JPH0438499A - 除染廃液の処理方法 - Google Patents

除染廃液の処理方法

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JPH0438499A
JPH0438499A JP14451390A JP14451390A JPH0438499A JP H0438499 A JPH0438499 A JP H0438499A JP 14451390 A JP14451390 A JP 14451390A JP 14451390 A JP14451390 A JP 14451390A JP H0438499 A JPH0438499 A JP H0438499A
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JP
Japan
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waste liquid
decontamination
waste
treatment
liquid
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JP14451390A
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English (en)
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Masami Toda
正見 遠田
Katsumi Hosaka
克美 保坂
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は放射性金属廃棄物を除染した後に発生する使用
済み電解除染廃液を再生するための除染廃液の処理方法
に関する。
(従来の技術) 一般に、原子力発電設備の廃止・解体措置に伴って発生
する放射能に汚染された金属廃棄物は、放射能を除去し
た後、保管・再利用等を行うべく廃棄処分が行われる。
この場合、金属廃棄物を大量に電解除染すると、除染液
中の溶出金属(Fe、Ct、 Ni等)イオン濃度か増
加するとともに、放射能(Ca、 Mn等)濃度か増加
して、作業員の被爆量か増えるため、電解除染液を除染
廃液として廃棄しなければならない。
放射能汚染された金属廃棄物の除染を行う手段として、
電解除染方法があり、この方法は酸性水溶液中に金属廃
棄物と陰極を浸漬し、金属廃棄物と陰極との間に直流電
圧を印加して金属廃棄物表面を溶解し放射性物質を除去
する方法である。
従来、上記廃液の処理方法としては、特開昭61−23
7096号公報に開示されているような電解除染廃液の
再生方法が知られている。この方法では、使用済み電解
除染廃液を拡散透析処理して除染廃液から酸を回収し、
回収した酸を電解除染液として使用している。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来例にあっては使用済み電解除染
廃液から酸を回収しているため、電解除染廃液中の遊離
酸の濃度が低い場合には回収効率が低く、また酸を回収
した後の脱酸廃液は中和剤を添加して溶出金属イオンを
水酸化物に置換し、乾燥して粉体化するため、放射性を
有する二次廃棄物の量が増加してしまう問題点があった
そこで、本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、放射性の金属イオンと金属廃
棄物から溶出した金属イオンが溶解している電解除染廃
液を廃液処理して電解除染液として再使用でき、さらに
廃液処理に伴う放射性の二次廃棄物の発生量を低減する
ことが可能な除染廃液の処理方法を提供することにある
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本発明に係る除染廃液の
処理方法にあっては、放射性物質で汚染された金属廃棄
物の除染後に発生する放射能および溶出金属イオンが溶
解した除染廃液から陰イオン交換膜を介して遊離酸を分
離する拡散透析処理工程と、上記除染廃液から遊離酸を
分離した脱酸廃液中の金属イオンを金属析出用陰極に析
出させる電着工程と、上記拡散透析処理工程で分離した
遊離酸と上記電着処理した脱酸廃液とを混合して電解除
染液として再使用するための濃度調整工程とを有するこ
とを特徴とする。
(作用) 上記の構成を有する本発明においては、電解除染廃液を
拡散透析処理工程で陰イオン交換膜を介して除染廃液と
透析水とを対向流に通液すると、透析水との濃度差によ
り除染廃液中の酸は透析水側に移動するため、除染廃液
から酸を容易に回収することができる。次いで、酸を分
離した除染廃液を電着工程で電着処理すると、酸濃度が
薄いため金属析出用陰極では水素ガスの発生反応よりも
コバルト(Co)イオン、マンガン(Mn)イオン等の
放射能と鉄(Fe)イオン、クロム(C+)イオン、ニ
