(57)【要約】【課題】放射性セシウム及び重金属で汚染された土壌排水、地下水、都市ごみ・焼却灰土壌中のセシウムイオン及び重金属イオンを固化し、溶出を抑制する固化体を安定的に処理することを目的とする【解決手段】本発明は酸化マグネシウムを含む組成物に硬化剤としてリン酸塩、補助硬化剤にケイ酸塩を添加して，強度補強材にシリカヒュ−ム又はフライアッシュの一種以上と骨材を混合して、イオン吸着剤にゼオライトを添加、さらに放射線量値の低減に鉛粉末又は鉄粉の一種以上を混入した組成物を製造して放射性セシウムイオン及び重金属イオンを固化して、固化体から溶出を抑制し、さらに固化体の強度が従来のポルトランドセメント固化体を上回る強度になる製造方法を考案して、安定的かつ長期的に埋め立て処理することを可能にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化マグネシウムを含む組成物にリン酸塩を硬化剤とすることを特徴として，ゼオライトを放射性セシウム吸着剤として鉛粉及び鉄紛の一種以上を放射線量を抑制とするこを特徴とする放射性セシウム固化組成物
【請求項２】
前記請求項１の組成物を使用した固化体の製造方法
【請求項３】
前記請求項２の組成物を使用した埋め立て処分場に底面に遮水シ−ト、遮水シ−トの下にベントナイトを敷き、突起付ポリエチレンシ−トを壁面に型枠として使用した放射性セシウム廃棄物の処分方法
【請求項４】
前記請求項１組成物を使用した埋め立て処分場に廃ドラム缶を使用した放射性廃棄物の処分方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、放射性セシウムイオン及び重金属イオンの溶出を抑制するともに、従来のポルトランドセメントに替わる固化強度を発現することを可能にした固化剤の製造方法及びそれを使用した埋め立処理の方法関するものである。
【背景技術】
【０００２】放射性セシウムを含んだ廃棄物や重金属で汚染された土壌及び放射性セシウム含有焼却灰の処理及に関してはキレ−ト剤等の薬剤を用いる方法や溶融方法、ポルトランドセメントによる溶出抑制固化方法が使用されている。このポルトランドセメント系セメントは水と接触するとＣａ（ＯＨ）２を生成しＰＨ１２以上の高いアルカリ性を示す。この高いアルカリ性のため重金属によっては固化した後再溶出が問題になっている。放射性セシウムイオンも１価のアルカリ金属イオンで再溶出の問題があった。特に重金属イオンと放射性セシウムイオンが混合している汚染土壌の場合は十分な強度発現をしないため、長期にわたって安定的に固化体を保存するには問題があった。水分が多い土壌では適用性に多くの問題を含んでいる。
また放射性セシウムのような半減期が３０年から４０年の長期にわたる物質では、ポルトンドセメントの中に一時的に放射性セシウムを半減期まで封じこめたとしても、それまで長期にわたり溶出の不安から管理維持の問題や、廃棄物処理場の確保の問題がある。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献１】  特開平１０−１５３６８９号  広報
【特許文献２】  特開平１０−８６５６号  広報
【特許文献３】  特開平２４−２１９２６６号  広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】本発明の目的はポルトランドセメントよりも低いＰＨを示す農業肥料で多く使用している酸化マグネシウムを主成分とし、硬化剤にリン酸塩を用いてさらにセシウムイオン吸着剤にゼオライトまたは放射線濃度を低減するため鉛粉末及び鉄粉末の一種以上と減衰剤、分散剤、凝集剤、メタケイ酸塩または珪酸ナトリウム粉末と、活性フィラ−のシリカヒュ−ムまたはフライアッシュの一種以上の反応機構を利用したジオポリマ−法を複合し、従来からセメントに使用している無機系骨材を混合することによって放射性セシウムイオンを封鎖する固化材を提供するとともに従来のポルトランドセメント系固化体の強度に匹敵する成型体を製造する方法を提供して、埋め立て処理する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