JPS60125600A - 使用済イオン交換樹脂の処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、使用済イオン交換＃脂、特に原子力発電所な
どから発生する放射性の使用済イオン交換樹脂（廃樹脂
）の処理方法およびその装置に係り、さらに詳しくは、
熱分解により廃樹脂の量を減少させるとともに安定な無
機化合物に処理する方法および装置に関する。

〔発明の背景〕

原子力発電所などの運転に伴い種々の放射性物質を含む
廃液が発生するが、これらの廃液はイオン交換樹脂を用
いて処理されることが多い。この際に発生する放射性の
使用済イオン交換樹脂（以下、廃樹脂ともいう）の処理
が原子力＠眼所の運転上の一つの課題とされている。例
えば、沸騰水型原子力発電所においては、発生する放射
性廃棄物蓋のかなりの部分が廃樹脂で占められている。

従来、この廃樹脂はセメントあるいはアスファルト等の
固化剤と混合してドラム缶中に固化され、踊設内に貯蔵
保管されている。しかしながら、これらの放射性廃棄物
の童は年々増加する傾向にあり、その保管場所の確保お
よび保管中の安全性の確保が重要な問題となっている。

さらに、ｇ樹脂は有機物であるため、長期間保管すると
これが分解・腐敗する可能性もある。このため、廃樹脂
を固化処理するに際しては、容積を可能な限り小さくす
る（減容）と共に、これを安定な無機物に分解する（無
機化）に大きな関心が払われてきているＯ 使用済イオン交換樹脂の減容無憬化処理法は、大別して
、酸分解法に代表される湿式法と、流動末法に代表され
る熱分解による乾式法がある。

このうち湿式法を用いれば、廃樹脂を分解処理した後、
分解残液を言む放射性廃液を蒸発濃縮などの手段で得度
処理しなければならない等の問題がある。

例えば湿式法の代表である１没分解法の例としてＨＥＤ
Ｌ法（Ｈａｎｆｏｒｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅ
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔＬａｂｏｒａｔｏｒｙ法）と呼ばれ
るものがある。これは、１５０〜３００℃の温度にて濃
硫酸（９７亘童チ程度）と硝＠（６０皿食係程匿）を用
いて廃樹脂を酸分解する方法である。また１分解法の他
の例として、特開昭５３−８８５００号公報に水式れて
いるものがあり、これはｍ硫酸と過酸化水素（３０饅程
度）を用いて廃樹脂を酸分解する方法である。しかしな
がら、これらの酸分解による方法では、廃樹脂を溶解し
て分解し、その分解液を蒸＠濃縮するので、減容比は大
きくとれるが、強酸性液のハンドリング、濃縮された強
酸性液による装置の腐食防止、回収された濃縮液の同化
技術等が未確立であるなど、多くの困難な問題点がある
。

そこで、他の湿式法として、特開昭５７−１４４６号公
報に示されているように、強酸性液の使用を避け、鉄触
媒の存在下で過ば化水素を用いて廃樹脂を分解する方法
が提案されている。しかし、この方法は、大量の過酸化
水素を８渋とするため、過酸化水素が高価であることを
考えるとコスト高になるとともに、廃樹脂の分解も不十
分で有機物のまま残留してしまうという問題がある。

他方、乾式法にあっては、その一般的な廃樹脂の熱分解
システムは第１図に示すようなものであって、廃樹脂貯
蔵タンクｌに貯蔵された廃樹脂は分解装置２にて熱分解
され、残渣３Ｆｉ固化容器４に移されて固化剤５で固化
される・熱分解により発生する排ガス中の窒素化合物及
びイオウ化合物は吸収塔６でアルカリにより吸収、回収
されて放射性二次廃棄物７となり、残渣と同様固化され
る。

乾式法の代表例に流動床法があり、これは、例えば特開
昭５７−１２４００号公報に示されるように、廃樹脂を
流動床を用いて燃焼して熱分解する方法である。

乾式法は湿式法のような問題がない点は優れているが、
その代表である流動末法を用いた場合には次の（１）〜
（４）のような問題点かめる。

（１）残渣や放射性物質の飛散法が大きい。すなわち、
流動気体下で廃樹脂を分散・燃焼させるため、残渣や放
射性物質が排ガス中へ随伴・飛散される。このため、排
ガス処理用のフィルタの負荷が大きくなる。

（２）　廃樹脂を燃焼すると、ＳＯ・ＮＯ等の有害ｘ　
ｘ ガスが発生する。このため、アルカリスクラバー等によ
る排ガス処理が必要になるが、七の排ガス処理層が膨大
である。すなわち、流動床法では廃樹脂を流動化させる
ために、化学当：敬の３〜５倍の酸素を含む空気を供給
しなければならず、したがって排ガス量が多くなる。

（３）　減容・無模化処理後の放射性廃棄物は、残渣だ
けでなく、排ガス処理に伴ない発生するＮａＮＯ３やＮ
ａ−２８０４等（ＳＯｘ＋ＮａＯＨ−＋Ｎａ２ＳＯ４＋
Ｈ２０）も含む・このため、１ｋｇの廃樹脂を処理した
場合、処理後の放射性廃棄物は０．７　ｋｉ＋となるだ
けでお９減容比が小さい。但し、減容比は次式で足義さ
れる。

上記の点金敷行説明すると、陰イオン交換樹脂および陰
イオン変換樹脂の燃焼による熱分解反応は夫々次式で表
わされる。

Ｃ４，Ｈ４７Ｓ２０６」→÷２０＋１７Ｃｏ２＋２ｓｏ
ｘ当Ｎａ２ｓｏ４但しここでの樹脂の分子式は元累分析
により決定したもので、一般に知られている分子式とは
異っている・この式から、陽イオン変換樹脂１ｍｏｌか
らは２ｍｏｌのＮａ２ＳＯ４が、陰イオン交換樹脂１ｍ
ｏｌがらは、１ｍｏｌのＮａＮＯ３が発生する。いま陰
イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂との量の比が２＝１
（このような廃樹脂が一般的であるンであるｉｂの廃樹
脂を処理するとすれば、その中には１．７６ｍｏｌの陽
イオン交換樹脂と１．４１ｍｏｌの陰イオン交換樹脂と
が含まれている。この場合発生する二次廃棄物としては
、Ｎａ２８０４が３．５２　ｍｏｌ　％ＮａＮＯ３が１
．４１　ｍｏｌとなり、これをＬｉｔ侠算すれば、Ｎａ
ＳＯ４が０．５　ｋｌ？、ＮａＮＯ３が０．１２　ｋｇ
、合計で０、６２　ｋｇの二次廃棄物が発生する。これ
に熱分解の残渣を加えると、前記の値０．７　ｋｇとな
る。これを従来の跳存の放射性廃棄物処理設備にて減容
、ペレット化した場合、減容比はｌ／４となるにすぎな
い。またこの他にも、放射性廃棄物として、Ｈ２０、Ｃ
Ｏ２が生成し、その１は、Ｈ２０が０．４ｋｇＣＯ２が
、２．３ゆである。残渣の発生量を０．０３ｋｌｌとす
れば、廃樹脂の熱分解に：り一発生する放射性廃棄物中
に占めるイオウ化合物、及び屋素化合物の含有率は、１
８重量％となる。廃ｍ脂として、陽イオン変換樹脂のみ
１ｋＩＩを熱分解した場合、上記含有率は＼２４Ｎ量係
で、陰イオン又挨イ岨脂のみ１ｋｇを熱分解した場合は
上記含有率は９重量係となる。すなわち、上記貧有率は
、陽イオン変換樹脂のみを熱分解したとき最も悪くなり
、２４貞量チにもなる。従って、放射性廃棄物の発生量
低減の観点からは、より一層の減容が望ましいことは明
白である。

