JPH07258759A - 高レベル廃液からの白金族元素の回収方法及びその装置 - Google Patents

高レベル廃液からの白金族元素の回収方法及びその装置

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JPH07258759A
JPH07258759A JP6054196A JP5419694A JPH07258759A JP H07258759 A JPH07258759 A JP H07258759A JP 6054196 A JP6054196 A JP 6054196A JP 5419694 A JP5419694 A JP 5419694A JP H07258759 A JPH07258759 A JP H07258759A
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JP
Japan
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mercury
waste liquid
platinum group
level waste
group element
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Withdrawn
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JP6054196A
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English (en)
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Miki Kimura
幹 木村
Hiroko Yokota
裕子 横田
Yoshiatsu Endou
由敦 遠藤
Norio Kanehira
憲男 兼平
Hiroaki Harakawa
裕章 原川
Kazuhiro Arai
和浩 荒井
Tsuneo Ayabe
統夫 綾部
Masahisa Hatta
昌久 八田
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高レベル廃液からの白金族元素の回収方法及
びその装置に係るもので、高レベル廃液から有用金属で
ある白金族元素を効率良く分離するとともに、Rh,P
dとRuとの分離性を高める。 【構成】 高レベル廃液にオゾンを吹き込んで高レベル
廃液中のRuを酸化させRuO4 を生成して高レベル廃
液からRuを除去し、Ruを除去した高レベル廃液の水
銀介在状態での電解により、水銀の表面への白金族元素
の析出または水銀とのアマルガム形成とにより、析出ま
たはアマルガム化した白金族元素を水銀から分離して回
収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高レベル廃液からの白
金族元素の回収方法及びその装置に係り、特に、使用済
核燃料の再処理工程で生じる高レベル廃液から白金族元
素を効率良く回収する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】使用済核燃料の再処理を行なうと、放射
能汚染物である高レベル廃液が発生する。
【0003】原子力発電プラント関連施設において発生
した高レベル廃液は、特開平4−161896号及び特
開平4−161897号に開示されている溶融炉に送り
込んで、放射性物質を溶融ガラスの中に閉じ込めるガラ
ス固化処理を施すことにより取り扱い性を高めることが
できる。
【0004】一方、高レベル廃液中には、白金族元素の
Rh,Pd,Ru等が含まれており、これらはいずれも
希少金属であることから、高レベル廃液のガラス固化処
理に先立って回収することが望ましい。
【0005】これらの白金族元素を高レベル廃液から分
離回収する方法として、水銀がこれらの白金族元素とア
マルガムを形成し易い性質を利用することが好適である
と考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者等の
研究によれば、高レベル廃液に水銀を混入して、水銀と
白金族元素とのアマルガムを形成しようとした場合に
は、高レベル廃液から白金族元素が分離しにくく、所望
の分離性を得ることが困難であるという課題が残されて
いる。
【0007】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、高レベル廃液から有用金属である白金族元素を効
率良く分離するとともに、Rh,PdとRuとの分離性
を高めることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】高レベル廃液からの白金
族元素の回収方法として、高レベル廃液にオゾンを吹き
込んで高レベル廃液中のRuを酸化させRuO4 を生成
して高レベル廃液からRuを除去する工程と、Ruを除
去した高レベル廃液中に水銀を介在させた状態での電解
により水銀の表面への白金族元素の析出または水銀と白
金族元素とのアマルガム形成とを行なう工程と、析出さ
せた白金族元素またはアマルガムを水銀から分離して回
収する工程とが採用される。高レベル廃液からの白金族
元素の回収装置として、貯留した高レベル廃液にオゾン
を吹き込んで高レベル廃液中のRuを酸化させRuO4
を生成して高レベル廃液からRuを除去するRu酸化槽
と、該Ru酸化槽に接続されRuを除去した高レベル廃
液が供給されるとともに高レベル廃液中に水銀を介在さ
せた状態での電解により水銀の表面への白金族元素の析
出または水銀と白金族元素とのアマルガム形成とを行な