】本発明の放射性セシウムイオン及び重金属イオンを封鎖する溶出抑制固化組成物は、ポルトランド系セメントよりも低いＰＨを示す酸化マグネシウム組成物を主成分とし、硬化剤にリン酸塩を用いて各種重金属や放射性セシウムの溶出を抑制するため，ゼオライトまたは鉛粉末及び鉄粉末の一種以上を混入することによって放射線濃度を低減し、メタケイ酸塩またはケイ酸塩の一種以上と活性シリカヒュ−ムまたはフライアッシュのジオ・ポリマ−反応機構を導入し、減衰剤、遅延剤、分散剤、キレ−ト剤、水硬性無機固化剤を適宜添加し、骨材を混合することによって、ポルトランド系セメント固化体以上の強度を可能としたものである。  本発明の酸化マグネシウムは水酸化マグネシウム粉末や軽焼マグネシウム、軽焼ドロマイトのいずれかであればよく水と反応して水酸化マグネシウムになればよいので、水酸化マグネシウム粉末でもよいが、コストの安い軽焼マグネシアを推奨する。本発明のリン酸塩とは重過燐酸石灰、過燐酸石灰、りん肥、リン酸２水素カリウム、リン酸水素アンモニウムなどのいずれでもよいが、コストの安い農業肥料の重過燐酸石灰またはリン酸石灰を推奨する。本発明のセシウムイオン吸着剤としてゼオライトを用いたがベントナイト、バ−ミキュライト、活性炭、炭粉末のいずれでもよいが吸着能力が高くコストの安いゼオライトを推奨する。本発明のシリカヒュ−ムまたはフライアッシュとのジオ・ホ゜リマ−法に使用する反応助剤のメタ珪酸塩とはメタ珪酸ナトリウム粉末を示すが珪酸塩であれば珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウムなどの粉末または溶液も使用可能である。  本発明の骨材とは砂、ガラス、陶器粉末、金属粉末など従来ポルトランド子化体に使用している骨材をいう。また減衰剤、遅延剤、分散剤、なども適宜使用することによって固化体を製造することもできるし、硬化助剤にセメント系固化剤もＰＨ９以下の範囲で適宜添加できる。さらにマグネシアセメントやアルミナセメントなどの水硬性無機固化剤も適宜使用できる。  本発明の特許請求項３によれば、埋め立て処理のため、適宜穴を掘って遮水シ−トを敷き、さらにシ−トの下にはベントイトを含んだ土壌を敷いて万一の溶出に備え、壁には突起つきポリエチレンシ−トを木板に取り付けた複合板を型枠として取り付けた連壁とし、埋め立て処理のプ−ル形形状の穴に放射性セシウム固化組成物に適宜水を混合して流し込み、処分穴の上面部から厚さ２０ｍｍから３０ｍｍ部分には鉛粉末及び鉄系粉末の一種以上を酸化マグネシウム主成分の組成物１００重量部に対し１０重部以上３００重量部以下を混合して、ゼオライト１０重量部以上１００重量部以下を混合して水を混ぜミキサ−で混練した後、流しこみ、タンパ−で敷き固める。本発明の特許請求項４によれば、廃ドラム缶に流し込みドラム缶の上部２０ｍｍから３０ｍｍに上記と同じく鉛粉末及び鉄系粉末を混入した放射性固化組成物を流し込むこともできる。本発明で製造できる固化体はコンクリ−ト製品として上市しているすべての製品及びレンガ及び焼き物などの製品を作ることができる。例えばテトラポット、各種園芸用品、レンガ、道路補修材、土留め材、土壌改良材など挙げることができる。本発明の成型物はコンクリ−トのようなアルカリ公害が少ないのはもちろんであるが、軽焼マグネシアや軽焼ドロマイトやリン酸塩のような農業肥料として使用されている固化材は微生物の栄養源として作用するため、不要物になった段階でも肥料として土に戻すことが可能になる。
【発明の効果】
【０００６】  放射性セシウムイオンや重金属イオンを封鎖し放射性値を著しく低減し、溶出を抑制しつつ長期にわたって安定的な固化体の保管が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は特許請求項３の処分場の断面図である。