながら、他の寸法も可能である。
【００６７】
大まかに言えば、断熱性及び耐熱性物質は、コンテナーの内部で溶融障壁を形成することができる。ライナーは融解物を含むように作用し、コンテナー内の熱を維持して融解工程の効率を増加させる。それは、コンテナーを役に立たなくしてしまう、融解物とコンテナーの接触も回避させるように働く。十分に厚い耐熱性物質の層は、断熱層の必要性を除くことができる。代わりに、もしそのような断熱物質が処理の間に融解しないほど十分な耐熱性を有する場合には、耐熱性物質を除き、断熱層のみをコンテナー中に提供することができる。耐熱性層及び別個の断熱層の両者が使用される場合には、耐熱性物質は断熱層へ熱が移動することを遅らせるようにも作用するであろう。そのような場合においては、融解工程の後にコンテナーから断熱層を抽出し、それらを再使用することは可能であろう。他の態様において、断熱性及び／又は耐熱性のライナーを複数層使用することができる。理解されるであろうが、断熱性及び／又は耐熱性物質の量は、他の基準の中でも、土壌及び処理される物質の性質に依存する。例えば、もしそのような土壌と処理物質が高い融解温度を有していたら、余分の断熱性及び／又は耐熱性物質が必要とされる。代わりに上記で述べたように、断熱性及び耐熱性物質を、単一の溶融障壁内で組み合わせることができる。
【００６８】
場合によっては緩い物質溶融障壁を安定化させ、硬いモノリシックな型（monolithic form）とすることも有利である。これは垂直の壁では特に真実である。溶融障壁の予備形成区分は、各ICVコンテナーの内側にスリップフォームを構築することに比べて、効率を増加させることができる。そこで本発明は、土壌物質と共に結合剤として作用することができる物質の添加を包含する。そのような物質の例には、水ガラス又はカーボンペーストを含むことができるが、それらに限定されるものではない。水ガラスは流体の形で入手され、空気中のCO2と接触することにより回復して固くなった形にすることができる。それは典型的にはケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリウムとして入手され、ケイ酸カリウムはより耐熱性である。両者のケイ酸塩は高温で軟化させることができるが、その物質は、取り扱いとライナーシステムの構築の間に固さを提供するという、それの目的に役立つであろう。一つの態様において水ガラスは、望みの形状及び寸法を有している形態で置かれた耐熱性の砂に浸透することができる。一度砂／水ガラスの混合物が硬化すると、固化した溶融障壁を取り扱って、ICVコンテナー内に設置することができる。代わりの適用技術は、流体の結合剤／土壌物質の混合物を適切な表面上に塗布することを含む。カーボンペーストを類似の方法で使用することができる。カーボンペースト（グラファイト）は有利であり、なぜならば、それは非常に高い融点温度を有し、典型的には土壌の融解物によって湿らないからである。そこでそれにより、優れた耐熱性物質を廃棄物含有融解物と直接に接触させることになる。加えて炭素に基づく物質を使用することは、処理を促進するための電極としての物質層を使用することを可能とする。
【００６９】
本発明は、既に汚染された物質又は土壌の改善に限定されるものではなく、廃棄物の処理もまた包含する。例えば廃棄物は、工業上の工程に由来するごみの流れ（waste stream）、あるいは容器又はタンク内に貯蔵された廃棄物でもよいが、それらに限定されるものではない。廃棄物は液体、固体、又は両者の混合物であってもよい。そのような廃棄物をICVによって処理する方法は、廃棄物を有する土壌物質、ガラス原料、及び／又はくずガラスを混合し、それによって処理する物質を形成すること；ICVコンテナーに処理物質を充填し、処理物質を融解し、融解した処理物質を有しているコンテナーを冷却することを含む。土壌物質と廃棄物を、例えば熱又は乾燥ガスを用いて乾燥させることができる。処理物質を有しているコンテナーは電極も含むべきであり、その電極は少なくとも一つの電源、及び各々が少なくとも電極の２つと電気的に接触している少なくとも一つのスターターパスと電気的に接続してべきである。
