(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記回収工程で回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解工程と、
前記研掃材溶解工程で得られた前記研掃材溶解液を中和して生成した前記特定金属の化合物を抽出する中和工程を有する抽出工程と、
前記抽出工程で抽出された前記特定金属の前記化合物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。
【請求項２】
金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記回収工程で回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離工程と、
前記溶解分離工程で得られた前記研掃材溶解液を中和して生成した前記特定金属の化合物を抽出する中和工程を有する抽出工程と、
前記抽出工程で抽出された前記特定金属の前記化合物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。
【請求項３】
金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記回収工程で回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解工程と、
前記研掃材溶解工程で得られた前記研掃材溶解液を中和して生成した前記特定金属の水酸化物を抽出する中和工程を有する抽出工程と、
前記抽出工程で抽出された前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。
【請求項４】
金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記回収工程で回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離工程と、
前記溶解分離工程で得られた前記研掃材溶解液を中和して生成した前記特定金属の水酸化物を抽出する中和工程を有する抽出工程と、
前記抽出工程で抽出された前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。
【請求項５】
金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記回収工程で回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解工程と、
前記研掃材溶解工程で得られた前記研掃材溶解液を中和して生成してコロイド状に沈殿した前記特定金属の水酸化物を濾して抽出する中和工程を有する抽出工程と、
前記抽出工程で抽出された前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。
【請求項６】
金属製部材を切断する金属製部材切断方法であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、
前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、
前記回収工程で回収した前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離工程と、
前記溶解分離工程で得られた前記研掃材溶解液を中和して生成してコロイド状に沈殿した前記特定金属の水酸化物を濾して抽出する中和工程を有する抽出工程と、
前記抽出工程で抽出された前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成工程と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断方法。
【請求項７】
金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記回収装置により回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解装置と、
前記研掃材溶解装置により得られた前記研掃材溶解液を中和して生成した前記特定金属の化合物を抽出する中和装置を有する抽出装置と、
前記抽出装置により得られた前記特定金属の前記化合物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。
【請求項８】
金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記回収装置により回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離装置と、
前記溶解分離装置により得られた前記研掃材溶解液を中和して生成した前記特定金属の化合物を抽出する中和装置を有する抽出装置と、
前記抽出装置により得られた前記特定金属の前記化合物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。
【請求項９】
金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記回収装置により回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解装置と、
前記研掃材溶解装置により得られた前記研掃材溶解液を中和して生成した前記特定金属の水酸化物を抽出する中和装置を有する抽出装置と、
前記抽出装置により得られた前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。
【請求項１０】
金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記回収装置により回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離装置と、
前記溶解分離装置により得られた前記研掃材溶解液を中和して生成された前記特定金属の水酸化物を抽出する中和装置を有する抽出装置と、
前記抽出装置により得られた前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。
【請求項１１】
金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記回収装置により回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解装置と、
前記研掃材溶解装置により得られた前記研掃材溶解液を中和して生成したコロイド状に沈殿した前記特定金属の水酸化物を濾して抽出する中和装置を有する抽出装置と、
前記抽出装置により得られた前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。
【請求項１２】
金属製部材を切断する金属製部材切断装置であって、
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、
前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、
前記回収装置により回収された前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離装置と、
前記溶解分離装置により得られた前記研掃材溶解液を中和して生成したコロイド状に沈殿した前記特定金属の水酸化物を濾して抽出する中和装置を有する抽出装置と、
前記抽出装置により得られた前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成装置と、
