JPH0580195A - 放射性廃液の処理方法 - Google Patents

放射性廃液の処理方法

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JPH0580195A
JPH0580195A JP16596491A JP16596491A JPH0580195A JP H0580195 A JPH0580195 A JP H0580195A JP 16596491 A JP16596491 A JP 16596491A JP 16596491 A JP16596491 A JP 16596491A JP H0580195 A JPH0580195 A JP H0580195A
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JP
Japan
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waste liquid
radioactive waste
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JP16596491A
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Hiroshi Kojima
浩 小島
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Uや重金属等を多量に含有する放射性廃液中
からUを極めて高率に回収することのできる放射性廃液
の処理方法を提供する。 【構成】 まず、混合工程1において放射性廃液AにH
NO3を混合する。次に、抽出工程2において、上記放
射性廃液AにTBP:n−ドデカン=3:7よりなる抽
出溶媒を加えて振盪して抽出溶媒相B側にUを移行さ
せ、その後ただちに抽出溶媒相Bを分取する。さらに逆
抽出工程3において、分取した抽出溶媒Bに純水を加
え、抽出溶媒相B側のUを純水相C側に逆抽出する。 【効果】 HNO3を添加した後、、TBPをn−ドデ
カンで希釈してなる抽出溶媒を上記放射性廃液Aに混合
する構成としたので、TBP,UO2 2+およびNO3 -
の間で錯塩が形成され、これによりUの抽出溶媒相側へ
の分配係数が高くなるり、Uを高率で回収できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、原子力発電所、核燃
料再処理施設、放射性廃棄物処理施設など主に放射性物
質を取り扱う施設より産生される放射性廃液の処理方法
に関し、特に、放射性廃液中からウランを高率で回収す
る方法である。
【0002】
【従来の技術】従来、ウラン(以下、Uと略記する。)
で汚染された炭素鋼およびステンレス鋼等の金属の除染
方法の一つとして電解研磨法が知られ、この電解研磨法
に用いられる代表的な電解液として濃度30〜70%の
2SO4やH3PO4が知られている。上記電解研磨法を
用いて金属の除染を行うと、処理後の電解液中にはUを
はじめ、鉄、ニッケル、クロム、モリブデンなどの重金
属(以下、重金属等と略記する。)が溶解している。こ
の電解液は、一定量以上の元素が溶解すると除染効果が
低下するので、除染効果が低下した時点で交換するよう
にしている。
【0003】通常、このような放射性の使用済み電解液
(以下、放射性廃液と略記する。)は、金属イオン濃度
が高く、処理が困難なために、放射性廃棄物としてその
ままの状態で保管されている場合が多く、従って上記廃
液の効果的な処理方法が望まれている。
【0004】従来、一般に溶液中に溶解しているUを抽
出する方法としては溶媒抽出法が採用されている。この
溶媒抽出法を用いて、前述したようなH2SO4やH3
4系溶液中からUを抽出する際に用いられる溶媒とし
ては、例えばトリオクチルアミン(以下、TOAと略記
する。)が一般的に用いられる。また、HNO3系の溶
液からUや重金属等を抽出する際に用いられる溶媒とし
ては、トリブチル燐酸(以下、TBPと略記する。)な
どが用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のTOAによる溶媒抽出法を用い、放射性廃液中のU
や重金属等の回収を行った場合、抽出溶媒であるTOA
相と放射性廃液水相との分離性が悪いため、確実な分離
操作が困難である。すなわちUのTOA相への分配係数
が低く、H2SO4中のUの回収率はおよそ80%程度、
3PO4中のUの回収率はおよそ50%程度であるた
め、放射性廃液水相中に相当量のUが残留するという問
題があった。
【0006】一方、TBPによる溶媒抽出法は、その抽
出機構がTBP,UO2 2+およびNO3 -間で錯塩を形成
することによるため、HNO3系溶液中のUを抽出する
際の溶媒として用いた場合は極めて高率にUを抽出でき
るものの、上述した放射性廃液のようにUがH2SO4
あるいはH3PO4系溶液中に存在する場合は、UのTB
Pへの分配係数がHNO3系溶液に存在しているものに
比べ、かなり低下してしまうため、当該放射性廃液のよ
うなH2SO4系あるいはH3PO4系溶液中のUを抽出す
る溶媒には適さないという問題があった。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、Uや重金属等を多量に含有する放射性廃液中からU
を極めて高率に回収することのできる放射性廃液の処理
方法の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、鉄、ニッ