【００７０】
１態様において、土壌及び液体含有廃棄物を含んでいる土壌物質は容器内へ移され、そこで２つの物質を混合して乾燥することができる。乾燥は、標準的な工業上の乾燥工程と設備を採用し、それらの物質を加熱すること及び／又はそれらを通じてガスを吹き付けることにより達成される。そして処理物質は、本願明細書中と特許請求の範囲に述べられたような、溶融固化のためのICNコンテナーへ移される。土壌物質は、砂、沈泥、粘土、堆積物、砂利、岩石、巨石、及びそれらの組み合わせを含むことができ、典型的には酸化物及び／又はケイ酸塩を含む。そのために、本願明細書中で述べられたように、土壌物質と処理物質の組成は、融解物と最終的な溶融固化産物の性質に影響する。廃棄物処理の要件は特定の用途に依存して変わるであろうが、１態様において本発明は、少なくとも約３０重量％の非土壌廃棄物を有している清浄な土壌物質を包含する。
【００７１】
廃棄物には、包括的環境対処・補償・責任法（CRECLA）廃棄物、資源保全再生法（RCRA）廃棄物、放射活性廃棄物、超ウラン（TRU）廃棄物、高レベル廃棄物、低レベル廃棄物、混合廃棄物、有機廃棄物、無機廃棄物、高ナトリウム含有物質、金属、重金属、汚染物質、又はそれらの組み合わせが含まれる。有機廃棄物には、揮発性有機物、半揮発性有機物、芳香族多環式炭化水素、有機塩素化物、及びそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されるものではない。有機廃棄物の例には、ベンゼン、アセトン、トルエン、フェノール、ナフタレン、ピレン、フルオランテン、アントラセン、フェナントレン、クリセン、アニリン、アルコール、及びそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されるものではない。有機塩素化物の例には、PCB、ダイオキシン、塩素化フラン、塩素化フェノール、ペンタクロロフェノール、ヘキサクロロベンゼン（HCB）、ヘキサクロロエタン、ヘキサクロロブタジエン、塩素化ピロール、塩素化チオフェン、又はそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されるものではない。放射活性廃棄物には、テクネチウム、Tc-99、Cs-137、Am-241、Co-60、I-129、I-131、Sr-90、ラドン、ラドン-220、H-3、ラジウム-238、Th-232、Th-230、Th-228、U-234、U-235、U-238、劣化ウラン、Pu-238、Pu-239、Pu-240、Pu-241、及びそれらの組み合わせからなる群より選択された放射性核種が含まれるが、それらに限定されるものではない。金属の例には、ベリリウム、ヒ素、クロム、カドミウム、銀、ニッケル、及びセレン、及びそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されるものではなく、一方重金属の例には、鉛、バリウム、水銀、ラジウム、及びそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されるものではない。代わりに重金属には、約200原子質量単位以上の原子量を有する金属が含まれる。無機化合物には、シアン化物、硝酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、炭酸塩、塩化物、フッ化物、他のハロゲン化物、及びそれらの組み合わせからなる群より選択された物質が含まれる。
【００７２】
