(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物を珪素成分を含有している非導電性容器へ投入し、鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物が溶融状態になるまで高周波誘導加熱したうえ、その溶融物を冷却して固化させ、溶融物の固化により形成されるインゴットを非導電性容器から取り出す金属回収工程と、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、及び金属回収工程で非導電性容器からインゴットを取り出す際に発生したスラグを金属製のキャニスタへ投入し、ホウ酸塩系スラッジが溶融状態になるまでキャニスタを高周波誘導加熱したうえ、焼却灰及びスラグを含有する溶融物を冷却してキャニスタに一体化させるガラス固化体形成工程とを順に行なうことを特徴とする放射性廃棄物処理方法。
【請求項２】
非導電性容器に投入した鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物の加熱と、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、及びスラグを投入したキャニスタの加熱とを、共通する高周波誘導加熱炉で行なう請求項１に記載の放射性廃棄物処理方法。
【請求項３】
鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物を珪素成分を含有している非導電性容器へ投入し、鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物が溶融状態になるまで高周波誘導加熱したうえ、その溶融物を冷却して固化させ、溶融物の固化により形成されるインゴットを非導電性容器から取り出す金属回収工程を行なった後、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、及び金属回収工程で非導電性容器からインゴットを取り出す際に発生したスラグを金属製のキャニスタへ投入し、ホウ酸塩系スラッジが溶融状態になるまでキャニスタを高周波誘導加熱したうえ、焼却灰及びスラグを含有する溶融物を冷却してキャニスタと一体化させるガラス固化体形成工程と、無機系廃棄物及び金属回収工程で発生したスラグを導電性容器へ投入し、無機系廃棄物が溶融状態になるまで導電性容器を高周波誘導加熱したうえ、スラグを含有する溶融物を冷却して導電性容器に一体化させる廃棄物固化体形成工程とを行なうことを特徴とする放射性廃棄物処理方法。
【請求項４】
非導電性容器に投入した鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物の加熱と、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、及びスラグを投入したキャニスタの加熱と、無機系廃棄物及びスラグを投入した導電性容器の加熱とを、共通する高周波誘導加熱炉で行なう請求項３に記載の放射性廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射性廃棄物処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力関連施設の運転に伴って発生する各種の放射性廃棄物のうち、衣類などの繊維製品や、手袋をはじめとする防護用具などの化成製品で可燃性のものは、現状では、焼却によって減容（体積を減らす処置）を施したうえ、難燃性廃棄物などとともに、雑固体廃棄物として保管している。
【０００３】
可燃性廃棄物の焼却灰は、種々の金属成分を多量に含んでいたり、あるいは、焼却により放射性核種濃度が高くなっていることが想定される。
【０００４】
そこで、焼却灰を別途に用意した溶融状態のガラスに混入し、この焼却灰含有ガラスを、剛性が高く且つ耐腐食性に優れたステンレス鋼製のキャニスタに充填したうえ、自然風冷によりガラスを固化させて、当該焼却灰を化学的に安定したガラス固化体として保管することが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原子力関連施設から発生する放射性廃棄物は、運転に伴うものだけではなく、廃液処理により発生する水酸化鉄を主体とした鉄共沈スラッジ、機器交換や施設の廃止により発生する炭素鋼やステンレス鋼を主体とした金属系廃棄物、または、コンクリートや保温材のような無機系廃棄物、濃縮廃液処理により発生するホウ酸塩系スラッジなどがあり、これら放射性廃棄物の処理全般を考慮すると、焼却灰をガラス固化体に封じ込めるために、新たにガラス質の素材を使うことは、経済的にも減容の向上を図る点においても得策ではない。
【０００６】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、放射性廃棄物の処理を効率よく行なえるようにすることを目的としている。
【０００９】
【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に記載の放射性廃棄物処理方法では、鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物を珪素成分を含有している非導電性容器へ投入し、鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物が溶融状態になるまで高周波誘導加熱したうえ、その溶融物を冷却して固化させ、溶融物の固化により形成されるインゴットを非導電性容器から取り出す金属回収工程と、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、及び金属回収工程で非導電性容器からインゴットを取り出す際に発生したスラグを金属製のキャニスタへ投入し、ホウ酸塩系スラッジが溶融状態になるまでキャニスタを高周波誘導加熱したうえ、焼却灰及びスラグを含有する溶融物を冷却してキャニスタに一体化させるガラス固化体形成工程とを順に行なう。