JPS61157540A - イオン交換樹脂の分解処理方法 - Google Patents
イオン交換樹脂の分解処理方法Info
- Publication number
- JPS61157540A JPS61157540A JP59279396A JP27939684A JPS61157540A JP S61157540 A JPS61157540 A JP S61157540A JP 59279396 A JP59279396 A JP 59279396A JP 27939684 A JP27939684 A JP 27939684A JP S61157540 A JPS61157540 A JP S61157540A
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- JP
- Japan
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- exchange resin
- ion exchange
- decomposition
- hydrogen peroxide
- vanadium
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、イオン交換樹脂の分解処理方法に関し、特に
、各種原子力施設より発生する使用済イオン交換樹脂（
廃樹脂）の減容化に好適な化学分解処理方法に関する。
、各種原子力施設より発生する使用済イオン交換樹脂（
廃樹脂）の減容化に好適な化学分解処理方法に関する。
イオン交換樹脂は、水の精製、廃水処理、各種元素の分
離などに広く利用されておシ、特に原子力発電所おいて
は原子炉冷却水の精製、廃水処理、希土類元素や超プル
トニウム元素の分離精製などに使用されている。近年、
原子力発電所の稼動数が多くなるにつれて様々な固体廃
棄物が増大し、その処理方法及び最終処分方法が問題と
なっている０固体廃棄物の中でも、液体系の処理に使用
された後に廃棄されるイオン交換樹脂の容量は大きく、
シたがってその減容化は重大な課題となっている。
離などに広く利用されておシ、特に原子力発電所おいて
は原子炉冷却水の精製、廃水処理、希土類元素や超プル
トニウム元素の分離精製などに使用されている。近年、
原子力発電所の稼動数が多くなるにつれて様々な固体廃
棄物が増大し、その処理方法及び最終処分方法が問題と
なっている０固体廃棄物の中でも、液体系の処理に使用
された後に廃棄されるイオン交換樹脂の容量は大きく、
シたがってその減容化は重大な課題となっている。
このイオン交換樹脂の減容化処理方法として、燃焼法、
熱分解法、酸分解法などが提案されているが、いずれも
決定的なものとなっていない。燃焼法は処理速度が大き
いという特徴を有するが、ダスト、タールなどが発生す
るため、排ガス処理系が複雑となシ、また揮発性の放射
性化合物な生することなどの欠点がある０また、熱分解
法では、放射性揮発物の発生はないが、炭素質残分量が
多く、焼却法と同様に流れ系統が複雑となる欠点がある
。さらに、酸分解法は、濃硫酸と濃硝酸を用いて高温（
２６０℃程度）で使用済イオン交換樹脂を分解する方式
であり、この方式では樹脂を（３）％程度まで分解する
ととができ、そして上記のような方法の欠点はないもの
の、以下に記載のような反応に従ってＳ Ｏｘ 、 Ｎ
Ｏｘ などの有害なガスが発生するという欠点がある。
熱分解法、酸分解法などが提案されているが、いずれも
決定的なものとなっていない。燃焼法は処理速度が大き
いという特徴を有するが、ダスト、タールなどが発生す
るため、排ガス処理系が複雑となシ、また揮発性の放射
性化合物な生することなどの欠点がある０また、熱分解
法では、放射性揮発物の発生はないが、炭素質残分量が
多く、焼却法と同様に流れ系統が複雑となる欠点がある
。さらに、酸分解法は、濃硫酸と濃硝酸を用いて高温（
２６０℃程度）で使用済イオン交換樹脂を分解する方式
であり、この方式では樹脂を（３）％程度まで分解する
ととができ、そして上記のような方法の欠点はないもの
の、以下に記載のような反応に従ってＳ Ｏｘ 、 Ｎ
