JPH0631857B2 - 電解除染方法 - Google Patents
電解除染方法Info
- Publication number
- JPH0631857B2 JPH0631857B2 JP58106328A JP10632883A JPH0631857B2 JP H0631857 B2 JPH0631857 B2 JP H0631857B2 JP 58106328 A JP58106328 A JP 58106328A JP 10632883 A JP10632883 A JP 10632883A JP H0631857 B2 JPH0631857 B2 JP H0631857B2
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- JP
- Japan
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- electrolytic solution
- electrolytic
- cathode chamber
- tank
- acidic
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は原子力発電所等で使用され放射性物質の沈着に
より汚染された機器、部品等の金属表面を電解研摩によ
り除染する方法に関する。
より汚染された機器、部品等の金属表面を電解研摩によ
り除染する方法に関する。
電解除染の過程で電解液中に蓄積される放射性物質のう
ち、被除染物の表面から電解液中に剥離放出される金属
酸化物等の懸濁物は、電解液の循環過や沈降分離等の
固液分離手段により比較的容易に電解液外に取出すこと
ができる。しかし、被除染物から溶出し、金属イオンと
して電解液中に溶存する放射性物質は前記のような固液
分離手段では除去されず濃縮蓄積されるので、そのよう
な状態で電解除染作業を続行することは、電解液の放射
線量増加により作業者に放射線被曝の危険が生じるばか
りでなく、溶存金属イオン濃度の増加により研摩効率が
低下して電解液は寿命に達する。
ち、被除染物の表面から電解液中に剥離放出される金属
酸化物等の懸濁物は、電解液の循環過や沈降分離等の
固液分離手段により比較的容易に電解液外に取出すこと
ができる。しかし、被除染物から溶出し、金属イオンと
して電解液中に溶存する放射性物質は前記のような固液
分離手段では除去されず濃縮蓄積されるので、そのよう
な状態で電解除染作業を続行することは、電解液の放射
線量増加により作業者に放射線被曝の危険が生じるばか
りでなく、溶存金属イオン濃度の増加により研摩効率が
低下して電解液は寿命に達する。
この問題を改善するため、除染過程の電解液から金属イ
オンを回収する各種の方法が提案されているが、電解液
としては一般に高濃度の酸液が使用されているため電解
液中の溶存金属イオンを濃縮された形態で回収すること
がむつかしく、また金属イオン回収後の廃液を処理する
場合にも多量の放射性二次廃棄物が発生するため、現状
では電解液中の溶存金属イオン濃度あるいは放射線量が
一定値に達した時点でこの電解液を廃液としてプラスチ
ツク固化処理あるいはセメント固化処理せざるを得ない
状況にあり、二次廃棄物量が増加するという問題が残つ
ている。
オンを回収する各種の方法が提案されているが、電解液
としては一般に高濃度の酸液が使用されているため電解
液中の溶存金属イオンを濃縮された形態で回収すること
がむつかしく、また金属イオン回収後の廃液を処理する
場合にも多量の放射性二次廃棄物が発生するため、現状
では電解液中の溶存金属イオン濃度あるいは放射線量が
一定値に達した時点でこの電解液を廃液としてプラスチ
ツク固化処理あるいはセメント固化処理せざるを得ない
状況にあり、二次廃棄物量が増加するという問題が残つ
ている。
したがつて現状では、電解除染過程で電解液中の溶存金
属イオンをできるだけ濃縮された形態で回収可能とする
とともに、電解液の寿命を延長して廃液をできるだけ出
さないようにし、二次廃棄物量を少くすることが電解除
染における最大の解決すべき課題となつている。
属イオンをできるだけ濃縮された形態で回収可能とする
とともに、電解液の寿命を延長して廃液をできるだけ出
さないようにし、二次廃棄物量を少くすることが電解除
染における最大の解決すべき課題となつている。
電解液中の溶存金属イオンを回収する方法として捕集電