廃棄物は約70重量以下の％の高ナトリウム含有廃棄物、例えばNa2Oを含むことができる。高ナトリウム含有廃棄物の最大量は、処理物質の導電性によって測定できる。多くの導電性の廃棄物において真実であるように、大量のナトリウム含有廃棄物は処理物質の導電性を増加させることができる。１態様において、処理物質の導電性はスターターパスの導電性より小さいべきである。より高いナトリウム濃度を有している廃棄物を、ICV装置内に搭載する前に混ぜ合わせることができる。
【００７３】
本発明は農薬、殺虫剤、除草剤、殺菌剤、及びそれらの組み合わせを処理することも包含する。農薬には、DDT、DDD、DDE、クロルデン（登録商標）、メトキシクロル（登録商標）、ヘプタクロル（登録商標）、ヘプタクロルエポキシド、ディルドリン（登録商標）、エンドリン（登録商標）、アルドリン（登録商標）、リンデン（登録商標）、BHC、エンドスルファン、又はそれらの組み合わせも含まれるが、それらに限定されるものではない。殺虫剤の例には、抗生剤、大環状ラクトン、アベルメクチン、ミルベマイシン、ヒ素剤、抗植物剤（botanical）、カルバメート、ベンゾフラニルメチルカルバメート、ジメチルカルバメート、オキシムカルバメート、フェニルメチルカルバメート、ジニトロフェノール、フッ素、ホルムアミジン、燻蒸剤、無機剤、昆虫成長調整剤、キチン合成阻害剤、幼若ホルモン模倣剤、幼若ホルモン、脱皮ホルモンアゴニスト、脱皮ホルモン、脱皮阻害剤、プレコセネス、未分類の昆虫成長調整剤、ゴカイ毒のアナログ、ニコチノイド、ニトログアニジン、ニトロメチレン、ピリジルメチラミン、有機塩素剤、シクロジエン、有機水銀、有機塩化物、有機リン剤、有機チオリン剤、脂肪族有機チオリン剤、脂肪族アミド有機チオリン剤、オキシム有機チオリン剤、複素環式有機チオリン剤、ベンゾチオピラン有機チオリン剤、ベンゾトリアジン有機チオリン剤、イソインドール有機チオリン剤、イソオキサゾール有機チオリン剤、ピラゾロピリミジン有機チオリン剤、ピリジン有機チオリン剤、ピリミジン有機チオリン剤、キノキサリン有機チオリン剤、チアジアゾール有機チオリン剤、トリアゾール有機チオリン剤、フェニル有機チオリン剤、ホスホネート、ホスホノチオエート、フェニルエチルホスホノチオエート、フェニルフェニルホスホノチオエート、ホスホロアミデート、ホスホロアミドチオエート、ホスホロジアミド、オキサジアジン、フタルイミド、ピラゾール、ピレスロイド、ピレスロイドエステル、ピレスロイドエーテル、ピリミジンアミン、ピロール、テトロン酸、チオウレア、ウレア、未分類のもの、及びこれらの組み合わせを含むことができるが、それらに限定されるものではない。除草剤には、抗生除草剤、芳香族酸除草剤、安息香酸除草剤を含むことができ、それは、アミド、アニリド、アリールアラニン、クロロアセトアニリド、スルホンアニリド、ピリミジニルオキシ安息香酸、フタル酸、ピコリン酸、キノリンカルボン酸、ヒ素剤、ベンゾイルシクロヘキサンジオン、ベンゾフラニルアルキルスルフォネート、カルバメート、カルバニレート、シクロヘキサンオキシム、シクロプロピルイソキサゾール、ジカルボキシイミド、ジニトロアニリン、ジニトロフェノール、ジフェニルエーテル、ニトロフェニルエーテル、ジチオカルバメート、ハロゲン化脂肪族、イミダゾリノン、無機剤、ニトリル、有機リン剤、フェノキシ、フェノキシ酢酸、フェノキシ酪酸、フェノキシプロピオン酸、アリールオキシフェノキシプロピオン酸、フェニレンジアミン、ピラゾリルオキシアセトフェノン、ピラゾリルフェニル、ピリダジン、ピリダジノン、ピリジン、ピリミジンジアミン、４級アンモニウム、チオカルバメート、チオカルボネート、チオウレア、トリアジン、クロロトリアジン、メトキシトリアジン、メチルチオトリアジン、トリアジノン、トリアゾール、トリアゾロン、トリアゾロピリミジン、ウラシル、ウレア、フェニルウレア、スルフォニルウレア、ピリミジニルスルフォニルウレア、トリアジニルスルフォニルウレア、チアジアゾリルウレア、未分類のもの、及びこれらの組み合わせからなる。
【００７４】
廃棄物は硝酸塩、亜硝酸塩、及び高レベル又は低レベルの廃棄物、例えば重金属、アクチニド、放射活性廃棄物、及びそれらの組み合わせなども含むことができる。
【００７５】