う電解槽と、該電解槽に接続され析出させた白金族元素
またはアマルガムを水銀とともに回収する水銀分離手段
とを具備する構成が採用される。水銀分離手段が、電解
槽に接続され水銀を加熱することにより熱分解させて白
金族元素を分離させる水銀蒸留槽を具備するものとされ
る。Ru酸化槽には、RuO4 を吸収捕捉するためのR
u吸収塔が接続状態に付加される。
【0009】
【作用】高レベル廃液にオゾンを吹き込むと、オゾン
が、混在している白金族元素等の中のRuを酸化して、
RuO4 が生成される。RuO4 は、気体であるため
に、高レベル廃液から離脱してRu酸化槽から排出され
る。Ru酸化槽にRu吸収塔が接続されていると、ここ
でRuO4 が吸収捕捉される。Ruを除去した高レベル
廃液を電解工程に移して、高レベル廃液中に水銀を介在
させ水銀を陰極として電解を行なうと、水銀の表面に白
金族元素が析出され、または、水銀と白金族元素とのア
マルガムが形成される。析出させた白金族元素またはア
マルガムは、水銀分離手段において、加熱することによ
り熱分解して水銀が蒸発し、白金族元素が分離して回収
される。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係る高レベル廃液からの白金
族元素の回収方法及びその装置の実施例を、図1に基づ
いて説明する。図1において、符号Xは高レベル廃液、
1はRu酸化槽、2は廃液供給系、3はオゾン供給系、
4はRu吸収塔、5は電解槽、6は水銀分離手段、7は
水銀蒸留槽、8は吸収液供給系、9は排ガス処理系、1
0は貯液槽、11は直流電圧供給源、12は水銀供給系
である。
【0011】前記Ru酸化槽1は、高レベル廃液Xに混
在しているRuを酸化させて、ガス状のRuO4 を生成
することにより、Ruを高レベル廃液Xから分離除去す
るものであり、廃液供給系2及びオゾン供給系3に接続
状態に配され、オゾン供給系3から供給されるオゾンガ
スを、貯留している高レベル廃液Xに分散状態にして吹
き込むためのスパージャ1aを有している。
【0012】前記廃液供給系2は、高レベル廃液Xを貯
留しておくとともに、高レベル廃液Xを必要量だけRu
酸化槽1に供給する移送ポンプ等を配したものが適用さ
れる。
【0013】前記オゾン供給系3は、オゾン発生装置を
内蔵して、必要量のオゾンをRu酸化槽1に供給する機
能を有するものが適用される。
【0014】前記Ru吸収塔4は、吸収液供給系8、排
ガス処理系9及び貯液槽10に接続状態に配され、Ru
酸化槽1の排ガス中のRuO4 を吸収するために、例え
ば純水が供給される。
【0015】前記電解槽5は、Ru酸化槽1、水銀蒸留
槽7、直流電圧供給源11及び水銀供給系12に接続状
態に配され、供給された高レベル廃液Xから白金族元素
を分離するものであり、水銀を介在させるとともに、水
銀を陰極11bとする電解により、水銀の表面への白金
族元素の析出または水銀と白金族元素とのアマルガム形
成を行なうものが適用される。
【0016】前記水銀分離手段6は、Ru酸化槽1の一
部と水銀蒸留槽7とを含むものとされ、析出させた白金
族元素及びアマルガムを形成した白金族元素を比重差を
利用して水銀とともに回収するものであり、ホッパ5
a、水銀移送管6a、水銀貯留部7a等を有している。
【0017】前記水銀蒸留槽7は、水銀分離手段6と水
銀供給系12との間に介在状態に配され、水銀貯留部7
aの水銀を加熱することにより熱分解させ、水銀蒸気を
水銀供給系12に送り込む蒸留部7bを有している。
【0018】以下、高レベル廃液からの白金族元素の回
収方法について説明する。廃液供給系2からRu酸化槽
1に高レベル廃液Xを貯留しておいて、オゾン供給系3
の作動によりオゾンをスパージャ1aから高レベル廃液
Xに吹き込むと、高レベル廃液Xに混在しているRh,
Pd,Ru等のうち、Ruが酸化してRuO4 が生成さ
れる。
【0019】生成されたRuO4 は、気体であるため
に、高レベル廃液Xから分離離脱して上昇し、Ru酸化
槽1から排出されてRu吸収塔4に送り込まれる。
【0020】Ru吸収塔4には、吸収液供給系8から所
望量の希硝酸液等の吸収液がその内部に予め供給されて
いることにより、RuO4 が吸収捕捉される。RuO4
を吸収捕捉した残りのオフガスは、排ガス処理系9に送
り込まれて必要な処理がなされ、Ruを吸収した吸収液
は貯液槽10に貯留される。
【0021】Ruが除去された高レベル廃液Xは、電解
槽5に送り込まれるとともに、直流電圧供給源11によ
る陽極11a及び陰極11bへの直流電圧の印加と、水
銀供給系12による水銀の滴下とにより、高レベル廃液
Xに混在しているRh,Pd等の白金族元素が、水銀の
表面への析出または水銀と白金族元素とのアマルガム形
成により取り込まれる。
【0022】析出させた白金族元素を付着または白金族
元素のアマルガムを保有した状態の水銀は、残りの水銀
とともに、電解槽5の下部のホッパ5aに集められ、以
下、水銀分離手段6及び水銀蒸留槽7等により分離回収
される。
【0023】ホッパ5aに集められた白金族元素を含む
水銀は、水銀移送管6aにより水銀蒸留槽7に移送さ
れ、水銀蒸留槽7の蒸留部7bを作動させることによ
り、水銀分の加熱による熱分解が行なわれる。
【0024】熱分解によって生じた水銀蒸気は、水銀供
給系12を経由する過程で冷却されて液状となる。
【0025】水銀を蒸気化することにより残された残渣
Zは、水銀蒸留槽7の底部の水銀貯留部7aに集積さ
れ、後に水銀蒸留槽7から取り出されて白金族元素が分
離され回収される。
【0026】次いで、図2及び図3に基づいて、Ruの
有無による白金族元素及びMoの分離除去の実験結果に