極により析出回収する方法があり、電解液として比較的
低濃度の無機酸水溶液を使用する場合には、通常の電解
研摩に用いられるリン酸−硫酸系の高濃度電解液とはち
がい、溶存金属イオンが単体金属として捕集電極上に析
出するので溶存金属イオンを最も濃縮された形態で回収
でき、金属イオン回収後の電解液を廃液として処理する
場合にも二次廃棄物の発生量が少なくてすむ利点があ
る。しかし、低濃度の無機酸水溶液であつても電解除染
過程では水素イオン濃度が高く、捕集電極上では金属の
析出反応よりも水素ガス発生反応が優先して生じ、金属
の析出回収が可能な水素イオン濃度にまで液を希釈する
と研摩効率が著るしく低下して電解除染が不可能となる
ので、電解液中の金属イオンがある程度に達した時点で
この液を使用ずみ電解液として別の槽に移送し、アルカ
リ注入によりＰＨ調整しながら金属イオンを析出回収す
るか、あるいは槽内の両電極間に素焼板等多孔質の電解
隔膜を設置して、隔膜電解により金属イオンを析出回収
する必要があつた。
極により析出回収する方法があり、電解液として比較的
低濃度の無機酸水溶液を使用する場合には、通常の電解
研摩に用いられるリン酸−硫酸系の高濃度電解液とはち
がい、溶存金属イオンが単体金属として捕集電極上に析
出するので溶存金属イオンを最も濃縮された形態で回収
でき、金属イオン回収後の電解液を廃液として処理する
場合にも二次廃棄物の発生量が少なくてすむ利点があ
る。しかし、低濃度の無機酸水溶液であつても電解除染
過程では水素イオン濃度が高く、捕集電極上では金属の
析出反応よりも水素ガス発生反応が優先して生じ、金属
の析出回収が可能な水素イオン濃度にまで液を希釈する
と研摩効率が著るしく低下して電解除染が不可能となる
ので、電解液中の金属イオンがある程度に達した時点で
この液を使用ずみ電解液として別の槽に移送し、アルカ
リ注入によりＰＨ調整しながら金属イオンを析出回収す
るか、あるいは槽内の両電極間に素焼板等多孔質の電解
隔膜を設置して、隔膜電解により金属イオンを析出回収
する必要があつた。
隔膜電解により溶存金属イオンを析出回収する場合に
は、陰極側では水素ガス放出により電解液中の水素イオ
ン濃度が低下し、液中の金属イオンが捕集電極上に析出
するようになるので、電解除染槽内を電解隔膜で仕切つ
て陰極側に捕集電極を設置するか、あるいは素焼円筒の
ような電解隔膜で囲つた捕集電極を電解除染槽内に設置
して、陽極側の被除染物との間に直流通電することによ
り、被除染物の電解除染と溶出金属イオンの析出回収と
が同時に実施でき、電解液中の溶存金属の増加蓄積が防
止され電解液の寿命が延長される。しかしこの場合、陽
極側では被除染物の表面で酸素ガス発生反応よりも金属
イオンの溶出反応が優先して生じ、陽イオンとしての水
素イオンの量が減少して酸の解離による陰イオンが金属
イオンと電気的に中性を保つようになるので、酸濃度が
低下して電解液が劣化する。また陰極側では、水素ガス
の放出は続くので、水素イオン濃度がさらに低下して金
属水酸化物が生成されるようになると金属イオンの析出
回収ができなくなり、電解液は寿命に達することがわか
つた。
は、陰極側では水素ガス放出により電解液中の水素イオ
ン濃度が低下し、液中の金属イオンが捕集電極上に析出
するようになるので、電解除染槽内を電解隔膜で仕切つ
て陰極側に捕集電極を設置するか、あるいは素焼円筒の
ような電解隔膜で囲つた捕集電極を電解除染槽内に設置
して、陽極側の被除染物との間に直流通電することによ
り、被除染物の電解除染と溶出金属イオンの析出回収と
が同時に実施でき、電解液中の溶存金属の増加蓄積が防
止され電解液の寿命が延長される。しかしこの場合、陽
極側では被除染物の表面で酸素ガス発生反応よりも金属
イオンの溶出反応が優先して生じ、陽イオンとしての水
素イオンの量が減少して酸の解離による陰イオンが金属
イオンと電気的に中性を保つようになるので、酸濃度が
低下して電解液が劣化する。また陰極側では、水素ガス
の放出は続くので、水素イオン濃度がさらに低下して金
属水酸化物が生成されるようになると金属イオンの析出
回収ができなくなり、電解液は寿命に達することがわか
つた。
本発明はこの点に鑑み、電解除染槽とは別個に槽内を陽
極室と陰極室に区分した金属イオン回収槽を設置して除
染過程の酸性電解液を金属イオン回収槽の陽極室に循環
させ、金属イオン回収槽では陽極室の酸性電解液を陰極
室に注入して陰極室の酸性電解液をＰＨ調整しながら陽