を備えることを特徴とする金属製部材切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製部材を切断する金属製部材切断方法とその方法を実施する金属製部材切断装置とに係る。特に、金属製部材を切断した際に残る残渣から金属切断屑を分離するのに好適な金属製部材切断方法と金属製部材切断装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製部材を切断するのに、研掃材を用いるウォータージェット法がある。
ウォータージェット法は、研掃材を混入させた水を金属製部材に吹付けて、金属製部材を切断する工法である。
【０００３】
一方、寿命に達した原子炉等の設備を更新または廃棄することが要求される。
そのために、古い設備を細かく切断し、除去する。
例えば、原子炉内に組み込まれている圧力管やカランドリア管を切断しなければならない。
圧力管やカランドリア管は放射能化している。
近年、圧力管やカランドリア管を切断するのに、液中でウォータージェット法で切断することが試されている。
【０００４】
原子炉等の設備の廃棄物は放射性廃棄物になるので、厳格な管理を必要とする。
したがって、廃棄物の量をすくなくすることが求められる。
ウォータージェット法を用いると、大量の研掃材が廃棄物となる恐れがある。
特に、研掃材には放射能をもった金属切断屑が混ざっているので、高レベル放射能廃棄物の量が多くなる恐れがある。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３５６７７号
【特許文献２】特開２００６−３４３２５０号
【特許文献３】特開２００７−０８５８５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡易な構成により金属切断屑の発生量を押さえて金属製部材を切断する金属製部材切断方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属製部材を切断する金属製部材切断方法を、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解工程と、を備えるものとした。
【０００８】
上記本発明の構成により、切断工程で、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。回収工程で、前記切断工程で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する。研掃材溶解工程で、前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る。
その結果、金属製部材を切断した後、前記研掃材に含まれる化合物を溶解させた研掃材溶解液を得る。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属製部材を切断する金属製部材切断方法を、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離工程と、を備えるものとした。
【００１０】
上記本発明の構成により、切断工程で、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。回収工程で、前記切断工程で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する。溶解分離工程で、前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
その結果、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と前記研掃材に含まれる化合物を溶解させてた研掃材溶解液とを得る。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属製部材を切断する金属製部材切断方法を、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解工程と、を備えるものとした。
【００１２】
上記本発明の構成により、切断工程で、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。回収工程で、前記切断工程で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する。研掃材溶解工程で、前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る。
その結果、金属製部材を切断した後、研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属製部材を切断する金属製部材切断方法を、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断工程と、前記切断工程で発生した金属製構造部材の金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収工程と、前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離工程と、を備えるものとした。
【００１４】
上記本発明の構成により、切断工程で、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。回収工程で、前記切断工程で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する。溶解分離工程で、前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
その結果、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
【００１５】
以下に、本発明の実施形態に係る金属製部材切断方法を説明する。本発明は、以下に記載した実施形態のいずれか、またはそれらの中の二つ以上が組み合わされた態様を含む。
【００１６】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断方法は、前記研掃材溶解液より前記特定金属の化合物を抽出する抽出工程と、を備える。
上記本発明に係る実施形態の構成により、抽出工程で、前記研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する。
その結果、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の化合物とを得る。
【００１７】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断方法は、前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出する中和工程を有する抽出工程と、前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成工程と、を備える。
上記本発明に係る実施形態の構成により、中和工程で、前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出する。焼成工程で、前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る。
その結果、研掃材に含まれた特定金属の酸化物に同種の金属酸化物を得る。
【００１８】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断方法は、前記切断工程が前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記切断工程で、前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。
その結果、金属製部材を切断する際の研掃材の総量を少なくできる。