Ｏｘ などの有害なガスが発生するという欠点がある。
イオン交換樹脂（ＣｍＨｎ ）と硫酸との反応ではＣｍ
Ｈｎ ＋ ｎ／２Ｈ２ＳＯ４＋ ｎ Ｈ２Ｏ＋ ｒ／２
８０２↑＋ｍＣＣ＋ ２Ｈ２ＳＯ４→２Ｈ２０＋ ２８
０２ ＋ ＣＯ２↑上で生成したＣと硝酸との反応では ３Ｃ＋４ＨＮＯ３→４ＮＯ↑＋２ Ｈ２０＋ ３ Ｃ０
２↑５Ｃ＋４ＨＮＯ３→２Ｎ２↑＋２ Ｈ２０＋ ５
Ｃ０２↑２ Ｃ＋ ２ ＨＮＯａ→Ｎ２０ ＋ Ｉ（２
０＋２ ＣＯ２↑上記の酸分解法は、また、非常に高温
で実施されるために非常に高価な耐熱材料（タンタルな
ど）を反応槽に使用する必要があった。
Ｈｎ ＋ ｎ／２Ｈ２ＳＯ４＋ ｎ Ｈ２Ｏ＋ ｒ／２
８０２↑＋ｍＣＣ＋ ２Ｈ２ＳＯ４→２Ｈ２０＋ ２８
０２ ＋ ＣＯ２↑上で生成したＣと硝酸との反応では ３Ｃ＋４ＨＮＯ３→４ＮＯ↑＋２ Ｈ２０＋ ３ Ｃ０
２↑５Ｃ＋４ＨＮＯ３→２Ｎ２↑＋２ Ｈ２０＋ ５
Ｃ０２↑２ Ｃ＋ ２ ＨＮＯａ→Ｎ２０ ＋ Ｉ（２
０＋２ ＣＯ２↑上記の酸分解法は、また、非常に高温
で実施されるために非常に高価な耐熱材料（タンタルな
ど）を反応槽に使用する必要があった。
本発明は、イオン交換樹脂を過酸化水素で分解処理する
にあたって、より分解効率が高く、よりスラッジ発生量
が少ない分解処理方法を提供することを特徴とする 特に、本発明は、各種原子力施設から発生する放射性使
用済イオン交換樹脂の減容化に特に有効な分解処理方法
を提供することを目的とする。
にあたって、より分解効率が高く、よりスラッジ発生量
が少ない分解処理方法を提供することを特徴とする 特に、本発明は、各種原子力施設から発生する放射性使
用済イオン交換樹脂の減容化に特に有効な分解処理方法
を提供することを目的とする。
上記の目的は、本発明によって達成される。要約すれば
、本発明は、イオン交換樹脂をバナジウム化合物触媒の
存在下で過酸化水素を用いて分解することを特徴とする
イオン交換樹脂の分解処理方法にある。
、本発明は、イオン交換樹脂をバナジウム化合物触媒の
存在下で過酸化水素を用いて分解することを特徴とする
イオン交換樹脂の分解処理方法にある。
本発明の分解処理は、次のように説明することができる
。まず、過酸化水素が Ｈ２０□→Ｈ２０＋ １／２ ｏ２ のように分解し、生成した酸素によりイオン交換樹脂（
Ｃｍ Ｈｎ ）が Ｃｍ Ｈｎ −＋ ｍｃＯ２＋ ｒ７２ Ｈ２Ｏのよう
に分解され、したがって前述した熱分解法におけるよう
なＮＯｘやＳＯｘのような有害ガスの発生はない。
− また、本発明ではバナジウム化合物触媒により過酸化水
素が効果的に分解され、したがって、前述した従来法よ
りも低温で（せいぜい１００℃程度）高い分解率を達成
することができる。
。まず、過酸化水素が Ｈ２０□→Ｈ２０＋ １／２ ｏ２ のように分解し、生成した酸素によりイオン交換樹脂（
Ｃｍ Ｈｎ ）が Ｃｍ Ｈｎ −＋ ｍｃＯ２＋ ｒ７２ Ｈ２Ｏのよう
に分解され、したがって前述した熱分解法におけるよう
なＮＯｘやＳＯｘのような有害ガスの発生はない。
− また、本発明ではバナジウム化合物触媒により過酸化水
素が効果的に分解され、したがって、前述した従来法よ
りも低温で（せいぜい１００℃程度）高い分解率を達成
することができる。
酸化剤として用いられる過酸化水素は、通常水溶液（過
酸化水素水）の形で市販されているものを用いるととが
できる。例えば、３０〜３５％過酸化水素水を用いるこ
とができる。酸化分解反応は、反応槽にイオン交換樹脂
と過酸化水素水とバナジウム触媒を仕込み、攪拌しなが
ら行なわれる。反応は、加熱下に、好ましくはω〜１０
０℃程度の温度で具合よく行なうととができる。また、
反応液のｐＨは好ましくは１〜５である。バナジウム触
媒は、任意の水溶性バナジウム化合物よシなシ、通常水
溶液として用いられる。このような化合物としては五酸
化バナジウム、バナジン酸のアルカリ及びアルカリ上金
属塩、例えばナトリウム、カリウム、カルシウム塩など
があげられる。特に好ましいバナジウム化合物は、五酸
化バナジウム（Ｖ２ Ｄ５ ）及びバナジン酸ナトリウ
ム（ＮａＶＯ３）である。バナジウム化合物は、好まし
くは０．００５・〜０． Ｉ Ｍの濃度となるような量