（４）６００〜９００℃の温度で燃焼させるため、長期
１吏用に伴い炉拐の劣化が起こる。

（５）減容無機化処理の従来技術に共通する問題として
廃樹脂無機化システムと分解残施固化システムとが別グ
ロセスであるため、システムが被雑となり、作業従事者
の被ばくの機会が多い。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記便米技術の問題に始み、放射性の
廃樹Ｉ１１を低い温度で熱分解すること、廃樹＋ｊｙの
大幅な減容処理全実現すること、熱分解の際に発生する
排ガス（分解ガス〕を処理するだめのフィルタを営む排
ガス処理設備の負荷を軽減すること、有害な排ガスであ
る硫黄酸化物および窒素酸化物と他の排ガスとを選択的
に処理し、生成する廃棄物中の硫黄化合物および屋累化
合物の割合を極めて低い値に抑えて放射性二次ｇ１果物
の発生量を低減することを可能にする廃樹脂の処理方法
を提供するにあり、またもう一つの目的は該処理方法を
実施する装置を提供するにある。

本発明の他の目的は、上８Ｃ５の方法により得られた廃
、耐脂の熱分解残液を、作業者の被爆の機会を極めて少
くしつつ簡単に同化剤で同化する＝イー脂の処理方法を
提供するにあり、史に他の目的はこの処理方法を実施す
るための製産を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明の第一発明は、使用済イオン交換樹脂指を不活性
雰囲気中で熱分解してその際に発生する分解ガスを分離
する工程と、該工程を経た使用済イオン交換樹脂を酸化
性雰囲気中で熱分解してその際に発生する分解ガスを分
離する工程とからなることを特徴とする使用陽イオン父
恨剖脂の処理方法を要旨とするものである。

この処理方法の実施に当りては、前記の両工程に先立っ
て、使用済陽イオン変換樹脂には触媒として遷移金属を
予めイオン交換により吸着せしめ、使用済イオン５！：
侠樹脂には触媒として遷移金属を含む陰イオン性原子団
を予めイオン交換により吸着せしめておくことが好まし
い。使用済陽イオン変換樹脂に吸着せしめる上記の遷移
金属としては白金、パラジウム、鉄で代表される周期律
表第′ｖ１［族または銅で代表される周期律表第１族の
遷移金属が好適であり、また、使用済陽イオン変換樹脂
に吸着せしめる＼上記遷移金属を含む陰イオン性原子団
としては、塩化白金酸、塩化パラジウム酸、ヘキサシア
ン鉄佃）酸に代表される周期律表第ｖ１族の、又は過マ
ンがン藪に代表される周期律表第■族の遷移金属を含む
陰イオン性原子団が好適である・また、好ましくは、前
記両工程における熱分解は２４０℃以上、４２０℃以下
の温度で行うのがよい。

第二発明は、前記の処理方法を実施する装置として、使
用済イオン交換樹脂の貯蔵タンク；遷移金属のイオンの
溶解した水溶液の貯蔵タンク；遷移金属を宮む陰イオン
性原子団の溶解した水溶液の貯蔵タンク；これら貯蔵タ
ンク内の貯蔵物を共に受け入れて、使用済イオン交換樹
脂のうち陽イオン変換樹脂には上記遷移金属を、陽イオ
ン変換樹脂には上記陰イオン性原子団をイオン父挨によ
り夫々吸Ｎせしめるための眺整タンク；該調整タンクを
経た使用済イオン交換樹脂を受け入れ、これを第一段階
として不活性婬囲気の下で、第二段階として酸化性雰囲
気の下で熱分解させる反応容器；該第一段階で発生する
硫黄酸化物ガスおよび窒素酸化物ガスをアルカリ水溶液
で処理する排ガス処理手段；該第二段階で発生するガス
を濾過燃儲する排ガス処理手段；からなることを特徴と
する使用済イオン５１！俣樹脂の処理装置を要旨とする
ものである。

この処理装置において、上記反応容器は、単一の固定床
式反応容器として、その円部雰囲気を切替える雰囲気入
換用導管２よび前記各排ガス処理手段に選択的に連通ず
るガス導出用導管を備えたものであってもよく、又は、
夫々前記第一段階および第二段階に対する各別の且つ連
接場れた移動床式反応容器として、その内部に夫々、不
活性雰囲気および酸化性雰囲気を与える導管ならびに夫
夫前記の排ガス処理手段に連通ずる導管を夫々備えてい
るものであってもよい。

第三発明は、使用揖イオン父換樹脂を不活性雰囲気中で
熱分解してその発生する分解ガスを分離する工程と、該
段階を経た使用済イオン変換樹脂を酸化性雰囲気中で熱
分解してその発生する分解ガスを分離する工程と、これ
らの工程後の残＆を固化剤で固化する工程とを同一の容
器内で行うことを特徴とする使用済イオン又倶）４脂の
処理方法を要旨とするものである・ 第四発明は上記第三発明の実施のための装置であって、
容器；該容器に着脱自在に装着される蓋；夫々この蓋に
取付けられ、該容器内に連通ずる使用済イオン交換樹脂
充填用導管、雰囲気入換用導管、分解ガス導出用導管お
よび同化剤充填用導管；これら導管の各々に設けられた
開閉可能な弁手段；該容器を加熱する手段；からなるこ
と金特徴とする使用済イオン父瑛樹脂の処理装置ポ、を
要旨とするものである。

以下、本発明の原理および思想について説明する。

イオン交換４射ハ旨は一般に、スチレンとジビニルベン
ゼン（Ｄ、Ｖ、Ｂ、　）の共徂合体’ｊ［Ｕとし・これ
にイオン又換基として、陽イオン父戻樹脂の場合にはス
ルホン酸基を、またＭイオン交換樹脂の場合には４級ア
ンモニウム基を結合させた構造を有する芳香族系有機高
分子化合物である。このようなイオン交換樹脂の熱分解
機構を検討すると、イオン又侠基の熱分解は敏累全必要
としない脱離反応であるのに対し、高分子基体の熱分解
は■累を必要とする酸化反応である。

本発明はこのことに看目し、まず第１坂階では不活性雰
囲気中で熱分解を行なってイオン又換基のみを追択的に
分解させ、その後の段階において酸化性雰囲気中で高分
子基体全完全に熱分解する。