【００１９】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断方法は、前記溶解分離工程が前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得る分離工程と該分離工程で得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により前記研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解工程を有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、分離工程で、前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得る。溶解工程で、該分離工程で得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により前記研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
その結果、酸に溶解する金属切断屑の量を減らすことができる。
【００２０】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断方法は、前記特定金属がマグネシウムであって、前記金属製部材が原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方であり、酸が塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつである。
上記本発明に係る実施形態の構成により、マグネシウムの酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、前記混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる。
その結果、原子炉構造物の一部の切断して発生した金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属製部材を切断する金属製部材切断装置を、水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、前記切断工程で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解装置と、を備える、ものとした。
【００２２】
上記本発明の構成により、切断装置が、水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物をを主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。回収装置が、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する。研掃材溶解装置が、前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る。
その結果、金属製部材を切断した後、前記研掃材に含まれる化合物を溶解させた研掃材溶解液を得る。
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属製部材を切断する金属製部材切断装置を、水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、前記切断工程で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離装置と、を備える、ものとした。
【００２４】
上記本発明の構成により、切断装置が、水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物をを主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。回収装置が、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する。溶解分離装置が、前記混合物を処理して前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
その結果、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた化合物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属製部材を切断する金属製部材切断装置を、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、前記切断工程で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る研掃材溶解装置と、を備える、ものとした。
【００２６】
上記本発明の構成により、切断装置が、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。回収装置が、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する。研掃材溶解装置が、前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る。
その結果、金属製部材を切断した後、研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
【００２７】
上記目的を達成するため、本発明に係る金属製部材を切断する金属製部材切断装置を、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する切断装置と、前記切断工程で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する回収装置と、前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解分離装置と、を備える、ものとした。
【００２８】
上記本発明の構成により、切断装置が、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。回収装置が、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収する。溶解分離装置が、前記混合物を処理して前記酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
その結果、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
【００２９】
以下に、本発明の実施形態に係る金属製部材切断装置を説明する。本発明は、以下に記載した実施形態のいずれか、またはそれらの中の二つ以上が組み合わされた態様を含む。
【００３０】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断装置は、前記研掃材溶解液より前記特定金属の化合物を抽出する抽出装置と、を備える。
上記本発明に係る実施形態の構成により、抽出装置が、前記研掃材溶解液より前記特定金属の化合物を抽出する。
その結果、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の化合物を得る。
【００３１】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断装置は、前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出する中和装置を有する抽出装置と、前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る焼成装置とを備える。
