JPS59162493A - イオン交換樹脂に付着する鉄酸化物除去法 - Google Patents
イオン交換樹脂に付着する鉄酸化物除去法Info
- Publication number
- JPS59162493A JPS59162493A JP58035982A JP3598283A JPS59162493A JP S59162493 A JPS59162493 A JP S59162493A JP 58035982 A JP58035982 A JP 58035982A JP 3598283 A JP3598283 A JP 3598283A JP S59162493 A JPS59162493 A JP S59162493A
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- Japan
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- resin
- iron
- ion exchange
- exchange resin
- iron oxide
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は原子カプラントの不純物質を浄化するイオン交
換樹脂による脱塩器の脱着操作に係わり特に、イオン交
換樹脂に付層した鉄酸化物の除去法に関するものである
。
換樹脂による脱塩器の脱着操作に係わり特に、イオン交
換樹脂に付層した鉄酸化物の除去法に関するものである
。
原子カプラントでは冷却水中に放射性のイオンあるいは
これを含む鉄クラツドと呼ばれる鉄酸化物を除去して放
射能低減を図る脱塩器が設置されている。復水系では粒
状樹脂を充填した脱塩器、粉状樹脂をプリコートする瀘
過脱塩器が必要に応じて組み合わせて設置されている。
これを含む鉄クラツドと呼ばれる鉄酸化物を除去して放
射能低減を図る脱塩器が設置されている。復水系では粒
状樹脂を充填した脱塩器、粉状樹脂をプリコートする瀘
過脱塩器が必要に応じて組み合わせて設置されている。
また炉水の再循環系統においても戸水温度を下げて脱塩
している。このような脱塩器には陽、陰のイオン交換樹
脂が使用されているが、破壊時に脱着、再生から再利用
される場合とそのまま廃棄される場合がある。ここで樹
脂の再生頻度は通常のイオン交換樹脂の使用と異なり、
イオン除去能と合わせて鉄クラツドの分服能も圧力損失
の増大を考慮して決定される。すなわち樹脂により鉄酸
化?/lを除去することが必要である。したがって樹脂
の再生には陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を分離
して、各々ヲ酸、アルカリで脱着して再生している。こ
の時、樹脂に付着した鉄クラツドの成分はFe00H,
Fe2O3# Fe3O4等の酸化鉄が主成分であり、
酸での溶解速度が小さいので十分時間をかけているのが
実情である。また使用する酸濃度は3〜5%の高濃度液
を用いている。したがって脱着槽は耐酸性の材料を必要
とするとともに取扱いに十分注意t−要する。なお粉末
樹脂の脱着は実用化されていないが、この場合には酸性
液中で超音波法による脱着を行なう方法が研究されてい
る。
している。このような脱塩器には陽、陰のイオン交換樹
脂が使用されているが、破壊時に脱着、再生から再利用
される場合とそのまま廃棄される場合がある。ここで樹
脂の再生頻度は通常のイオン交換樹脂の使用と異なり、
イオン除去能と合わせて鉄クラツドの分服能も圧力損失
の増大を考慮して決定される。すなわち樹脂により鉄酸
化?/lを除去することが必要である。したがって樹脂
の再生には陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を分離
して、各々ヲ酸、アルカリで脱着して再生している。こ
の時、樹脂に付着した鉄クラツドの成分はFe00H,
Fe2O3# Fe3O4等の酸化鉄が主成分であり、
酸での溶解速度が小さいので十分時間をかけているのが