ッケル(Ni)イオン等の溶出金属の電着反応か優先的
に起こるため、除染廃液から金属イオンを容易に分離で
きる。そして、放射能および溶出金属イオンを分離した
除染廃液は、酸濃度が薄い水溶液であるため、濃度調整
工程で拡散透析後の酸回収水と混合して濃度調整するこ
とにより電解除染液として再使用することができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図は本発明の除染廃液の処理方法を説明するためのブロ
ックフローチャートである。硫酸溶液等を用いて電解研
磨作用により放射性物質で汚染された金属廃棄物を除染
し、除染後に発生するコバルト(Co)イオン、マンガ
ン(Mn)イオン等の放射能と鉄(Fe)イオン、クロ
ム(C「)イオン、ニッケル(Ni)イオン等の溶出金
属が溶解した除染廃液を処理するための廃棄処理手順と
しては、除染廃液1を拡散透析処理工程2で除染廃液1
と透析水3を陰イオン交換膜4を介して通水すると、除
染廃液1中の遊離硫酸は陰イオン交換膜4を透過して透
析水3へ移動し、酸回収水5として回収される。一方、
除染廃液1は遊離硫酸が除去されて脱酸廃液6として回
収される。
拡散透析処理工程2の拡散透析原理を第2図に示す。透
析操作は陰イオン交換膜4によって垂直に隔離された透
析装置2aの片側の下部から除染廃液1を流入させて上
昇流とし、他方透析水3を上部から流入させて下降流と
する。すると、除染廃液子は透析水3側へ拡散しながら
上部に行くほど硫酸濃度が低下する。また、透析水3は
拡散してきた硫酸によって次第に硫酸濃度が高くなって
下部に至る。このように、陰イオン交換膜4を介して対
向流で流すことにより、両室側とも垂直方向に上部はど
比重か小さく、下部はど比重が大きい安定した比重勾配
層が形成されるため、陰イオン交換膜4を介しての除染
廃液1と透析水3の各部の硫酸濃度差はほぼ一定になる
したがって、除染廃液1中の遊離硫酸は透析水3側へほ
ぼ全量移行し、酸回収水5として回収される。一方、除
染廃液1は透析装置2aの上部出口において透析水3と
の硫酸濃度差が小さく保たれるため、酸がほとんど除去
された脱酸廃液6として回収される。
拡散透析処理後の脱酸廃液6は、次の電着工程7におい
て不活性金属から電着処理用陰極と電着処理用陽極との
間に所定の電流密度の直流電圧を印加すると、上記電着
処理用陰極では以下の電着反応が生起され、脱酸廃液6
から溶出金属Fe、 Cr。
N1および放射能Co、 Mnが除去される。すなわち
、Mn”+2e  g  Mn    −1,18VC
o”++2e  g  Co   −0,277VFe
”+2e  ’4  Fe   −0,440VCr”
++3e  *  Cr   +o、74VNi2++
2e  j4  Ni     O,23V+ 2 H+ 2 e  #H20,00V電着工程7にお
いて、金属イオンの電着反応は水素ガスの発生反応と競
走して生じ、廃液のPHか低いと金属イオンの電着反応
よりも優先的に水素ガスが発生し、陰極上に金属は析出
しない。しかし、拡散透析処理工程2で除染廃液1中の
酸を分離しているため、金属イオンの電着反応は容易に
生じる。また、Ce2+は以下に示すように他の金属イ
オンよりも酸化還元電位が大きいため電着反応はほとん
ど生じない。
Ce”++3e  d  Ce   −2,33V電着
工程7で溶出金属イオンを除去した脱酸廃液6は、濃度
調整工程8において拡散透析処理工程2で回収された酸
回収水5と混合し、硫酸濃度を調整して電解除染液とし
て再使用9することができる。
他方、電着処理用陰極に電着したC0lMn、 Fe。
Ct、 Ni等の電着金属10は、分離工程11で電着
処理用陰極と電着処理用陽極との極性を逆転した直流電
圧を印加すると、陰極から容易に分離できるため、電着
処理用陰極は電着工程7で再使用し、Co、、、Mn、
 Fe、 CpSNi等の電着金属10は廃棄物として
保管12する。
次に、本発明に係る除染廃液の処理方法の具体的な実施
例を説明する。本実施例では硫酸系電解除染廃液を10
0O1処理した場合の廃棄物発生量を求める。硫酸系電
解除染廃液中には、Fe、 CT。
N1が溶解している。FeはFe”t’、CrはC「3
+て、NはN12+などのイオン状態で溶解し、硫酸濃
度0.53+ mol/l、 Fe  濃度は0.6mol/ l 、
 CT”?1度はo、146mol/ I 、 Ni2
+濃度は0.065mol/ lの廃液の処理について
説明する。
廃液処理条件は電着工程の電流密度が0.1A/cJで
行う。本発明に係る除染廃液の処理方法では、電着工程
で電着される溶出金属Fe、 Cr、 Niのみてあり
、廃液中の含有量は下記の通りである。
FezO,6mol/ l X100OA’ x56g
/ mol/IQQQ=33.6kg Cr=0.073mol/ l X 2 X 100O
I!x52g/ mol/1000= 7.59kg N1=0.065mol/ A’ XX100OIX5