で用いられる。
酸化水素水）の形で市販されているものを用いるととが
できる。例えば、３０〜３５％過酸化水素水を用いるこ
とができる。酸化分解反応は、反応槽にイオン交換樹脂
と過酸化水素水とバナジウム触媒を仕込み、攪拌しなが
ら行なわれる。反応は、加熱下に、好ましくはω〜１０
０℃程度の温度で具合よく行なうととができる。また、
反応液のｐＨは好ましくは１〜５である。バナジウム触
媒は、任意の水溶性バナジウム化合物よシなシ、通常水
溶液として用いられる。このような化合物としては五酸
化バナジウム、バナジン酸のアルカリ及びアルカリ上金
属塩、例えばナトリウム、カリウム、カルシウム塩など
があげられる。特に好ましいバナジウム化合物は、五酸
化バナジウム（Ｖ２ Ｄ５ ）及びバナジン酸ナトリウ
ム（ＮａＶＯ３）である。バナジウム化合物は、好まし
くは０．００５・〜０． Ｉ Ｍの濃度となるような量
で用いられる。
本発明の分解処理方法を適用できるイオン交換樹脂は、
各種の用途から生ずる使用済（廃）樹脂である。本発明
の方法は、陽イオン交換樹脂（−８０３Ｈ−ＣＯＯＨ基
などを含むＨ型）の使用済のもののみならず、陰イオン
交換樹脂（−ＮＯＨ基などを含むＯＨ型）の使用済みの
ものにも、さらには使用済の両イオン交換樹脂の混合物
（通常の廃樹脂は混合物状である）にも同等に適用する
ことができる０ 〔発明の実施例〕 以下、実施例によって本発明の詳細な説明する。
各種の用途から生ずる使用済（廃）樹脂である。本発明
の方法は、陽イオン交換樹脂（−８０３Ｈ−ＣＯＯＨ基
などを含むＨ型）の使用済のもののみならず、陰イオン
交換樹脂（−ＮＯＨ基などを含むＯＨ型）の使用済みの
ものにも、さらには使用済の両イオン交換樹脂の混合物
（通常の廃樹脂は混合物状である）にも同等に適用する
ことができる０ 〔発明の実施例〕 以下、実施例によって本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図に、イオン交換樹脂の過酸化水素による分解に用
いた実験装置の概略図を示す。ここで、１は反応槽であ
り、この中にバナジウム触媒を溶解した水溶液とイオン
交換樹脂を入れる。この液は２のマグネチツクスターラ
ーで攪拌される。３は水浴であり、反応系の温度を一定
に保持するためのものである。４は過酸化水素供給口で
あり、ここから一定流量で過酸化水素が供給される。触
媒濃度は触媒供給口５から触媒溶液を供給することによ
り一定に保持される。
いた実験装置の概略図を示す。ここで、１は反応槽であ
り、この中にバナジウム触媒を溶解した水溶液とイオン
交換樹脂を入れる。この液は２のマグネチツクスターラ
ーで攪拌される。３は水浴であり、反応系の温度を一定
に保持するためのものである。４は過酸化水素供給口で
あり、ここから一定流量で過酸化水素が供給される。触
媒濃度は触媒供給口５から触媒溶液を供給することによ
り一定に保持される。
本装置を用いて陰イオン交換樹脂を分解する実験を行っ
た。分解条件は次の通りである。
た。分解条件は次の通りである。
Ｈ２Ｏ２供給速度 １ ｄ／ｍ
Ｎａ ＶＯ３濃度 ０．０４ Ｍ分解温度
９５℃ この実験で得られた分解率とｐＨとの関係を第２図に示
す。ここで、分解率は、炭素の収支から計算したもので
、以下の式で表わされる。
９５℃ この実験で得られた分解率とｐＨとの関係を第２図に示
す。ここで、分解率は、炭素の収支から計算したもので
、以下の式で表わされる。
この分解率は、処理前の有機炭素量が分解によって無機
化（ＣＯ２ガスとして気相系へ移行）した割合を示す。
化（ＣＯ２ガスとして気相系へ移行）した割合を示す。
第２図から明らかなように、本発明の方法によれば、陰
イオン交換樹脂を頒％程度までも分解させることができ
、そしてｐＨ１〜５の範囲で高い分解率が得られる。分
解後の処理液は、添加したバナジウム触媒のために黄色
ないし茶色を呈しているが、全く透明であった。
イオン交換樹脂を頒％程度までも分解させることができ
、そしてｐＨ１〜５の範囲で高い分解率が得られる。分
解後の処理液は、添加したバナジウム触媒のために黄色
ないし茶色を呈しているが、全く透明であった。
実施例２