このようにして発生する分解ガスを前段階と後段階で分
離する。こうすることにより、入念な排ガス処理を必要
とする値黄酸化物ガス（ＳＯ）お裏び室累酸化物ガス（
ＮＯｘ）を前段階においてのみ発生させることができ、
排ガス処理のほとんど不要な二酸化炭素ガス（Ｃ０２）
、水素ガス（Ｈ２）は後段階において発生させることが
でき、したがって処理の必要な併Ｉス量を大幅に低減で
きると共に、残渣を安定な無機化合物にすることができ
る。

また、このようなイオン変換樹脂に触媒として遷移金属
をイオン吸着させると、イオン父侠基は１３０〜３００
℃で、また高分子基体（スチレンとり、Ｖ、Ｂ、の共風
合体）は２４０〜３００℃で、熱分解する。もし触媒を
イオン吸着させない場合には、５００℃以上で熱分解を
行う必要があることになろう。このように、触媒を用い
ることにより、熱分解温度を低減でき、炉拐の遠足が容
易になるばかりでなく、長期使用に伴う炉材の劣化も防
止できる。

また、静止雰囲気またはこれに近い状態のもとで廃樹脂
を熱分解すれば残渣や放射性物質の飛散を防止すること
ができ、排ガス処理用のフィルタの負荷を著しく軽減で
きる。特に、４２０℃以下３７ マ熱分解を行うことにより、　Ｃ８などの揮発性の放射
性核４止の飛散も完全に防ぐことができる。

したがって、Ｎｏ　やｓｏ’＜；ｉｐガス処理した結果
生じるＮａ２ＳＯ４等の廃業物を非放射性とみなすこと
ができるから、生ずる放射性核４止は残渣のみとなり、
熱分解処理後の放射性屍果吻逍は、約ｌ／２０と大幅に
低減される。

また廃樹脂の熱分解及び分解残はの同化は同一容器中で
行なえるから、熱分′Ｍ装ばから同化装置までの容器移
送は不安であり、２糸、１九の設備にすることによるシ
ステムの複雑比を防ぐことができ、また移送中の放射能
対策が不鷺となり、放射１巨に汚染される物質が減少す
るので、尾期倹査時のメインテナンスも容易になり、ひ
いては作栗従事者の被ばく脩を低減することができる。

し発明の笑施例」 次に本発明の実施例を図面全引用して詳細に説明する。

イオン交換樹脂には、陽イオン元素を吸着する陽イオン
交換樹脂と、陰イオン元累を吸着する陽イオン交換樹脂
との２種類がある。

本合体を高分子基体とし、これにイオン変換基であるス
ルホン酸基（８０３Ｈｏｔ−結合させた架橋構造をもち
、かつ立体構造を有し、次のような構造式で６られされ
る。又、分子式は、（ｃｌ　６Ｈ１５ｏ５ｓ）ｎでめら
れされる。

一方、陰イオン父＊樹脂は、陽イオン交換樹脂と同じ高
分子基体にイオン変換基である４ｖｉアン？ウム基（Ｎ
Ｒ３０Ｈ）を結合させたもので、次のような構造式であ
られされる。又゛、分子式は、（Ｃ２ｏＨ２６ＯＮ）ｎ
であられされる。

このような分子構造を有する廃樹脂を分解すると、高分
子基体は炭素と水素から構成されているために００２．
Ｒ２などの分解ガスを、またイオン変換基は硫黄または
窒素から構成されているためＳＯｘ、ＮＯｘなどの分解
ガスを発生する。このうち、高分子基体の分解により発
生するＣｏ２．Ｒ２などは特別な排ガス処理を８較とし
ないが、イオン変換基の分解により発生するＳｏ、Ｎ６
　などは有害なＸ　Ｘ ため、これを直接大気中に放出することができない。そ
のためＳｏ、ＮＯなどはアルカリスクラバーなどにより
入念な４１Ｆガス処理を行い、（２）式に示すような反
応を行わしめ、Ｎａ２５ｏ４．　ＮａＮＯ３等の固形膨
頭としてこれ全回収する必要がある。

貝に、本４４明者らは、従来の流＠床法では廃樹脂の減
容比が１／３〜ｌ／４と悪い理由、及び排ガス処理用の
フィルタ負荷が大きい理由全検討した。

その結果、流動床法では流φｂ気体下で廃樹カ旨を分散
・燃焼させるため、分解残渣や放射性物質が排ガス中へ
随伴ΦノｌＩ！散することがわかった。このため、排ガ
ス処理用のフィルタ負荷が大きくなるばかりでなく、ア
ルカリスクラバーによる排ガス処理の結果発生するＮａ
２ＳＯ４，ＮａＮＯ３等の２次廃莱物中にも放射性物質
が混入し、これが放射性廃棄物となり減容比が低下する
ことがわかった。すなわち、廃樹脂１ｋＩｉを流動床で
焼却すると、分解残渣は′ｅパーセン）（３ｇ程度）に
なるが、同時に放射性廃棄物が０．７　ｋｇ程反発生す
る。

以上の検討結果から本発明者らは、）晃４・Ｉｆ脂の減
容比を向上させるべく、廃藺脂の熱分解特性・及び、熱
分解時の放射性物質の飛散挙動について基礎的な検討を
行った、以下では、まずその夷験結呆を示す。

第２図に、水差熱天秤音用いてめた空気芥囲気中での廃
樹脂の熱分解特性を示す。ただし・７０〜１１０℃で起
こる水の蒸ｒＪ６に伴なうｊｋ盾減少は示されていない
。火線は＋Ｗイオン又供樹脂の熱分解特性を示し、破れ
ｊは陽イオン交換４Ｖ（脂のそれを示す。４Ｎ、２図に
よると、陽イオン交換樹脂では、まずイオン又侠基であ
る４級アンモニウム基が１３０〜１９０℃で分粕し、３
５０〜５００Ｃで高分子基体が分解する。なお尚分子基
体の分帛に関しては、３５０〜４００℃で＠鎖部分が、
４１０〜５００Ｃでベンゼン梱部分が分解する。

また、陽イオン交換樹脂では、２００〜３００℃でイオ
ン変換基でわるスルホン■基が分解した後、高分子基体
が陰イオン父ｍ　樹１１ｉと同様に分解する。

これらの結果を第１表にまとめて示すＯ第１表 これらのイオン交換樹脂の熱分等特性に着目した結果、
本発明者らは、以下に示すように、熱分解時の雰囲気を
不活性雰囲気とぽ化性雰囲気の二段階に分けることにＬ
９、入念な排ガス処理を必要とするＳＯｘ＋Ｎ０ｘｒＣ
０２やＨ２と分離することができ、これにより排ガス処
理設備の小型化、及び、放射性廃果物中の冨累化合物、
イオウ化合物の低減が可能となることを見い出した。

第３図には隙イオン’ｚｍｍｇｉの熱分解特性として、
不活性雰囲気（琶素雰囲気）でのそれを実線で、酸化性
雰囲気（空気雰囲気）でのそれを破線で示した。第１表
を参考すると、不活性雰囲気中で３００〜４００℃で熱
分解を行うと、イオン交換基のみが分解するのに対し、
酸化性雰囲気中で３００〜５００℃で熱分解を行うと、
イオン５Ｉ：換基と高分子基体の両方が分解することが
わかる。

