JPS6035297A - 放射性金属廃棄物の除染方法 - Google Patents

放射性金属廃棄物の除染方法

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JPS6035297A
JPS6035297A JP14356783A JP14356783A JPS6035297A JP S6035297 A JPS6035297 A JP S6035297A JP 14356783 A JP14356783 A JP 14356783A JP 14356783 A JP14356783 A JP 14356783A JP S6035297 A JPS6035297 A JP S6035297A
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JP
Japan
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sodium sulfate
slurry
decontamination
electrolytic
waste
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JP14356783A
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English (en)
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明雄 田中
四方 信夫
大沼 務
浩二 加藤
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Hitachi Plant Construction Co Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Plant Construction Co Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放射性物質により汚染された各種機器、配管等
の金属廃棄物の除染方法に係り、特にクラッド(放射性
腐食生成物)等に取り込まれた放射性物質を除去し、一
般廃棄物化するための除染方法に関する。
現在、これらの汚染物質を除染する代表的方法として、
濃厚なリン酸(約80重量%)を主体とした溶液中での
電解除染方法がある。この除染方法は、金属の陽極熔解
現象を利用して汚染物質を除去するものであり、金属表
面層のクラッドの一部と金属母材の陽極溶解によりクラ
ッドを剥離除去する。電解除去後の金属廃棄物は、放射
性汚染物質が完全に除去されているので、一般廃棄物と
してスクラップ処分が可能であり、除染方法として優れ
た方法であると言われている。しかしながら、電解液と
してリン酸等の濃厚強酸水溶液を使用するため、放射性
物質(Co6’ + Mn”、Fe’等)を含む金属イ
オンが電解液中に蓄積し、電解液の消耗と放射性物質の
蓄積による電解液の放射線量の増加が起こる。そのため
、時々、電解液を更新する必要があり、二次廃棄物量が
増加するという欠点がある。そこで、前記金属イオンを
除去して電解液を再使用する試みも行われているが、リ
ン酸は金属イオンを錯体として結合するので、電解液の
再生は技術的に困難であり、装置も複雑になる欠点があ
った。
また、硝酸ナトリウム溶液を用いる中性塩電解除染によ
り、溶解金属を水酸化物フロックとして固液分離し、電
解液を再利用する試みも行われているが、この方法では
金属母材に対しては有効であるが、硝酸根の陽極酸化力
によりクラッドの除去性能が悪い。この欠点のない方法
として、塩素イオン等のハロゲンイオンを含む中性塩溶
液中で電解を行う方法が提案されているが、低電流密度
では孔食が発生し、金属表面が荒れ、複雑形状物に対し
て効率良く除染を行えないという欠点がある。
更に、砂やアルミナ等を用いた湿式ブラスト法やアルミ
ナ等の研削材の除去、回収が困難であり、二次廃棄物を
増加する欠点がある。また、研削材として氷片やドライ
アイスを用いる方法が提案されており、これらの粒子は
融解或いは昇華してしまうため、二次廃棄物とはならな
いが、耐えず新たな粒子を製造し、供給しなければなら
ず、新たな粒子の製造に多大なエネルギーを消費する欠
点があった。
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、電解液
を再使用でき、二次廃棄物量が少なく、クラッドの除去
を効率良く行い、しかもエネルギー消費量が少なくすむ
放射性金属廃棄物の除染方法を提供することにある。こ
の目的は、本発明によれば、硫酸ナトリウムの結晶を含
むスラリーを用いて湿式ブラスト法でクラッドを剥離さ
せ、このスラリー中の硫酸ナトリウム結晶を熔解して電
解液として用いることによって達成される。
即ち、本発明方法は、硫酸ナトリウム水溶液を飽和熔解
温度以下の温度に冷却し、生成した硫酸ナトリウムの結
晶を解砕してスラリー状とした後、湿式ブラスト法によ
り該スラリーを放射性金属廃棄物の被除染面に噴射して
