JPS61161500A - 電解除染廃液処理方法 - Google Patents

電解除染廃液処理方法

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JPS61161500A
JPS61161500A JP60002103A JP210385A JPS61161500A JP S61161500 A JPS61161500 A JP S61161500A JP 60002103 A JP60002103 A JP 60002103A JP 210385 A JP210385 A JP 210385A JP S61161500 A JPS61161500 A JP S61161500A
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JP
Japan
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tank
acid
electrolytic
diffusion dialysis
electrolyte
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Pending
Application number
JP60002103A
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English (en)
Inventor
松本 曠世
朗 柿本
鬼沢 秀夫
稲垣 雄三
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46Apparatus therefor
    • B01D61/461Apparatus therefor comprising only a single cell, only one anion or cation exchange membrane or one pair of anion and cation membranes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/16Regeneration of process solutions
    • C25D21/22Regeneration of process solutions by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating
    • C25F7/02Regeneration of process liquids
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/12Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は小型で簡単かつ高効率な電解除染廃液処理方法
に関する。本発明の方法は放射性金属廃棄物の電解除染
装置等に応用して効果が大である。
(従来の技術) 原子力発電所では定検工事等で大量の放射能で汚染され
た金属材料の廃棄物が発生する。これ等は適当な大きさ
に切断され、ドラム缶に詰めて保管される。今後原子力
発電所の数が増加し、又、運転年数が増加すると共に、
仁のような廃棄物がますます増加する傾向にあり、その
為、これを低減する方法の開発が望まれている。
その代表的な方法として濃厚な酸液中で電解研摩するこ
とによる除染法(以下電解除染法と呼ぶ)がある。この
方法は除染効果が高い、除染時間が短かい等除染法とし
て優れた方法である。しかし電解除染法は被除染物の表
面が電解液に溶解する為、電解液中に放射性の金属イオ
ンや母材の金属イオンが蓄積してくる為、被曝、電流効
率の観点より、電解液を適宜更新する必要があり、その
廃液量が多くなるのが難点である。
従ってこの電解廃液の再生法が色々試みられているが、
主な方法としてはイオン交換樹脂法及び抽出法の2法が
挙げられる。
イオン交換樹脂法は第4図に示すように陰イオン交換樹
脂の金属塩例えばN15(Po4)z + 0os(S
O4)z等と酸例えばH,P 04の吸着性の差を利用
して酸と金属塩の分離を行うものである。具体的には第
4図において原液タンク1中の原液(HsP o、 4
1旧5(POn)t+ C05(POn)x等の混合物
)と水タンク2中の水を交互に樹脂塔7(イオン交換樹
−脂は陰イオン交換樹脂を使用する)に通水し、吸着、
脱着操作を繰返し行うことにより、再生リン酸タンク3
にリン酸を、廃液タンク4に”5(Po4)*tCas
 (PO,)、を回収する方法である。5及び6はポン
プである。
抽出法は第5図に示すように1溶剤例えばメチルイノブ
チルケトンに酸例えば9ノ酸を吸着させ、金属例えば旧
