JP3143839B2 - Treatment of radioactive liquid waste - Google Patents
Treatment of radioactive liquid wasteInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ウラン及びウランの娘
核種であるβ崩壊核種を含む放射性廃液からこれらの放
射性物質を効率的に除去する放射性廃液の処理方法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating radioactive waste liquid for efficiently removing radioactive waste from radioactive waste liquid containing uranium and beta decay nuclide which is a daughter nuclide of uranium.
【0002】[0002]
【従来の技術】原子燃料転換施設において六フッ化ウラ
ンの転換工程から排出されるプロセス廃液中にはウラン
及びトリウム等のウランの娘核種であるβ崩壊核種の放
射性物質が含まれている。このプロセス廃液に水ガラス
を添加してこれらの放射性物質を凝集沈澱させてこのプ
ロセス廃液から除去する方法が特公昭48ー38320
号公報に開示されている。この方法では、水ガラス(珪
酸ソーダ)がアンモニア溶液中又は酸性溶液中で、大き
な表面積と活性を有する極性吸着剤である無定型シリカ
の澱物を形成することを利用して、上記プロセス廃液中
のウラン及びウランの娘核種であるβ崩壊核種等の放射
性物質を吸着捕集し、この廃液からこれらの放射性物質
を除去回収している。この方法によれば50〜200p
pm程度の放射性物質を含むプロセス廃液から放射性物
質を除去してウラン濃度を約100ppbまでにするこ
とが可能である。2. Description of the Related Art A process effluent discharged from a uranium hexafluoride conversion process in a nuclear fuel conversion facility contains radioactive substances of beta decay nuclides such as uranium and thorium, which are daughter nuclides of uranium. A method of adding water glass to this process waste liquid to coagulate and precipitate these radioactive substances and removing it from the process waste liquid is disclosed in JP-B-48-38320.
No. 6,086,045. This method utilizes the fact that water glass (sodium silicate) forms a precipitate of amorphous silica, which is a polar adsorbent having a large surface area and activity, in an ammonia solution or an acidic solution. The radioactive substances such as uranium and beta decay nuclide which are daughter uranium of uranium are adsorbed and collected, and these radioactive substances are removed and recovered from the waste liquid. According to this method, 50-200p
It is possible to remove the radioactive material from the process effluent containing the radioactive material of about pm to reduce the uranium concentration to about 100 ppb.
【0003】一方、将来、使用済核燃料を再処理して回
収されたウランから作られた核燃料を転換した場合に
は、その転換工程から排出されるプロセス廃液中には高
放射性のウラン(ウランの同位体)が含まれることが予
測され、これらの廃液の放射能濃度を排出基準値まで低
減させるためには、ウラン濃度として10〜20ppb
程度まで低減させることが必要となる。このことから上
記従来の水ガラス処理法では十分に対応できなくなるこ
とが予測される。[0003] On the other hand, when nuclear fuel made from uranium recovered by reprocessing spent nuclear fuel is converted in the future, highly radioactive uranium (uranium uranium) is contained in the process effluent discharged from the conversion step. Isotope), and in order to reduce the radioactivity concentration of these waste liquids to the emission standard value, the uranium concentration should be 10 to 20 ppb.
It is necessary to reduce to the extent. From this, it is predicted that the above conventional water glass treatment method cannot sufficiently cope with the problem.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】これまでプロセス廃液
に水ガラスを添加してこれらの放射性物質を凝集沈澱さ
せてこのプロセス廃液から除去する方法が上記特公昭4
8−38320号の方法以外に、種々提案されているが
(特公昭60−636,特公昭61−26040,特公
平−33117)、将来廃液中のウラン放射能濃度が増
加することを考慮すると、いずれの方法もウランの除去
においてなお改良の余地があった。一方、プロセス廃液
を水ガラスで処理した場合には、廃液中にシリカが溶け
込んで、時間の経過とともにシリカが沈澱物となって再
析出して、処理済みの廃液の排出等に支障を来たす場合
もある。A method of adding water glass to a process effluent to coagulate and precipitate these radioactive substances and removing the radioactive substances from the process effluent is disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho.