ついて説明する。図2は、高レベル廃液Xを模擬した成
分の溶液中に、Mo,Rh,PdとともにRuが介在し
ている場合の水銀電解法による分離除去状況を示してい
る。この場合にあっては、Mo,Ru,Rhの分離除去
(存在率の低下)が顕著に認められないが、Pdだけが
電解時間20分で70%まで分離除去されている。図3
は、Ruを含まない溶液中に、Mo,Rh,Pdが混在
している場合の水銀電解法による分離除去状況を示して
いる。Ruを含まない条件下では、Rh,Pdが短時間
で効果的に分離除去される傾向を示し、Pdが電解時間
20分で15%程度まで分離除去され、Rhにあっても
30分で80%程度まで分離除去されている。なお、M
oにあっては、Rhの存在の有無による差は見られなか
った。したがって、図1例のように、水銀電解法を適用
する前に、高レベル廃液Xから白金族元素を分離除去す
る際に、Ruを予め除去しておくことが、非常に有効で
あると結論づけられる。
【0027】
【発明の効果】本発明に係る高レベル廃液からの白金族
元素の回収方法及びその装置によれば、以下のような効
果を奏する。 (1) オゾンを吹き込んで高レベル廃液中のRuを酸
化させRuO4 を生成して高レベル廃液から除去するこ
とにより、Rh,PdとRuとを分離して、放射性物質
であるRuを分離除去することができる。 (2) Ruを除去した状態の高レベル廃液中から、水
銀電解法に基づき水銀の表面に白金族元素を析出または
水銀とのアマルガム形成とにより、有用金属である白金
族元素を効率良く分離することができる。 (3) 加熱蒸発させた水銀を電解槽に戻す循環を行な
うことにより、電解槽への水銀の供給を容易にし、か
つ、水銀の消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高レベル廃液からの白金族元素の
回収方法及びその装置の実施例を示すブロック図を併記
した正断面図である。
【図2】溶液中にMo,Rh,PdとともにRuが介在
している場合の水銀電解法による分離除去状況を示す電
解時間−存在率曲線図である。
【図3】Ruを含まない溶液中にMo,Rh,Pdが混
在している場合の水銀電解法による分離除去状況を示す
電解時間−存在率曲線図である。
【符号の説明】
X 高レベル廃液 Z 残渣 1 Ru酸化槽 1a スパージャ 2 廃液供給系 3 オゾン供給系 4 Ru吸収塔 5 電解槽 5a ホッパ 6 水銀分離手段 6a 水銀移送管 7 水銀蒸留槽 7a 水銀貯留部 7b 蒸留部 8 吸収液供給系 9 排ガス処理系 10 貯液槽 11 直流電圧供給源 11a 陽極 11b 陰極 12 水銀供給系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原川 裕章 東京都世田谷区船橋1−21−22 (72)発明者 荒井 和浩 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 綾部 統夫 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 八田 昌久 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高レベル廃液にオゾンを吹き込んで高レ
    ベル廃液中のRuを酸化させRuO4 を生成して高レベ
    ル廃液からRuを除去する工程と、Ruを除去した高レ
    ベル廃液中に水銀を介在させた状態での電解により水銀
    の表面への白金族元素の析出または水銀と白金族元素と
    のアマルガム形成とを行なう工程と、析出させた白金族
    元素またはアマルガムを水銀から分離して回収する工程
    とを有することを特徴とする高レベル廃液からの白金族
    元素の回収方法。
  2. 【請求項2】 貯留した高レベル廃液(X)にオゾンを
    吹き込んで高レベル廃液中のRuを酸化させRuO4
    生成して高レベル廃液からRuを除去するRu酸化槽
    (1)と、該Ru酸化槽に接続されRuを除去した高レ
    ベル廃液が供給されるとともに高レベル廃液中に水銀を
    介在させた状態での電解により水銀の表面への白金族元
    素の析出または水銀と白金族元素とのアマルガム形成と
    を行なう電解槽(5)と、該電解槽に接続され析出させ
    た白金族元素またはアマルガムを水銀とともに回収する
    水銀分離手段(6)とを具備することを特徴とする高レ
    ベル廃液からの白金族元素の回収装置。
  3. 【請求項3】 水銀分離手段(6)が、電解槽(5)に
    接続され水銀を加熱することにより熱分解させて白金族
    元素を分離させる水銀蒸留槽(7)を具備することを特
    徴とする請求項2記載の高レベル廃液からの白金族元素
    の回収装置。
JP6054196A 1994-03-24 1994-03-24 高レベル廃液からの白金族元素の回収方法及びその装置 Withdrawn JPH07258759A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014105357A (ja) * 2012-11-27 2014-06-09 Toshiba Corp 白金族元素の回収方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014105357A (ja) * 2012-11-27 2014-06-09 Toshiba Corp 白金族元素の回収方法

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Effective date: 20010605