JPH0765204B2 - Method for dissolving and removing iron oxide - Google Patents

Method for dissolving and removing iron oxide

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JPH0765204B2
JPH0765204B2 JP30738986A JP30738986A JPH0765204B2 JP H0765204 B2 JPH0765204 B2 JP H0765204B2 JP 30738986 A JP30738986 A JP 30738986A JP 30738986 A JP30738986 A JP 30738986A JP H0765204 B2 JPH0765204 B2 JP H0765204B2
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iron oxide
dissolving
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removing iron
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照夫 松田
正義 三木
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    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
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    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は金属表面の鉄酸化物を化学的に溶解除去する方
法に関するもので、熱間圧延処理により製造される鋼板
表面に生成する酸化物、水と接する配管機器の内側表面
に形成した鉄酸化物スケール、例えばジャケット付グラ
スライニング製容器および配管のジャケット内部に形成
した鉄酸化物スケール、高圧ボイラーの循環水ラインに
形成した酸化物スケール、および水冷形原子炉の金属構
造部に形成する鉄酸化物等を除去する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for chemically dissolving and removing iron oxide on a metal surface, which is an oxide formed on the surface of a steel sheet produced by hot rolling. , An iron oxide scale formed on the inner surface of the piping equipment in contact with water, for example an iron oxide scale formed inside the jacket of a glass lining container with a jacket and piping, an oxide scale formed on the circulating water line of a high-pressure boiler, And a method for removing iron oxides and the like formed in the metal structure of a water-cooled reactor.

〈従来の技術〉 高温の状態で金属表面に生成した鉄酸化物、例えば熱間
圧延処理によって製造される鋼板表面に形成する酸化
物、高圧ボイラーの循環水ラインまたはドラム内表面に
形成する酸化物の除去には従来から酸洗処理が行なわれ
てきている。
<Prior Art> Iron oxides formed on the metal surface at high temperature, for example, oxides formed on the surface of a steel sheet manufactured by hot rolling, oxides formed on the circulating water line of a high-pressure boiler or the inner surface of a drum. For the removal of copper, a pickling treatment has been conventionally performed.

酸洗は通常インヒビターを加えた硫酸、塩酸またはフッ
酸などの溶液中に試料を浸漬するか、またはこれらの溶
液を被処理対象物である配管、装置へ循環させるなどの
方法で行なわれている。
The pickling is usually performed by immersing the sample in a solution such as sulfuric acid, hydrochloric acid or hydrofluoric acid containing an inhibitor, or by circulating these solutions through a pipe or a device which is an object to be treated. .

グラスライニング製機器のジャケット内の鉄酸化物スケ
ールの除去方法については、特に確立された技術はな
く、ジャケットを切り破り、物理的に除去したのち溶接
復旧するとか、水ジェット洗浄により部分的に水ジェッ
トの届く範囲について洗浄したり、母材の腐食を抑制し
ながら酸洗浄する方法がとられている。
There is no established technique for removing the iron oxide scale in the jacket of glass-lined equipment, and the jacket is torn and physically removed, and then welding is restored. Methods are used to clean the area that the jet reaches, or to carry out acid cleaning while suppressing the corrosion of the base material.

また原子力発電プラントの一次冷却水系統の配管及び機
器等の表面に形成された酸化物は運転経過とともに強度
の放射能をおび、これらの設備の定期点検に際しては事
前にこれら酸化物の除染を行ない、人体に対する被曝を
低減せしめる必要がある。この除染方法としては、例え
ば「原子力施設における除染技術」〔昭和59年12月20日
(株)テクノプロジェクト発行〕に紹介されているよう
な物理的方法、電気化学的方法あるいは化学的方法など
が知られている。物理的方法としては、高圧水を噴射す
るウォータージェット法、ブラスト材を超高速で噴射さ
せ、その衝撃力で表面を研磨するブラスト法などが知ら
れている。また電気化学的方法としては、電解研磨法、
電解還元溶解法等が知られている。化学的方法は酸化物
被膜を考慮して選定した酸、酸化剤、還元剤、キレート
化剤等を混合した処理液を使用する方法であり、これら
の処理液を循環させることにより、複雑な経路を有する
配管や機器の内面の酸化物を溶解除去できる点で優れて
いる。汚染された金属表面を無機酸または有機酸の水溶
液で汚染除去する方法は既に試みられている。また2段
式のAPAC方法(アルカリ性過マンガン酸塩−アンモニウ
ム−クエン酸塩を使用する方法)あるいは還元剤として
電解還元して調整されたV(II)イオンまたはCr(II)
イオンのような低酸化状態における遷移金沿イオン(Lo
w Oxidation state Metal Ion)を使用するLOMI方法
(特開昭57−54898号公報等)が知られている。キレー
ト化剤と有機酸を含む処理液を用いる方法としては、ダ
ウ・ケミカル社の開発したNS−1法が代表的である。
In addition, oxides formed on the surfaces of the piping and equipment of the primary cooling water system of a nuclear power plant show strong radioactivity with the progress of operation, and decontamination of these oxides should be performed prior to the periodic inspection of these facilities. It is necessary to reduce the radiation exposure to the human body. Examples of the decontamination method include a physical method, an electrochemical method, or a chemical method as described in “Decontamination technology in nuclear facilities” [published by Techno Project Co., December 20, 1984]. Are known. As a physical method, a water jet method in which high-pressure water is jetted, a blast method in which a blast material is jetted at an ultrahigh speed, and the surface is polished by its impact force is known. Further, as an electrochemical method, an electrolytic polishing method,
The electrolytic reduction dissolution method and the like are known. The chemical method is a method that uses a processing solution mixed with an acid, an oxidizing agent, a reducing agent, a chelating agent, etc. selected in consideration of the oxide film. By circulating these processing solutions, a complicated route can be obtained. It is excellent in that it can dissolve and remove oxides on the inner surface of pipes and equipment that have A method of decontaminating a contaminated metal surface with an aqueous solution of an inorganic acid or an organic acid has already been tried. A two-stage APAC method (method using alkaline permanganate-ammonium-citrate) or V (II) ion or Cr (II) prepared by electrolytic reduction as a reducing agent
Transition gold near-ion (Low
A LOMI method using w Oxidation state Metal Ion (Japanese Patent Laid-Open No. 57-54898, etc.) is known. The NS-1 method developed by Dow Chemical Company is typical as a method of using a treatment liquid containing a chelating agent and an organic acid.