実情である。また使用する酸濃度は3〜5%の高濃度液
を用いている。したがって脱着槽は耐酸性の材料を必要
とするとともに取扱いに十分注意t−要する。なお粉末
樹脂の脱着は実用化されていないが、この場合には酸性
液中で超音波法による脱着を行なう方法が研究されてい
る。
以上の方法に対して、不法では付着鉄クラツドを還元雰
囲気と鉄イオンを捕捉′できる錯化剤の作用を利用した
懸濁状態での電解還元による脱着法に関するものである
。
囲気と鉄イオンを捕捉′できる錯化剤の作用を利用した
懸濁状態での電解還元による脱着法に関するものである
。
本発明の目的は、妖クラッドを付着した粉末。
粒状の各イオン交換樹脂からの脱着を、錯化剤存在の下
で電解還元を施すことにより鉄イオンとして溶解除去す
る方法を提供することにある。
で電解還元を施すことにより鉄イオンとして溶解除去す
る方法を提供することにある。
原子カプラントで適用される脱塩器特にp逸脱kA i
=で使用される粉状イオン交換樹脂に付着する鉄クラツ
ドを分離する方法において、鉄クラツドの主成分がF’
eOOH,Fe20s p Fe3O4等ノ酸化鉄が還
元反応により溶解することを利用するとともに溶解鉄イ
オンをマスキングする作用をもつ錯化剤を使用する、還
元反応には粒子自身が電極として作用する懸濁買電解法
を用いる。
=で使用される粉状イオン交換樹脂に付着する鉄クラツ
ドを分離する方法において、鉄クラツドの主成分がF’
eOOH,Fe20s p Fe3O4等ノ酸化鉄が還
元反応により溶解することを利用するとともに溶解鉄イ
オンをマスキングする作用をもつ錯化剤を使用する、還
元反応には粒子自身が電極として作用する懸濁買電解法
を用いる。
まず鉄酸化1勿の錯化剤液中での還元溶解反応は次の様
に表わせる。
に表わせる。
F620a+6H”+2Y’ −+26−−+2 Fe
:Y2−+3H20COOFe203+8H”+2Y
’−+2e−→2pe:y2−+co:Y2”’ +4
H20 Fes04十8H”+3Y”+26−+3Fe:Y2−
+4HzOこれらの反応式が示す様に%酸化物は酸(H
+)の存在の下で亀子(e″′)を受けとって錯化剤(
Y””)とp e g4−<オンあるいはCOイオンと
反応して固定される。懸濁電解による還元法は一対の陽
極板と陰極板の間には化鉄粒子を分散した溶液中では粒
子の両面が陽極部と陰@部の分かれる複極化作用が生じ
る。この時粒子位置が変化しても、候極部のうち陰極の
還元反応が起こっている限り錯化剤に鉄イオンが固定さ
れる。この様にして酸化鉄を分離したイオン変換樹脂は
溶液から分離して再利用するかあるいは放射能を有しな
い廃棄物として処理される。一方、錯化剤溶液は活性炭
等で吸着処理して無害化しぞのまま放流する。活性炭は
焼却等により減容化を図る。
:Y2−+3H20COOFe203+8H”+2Y
’−+2e−→2pe:y2−+co:Y2”’ +4
H20 Fes04十8H”+3Y”+26−+3Fe:Y2−
+4HzOこれらの反応式が示す様に%酸化物は酸(H
+)の存在の下で亀子(e″′)を受けとって錯化剤(
Y””)とp e g4−<オンあるいはCOイオンと
反応して固定される。懸濁電解による還元法は一対の陽
極板と陰極板の間には化鉄粒子を分散した溶液中では粒
子の両面が陽極部と陰@部の分かれる複極化作用が生じ
る。この時粒子位置が変化しても、候極部のうち陰極の
還元反応が起こっている限り錯化剤に鉄イオンが固定さ
れる。この様にして酸化鉄を分離したイオン変換樹脂は
溶液から分離して再利用するかあるいは放射能を有しな
い廃棄物として処理される。一方、錯化剤溶液は活性炭
等で吸着処理して無害化しぞのまま放流する。活性炭は
焼却等により減容化を図る。
本発明を実施した時の処理系統と装置構成について第1
図に示す。イオン交換樹脂をエレメントにプリコントし
て鉄り2ツドを分離する濾過脱塩器lとこれに゛イオン
交換樹脂を供給する装置2、さらにはプリコートされた
樹脂を逆洗する系、統3で構成されている。鉄クラツド