Various methods other than the method of 8-38320 have been proposed (Japanese Patent Publication No. 60-636, Japanese Patent Publication No. 61-26040, and Japanese Patent Publication No. 33117). However, considering that the uranium radioactivity concentration in the waste liquid will increase in the future, Both methods still have room for improvement in uranium removal. On the other hand, when the process waste liquid is treated with water glass, the silica dissolves in the waste liquid, and as time passes, the silica becomes a precipitate and re-precipitates, which hinders the discharge of the treated waste liquid. There is also.
【0005】本発明の目的は、ウラン及びウランの娘核
種であるβ崩壊核種を含む放射性廃液からこれらの放射
性物質をより効率的に除去する放射性廃液の処理方法を
提供することにある。[0005] An object of the present invention is to provide a method for treating radioactive waste liquid which more efficiently removes radioactive waste from radioactive waste liquid containing uranium and β-decay nuclide which is a daughter nuclide of uranium.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、ウラン及びウ
ランの娘核種であるβ崩壊核種を含む放射性廃液に水ガ
ラスを添加してウラン及びβ崩壊核種を除去する放射性
廃液の処理方法の改良である。その特徴あるところは、
水ガラスに加えてアルミナゾルを添加することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to an improved method for treating radioactive waste liquid by adding water glass to a radioactive waste liquid containing uranium and beta decay nuclide, which is a daughter nuclide of uranium, to remove uranium and beta decay nuclide. It is. The characteristic place is
It is to add alumina sol in addition to water glass.
【0007】以下、本発明を詳述する。本発明で処理さ
れる放射性廃液は、主として六フッ化ウランの転換工程
から排出されるプロセス廃液であって、ウラン及びトリ
ウム、プロトアクチニウム等のウランの娘核種であるβ
崩壊核種を含む。即ち、この放射性廃液はフッ化ウラニ
ル水溶液にアンモニア水を加えることによって生じた重
ウラン酸アンモニウム(ADU)のスラリーをろ過して
得たろ液(通常の転換工程廃液)である。これ以外の放
射性廃液として硝酸ウラニル水溶液にアンモニア水を加
えることによって生じた重ウラン酸アンモニウム(AD
U)のスラリーをろ過して得たろ液(硝酸系の廃液)等
がある。Hereinafter, the present invention will be described in detail. The radioactive effluent treated in the present invention is a process effluent mainly discharged from the conversion step of uranium hexafluoride, and is a daughter nuclide of uranium such as uranium and thorium and protactinium.
Including decay nuclides. That is, this radioactive waste liquid is a filtrate (a normal conversion step waste liquid) obtained by filtering a slurry of ammonium biuranate (ADU) generated by adding aqueous ammonia to an aqueous uranyl fluoride solution. As another radioactive waste liquid, ammonium biuranate (AD) produced by adding aqueous ammonia to an aqueous uranyl nitrate solution
There is a filtrate (nitric acid waste liquid) obtained by filtering the slurry of U).
【0008】本発明の水ガラスには、珪酸ソーダ、珪酸
カリ等の珪酸アルカリ塩が挙げられる。また上記放射性
廃液に水ガラスに加えて添加されるアルミナゾルは水を
分散媒としたアルミナ水和物のコロイド液である。水ガ
ラス及びアルミナゾルの各添加量は上記放射性廃液の総
量並びにウラン及びウランの娘核種であるβ崩壊核種の
含有量に応じて変動する。水ガラスの添加量を1とする
とき、アルミナゾルの添加量は容積比で0.1〜1の範
囲内にあることが望ましい。0.1未満ではアルミナゾ
ルを添加した効果に乏しく、1を越えても1と同等の放
射性物質の除染係数しか得られないためである。この除
染係数を高めるために、水ガラスを添加した後にアルミ
ナゾルを添加することが好ましく、またアルミナゾルを
2回添加した後に水ガラスを添加することがより好まし
い。The water glass of the present invention includes alkali silicates such as sodium silicate and potassium silicate. The alumina sol added to the radioactive waste liquid in addition to the water glass is a colloid liquid of alumina hydrate using water as a dispersion medium. The amount of each of the water glass and the alumina sol varies depending on the total amount of the radioactive liquid waste and the content of uranium and β-decay nuclide which is a daughter nuclide of uranium. When the addition amount of water glass is 1, the addition amount of alumina sol is desirably in the range of 0.1 to 1 in volume ratio. If it is less than 0.1, the effect of adding the alumina sol is poor, and if it exceeds 1, only a radioactive substance decontamination coefficient equivalent to 1 can be obtained. In order to increase this decontamination coefficient, it is preferable to add alumina sol after adding water glass, and it is more preferable to add water glass after adding alumina sol twice.