〈発明が解決しようとする問題点〉 酸洗では酸化物スケールを溶解するのではなく、酸が酸
化物スケールの弱点から中にはいり、FeとFe3O4との間
に局部電池が生じてこの作用によってFeとFe3O4とは界
面の部分が腐食されてスケールが脱落すると考えられて
いる。したがって酸洗は母材の腐食を防止するためにイ
ンヒビターを用いるものの、酸による母材の腐食は避け
がたいし、インヒビターの選択をはじめ、酸洗条件の設
定及び実施時の管理に多大な労力を必要とする。また通
常の酸洗方法では水素が発生し、これが鉄材を透過す
る。グラスライニング精製器のジャケット内部の鉄酸化
物スケールを酸洗除去する場合には、この発生水素が機
器の鋼材を透過し、グラスライニング側に達して滞留
し、一定の量と圧力を蓄えた後にグラス側へ強い力とな
ってライニンググラスを剥離、破損するいわゆる酸衝撃
を起こし好ましくない。従って、インヒビターを加えて
母材の腐食を抑制しながら行なう方法も試みられている
が、条件設定あるいは実施時の管理が難しく往々にして
酸衝撃を起こしている。グラスライニング製機器のジャ
ケット内部の鉄酸化物スケールをジェット洗浄法等の物
理的に除去する方法も、構造上制約されて全面にわたる
充分な除去は出来ない。
<Problems to be Solved by the Invention> Acid pickling does not dissolve the oxide scale, but the acid enters from the weak point of the oxide scale to the inside, and a local battery occurs between Fe and Fe 3 O 4. It is believed that this action corrodes the interface between Fe and Fe 3 O 4 , causing the scale to fall off. Therefore, although pickling uses an inhibitor to prevent corrosion of the base material, corrosion of the base material due to acid is unavoidable, and a great deal of effort is required in selecting the inhibitor, setting pickling conditions, and managing during implementation. Need. In addition, hydrogen is generated by the normal pickling method, and this hydrogen permeates the iron material. When the iron oxide scale inside the jacket of the glass lining refiner is removed by pickling, this generated hydrogen permeates the steel material of the equipment, reaches the glass lining side and accumulates, and after accumulating a certain amount and pressure. It becomes a strong force to the glass side, peeling off the lining glass and causing so-called acid impact, which is not preferable. Therefore, a method of adding an inhibitor while suppressing the corrosion of the base material has been attempted, but it is difficult to set conditions or control at the time of implementation, and an acid impact is often caused. The method of physically removing the iron oxide scale inside the jacket of the glass-lined equipment, such as the jet cleaning method, is also structurally limited and cannot be removed sufficiently over the entire surface.

NS−1法はキレート化剤、有機酸等を約7wt%含む濃度
の除染液を使用しており、多量の汚染廃棄物を生じ、こ
の貯蔵ならびに処理に問題点を有している。
The NS-1 method uses a decontamination solution having a concentration containing about 7 wt% of a chelating agent, an organic acid, etc., and produces a large amount of contaminated waste, which has problems in storage and treatment.

またLOMI方法によれば還元剤として使われるV(II)ま
たはCr(II)イオンは、いずれも電解還元によって得ら
れるもので、その製造及び貯蔵には特別の配慮が必要と
される。
Further, according to the LOMI method, V (II) or Cr (II) ions used as a reducing agent are both obtained by electrolytic reduction, and special consideration is required for their production and storage.