が付着したイオン交換樹脂が排出4亨れるとまずり2ツ
ド分離電解槽5に入る。ここで錯化剤を主体とする余剰
6を添加するとともに不活性ガス等による気泡攪拌7を
行ない両端の電極8で′電解する。粒子の複極化により
還元溶解を行なう。クラッドが分離した樹脂と廃液は次
の分離槽9に送られ、ここで濾過筒lOで分離され、樹
脂は逆洗ある^はかきとシによ9元の供給装置2に送ら
れる。一方廃液は次の活性炭吸宥槽11に送られる。こ
こでは固定床の活性炭層で金属錯体が吸着される。活性
炭が破壊すると外部にと9出されて焼却処分等が行なわ
れる。吸着後の廃液は元の分離槽9の逆洗液あるいは再
度吸着槽11に送られる。所定の濃度以下になった液は
外部に放出12適れる。
図に示す。イオン交換樹脂をエレメントにプリコントし
て鉄り2ツドを分離する濾過脱塩器lとこれに゛イオン
交換樹脂を供給する装置2、さらにはプリコートされた
樹脂を逆洗する系、統3で構成されている。鉄クラツド
が付着したイオン交換樹脂が排出4亨れるとまずり2ツ
ド分離電解槽5に入る。ここで錯化剤を主体とする余剰
6を添加するとともに不活性ガス等による気泡攪拌7を
行ない両端の電極8で′電解する。粒子の複極化により
還元溶解を行なう。クラッドが分離した樹脂と廃液は次
の分離槽9に送られ、ここで濾過筒lOで分離され、樹
脂は逆洗ある^はかきとシによ9元の供給装置2に送ら
れる。一方廃液は次の活性炭吸宥槽11に送られる。こ
こでは固定床の活性炭層で金属錯体が吸着される。活性
炭が破壊すると外部にと9出されて焼却処分等が行なわ
れる。吸着後の廃液は元の分離槽9の逆洗液あるいは再
度吸着槽11に送られる。所定の濃度以下になった液は
外部に放出12適れる。
以上の処理系統、装置により樹脂に付着した鉄クラツド
等を分離して脱着させることができる。
等を分離して脱着させることができる。
次に電解槽の構造を第2図、第3図に示す。第2図では
陽極13.陰極14の間に樹脂を含む錯化剤溶液を入れ
電解するが、この時樹脂の分散を図るためと還元雰囲気
を保つために不活性ガスを底部から散気管15で送入す
る。第3図では電解槽底部に超音波発振器16を設置し
ており、電解と同時に超音波のキャビテーション作用を
オリ用して付着クラッドの分離と溶sを促進する。
陽極13.陰極14の間に樹脂を含む錯化剤溶液を入れ
電解するが、この時樹脂の分散を図るためと還元雰囲気
を保つために不活性ガスを底部から散気管15で送入す
る。第3図では電解槽底部に超音波発振器16を設置し
ており、電解と同時に超音波のキャビテーション作用を
オリ用して付着クラッドの分離と溶sを促進する。
次に本発明を実証するための実験につゆで示す。
実験は鉄クラツドを付着させた粉状カチオン交換樹脂(
平均粒径150μm)を所定の電解液を入れた電解槽内
に分散させて直流連載の下で溶解させた。鉄クラツドの
付着には平均粒径2〜3μmのα−Fe20.とFea
stを個別に所定量を樹脂に吸着によシ付着させたもの
を使用した。−解槽は陽極に白金板、陰極に黒鉛板を配
置した大きさ100X100X40の角形槽を用いた。
平均粒径150μm)を所定の電解液を入れた電解槽内
に分散させて直流連載の下で溶解させた。鉄クラツドの
付着には平均粒径2〜3μmのα−Fe20.とFea
stを個別に所定量を樹脂に吸着によシ付着させたもの
を使用した。−解槽は陽極に白金板、陰極に黒鉛板を配
置した大きさ100X100X40の角形槽を用いた。
溶解鉄のm+j定には原子吸光分析計によった。
・電解液の種類による溶解特性の比較を第4図に示す。
電解液にはEDTA・2Na、硫酸す) IJウム1’
Jazs04)、L−7ス:7A+ビア 酸I) 0.
002DAlt液を用いた。α−Fe203付着量はカ
チオン樹脂に対して10%量のものを使用した。カチオ
ン樹脂への各電解液のイオン交換反応を紡ぐためにクラ
ッド付着樹脂には予め各電解液でイオン交換させておい
た。電′S条件は電流0.2人と一定である。
Jazs04)、L−7ス:7A+ビア 酸I) 0.