【0009】[0009]
【作用】放射性廃液に水ガラスとアルミナゾルを添加す
ると、廃液中にシリカ粒子とアルミナ粒子がコロイド粒
子として分散する。正に帯電したアルミナ粒子が負に帯
電したシリカ粒子を吸着し中和する。これにより、廃液
中においてシリカ粒子とアルミナ粒子は電気的な吸引力
で凝集して沈澱する。このときシリカの凝集効果は水ガ
ラス単独の場合に比べてアルミナの作用のため更に良好
となり、これに伴いウラン及びβ崩壊核種の捕集効果も
増加する。従って、従来の水ガラス単独の場合に比べ
て、更に高い除染効果が得られ、廃液中のウラン及びβ
崩壊核種の濃度が更に低減できる。これは廃液中に残存
(溶存)しているシリカ濃度がアルミナゾルを添加した
場合に低くなることからも確認できる。またこれは廃液
中のシリカ濃度を低減させる効果もある。なお沈澱によ
り捕集されたウランは後に硝酸で溶出され容易に回収さ
れる。When water glass and alumina sol are added to radioactive waste liquid, silica particles and alumina particles are dispersed as colloid particles in the waste liquid. Positively charged alumina particles adsorb and neutralize negatively charged silica particles. As a result, in the waste liquid, the silica particles and the alumina particles aggregate and precipitate due to the electric suction force. At this time, the coagulation effect of silica is further improved due to the action of alumina as compared with the case of water glass alone, and the trapping effect of uranium and β-decayed nuclides increases accordingly. Therefore, a higher decontamination effect can be obtained as compared with the conventional case of using water glass alone, and uranium and β
The concentration of the decay nuclide can be further reduced. This can also be confirmed from the fact that the concentration of silica remaining (dissolved) in the waste liquid decreases when alumina sol is added. This also has the effect of reducing the concentration of silica in the waste liquid. The uranium collected by precipitation is later eluted with nitric acid and easily recovered.
【0010】[0010]
【実施例】次に本発明の具体的態様を示すために、本発
明の実施例を説明する。以下に述べる実施例は本発明の
技術的範囲を限定するものではない。 <実施例1>ウラン及びウランの娘核種であるβ崩壊核
種を含む放射性廃液として六フッ化ウランの転換工程か
ら排出されるウラン濃度が20ppmのプロセス廃液
(通常の転換工程の廃液)を準備した。この廃液100
mLをビーカに入れ、珪酸ソーダを200g/L含む水
ガラスをこの廃液に0.94mL添加し、マグネチック
スターラを用いて5分間撹拌した。次いで同じ水ガラス
を0.94mL添加し、5分間撹拌した。EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described in order to show specific embodiments of the present invention. The embodiments described below do not limit the technical scope of the present invention. <Example 1> A process waste liquid (a waste liquid from a normal conversion step) having a uranium concentration of 20 ppm discharged from a conversion step of uranium hexafluoride was prepared as a radioactive waste liquid containing uranium and β-decay nuclide which is a daughter nuclide of uranium. . This waste liquid 100
mL was placed in a beaker, 0.94 mL of water glass containing 200 g / L of sodium silicate was added to the waste liquid, and the mixture was stirred for 5 minutes using a magnetic stirrer. Next, 0.94 mL of the same water glass was added, followed by stirring for 5 minutes.