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の放射性廃棄物処理方法においては、本発明の請求項１に記載の放射性廃棄物の処理方法の構成に加えて、非導電性容器に投入した鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物の加熱と、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、及びスラグを投入したキャニスタの加熱とを、共通する高周波誘導加熱炉で行なう。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の放射性廃棄物処理方法では、鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物を珪素成分を含有している非導電性容器へ投入し、鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物が溶融状態になるまで高周波誘導加熱したうえ、その溶融物を冷却して固化させ、溶融物の固化により形成されるインゴットを非導電性容器から取り出す金属回収工程を行なった後、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、及び金属回収工程で非導電性容器からインゴットを取り出す際に発生したスラグを金属製のキャニスタへ投入し、ホウ酸塩系スラッジが溶融状態になるまでキャニスタを高周波誘導加熱したうえ、焼却灰及びスラグを含有する溶融物を冷却してキャニスタと一体化させるガラス固化体形成工程と、無機系廃棄物及び金属回収工程で発生したスラグを導電性容器へ投入し、無機系廃棄物が溶融状態になるまで導電性容器を高周波誘導加熱したうえ、スラグを含有する溶融物を冷却して導電性容器に一体化させる廃棄物固化体形成工程とを行なう。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の放射性廃棄物処理方法では、本発明の請求項３に記載の放射性廃棄物の処理方法の構成に加えて、非導電性容器に投入した鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物の加熱と、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、及びスラグを投入したキャニスタの加熱と、無機系廃棄物及びスラグを投入した導電性容器の加熱とを、共通する高周波誘導加熱炉で行なう。
【００１７】
本発明の請求項１に記載の放射性廃棄物処理方法においては、高周波誘導加熱により非導電性容器内の鉄共沈スラッジと金属系廃棄物を溶融させ、この溶融物を冷却した後、インゴットとして取り出し、金属を選択的に回収する。
【００１８】
また、高周波誘導加熱より金属製のキャニスタを加熱してホウ酸塩系スラッジを溶融させ、当該ホウ酸塩系スラッジとキャニスタ内のスラグに含有されている珪素成分とで、ホウ珪酸ガラスを生成する。
【００１９】
次いで、ホウ珪酸ガラスを冷却し、金属製のキャニスタ内で固化したホウ珪酸ガラスに焼却灰を封じ込める。
【００２０】
本発明の請求項２に記載の放射性廃棄物処理方法においては、鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物の加熱手段と、金属製のキャニスタの加熱手段とを共通化し、設備の可動効率の向上を図る。
【００２１】
本発明の請求項３に記載の放射性廃棄物処理方法においては、高周波誘導加熱により非導電性容器内の鉄共沈スラッジと金属例廃棄物を溶融させ、この溶融物を冷却した後、インゴットとして取り出し、金属を選択的に回収する。
【００２２】
また、高周波誘導加熱より金属製のキャニスタを加熱してホウ酸塩系スラッジを溶融させ、当該ホウ酸塩系スラッジとキャニスタ内のスラグに含有されている珪素成分とで、ホウ珪酸ガラスを生成する。
【００２３】
次いで、ホウ珪酸ガラスを冷却し、金属製のキャニスタ内で固化したホウ珪酸ガラスに焼却灰を封じ込める。
【００２４】
更に、高周波誘導加熱により導電性容器を加熱して無機系廃棄物を溶融させた後、この溶融物を冷却し、導電性容器内で固化した無機系廃棄物にスラグを封じ込める。
【００２５】
本発明の請求項４に記載の放射性廃棄物処理方法においては、鉄共沈スラッジ及び金属系廃棄物の加熱手段と、金属製のキャニスタの加熱手段と、導電性容器の加熱手段を共通化し、設備の可動効率の向上を図る。
【００２６】
【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。
【００２７】
図１は本発明の放射性廃棄物処理方法の実施の形態の一例であり、この放射性廃棄物処理方法の実施にあたっては、耐火物１に誘導加熱コイル２を埋め込んだ高周波誘導加熱炉３と、鉄共沈スラッジ４及び金属系廃棄物５を対象とした金属回収工程に用いる非導電性容器６と、焼却灰７及びホウ酸塩系スラッジ８を対象としたガラス固化体形成工程に用いるキャニスタ９と、無機系廃棄物１０を対象とした廃棄物固化体形成工程に用いる導電性容器１１とを準備しておく。
【００２８】
上記の各工程に用いる非導電性容器６、キャニスタ９、及び導電性容器１１の形状は、いずれも加熱炉３へ挿入可能に設定され、当該加熱炉３を各工程で共用できるようになっている。
【００２９】
非導電性容器６は、耐熱性が保持でき且つ容器解体を容易に行なえるように、アルミナ、あるいはマグネシアスピネルなどを主体として形成されている。
【００３０】
キャニスタ９は、鋼、またはステンレス鋼によって形成され、導電性容器１１は、１６００℃程度の昇温に耐え得るように、炭化珪素によって形成されている。
【００３１】