ケル、クロム、モリブデンなどの重金属とウランとを含
有する硫酸系またはリン酸系の放射性廃液に硝酸を添加
し、該放射性廃液をトリブチルリン酸を含有する抽出溶
媒で抽出し、次いでこの抽出溶媒を水で逆抽出する構成
とすることにより解決される。
【0009】また、前記抽出溶媒はトリブチルリン酸:
n-ドデカン=2:8〜3:7となるように構成するこ
とが望ましい。
【0010】
【作用】本発明の放射性廃液の処理方法にあっては、硝
酸を添加し、TBPを含む抽出溶媒を加えることによ
り、TBP,UO2 2+およびNO3 -間で、その構造がU
2(NO32・2TBPで示される錯塩が形成され、
これによりUの抽出溶媒相への分配係数が高くなるた
め、Uを高率で回収できる。
【0011】以下、図面を用い本発明を詳細に説明す
る。図1は、Uと重金属とを含有するH2SO4系あるい
はH3PO4系の放射性廃液を処理する工程に本発明の放
射性廃液の処理方法を適用した一実施例を示すフロー図
である。
【0012】ここで処理される放射性廃液とは、鉄(F
e)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、モリブデン
(Mo)などの重金属と、Uとを含有する廃液で、原子
力施設等においてUに汚染された炭素鋼あるいはステン
レス鋼を電解研磨法により処理する場合、廃液として産
生されるものである。この廃液中にはH2SO4あるいは
3PO4が高濃度で含有され、さらにUや重金属等も多
量に含有されている。本発明は、このような放射性廃液
中のUの、ほぼ全量を除去する方法である。
【0013】まず、放射性廃液AにHNO3などのNO3
-源となる強酸を混合工程1において混合する。このH
NO3を加えた放射性廃液A中には、UO2 2+と、添加し
たHNO3に由来するNO3 -とが存在している。
【0014】次に、抽出工程2において、TBPをn−
ドデカン等の希釈剤で希釈した溶媒を抽出溶媒として上
記放射性廃液Aに混合して5〜6分振盪し、その後、た
だちに抽出溶媒相Bを分取する。この時、放射性廃液A
中にUO2 2+の状態で存在するUと、先の混合工程1に
おいて放射性廃液A中に添加されたHNO3由来のNO3
-と、上記抽出工程2で放射性廃液A中に混合されたT
BPとの間で、UO2(NO32・2TBPで示される
構造の錯塩が形成され、これにより放射性廃液A相中の
Uは、抽出溶媒相B中に高率で回収される。
【0015】上記抽出工程2終了後、さらに逆抽出工程
3において、上記抽出工程2で分取した抽出溶媒B1容
量に対し純水1容量を加え、抽出溶媒相B側のUを純水
相C側に逆抽出する。
【0016】上記抽出工程2の抽出操作は4段程度の回
数繰り返し行い、逆抽出工程3の逆抽出操作は、抽出工
程2各抽出段ごとに、純水相C側にUが逆抽出されなく
なるまで5〜6段程度繰り返し行う。このようにして、
Uは純水相C中に全て回収され、一方抽出溶媒Bは、抽
出工程2において放射性廃液Aに加えられる抽出溶媒
(TBP)として再利用される。
【0017】一方、上記抽出工程2終了後、含有するU
の大部分を除去された放射性廃液A相中には、FeとN
iとCrおよびMoが多量に含有されているが、これら
の重金属等の処理方法としては、中和工程4において上
記重金属等を含む放射性廃液Aに、25%NaOH溶液
を加えてpHを6.0〜7.0に調整し、上記重金属等を
水酸化物の沈殿として濾別・分離し、その沈殿物をセメ
ント固化することにより処理することもできる。
【0018】上記した本例の放射性廃液の処理方法によ
れば、混合工程1において放射性廃液A中にHNO3
添加した後、抽出工程2において、TBPをn−ドデカ
ン等の希釈剤で希釈してなる抽出溶媒を上記放射性廃液
Aに混合する構成としたので、TBP,UO2 2+および
NO3 -との間で錯塩が形成され、これによりUの抽出溶
媒相側への分配係数が高くなり、Uを高率で回収でき
る。
【0019】
【実施例】
(実施例1) H2SO4濃度28%、UとFeとNiと
CrおよびMoとをそれぞれ約7g/リットル含有する
放射性廃液を処理した。
【0020】 まず、前記放射性廃液1.8リットル
に、1.4NHNO3となるように62%HNO3を添加し
た。 次に、HNO3を添加された上記放射性廃液(U含
有量6.80g/リットル)1容量に対し、TBPとn
−ドデカンとを容量比3:7で混合してなる溶媒を1容
量加え、分液ロートを用いて室温で5分間振盪し、振盪
後溶媒相を分取した(抽出工程2)。 次に、分取した上記溶媒1容量に対し純粋1容量を
加え、分液ロートを用いて室温で5分間振盪し、振盪後
純水相を分取した(逆抽出工程3)。 上記の抽出工程2を4段繰り返し行い、これら抽
出工程2各段において分取した溶媒相を純水で逆抽出す
る上記に示す逆抽出工程3を、純水中にUが検出され
なくなるまで6段繰り返し行った。
【0021】以上に述べた操作により13.47g(回
収率約99%)のUを回収することができた。また、回
収した上記U中の不純物元素を各元素ごとに定量したと
ころ以下表1に示す結果が得られた。
【表1】
【0022】上記表1に示す結果によれば、回収U中の
各不純物元素の含有量は、いずれも核燃料分野における
含有量上限値以下であり、これにより本例の放射性廃液
の処理方法は、H2SO4溶液系中のUを分別回収するの
に極めて有効であることが明らかである。
【0023】(実施例2) H3PO4濃度35%、Uを
3.1g/リットル、FeとNiとCrをそれぞれ約0.
