JPS58176598A - 放射性物質を含む濃厚塩廃液の処理方法 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野１ 本発明は例えば原子力施設のように放射性物質を取り扱
う施設から排出される放射性物質を含む濃厚塩廃液の処
理方法に関する。

［発明の技術的背景およびその問題点１一般に放射性物
質を取扱う施設から排出される放射性廃液中には、Ｃｓ
−１３４、Ｃｓ−１３７、Ｇｏ−６０、Ｍｎ−５４、Ａ
ｇ−１１０ｍ　　、Ｃｒ−５１、Ｚｒ　−Ｎｂ　−９５
等の放射性核種が含まれているため、適当な手段で廃液
を濃縮させた後セメントやアスファルトにより固化して
保管することが行なわれている。

一方海水を含む放射性廃液や床ドレン系の廃液等のよう
に数１００１）ｌ）−以上の濃厚塩廃液は、従来これを
そのままセメントと混合してセメント同化体として保管
されていた。

しかるに、このようなセメント固化による方法では、廃
液１　ｓ３あたり１０本程度のセメント同化体が発生す
るため、保管倉庫゛が多く必要となり保管上の問題が生
じていた。

また、海水を含む放射性廃液の場合には、耐海水性の濃
縮装置を用いて濃縮゛し、セメント固化する方法も採る
ことができるが、このように特殊な装置を用いて濃縮し
たとしても濃縮度はだがだが１０倍程度であり、６価な
設備を必要とするうえに、結局海水１嘗３あたり１本強
、のセメント固化体が発生してしまうという難点があっ
た。

［発明の目的］ 本発明はかかる従来の欠点を解消すべくなされたもので
、放射性濃厚塩廃液中の放射性核種を、他の化合物の結
晶の中に吸蔵させた状態で沈澱させて分離し、放射性核
種を含む沈澱のみを減容した。状態で固化処理すること
により、格別＾価な設備を使用することなく同化体の発
生本数を著しく減少させた放射性物質を含む濃厚塩廃液
の処理方法を提供しようとするものである。

［発明の概要］ すなわち本発明の放射性物質を含む濃厚塩廃液の処理方
法は、放射性物質を取扱う施設から排出される放射性物
質を含む濃厚塩廃液から放射性物質を分離除去するにあ
たり、 前記濃厚塩廃液に対して （Ａ）第４族陽イオンを添加する工程と、（Ｂ）前記第
４族陽イオンに対して等量以上のフェロシアン酸イオン
を添加する工程と、（Ｃ）前記フェロシアン酸イオンの
残留分に対して等曇以上の第２鉄イオンを添加する工程
と、 （Ｄ）前記廃液のＰ　Ｈを８．５〜１１に調整する工程
と （、Ｅ）イオウイオンを添加する工程と（Ｆ）イオウイ
オンと反応して沈澱を生ずる陽イオンを添加する工程と を、順にかつ沈澱を生成するに充分な時間をおき、しか
も前工程までに生じた沈澱が実質的に再溶解しない時間
範囲内で行った後、生成した沈澱と残菌廃液とを分離す
ることを特徴としている。

一般に放射性物質を取扱う施設、例えば原子力施設から
排中される濃厚塩廃液の中には、前述したような各種の
放射性核種が含まれているが、本発明の方法によれば、
前記した（Ａ）〜（Ｆ）の各工程を行なうことにより、
次のようにして上記した各放射性核種が化合物の結晶中
に吸蔵されて放射性廃液から沈澱して分離される。

まず、（Ａ）第４族陽イオン、すなわちＺｎ　　。

Ｍｎ”、Ｎｉ”＋　またはＣＯ゛１と（Ｂ）の工程で添
加されたフェロシアン酸イオンとの作用により、例えば
（１）式の反応により沈澱が生じ、このとき廃液中に存
在するＣｓ−１３４、Ｃｓ−１３７およびイオン性のＣ
ｏ−６０が沈澱結晶中に取込まれる。