金属回収工程を行なうときには、廃液処理により発生し且つ水酸化鉄を主体とする鉄共沈スラッジ４を脱水乾燥させ、また、機器交換などにより発生し且つ鋼やステンレス鋼を主体する金属系廃棄物５を裁断し、当該鉄共沈スラッジ４及び金属系廃棄物５を非導電性容器６へ投入する。
【００３２】
次いで、非導電性容器６を加熱炉３に挿入して、鉄共沈スラッジ４及び金属系廃棄物５が溶融状態になるまで高周波誘導加熱したうえ、その溶融物を自然冷却により固化させる。
【００３３】
更に、加熱炉３から引き出した非導電性容器６を解体し、前記の溶融物の固化により形成されたインゴット１２を取り出して、鉄やステンレス鋼などの金属を選択的に回収する。
【００３４】
また、非導電性容器６の解体時に、シリカを含有するスラグ１３を確保しておく。
【００３５】
ガラス固化体形成工程を行なうときには、濃縮廃液処理により発生したホウ酸塩系スラッジ８を脱水乾燥させ、当該ホウ酸塩系スラッジ８、衣類や防護用具の焼却灰７、塩化ビニルなどに水蒸気改質処理をした後の残渣を主体とした不燃性残渣１４、並びに金属回収工程で得たスラグ１３をキャニスタ９へ投入する。
【００３６】
次いで、キャニスタ９を加熱炉３に挿入し、ホウ酸塩系スラッジ８が溶融状態になるまでキャニスタ９を高周波誘導加熱することにより、ホウ酸塩系スラッジ８とスラグ１３に含有されている珪素成分で、ホウ珪酸ガラス１５を生成させ、当該ホウ珪酸ガラス１５を自然冷却により固化させて、焼却灰７及び不燃性残渣１４をホウ珪酸ガラス１５に封じ込め、ガラス固化体１６を形成する。
【００３７】
更に、加熱炉３から引き出したガラス固化体１６を、貯蔵施設へ搬送して保管する。
【００３８】
廃棄物固化体形成工程を行なうときには、焼却灰７やガラス質を含んでいないコンクリートなどの無機系廃棄物１０、及び前記のスラグ１３を導電性容器１１へ投入する。
【００３９】
次いで、導電性容器１１を加熱炉３に挿入し、無機系廃棄物１０が溶融状態になるまで導電性容器１１を高周波誘導加熱したうえ、自然冷却により固化させて、スラグ１３を無機系廃棄物１０に封じ込め、廃棄物固化体１７を形成する。
【００４０】
更に、加熱炉３から引き出した廃棄物固化体１７に対してモルタル固化処理を施し、貯蔵施設へ搬送して保管する。
【００４１】
このように、図１に示す放射性廃棄物処理方法では、非導電性容器６内の鉄共沈スラッジ４と金属系廃棄物５とを溶融し、この溶融物を冷却した後、インゴット１２として取り出すので、金属を選択的に回収することができる。
【００４２】
キャニスタ９内のホウ酸塩系スラッジ８を溶融して、ホウ酸塩系スラッジ８とスラグ１３に含有されている珪素成分とでホウ珪酸ガラス１５を生成させ、このホウ珪酸ガラス１５を冷却することにより、キャニスタ９内で固化したホウ珪酸ガラス１５に、焼却灰７と不燃性残渣１４を封じ込めるので、新たにガラス質の素材を使わずにガラス固化体１６を形成することが可能になり、放射性廃棄物の減容を効果的に行なえる。
【００４３】
更に、鉄共沈スラッジ４、金属系廃棄物５に対する金属回収工程、焼却灰７、ホウ酸塩系スラッジ８、不燃性残渣１４に対するガラス固化体形成工程、及び無機系廃棄物１０に対する廃棄物固化体形成工程が、同一の高周波誘導加熱炉３を共用するので、設備の可動効率の向上を図ることができる。
【００４４】
なお、本発明の放射性廃棄物処理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、廃棄物固化体形成工程を除外して金属回収工程とガラス固化体形成工程を行なうこと、あるいは、ガラス固化体形成工程だけを行ない且つホウ珪酸ガラスの生成に必要な珪素成分を廃棄物以外から得るようにすること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の放射性廃棄物処理方法によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００４７】
（１）本発明の請求項１、３に記載の放射性廃棄物処理方法のいずれにおいても、非導電性容器内の鉄共沈スラッジと金属系廃棄物とを溶融し、この溶融物を冷却した後、インゴットとして取り出すので、金属だけを選択的に回収することができ、これに加えて、非導電性容器からインゴットを取り出す際に得たスラグが含んでいる珪素成分を利用し、該珪素成分とホウ酸塩系スラッジとでホウ珪酸ガラスを生成させ且つ焼却灰を封じ込めるので、廃棄物の減容を、更に効率よく行なえる。
【００４８】
（２）本発明の請求項２に記載の放射性廃棄物処理方法においては、非導電性容器に投入した鉄共沈スラッジ、金属系廃棄物の加熱と、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、スラグを投入したキャニスタの加熱とを、共通する高周波誘導加熱炉で行なうので、設備の可動効率の向上を図ることができる。
【００４９】
（３）本発明の請求項４に記載の放射性廃棄物処理方法においては、非導電性容器に投入した鉄共沈スラッジ、金属系廃棄物の加熱と、ホウ酸塩系スラッジ、焼却灰、スラグを投入したキャニスタの加熱と、無機系廃棄物を投入した導電性容器の加熱を、共通する高周波誘導加熱炉で行なうので、更に、設備の可動効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射性廃棄物処理方法の実施の形態の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
３    高周波誘導加熱炉
４    鉄共沈スラッジ
５    金属系廃棄物
６    非導電性容器
７    焼却灰
８    ホウ酸塩系スラッジ
９    キャニスタ
１０  無機系廃棄物
１１  導電性容器
１２  インゴット
１３  スラグ（珪素成分）
【図１】
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