本発明の１態様において、廃棄物は工業上の工程に由来するごみの流れ（waste stream）から直接に採ることもできる。そのような場合には、廃棄物は液体であってもよいが、樽、タンクに運ばれるか、又は処理設備に直接に汲み上げられ、本発明により述べられたような土壌物質と混合することができる。
【実施例】
【００７６】
実施例：油の存在下におけるウランチップ
本発明をいま特定の実施例を参照にして述べるが、そこでは油の存在下におけるウランチップなどの放射活性物質が含まれている。本実施例は如何なる意味でも本発明の範囲を限定するものではないことは理解されるべきである。
【００７７】
最初に、処理物質が３０ガロンのドラム缶中に置かれる。処理物質を含んでいるドラム缶はその後圧縮されるか又はぎっしりと詰められ、５０ガロンのドラム缶中に置かれ、土壌と共に詰められて密封される。その後これらの後者のドラム缶を処理コンテナー１０の中へ入れた。小さい方のドラム缶を圧縮する間に、下記において更に述べるように、処理物質中のいずれの油も除き、別個に処理する必用がある。
【００７８】
処理物質（例えばウランと油）の詰められたドラム缶をコンテナー１０の中に設置することは、２つの方法で行なうことができる。最初の方法は、詰められた小さい方のドラム缶と土壌を保持している５５ガロンのドラム缶をコンテナー１０の中に入れることを伴う。詰められたドラム缶はすぐに土壌で覆われ、空気に自由に曝されることを防ぐ。この方法において詰められたドラム缶は、処理をするためにすぐ近接して入れられ、そしてより多くウランを積み込むことを達成できる。加えて５５ガロンのドラム缶から詰められたドラム缶を除去することにより、融解段階の間の蒸気を放出させるために、５５ガロンのドラム缶が破られたか又はさもなければ封が開けられたことを保証する必要はない。
【００７９】
代わりに、詰められたドラム缶を含んでいる５５ガロンのドラム缶を、処理のために廃棄物処理コンテナーの中に直接置くことができる。この場合にはドラム缶内に通気口が組み込まれ、処理の間の蒸気の放出が促進されるであろう。
【００８０】
小さい方のドラム缶（３０ガロン）を圧縮する段階の間に除去された汚染された油のいくらかを、ウランのドラム缶と共に処理するために、コンテナー中の処理容量の土壌に添加することができる。液体の非浸透性のライナー１９は、処理物質から遊離の油が耐熱性の砂状物質１８へ移動することを防ぐであろう。廃棄物、土壌、及び耐熱性の砂のレベルが同時に上昇するにつれて、コンテナーが望みのレベルまで充填されるまで、スリップフォームは上昇するであろう。その時点でスリップフォームは貯蔵位置まで移動するであろう。
【００８１】
入れられた廃棄物と耐熱性の砂の間に清浄な土の層が置かれている。そして砂の層の間に電極が取り付けられている。電極の取り付けは予め置かれたチューブの使用を伴い、後に電極２６を配置するための空隙を確保する。代わりに、入れられた廃棄物と耐熱性の砂の上に置かれた清浄な土壌の層に先立ち、入れられた廃棄物と耐熱性の砂の中に一対の電極が取り付けられる。そしてスターターパスが土壌の中の電極間に置かれる。最後に、追加の清浄な被覆土３４が、スターターパス３１の上に置かれる。これにより、処理コンテナー中に廃棄物を入れることが完了するであろう。廃棄物を入れた後の廃棄物処理コンテナーの形態が図６と図７に示されている。
【００８２】
上記で述べられたように、廃棄物処理コンテナー１０に廃棄物が一度入れられたならば、それは、排気ガス処理システムと接続している排気収集フード２２で覆われる。電極フィーダー支持フレーム２７は、電極フィーダー２９を支持するために、それらがフード２２の設計の一体的な部分でないならば容器フードアッセンブリー２２の上に位置し、一体的な部分である場合にはそれらは既に適切な位置にあるだろう。少なくとも２つの電極２６はフィーダー２９を通じて、フード２２の中とスターターパス３１の末端に置かれたチューブ３６の中に置かれる。追加のスターターパスの物質はチューブ３６の中に置かれ、スターターパス３１との接続がよいことを保証するであろう。最終的にチューブの残りは清浄な被覆土３４によって充填されるであろう。これにより融解のための物質の調製が完了するであろう。上記の議論は少なくとも２つの電極に向けたものであるが、少なくとも１つの加熱素子もこのシステムと共に使用されることは、当業者にとって明らかであることは理解されるであろう。