Ｎｉ　Ｃｓ　Ｋ　［Ｆｅ　　（ＣＮ）　ｓ　］↓　＋［
Ｆｅ（ＯＮ）６　］　　・・・・・・・・・（１）この
ときニッケル塩の添加鏝は、７硫酸ニツケル水和塩を用
いる場合には５６１）Ｉ）１１以上、５６０１）ｌ）−
以下、標準的には６６ｐｌ）Ｉｍ、その他の塩を用いる
場合には分子量換算で同程度の鰻とする。またフェロシ
アン酸塩は、ニッケル塩に対して１〜１゜５当鏝、フェ
ロシアン化カリ３水塩を用いる場合には１７０１）ｆ）
ｌ程度が適している。続いて（Ｃ）の工程で添加された
第２鉄イオンと残存するフェロシアン酸イオンとが（２
）式の反応により沈澱を生成してフェロシアン酸イオン
が除去される。

このとき、Ｇｏ−６０、Ｃｒ−５１、Ｚｎ　−Ｎｂ−９
５などのイオン性核種がとりこまれて沈澱する。なお、
Ｎｉ　Ｃｓ　Ｋ　［Ｆｅ　　（ＣＮ）　６　］とＦｅ　
４　　ｔＦｅ　　（ＣＮ）６　］　ｓとを比較した場合
、後晋の沈澱が安定であるので長時間放置しておくと前
者が溶解してくる。したがってベルリン青が生成した後
６時間以内に沈澱を分離することが望ましい。第２鉄イ
オンの添加量は、過剰のフェロシアン酸イオン対して１
〜１．５当量％とすることが望ましい。標準的には硫酸
第２鉄塩を用いる場合には２２０　ｐｐｍが適当である
。さらに（Ｄ）の工程においてアルカリを添加してＰＨ
を調整することにより、過剰の第２族イオンが例えば（
３）式により水酸化第２鉄となって沈澱する。

÷十÷ Ｆｅ　　　＋３Ｎａ　ＯＨ−→Ｆｅ　　（ＯＨ）ｓ↓＋
３Ｎａ　　・・・・・・・・・（３） このときＭｎ−５４および粒子状のＣｏ−６０が共沈す
る。０ｒ−５１、Ｚｎ−６５、Ｚｒ　−Ｎｂ−９５もこ
の段階でほぼ沈澱する。ＰＨ１１整は、通常カセイソー
ダまたはカセイ丙りにより行なう。

生成した水酸化第２鉄の沈澱も□非論に溶解度が小さい
のでこれもそのまま数時間放置するとベルリン肯を分解
してしまうので比較的短時間のうちに次の工程を行なう
ことが望ましい。使用するアルカリの纏はＰＨ８，５〜
１１、好ましくは９．５〜１０．３になる量とする。カ
セイソーダを使用する場合標準的には２４０　ＤＩ）ｌ
が適当であるが、計量誤差もあるのでＰＨメーターを用
いて正確に調整することが望ましい。このアルカリ性の
まま（Ｅ）の工程においてイオウイオン（Ｓ＝）、例え
ば硫化ソーダの溶液が加えられる。

一般にＡａ−１１０１は、非常に稀薄なＡ１１１０℃あ
るいはＡ（ｌ　Ｉのコロイドとして存在し、特に海水中
では高塩濃度中のためかなり安定化したコロイドとして
存在する。しかしてこれらのハロゲン化銀のコロイドは
、イオウイオンの添加により（４）式のように反応して
様子井戸の小さい硫化銀に変る。

２　ＡＱ　　Ｉ　　＋　Ｓ−−一一一一今　　ＡＱ　　
Ｚ　　Ｓ　＋２Ｉ−＋　８−−（Ｍ倉１） ・・・・・・・・・（４）Ｉ 添加するイオウイオンの曇は硫化ソーダ９水塩を用いる
場合には１０ｐｐｍ以上、１５０ｐｐｍ以下、標準的に
は８０　ｐｐｍ程度が適している。なお、このときイオ
ウイオンを加えて数時間以上おくと、前に沈澱している
Ｇｏ−Ｍｎが再溶解して硫化物に変化し、折角保持した
放射能核種を放出してしまうので次工程を手早く行なう
ようにする。

