(57)【要約】【課題】二酸化ケイ素成分とウラン成分を含んでいる廃棄物を効率よく減容できるようにする。【解決手段】反応容器２に廃棄物１に投入し、当該廃棄物１が投入されている空間の温度雰囲気を約４００〜７００Ｋに設定する。次いで、管路９のバルブ８を開いて、ガス充填容器３から反応容器２の内部にフッ化水素ガス７を送給し、気相の四フッ化ケイ素２５を生成する。更に、バルブ８を閉じたうえ、管路１１のバルブ１０を開き、気相の四フッ化ケイ素２５をスクラバ４へ導入させ、同時に、管路１５のバルブ１４を開いて、スクラバ４内へ水２６を噴霧し、ケイ酸塩スラッジ２７を生成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
約４００〜７００Ｋの温度雰囲気で、二酸化ケイ素成分及びウラン成分を含んだ廃棄物にフッ化水素ガスを吹き込んで気相の四フッ化ケイ素を生成し、該四フッ化ケイ素を収集して廃棄物中から二酸化ケイ素成分を取り除くことを特徴とする廃棄物減容方法。
【請求項２】
収集した四フッ化ケイ素に水を噴霧して、ケイ酸塩スラッジを生成する請求項１に記載の廃棄物減容方法。
【請求項３】
四フッ化ケイ素を収集した後の廃棄物残渣を、約７００Ｋ以上の温度雰囲気に加熱してウランを還元し、廃棄物残渣にハロゲンガスを吹き込んで、気相のハロゲン化ウランと残渣を生成し、気相のハロゲン化ウランを収集し且つ当該ハロゲン化ウランに水を噴霧してハロゲン化ウラン酸化物を生成する請求項２の記載の廃棄物減容方法。
【請求項４】
四フッ化ケイ素を収集した後の廃棄物残渣を、約７００Ｋ以上の温度雰囲気に加熱してウランを還元し、廃棄物残渣にハロゲンガスを吹き込んで、気相のハロゲン化ウランと残渣を生成し、気相のハロゲン化ウランを収集し且つ当該ハロゲン化ウランを冷却して、ハロゲン化ウラン固体を形成させる請求項２に記載の廃棄物減容方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物減容方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉用燃料の製造施設では、燃料製造時に生じるウランなどの様々な物質の微粉末を、排ガス処理系に設置したフィルタにより捕捉して、微粉末が製造施設の外部へ飛散しないようにしている。
【０００３】
捕捉した微粉の増加によって通気性が低下したフィルタは、新しいものに交換され、廃棄物として処理される。
【０００４】
フィルタを廃棄する際には、微粉末が付着しているフィルタメディア（ガラス繊維）を金属製のケーシングから分離し、フィルタメディアについては焼却処理を、また、ケーシングについては圧縮処理を行なって、体積を縮小させたうえ、廃棄物貯蔵施設に保管している。
【０００５】
また、フィルタメディアに付着したウランを、硝酸、または塩酸の溶液により抽出し、ウランの有効利用を図ることが提案されているが、多量の溶液を必要とするため、最終的には、当該溶液が２次廃棄物になってしまう。
【０００６】
そこで、溶液を用いずにフィルタからウランを回収する方法が提案されている。
【０００７】
この方法では、ウランが付着しているフィルタに、１００℃程度に昇温させたハロゲン化ガスを通気して、気相のハロゲン化ウランを生成し、当該ハロゲン化ウランを収集したうえ冷却して、ハロゲン化ウラン固体を形成させている（特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３３７６８８号公報（第２−３頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の発明は、ウランの回収を主たる目的としており、特に、使用済みのフィルタメディアのような二酸化ケイ素成分が大半を占め且つウラン成分を含んだ廃棄物の減容については考慮されていない。