【0011】次にこの混合液にアルミナゾル(商品名:
「アルミナゾル−100」、日産化学(株)製)を1.
88mL添加して10分間撹拌した。水ガラス及びアル
ミナゾルの添加により負に帯電したシリカ粒子と正に帯
電したアルミナ粒子は電気的な吸引力で凝集して沈澱し
た。この凝集沈澱物をブフナロートを使用して吸引ろ過
した。得られたろ液に含まれるウラン及びβ崩壊核種の
うちβ崩壊核種は廃液中に極めて微量にしか存在しない
ので、ウランを代表してそのウラン濃度を蛍光光度計を
用いて測定し、この測定値に基づいて除染係数を計算し
た。またろ液のシリカ濃度を誘導結合プラズマ発光分析
装置を用いて測定した。これらの結果を表1に示す。な
お、「アルミナゾル−100」は水を分散媒としたベー
マイト系のアルミナ水和物のコロイド液であって、アル
ミナ含有率10〜11重量%、pH2.5〜4.5、比
重(20℃)1.09〜1.14、平均粒径100〜1
0000nm、粘度(25℃)100〜10000CP
の特性を有し、アルミナ粒子の電荷は陽性を示す。Next, alumina sol (trade name:
"Alumina sol-100", manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.)
88 mL was added and stirred for 10 minutes. The silica particles negatively charged and the alumina particles positively charged by the addition of the water glass and the alumina sol aggregated and precipitated by an electric attraction force. This aggregated precipitate was suction-filtered using a Buchner funnel. Among the uranium and β-decayed nuclides contained in the obtained filtrate, β-decayed nuclides are present in only a very small amount in the waste liquid, so the uranium concentration was measured using a fluorometer on behalf of uranium, and the measured values were measured. The decontamination factor was calculated based on The silica concentration of the filtrate was measured using an inductively coupled plasma emission spectrometer. Table 1 shows the results. “Alumina sol-100” is a colloidal solution of boehmite-based alumina hydrate using water as a dispersion medium, having an alumina content of 10 to 11% by weight, a pH of 2.5 to 4.5, and a specific gravity (20 ° C.). 1.09-1.14, average particle size 100-1
0000 nm, viscosity (25 ° C.) 100 to 10,000 CP
And the charge of the alumina particles is positive.
【0012】<実施例2>実施例1と同じ混合液に同一
のアルミナゾルを0.24mL添加したことを除いては
実施例1の工程を繰り返した。その結果を表1に示す。Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that 0.24 mL of the same alumina sol was added to the same mixture as in Example 1. Table 1 shows the results.
【0013】<比較例1>実施例1と同じ混合液にアル
ミナゾルを全く添加しなかったことを除いては実施例1
の工程を繰り返した。その結果を表1に示す。Comparative Example 1 Example 1 was repeated except that no alumina sol was added to the same mixture as in Example 1.
Was repeated. Table 1 shows the results.
【0014】[0014]
【表1】 [Table 1]
【0015】表1より明らかなように、比較例1では2
0ppmであったウラン濃度を約50ppb(除染係
数:約420)までしか低減することができなかったも
のが、実施例1及び実施例2ではウラン濃度を約15p
pb(除染係数:約1300)まで低減することができ
た。これは比較例1の約1/3強の値であった。また比
較例1のシリカ濃度が373ppmであったのに対し
て、実施例1及び実施例2のシリカ濃度はそれぞれ13
2ppm及び199ppmであり、比較例1の約1/3
〜1/2の値を示し、大幅に低減していることが判る。
また比較例1では水ガラスの添加した数分後にシリカの
沈澱が析出したのに対して、実施例1及び実施例2では
1週間放置してもシリカの沈澱は析出しなかった。As is clear from Table 1, in Comparative Example 1, 2
Although the uranium concentration of 0 ppm could only be reduced to about 50 ppb (decontamination coefficient: about 420), the uranium concentration was reduced to about 15 pb in Examples 1 and 2.
pb (decontamination coefficient: about 1300) was able to be reduced. This was about a little over 1/3 that of Comparative Example 1. Further, while the silica concentration of Comparative Example 1 was 373 ppm, the silica concentration of Examples 1 and 2 was 13
2 ppm and 199 ppm, about 1/3 of Comparative Example 1.