壁面に突起付きポリエチレンシ−ト型枠、底面に遮水シ−ト、埋め立て面上から２０Ｃｍ〜４０Ｃｍは放射性セシウム固化剤に鉛粉末を混合している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  特許請求項から本発明の軽焼酸化マグネシウムを主成分とした固化材は硬化剤にリン酸塩、ジオポリマ−反応固化にシリカヒュ−ムまたはフライアッシュとメタケイ酸塩粉末またはケイ酸塩溶液と放射性セシウムイオン吸着機能にゼオライト、放射線量値の低減に鉛粉末及び鉄系粉末の一種以上を混合した組成物を製造して、水と砂を混ぜ、プ−ル状に穴を掘った処分場の底に遮水シ−トを敷きさらにその下にベントナイトを混合した土壌層を設け、壁面には突起つきポリエチレンシ−トを型枠として使用することによって、地震にたいしても安定的、長期的に保管維持が可能となる。また特許請求項４から廃ドラム缶の中に流し込み、上部２０ｍｍから４０ｍｍの部分を放射線量低減対策に鉛粉末及び鉄紛末の一種以上とベントナイトを混ぜることによってこ、著しく放射線量が低減し，固化体が長期に安定保持し、廃ドラム缶の利用も可能となる。
【実施例１】
【０００９】軽焼マグネシア（中国産）粒径  １２０メッシュ以下２００重量部に対して過燐酸石灰６０重量部、フラアッシュ１００重量部（市版）、柏市根戸高野台公園の砂２００重量部（８６００ベクレル）、畑の土壌（９２００ベクレル）１００重量部、メタ珪酸粉末２０重量部、鉛粉末（三井金属社）１００重量部、ゼオライト粒径４ｍｍ以下（市販）４０重量部、減衰剤（花王製）５重量部の組成物を作成する。（組成物をＡとする）。Ａ１００重量部に水３０重量部を加え混練してポリエチレン製の型枠（１５０ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍｍ）に流し込み２週間後脱形して自然養生して４週間後  圧縮強度、ＰＨ、セシウム溶出試験、固化体を砕き放射線量を測定した。尚、一軸圧縮試験はＪＩＳ  Ｒ５２０１に従った。ＰＨは固化体を水の入ったビ−カ−に２週間沈めた後ビ−カ−内の水をＰＨ試験紙で  判定した。溶出試験はＪＩＳＫ００５８−１によって測定した。放射線量はドイツ製Ｂｅｒｔｈｏｌｄ社製γスペクトロメ−タ−ＬＢ２０４５によって測定した。結果は３検体平均値で１軸圧縮強度４６０ｋｇ／ｃｍ２、ＰＨ８．４、放射線量６９５ベクレル／ｋｇ、溶出試験は鉛０．０５ｐｐｍ（地下水質基準０．１ｐｐｍ）、放射性セシウム０．０２ｐｐｍを示した。
【実施例２】
【００１０】軽焼マグネシア（中国産）粒径  １２０メッシュ以下２００重量部に対して過燐酸石灰６０重量部、フライアッシュ１００量部、柏市根戸高野台公園の砂２００重量部（９３００ベクレル／ｋｇ）、畑の土壌（８３００ベクレル／ｋｇ）１００重量部、メタ珪酸粉末２０重量部、鉄粉末（市販）１００重量部、ゼオライト粒径４．０ｍｍ以下（市販）４０重量部、減衰剤（花王製）５重量部の組成物を作成する。（組成物をＡとする）。Ａ１００重量部に水３０重量部を加え混練してポリエチレン製の型枠（１５０ｍｍ×２００ｍｍ×２０ｍｍ）に流し込み２週間後脱形して自然養生して４週間後  圧縮強度、ＰＨ、セシウム溶出試験、固化体の放射線量を測定した。尚、一軸圧縮試験はＪＩＳ  Ｒ５２０１に従った。ＰＨは固化体を水の入ったビ−カ−に２週間沈めた後ｍビ−カ−内の水をＰＨ試験紙で  判定した。溶出試験はＪＩＳＫ００５８−１  によって測定した。放射線量はドイツＢｅｒｔｈｏｌｄ社製γスペクトロメ−タ−ＬＢ２０４５によって測定した。結果は３検体平均値で１軸圧縮強度４５２、３ｋｇ／ｃｍ２、ＰＨ８．２、放射線量７０２ベクレル／ｋｇ、溶出試験は鉛０．０４ｐｐｍ、セシウム７０２ベクレル／ｋｇ示した。
【産業上の利用可能性】
【００１１】本発明の放射性セシウム固化剤とそれを使用して埋め立て処分する方法は固化体からの再溶出を抑制し、固化体の高い強度と、処分場の壁面の突起付きポリエチレンシ−トのコンクリ−トとのアンカ−効果によって、安定的な処理方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００１２】１放射性セシウム含有固化体                  ５．遮水シ−ト
２．突起付きポリエチレンシ−ト              ６．ベントナイト
３．鉛粉末含有放射性セシウム固化体
４．コンクリ−ト構造物
【図１】
2013231706.tif 000003