次いで（Ｆ）の工程においてイオウイオンと沈澱を生ず
る陽イオンを添加することにより（５）式のように過剰
のイオウイオンが沈澱として除去され５る。

イオウイオンと反応して沈澱を生ずる陽イオンとしては
、無害でかつ比較的安価なもの、例えばＮ　１４　、ｃ
ｏ＋４、Ｆｅ”　、ｃｕ”　、ｚｎ’？＋等が適してい
る。

イオウイオンを除去した後、生成した沈澱を遠心清澄機
あるいは濾過器等により分離する。

以上のような本発明の方法によれば分離された母液は、
有害物質であるクロム酸および放射性物質が検出限界以
下となっており、中和してそのまま放出することが可能
である。

また分離したスラッジは、容積で原廃液の１／２００以
下となっており、セメント固化等の安定化処理により安
全に保管することができる。

王妃した本発明の方法によれば、生成した沈澱はその都
度有害物質を沈澱中に取込み、１浴で全有害物質を沈澱
させて１回の分離操作で廃液中の放射性物質を除去する
ことができる。

［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。図面は本発明に
使用する装置の一例を概略的に示す構成図である。

この装置は、晶析調整槽１、遠心清澄機（または濾過器
）２、サンプル中和槽３、濃縮スラッジ槽４によりその
主体部分が構成されている。

晶析調整槽１とサンプル中和槽３の中には、水中攪拌ポ
ンプ（または攪拌＆）５ａ　、５ｂおよび水中ポンプ５
ａ　、５ｂが設置され、また晶析調整槽の水中ポンプ６
ａからサンプル中和槽３へ遠心清澄機２を介して廃液給
送管７が配設され、晶析調整槽１内の沈澱を含む廃液Ｗ
を濾過器２により濾過した上でサンプル中和槽３へ給送
するように構成されされている。遠心清澄機２の濃縮ス
ラッジ排出口には、スラッジ給送管８が接続されこのス
ラッジ給送管８の終端は濃縮スラッジ槽４に開口されて
おり、遠心清澄機２により分離されたスラッジはスラッ
ジ給送管８により濃縮スラッジ槽４に送られるように構
成されている。

サンプル中和槽３の水中ポンプ６ｂの放出口には廃液給
送管９が接続され、この廃液給送管９は分岐してその一
方は放出ラインＤとなり、他方は晶析調整槽１に開口し
ている。

また、サンプル中和槽３の上方には図示を省略した中和
剤供給装置の供給管１０“が開口しており、また図示を
省略したＰＨメーターが装備されている。濃縮スラッジ
槽４の上層部にはデカントポンプ１１が配置され、上澄
み液を供給管１２によりは晶析調整槽１へ送るようにな
っている。また、濃縮スラッジ槽４の底部にはスラリー
ポンプ１３が設置され、排出管１４によりスラッジを排
出できるようになっている。

しかして、＾濃庸塩廃液（約１０００１）ｌ）−以上）
Ｗは、廃液供給管１５から晶析調整槽１に受は入れられ
、水中攪拌ポンプ５ａで攪拌されつつ、前もって調整し
ておいた沈澱剤の水溶液が順次５〜２０分の間隔をおい
て連続的に徐々に注入される。

これらの沈澱剤は例えば次のような基準で使用される。

Ｂ （％）　　　（＋）Ｉ）ｌ） Ｎｉ　８０４７Ｈ２０１４６６ に４　Ｆｅ　　（ＣＮ）　ｓ　３Ｈ２０１４１６９Ｆｅ
　２　　（８０４）　３９．７　　２１６ＮａＯＨ１９
２４Ｏ ＮａｚＳ　　　　　　　　　　　　１７　　　８ＯＮｉ
　８０４７Ｈ２０１１１２０ （注）へ二原液濃度、Ｂ：廃液中濃度 上記の沈澱剤の注入が終わり全ての沈澱が生成したとこ
ろで、たｇちに水中ポンプ５ａを駆動させて濾過機２で
沈澱を分離するとともに濾液をサンプル中和槽３に収集
する。

サンプル中和槽３でサンプリング分析し、分離が完全で
あれば濾液は中和液を注入したうえで放出される。処理
不十分であれば再び晶析調整槽へ戻し、改めて薬剤の処
方を変えて晶析共沈を行なう。

分離した沈澱はスラリーとして濃縮スラッチ槽４へ集め
て沈澱させ、上澄み液は晶析調整槽１へ戻して処理し、
沈澱させてさらに濃縮されたスラッジは、スラリーポン
プで固化処理系へ送られ固化される。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、以下に述べる種々
の効果を得ることができる。