上記本発明に係る実施形態の構成により、中和装置が、前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出する。焼成装置が、前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る。
その結果、研掃材に含まれた特定金属の酸化物に同種の金属酸化物を得る。
【００３２】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断装置は、前記切断装置が前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、前記切断装置が前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する。
その結果、金属製部材を切断する際の研掃材の総量を少なくできる。
【００３３】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断装置は、前記溶解分離装置が前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得る分離装置と該分離装置で得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により前記研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る溶解装置とを有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、
分離装置が、前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得る。溶解装置が、該分離装置で得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
その結果、酸に溶解する金属切断屑の量を減らすことができる。
【００３４】
また、本発明の実施形態に係る金属製部材切断装置は、前記特定金属がマグネシウムであって、前記金属製部材が原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方であり、酸が塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつである、
上記本発明に係る実施形態の構成により、マグネシウムの酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、前記混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる。
その結果、原子炉構造物の一部を切断して発生した金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
【発明の効果】
【００３５】
以上説明したように、本発明に係る金属製部材切断方法と金属製部材切断装置は、その構成により、以下の効果を有する。
水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収し、前記混合物から化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る様にしたので、金属製部材を切断した後、研掃材を含まれる化合物を溶解した研掃材溶解液を得る。
水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収し、前記混合物から化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれる化合物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収し、前記混合物から酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液とを得る様にしたので、金属製部材を切断した後、研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液を得る。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、前記切断で発生した金属切断屑と前記研掃材との混合物を回収し、前記混合物から酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
また、前記研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する様にしたので、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の化合物とを得る。
また、前記研掃材溶解液を中和して前記特定金属の水酸化物を抽出し、前記特定金属の前記水酸化物を焼成して前記特定金属の新たな酸化物を得る様にしたので、研掃材に含まれた特定金属の酸化物に同種の金属酸化物を得る。
また、前記特定金属の前記新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する様にしたので、金属製部材を切断する際の研掃材の総量を少なくできる。
前記混合物を分級し前記金属切断屑と前記金属切断屑の混合比の少なくなった前記混合物とを得て、得た前記混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、酸に溶解する金属切断屑の量を減らすことができる。
また、マグネシウムの酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、前記混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる様にしたので、原子炉構造物の一部を切断して発生した金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
説明の便宜のために、地震の加速度が建物を揺する場合を例に、説明する。
【００３７】
最初に、本発明の第１の実施形態に係る金属製部材切断方法を、図を基に、説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
金属製部材切断方法は、金属製部材を切断する方法であって、準備工程Ｓ５と切断工程Ｓ１０と回収工程Ｓ２０と研掃材溶解工程Ｓ３５とで構成される。
金属製部材は、原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方であってもよい。
例えば、金属製部材は、原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管である。
原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管は、ステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方である。
例えば、金属製部材は、使用済みの原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管である。
使用済みの原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管は放射能化されている。
以下では、金属製部材は、原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管であるとして、説明する。  
【００３８】
準備工程Ｓ５は、水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物を主成分とする研掃材を準備する。
準備工程Ｓ５は、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を準備してもよい。
準備工程Ｓ５では、準備した特定金属の酸化物の他に、後述する焼成工程Ｓ７０で得た酸化物を研掃材の材料として準備する。