また第４図には、同様に陽イオン父換ｍ脂の熱分解特性
を示した。実線は不活性雰囲気（窒素雰囲気）中、また
破線は前化性雰囲気（空気雰囲気）中の場合である。こ
れから、１導イオン変換樹脂の場合にも、不活性雰囲気
中で３００〜４００℃で熱分解を行うとイオン交換基の
みが分解するのに対し、酸化性雰囲気中で３００〜５０
０Ｃで熱分解を行うとイオン交換基と高分子基体の両方
が分解することがわかる。このように不活性雰囲気では
イオン交換基のみが分解する理由は、高分子基体の分解
は酸素を必要とする１フ化反応であるのに対し、イオン
交換基の分解は酸素全必髪としない熱的な脱離反応であ
ることによる。

以上の結果に基づき廃樹脂を、まず第１段階として、不
活性雰囲気中で３００℃〜４００℃で熱分解することに
より、イオン交換樹脂のイオン交換基のみを選択的に分
解し、かつイオン交換基のみに含まれる硫黄、蟹累をこ
の段階で硫黄化合物（８０Ｘ、　Ｈ２Ｓ等）、ｉｓ化合
物（ＮＯｘ、　ＮＨ，等）として発生はせ、アルカリス
クラバー等により入念な排ガス処理を行う。その後、第
２段階として、酸化性雰囲気中で３００℃〜５００℃で
熱分解を行い、炭素と水素から構成てれる高分子基体を
完全に分塀することにより、残渣は数／ｆ−セント以下
となる。この際に発生する排ガスはＣＯ２・Ｈ２・ＣＯ
等であるから特別な排ガス処理はほとんど不要である。

このように、不活性雰囲気と酸化性雰囲気の２段階に分
けて廃樹脂を熱分解させることにより、酸化性雰囲気中
にて一段階で熱分解する場合に比べて、排ガス処理が極
めて容易になる。即ち、もし一段階で酸化性雰囲気中で
熱分解した場合には廃樹脂（陽イオン変換樹脂と陰イオ
ン変換樹脂を２：ｌに混合したもの）１ｋｇにつき排ガ
スが１．４２−発生し、これらの中に５チ程度の硫黄化
合物、窒素化合物（両者あわせて０．０７４ｍ３）が含
まれる。一方、不活性雰囲気中での熱分解の後、酸化性
雰囲気中で熱分解する場合には、第一段階でのみ０．０
７４　ｍ３の伊ＩＣ黄化合物、窒素化合物が発生し、第
二段階ではこれらは発生せず００２等が１、３４　ｍ’
発生する。大気中への放出が規制されていて脱硫や脱硝
等の排ガス処理が必彼な硫黄化合物、鷺素化合物が第一
段階でのみ少量発生するため、処理すべき排ガスｉｄ　
０．０７４　ｍ’でよいことになる。これに対し、一段
階で分解する場合は、わずか０．０７４　ｍ５（５％　
）　’Ｅ　’！れるこれらの排ガスを処理するために他
の多くのガスとともに１．４２ｍ３もの排ガス金処理せ
ねばならないことになり、必然的に排ガス処理設備が大
規模になる。即ち本発明のように、不活性雰囲気と酸化
性雰囲気の二段階で廃樹脂の熱分ｓ４ヲ行うことにより
・入念な排ガス処理を必散とする排ガス叶を約ｌ／２０
に低減し得ることになる。

次に、廃樹脂を熱分解したときの、放射性物質及び分解
残渣の排ガス中への飛散挙動を調べた。

熱分解温度を変化させたときの放射性物質の飛散率変化
の一列を第５図に示す。

ここで飛散率とは、最初からイオン交換樹脂に吸着され
ていた放射性物質の激で、熱分瞬時に排ガス中へ飛散し
た放射性物質の量を除した値をいう。この図において、
ｃ、ｐ、は腐食生成物、Ｆ、Ｐ。

は核分裂生成物を意味する。実線で示す６０ＣＯはすべ
ての温度範囲で飛散率が１０−３％（検出限界）以下で
あシ、破線で示す＋５７Ｃ８は４７０℃以下で飛散率が
１０−３％以下、４７０℃以上で飛散率が０．２％であ
った。なお、残渣の飛散率は６０Ｃ０゜１３７Ｃ８とも
すべての温度範囲で１０−３％以下であった。　Ｃｓが
４７０℃以上で飛散するのは、イオン父換基に吸着した
１５７Ｃ，が空気中の酸素によシ酸化されてＣｔｒ□０
（融点４９０℃）となシ、これが蒸発したことによる。

これを確認するため、他の放射性物質についてもその飛
散率を調べた結果、第２表に示すように、それぞれの酸
化物の融点以上で飛散の始まる゛ことがわかった。

第２表 以上の結果よ５．４２０℃以下で廃樹脂の熱分解を行な
えば、放射性物質及び分解残渣の排ガス中への飛散が抑
えられることがわかった。このことは、廃樹脂を不活性
算囲気と酸化性雰囲気の二段階で熱分解する方法を採る
場合において、不活性芥囲気で発生ずる窒素化合物およ
び硫黄化合物を非放射性物質とみなし得ることを意味し
ている。

なぜなら、不活性芥囲気での熱分解温ばは３００〜４０
０℃であシ、この温度での放射性物質及び分解残渣の排
ガス中への飛散がないからである。この結果、廃樹脂を
熱分解によシ分解処理する方法を採る場合において、生
成する放射性廃棄物中の窒素化合物およびイオウ化合物
の一方又は両者の官有率は２４重鍬チよシも遥かに低い
値に抑えられることになる。なお、雰囲気の流動が少い
方が飛散を少くするのに好ましいことはいうまでもない
Ｏ ところで、酸化性雰囲気での熱分一温度は３００〜５０
０℃と畠いため、この段階で放射性物質及び分解残ｌ育
が飛散同伴する可能性がある。しかし、もし、これを避
けるために熱分解温度を４２０℃まで下けると、第２図
から明らかなように、熱分解温ｔ７４２０℃では１発樹
脂は重ばて約６０％分解するだけで、減容比は約％に過
ぎなくなる。さらに、実際の廃ｆｒｉｌｌ脂分解装置を
考えると、反応容器内に温度分布があシ、最も高温の部
分と低温の部分では、温度差が５０Ｃ以上となることも
珍しくはない。従って、列えば、反応容器内の一部の分
解温度が３５０℃であれは、その部分の＠４耐脂の分解
率は、第２図から、約４０車ｈ（チに過きなくなる。

この問題を解決するため本究明者らは触媒の利用を検討
した。その結果、廃樹脂中に通商な触媒を征加すること
により、１発樹脂の分１管温度を５００Ｃから４２０℃
以下に低減することができ、これによシ、廃樹脂の熱分
１リイを放射性物質の）１ｑ散が起こらない温度で行な
い且つ大幅なへ谷もｂ」能となることがわかった。以下
に、この触媒の種類およびそれの姫加法を、それを見出
すに至った性稗と共に、詳細に説明する。