（１）濃厚塩廃液はこれまで蒸発、濃縮のうえセメント
同化、プラスチック同化が行われていたが、本発明によ
れば沈澱中に放射性物質を取込み回収するので、濾液中
のクロム酸および放射性同位元素は、検出限界以下にま
で除去され、中和のうえそのまま放出することができる
。

（２）また、分離されたスラッジは容積で廃液の１　、
’　２００以下となっているので、固化体の発生を著し
く減少させることができ特に、プラスチック同化のよう
に乾燥のうえ固化する場合には、廃液１嘗３あたり沈澱
の生成量は最大２００Ｑ程度であるので、約１０００　
＊３の廃液を１本のドラム管に固化することが可能とな
る。

これは蒸発、濃縮セメント同化の場合に比較して、１／
１０００の減容に相当する。

（３）さらに、公知の沈澱法に比べてそれぞれの放射性
核種に合せて沈澱剤を順に加えていくので、その分離性
は極めてよく、海水中の放射性物質およびクロム酸につ
いては、検出限界以下に処理することが可能である。

（４）また、通常の凝集沈澱法とは異なり、放射性核種
が結晶中に取込まれるので分離性能がよいばかりでなく
、高段の濾過分離に都合のよいように結晶成長条件を調
整して、分離しやすい結晶を沈澱させることが、でき、
しかも放射能の吸蔵性能のよい結晶を成長させて分離回
収を完全にすることができる。

（５）また、放射能を吸蔵する結晶の生成順序を毎回分
離しなくてもすむようにしたから、次の結晶生成のとき
前の結晶が破壊されるようなことはなく、多くの放射性
物質を１浴に１回分離で回収除去することができる。

（６）さらにまた、沈澱晶析槽は１つですむので設備構
成が簡単であり、移動、架設も可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に使用する装置を概略的に示す構成図であ
る。 １・・・・・・・・・・・・・・・晶析調整槽２・・・
・・・・・・・・・・・・濾過器３・・・・・・・・・
・・・・・・サンプル中和槽４・・・・・・・・・・・
・・・・濃縮スラッジ槽６ａ　、５ｂ・・・水中ポンプ ２、発明の名称　　放射性物質を含む濃厚塩廃液の処理
方法３、　補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 ３−−１＃ＩｔｔＪｆｆｉ　１ｍ−４ＬＪｄＬ正４１ゐ
１シ）明細書の発明の詳細な説明を以下の通り補正−る
。 ■　６頁１８行目の「ｚｎ」　を［ＺｒＪと補正する。 ■　７頁６行目の１当量％」を「当量」と補正する。 ■　７頁１０行目の「第２族」を１第２鉄」と補正する
。 ■　８負１４行目の「様子井度」を「溶解度」と補正す
る。 ３）図面を別紙の通り補正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放射性物質を取り扱う施設から排出される放射性物質を
   含む濃厚塩廃液から放射性物質を分離除去するにあたり
   、 前記濃厚塩廃液に対して （Ａ＞第４族陽イオンを添加する工程と、（Ｂ）前記第
   ４族陽イオンに対して等−以上のフエ自シアン酸イオン
   を添加する工程と、（Ｃ）前記フ１０シアン酸イオンの
   残留分に対して等量以上の第２鉄イオンを添加する工程
   と、 （Ｄ＞前記廃液のＰ　）−１を８．５〜１１に調整する
   工程と、 （Ｅ）イオウイオンを添加する工程と、（Ｆ）イオウイ
   オンと反応して沈澱を生ずる陽イオンを添加する工程と を、順にかつ沈澱を生成するに充分な時間なおき、しか
   も前工程までに生じた沈澱が東質的に再溶解しない時間
   範囲内で行った後、生成した沈澱と残留廃液とを分離す
   ることを特徴とする放射性物質を含む濃厚塩廃液の処理
   方法。 （２）第４族陽イオンは、ニッケルイオンまたはコバル
   トイオンからなる特許請求の範囲第１項記載の放射性物
   質を含む濃厚塩廃液の処理方法。 （３）（Ａ）〜（Ｆ）の全工程は６時間以内に行なわれ
   る特許請求の範囲第１項記載の放射性物質を含む濃厚塩
   廃液の処理方法。