特定金属の酸化物は、後述するウォータージェット法で用いる水に不溶性を示す化合物である。
ウォータージェット法で用いる液体が水であるとき、特定金属の酸化物は水に不溶性を示す化合物である。
特定金属は、マグネシウムであってもよい。
特定金属の酸化物は、マグネシアであってもよい。
マグネシアは、金属切断に必要な研掃材としての硬度（モース硬度７）を有し、水の反応せず、酸に溶解する。
【００３９】
切断工程Ｓ１０は、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する工程である。
切断工程Ｓ１０は、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断してもよい。
回収工程Ｓ２０は、切断工程Ｓ１０で発生した金属製構造部材の金属切断屑と研掃材との混合物を回収する工程である。
【００４０】
研掃材溶解工程Ｓ３５は、混合物を処理して化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る工程である。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、研掃材溶解工程Ｓ３２は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液を得る。
例えば、混合液を酸に溶解させて研掃材溶解液を得る。この場合、研掃材溶解液は、前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液に金属切断屑の混ざったものである。
例えば、混合物を金属切断屑と金属切断屑の少なくなった混合物とに分離し、その後で、混合液を酸に溶解させて研掃材溶解液を得る。この場合は、研掃材溶解液は、前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液に分離されなかった少量の金属切断屑の混ざったものである。
また、溶解液中には、金属切断屑の金属が酸に溶解されたものが混ざることもある。
研掃材溶解液をそのまま貯蔵できる。
また、研掃材溶解液に後述する金属製部材切断方法における様な処理を施してもよい。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る金属製部材切断方法を、図を基に、説明する
図２は、本発明の第２の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
【００４２】
金属製部材切断方法は、金属製部材を切断する方法であって、準備工程Ｓ５と切断工程Ｓ１０と回収工程Ｓ２０と溶解分離工程Ｓ３０と固化保存工程Ｓ４０と抽出工程Ｓ５０と廃棄処理工程Ｓ６０と焼成工程Ｓ７０と貯留工程Ｓ７５とで構成されてよい。
【００４３】
準備工程Ｓ５は、第一の実施形態にかかる金属製部材切断方法のものと同じなので、説明を省略する。
【００４４】
切断工程Ｓ１０は、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する工程である。
切断工程Ｓ１０は、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する工程であってもよい。
複数の二重管が、圧力容器の中に配管されている。
水が圧力容器の内部に貯留され、複数の二重管が水に浸かっている。
研掃材と液体とが、エゼクタで混合しノズルを金属製構造部材に吹きつけられる。
金属製構造部材は、研掃材により削られ、削られた個所が切断される。
例えば、圧力管の内側にノズルを配置し、研掃材と液体との混合液を圧力管の内壁に吹きつける。
圧力管とカランドリア管とが切断され、研掃材と金属切断屑とが圧力容器内に堆積する。
【００４５】
回収工程Ｓ２０は、切断工程Ｓ１０で発生した金属製構造部材の金属切断屑と研掃材との混合物を回収する工程である。
切断工程Ｓ１０で、使用済みの研削材と金属切断断屑とが混ざったものが発生する。
例えば、圧力容器の中から研掃材と金属切断屑と液体を取りだし、液体を濾す。
金属切断屑と研掃材との混合物を得ることができる。
【００４６】
溶解分離工程Ｓ３０は、混合物を処理して化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る工程である。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、溶解分離工程Ｓ３０は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
例えば、溶解分離工程Ｓ３０は、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
溶解分離工程Ｓ３０は、分離工程Ｓ３１と溶解工程Ｓ３２とで構成される。
分離工程Ｓ３１は、混合物を分級し金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とを得る工程である。
分級は、重力分級、遠心分級、旋回分級等がある。
例えば、サイクロンに気流と共に混合物を入れて、旋回を与え、遠心力により分級する。
金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とを得る。
【００４７】
溶解工程Ｓ３２は、分離工程Ｓ３１で得た混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る工程である。
混合物に含まれる特定金属の酸化物が容易に溶解し、混合物に含まれる金属切断屑が容易に溶解しない酸を使用し、混合物を溶解させる。
溶解した混合物より、固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
研掃材溶解液は、前記化合物を酸に溶解させてできた溶解液に分離されなかった少量の金属切断屑の混ざったものである。
また、研掃材溶解液中には、金属切断屑の金属が酸に溶解されたものが混ざることもある。
【００４８】
固体保存工程Ｓ４０は、金属切断屑を管理しやすい形状で保存する工程であり、アスファルト固化工程Ｓ４１とドラム管工程Ｓ４２と貯蔵工程Ｓ４３とで構成される。
アスファルト固化工程Ｓ４１は、金属切断屑をアスファルトで所定の形状に固める工程である。
分離工程Ｓ３１で得た金属切断屑と溶解工程Ｓ３２で得た金属切断屑とをアスファルトに混ぜ、所定の形状の塊（以下、「固化物」と呼称する。）をつくる。
【００４９】
ドラム管工程Ｓ４２は、複数の固化物をドラム管に詰める工程である。
複数の固化物をドラム管に詰めて、蓋を密閉する。
【００５０】
貯蔵工程Ｓ４３は、ドラム管を固体廃棄物貯蔵庫に管理保管する。
ドラム管は固体廃棄物貯蔵庫に長期保管される。
【００５１】
抽出工程Ｓ５０は、研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する工程である。
抽出工程Ｓ５０は、中和工程Ｓ５１で構成される。
中和工程Ｓ５１は、研掃材溶解液を中和して特定金属の化合物を抽出する。
例えば、中和工程Ｓ５１は、研掃材溶解液を中和して特定金属の水酸化物を生成し、水酸化物を研掃材溶解液をから抽出する。
例えば、コロイド状に沈殿した特定金属の水酸化物を濾す。
研掃材溶解液から特定金属の水酸化物を抽出すると、残留物の混ざった水溶液（以下、残留水溶液」と呼称する、）が残る。
【００５２】
廃棄処理工程Ｓ６０は、残留水溶液を廃棄のために処理する工程であり、蒸発濃縮工程Ｓ６１と脱塩工程Ｓ６２とタンク工程Ｓ６３とで構成される。
蒸発濃縮工程Ｓ６１は、残留水溶液を蒸発させる工程である。
残留水溶液を蒸発濃縮装置の内に入れて、蒸発させて、残留水溶液を濃縮する。濃縮された水溶液（以下、「濃縮排液」と呼称する。）を固化保存工程Ｓ４０へ送る。
蒸発した気体は凝集して液体に戻され、脱塩工程Ｓ６２へ送る。
【００５３】
脱塩工程Ｓ６２は液体を脱塩する工程である。