It shows that the value was significantly reduced.
Further, in Comparative Example 1, silica precipitate was precipitated several minutes after the addition of water glass, whereas in Examples 1 and 2, no silica precipitate was deposited even when left for one week.
【0016】<実施例3>ウラン及びウランの娘核種で
あるβ崩壊核種を含む放射性廃液として硝酸ウラニル水
溶液にアンモニア水を加えることによって生じた重ウラ
ン酸アンモニウム(ADU)のスラリーをろ過して得た
ウラン濃度が20ppmのろ液(硝酸系の廃液)を準備
した。この廃液100mLをビーカーに入れ、珪酸ソー
ダを200g/L含む水ガラスをこの廃液に0.94m
L添加し、マグネチックスターラを用いて5分間撹拌し
た。次いでこの混合液に実施例1と同じアルミナゾルを
0.94mL添加して10分間撹拌した。水ガラス及び
アルミナゾルの添加により実施例1と同じように凝集沈
澱物が生成した。この凝集沈澱物を実施例1と同様に吸
引ろ過した。得られたろ液に含まれるウラン及びβ崩壊
核種のうち、ウランを代表してそのウラン濃度を実施例
1と同様に測定し、この測定値に基づいて除染係数を計
算した。またろ液のシリカ濃度を実施例1と同様に測定
した。これらの結果を表2に示す。Example 3 A slurry of ammonium biuranate (ADU) produced by adding aqueous ammonia to an aqueous uranyl nitrate solution as a radioactive waste liquid containing uranium and β-decay nuclide which is a daughter nuclide of uranium is obtained by filtration. A filtrate (nitrate waste liquid) having a uranium concentration of 20 ppm was prepared. 100 mL of the waste liquid was placed in a beaker, and water glass containing 200 g / L of sodium silicate was added to the waste liquid at a rate of 0.94 m.
L was added, and the mixture was stirred for 5 minutes using a magnetic stirrer. Next, 0.94 mL of the same alumina sol as in Example 1 was added to the mixture, and the mixture was stirred for 10 minutes. By the addition of water glass and alumina sol, a coagulated precipitate was formed in the same manner as in Example 1. This aggregated precipitate was subjected to suction filtration in the same manner as in Example 1. Among the uranium and β-decay nuclides contained in the obtained filtrate, the uranium concentration of uranium was measured in the same manner as in Example 1, and the decontamination coefficient was calculated based on the measured values. Further, the silica concentration of the filtrate was measured in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.
【0017】<比較例2>実施例3において、アルミナ
ゾルを添加しない以外は実施例3と同様にして凝集沈澱
物を生成した。ウラン濃度、除染係数、シリカ濃度を実
施例3と同様に求めた。その結果を表2に示す。Comparative Example 2 An agglomerated precipitate was formed in the same manner as in Example 3 except that no alumina sol was added. Uranium concentration, decontamination coefficient, and silica concentration were determined in the same manner as in Example 3. Table 2 shows the results.