クラッドの大部分を除去し、クラッドを含むスラリーを
電解槽に回収し、該スラリーを飽和温度以上に加熱して
結晶を溶解させ、硫酸ナトリウム水溶液とし、該水溶液
中に被除染面を浸漬し、クラッドの残部を電解除染によ
って完全に除去し、電解除染に伴って生成する金属スラ
ッジを固液分離し、清澄な硫酸ナトリウム水溶液を繰り
返し使用することを特徴とする。
本発明に使用する硫酸ナトリウム水溶液は、原子力発電
所で定常的に発生している、イオン交換4Δ1脂の再生
廃液と同じ成分の硫酸ナトリウム溶液であってよい。硫
酸ナトリウムの温度による溶解度の変化を調べたところ
、第1図に示すとおりであった。このように、硫酸ナト
リウム溶液は比較的小さい温度変化によって多量の溶質
の析出及び溶解を起こすので、本発明方法ではこの現象
を利用し、溶質の析出時にはこれを湿式ブラストにおけ
る噴射粒子として用い、溶質の溶解時には電解除染及び
電解スラッジの分離除去に使用する。硫酸ナトリウムは
、第1図に示したように、35〜40℃で45〜50g
/水100gと最高の/8M度を示すので、湿式ブラス
トを効果的に行うには水100g中に40〜50gの硫
酸ナトリウムを含む溶液を使用するのが好ましい。電解
スラッジを除去した後に得られる清澄な硫酸ナトリウム
溶液は繰り返し使用することができる。
硫酸ナトリウム溶液を電解液とする陽極電解による電解
除染は、単独では、クラッドの除去性能が低いが、本発
明方法では予め大部分のクラッドが湿式ブラストによっ
て剥離されているので、充分な効果を示す。電解を交番
電解により行うのが好ましい。交番電解は特開昭53−
120637号公報に鋼材の酸化スケールの除去方法と
して開示されているが、本発明者は放射性金属廃棄物の
除染に適用しても優れた効果を達成することを見いだし
た。
本発明方法において、なお一部のクラッドが残留する金
属廃棄物を硫酸ナトリウム水溶液中で交番電解すると、
熔解する金属は次式によって金属水酸化物スラッジとな
る・ 陽極では、 Fe−FB +28 −−−・・−・−(1)Fe2+
+501−−FeSO4・・・・・・・・(2)陰極で
は、 21120 + 2Na+ 2e−2NaOH+II、
・・(3)両者の反応で、 Pe5o、 +2 Na0H−=NaLSO4+Fe 
(Oll)z ・(4)このように電解液中への金属イ
オンの溶は込みは、実質的になく、電解質の硫酸ナトリ
ウムの消耗もない。従って、金属スラッジを除去した後
、電解液を繰り返し使用することができる。
次に、図面に基づいて本発明を詳述する。
第2図は本発明の一実施態様を示す系統図である。35
〜40℃で水100g中に40〜50gの硫酸ナトリウ
ムを溶解した溶液を冷却解砕!!Il内で冷却器2によ
って20℃前後に冷却し、硫酸ナトリウムの結晶を析出
させ、解砕機3で結晶を解砕し、硫酸ナトリウムスラリ
ーとする。この時の硫酸ナトリウム粒子の大きさは、0
.5〜l ms程度であるのが好ましい。この硫酸ナト
リウムスラリーをポンプ4でブラストガン5に圧送する
。一方、ブラストエネルギーを与えると同時に溶液をl
Jt?tsするため空気圧縮器6及びレギュレータフに
より空気圧をブラストガン5に与える。空気圧は通常7
 kg / co1程度とする。このような硫酸す(・
リウムスラリーと空気をブラストガン5から金属廃棄物
8の汚染表面に噴射してスラリーの衝突エネルギーによ
って表面のクラッドの大部分を剥離除去する。硫酸ナト
リウムスラリー9と剥δ1【されたクラッド10を溶解
4111に回収し、溶解槽11内では加熱チューブ12
によって約35〜40℃に加熱する。これにより硫酸ナ
トリウム粒子を含むスラリーは完全に熔解し、硫酸ナト
リウム溶液となる。この硫酸ナトリウム溶液は溶解槽と
通じている電解$113にも満たされる。この電解槽内
に前記の金属廃棄物8を対極14に相対して浸漬した後
、金属廃棄物8及び対極14を直流電源に連結し、交番
電解除染を行い、汚染面を完全に除染する。電解処理後
の金属廃棄物を洗浄槽15中で洗浄して、金属表面に付
着している若干の汚染物(金属スラッジ)を除去する。
こうして除染され、洗浄された金属廃棄物は一般廃棄物
としてスクラップ処分することができる。
前記の(4)式で示したように、電解液中への金属イオ
ンの溶は込みは実質的になく、電解質の硫酸ナトリウム
の消耗もない。従って、電解によって生成した金属水酸
化物スラッジ16を、熔解槽11で沈澱したクラッド1
0と一緒に遠心分離機17へ送り、固液分離することに
より、電解液は清澄となり、再生され、繰り返し使用す
ることができる。分離脱水されたスラッジケーキは、セ
メント等の固化剤18でドラム罐20内で固化され、廃
棄物建屋へ送られる。
また、洗浄廃液は、配管22を介してフィルター21で
シ戸遇した後、再度洗浄液として使用するため配管23
から洗浄槽15へ返送する。
遠心分離によって清澄となった電解液は、配管24から
再び冷却解砕槽1へ戻され、ここで20℃程度に冷却さ
れ、硫酸ナトリウムスラリーとして循環使用する。
なお、前記実施態様では溶解槽の外で湿式ブラストを行
う形式を採用したが、溶解槽11内で湿式ブラストを行
うこともできる。