さらに除去剤に用いられるこれらの金属イオンの濃度は
10-3〜2Mと比較的高濃度で使用されることが示されてい
る。
Furthermore, the concentration of these metal ions used in the scavenger is
It has been shown to be used at relatively high concentrations of 10 -3 to 2 M.

かかる事情に鑑み、本発明者は金属表面の鉄酸化物の溶
解除去法について鋭意検討した結果、キレート化剤を含
む処理液に還元性二価金属の有機酸塩を共存させること
により、母材の腐食とそれにともなって発生する水素の
母材への透過を極力おさえ、かつ低濃度の処理液で容易
に金属表面の鉄酸化物を迅速に溶解除去できることを見
い出し本発明を完成させるに至った。
In view of such circumstances, the present inventor has conducted extensive studies on a method for dissolving and removing iron oxide on the metal surface, and as a result, by coexisting an organic acid salt of a reducing divalent metal with a treatment liquid containing a chelating agent, the base material It has been found that the corrosion of hydrogen and the permeation of hydrogen generated therewith to the base material can be suppressed as much as possible, and that the iron oxide on the metal surface can be easily dissolved and removed with a low-concentration treatment liquid, and the present invention has been completed. .

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は金属表面の鉄酸化物を迅速かつ効率的に溶解除
去する方法に関するものである。さらに詳しくは金属表
面の鉄酸化物をキレート化剤を含む処理液で溶解除去す
る方法において、処理液に還元性二価金属の有機酸塩を
0.05×10-3〜1.0×10-3mol/共存させ、かつ溶解除去
操作の間の処理液のpHを4.0〜5.0の範囲に保持すること
を特徴とする鉄酸化物の溶解除去法に関する。
<Means for Solving Problems> The present invention relates to a method for rapidly and efficiently dissolving and removing iron oxide on a metal surface. More specifically, in the method of dissolving and removing iron oxide on the metal surface with a treatment liquid containing a chelating agent, an organic acid salt of a reducing divalent metal is added to the treatment liquid.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for dissolving and removing iron oxide, which is characterized in that 0.05 × 10 −3 to 1.0 × 10 −3 mol / coexist and the pH of a treatment liquid during the dissolving and removing operation is kept in a range of 4.0 to 5.0.

金属表面とは鉄酸化物が形成される可能性のある金属表
面であって、例えば一般に水と接する配管機器の内側表
面、熱間圧延処理によって製造された粗材としての鋼板
表面または原子力発電プラントにおける一次冷却水が接
する配管、機器等の内側表面及び放射能により汚染され
た金属構造物、工具等の表面等である。
The metal surface is a metal surface on which iron oxide may be formed, for example, the inner surface of piping equipment that is generally in contact with water, the steel plate surface as a rough material produced by hot rolling, or a nuclear power plant. The inner surfaces of pipes, equipment, etc. in contact with the primary cooling water, metal structures contaminated by radioactivity, surfaces of tools, etc.

また鉄酸化物はこれら金属表面において酸化性雰囲気に
より生成したものであり、一般にはFe3O4(マグネタイ
ト)を主成分とする物質であって、高温の状態で金属表
面に生成した鉄酸化物、例えば熱間圧延処理によって製
造される鋼板表面に形成する酸化物スケール、水と接す
る配管機器の内側表面に形成した鉄酸化物スケール、例
えばジャケット付グラスライニング製容器および配管の
ジャケット内部に形成した鉄酸化物スケール、高圧ボイ
ラーの循環水ラインまたはドラム内表面に形成する酸化
物スケール、および原子炉一次冷却系においては構造材
からの腐食酸化物が機器の内面に付着堆積し、皮膜等に
なっているもの等である。ジャケット付グラスライニン
グ製機器のジャケット内の鉄酸化物スケールにFe3O4が9
7%程度含まれていた例があった。
In addition, iron oxides are generated on these metal surfaces in an oxidizing atmosphere, and are generally substances containing Fe 3 O 4 (magnetite) as a main component, and iron oxides formed on the metal surface at high temperature. , For example, an oxide scale formed on the surface of a steel sheet manufactured by hot rolling, an iron oxide scale formed on the inner surface of piping equipment in contact with water, such as a glass lining container with a jacket and the inside of a jacket of piping Iron oxide scale, oxide scale that forms on the circulating water line of high-pressure boilers or the inner surface of drums, and in primary reactor cooling systems of reactors, corrosive oxides from structural materials adhere and accumulate on the inner surface of equipment, forming a film, etc. It is the one that is. Fe 3 O 4 is added to the iron oxide scale in the jacket of the glass-lined equipment with jacket.
There was an example that it was included about 7%.