【0018】[0018]
【表2】 [Table 2]
【0019】表2より明らかなように、比較例2では2
0ppmであったウラン濃度を約401ppb(除染係
数:約130)までしか低減することができなかったも
のが、実施例3ではウラン濃度を約55ppb(除染係
数:約912)まで低減することができた。また比較例
2のシリカ濃度が360ppmであったのに対して、実
施例3のシリカ濃度は150ppmであり、比較例2の
約2/5の値を示し、大幅に低減していることが判る。
また比較例2では水ガラスの添加した数分後にシリカの
沈澱が析出したのに対して、実施例3では1週間放置し
てもシリカの沈澱は析出しなかった。As apparent from Table 2, in Comparative Example 2, 2
Although the uranium concentration of 0 ppm could be reduced only to about 401 ppb (decontamination coefficient: about 130), in Example 3, the uranium concentration was reduced to about 55 ppb (decontamination coefficient: about 912). Was completed. Further, while the silica concentration of Comparative Example 2 was 360 ppm, the silica concentration of Example 3 was 150 ppm, which was about 2/5 of that of Comparative Example 2, indicating that the silica concentration was significantly reduced. .
Further, in Comparative Example 2, silica precipitate was precipitated several minutes after the addition of water glass, whereas in Example 3, no silica precipitate was deposited even after being left for one week.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ウ
ラン及びウランの娘核種であるβ崩壊核種を含む放射性
廃液に水ガラスに加えてアルミナゾルを添加することに
よって、水ガラスのみでは十分に捕捉しきれなかったウ
ラン及びβ崩壊核種をより効率的に捕捉することができ
る。更に廃液中においてシリカ粒子とアルミナ粒子が電
気的な吸引力で凝集して沈澱するため、シリカ濃度を従
来と比べてより一層低減することができ、シリカ沈澱の
再析出を防止することもできる。これにより処理済みの
廃液の排出に支障を来たすことがなくなる。As described above, according to the present invention, by adding alumina sol to radioactive waste liquid containing uranium and β-decay nuclide which is a daughter nuclide of uranium in addition to water glass, water glass alone is sufficient. Uranium and β-decayed nuclides that could not be completely captured can be captured more efficiently. Furthermore, since the silica particles and the alumina particles aggregate and precipitate in the waste liquid due to the electric attraction force, the silica concentration can be further reduced as compared with the prior art, and the reprecipitation of the silica precipitate can be prevented. As a result, there is no problem in discharging the treated waste liquid.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 建二 茨城県那珂郡那珂町大字向山字六人頭 1002番地の14 三菱マテリアル株式会社 那珂原子力開発センター内 (56)参考文献 特開 昭52−142199(JP,A) 特開 昭53−2319(JP,A) 特開 昭56−109825(JP,A) 特開 昭57−172298(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21F 9/10 G21F 9/06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Kenji Nishimura, Nakamachi, Naka-machi, Naka-gun, Ibaraki Pref. 142199 (JP, A) JP-A-53-2319 (JP, A) JP-A-56-109825 (JP, A) JP-A-57-172298 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) G21F 9/10 G21F 9/06
Claims (4)
核種を含む放射性廃液に水ガラスを添加してウラン及び
β崩壊核種を除去する放射性廃液の処理方法において、 前記水ガラスに加えてアルミナゾルを添加することを特
徴とする放射性廃液の処理方法。1. A method for treating a radioactive waste liquid in which water glass is added to a radioactive waste liquid containing uranium and β-decay nuclide which is a daughter nuclide of uranium to remove uranium and β-decay nuclide, wherein alumina sol is added to the water glass A method for treating a radioactive waste liquid, comprising adding.
ルミナゾルを添加する請求項1記載の放射性廃液の処理
方法。2. The method according to claim 1, wherein the alumina sol is added after the water glass is added once or twice.
ニウムを含む請求項1記載の放射性廃液の処理方法。3. The method for treating a radioactive liquid waste according to claim 1, wherein the β-decay nuclide includes thorium or protactinium.
量の容積比が1:0.1〜1である請求項1記載の放射
性廃液の処理方法。4. The method for treating a radioactive waste liquid according to claim 1, wherein the volume ratio of the added amount of water glass to the added amount of alumina sol is 1: 0.1 to 1.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05099264A JP3143839B2 (en) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Treatment of radioactive liquid waste |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH06308292A JPH06308292A (en) | 1994-11-04 |
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1993
- 1993-04-26 JP JP05099264A patent/JP3143839B2/en not_active Expired - Fee Related
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