極室の不溶性電極と陰極室の捕集電極との間に直流通電
し、酸性電解液中の溶存金属イオンを析出回収すると同
時に酸性電解液を再生して電解除染槽へ戻すようにし
て、被除染物の電解除染と溶存金属イオンの析出回収と
を永続的に実施できるようにしたものであり、この方法
によれば、金属イオン回収槽では水素イオン濃度の高い
陽極室の酸性電解液を陰極室に注入して液のＰＨ調整を
しながら溶存金属イオンの析出回収を行なうので、ＰＨ
値の過上昇による析出状態の悪化が防止され、金属の析
出により自由となつた陰イオンが電解隔膜を通過して陽
極室に移動し、不溶性電極上での酸素ガス発生にともな
つて生成された水素イオンと結合して酸として再生され
るので、酸性電解液の劣化が防止される。また、陽極室
の酸性電解液の陰極室への注入により、金属イオンが電
解隔膜を介することなく陰極室へ導くことができ、金属
イオンの回収を速めることができる。
極室と陰極室に区分した金属イオン回収槽を設置して除
染過程の酸性電解液を金属イオン回収槽の陽極室に循環
させ、金属イオン回収槽では陽極室の酸性電解液を陰極
室に注入して陰極室の酸性電解液をＰＨ調整しながら陽
極室の不溶性電極と陰極室の捕集電極との間に直流通電
し、酸性電解液中の溶存金属イオンを析出回収すると同
時に酸性電解液を再生して電解除染槽へ戻すようにし
て、被除染物の電解除染と溶存金属イオンの析出回収と
を永続的に実施できるようにしたものであり、この方法
によれば、金属イオン回収槽では水素イオン濃度の高い
陽極室の酸性電解液を陰極室に注入して液のＰＨ調整を
しながら溶存金属イオンの析出回収を行なうので、ＰＨ
値の過上昇による析出状態の悪化が防止され、金属の析
出により自由となつた陰イオンが電解隔膜を通過して陽
極室に移動し、不溶性電極上での酸素ガス発生にともな
つて生成された水素イオンと結合して酸として再生され
るので、酸性電解液の劣化が防止される。また、陽極室
の酸性電解液の陰極室への注入により、金属イオンが電
解隔膜を介することなく陰極室へ導くことができ、金属
イオンの回収を速めることができる。
以下、本発明の方法について第１図の実施例に基づき、
さらに詳しく説明する。
さらに詳しく説明する。
第１図の電解除染槽(1)の電解液(2)中には陽極となる被
除染物(3)と、それを取囲む形で複数の陰極(4)を設置
し、両極間に直流通電して被除染物(3)表面の電解除染
を行なう。
除染物(3)と、それを取囲む形で複数の陰極(4)を設置
し、両極間に直流通電して被除染物(3)表面の電解除染
を行なう。
電解除染槽(1)の電解液(2)はポンプ(5)で過器(6)に送
つて懸濁物を除去した後、配管(7)から電解除染槽(1)に
循環して槽内の液撹拌を行ない、循環電解液の一部は分
岐配管(8)を通して金属イオン回収槽(9)に送られる。金
属イオン回収槽(9)内は多孔質の電解隔膜(10)で陽極室
(11)と陰極室(12)に区分されており、分岐配管(8)から
の循環電解液は陽極室(11)に送り込まれ溢流管(13)を通
して電解除染槽(1)に戻される。
つて懸濁物を除去した後、配管(7)から電解除染槽(1)に
循環して槽内の液撹拌を行ない、循環電解液の一部は分
岐配管(8)を通して金属イオン回収槽(9)に送られる。金
属イオン回収槽(9)内は多孔質の電解隔膜(10)で陽極室
(11)と陰極室(12)に区分されており、分岐配管(8)から
の循環電解液は陽極室(11)に送り込まれ溢流管(13)を通
して電解除染槽(1)に戻される。
陽極室(11)の陰極室(12)にはそれぞれ白金メツキしたチ
タン材等の不溶性電極(14)と鋼板等の捕集電極(15)を設
置し、陰極室(12)にも電解液(2)を満した後、電解隔膜
(10)を介して両電極間に直流電流を通し、捕集電極(15)
により電解液中の溶存金属イオンの析出回収を行なう。
通電当初は陰極室(12)内の電解液の水素イオン濃度が高
く、捕集電極(15)上では多量の水素ガスが発生して金属
の析出は生じないが、電解液のＰＨ値が上昇するにとも
ない水素ガス発生量が減少して析出が生じるようにな
る。
タン材等の不溶性電極(14)と鋼板等の捕集電極(15)を設
置し、陰極室(12)にも電解液(2)を満した後、電解隔膜
(10)を介して両電極間に直流電流を通し、捕集電極(15)
により電解液中の溶存金属イオンの析出回収を行なう。
通電当初は陰極室(12)内の電解液の水素イオン濃度が高