特に本発明の方法は水素の発生を極力おさえて酸衝撃を
起こすことがほとんどないので、グラスライニング製機
器のジャケット内の鉄酸化物スケールを溶解除去するの
に好ましく用いられる。
In particular, the method of the present invention suppresses the generation of hydrogen as much as possible and hardly causes acid impact, so that it is preferably used for dissolving and removing the iron oxide scale in the jacket of the glass-lined equipment.

通常、本発明の方法は還元二価金属の有機酸塩を共存さ
せたキレート化剤を含む処理液を酸化物の形成した配
管、機器内を循環させながらあるいは鉄酸化物の形成し
た工具等の入った容器内の処理液を撹拌しながら、処理
液のpHを調整することによって行なわれる。
Generally, the method of the present invention is applied to a pipe in which a treatment liquid containing a chelating agent coexisting with an organic acid salt of a reduced divalent metal is formed, a pipe in which an oxide is formed, a tool in which iron oxide is formed while circulating in a device. It is performed by adjusting the pH of the treatment liquid while stirring the treatment liquid in the container.

本発明で使用するキレート化剤は通常のキレート化剤と
同様に金属イオンをキレート化しその溶解度を増大して
析出を防止する役割を有している。
The chelating agent used in the present invention has the role of chelating metal ions and increasing the solubility thereof to prevent precipitation, as in the case of ordinary chelating agents.

この様なキレート化剤としてはアミノポリカルボン酸類
であるエチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ニトリロ三酢
酸(NTA)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン四酢
酸、ポリカルボン酸類であるシュウ酸、マロン酸等が挙
げられるが、特にアミノポリカルボン酸類であるエチレ
ンアミン四酢酸(EDTA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、ヒ
ドロキシエチルエチレンジアミン四酢酸(HEDTA)が酸
化鉄の溶解速度及び溶解量が大きい点で好ましい。これ
らのキレート化剤は通常ナトリウム塩として使用され
る。
Such chelating agents include aminopolycarboxylic acids ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), nitrilotriacetic acid (NTA), hydroxyethylethylenediaminetetraacetic acid, polycarboxylic acids such as oxalic acid and malonic acid. Particularly, aminopolycarboxylic acids such as ethyleneamine tetraacetic acid (EDTA), nitrilotriacetic acid (NTA), and hydroxyethylethylenediaminetetraacetic acid (HEDTA) are preferable in that the dissolution rate and the amount of iron oxide are large. These chelating agents are usually used as sodium salts.

処理液中のキレート化剤の濃度は特に限定されるもので
はないが、遊離のキレート化剤として約1×10-3〜1×
10-1mol/で十分な効果が得られる。キレート化剤が金
属イオンとキレート化して少なくなると鉄は溶解しなく
なるので、鉄酸化物が多い時には補給または再生して前
記の濃度を維持するのが望ましい。
The concentration of the chelating agent in the treatment liquid is not particularly limited, but it is about 1 × 10 −3 to 1 × as a free chelating agent.
A sufficient effect can be obtained at 10 -1 mol /. If the chelating agent chelate with the metal ions and becomes less, iron will not dissolve, so it is desirable to supplement or regenerate the iron to maintain the above concentration when there is a large amount of iron oxide.

本発明で使用する還元性二価金属の有機酸塩としては、
例えば、シュウ酸鉄(II)、フマル酸鉄(II)、酒石酸
鉄(II)、シュウ酸ニッケル(II)、シュウ酸マンガン
(II)等を挙げることができ、特にシュウ酸鉄(II)が
好ましい。
As the organic acid salt of a reducing divalent metal used in the present invention,
For example, iron (II) oxalate, iron (II) fumarate, iron (II) tartrate, nickel (II) oxalate, manganese (II) oxalate, etc. can be mentioned, and iron (II) oxalate is particularly preferable. preferable.

これらの還元性二価金属の有機酸塩はいずれも水に対し
て溶解度が小さいが、溶解度の範囲内の量の使用で十分
な効果がある。しかし約0.05×10-3mol/以下では効果
が小さく、また約1×10-2mol/以上使用した場合に
は、金属表面へこれらの金属塩を付着させる危険が生
じ、またこれ以上の使用によって鉄酸化物の溶解反応が
一層早められる可能性もない。従って還元性二価金属の
有機酸塩の使用量は約0.05×10-3〜1×10-3mol/の範
囲が好ましい。これら還元性二価金属の有機酸塩を処理
液に共存させることにより鉄酸化物の溶解開始時間を短
縮し、かつ溶解速度を大きくすることができる。
All of these organic salts of reducing divalent metals have low solubility in water, but use of an amount within the range of the solubility has a sufficient effect. However, if it is less than about 0.05 × 10 -3 mol /, the effect is small, and if it is used more than about 1 × 10 -2 mol /, there is a risk that these metal salts will adhere to the metal surface, and further use There is no possibility that the dissolution reaction of iron oxide will be further accelerated. Therefore, the amount of the organic acid salt of a reducing divalent metal used is preferably in the range of about 0.05 × 10 −3 to 1 × 10 −3 mol /. By allowing these reducing divalent metal organic acid salts to coexist in the treatment liquid, the dissolution start time of the iron oxide can be shortened and the dissolution rate can be increased.