【００１０】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、二酸化ケイ素成分とウラン成分を含んでいる廃棄物を効率よく減容できるようにすることを目的している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の廃棄物減容方法では、約４００〜７００Ｋの温度雰囲気で、二酸化ケイ素成分及びウラン成分を含んだ廃棄物にフッ化水素ガスを吹き込んで気相の四フッ化ケイ素を生成し、該四フッ化ケイ素を収集して廃棄物中から二酸化ケイ素成分を取り除く。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の廃棄物減容方法では、収集した四フッ化ケイ素に水を噴霧して、ケイ酸塩スラッジを生成する。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の廃棄物減容方法では、四フッ化ケイ素を収集した後の廃棄物残渣を、約４００Ｋ以上の温度雰囲気に加熱してウランを還元し、廃棄物残渣にハロゲンガスを吹き込んで、気相のハロゲン化ウランと残渣を生成し、気相のハロゲン化ウランを収集し且つ当該ハロゲン化ウランに水を噴霧してハロゲン化ウラン酸化物を生成する。
【００１４】
本発明の請求項４の記載の廃棄物減容方法では、四フッ化ケイ素を収集した後の廃棄物残渣を、約４００Ｋ以上の温度雰囲気に加熱してウランを還元し、廃棄物残渣にハロゲンガスを吹き込んで、気相のハロゲン化ウランと残渣を生成し、気相のハロゲン化ウランを収集し且つ当該ハロゲン化ウランを冷却して、ハロゲン化ウラン固体を形成させる。
【００１５】
本発明の請求項１に記載の廃棄物減容方法においては、廃棄物に対してフッ化水素ガスを吹き込むことにより、廃棄物中の二酸化ケイ素成分にフッ化水素ガスを反応させて、気相の四フッ化ケイ素を生成し、廃棄物からケイ素成分を選択的に回収する。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の廃棄物減容方法においては、気相の四フッ化ケイ素に水を反応させて、ケイ酸塩スラッジを生成し、廃棄物からケイ素成分を選択的に回収する。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の廃棄物減容方法では、二酸化ケイ素成分を除去した後の廃棄物残渣に対してハロゲンガスを吹き込むことにより、廃棄物中のウラン成分にハロゲンガスを反応させて、気相のハロゲン化ウランを生成した後、当該気相のハロゲン化ウランに水を反応させて、ハロゲン化ウラン酸化物を生成し、廃棄物残渣からウラン成分を選択的に回収する。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の廃棄物減容方法では、二酸化ケイ素成分を除去した後の廃棄物残渣に対してハロゲンガスを吹き込むことにより、廃棄物中のウラン成分にハロゲンガスを反応させて、気相のハロゲン化ウランを生成した後、当該気相のハロゲン化ウランを冷却して、ハロゲン化ウラン固体を形成させ、廃棄物残渣からウラン成分を選択的に回収する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
【００２０】
図１及び図２は本発明の廃棄物減容方法の第１の例を示すものである。
【００２１】
この廃棄物減容方法では、二酸化ケイ素成分及びウラン成分を含んだ廃棄物１を投入可能な反応容器２と、ケイ素成分回収用のガス充填容器３及びスクラバ４と、ウラン成分回収用のガス充填容器５及びスクラバ６とを備えた減容処理設備を用いる。
【００２２】
廃棄物１は、ウラン成分が付着したフィルタメディア、濾過助剤に使用した後のウラン成分を含んだ珪藻土、ウラン成分を含んだシリカ沈殿物、または二酸化ケイ素系焼却灰などのように、二酸化ケイ素成分が大半を占めているものである。
【００２３】
反応容器２は、廃棄物１が投入される空間を所定の温度雰囲気に加熱するためのヒータ（図示せず）を有している。
【００２４】