濃縮排液をイオン交換樹脂により脱塩する。
脱塩された排水は、後述するタンク工程Ｓ６３へ送られる。
【００５４】
タンク工程Ｓ６３は、排水をタンクに貯留する工程である。
タンクに貯留された排水は、定期的にサンプリング検査され、放出が可能か否かを評価される。
放出が可能と評価されると、排水される。
【００５５】
焼成工程Ｓ７０は、特定金属の水酸化物を焼成して特定金属の新たな酸化物を得る工程である。
特定金属の水酸化物を焼結させ、粉砕して、所定の粒度をもった特定金属の酸化物を得る。
得た特定金属の酸化物を準備工程Ｓ５に移す。
【００５６】
貯留工程Ｓ７５が、再生した特定金属の酸化物を貯留する工程である。
貯留されたものが放射能を帯びているときは、法定された期間の間、再生した特定金属の酸化物を貯留する。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる金属製部材切断装置を、図を基に、説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
金属製部材切断装置は、金属製部材を切断する装置であって、切断装置１０と回収装置２０と溶解分離装置３０と固化保存装置４０と抽出装置５０と廃棄処理装置６０と焼成装置７０と貯留装置７５とで構成される。
【００５８】
切断装置１０は、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する装置である。
切断装置１０は、特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する装置であってもよい。
切断装置は、超高圧ポンプとAWJカッティングヘッドと研掃材フィーダとヘッド駆動機構とで構成される。
超高圧ポンプが超高圧水をAWJカッティングヘッドに供給する。
例えば、  超高圧ポンプは水圧２００Ｍｐａの超高圧水を供給する。
研掃材フィーダが研掃材をAWJカッティングヘッドに供給する。
研掃材は、水に不溶性を示し酸に溶解性を示す化合物を主成分とする粉末状の材料である。
研掃材は、特定金属の酸化物を主成分とする粉末状の材料であってもよい。
AWJカッティングヘッドは、超高圧水と研掃材を混合し、金属製部材に噴射する。
ヘッド駆動機構がAWJカッティングヘッドを金属製部材の切断予定線に沿って移動させる。
金属製部材の切断予定線が切断される。
AWJカッティングヘッドから噴射した水と研掃材と金属切断屑が混じりあって、残渣として残る。
【００５９】
回収装置２０は、切断装置の運転で発生した金属製構造部材の金属切断屑と研掃材との混合物を回収する装置である。
例えば、回収装置２０は、金属切断で発生したスラリー状の残渣をタンクに回収する。
残渣は、金属製構造部材の金属切断屑と研掃材と水の混ざったものである。
残渣をフィルタに通して水を濾して、金属製構造部材の金属切断屑と研掃材との混合物を得る。
【００６０】
溶解分離装置３０は、混合物を処理して化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る装置である。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、溶解装置３０は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
例えば、溶解分離装置３０は、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
溶解分離装置３０は、分離装置３１と溶解装置３２とで構成される。
分離装置３１は、混合物を分級し金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とを得る装置である。
例えば、分離装置３１は、サイクロン式の分級機である。
残渣の混ざった気流を分離装置３１に流すと、気流が旋回し、遠心力により金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とに分級できる。
金属切断屑を固化保存装置４０へ送り、混合物を溶解装置３２へ送る。
【００６１】
溶解装置３２は、分離装置３１からでた混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る装置である。
酸は、金属切断屑を溶解しにくいが、特定金属の酸化物を溶解しやすい種類と濃度のものである。
例えば溶解装置３２はメッシュベルトに乗せて送られる混合物に酸をかける機器である。混合物に含まれる特定金属の酸化物が酸に溶解し、金属切断屑がメッシュベルトの上に残る。
集めた金属切断屑を固化保存装置４０へ送る。
研掃材溶解液を抽出装置５０へ送る。
【００６２】
固化保存装置４０は、金属切断屑を固化し保存する装置であり、アスファルト固化装置４１とドラム管４２と固体廃棄物貯蔵庫４３とで構成される。
アスファルト固化装置４１は、金属切断屑をアスファルトに混ぜて固化する装置である。
溶けたアルファルトと金属切断屑を混合し、所定の形状の型にいれて冷やす。
【００６３】
ドラム管４２は、固化物を収納する容器である。
固化物をドラム管４２に入れて蓋をして密閉する。
【００６４】
固体廃棄物貯蔵庫４３は、固化物の入ったドラム管４２を長期保管するための貯蔵庫である。
【００６５】
抽出装置５０は、研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する装置であり、中和装置５１で構成される。
中和装置５１は、研掃材溶解液を中和して特定金属の水酸化物を抽出する装置である。
研掃材溶解液を中和処理し、特定金属の水酸化物を抽出する。
特定金属の水酸化物を焼成装置７０へ送る。
残った、残留水溶液を後述する廃棄処理装置６０へ送る。
【００６６】
廃棄処理装置６０は、残留水溶液を廃棄のために処理する装置であり、蒸発濃縮装置６１と排液脱塩装置６２とタンク６３とで構成される。
蒸発濃縮装置６１は、残留水溶液を蒸発させる装置である。
残留水溶液を蒸発濃縮装置の内に入れて、蒸発させて、残留水溶液を濃縮する。濃縮された水溶液（以下、「濃縮排液」と呼称する。）を固化保存装置４０へ送る。
蒸発した気体は凝集して液体に戻され、後述する排液脱塩装置６２へ送られる。
【００６７】
排液脱塩装置６２は、液体を脱塩する工程である。
例えば、排液脱塩装置６２はオン交換器である。
液体をイオン交換樹脂により脱塩する。
脱塩された液体は、後述するタンク６３へ送られる。
【００６８】
タンク６３は、排水をタンクに貯留する容器である。
タンクに貯留された排水は、定期的にサンプリング検査され、放出が可能か否かを評価される。
放出が可能と評価されると、排水される。
【００６９】
焼成装置７０は、特定金属の水酸化物を焼成して特定金属の新たな酸化物を得る装置である。
例えば、焼成装置７０は、焼結炉と破砕機で構成される。
焼結炉は、特定金属の水酸化物を焼いて、特定金属の酸化物の塊を作る。
破砕機は、塊を砕いて所定の粒度を持った特定金属の酸化物を作る。
特定金属の酸化物の一部を切断装置１０へ送り、残りの一部を貯留装置７５へ送る。
【００７０】
貯留装置７５は、再生した特定金属の酸化物を貯留する装置である。
貯留されたものが放射能を帯びているときは、法定された期間の間、再生した特定金属の酸化物を貯留する。
【００７１】
以下に、金属製部材が使用済み原子炉の圧力管、カランドリア管の二重管である場合を例により、化学反応の一例を説明する。
圧力管、カランドリア管は、ステンレス管製またはジルコニウム合金製である。
ステンレスはＳＵＳ３０４である。
ジルコニウム合金は、Ｚｒ−Ｎｂ、Ｚｒｙ−２合金である。
ここで、特定金属はマグネシウムである。
特定金属の酸化物は、マグネシアである。
酸は、塩酸、硫酸はたは硝酸のうちのひとつである。
【００７２】
溶解工程での化学反応を詳述する。
酸溶液に残渣を溶解させる。
溶解液のＰＨ値を所定の値未満に維持する。所定の値は、その値より高くするとマグネシウムが沈殿を開始する値である。例えば、所定の値は３．６である。