く、捕集電極(15)上では多量の水素ガスが発生して金属
の析出は生じないが、電解液のＰＨ値が上昇するにとも
ない水素ガス発生量が減少して析出が生じるようにな
る。
しかし、長時間通電を継続すると電解液のＰＨ値はさら
に上昇し、ＰＨ２をこえると陰極室(12)内で金属水酸化
物が生成されるようになり、金属の析出状態が悪化する
ので、陰極室(12)内にはＰＨ計(16)を設置して、ＰＨ２
をこえた場合に、ＰＨ値の低い陽極室(11)側の電解液を
ポンプ(17)で陰極室(12)に注入しＰＨ値の過上昇を防止
する。
に上昇し、ＰＨ２をこえると陰極室(12)内で金属水酸化
物が生成されるようになり、金属の析出状態が悪化する
ので、陰極室(12)内にはＰＨ計(16)を設置して、ＰＨ２
をこえた場合に、ＰＨ値の低い陽極室(11)側の電解液を
ポンプ(17)で陰極室(12)に注入しＰＨ値の過上昇を防止
する。
以上の装置で、電解液(2)として５％の硫酸水陽液を各
槽に満たし、被除染物(3)としてSUS304板を使用して、
電解除染槽(1)では10A/dm3の直流電流を１５分間通して
４５分間停止する継続的電解研摩を行ない、金属イオン
回収槽(9)では、陰極室(12)の電解液がＰＨ２をこえな
いよう陽極室(11)の電解液を自動注入しながら、5A/dm3
の直流電流を連続通電し、SUS304板の電解研摩と、SUS
304 板から電解液中に溶出した金属イオンの析出回収を
２週間継続した結果、溶出金属イオンが捕集電極(15)で
安定して析出回収されるので電解除染槽(1)で電解液中
の鉄イオン濃度が25.2g/lをこえることはなく、また、
陰極室(12)で金属イオンが析出捕集されて自由となつた
硫酸イオンが電解隔膜(10)を通過して陽極室(11)に移動
し、不溶性電極(14)上で生成された水素イオンと結合し
て硫酸として再生されるので電解液の導電率低下は生じ
なかつた。
槽に満たし、被除染物(3)としてSUS304板を使用して、
電解除染槽(1)では10A/dm3の直流電流を１５分間通して
４５分間停止する継続的電解研摩を行ない、金属イオン
回収槽(9)では、陰極室(12)の電解液がＰＨ２をこえな
いよう陽極室(11)の電解液を自動注入しながら、5A/dm3
の直流電流を連続通電し、SUS304板の電解研摩と、SUS
304 板から電解液中に溶出した金属イオンの析出回収を
２週間継続した結果、溶出金属イオンが捕集電極(15)で
安定して析出回収されるので電解除染槽(1)で電解液中
の鉄イオン濃度が25.2g/lをこえることはなく、また、
陰極室(12)で金属イオンが析出捕集されて自由となつた
硫酸イオンが電解隔膜(10)を通過して陽極室(11)に移動
し、不溶性電極(14)上で生成された水素イオンと結合し
て硫酸として再生されるので電解液の導電率低下は生じ
なかつた。
これに対し、陽極室(11)から陰極室(12)への電解液自動
注入を停止すると、陰極室(12)の電解液は約１８時間で
ＰＨ４にまでＰＨ値が上昇して多量の金属水素化物が発
生し、電解液の導電率が著るしく低下して運転の継続が
不可能となつた。
注入を停止すると、陰極室(12)の電解液は約１８時間で
ＰＨ４にまでＰＨ値が上昇して多量の金属水素化物が発
生し、電解液の導電率が著るしく低下して運転の継続が
不可能となつた。
以上のように本発明の電解除染方法によると、電解除染
過程の電解液を金属イオン回収槽に循環させることで、
電解液中の金属イオンが単体金属として析出回収され、
同時に電解液が再生されるので長時間運転を継続しても
廃液が生じない。したがつて、従来電解除染分野におい
て克服困難であつた放射性二次廃棄物量増加の問題が解
消されるので、本発明は原子力発電所等の放射能汚染物
質の排出を極力低減しなければならない状況下に於ける
除染方法として、適したものということができる。
過程の電解液を金属イオン回収槽に循環させることで、
電解液中の金属イオンが単体金属として析出回収され、
同時に電解液が再生されるので長時間運転を継続しても
廃液が生じない。したがつて、従来電解除染分野におい
て克服困難であつた放射性二次廃棄物量増加の問題が解
消されるので、本発明は原子力発電所等の放射能汚染物
質の排出を極力低減しなければならない状況下に於ける
除染方法として、適したものということができる。
添付図は本発明の１実施例を示す図である。 (1)……電解除染槽、(2)……電解液、(3)……被除染
物、(4)……陰極、(5)……循環ポンプ、(6)……過