化学反応の開始温度ｒ低減させるために、触媒を用いる
手段は、９Ｅ米力）ら行なわれており、鉄、銅などの遷
・し音域が有効であると串°われている。

そこで本発明者らは、供試触姪として鉄、銅、及び商い
触媒油性を持つことで知られる白金、ツヤラジウムを選
び、実験をした。触媒の硝肌方法に関しては、一般に触
媒研加法としてアルミナなどの担体上に触媒を担持する
担持法、あるいは触媒を微粉末状で被反応物に混合する
微粉末混合法が知られていることから、担持法、微粉末
混合法の二ａ！類の触媒恋加法によシ尻樹脂の熱分解を
行ったＯ 白金触媒微粉末混合法による失躾紹果を第６図に実線で
示す。同図中の破細は触媒無添加の場合の結果である。

第６図から明らかなように、このような触媒重加の場合
には、無冷加に比べ、廃樹脂の分解偏置は１０℃程度低
くなった。なお、第６図には廃樹脂として陰イオン交換
樹脂を用いたときの結果を示したが、陽イオン交換樹脂
の場合にも同等の効果が得られた。

しかし、この触媒隙加法では廃樹脂と触媒との接触面積
が小さいため、触媒活性にも限界があることがわかった
。事実、本実験において測定されたような温度の低減で
は、実用的でない。つまシ、触媒が廃樹脂全体に有効に
作用するには、−個の廃樹脂の内部にまで触媒を分散さ
せる必要があることがわかった。しかし、これを物理的
に実現するには、関樹ｌＩ口の細孔径が１０〜１００Ｘ
であることを考えると、粒径１０Ｘ程度の超微粒子触媒
が必要となシ、実際上不可Ｈしである。

そこで本発明者らは、廃樹脂すなわちイオン交換樹脂の
性質に層目し、化学的方法により触媒を廃樹脂内に分散
させることに成功した。まず陽イオン交換樹脂の場合に
ついてその実砲１ｔ’ｌＪの詳細を説明する。

本実施列においては、安価で取扱いの谷易な鉄を触媒と
して用いた。鉄を陽イオンとして利用するために、硝酸
第二鉄を水に溶解してＦｅ’＋イオンの状態とし、これ
に陽イオン交換樹脂を浸すと、鉄はイオン交換作用によ
シ廃樹脂内に取シ込まれる。このように予め鉄触媒を廃
樹脂に吸着、分散させておいた場合の熱分解特性を第７
図に実線で示す＠同図中の破線は触媒無添加の場合の結
果である。第７図よシ明らかなように、廃樹脂（陽イオ
ン交換樹脂）に予め鉄触媒を吸着させておくことによシ
、熱分解温度を５００℃から２４０℃に低減し得る。

同様にして行なった各棟金属触媒を用いたときの熱分解
温度の測定結果を第３表にまとめて示す。

第３表 第３表よシ明らかなように、陽イオン交換樹脂に予め遷
移金網をイオン交換作用によシ吸着させておくことによ
シ、分解温度を放射性物質の飛散を防止できる温度にま
で低減することができる。

特に１鉄触媒は安価であり、取扱上問題となる性質はな
いため、最も実用的であると考えられる。

次に陰イオン交換樹脂に対する触媒についてであるが、
上記遷移金属触媒は陽イオンであるためこれに吸着させ
ることができない。そこで、本発明者らは、遷移金属を
含む陰イオン性原子団すなわち金属錯イオンに庸目し、
これを陰イオン交換樹脂に吸着させることに成功した。

このような陰イオン性原子団として、ヘキサシアノ鉄（
ＩＩＩ）酸を用いた実施ｔ＋ｕについて下記に述べる。

ヘキサシアノ鉄（ｌｉｔ）酸を選定した理由としては、
触媒作用を持つ鉄を含む際イオンであるということ、加
えて安価であるということが挙げられる。ヘキサシアノ
鉄（ｉｌｌ）酸を廃樹脂へ吸着させるには、ヘキサシア
ノ鉄（Ｉｌｌ）４１カリウムを水に溶解してイオン化さ
せた後、これに廃樹脂を浸して吸着させる方法を採った
。このときの熱分解特性を第８図に示す。同図において
実線は本実施例の場合であシ、破線は触媒無疵加の場合
である◎本図よシ明らかなように、本実施列では廃樹脂
の熱分解温度を５００℃から２６０℃まで低減すること
ができた。

第４表には、遷移金属を含む他の陰イオン性原子団を触
媒に用いた場合の陰イオン交換樹脂の熱分解温にの測定
結果をまとめて示す。

第　４　表 第４表から、遷移金属を含む陰イオン性原子団を触媒と
して用いることにょシ、いずれの場合にも分解温度を低
減し得ることがわかった。特に、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ
）酸［Ｆｅ　（ｃＮ）６　）’　−及ヒＡ　マンガン酸
ＭｎＯ４−は安価であシ、毒性もないことから実用的な
触媒の一つであると１える。

以上の結果をまとめると、次のようになる。

すなわち、熱分解に先立ち、陽イオン２ｉ、換樹脂には
遷移金属イオンを、陰イオン交換樹脂には遷移金属を含
む陰イオン性原子団を吸着させることによシ、分解温度
を５ｏｏ℃から３００Ｃ以下に低減し得る◎この結果、
従来の流動床法（分解温［６００〜９ｏｏ℃）に比べ、
炉材の長寿命化を図ることができるのみならず、廃樹脂
の前述のような熱分解法における酸化性雰囲気中での熱
分解温度が４２０℃以下に抑えられるので、排ガス中へ
の＋　５７ｃ８などの揮発性の放射性物置の飛散も防止
することができ、減容比が大幅に向上する〇以上述べて
米だ待機をまとめると、下記のようになる。

（１）　廃樹脂を不活性雰囲気中と酸化性雰囲気中の２
段階で熱分解すること。

（２）熱分解に先立ち、陽イオン交換樹脂に対しては遷
移金属イオンを、陰イオン交換樹脂に対しては遷移金属
を含む陰イオン性原子団を予めイオン吸着させておくこ
と。

（３）　熱分解は２４０℃〜４２０℃で行なうこと。。

実施例１ 本実施列１は、廃樹脂の熱分解とその分解残油の固化処
理とを同−容器内で行なう本発明による廃樹脂の処理の
実施列である。

第９図は、本実施列において、加圧水屋原子炉の炉水浄
化系から発生する廃樹脂を熱分解にょシ減容無機化処理
するシステムの系統図であシ、第１０図はそのうちの反
応容器兼同化容器の詳細図である。

ｍ樹脂は復水脱塩器から逆洗操作で廃棄されるのでスラ
リ状となっている。この廃樹脂スラリーは、スラリ輸送
管８から廃樹脂受タンク９に供給された。この廃樹脂は
、放射性植株として６０ｃｏ。