陰イオン交換樹脂（８ＡＮ−１）について、ｐＨを２と
し、そして五酸化バナジウム及びバナジン酸ナトリウム
の濃度を変えることを除いて、実施例１に記載の方法と
同じ方法で酸化分解を行った。
し、そして五酸化バナジウム及びバナジン酸ナトリウム
の濃度を変えることを除いて、実施例１に記載の方法と
同じ方法で酸化分解を行った。
この実験で得られた触媒濃度と分解率との関係を第３図
に示す。この図から明らかなように、ｏ、ｏ ｏ ｓ〜
０．１０Ｍの触媒濃度範囲で高い分解率が得られる。
に示す。この図から明らかなように、ｏ、ｏ ｏ ｓ〜
０．１０Ｍの触媒濃度範囲で高い分解率が得られる。
実施例３
実施例１に記載の分解装置を用いて、陽イオン交換樹脂
の酸化分解を行った。
の酸化分解を行った。
供給Ｈ２Ｏ２濃度 ３０％
Ｈ２Ｏ２供給速度 １ｄ／ｍ
Ｎａ ＶＯａ ＃度 ０．０４ Ｍ分解温度
９５℃ 得られたｐＨと分解率との関係を第４図に示す。
９５℃ 得られたｐＨと分解率との関係を第４図に示す。
第４図から、最大分解率は９８％程度に達し、そして好
分解率を示すｐＨ範囲は陰イオン交換樹脂の場合（実施
例１）とほぼ同様であった。
分解率を示すｐＨ範囲は陰イオン交換樹脂の場合（実施
例１）とほぼ同様であった。
実施例４
ｐＨを２とし、そして五酸化バナジウム及びバナジン酸
ナトリウムの濃度を変えることを除き、実施例３に記載
の方法と同じ方法で陽イオン交換樹脂（ＳＫＮ−１’）
について酸化分解を行った。
ナトリウムの濃度を変えることを除き、実施例３に記載
の方法と同じ方法で陽イオン交換樹脂（ＳＫＮ−１’）
について酸化分解を行った。
この実験で得られた触媒濃度と分解率との関係を第５図
に示す。この図から、最大分解率が９８％程度に達する
ことがわかる。これらの分解温度は９５℃であり、従来
の熱分解法の２６０℃よりもはるかに低温で分解できる
ことがわかる。
に示す。この図から、最大分解率が９８％程度に達する
ことがわかる。これらの分解温度は９５℃であり、従来
の熱分解法の２６０℃よりもはるかに低温で分解できる
ことがわかる。
実施例５
通常の使用済イオン交換樹脂（廃樹脂）は、陽イオン交
換樹脂と陰イオン交換樹脂が１＝１又は２：１の程度の
比で混合されたものである。よって、このような混合物
について分解実験を行った。
換樹脂と陰イオン交換樹脂が１＝１又は２：１の程度の
比で混合されたものである。よって、このような混合物
について分解実験を行った。
分、解条件及び結果を表１に要約する。
表１ 混合樹脂の分解結果
注）＊Ｉ ５ＫＮ−１
−＊２ ５ＡＮ−１
この表から９３〜９５％の高い分解率で処理できる？″
Ｊ−φ： ｈ−Ａ＞ス、 〔発明の効果〕 本発明によれば、イオン交換樹脂をバナジウム触媒の存
在下に過酸化水素により１００℃程度の温度で分解処理
することができ、（１）従来法と比較して低温処理が可
能であるので高価な耐熱性材料を必要とせず、（２）９
３〜９５％の高い分解率が期待でき、（３）ＮＯｘ、
ＳＯｘを発生しないので排ガス処理等が簡単で且つ小型
化できるなどの多くの利点が得られる０
Ｊ−φ： ｈ−Ａ＞ス、 〔発明の効果〕 本発明によれば、イオン交換樹脂をバナジウム触媒の存
在下に過酸化水素により１００℃程度の温度で分解処理
することができ、（１）従来法と比較して低温処理が可
能であるので高価な耐熱性材料を必要とせず、（２）９
３〜９５％の高い分解率が期待でき、（３）ＮＯｘ、
ＳＯｘを発生しないので排ガス処理等が簡単で且つ小型
化できるなどの多くの利点が得られる０
第１図はイオン交換樹脂の分解実験に用いられた装置の
概略図、第２図は陰イオン交換樹脂の場合のｐＨと分解
率との関係、第３図は陰イオン交換樹脂の場合の触媒濃
度と分解率との関係、第４図は陽イオン交換樹脂の場合
のｐＨと分解率との関係、第５図は陽イオン交換樹脂の
場合の触媒濃度と分解率との関係をそれぞれ示すグラフ
である。 １・−屓Ｊ屯享佇、 ２・・７グキチツクスターヲー。 ３・・氷浴、４・・通めガ巳水青裸鵜０ケ・・朔蜂榎恥
口。 １）ＩＩ 洛３目 ３１ｊ＆ （Ｍ） 婆９１ａ ｐＨ 惇５目 ｆ＠殊″ｊｆｌＪＬ（Ｍ）
概略図、第２図は陰イオン交換樹脂の場合のｐＨと分解