ガス充填容器３には、フッ化水素ガス（ＨＦ）７が充填されている。
【００２５】
ガス充填容器３のガス吐出口と反応容器２の内部とは、中間部分にバルブ８を有し且つガス流通方向下流端が反応容器２の底部を貫通する管路９によって連通し得るように構成されている。
【００２６】
スクラバ４は、生成ガス流入口、浄化ガス流出口、及び水供給口を有している。
【００２７】
スクラバ４の生成ガス流入口と反応容器２の内部とは、中間部分にバルブ１０を有し且つガス流通方向上流端が反応容器２の頂部を貫通する管路１１によって連通し得るように構成されている。
【００２８】
また、スクラバ４の浄化ガス流出口には、液分除去用の凝縮器１２を経て排気処理設備に連なる管路１３が接続されている。
【００２９】
更に、スクラバ４の水供給口には、バルブ１４を経て給水本管（図示せず）に連なる管路１５が接続されている。
【００３０】
ガス充填容器５には、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、フッ化塩素（ＣｌＦ３）などのハロゲンガス１６が充填されている。
【００３１】
ガス充填容器５のガス吐出口と反応容器２の内部とは、中間部分にバルブ１７を有し且つガス流通方向下流端が反応容器２の底部を貫通する管路１８によって連通し得るように構成されている。
【００３２】
スクラバ６は、生成ガス流入口、浄化ガス流出口、及び水供給口を有している。
【００３３】
スクラバ６の生成ガス流入口と反応容器２の内部とは、中間部分にバルブ１９を有し且つガス流通方向上流端が反応容器２の頂部を貫通する管路２０によって連通し得るように構成されている。
【００３４】
また、スクラバ６の浄化ガス流出口には、液分除去用の凝縮器２１を経て排気処理設備に連なる管路２２が接続されている。
【００３５】
更に、スクラバ６の水供給口には、バルブ２３を経て給水本管（図示せず）に連なる管路２４が接続されている。
【００３６】
廃棄物１の減容を行なうときには、図１に示すように、反応容器２に廃棄物１を投入した後、当該反応容器２に付帯のヒータによって、廃棄物１が投入されている空間の温度雰囲気を約（１０００／２．５０）〜（１０００／１．４３）Ｋ、すなわち約４００〜７００Ｋに設定する。
【００３７】
次いで、管路９のバルブ８を開いて、ガス充填容器３から反応容器２の内部にフッ化水素ガス７を送給し、気相の四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）２５を生成する。
【００３８】
このとき、フッ化水素ガス７の流入によって、反応容器２の内部の廃棄物１が流動し、四フッ化ケイ素２５の生成が促進される。
【００３９】
また、反応容器２ではフッ素成分とウラン成分とが反応して、四フッ化ウラン（ＵＦ４　）成分を生成するが、図５に示すように、四フッ化ケイ素成分のほうが四フッ化ウラン成分よりも高い蒸気圧Ｐを呈するので、四フッ化ウラン成分の揮発を抑止しつつ、廃棄物１から二酸化ケイ素成分を選択的に収集することができる。
【００４０】
更に、バルブ８を閉じたうえ、管路１１のバルブ１０を開き、気相の四フッ化ケイ素２５をスクラバ４へ導入させ、同時に、管路１５のバルブ１４を開いて、スクラバ４内へ水２６を噴霧し、ケイ酸塩スラッジ２７を生成する。
【００４１】
スクラバ４から送出されるガス２８は、凝縮器１２で液分を除去されたうえ、管路１３から排気処理設備へ流入する。
【００４２】
このように、廃棄物１が含んでいたケイ素成分を、クリアランス廃棄物であるケイ酸塩スラッジ２７として回収するので、廃棄物１の減容を図ることができる。
【００４３】
上述した気相の四フッ化ケイ素２５の生成時、並びにケイ酸塩スラッジ２７の生成時には、管路１８，２０，２４のバルブ１７，１９，２３を閉じておく。
【００４４】
この後に、バルブ８，１０，１４を閉じて、図２に示すように、ウラン成分を含んだ廃棄物残渣２９が残留している反応容器２内の空間の温度雰囲気を、反応容器２に付帯のヒータによって約（１０００／１．４３）Ｋ、すなわち約７００Ｋ以上に設定し、ウラン成分を還元する。