５４Ｍｎなどの腐食生成物と１５７Ｃ，、９ＱＢｒ、　
＋０６Ｒｕなどの核分裂生成物を各々１０μｃ＋／／ｇ
（乾燥重置）含むもので、陽イオン交換ＩＩ脂２．ＩＬ
Ｌイオン交換暢□□　ゞ１□□ 樹脂１の割合のものであった。廃樹脂受タンク９内の廃
樹脂をバルブを介して所定量（乾燥重散で３０ｋｇ）だ
け？Ａ整タンク１１へ移送し、その後、陽イオン触媒貯
蔵タンク１２及び隘イオン触媒貯蔵タンク１３からそれ
ぞれＦｅＣｌ２を２ｍｏｔ。

Ｋｇ　［Ｆｅ　（ＣＮ）６］を１　ｍｏｌ添加し、攪拌
羽根１４によシ調整タンク１１内で約１時間撹拌した。

次にこれら廃樹脂を脱水器１５によシ遠心脱水し、バル
ブ１６を介して密閉型反応装置１７内の反応容器１８（
第１０図）に供給した。

反応容器１８は、５ＴＪＳ３０４ステンレス鋼製で、内
容積１００１１直径５００膿のものを用いた。

また反応容器１８は１５ｉ！樹脂２９を熱分解し、固化
した後にドラム缶内へ充填するために、この段階では移
動リフター１９に載った形になっている。

反応容器１８の加熱手段として、−次コイル２０に変流
電圧を流し、反応容器１８の表向に励起電流を誘起して
加熱する誘導加熱方式を採用した。

その理由は均一加熱が容易となるためであシ、例えば゛
眠気ヒーターを用いた場合には炉内の温度分布が３５０
°±５０℃、最悪の場合には３５００±１００℃にもな
るが、誘導加熱方式を用いた場合には３５０°±２０℃
に制御可能であった。

反応容器１８に供給された廃樹脂２９は、酸化剤である
酸素や空気等を外部から供給することなく閉じ込められ
た空気を不活性雰囲気として（閉じ込められた空気は熱
分解反応開始と共に極て短時間に不活性となる）、この
中で３５０℃に加熱して熱分解された。その結果、廃樹
脂２９はイオン交換基のみが分解し、硫黄化合物（ＳＯ
Ｘ、Ｈ２Ｓ等）と鷺累化合物（ＮＯｘ、　ＮＨ５等）が
ガス状で約２．５ｍ’発生した。これらの排ガスはパル
プ２１を介して排ガス処理装置のアルカリスクラバー２
２に導かれ、ここで供給管２３から導かれた水酸化ナト
リウム水浴液によシ除去されてナトリウム塩の水溶液（
Ｎａ２８０４．　ＮａＮ０．等）になシ、排出管２４か
ら外部に送られた。これらの水溶液は非放射性であるた
め、原子力発電所内の非放射性化学廃液処理工程によ多
処理可能である。すなわち、上記の水溶液（廃液）を乾
燥処理して得られた固形のＮａ２５ｏ４等は放射能濃度
が１０−６μｃＩｌＩ以下となシ、これらＮａ２５ｏ４
等の二次廃棄物は非放射性廃棄物として取シ扱える。こ
れはまた、この時の除染係数が１０７以上であることを
示す。

アルカリスクラバー２２で処理された後の若干量の排ガ
スは、フィルター２５を介して排気した。

反応容器１８で約１時間かけてイオン交換基のみを分解
・分離した廃樹脂（旨分子基体のみ）は、次に同一容器
１８内で、同一温度（３５０℃）のまま酸化性雰囲気で
熱分解された０すなわち、この場合、反応容器１８内の
廃樹脂２９に、酸化剤である空気を、供給菅２６、パル
プ２７及び供給管２８を介してゴンペ又はエアーコンプ
レッサーから供給した。空気流酸は２０　ｍ’／ｈとし
た。供給された空気は、ＳＵＳステンレス鋼製の多孔ｒ
ｉ、２６によ多分散され、廃樹脂２９中を均一速度（３
ｃｎＶ／ｓ）で流れた。また、さらに空気の分散を図シ
炉内温度を均一化させる目的で、反応容器１８内部に攪
拌器３０を取付けた。

約８時間酸化性雰囲気中で熱分解を続けた結果、高分子
基体も完全に分解し、安定な残渣のみが約１、７　ｋｌ
！残シ、威容比は約１／１９となった。

またこの間にＣｏ２．　Ｃｏ　、　Ｈ２などが約５０ｍ
３発生したが、これらの排ガスはパルプ３１とフィルタ
３２を通過した後、フレアスタック３３に入シ、ここで
燃焼され、Ｃｏ２．　Ｈ，２０ガスとして排気された。

その排気ガス中及び前記フィルタ３２に捕捉された放射
能酸を測定したが、いずれも検出限界以下であシ、高分
子基体熱分解時の除染係数は１０’以ととなりた。また
、フィルタ３２には残渣が１ｇ以下（検出限界）しか捕
捉されておらず、フィルタ負荷は非常に軽減されている
ことを確認した。

なお、廃樹脂の熱分晴終了時間を機械的に検知するため
、この排ガス処理系に０２メータ３４を取シ付けること
によシ、熱分解終了までの時間をモニターした。これは
、熱分解反応が終了に近づくにつれ、酸素消費着が落ち
、ついには、供給源での０２濃度と等しくなることに着
目したものである。

次に、分解が終了した残渣のみが存在する同一反応容器
１８内で七メントガラスによる固化を行った。

固化剤（七メントガラス）は、固化剤タンク３５にて所
定の物性に調整された後、同化剤計量タンク３６に供給
された。この固化剤計理タンク３６は、反応容器１８内
に注入する同化剤の最終的な物性（重Ｍ、粘匿１等）を
調整するものである・この固化剤耐液タンク３６から所
定にのセメントガラスをパルプ３７から反応容器１８内
に注入し、廃樹脂の熱分解残渣を固化した。

同化に当って、容器内の攪拌羽根３０、多孔板２６、空
気供給管２８は、放射能に汚染されたいわゆる放射性固
体廃棄物であるから、分解残渣と共に固化する方針をと
りた。このため同化後の反応容器８の移送を考慮して、
反応容器１８と谷器論部３８を機械的にｒｉ＋単に着脱
可能な構造とした。

すなわち、空気供給′＃２８と攪拌器軸部分に着脱機構
３９を設け、同化終了後、反応容器１８を移動リフター
１９によシ下げる時に、この部分を外すことによシ、蓋
部３８と反応容器１８とを切シ離し”Ｊ能とした。従っ
て、蓋ｓ３８は、繰り返し使用に耐え得る仕様としだ。

また、熱分解中及び同化中の蓋部３８と反応容器１８と
のづ４触部分の気密性を完全に保つようなシール構造を
具えたことけば５までもない。

このようにして固化された分解残渣は、反応容器１８ご
と移動リフター１９でドラム缶充填施設へ送られるよう
にした。

以上説明したように熱分解時の雰囲気を不活性雰囲気と
酸化性雰囲気との二段階としたことによシ、アルカリス
クラバーによる排ガス処理量を著しく低減することがで
き、放射性脳棄物中の窒素化合物、イオウ化合物の含肩
率を２４チ以下にまで抑えることができた。また触媒を
予め廃樹脂にイオン吸着させたことによシ３５０℃で廃
樹脂の熱分解が可能となったため、反応容器１８の長寿
命化が可能となったのみならず、雰囲気を閉じ込められ
た静止及びそれに近い低流速としたことと３７ 相俟って、Ｃｍなどの揮発性の放射性物質の排ガス中へ
の飛散が防止０工能となった。

