JPS58221289A - 電解槽 - 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】 本発明は、金ｇ衣面に付着した酸化物を、電解により還
元性または酸化性にした溶液を用いて溶解除去する方法
において使用する電解槽に関するものである。

原子力発電所の一次冷却系の機器・配管において、表面
に酸化皮膜が形成される時に、冷却水中の放射性元素が
この皮膜に取り込まれ、その結果、機器・配管表面の＃
！電量率高くなシ、被ば＜＋ａｆｆｉが増加することが
知られている。表面線蓋率を下げるためには、放射線元
素を含んだ酸化皮膜を除去することが必要である。

当初、この放射性酸化皮膜ＩＪＭ除去するために、酸お
よび錯化剤が主として用いられた。この方法で用いる溶
液は、酸性が強いために、金属母材が腐賞する危険性が
めった。原子カプラントには高度な安全性が要求される
ために、これらの方法は必ずしも原子カプラントに適さ
なかった。そこで、腐食全１１所減するために、化学薬
品の濃度を下げて除染する方法が開発されたが、次の二
つの問題が残っていた。一つは、濃度低下と共に除染効
率がＦがることであり、もう一つは、薬品が酸化皮膜の
溶解に費やされることにより消耗するので、薬品の追加
が必要となるということである。

まず、最初の問題に対して、還元剤をさらに添加して酸
化皮膜の溶解速度全土げて除染効率を向上させる方法が
考案された。−万、前述したように、還元剤は酸化皮膜
の還元に費やされるので、薬品濃度を高めることなく還
元剤の効果を高める九めには、酸化された還元剤を還元
して再び使用する方法が望まれる。この方法の一つに、
電解還元法がある。

この電解還元法において用いｆｃ電解槽は、イオン交換
膜により分離された陰極室と陽極室の二つのセルによっ
て構成され、電極は、各々のセルに入っている。この場
合、イオン交換膜にはイオン透過が可能なように、微視
的な観点からすると、孔がおいていることになる。従っ
て、陽極で発生した酸素の一部が陰極室の方に拡散する
ことは、不可避であった。すなわち、従来の電解槽音用
いると、還元効率の低下はまぬがれなかった。さらには
、イオン交換膜全通過するＨ”イオン、または０１ｔ−
イオンの移動量と、これらイオンの陽極または陰極で消
費される量と會バランスさせることが困難であつ友ので
、１ｉｃ解溶液のｐＨの変動が不可避であった。このた
めに、酸化物溶解のための最適条件全維持することが困
難であった。

本発明の目的は゛、電解還元ま、友は酸化の効率全向上
させるために、対極のセルから各々、酸化性または還元
性物質が拡散してきて、゛電解効率が低下すること全防
止する電解槽の構造全提供することにある。

本発明は、電解槽全少なくとも三層構造とし、＠惚蚕・
１匂極室に汀えて、その間に中間液室を設けることに特
徴がある。すなわち、対極室から中間液室に拡散して＠
た酸化性物質、または還元性物質は、この中間液室の溶
液全脱気することにより除去することがり能である。ま
た、別置の電解４ｍ’に用いて、電解還元・酸化をして
拡散してきた酸化性または還元性物質全除去することも
、可能である。

さらに、中１川液室に緩衝剤全添加してｐＨ全コントロ
ールするこ。により、対極至のｐ　Ｉ−Ｉの影譬を防止
することかり能となり、還元または酸化Ｍ液のｐｌ■変
動全抑制することができる。

まず、溶液を還元して、酸化物の溶解速度を向上させる
一合會考える。本発明のｔ解槽の代表例として、第１図
に示す三層構造のもの金柑いた。

本電解槽は、大別して、陽極室２、中間液室５、および
陰極室８より構成されている。これらのセルの間には、
イオン交換膜４、及びイオン交換膜支持板１４が組み込
んである。−また、各セルには、入口６・１０、および
、出ロア・９が設けである。

これらのセルは、パツキン３を介して、通しボルト１３
で締めつけておる。最後に、陽極室には、白金をメッキ
したチタン板を入れ、また陰極室には、多孔性グラツシ
ーカーボン直極が入れである。