5g/リットル、およびMoを21g/リットル含有す
る放射性廃液を処理した。
【0024】 まず、前記放射性廃液1リットルに、
8N HNO3となるように62%HNO3を添加した。 次に、HNO3を添加された上記放射性廃液(U含
有量1.26g/リットル)1容量に対し、TBPとn
−ドデカンとを容量比3:7で混合してなる溶媒を1容
量加え、分液ロートを用いて室温で5分間振盪し、振盪
後溶媒相を分取した(抽出工程2)。 次に、分取した上記溶媒1容量に対し純粋1容量を
加え、分液ロートを用いて室温で5分間振盪し、振盪後
純水相を分取した(逆抽出工程3)。 上記の抽出工程2を4段繰り返し行い、これら抽
出工程2各段において分取した溶媒相を純水で逆抽出す
る上記に示す逆抽出工程3を、純水中にUが検出され
なくなるまで5段繰り返し行った。
【0025】以上に述べた操作により2.44g(回収
率約97%)のUを回収することができた。また、回収
した上記U中の不純物元素を各元素ごとに定量したとこ
ろ以下表2に示す結果が得られた。
【表2】
【0026】上記表2に示す結果によれば、回収U中の
各不純物元素の含有量は、いずれも核燃料分野における
含有量上限値以下であり、これにより本例の放射性廃液
の処理方法は、H3PO4溶液系中のUを分別回収するの
に極めて有効であることが明らかである。
【0027】
【発明の効果】本発明の放射性廃液の処理方法にあって
は、鉄、ニッケル、クロム、モリブデンなどの重金属と
ウランとを含有する硫酸系またはリン酸系の放射性廃液
に硝酸を添加した後、トリブチルリン酸と希釈液とを含
有する溶媒で上記廃液中からUを抽出する構成としたの
で、該放射性廃液中に添加した上記硝酸に由来する廃液
中のNO3 -と、同じく廃液中に存在するUO2 2+と、こ
の廃液に加えられるTBPとの間で錯塩が形成されるこ
ととなり、これによりUの抽出溶媒相への分配係数が高
くなるため、上記放射性廃液中のUはTBP相に高率で
回収され、さらにこのTBP相に純水を加えて逆抽出す
ることによりUを分別回収できる。従って、従来Uの分
配率が低いためTBPの適用が不適とされていたH2
4系並びにH3PO4系溶液中からのU回収にもTBP
の適用が可能となり、しかもH2SO4系並びにH3PO4
系溶液中からのU回収に本法を用いると、従来のTOA
を用いて溶媒抽出した場合に比べ極めて高い回収率とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放射性廃液の処理方法の一実施例を示
すフロー図である。
【符号の説明】
1 混合工程 2 抽出工程 3 逆抽出工程 4 中和工程 A 放射性廃液 B 抽出溶媒相 C 純水相

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄、ニッケル、クロム、モリブデンなど
    の重金属とウランとを含有する硫酸系またはリン酸系の
    放射性廃液に硝酸を添加し、該放射性廃液をトリブチル
    リン酸を含有する抽出溶媒で抽出し、次いでこの抽出溶
    媒を水で逆抽出して、ウランを回収することを特徴とす
    る放射性廃液の処理方法。
  2. 【請求項2】 前記抽出溶媒がトリブチルリン酸:n-
    ドデカン=2:8〜3:7としたことを特徴とする請求
    項1記載の放射性廃液の処理方法。
JP16596491A 1991-07-05 1991-07-05 放射性廃液の処理方法 Withdrawn JPH0580195A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105688828A (zh) * 2016-02-05 2016-06-22 南华大学 一种采用磷酸改性铁树叶制备海水提铀植物-无机复合吸附剂的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105688828A (zh) * 2016-02-05 2016-06-22 南华大学 一种采用磷酸改性铁树叶制备海水提铀植物-无机复合吸附剂的方法
CN105688828B (zh) * 2016-02-05 2019-01-15 南华大学 一种采用磷酸改性铁树叶制备海水提铀植物-无机复合吸附剂的方法

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