処理液で鉄酸化物を溶解する場合、鉄酸化物の溶解に伴
い、溶液のpHアルカリ側にシフトしこれにより溶解反応
が急激に低下し、やがてほとんど停止してしまう。
When the iron oxide is dissolved in the treatment liquid, as the iron oxide is dissolved, the pH of the solution shifts to the alkaline side, which causes the dissolution reaction to drop sharply and eventually to almost stop.

この際アルカリ側にシフトする溶液pHを調整して常に約
4.0〜5.0の範囲に保持することにより鉄酸化物の溶解を
連続して急速に進行させることができる。pHの調整は金
属母材の腐食等を考えると有機酸を添加して行なうのが
好ましい。使用する有機酸としては、シュウ酸、ギ酸、
クエン酸、酒石酸、グルコン酸、グリコール酸、ラク
酸、コハク酸等が挙げられる。
At this time, adjust the pH of the solution that shifts to the alkaline side
By maintaining the range of 4.0 to 5.0, the dissolution of iron oxide can be continuously and rapidly advanced. The pH is preferably adjusted by adding an organic acid in consideration of corrosion of the metal base material. Organic acids used include oxalic acid, formic acid,
Examples thereof include citric acid, tartaric acid, gluconic acid, glycolic acid, lactic acid and succinic acid.

有機酸の代わりにイオン交換樹脂を用いて、処理液のpH
を保持することができる。イオン交換樹脂としては一般
に使用されている強酸性陽イオン交換樹脂が用いられ
る。
Ion exchange resin is used instead of organic acid,
Can be held. As the ion exchange resin, a commonly used strongly acidic cation exchange resin is used.

溶解操作中に鉄酸化物の溶液に伴い、処理液のpHがアル
カリ側にシフトし、これにより溶解速度の低下が起る
が、この際処理液の一部を陽イオン交換樹脂を通して循
環させることにより溶液中のNaイオンを陽イオン交換樹
脂に補足させ、これにより処理液のpHを約4.0〜5.0の範
囲に調整保持することができる。このことにより鉄酸化
物の溶解を連続して急速に進行させることが可能であ
る。
The pH of the treatment liquid shifts to the alkaline side with the iron oxide solution during the dissolution operation, which causes a decrease in the dissolution rate.At this time, a part of the treatment liquid must be circulated through the cation exchange resin. The Na ion in the solution is captured by the cation exchange resin, and the pH of the treatment liquid can be adjusted and maintained in the range of about 4.0 to 5.0. This allows the dissolution of iron oxide to proceed continuously and rapidly.

本発明の処理液のpHと金属母材の腐食との関係は溶液pH
が4.0付近以下で腐食が大きくなる傾向がみられ、またp
Hが5.0付近以上では鉄酸化物の溶解速度が極端に低下す
る。したがって処理液のpHは約4.0〜5.0の範囲に保持す
るのが良い。
The relationship between the pH of the treatment liquid of the present invention and the corrosion of the metal base material is the solution pH.
Corrosion tends to increase in the vicinity of 4.0 or below, and p
When H is around 5.0 or more, the dissolution rate of iron oxide is extremely reduced. Therefore, the pH of the processing solution should be kept in the range of about 4.0 to 5.0.

本発明における処理液の温度は溶解速度と腐食抑制の観
点から判断して、約40〜90℃、好ましくは約60〜90℃の
範囲が適当である。約40℃以下では溶解速度が遅くな
り、約90℃以上になると溶解速度が早すぎて腐食が多く
なることと温度を上げるためためのエネルギーも多くな
り好ましくない。
The temperature of the treatment liquid in the present invention is appropriately in the range of about 40 to 90 ° C., preferably about 60 to 90 ° C. from the viewpoint of dissolution rate and corrosion inhibition. If the temperature is lower than about 40 ° C, the dissolution rate will be slow, and if it is higher than about 90 ° C, the dissolution rate will be too fast, resulting in more corrosion and more energy for raising the temperature, which is not preferable.

処理時間は鉄酸化物スケールの量や温度を勘案して適宜
選択される。
The treatment time is appropriately selected in consideration of the amount of iron oxide scale and the temperature.

〈発明の効果〉 本発明の方法によれば、還元剤として使用する還元性二
価金属の有機酸塩を低い濃度で共存させることにより、
母材の腐食を最少限度にとどめて、金属表面上の鉄酸化
物をすみやかに溶解除去することができる。さらに本発
明の方法は水素の発生を極力抑制するので、酸衝撃を起
こすことなしにグラスライニング製機器のジャケット内
に形成した鉄酸化物を除去するのに効果的である。
<Effect of the Invention> According to the method of the present invention, the organic acid salt of a reducing divalent metal used as a reducing agent is allowed to coexist at a low concentration,
Corrosion of the base material can be minimized, and iron oxide on the metal surface can be promptly dissolved and removed. Furthermore, since the method of the present invention suppresses the generation of hydrogen as much as possible, it is effective in removing the iron oxide formed in the jacket of the glass-lined equipment without causing acid shock.