【００４５】
また、先に述べた四フッ化ケイ素２５（図１参照）の生成と同時に生成されて廃棄物残渣２９中に含まれていた四フッ化ウラン成分が揮発する。
【００４６】
次いで、管路１８のバルブ１７を開き、ガス充填容器５から反応容器２の内部にハロゲンガス１６を送給し、廃棄物残渣２９から気相のハロゲン化ウラン３１と残渣３２を生成する。
【００４７】
ハロゲン化ウラン３１は、ハロゲンガス１６の組成に応じて生成されるので、ハロゲンガス１６が塩素系であると、塩化ウランが生成され、ハロゲンガス１６がフッ素系であると、フッ化ウランが生成される。
【００４８】
このとき、ハロゲンガス１６の流入によって、反応容器２の内部の廃棄物残渣２９が流動し、ハロゲン化ウラン３１の生成が促進される。
【００４９】
更にまた、バルブ１７を閉じたうえ、管路２０のバルブ１９を開いて、気相のハロゲン化ウラン３１をスクラバ６へ導入させ、同時に、管路２４のバルブ２３を開いて、スクラバ６内へ水２６を噴霧し、ハロゲン化ウラン酸化物３３を生成する。
【００５０】
スクラバ６から送出されるガス３４は、凝縮器２１で液分を除去されたうえ、管路２２から排気処理設備へ流入する。
【００５１】
このように、廃棄物１（図１参照）から二酸化ケイ素成分を選択的に除去した後の廃棄物残渣２９が含んでいたウラン成分を、再利用可能なハロゲン化ウラン酸化物３３として回収するので、廃棄物１の減容を図ることができる。
【００５２】
これに加えて、ウラン成分を回収するときには、バルブ１０を閉止状態にするので、スクラバ４や凝縮器１２を組み込んでいる管路１３にウラン成分を含んだ粒子が入り込まず、これらの内部の放射線量が高くなることを抑止できる。
【００５３】
図３及び図４は本発明の廃棄物減容方法の第２の例を示すものであり、図中、図１及び図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００５４】
この廃棄物減容方法では、二酸化ケイ素成分及びウラン成分を含んだ廃棄物１を投入可能な反応容器２と、ケイ素成分回収用のガス充填容器３及びスクラバ４と、ウラン成分回収用の冷却器３５とを備えた減容処理設備を用いる。
【００５５】
冷却器３５は、生成ガス流入口を有し、当該流入口から内部へ流れ込むガスを冷却するものである。
【００５６】
冷却器３５の生成ガス流入口と反応容器２の内部とは、中間部分にバルブ３６を有し且つガス流通方向上流端が反応容器２の頂部を貫通する管路３７によって連通し得るように構成されている。
【００５７】
廃棄物１の減容を行なうときには、図３に示すように、反応容器２に廃棄物１を投入した後、当該反応容器２に付帯のヒータによって、廃棄物１が投入されている反応容器２内の空間の温度雰囲気を約（１０００／２．５０）〜（１０００／１．４３）Ｋ、すなわち約４００〜７００Ｋに設定する。
【００５８】
次いで、図１及び図２によって説明した廃棄物減容方法と同様に、バルブ８，１０，１４を開き、ガス充填容器３から反応容器２の内部にフッ化水素ガス７を送給することにより、気相の四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）２５を生成し、当該四フッ化ケイ素２５をスクラバ４へ導入させて、水２６をスクラバ４内に噴霧し、ケイ酸塩スラッジ２７を生成する。
【００５９】
このように、廃棄物１が含んでいたケイ素成分を、クリアランス廃棄物であるケイ酸塩スラッジ２７として回収するので、廃棄物１の減容を図ることができる。
【００６０】
上述した気相の四フッ化ケイ素２５の生成時、並びにケイ酸塩スラッジ２７の生成時には、管路１８，３７のバルブ１７，３６を閉じておく。
【００６１】
この後に、バルブ８，１０，１４を閉じて、図４に示すように、ウラン成分を含んだ廃棄物残渣２９が残留している反応容器２内の空間の温度雰囲気を反応容器２に付帯のヒータによって、約（１０００／１．４３）Ｋ、すなわち約７００Ｋ以上に設定し、ウラン成分を還元する。