002DAlt液を用いた。α−Fe203付着量はカ
チオン樹脂に対して10%量のものを使用した。カチオ
ン樹脂への各電解液のイオン交換反応を紡ぐためにクラ
ッド付着樹脂には予め各電解液でイオン交換させておい
た。電′S条件は電流0.2人と一定である。
同図には各電解液での通電量に対する溶出鉄iを樹脂当
りの重量変化で示している。これよシわがるようにNa
2SO4液、L−アスコルビン醒液では溶解があまり進
行しないのに対して、EDTA・2Na液では;L!、
激に溶解する。このように各電解液で溶解に差が生じる
のは、樹脂自身が電極となって鉱解還元されても溶出し
た鉄イオンがEDTAのような錯化剤によシ捕捉されな
いと溶液中に存在しないで再度陰極部に電析することに
よるものと考えられる。なおL−アスコルビン酸は可逆
反応が起とシうる有機性の還元剤であるが溶解効果はみ
られない。
りの重量変化で示している。これよシわがるようにNa
2SO4液、L−アスコルビン醒液では溶解があまり進
行しないのに対して、EDTA・2Na液では;L!、
激に溶解する。このように各電解液で溶解に差が生じる
のは、樹脂自身が電極となって鉱解還元されても溶出し
た鉄イオンがEDTAのような錯化剤によシ捕捉されな
いと溶液中に存在しないで再度陰極部に電析することに
よるものと考えられる。なおL−アスコルビン酸は可逆
反応が起とシうる有機性の還元剤であるが溶解効果はみ
られない。
第5図には0.002M/、! のED’I’A−2
Na溶液におけるFe3O4付着樹脂とα−Fe203
付層樹脂での溶解特性を示している。この時の試験牽伸
はいずれも樹脂7xomzX液量200m/: % −
流0.5 Aと一定である。この結果が示すように、同
じ鉄酸化物の中でもFe3O4の方がα−Fe203付
シ溶解しやすいことを示している。これは結晶構造、電
気導電性の差に基づくものであシ% Fe3O4の方が
心電性が大きくかつ結晶構造においてp e2+イオン
とp e34−イオンの共存するスピネル構造が還元さ
れやすいことによる。
Na溶液におけるFe3O4付着樹脂とα−Fe203
付層樹脂での溶解特性を示している。この時の試験牽伸
はいずれも樹脂7xomzX液量200m/: % −
流0.5 Aと一定である。この結果が示すように、同
じ鉄酸化物の中でもFe3O4の方がα−Fe203付
シ溶解しやすいことを示している。これは結晶構造、電
気導電性の差に基づくものであシ% Fe3O4の方が
心電性が大きくかつ結晶構造においてp e2+イオン
とp e34−イオンの共存するスピネル構造が還元さ
れやすいことによる。
以上の実験結果かられかるように鉄クラツド付着のイオ
ン交換樹脂を鉄イオンと錯体を形成する溶液で゛電解す
ると溶解できることがわかる。さらに溶解性を向上させ
るには機砿的振動例えば攪拌超音波振動などを付加する
方法が考えられる。
ン交換樹脂を鉄イオンと錯体を形成する溶液で゛電解す
ると溶解できることがわかる。さらに溶解性を向上させ
るには機砿的振動例えば攪拌超音波振動などを付加する
方法が考えられる。
第1図は本発明の方法を実施してイオン交換樹脂から鉄
クラツドを分離する系統の概略図、第2図および第3図
はイオン交換樹脂から鉄クラツドを分離するに適した電
解槽の構造を示す断面図、第4図および第5図は鉄酸化
物ケ付庸したイオン交換樹脂の隠所処理特性を示す線図
である。 6・・・薬剤、8・・・電極、9・・・分離槽、ll・
・・吸着槽、16・・・超音波発振器。 電気量 二〇(ツー。ン)
クラツドを分離する系統の概略図、第2図および第3図
はイオン交換樹脂から鉄クラツドを分離するに適した電
解槽の構造を示す断面図、第4図および第5図は鉄酸化
物ケ付庸したイオン交換樹脂の隠所処理特性を示す線図
である。 6・・・薬剤、8・・・電極、9・・・分離槽、ll・
・・吸着槽、16・・・超音波発振器。 電気量 二〇(ツー。ン)
Claims (1)
- 1、原子力発電プラント等の復水浄化に使用するイオン
交換樹脂に付層する鉄酸化物の除去において、錯化剤溶
液中に分散させ71cs子を直流′電解で溶解すること
を特徴とするイオン交換樹脂に付層する鉄酸化物除去法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58035982A JPS59162493A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | イオン交換樹脂に付着する鉄酸化物除去法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58035982A JPS59162493A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | イオン交換樹脂に付着する鉄酸化物除去法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59162493A true JPS59162493A (ja) | 1984-09-13 |
Family
ID=12457083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58035982A Pending JPS59162493A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | イオン交換樹脂に付着する鉄酸化物除去法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59162493A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4703010A (en) * | 1986-05-02 | 1987-10-27 | The Board Of Regents For The University Of Oklahoma | Electrolytic bioreactor assembly and method |
WO1996001478A1 (de) * | 1994-07-04 | 1996-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und einrichtung zum entsorgen eines kationenaustauschers |
JP2013185938A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Ebara Kogyo Senjo Kk | 放射性廃イオン交換樹脂の除染方法及び装置 |
-
1983
- 1983-03-07 JP JP58035982A patent/JPS59162493A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4703010A (en) * | 1986-05-02 | 1987-10-27 | The Board Of Regents For The University Of Oklahoma | Electrolytic bioreactor assembly and method |
WO1996001478A1 (de) * | 1994-07-04 | 1996-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und einrichtung zum entsorgen eines kationenaustauschers |
JP2013185938A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Ebara Kogyo Senjo Kk | 放射性廃イオン交換樹脂の除染方法及び装置 |
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