〈実施例〉 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

なお、溶液のpHは堀場製作所製の卓上pH計を用いて測定
した。また溶液中の鉄濃度は原子吸光法(JIS K−012
1−82)により測定した。
The pH of the solution was measured using a bench pH meter manufactured by Horiba, Ltd. The iron concentration in the solution is determined by atomic absorption method (JIS K-012
1-82).

実施例1 水250mlを入れた撹拌機付きフラスコを80℃の恒温バス
に浸け、水温が80℃になった時点で撹拌しながらエチレ
ンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA−2Na)を0.84g
(9×10-3mol/)とシュウ酸鉄(II)を0.0225g(0.5
×10-3mol/)を加え溶解した。次にシュウ酸を加え溶
液のpHを4.0に調整し、これに熱間圧延して製造され、
表面に鉄酸化物皮膜の生成している鉄片(40mm×30mm
×2mmt)を入れて鉄酸化物の溶解実験を行なった。な
お鉄片の表面の皮膜はX線回析により大部分がマグネタ
イト(Fe3O4)であることを確認したものである。実験
中温度は80℃に、溶液pHはシュウ酸を加えて4.0〜4.5の
範囲に保持した。溶解実験の結果15分後に表面に鉄酸化
物皮膜は完全に溶解除去されていた。
Example 1 A flask equipped with a stirrer containing 250 ml of water was immersed in a thermostat bath at 80 ° C, and 0.84 g of disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA-2Na) was stirred while the water temperature reached 80 ° C.
(9 × 10 -3 mol /) and 0.0225 g of iron (II) oxalate (0.5
× 10 −3 mol /) was added and dissolved. Next, oxalic acid is added to adjust the pH of the solution to 4.0, and hot rolling is applied to this to produce it.
Iron pieces with iron oxide film formed on the surface (40mm × 30mm
X2mmt) was put in to carry out dissolution experiments of iron oxide. The film on the surface of the iron piece was confirmed by X-ray diffraction to be mostly magnetite (Fe 3 O 4 ). During the experiment, the temperature was kept at 80 ° C and the solution pH was kept in the range of 4.0 to 4.5 by adding oxalic acid. As a result of the dissolution experiment, the iron oxide film was completely dissolved and removed on the surface after 15 minutes.

比較例1 実施例1と同様装置及び方法によりシュウ酸鉄(II)を
加えない実験を行なった。60分後においても表面の酸化
鉄皮膜は除去されていなかった。
Comparative Example 1 An experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that iron (II) oxalate was not added. Even after 60 minutes, the iron oxide film on the surface was not removed.

実施例2 この実験においては鉄酸化物として通常知られているマ
グネタイト(Fe3O4)を使用した。
In Example 2 the experiment was used magnetite (Fe 3 O 4) commonly known as an iron oxide.

水250mlを入れた撹拌機付き三つ口フラスコを80℃の恒
温バスに浸け、水温が80℃になった時点で撹拌しながら
エチレンジアミン四酢酸2ナトリウム(EDTA−2Na)を
0.84g(9×10-3mol/)と表1に示す所定量のシュウ
酸鉄(II)を加え溶解した。
Immerse a three-necked flask equipped with a stirrer with 250 ml of water in a constant temperature bath at 80 ° C, and when the water temperature reaches 80 ° C, add ethylenediaminetetraacetic acid disodium (EDTA-2Na) while stirring.
0.84 g (9 × 10 −3 mol /) and a predetermined amount of iron (II) oxalate shown in Table 1 were added and dissolved.

液温が80℃になった時点でシュウ酸を加え溶液のpHを4.
0に調整した後、マグネタイト粉末を0.52g(9×10-3mo
l/)投入した。マグネタイトの溶解に伴いアルカリ側
にシフトし始める溶液のpHをシュウ酸の逐次添加により
常時pH4.0〜4.5の範囲に保持した。マグネタイト投入後
10分、30分、50分後に溶液をサンプリングしてG4ガラス
フィルターで濾過し、濾液について原子吸光法により溶
液中の鉄濃度を分析した。
When the liquid temperature reached 80 ° C, oxalic acid was added to adjust the pH of the solution to 4.
After adjusting to 0, 0.52g (9 × 10 -3 mo) of magnetite powder
l /) The pH of the solution, which started to shift to the alkali side as the magnetite dissolved, was constantly maintained within the range of pH 4.0-4.5 by the sequential addition of oxalic acid. After charging magnetite
After 10 minutes, 30 minutes, and 50 minutes, the solution was sampled, filtered through a G 4 glass filter, and the filtrate was analyzed for iron concentration in the solution by an atomic absorption method.