【００６２】
また、先に述べた四フッ化ケイ素２５（図３参照）の生成と同時に生成されて廃棄物残渣２９中に含まれていた四フッ化ウラン成分が揮発する。
【００６３】
次いで、管路１８のバルブ１７を開き、ガス充填容器５から反応容器２の内部にハロゲンガス１６を送給し、気相のハロゲン化ウラン３１と残渣３２を生成する。
【００６４】
更にまた、バルブ１７を閉じたうえ、管路３７のバルブ３６を開いて、気相のハロゲン化ウラン３１を冷却器３５へ導入させて冷却し、ハロゲン化ウラン固体３８を形成させる。
【００６５】
このように、廃棄物１（図３参照）から二酸化ケイ素成分を選択的に除去した後の廃棄物残渣２９が含んでいたウラン成分を、再利用可能なハロゲン化ウラン固体３８として回収するので、廃棄物１の減容を図ることができる。
【００６６】
なお、本発明の廃棄物減容方法は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更を加え得ることは勿論である。
【００６７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の廃棄物減容方法によれば下記のような優れた効果を奏し得る。
【００６８】
（１）本発明の請求項１に記載の廃棄物減容方法においては、フッ化水素ガスを廃棄物に対して吹き込み、廃棄物が含んでいる二酸化ケイ素成分にフッ化水素ガスを反応させて、気相の四フッ化ケイ素を生成し、廃棄物中からケイ素成分を選択的に回収するので、廃棄物を効率よく減容できる。
【００６９】
（２）本発明の請求項２に記載の廃棄物減容方法においては、気相の四フッ化ケイ素に水を反応させて、ケイ酸塩スラッジを生成し、廃棄物からケイ素成分を選択的に回収するので、廃棄物を効率よく減容できる。
【００７０】
（３）本発明の請求項３に記載の廃棄物減容方法では、ハロゲンガスを二酸化ケイ素成分が除去された後の廃棄物残渣に対して吹き込み、廃棄物が含んでいるウラン成分にハロゲンガスを反応させて、気相のハロゲン化ウランを生成した後に、当該ハロゲン化ウランに水を反応させて、ハロゲン化ウラン酸化物を生成し、廃棄物残渣からウラン成分を回収するので、廃棄物を更に効率よく減容でき、また、ウランの再利用を図ることが可能になる。
【００７１】
（４）本発明の請求項４に記載の廃棄物減容方法では、ハロゲンガスを二酸化ケイ素成分が除去された後の廃棄物残渣に対して吹き込み、廃棄物が含んでいるウラン成分にハロゲンガスを反応させて、気相のハロゲン化ウランを生成した後に、当該ハロゲン化ウランを冷却して、ハロゲン化ウラン固体を形成させ、廃棄物残渣からウラン成分を回収するので、廃棄物を更に効率よく減容でき、また、ウランの再利用を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物減容方法の第１の例においてケイ素成分を回収している状態を示す概念図である。
【図２】本発明の廃棄物減容方法の第１の例においてウラン成分を回収している状態を示す概念図である。
【図３】本発明の廃棄物減容方法の第２の例においてケイ素成分を回収している状態を示す概念図である。
【図４】本発明の廃棄物減容方法の第２の例においてウラン成分を回収している状態を示す概念図である。
【図５】四フッ化ケイ素成分及び四フッ化ウラン成分の蒸気圧と温度の関係を示す線図である。
【符号の説明】
１　　廃棄物
７　　フッ化水素ガス
１６　ハロゲンガス
２５　四フッ化ケイ素
２６　水
２７　ケイ酸塩スラッジ
２９　廃棄物残渣
３１　ハロゲン化ウラン
３２　残渣
３３　ハロゲン化ウラン酸化物
３８　ハロゲン化ウラン固体
【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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