交番電解除染法によるクラ・ノドの除去時間を測定し、
従来の陽極電解法によるものと比較して第3図に示す。
第3図から明らかなとおり、交番電解除染法は、従来の
陽極電解法と比較して極めて効果的である。また、交番
電解条件については、第4図に示すように、陰極印加時
間30秒、陽極印加時間30秒が最も効果的であった。
前記のように、本発明方法によれば、硫酸すトリウムを
循環使用することができるので、二次廃棄物量が少なく
、更にブラスト又は電解除染単独の方法より著しく効率
よく除染を行うことができる。また、硫酸ナトリウムの
加熱、冷却は15〜20℃の狭い温度幅で行われるので
、これに要するエネルギーは極めて僅かで済む。
次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、本発明は
これに限定されるものではない。
実施例1 水100gに硫酸ナトリウム粒子30g及び溶解した硫
酸ナトリウム20gを含むスラリーを使用し、第2図に
示した装置で放射性金属廃棄物をスラリー液量20 O
A/分、空気圧7 kg / CIAで、30秒秒間式
ブラスト処理し、下記の式により除染効率(DF)を算
出した。
DF−除染前の放射能量/除染後の放射能量この実験で
DF=3を達成することができ、クラッドの大半が除去
できた。
湿式ブラスト処理した金属廃棄物を更に電流密度0.3
A/c艷、30秒+30秒で交番電解したところ、6分
間でクラッドを完全に除去することができた。
電解によって生成した金属水酸化物スラッジを2000
Gで遠心分離し、重量比で6倍のポルトガルセメントで
固化した。この場合の廃棄物量は、金属廃棄物をドラム
罐詰めした場合の1/10の減容比となった。
なお、除染時間は、交番電解除染のみの場合の1/3で
あった。
実施例2 水100gに硫酸ナトリウム粒子20g及び熔解した′
WL酸ナトナトリウム20gむスラリーを使用し、第2
図に示した装置で放射性金属廃棄物をスラリー液ff1
l OOtt7分、空気圧7 kg / C1(T:、
2分間湿式ブラスト処理したところ、D F = 3.
5を達成することができた。この金属廃棄物を更に電流
密度0.4A/cIM、30秒+30秒で交番電解した
ところ、5分間でクラッドを完全に除去することができ
た。金属水酸化物スラッジの処理を実施例1と同様に行
い、減容比1/10を得た。全除染時間は交番電解単独
の場合の1 / 2.5であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は硫酸ナトリウムの溶解度と温度との関係図、第
2図は本発明方法の一実施恕様を示す系統図、第3図は
電解除染におけるクラッドの除去時間−電流密度曲線図
、第4図は交番電解によるクラッドの除去時間−交番サ
イクルの関係図である。 ■・・・冷却解砕槽、5・・・ブラストガン、8・・・
金属廃棄物、9・・・スラリー、10・・・クラッド、
11・・・溶解槽、13・・・電解槽、15・・・洗浄
槽、17・・・遠心分離機、21・ ・ ・フィルター
。 特許出願人 日立プラント建設株式会社 第1図 温度(0C) 第2図 第3図 電流書度(A/cm2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)硫酸ナトリウム水溶液を飽和溶解温度以下の温度
    に冷却し、生成した硫酸ナトリウムの結晶を解砕してス
    ラリー状とした後、湿式ブラスト法により該スラリーを
    放射性金属廃棄物の被除染面に噴射してクラッドの大部
    分を除去し、クラッドを含むスラリーを電解槽に回収し
    、該スラリーを飽和温度以上に加熱して結晶を溶解させ
    、硫酸ナトリウム水溶液とし、該水溶液中に被除染面を
    浸漬し、クラッドの残部を電解除染によって完全に除去
    し、電Vj除染に伴って生成する金属スラッジを固液分
    離し、清澄な硫酸ナトリウム水溶液を繰り返し使用する
    ことを特徴とする放射性金属廃棄物の除染方法。
  2. (2)電解除染を水100g中に硫酸ナトリウム40〜
    50gを含む水溶液中で35〜40℃の温度で交番電解
    によって行う特許請求の範囲第1項記載の除染方法。
JP14356783A 1983-08-05 1983-08-05 放射性金属廃棄物の除染方法 Pending JPS6035297A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62125804U (ja) * 1986-02-03 1987-08-10
JPH0434397A (ja) * 1990-05-31 1992-02-05 Morikawa Sangyo Kk 放射能に汚染された、ショットブラストのグリットの除染方法と装置

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JPS62125804U (ja) * 1986-02-03 1987-08-10
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