放射性铯的除去方法及煅烧物的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于从被放射性铯污染的废弃物中除去放射性铯的方法、以及用于使 用被放射性铯污染的废弃物作为原料来制造无害的煅烧物（例如，水泥混合材料、骨料、土 方材料）的方法。
【背景技术】
[0002] 因核发电厂的大型事故而被释放到外部环境中的放射性铯如果含有在废弃物或 土壤中，则会引起问题。放射性铯（铯137)的半衰期为30年，会长时间地给人体带来不利 影响，因此，多数情况下要求从废弃物等中将放射性铯除去。
[0003] 作为除去放射性铯的方法，例如记载了如下放射性废弃物的处理方法，其包括如 下步骤：在具备缠绕于其外部的通电线圈的、具有狭缝的冷却容器内通过电磁感应加热将 以硝酸盐的形态存在的放射性废弃物溶解，通过电磁挤压力使硝酸盐分解生成的金属氧化 物集聚在容器周围，使还原的铂族元素集聚在容器中央部，接着冷却、凝结，然后，回收生成 的固化体，所述放射性废弃物的处理方法中，对在电磁感应加热中由放射性废弃物挥发出 的铯等长寿命核素进行分离、回收（专利文献1)。
[0004] 但是，专利文献1的方法并不是以因事故而释放到外部环境中的放射性铯为对象 的方法，而是以在核发电厂等限定的区域内产生的放射性废弃物为对象的方法，因此，不适 合于数量庞大的污染土壤等的处理，另外，还存在装置复杂且昂贵、成本高的问题。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平5-157897号公报
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的课题
[0009] 本发明的目的在于提供能够容易地且高效地从被放射性铯污染的废弃物中除去 放射性铯的方法。另外，本发明的目的还在于提供用于使用被放射性铯污染的废弃物作为 原料来制造无害的煅烧物（例如，水泥混合材料、骨料、土方材料）的方法。
[0010] 用于解决课题的手段
[0011] 本发明人为了解决上述课题进行了深入研宄，结果发现，通过将被放射性铯污染 的废弃物以及CaO源和/或MgO源以特定的混合比例加热，能够达到上述目的，从而完成了 本发明。
[0012] SP，本发明，提供下述[1]~[9]项。
[0013] [1] -种放射性铯的除去方法，其包括将被放射性铯污染的废弃物以及CaO源和/ 或MgO源在1200~1350°C下加热而使所述废弃物中的放射性铯挥发的加热步骤，所述放射 性铯的除去方法的特征在于，
[0014] 所述加热步骤中，以使Ca0、Mg0和SiO2各自的质量满足下式（1)的方式确定所述 废弃物、CaO源和MgO源各自的种类和混合比例，
[0015] ((CaO+1. 39XMg0)/Si02) = I. 0 ~2. 5... (1)
[0016] 式中，CaO、MgO、SiO2各自表示钙的换算成氧化物的质量、镁的换算成氧化物的质 量、硅的换算成氧化物的质量。
[0017] [2]根据上述[1]所述的放射性铯的除去方法，其中，所述加热步骤中，还使用氯 化物。
[0018] [3]根据上述[1]或[2]所述的放射性铯的除去方法，其中，所述加热步骤中，在还 原气氛下进行加热。
[0019] [4] -种煅烧物的制造方法，包括将被放射性铯污染的废弃物以及CaO源和/或 MgO源在1200~1350°C下加热而使所述废弃物中的放射性铯挥发从而得到煅烧物的加热 步骤，所述煅烧物的制造方法的特征在于，
[0020] 所述加热步骤中，以使Ca0、Mg0和SiO2各自的质量满足下式（1)的方式确定所述 废弃物、CaO源和MgO源各自的种类和混合比例，
[0021] ((CaO+1. 39XMgO)/SiO2) = I. 0 ~2. 5... (1)
[0022] 式中，CaO、MgO、SiO2各自表示钙的换算成氧化物的质量、镁的换算成氧化物的质 量、硅的换算成氧化物的质量。
[0023] [5]根据上述[4]所述的煅烧物的制造方法，其中，所述加热步骤中，在还原气氛 下进行加热。
[0024] [6]根据上述[4]或[5]所述的煅烧物的制造方法，其中，包括将通过所述加热步 骤得到的煅烧物与选自由还原剂和吸附剂组成的组中的至少一种进行混合的混合工序。
[0025] [7] -种水泥混合材料，其通过将利用上述[4]~[6]中任一项所述的煅烧物的制 造方法得到的煅烧物粉碎而得到。