9/ mol/1000=3.84kg 合計=45.[1kg 次に、従来の硫酸系電解除染廃液を廃棄する場合の廃棄
物発生量を求める。従来例では拡散透析処理により遊離
硫酸は回収できるものの、硫酸塩は廃棄物となる。硫酸
塩をNaOHで中和処理すると、以下の化合物か発生す
る。すなわち、 1/2Fe2(SO4) 3+3NaOH→Fe (O
H)  + 1.5Na23041/2Cr2(S04
)3+3NaOH−Ct (OH) 3” 1.5Na
2so4NiSO+2NaOtl  →Nl(OH)2
 +Na2 SO4中和処理後の硫酸系電解除染廃液を
蒸発−乾燥すると水酸化物およびNa塩が廃棄物として
発生する。
Fe (OH) 3= 0.6mol/(×l0GOj
! X 107g/ mol/l0GO=73.6kg CT(OH)3=0.146mol/7X 11000
jX103/ mol/100015、0kg Ni (OH) 2−0.065mol/lXl[lO
[17X93g/ mat/1000=6.[15kg Na2SO4= (0,6+0.146)×(1,5+
0.065)mol/川000!x142g/mo l
/1000:166kg合計−261− 第1表に本発明に係る実施例と従来例の硫酸廃液を廃棄
する場合の廃液処理方法に伴う廃棄物発生量を検討した
結果を比較して示す。
第1表から明らかなように、硫酸系電解除染廃液IGO
OA’を廃棄処理した場合、廃棄物の発生量は本発明に
係る実験例の場合は45.0kg、従来例の中和処理し
て廃棄する場合は261kgとなることが認められた。
このように上記実施例によれば、Fe、 Crs l1
iiが溶解した硫酸系電解除染廃液を拡散透析処理−電
着処理することによりFe5C+、Niを効果的に分離
できる。したがって、従来の廃液の処理方法に比較し廃
棄物の発生量を著しく少なくすることができる。
なお、上記実施例では硫酸系電解除染液の硫酸濃度0.
5mol/ Iの代わりに0.1〜2+1101/ I
 、 Fe濃度は0.6mol/ lの代わりに0.0
1〜2m01/ I 、 C+濃度は0.146mol
/ lの代わりに0.03〜2mol/ l 、N濃度
は0.065mol/ Iの代わりに0.001〜2m
ol/ 1でも使用可能である。また、上記実施例にお
いて電着工程の電流密度が06IA/ c&の代わりに
0.01〜2A/ co?でも使用可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、電解除染廃液中
の放射能および溶出金属イオンは、拡散透析処理−電着
処理して除去し、電解除染液として再使用できるため、
除染廃液の発生量を著しく少なくすることができる。ま
た、電解除染廃液を処理した後の廃棄物は放射能および
溶出金属のみであるため、拡散透析処理した後に中和剤
を添加して電解除染廃液を安定化する従来方法と比較し
、二次廃棄物の発生量が少なくて済むという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の除染廃液の処理方法を説明するための
ブロックフローチャート図、第2図は第1図の拡散透析
処理工程の原理を示す断面図である。 1・・・除染廃液、2・・・拡散透析処理工程、3・・
・透析水、4・・・陰イオン交換膜、5・・・酸回収水
、6・・・脱酸廃液、7・・・電着工程、8・・・濃度
調整工程、9・・・再使用。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  放射性物質で汚染された金属廃棄物の除染後に発生す
    る放射能および溶出金属イオンが溶解した除染廃液から
    陰イオン交換膜を介して遊離酸を分離する拡散透析処理
    工程と、上記除染廃液から遊離酸を分離した脱酸廃液中
    の金属イオンを金属析出用陰極に析出させる電着工程と
    、上記拡散透析処理工程で分離した遊離酸と上記電着処
    理した脱酸廃液とを混合して電解除染液として再使用す
    るための濃度調整工程とを有することを特徴とする除染
    廃液の処理方法。
JP14451390A 1990-06-04 1990-06-04 除染廃液の処理方法 Pending JPH0438499A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011515687A (ja) * 2008-03-28 2011-05-19 アレヴァ エンペー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 原子力蒸気発生器の湿式化学方式による洗浄の際に生じる洗浄溶液を調整する方法
CN111233108A (zh) * 2019-05-07 2020-06-05 金达泰克电子系统(北京)有限公司 一种含核素重金属的高浓度酸分离系统及分离方法

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