率との関係、第３図は陰イオン交換樹脂の場合の触媒濃
度と分解率との関係、第４図は陽イオン交換樹脂の場合
のｐＨと分解率との関係、第５図は陽イオン交換樹脂の
場合の触媒濃度と分解率との関係をそれぞれ示すグラフ
である。 １・−屓Ｊ屯享佇、 ２・・７グキチツクスターヲー。 ３・・氷浴、４・・通めガ巳水青裸鵜０ケ・・朔蜂榎恥
口。 １）ＩＩ 洛３目 ３１ｊ＆ （Ｍ） 婆９１ａ ｐＨ 惇５目 ｆ＠殊″ｊｆｌＪＬ（Ｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）イオン交換樹脂をバナジウム化合物触媒の存在下で
過酸化水素を用いて分解することを特徴とするイオン交
換樹脂の分解処理方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の分解処理方法において
、イオン交換樹脂を含む酸化分解系のｐＨが１〜５であ
ることを特徴とする分解処理方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載の分解処理方法において
、酸化分解系のバナジウム化合物触媒の濃度が０．００
５〜０．１Ｍの範囲であることを特徴とする分解処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279396A JPS61157540A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | イオン交換樹脂の分解処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279396A JPS61157540A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | イオン交換樹脂の分解処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61157540A true JPS61157540A (ja) | 1986-07-17 |
Family
ID=17610538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59279396A Pending JPS61157540A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | イオン交換樹脂の分解処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61157540A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013095907A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Sekisui Chem Co Ltd | ポリビニルアセタールの製造方法及びポリビニルアセタール |
| JP2015160888A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 株式会社東芝 | 使用済みイオン交換樹脂の処理方法及び処理装置 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59279396A patent/JPS61157540A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013095907A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Sekisui Chem Co Ltd | ポリビニルアセタールの製造方法及びポリビニルアセタール |
| JP2015160888A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 株式会社東芝 | 使用済みイオン交換樹脂の処理方法及び処理装置 |
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