機、(7)……循環配管、(8)……分岐配管、(9)……金属
イオン回収槽、(10)……電解隔膜、(11)……陽極室、(1
2)……陰極室、(13)……溢流管、(14)……不溶性電極、
(15)……捕集電極、(16)……PH計、(17)……電解液注入
ポンプ。
物、(4)……陰極、(5)……循環ポンプ、(6)……過
機、(7)……循環配管、(8)……分岐配管、(9)……金属
イオン回収槽、(10)……電解隔膜、(11)……陽極室、(1
2)……陰極室、(13)……溢流管、(14)……不溶性電極、
(15)……捕集電極、(16)……PH計、(17)……電解液注入
ポンプ。
Claims (2)
- 【請求項１】放射能汚染された機器、部品等の金属表面
を電解研摩により廃液を生ずることなく除染する方法で
あつて、酸性電解液中で被除染物を陽極として陰極との
間の直流通電により被除染物表面を電解研摩する電解除
染槽とは別個に電解隔膜で槽内を陽極室と陰極室に区分
した金属イオン回収槽を設置して電解除染槽の酸性電解
液を金属イオン回収槽の陽極室にポンプ循環させ、金属
イオン回収槽では陽極室の酸性電解液を陰極室に注入し
て陰極室の酸性電解液をＰＨ調整するとともに回収すべ
き金属イオンを陰極室に供給しながら陽極室の不溶性電
極と陰極室の捕集電極との間に直流通電し、酸性電解液
中の溶存金属イオンを析出回収すると同時に酸性電解液
を再生して電解除染槽へ戻すことを特徴とする電解除染
方法。 - 【請求項２】酸性電解液として硫酸水溶液を使用し、金
属イオン回収槽では陰極室の酸性電解液がＰＨ２をこえ
ないよう陽極室の酸性電解液を陰極室に自動注入するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電解除染方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58106328A JPH0631857B2 (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 電解除染方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58106328A JPH0631857B2 (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 電解除染方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59232300A JPS59232300A (ja) | 1984-12-27 |
| JPH0631857B2 true JPH0631857B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=14430837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58106328A Expired - Lifetime JPH0631857B2 (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 電解除染方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631857B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54104439A (en) * | 1978-02-06 | 1979-08-16 | Tdk Corp | Recovering method for metallic copper from waste acidic solution |
| JPS6020720B2 (ja) * | 1980-10-30 | 1985-05-23 | 株式会社日立製作所 | 放射能で汚染された金属材料の除染方法 |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP58106328A patent/JPH0631857B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59232300A (ja) | 1984-12-27 |
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