このグラツシー刀−ボン電１銘は、ターミナル１２を介
して外ＦＡ５電源に接続される。

第２図に、本電解槽の電解還元効果上みるために、中間
液室を設けない電肩槽全示した。この電解槽は、陰極室
８と陽極室２との、二つのセルのみから成り、その間に
は、第１図と同じイオン交換膜全入れる。次に、陰極室
には、グラツシーカーボン電極１１、また、陽極室には
、白金電極１５を入れる。なお、本発明では、還元溶液
の還元力を、酸化物電極１６の電位の低下度で決める。

何故なら、電位が低くなる程、酸化物は溶解しやすくな
るからである。そこで、陽極室２には、酸化物電極１６
と参照電極１７を入れて、酸化物の電位変化全測定する
。

第１図に示した篭屏槽全用いて試験を行なう場合には、
還元力を測定するループの併設が必要になる。以下に、
第３図を参照してその説明全行なう。本ループは、電解
槽２１、還元液循環配管３８、循環ポンプ２５、電位測
定用タンク２６、中間液循ｉ配・θ１９、循環ポンプ３
３、中間液脱気タンク３４、より構成される。電解槽２
１は、陽極室２、中間液室５、陰極室８、に分かれ、陽
極室には、白金メッキＴ１電極３６が、陰極室には、グ
ラツシーカーボン電極１１が入つでいる。

これらの電極は、直流電源３２に接続している。

′また、測定用タンク２６にｒＩ、酸化物電極１６、ス
テンレス銅電極２８、参照電極１７を入れ、脱気用ガス
吹入口３１ケ取り付ける。電極ｔａは、電位差計１０で
測定する。また、中間液脱気用タンクにも、脱気用ガス
入口１８を取り付ける。

次に、用いた溶液について説明する。第１−および第２
図の構成とも陽極室には０．１Ｍの蓚酸を入れ、陰極室
には０．００２Ｍのエチレンジアミン４錯酸を入れた。

なお、陰極室の溶液は、アンモニア水で、ｐ　ｌ−１＝
　６．５に調節した。第１図の電解槽の中間液室には、
０．１Ｍのクエン［’に入れ足。

語４図に、ｍｕの変化を示す。領域１では、アルゴン脱
気による電位の変化な示し、領域２では、１を屏還元し
た溶液による電位の変化を示す。なお、電へｒは、飽和
カロメルを位を基準として示しである。白丸は、第１図
の電解槽と第３図のループ音用いて測定した酸化物電極
（マグネタイト）の電位の変化を示す。この結果かられ
かるように、電位は電解により大きく低下し、約−１，
０ｖ以下にまで下がる。一方、第２図の二１−の′醒解
槽奮用いた場合には、黒丸で示すように、電解による電
位の大きな低下は見られない。

また、同時に、還元液のｐｌｌの変化を測定した、その
結果、第１図の電解槽を用いた場合、ｐＩ−１は、６．
５〜７．０間で一定してい友。ところが、第２図の＊ｍ
僧を用いた場合、ｐＨｒｉｌ、、６．５　カら４．　Ｏ
Ｋ　−＊で低下した。これ１よ、陽極室の水系イオンの
一部が、イｔン交換膜？通って陰極室に入ったためと考
えられる。

以上の結果から本発明による電解槽が優れていることが
実証された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電解槽の一実施例を示す図、＠
２図は、従来の゛電解槽の構造図、第３図は、本発明に
係る電解槽の効果を実験する装置の構成図、第４図は、
本発明に係る電解槽の効果説明図である。 第４−図 ８−！ｒ間（分） ５０２−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電解によって還元した溶液を用いて、金属材料表面
   に付着した酸化物全溶解除去する際に用いる電解槽にお
   いて、陽極室と陰極室の間の中間液室を設け、電解時に
   陽極室で発生した酸素等の酸化性物質を中間液室にて除
   去するようにしたこと′（ｉ−特徴とする電解槽。