混合物の中の酸化マグネシウムが酸溶液に溶解する。
金属切断屑のほとんどは、酸に溶解しない。
（ａ）塩酸を用いる場合
ＭｇＯ＋２ＨＣＬ−＞ＭｇＣＬ２＋Ｈ２Ｏ
（ｂ）希硫酸を持ちいる場合
ＭｇＯ＋Ｈ２ＳＯ４−＞ＭｇＳＯ４＋Ｈ２Ｏ
（ｃ）硝酸を用いる場合
ＭｇＯ＋２ＨＮＯ３−＞Ｍｇ（ＮＯ３）２＋Ｈ２Ｏ
【００７３】
中和工程での化学反応を詳述する。
マグネシウム塩首位溶液を中和反応プラントに送り、中和反応プラントで、水酸化ナトリウムと反応させ、コロイド状の水酸化マグネシウムを沈殿させる。
沈殿した水酸化マグネシウムを溶液から分離回収し、溶液はＰＨ５．８〜８，６に再調整し放出する。
（ａ）塩化マグネシウムの場合
ＭｇＣＬ２＋Ｈ２Ｏ＋２ＮａＯＨ−＞２Ｎａ＋＋２ＣＬ−＋Ｈ２Ｏ＋Ｍｇ（ＯＨ）２
（ｂ）硫酸マグネシウムの場合
ＭｇＳＯ４＋Ｈ２Ｏ＋２ＮａＯＨ−＞Ｎａ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ＋Ｍｇ（ＯＨ）２
（ｃ）硝酸マグネシウムの場合
Ｍｇ（ＮＯ３）２＋Ｈ２Ｏ＋ＮａＯＨ−＞ＭａＮＯ３＋Ｈ２Ｏ＋Ｍｇ（ＯＨ）２
【００７４】
すなわち、上述した分離溶解工程により、切断工程で発生した残渣（２次廃棄物）を金属切断屑と使用済みの研削材とに分離した状態にできる。
圧力管、カランドリア管の切断屑は高濃度放射性廃棄物として管理しなければないない。仮に、金属切断屑と使用済みの研削材とが混ざっている場合は、その全てが高濃度放射性廃棄物になる。
金属切断屑と研削材とを分離できるので、高濃度放射性廃棄物の量を少なくできる。
さらに、使用済研削材は、分離後一定の貯留期間を設けることにより低濃度放射性廃棄物でなく、非放射性廃棄物として処理できる可能性が生ずる。
【００７５】
さらに、使用済み研削材から新たな研削材を再生して切断工程で使用すると、研削材の総量を少なくすることができ、低濃度放射性廃棄物の量を抑制できる。
【００７６】
以下に、本発明の他の実施形態にかかる金属製部材切断方法、金属製部材切断装置を説明する。
以下では、第２の実施形態に係る金属製部材切断方法と同じ箇所は説明を省略し、異なる点のみを説明する。
【００７７】
次に、本発明の第３の実施形態に係る金属製部材切断方法を、図を基に、説明する
図４は、本発明の第３の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
【００７８】
金属製部材切断方法は、金属製部材を切断する方法であって、準備工程Ｓ５と切断工程Ｓ１０と回収工程Ｓ２０と溶解分離工程Ｓ３０と固化保存工程Ｓ４０と抽出工程Ｓ５０と廃棄処理工程Ｓ６０と焼成工程Ｓ７０と貯留工程Ｓ７５とで構成される。
準備工程Ｓ５と切断工程Ｓ１０と回収工程Ｓ２０と固化保存工程Ｓ４０と抽出工程Ｓ５０と廃棄処理工程Ｓ６０と焼成工程Ｓ７０と貯留工程Ｓ７５とは、第２の実施形態にかかる金属製部材切断方法のものと同じなので、説明を省略する。
【００７９】
溶解分離工程Ｓ３０は、混合物を処理して化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る工程である。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、溶解分離工程Ｓ３０は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
例えば、溶解分離工程Ｓ３０は、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
溶解分離工程Ｓ３０は溶解工程Ｓ３２で構成される。
溶解工程Ｓ３２は、回収工程Ｓ２０で得た混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
混合物に含まれる特定金属の酸化物が容易に溶解し、混合物に含まれる金属切断屑が容易に溶解しない酸を使用し、記混合物を溶解させる。
溶解した混合物より、固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
【００８０】
次に、本発明の第３の実施形態に係る金属製部材切断装置を、図を基に、説明する
図５は、本発明の第３の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
【００８１】
金属製部材切断装置は、金属製部材を切断する装置であって、切断装置１０と回収装置２０と溶解分離装置３０と固化保存装置４０と抽出装置５０と廃棄処理装置６０と焼成装置７０と貯留装置７５とで構成される。
切断装置１０と回収装置２０と固化保存装置４０と抽出工程５０と廃棄処理装置６０と焼成装置７０と貯留装置７５とは、第２の実施形態にかかる金属製部材切断装置のものと同じなので、説明を省略する。
【００８２】
溶解分離装置３０は、混合物を処理して化合物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る装置である。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いる場合は、溶解分離装置３０は、混合物を処理して酸化物を酸に溶解させてできた溶解液を含む研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
例えば、溶解分離装置３０は、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る。
溶解分離装置３０は、溶解装置３２で構成される。
溶解装置３２は、回収装置２０からでた混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る装置である。
酸は、金属切断屑を溶解しにくいが、特定金属の酸化物を溶解しやすい種類と濃度の酸である。
例えば溶解装置３２はメッシュベルトに乗せて送られる混合物に酸をかける機器である。混合物に含まれる特定金属の酸化物が酸に溶解し、金属切断屑がメッシュベルトの上に残る。
集めた金属切断屑を固化保存装置４０へ送る。
研掃材溶解液を抽出装置５０へ送る。
【００８３】
次に、第４の実施形態にかかる金属製部材切断方法を、図を基に、説明する
図６は、本発明の第４の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
【００８４】
金属製部材切断方法は、金属製部材を切断する方法であって、準備工程Ｓ５と切断工程Ｓ１０と回収工程Ｓ２０と溶解分離工程Ｓ３０と固化保存工程Ｓ４０と抽出工程Ｓ５０と廃棄処理工程Ｓ６０と貯留工程Ｓ７５とで構成される。
準備工程Ｓ５と切断工程Ｓ１０と回収工程Ｓ２０と溶解分離工程Ｓ３０と固化保存工程Ｓ４０と廃棄処理工程Ｓ６０と貯留工程Ｓ７５とは、第２の実施形態にかかる金属製部材切断方法のものと同じなので説明を省略する。
【００８５】
抽出工程Ｓ５０は、研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する工程である。
例えば、抽出工程Ｓ５０は、研掃材溶解液を中和して特定金属の塩を抽出する。
例えば、中和工程Ｓ５１は、研掃材溶解液を中和して特定金属の塩を生成し、塩を研掃材溶解液から抽出する。
研掃材溶解液から特定金属の塩を抽出すると、残留物の混ざった水溶液（以下、残留水溶液」と呼称する、）が残る。
【００８６】
次に、第４の実施形態にかかる金属製部材切断装置を、図を基に、説明する
図７は、本発明の第４の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
金属製部材切断装置は、金属製部材を切断する装置であって、切断装置１０と回収装置２０と溶解分離装置３０と固化保存装置４０と抽出装置５０と廃棄処理装置６０と貯留装置７５とで構成される。
切断装置１０と回収装置２０と溶解分離装置３０と固化保存装置４０と廃棄処理装置６０と貯留装置７５とは、第２の実施形態にかかる金属製部材切断装置のものと同じなので、説明を省略する。