また、熱分解及び分解残液の固化を同−容器中で連続し
て処理することによル、システムの複雑化を防ぎ、作業
従事者の被ばく量の低減が期待できるようになった。

本実施列では、イオン交換基のみを分解する際、外部か
らは全く気体を供給せず閉じ込められた空気を以て不活
性雰囲気としたが、外部から窒素。

アルゴン等の不活性ガスを（低流速で）流すようにする
ことも勿論可能である。

また本実施しＵでは、高分子基体分解時には酸化剤とし
て空気を光したが、酸素を流すこともできる。この場合
には、空気を供給する場合と同じ連関で酸素を供給する
ならば、熱分解に要する時間を最大ＩＡに短縮できるが
、爆発の危険性を伴う。

さらに本来細則では、イオン交換基分解時に発生する排
ガスをアルカリスクラバー２２により処理したが、活性
炭・ＭｎＯなどを用いて乾式処理しても同等の効果が得
られる。

また本実施列では、不活性雰囲気及び酸化性雰囲気での
熱分解を同−反応容器で行ったが、反応容器を二つ用い
て、これを別々に行うことも可能である。

また本実施列では不活性雰囲気中および酸化性雰囲気中
での熱分解を同一温度で行ったが、異なる偏置で行うこ
とも可能である。

さらに、本実１ｍ　ｉｆ！ｌでは、反応容器１８内の多
孔板２６にステンレス鋼材を用いたが、セラミック裂の
多孔板も使用可能である。

また、本実施列では、同化剤としてセメントガラスを用
いたが、他の固化剤の使用も可能でちる。

本実施例は加圧水型原子炉の廃樹脂への適用列として示
したが、本発明は沸騰水型原子炉の炉水浄化系や復水浄
化器など、池の放射性物質取扱施設から発生する廃樹脂
の処理にも適用できる。

実施例２ 前記の実施例１の第１０図に示した反応容器１８のよう
な同定床式の反応容器は、廃樹脂を連続的に処理できる
というメリットがあるけれども、反応容器内の雰囲気を
第１段階では不活性雰囲気、第２段階では酸化性雰囲気
に精密に切換えるには不向きである・このため、入念な
排ガス処理を必要とするＳＯｘ、ＮＯｘなどを入念な排
ガス処理が不要なＣｏ２．　Ｈ２などと厳密に分離でき
ないという嫌いがある〇 そこで反応容器を２台用い、１台目では不活性雰囲気、
２台目では酸化性雰囲気で熱分解を行い、灸々から発生
する排ガスを分離することが考えられる。本実施例２は
そのようにしたものであって、第１１図に示すように、
１台目の反応容器であるロータリーキルン４０では廃樹
脂２８を不活性雰囲気で３５０℃で熱分解してイオン交
換糸のみを分解し、その後、２台目の反応容器であるロ
ータリーキルン４１では酸化性雰囲気で３５０℃で高分
子基体を分解するものである。

本実施例によっても１１１述の本発明の目的を達するこ
とができる。このように、本発明を実施するだめの反応
容器として同定床式のものの他に、移動床式の反応容器
も有効である。

実施列３ 本実施しリ３は、反応容器としてコンクリート製の反応
容器を用いたものであって、これによってもステンレス
鋼製と同等の効果を得ることができた◎コンクリート容
器の加熱手段としては電気ヒ−ターを用いた。コンクリ
ート容器は骨材の入ったものを用い、再度にわたる加熱
を行なわないことを条件とした。これ以外の条件を実施
列１と同様にして熱分解を行なったところ、コンクリー
ト容器に特に変化は認められず、廃樹脂の分解も良好で
あった。コンクリート製反応容器の使用が可能となった
のは、既述のとおシ廃樹脂の分解温度を大巾に下げるこ
とが可能になったからである。

実施列４ 放射性物質のうち揮発性の高い物質は、第２表で示すよ
うに、＋０６Ｒｕ（飛散開始温度４２０’Ｃ）と＋５７
ｃａ（飛散開始温度４７０℃）の二つである。

このうち１０６Ｒｕは半減期が約１年と短い。

そこで本実織例では、Ｎ１樹脂を１０年程度廃樹脂受タ
ンク内に貯蔵しておき、これを完全に減衰させた後に、
廃樹脂の熱分解を行う。この場合、半減期が約３０年の
１３７Ｃ８はほとんど減衰せずに残っているが、１０６
Ｒｕが存在する場合に比べ、実質的には放射性物質の排
ガス中への飛散開始温度が４２０ｃから４７０℃となり
たとみてよい。従りて、反応容器内の渦層分布が多少不
均一であシ、例えば反応温度を３５０℃に制御したにも
かかわらず、局４部的に廃樹脂温度が４５０℃になった
としても、排ガス中への放射能飛散ケ防止することがで
きる。

このように　＋０６Ｒｕを減衰させることにより、反応
容器内の温度制御１１が容易になるというメリットが生
まれる。さらには、廃樹脂全体の放射能も低くなるため
、それのハンドリングも容易になることはどうまでもな
い。

実施例５ 前記実施Ｎ　１では廃樹脂に触媒とじて遷移金網をイオ
ン吸着させた後に熱分解したが、触媒を添加しない場合
でも不粘性雰囲気での熱分；８￥においては同様の結果
を得ることができる。

本英施例５では、放則性屍巣物中の墾系化合物及びイオ
ウ化合物の発生をもたらす１発樹脂中のイオン交換基の
みを、触媒の添加なしに不活性雰囲気中で３５０℃で熱
分解した。この結果、触媒を添加しない廃樹脂でも、前
記条件でイオン交換基は十分分解することを確認した。

また、このとき、排ガスの放射能量は、検出限界以下で
あった。

以上示したように、触媒を添加しない無水状態の廃樹脂
を不活性雰囲気３５０℃で熱分解することにより、放射
性廃菓物中の窒素化合物、及びイオウ化合物の含有率を
２４重敬％よりも極めて低い値に抑えることができた。

〔発明の効果〕

本発明は、廃樹脂を不活性雰囲気と酸化雰囲気の２段階
で熱分解するようにしたので、分解の際発生する排ガス
を有害なイオウ酸化物ガス・窒素酸化物ガスとその他の
ガスとに選択的に分離して処理でき、生成する放射性廃
菓物中の窒素化合物及びイオウ化合物の一方又は両者の
含有率を２４重Ｉｌｔ％よルも遥かに低く抑えることが
でき、排ガス処理蓋が少くなシ、且つ排ガス処理用フィ
ルタの負荷も小さくなシ、また減容比が大きくなシ二次
放射性廃棄物量の大幅な低減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