[0026] [8] -种骨料，其包含通过上述[4]~[6]中任一项所述的煅烧物的制造方法得到 的煅烧物。
[0027] [9] 一种土方材料，其包含通过上述[4]~[6]中任一项所述的煅烧物的制造方法 得到的煅烧物。
[0028] 发明的效果
[0029] 根据本发明的放射性铯的除去方法，能够容易地且高效地将放射性铯从被放射性 铯污染的废弃物中除去，能够减小放射性废弃物体积。
[0030] 另外，根据本发明的煅烧物的制造方法，能够得到除去了放射性铯的无害的煅烧 物。该煅烧物能够作为水泥混合材料、骨料用于今后大量需要的复建用混凝土（堤防、防波 堤和消波块等），能够实现天然资源的保护。另外，能够作为土方材料用于除去土壤后的土 地的回填材料等。
【具体实施方式】
[0031] 以下，详细说明本发明。
[0032] 本发明的放射性铯的除去方法为如下的放射性铯的除去方法，其包括将被放射性 铯污染的废弃物以及CaO源和/或MgO源在1200~1350°C下加热而使上述废弃物中的放 射性铯挥发的加热步骤，上述放射性铯的除去方法的特征在于，上述加热步骤中，以使CaO、 MgO和SiO2各自的质量满足下式⑴的方式确定上述废弃物、CaO源和MgO源各自的种类 和混合比例。
[0033] ((CaO+1. 39XMg0)/Si02) = I. 0 ~2. 5... (1)
[0034] (式中，Ca0、Mg0、Si02各自表示钙的换算成氧化物的质量、镁的换算成氧化物的质 量、硅的换算成氧化物的质量）
[0035] 本发明的处理对象物为被放射性铯污染的废弃物。
[0036] 此处，被放射性铯污染的废弃物例如为土壤、下水污泥干粉、城市垃圾焚烧灰、来 源于垃圾的熔渣、贝壳、草木等普通废弃物、下水污泥、下水淤渣、净水污泥、建设污泥等产 业废弃物、瓦砾等灾害废弃物，为含有放射性铯的废弃物。这些废弃物可以单独使用一种， 也可以组合使用两种以上。另外，预先将几乎不含有放射性铯的部分（例如，土壤的情况下 为砂、石）除去而得到的、放射性铯被浓缩的废弃物（中间处理物）也包含在本发明中的 "被放射性铯污染的废弃物"的概念中。
[0037] 另外，作为CaO源，例如可以举出碳酸钙、石灰石、生石灰、消石灰、石灰石、白云 石、高炉渣等。作为MgO源，例如可以举出碳酸镁、氢氧化镁、白云石、蛇纹岩、镍铁合金矿渣 等。这些例示物可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
[0038] 本发明中，CaO源和MgO源可以使用这两者，也可以仅使用任意一者，但从放射性 铯的挥发性的方面出发，优选仅混合CaO源。
[0039] 另外，CaO源和MgO源优选使用粉碎后的粉状物。
[0040] 本发明中，放射性铯是指作为铯的放射性同位素的铯134和铯137。这些放射性铯 是由于核发电厂的事故而释放到外部环境中的放射性物质，其半衰期分别为约2年和约30 年。
[0041] 本发明中，作为除去对象物的放射性铯从发生事故的核发电厂以碘化铯等的形态 与放射性碘一同释放到外部环境中，并从上空下降到地表面。碘化铯的沸点为1200°C以上， 与沸点为约700°C的铯单质相比，具有难以挥发的性质。而且，下降到地表面的放射性铯 被封入到土壤所含的粘土矿物中，成为难以从土壤中分离的状态，并且，有时形态也发生变 化。另外，附着到瓦砾等灾害废弃物上，或者下降到地表面的放射性铯被雨水冲洗并在下水 处理的过程中被浓缩，由此产生以高浓度含有放射性铯的下水污泥等。此外，草木由于吸收 土壤所含有的放射性铯而被放射能污染，在将含有这些被放射能污染的草木的废弃物焚烧 而产生的焚烧灰中，有时在玻璃等中封有放射性铯。本发明中，要对这些处于难以处理的状 态的放射性铯化合物进行分离、回收。
[0042] 对于上述被放射性铯污染的废弃物与CaO源和/或MgO源，在以使所得到的混合 物中的氧化钙（CaO)、氧化镁（MgO)和二氧化硅（SiO 2)各自的质量满足下式（1)的方式确 定上述废弃物以及CaO源和/或MgO源的种类和混合比例的基础上进行混合。
[0043] ((CaO+1. 39XMgO)/SiO2) = I. 0 ~2. 5... (1)
[0044] (式中，Ca0、Mg0、Si02各自表示钙的换算成氧化物的质量、镁的换算成氧化物的质 量、硅的换算成氧化物的质量）