、 Co等との分離を行う方法である。具体的には第5
図において原液タンク8中の原液(HjPO4,MI 
Co等の混合物)と溶剤夕/り9中の溶剤(メチルイノ
ブチルケトン)を抽出槽11に送りここでH3PO4を
溶剤中に抽出することにより、HsPO4と金属イオン
(旧2+、Co2+等)との分離を行う。溶剤中゛に抽
出されたH3PO4はスクラバー12で溶剤と、H3P
O4水の混合物とに分離され、溶剤は溶剤タンク9に送
られ再使用し、H3PO4と水の混合物は蒸発器15に
送られ所定濃度のHsPO4まで濃縮後、リン酸回収タ
ンクIOK回収される。なお14.15.16けポンプ
である。
(発明が解決しようとする問題点) 以上説明した電解除染廃液再生処理の従来法において、
まずイオン交換樹脂方法の欠点としては、酸の回収率が
40〜50%、金属イオンの除去率が約70チといずれ
も低いこと、さらに装置が大きくなること等が楯げられ
る。
また抽出法の欠点としては、酸の回収率が約50チと低
いこと、装置が複雑であること、多量の危険な溶剤が必
要であること等が挙げられる。
以上述べたように従来の方法は効率的にも装装置的にも
種々の問題がちることに鑑み、本発明は原子力発電所内
で安心して使用できる、シンプルで効率が高く、コンパ
クトな廃液処理法を提供せんとするものである。
(問題・点、を解決するだめの手段) 本発明は放射性金属廃棄物を電解除染法により除染した
後の、劣化電解液の再牢処理において、陰イオン交換膜
を用いた拡散透析槽を用い、該拡散透析槽の内部に交流
を通電することを特徴とする除染廃液処理方法である。
本発明の新しい点は放射性金属廃棄物を電解除染し、そ
の劣化電解液の再生法に陰イオン交換膜を用いた拡散透
析槽を組み込み、この拡散透析槽の両端に交流を通電し
た点にある。金属イオンを含んだ電解液を陰イオン交換
樹脂膜全隔てて水と向流に流すことにより水側へ移行し
酸溶液として回収する。一方、金揮イオンは膜を通過で
きないためもとの液中に残留する。この時拡散透析槽の
両端に交流をかけることにより、膜のスケーリングが防
止され、又、回収酸の酸濃度を高めることができる。
本法の特長は、従来に比べて酸回収率、金属イオン除去
率が高くかつ装置がコンパクトで動力エネルギーが極め
て少ないことである。
本発明方法の構成の概略を第1図に従って説明する。本
発明の構成は、電解液22、電解除染槽21、陰極23
、フィルタ25、循還ポンプ26よりなる除染系統と、
拡散透析槽27、廃液タンク30、廃液供給ポンプ34
、水タンク51、水供給ポンプ55、廃液ヘッドタンク
56、水ヘッドシンク37、透析液タンク32、回収酸
タンク33、回収酸ポンプ38より構成され′る廃液再
生系統よりなる。拡散透析槽27には酸と金属イオンの
分離機能を持つ陰イオン交換膜2Bと電極29が組み込
まれている。なお24は金属廃棄物である。
第1図において、電解除染vR21において金属廃棄物
24を陽極として電解することにより該金属廃棄物24
が除染される。電解液22の金属イオン濃度がある値(
なると、バルブの操作により電解廃液は廃液タンク30
に移送され、電解液の再生操作が行われる。再生は拡散
透析槽27を用いて行われる。電解廃液は廃液タンク5
0から廃液供給ポンプ54により廃液ヘッドタンク34
に送られ、ここより上向流で拡散透析W27の内部の陰
イオン交換膜8の左側に流される。水は水タンク51か
ら水供給ポンプ35により水ヘッドタンク57に送られ
、ここより下向流で拡散透析槽27の内部の陰イオン交
換膜28の右側に流される。透析槽27の内部中央には
陰イオン交換膜28が組み込まれており、この2種の液
すなわち電解廃液及び水が膜28を隔てて向流する間に
1酸の移動が行われ、回収酸タンク53には酸液が、透
析液タンク32には金属イオンがそれぞれ流出してくる
回収酸タンク33中の酸液は回収酸ポンプ58により電
解除染槽21に移送され再利用される。
原液中には金属中に含有される5IO3およびリン酸系
電解液を使用した場合にはFePO4等が存在する故、
長時間通液処理した場合には陰イオン交換膜28の膜面
にこれ等の物質が付着する、いわゆるスケーリング現象
を起す。スケーリング防止策として透析槽27の両端の
電極板29に交流を通電する。この方法の原理は拡散透
析槽27の両端の電極板29に交流を通電し、交流のサ
イクルによりイオン(PO4,so4”″)を振動させ
、濃度境界層を薄くシ、境界層中の酸濃度を防止するこ
とによシ、スケーリング物質  ′の陰イオン交換膜2
8の膜面析出を防止することにある。
本発明方法に用いる陰イオン交換膜としては、特に限定
されるところはないが、例えば旭硝子■製のセレミオン
ーDSV等を用いて好結果が得られた。
本発明方法における拡散透析の条件も、適宜選択できる
が、例えば下記のような条件が挙げられる。