添加したシュウ酸鉄(II)に含まれる鉄の量を差し引い
てマグネタイトの溶解量を算出した。
The dissolved amount of magnetite was calculated by subtracting the amount of iron contained in the added iron (II) oxalate.

シュウ酸鉄(II)の使用量とマグネタイトの溶解量との
関係を第1表に示す。
Table 1 shows the relationship between the amount of iron (II) oxalate used and the amount of magnetite dissolved.

実施例3 実施例2と同様装置及び方法により、シュウ酸鉄(II)
の代わりにフマル酸鉄(II)、酒石鉄(II)、シュウ酸
ニッケル(II)、シュウ酸マンガン(II)を0.5×10-3m
ol/用いて溶解実験を行なった。結果を第2表に示
す。
Example 3 Iron (II) oxalate was prepared by the same apparatus and method as in Example 2.
In place of iron (II) fumarate, iron (II) tartrate, nickel (II) oxalate, manganese (II) oxalate 0.5 × 10 -3 m
Dissolution experiments were performed using ol /. The results are shown in Table 2.

比較例2 シュウ酸鉄(II)を加えなかった以外は実施例2と同様
に行なった。結果を第3表に示す。
Comparative Example 2 Example 2 was repeated except that iron (II) oxalate was not added. The results are shown in Table 3.

比較例3 シュウ酸鉄(II)の添加量を0.0225g(0.5×10-3mol/
)とし、シュウ酸を加えてpHを調整保持しなかった以
外は実施例2と同様に行なった。結果を第3表に示す。
Comparative Example 3 The amount of iron (II) oxalate added was 0.0225 g (0.5 × 10 −3 mol /
), Except that the pH was not adjusted and maintained by adding oxalic acid. The results are shown in Table 3.

実施例4 第4表に記載した条件で表面に鉄酸化物皮膜の生成した
炭素鋼(軟鋼)薄板について鉄酸化物の溶解を行ない、
同時に水素の透過量を測定した。薄板は接液面積7.0c
m2、板厚1.0mmのものを使用した。水素の透過量の測定
はDECHEMA方式腐食防食実験工学(日本材料学会腐食防
食部門委員会編)の課題3.30にある方法に準じた電気化
学的方法により行なった。結果を第4表に示す。
Example 4 Iron oxide was dissolved in a carbon steel (mild steel) thin plate having an iron oxide film formed on the surface thereof under the conditions described in Table 4.
At the same time, the amount of hydrogen permeation was measured. Wetted area of the thin plate is 7.0c
A m 2 plate with a thickness of 1.0 mm was used. The amount of hydrogen permeation was measured by an electrochemical method according to the method described in Task 3.30 of DECHEMA method corrosion corrosion protection experimental engineering (Japan Society of Materials, Corrosion Protection Division Committee). The results are shown in Table 4.

比較例4 10%塩酸水溶液を用いて溶解を行なった以外は実施例4
と同様に行なった。結果を第5表に示す。
Comparative Example 4 Example 4 except that dissolution was performed using a 10% hydrochloric acid aqueous solution.
It carried out similarly to. The results are shown in Table 5.

実施例5 マグネタイトの代わりにグラスライニング製反応釜のジ
ャケット内に形成していた鉄酸化物スケール(Fe2O3
量:97%)を5.0g投入し、実施例2と同様に鉄酸化物の
溶解実験を行った。実験条件と結果を第6表に示す。
Example 5 In place of magnetite, 5.0 g of iron oxide scale (Fe 2 O 3 content: 97%) that had been formed in the jacket of a glass-lined reaction kettle was added, and iron oxide was added in the same manner as in Example 2. A dissolution experiment was conducted. Experimental conditions and results are shown in Table 6.

実施例6 直径1.9cm長さ80cmのガラス製カラムにH+型に再生した
強酸性陽イオン交換樹脂(IR−120Bオルガノ(社)製)
100mlを入れた。イオン交換樹脂筒と、循環ポンプ、循
環配管を有する撹拌機付三つ口フラスコを用いて実験を
行なった。この実験においては鉄酸化物として通常知ら
れているマグネタイトを使用した。
Example 6 A strongly acidic cation exchange resin (manufactured by IR-120B Organo Co.) regenerated into H + type on a glass column having a diameter of 1.9 cm and a length of 80 cm.
Added 100 ml. The experiment was conducted using an ion-exchange resin cylinder, a three-necked flask equipped with a stirrer, having a circulation pump and a circulation pipe. Magnetite, commonly known as iron oxide, was used in this experiment.