【００８７】
抽出装置５０は、研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する装置である。
例えば、抽出装置５０は研掃材溶解液を中和して特定金属の塩を抽出する。
例えば、抽出装置５０は研掃材溶解液を中和処理し、特定金属の塩を抽出する。
金属の塩を貯留装置７５へ送る。
残った、残留水溶液を後述する廃棄処理装置６０へ送る。
【００８８】
次に、第５の実施形態にかかる金属製部材切断方法を、図を基に、説明する
図８は、本発明の第５の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
【００８９】
金属製部材切断方法は、金属製部材を切断する方法であって、準備工程Ｓ５と切断工程Ｓ１０と回収工程Ｓ２０と溶解分離工程Ｓ３０と固化保存工程Ｓ４０と廃棄処理工程Ｓ６０とで構成される。
準備工程Ｓ５と切断工程Ｓ１０と回収工程Ｓ２０と溶解分離工程Ｓ３０と固化保存工程Ｓ４０とは、第２の実施形態にかかる金属製部材切断方法と同じなので、説明を省略する。
【００９０】
廃棄処理工程Ｓ６０は、残留水溶液を廃棄のために処理する工程であり、脱塩工程Ｓ６２とタンク工程Ｓ６３とで構成される。
脱塩工程Ｓ６２は液体を脱塩する工程である。
濃縮排液をイオン交換樹脂により脱塩する。
脱塩された排水は、後述するタンク工程Ｓ６３へ送られる。
【００９１】
タンク工程Ｓ６３は、排水をタンクに貯留する工程である。
タンクに貯留された排水は、定期的にサンプリング検査され、放出が可能か否かを評価される。
放出が可能と評価されると、排水される。
【００９２】
次に、第５の実施形態にかかる金属製部材切断装置を、図を基に、説明する
図９は、本発明の第５の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
【００９３】
金属製部材切断装置は、金属製部材を切断する装置であって、切断装置１０と回収装置２０と溶解分離装置３０と固化保存装置４０と廃棄処理装置６０と焼成装置７０とで構成される。
切断装置１０と回収装置２０と溶解分離装置３０と固化保存装置４０と焼成装置７０とは、第２の実施形態にかかる金属製部材切断装置のものと同じなので説明を省略する。
【００９４】
廃棄処理装置６０は、残留水溶液を廃棄のために処理する装置であり、排液脱塩装置６２とタンク６３とで構成される。
【００９５】
排液脱塩装置６２は、液体を脱塩する工程である。
例えば、排液脱塩装置６２はオン交換器である。
液体をイオン交換樹脂により脱塩する。
脱塩された液体は、後述するタンク６３へ送られる。
【００９６】
タンク６３は、排水をタンクに貯留する容器である。
タンクに貯留された排水は、定期的にサンプリング検査され、放出が可能か否かを評価される。
放出が可能と評価されると、排水される。
【００９７】
以上説明したように、本発明に係る金属製部材切断方法と金属製部材切断装置は、その構成により、以下の効果を有する。
水に不溶性を示し酸に溶解性をしめす化合物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、切断工程で発生した金属切断屑と研掃材との混合物を回収し、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
特定金属の酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断し、切断工程で発生した金属切断屑と研掃材との混合物を回収し、混合物を酸に溶解させてできた溶解液から研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、金属製部材を切断した後、酸に溶解しなかった金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の酸化物を溶解した研掃材溶解液とを得る。
また、研掃材溶解液より特定金属の化合物を抽出する様にしたので、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の化合物とを得る。
また、研掃材溶解液より特定金属の塩を抽出する様にしたので、金属製部材を切断した後、金属切断屑と研掃材に含まれた特定金属の塩とを得る。
また、研掃材溶解液を中和して特定金属の水酸化物を回収し、特定金属の水酸化物を焼成して特定金属の新たな酸化物を得る様にしたので、研掃材に含まれた特定金属の酸化物に同種の金属酸化物を得る。
また、特定金属の新たな酸化物を含む研掃材を用いウォータージェット法により金属製構造部材を切断する様にしたので、金属製部材を切断する際の研掃材の総量を少なくできる。
混合物を分級し金属切断屑と金属切断屑の混合比の少なくなった混合物とを得て、得た混合物を酸に溶解させてできた溶解液から固液分離により研掃材溶解液と金属切断屑とを分離された状態で得る様にしたので、酸に溶解する金属切断屑の量を減らすことができる。
また、マグネシアを主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる様にしたので、溶解液から酸に溶解されなかった原子炉構造物の一部の金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
また、マグネシウムの酸化物を主成分とする研掃材を用いウォータージェット法により原子炉構造物の一部であるステンレス製部材またはジルコニウム合金製部材のうちの一方を切断し、混合物を塩酸、硫酸または硝酸のうちのひとつに溶解させる様にしたので、溶解液から酸に溶解されなかった原子炉構造物の一部の金属切断屑を固液分離により容易に分離できる。
また、使用済み原子炉の解体に、上記の方法および装置を使用するので、高レベル放射性廃棄物の量をすくなくできる。
また、上記の工程で回収したマグネシウムの酸化物を再度研削材に使用するので、研削材の総量を減らすことができ、低レベル放射性廃棄物の量を少なくできる。
【００９８】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る金属製部材切断方法の概念図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る金属製部材切断装置の概念図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０    切断装置
２０    回収装置
３０    溶解分離装置
３１    分離装置
３２    溶解装置
４０    固化保存装置
４１    アスファルト固化装置
４２    ドラム缶
４３    固体廃棄物貯蔵庫
５０    抽出装置
５１    中和装置
６０    廃棄処理装置
６１    蒸発濃縮装置
６２    排液脱塩装置
６３    タンク
７０    焼成装置
７５    貯留装置
Ｓ５    準備工程
Ｓ１０  切断工程
Ｓ２０  回収工程
Ｓ３０  溶解分離工程
Ｓ３１  分離工程
Ｓ３２  溶解工程
Ｓ３５  研掃材溶解工程
Ｓ４０  固化保存工程
Ｓ４１  アスファルト固化工程
Ｓ４２  ドラム缶工程
Ｓ４３  貯蔵工程
Ｓ５０  抽出工程
Ｓ５１  中和工程
Ｓ６０  廃棄処理工程
Ｓ６１  蒸発濃縮工程
Ｓ６２  脱塩工程
Ｓ６２  タンク工程
Ｓ７０  焼成工程
Ｓ７５  貯留工程
【図１】
0005179205.tif 000002
【図２】
0005179205.tif 000003
【図３】
0005179205.tif 000004
【図４】
0005179205.tif 000005
【図５】
0005179205.tif 000006
【図６】
0005179205.tif 000007
【図７】
0005179205.tif 000008
【図８】
0005179205.tif 000009
【図９】
0005179205.tif 000010