’Ｉｆ１１ｉｊノ１１２４ト５−管ζｓｋ／フーｙ＃Ｌ
ｌ’＋！−１−ａ−ノー＆＝＋ｉＷ１！１１１０ｄｅｈ
ｅ４４１し処理システムの概要図、第２図は空気雰囲気
中での廃樹脂の熱分＠ｓ性を示す図、第３図は窒素寥囲
気および空気雰囲気中での陰イオン交換樹脂の熱分解特
性を示す図、Ｎ４図は窒素雰囲気および空気雰囲気中で
の陽イオン交換樹脂の熱分解Ｑ＃性を示す図、第５図は
廃樹脂を熱分解したときの放射性物質の飛散率の装置依
存性を示す図、第６図は廃樹脂の熱分解に及ばず白金微
粉末触媒混合の効果を示す図、第７図は鉄をイオン吸着
させた陽イオン交換樹脂の熱解特性を示す図、第８図は
へキサシアン鉄（ｍ）酸をイオン吸着させた陰イオン交
換樹脂の熱分ｙ１４特性を示す図、第９図は本発明の一
実施しリのシステム系統図、第１０図は本発明の一実施
列における反応′ｄ器の詳細図、紀１１図は本発明の也
の実施におけるロータリーキルン型の反応容器を示す図
である。 符号の説明 ９・・・廃樹脂受タンク、１１・・・調整タンク、１２
・・・陽イオン交換樹脂用触媒貯蔵タンク、１３・・・
陰イオン交換樹脂用触媒貯蔵タンク、ｌ５・・・脱水器
、　１７・・・反応装置、１８・・・反応容器、　１９
・・・移ｍＩＪフタ、２０・・・加熱コイル、　２２・
・・アルカリスクラバ、２５・・・フィルタ、２６・・
・多孔板、２８・・・雰囲気供給管、２９・・・廃樹脂
、３０・・・攪拌器、　３２・・・フィルタ、３３・・
・フレアスタック、３４・・・０２メータ、３５・・・
固化剤タンク、３６・・・固化剤計量タンク、３８・・
・蓋、　３９・・・着脱カプリング、４０．４１・・・
ロータリーキルン、 １６．２１，２７，３１，３７・・・パルプ。 第１図 第２図 ；、ｉ　ａ　ｃｃ＞ 第３図 ３ｋ　＆　（ｔ） 第４図 ５．５５　図 逼ｉ　（’Ｃ） ：ｉ’＞　７図 温　炭（”Ｑ） 劉８図 ｉ度（”ｃ） 、　：；ｓ９図 第１０図 第１頁の続き ０発　明　者　實　山　芳　之　日立市森山町１究所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、使用済イオン変換樹脂を不活性雰囲気中で熱分解し
   てその際に発生する分解ガスを分離する工程と、該工程
   を経た使用済イオン交換樹脂を酸化性雰囲気中で熱分解
   してその際に発生する分解ガスを分離する工程とからな
   ることを特徴とする使用済イオン交換樹脂の処理方法。 ２、　前記の両工程に先立って、使用済陽イオン交換樹
   脂には触媒として遷移金属を予めイオン交換により吸着
   せしめ、使用済陽イオン変換樹脂には触媒として遷移金
   属を含む陰イオン性原子団を予めイオン交換により吸着
   せしめておく特許請求の範囲第１項記載の使用済イオン
   交換樹脂の処理方法０ ３、使用済陽イオン変換樹脂に吸着せしめる前記の遷移
   金属は白金、ツクラジウム、鉄で代表される周期律表第
   ■族または銅で代表される周期律表第１族の遷移金属で
   ある特許請求の範囲第２項記載の使用済イオン交換樹脂
   の処理方法。 ４　使用済陽イオン変換樹脂に吸着せしめる前記遷移金
   属を含む陰イオン性原子団は、塩化白金酸、塩化パラジ
   ウム酸、ヘキ丈シアン鉄ＧＯＤ　６２に代表される周期
   律表第Ｖｌ族の、又は過マンガン酸に代表される周期律
   表第ｖＩＩ族のｊｆｆｉＭ移金属を含金属イオン性原子
   団である特許請求の範囲第２項記載の使用術イオン又挨
   樹脂の処理方法。 ５、　前記両工程における熱分解を２４０℃以上、４２
   ０℃以下の温度で行う特許請求の範囲第２，第３又は第
   ４項ｉｃ載の使用済イオン交換樹脂の処理方法。 ６、使用済イオン交換樹脂の貯蔵タンク；遷移金頴イオ
   ンの溶解した水溶液の貯蔵タンク二遷移金属を含む陰イ
   オン性原子団の俗解した水浴液の貯蔵タンク；これら貯
   蔵タンク内の貯蔵物を共に受け入れて、使用済イオン変
   侠樹脂のうち陰イオン変換樹脂には上記４移金属を、陰
   イオン変換樹脂には上記陰イオン性原子団をイオン交換
   により夫々吸着せしめるための調整タンク；該調整タン
   クを経た使用済イオン交換樹脂を受け入れ、これを第一
   段階として不活性雰囲気の下で、第二段階として酸化性
   雰囲気の下で熱分解させる反応容器；該第一段階で発生
   する硫黄酸化物ガスおよび窒素酸化物ガスを処理する排
   ガス処理手段；該第二段階で発生するガスを濾過燃焼す
   る排ガス処理手段；からなることを特徴とする使用済イ
   オン交換樹脂の処理装置。 ７、　前記反応容器は単一の固定床式反応容器であシ、
   その内部雰囲気を入換える雰囲気供給用導管および前記
   各排ガス処理手段に選択的に連通するガス導出用導管を
   備えた特許請求の範囲第６項記載の使用済イオン交換樹
   脂の処理装置。 ８、　前記反応容器は夫々前記第一段階および第二段階
   に対する各別の且つ連接された移動床式多段反応容器か
   らなシ、その内部に夫々不活性雰囲気および酸化性雰囲
   気を与える雰囲気供給用導管ならびに夫々前記各排ガス
   処理手段に連通ずるガス導出用導管を夫々備えた特許請
   求の範囲第６項記載の使用済イオン交換樹脂の処理装置
   。 ９、使用済イオン５！″俟樹脂を不活性雰囲気中で熱分
   解してその発生する分解ガスを分離する工程と、該段階
   を経た使用済イオン交換樹脂を酸化性雰囲気中で熱分解
   してその発生する分解ガスを分離する工程と、これらの
   工程陵の残渣を同化剤で固化する工程とを同一の容器内
   で行うことを特徴とする使用済イオン交換樹脂の処理方
   法。 １０、容器；該容器に着脱自在に装着される蓋；夫々こ
   の蓋に取付けられ、該容器内に連通ずる使用済イオン又
   換樹脂光填用導管、雰囲気入換用導管、分解ガス導出用
   導管および（２）他剤充填用導管；これら導管の各々に
   設けられた開閉可能なパルプ手段；該容器を加熱する手
   段；からなることを特徴とする使用済イオン交換樹脂の
   処理装置０