水1を入れた撹拌機付三つ口フラスコを80℃の恒温バ
スに浸け、水温が80℃になった時点で攪拌しながらエチ
レンジアミン四酢酸・2ナトリウム(EDTA−2Na)を3.3
5g(9×10-3mol/)とシュウ酸鉄(II)を0.09g(0.5
×10-3mol/)を加え溶解した。液温が80℃になった時
点でマグネタイト粉末を2.08g(9×10-3mol/)投入
した。マグネタイトの溶解に伴い溶液のpHがアルカリ側
にシフトし始めた時、循環ポンプにより溶液の一部をイ
オン交換樹脂筒を通し循環させた。循環流量の調整によ
り三つ口フラスコ内の溶液のpHを4.0〜4.5の範囲に保持
した。
Immerse a 3-neck flask with a stirrer containing water 1 in a thermostat bath at 80 ° C, and add ethylenediaminetetraacetic acid ・ 2 sodium (EDTA-2Na) to 3.3 while stirring when the water temperature reaches 80 ° C.
5 g (9 × 10 -3 mol /) and 0.09 g (0.5) iron (II) oxalate
× 10 −3 mol /) was added and dissolved. When the liquid temperature reached 80 ° C., 2.08 g (9 × 10 −3 mol /) of magnetite powder was added. When the pH of the solution began to shift to the alkaline side as the magnetite dissolved, part of the solution was circulated through the ion exchange resin cylinder by the circulation pump. The pH of the solution in the three-necked flask was kept in the range of 4.0 to 4.5 by adjusting the circulation flow rate.

1時間後の溶液pHは4.0〜4.5の範囲に保持されており、
この時のマグネタイトの溶解量は1.33g/で溶解率は6
3.9%であった。
The solution pH after 1 hour is kept in the range of 4.0 to 4.5,
At this time, the amount of magnetite dissolved is 1.33 g / and the dissolution rate is 6
It was 3.9%.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属表面の鉄酸化物をキレート化剤を含む
処理液で溶解除去する方法において、処理液に還元性二
価金属の有機酸塩を0.05×10-3〜1.0×10-3mol/共存
させ、かつ溶解操作の間の処理液のpHを4.0〜5.0の範囲
に保持すること特徴とする鉄酸化物の溶解除去方法。
1. A method for dissolving and removing iron oxide on a metal surface with a treatment liquid containing a chelating agent, wherein an organic acid salt of a reducing divalent metal is contained in the treatment liquid in an amount of 0.05 × 10 −3 to 1.0 × 10 −3. A method for dissolving and removing iron oxide, characterized in that the pH of the treatment liquid is kept in the range of 4.0 to 5.0 during the dissolving operation.
【請求項2】キレート化剤がエチレンジアミン四酢酸、
ニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン四
酢酸、シュウ酸、マロン酸およびこれらのアルカリ金属
塩からなる群より選ばれた少なくとも1種のキレート化
剤である特許請求の範囲第1項記載の鉄酸化物の溶解除
去法。
2. A chelating agent is ethylenediaminetetraacetic acid,
The iron oxide according to claim 1, which is at least one chelating agent selected from the group consisting of nitrilotriacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetetraacetic acid, oxalic acid, malonic acid and alkali metal salts thereof. Dissolution removal method.
【請求項3】還元性二価金属の有機酸塩がシュウ酸鉄
(II)、フマル酸鉄(II)、酒石酸鉄(II)、シュウ酸
ニッケル(II)、シュウ酸マンガン(II)からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種の有機酸塩である特許請求の
範囲第1項記載の鉄酸化物の溶解除去法。
3. An organic acid salt of a reducing divalent metal comprises iron (II) oxalate, iron (II) fumarate, iron (II) tartrate, nickel (II) oxalate and manganese (II) oxalate. The method for dissolving and removing iron oxide according to claim 1, which is at least one organic acid salt selected from the group.
【請求項4】処理液の温度が40〜90℃である特許請求の
範囲第1項記載の鉄酸化物の溶解除去法。
4. The method for dissolving and removing iron oxide according to claim 1, wherein the temperature of the treatment liquid is 40 to 90 ° C.
【請求項5】処理液のpHを保持する方法として、有機酸
を使用することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の鉄酸化物の溶解除去法。
5. The method for dissolving and removing iron oxide according to claim 1, wherein an organic acid is used as a method for maintaining the pH of the treatment liquid.
【請求項6】有機酸がシュウ酸、ギ酸、クエン酸、酒石
酸、グルコン酸、グリコール酸、ラク酸、コハク酸から
なる群より選ばれた少なくとも1種の有機酸である特許
請求の範囲第5項記載の鉄酸化物の溶解除去方法。
6. The organic acid is at least one organic acid selected from the group consisting of oxalic acid, formic acid, citric acid, tartaric acid, gluconic acid, glycolic acid, lactic acid and succinic acid. The method for dissolving and removing iron oxide according to the item.
【請求項7】処理液のpHを保持する方法として、処理液
の一部を陽イオン交換樹脂を通し循環させることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の鉄酸化物の溶解除去
法。
7. The method for dissolving and removing iron oxide according to claim 1, wherein a part of the treatment liquid is circulated through a cation exchange resin as a method for maintaining the pH of the treatment liquid. .
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