■ム、/v (膜面積m” ) / (原液通液量1/
Hr)=8〜12■v/V(水量t/Hr)/(原液通
液量t/Hr ) = 0.8〜1.2■温度 50℃
以下 本発明方法における交流通電条件は、50Tiz。
60 Hzのいずれでもよく電圧電流は膜スタックの規
模に応じ適宜選択する。
(実施例) 除染対象物としてBUB 304サイズ100X100
の板材を電解除染し、その劣化電解液を本法で再生処理
した結果を比較例とともに表1及び表2並びに第2図及
び第3図に示す。条件は下記のとおりである。
電解波組成 HsPO4約60重量% H,804約 5  ロ      〃H,O約10 
〃 電解条件 電流密度;0.2 A 、/ tx” 陰極−陽極間距離;約50m 温度:約60℃ 拡散透析条件 ム/v;約10  m2/ (t/Hr )V/”I 
:約1.OC−’) 温度;室温 交流電圧;約2v 交流サイクル 60 Hz 交流電流   5〜6A 陰イオン交換膜 セレミオンーD8V (1)  表1に、再生能について、本発明の方法(拡
散透析法)Kよる場合と、従来法(イオン交換樹脂法)
との比較を示す。本発明の方法は従来法に比べて酸回収
率、メタルイオンの除去率が高い。
12)  表2に、発明の方法を用い交流を通電した場
合と、交流通電しない場合につき得られた再生液の組成
を比較したものを示す。交流を通電した場合は、通電し
ない場合に比べて、再生液の酸濃度が高く、トータル酸
濃度は80重tSである。この酸濃度は酸の濃縮(水の
除去)なしにそのまま電解液として供することができる
濃度である。
(3)  第2図及び第5図に本発明の方法で交流を通
電した場合(第2図)としない場合(第3図)につき、
長時間通液処理した場合の処理特性を示す。交流を通電
しない場合にはスケ−りング(sto、およびFe P
O4等)により100〜200時間で酸回収率が低下し
てくるが交流を通電した場合には酸回収率の低下はない
なお、図中O印はH,804回収率を、Δ印はH,PO
4回収率をあられす。
表1. 再生能の比較 表Z 本発明装置を用いた場合の交流通電の有無による
再生液組成の比較 具体例 本発明方法により、第1図の構成にて、上記と同条件に
て劣化電解液の再生を行った。このときの劣化電解液、
回収酸液、透析液の流量(kg/H)は次のとおりであ
った。
劣化電解液(廃水ヘッドタンクより拡散透析槽27へ入
る流量) H,PO442)C9/H HtSO421 ・Me          1.4 H1Oa3 透析液(拡散透析槽27から透析液タンク52へ入る流
量) H3P0412  ゆ/H H冨5o40.4 Me          1.5 H,027 回収酸(拡散透析槽27より回収酸タンク55へ入る流
量) H3po430  kg/H H,5o420.6 Me          O,1 、、H,021 (発−明の効果) 本発明の利点は下記のごとくである。
■ 高価な電解液が経済定に利用することができ、ラン
ニングコストが低減できる。
■ 酸液が再利用されることにより、廃棄物発生#が直
接廃液を固化した場合に比べてH〜%に低減される。
■ 金属除去率が高いため、回収酸は電解液として高性
能のものが得られる。
■ 透析液は酸濃度が低く、中和等の後処理が極めて容
易である。
■ 透析槽の両端に交流を通電することKより、スフ−
リングが防止され、長時間の安定処理が可能である。
■ 透析槽の両端に交流を通電することにより、回収酸
の酸濃度が無通電の場合に比べて高くなり、そのままの
状態で、すなわち濃縮等の処理なしで、電解液として再
使用できる。
以上〈示したように、本発明方法は従来法に比較して、
高効率高性能でかつシンプルでコンパクトな装置が実現
できる。
東回面の簡単な説明 第1図は本発明方法の概略説明図、 第2図および第3図は本発明装置を用いた場合の、通電
時間と酸回収率(チ)の関係を示すグラフであって、第
2図は交流通電した場合、第5図は交流通電しない場合
である。
第4図は従来のイオン交換樹脂法による処理方法の説明
図、 第5図は従来の抽出法による処理方法の説明図である。
丁続浦正書 昭和60年 2111(+ 日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 放射性金属廃棄物を電解除染法により除染した後の、劣
    化電解液の再生処理において、陰イオン交換膜を用いた
    拡散透析槽を用い、該拡散透析槽の内部に交流を通電す
    ることを特徴とする除染廃液処理方法。
JP60002103A 1985-01-11 1985-01-11 電解除染廃液処理方法 Pending JPS61161500A (ja)

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