【００８３】
排ガスの流れの開始と準備状況のテストは、融解工程の開始に先んじて行なわれるであろう。融解処理は、一定期間に渡って割合を上げて（スタートアップランプ）、所定の出力値で、電力を適用することを伴う。例えば、約500Kwの最大電力レベルで約１５時間電力をかける。ウラン、ドラム缶と油を含んでいる廃棄物の処理には、処理される廃棄物の型、使用される電力のレベル、コンテナーの大きさにより、完了するのに合計で２日から５日の周期時間がかることが予想される。好ましくは処理が完了するまで、１日あたり２４時間行なわれるであろう。
【００８４】
図１１ａから１１ｄは、コンテナー１０の中の物質の融解が進展する段階を描いている。
【００８５】
本発明を、特定の態様を参照として述べてきたが、本願明細書に添付された特許請求の範囲に概説されたとおりの本発明の思想と範囲から逸脱することなく、それを様々に改変することは当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】図１は、多数のスターターパスを有しているICVコンテナーの図である。
【図２】図２は、多数のスターターパスと電極シースを有しているICVコンテナーの図である。
【図３】図３は、スターターパスの形態の図である。
【図４】図４ａと図４ｂは、追加の処理物質の能動的及び受動的な供給を、それぞれ示した図である。
【図５】図５は、本発明の１態様によるコンテナーの端断面正面図である。
【図６】図６は、本発明の態様における使用時の、図１のコンテナーを含んでいる装置の端断面正面図である。
【図７】図７は、本発明の他の態様における使用時の、図１のコンテナーを含んでいる装置の端断面正面図である。
【図８】図８は、処理容器の断面図を図解するものである。
【図９】図９は、処理容器の斜視図を図解するものであり、該処理容器は、駆動が可能なようにヒンジで連結された側壁を少なくとも１つ有し、該処理容器を部分的に開くことができるようにして、融解物をより遅く排出することを手助けする。
【図１０】図１０は、処理容器の他の斜視図を図解するものであり、側壁は完全に開かれて融解物質を容易に処理することができるようになっている。
【図１１】図１１ａから１１ｄは、本発明の融解工程の様々な段階における、図３の装置の端断面正面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０  コンテナー    １２  側壁    １４  底面    １６  断熱物質
１７  融解物質    １８  耐熱性物質    １９  ライナー    ２２  蓋又はカバー
２４  開口部    ２６  加熱素子    ２８  コネクター    ２９  フィーダー
３０  ドラム缶    ３１  スターターパス    ３２  土壌    ３４  被覆土壌
３６  配置チューブ    ５２  枕木    ５３  側壁    ５４  車輪    ５６  ヒンジ
５８  T型掛け金    １００  電極    １１１  スターターパス
１２１  第一のスターターパス    １２２  処理物質
１２３  追加のスターターパス    １２５  コンテナー    ４２０  延長壁
４３０  処理物質    ４４０  追加の処理物質    ４５０  フィードポート
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【国際調査報告】
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