JPS6244699A - Decontaminating method using bivalent chromium ion reducing regenerating liquid - Google Patents

Decontaminating method using bivalent chromium ion reducing regenerating liquid

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JPS6244699A
JPS6244699A JP18460185A JP18460185A JPS6244699A JP S6244699 A JPS6244699 A JP S6244699A JP 18460185 A JP18460185 A JP 18460185A JP 18460185 A JP18460185 A JP 18460185A JP S6244699 A JPS6244699 A JP S6244699A
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ion
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、原子力発電プラントの一次冷却水が接する配
管・機器、燃料集合体等の内側に形成される放射性の酸
化皮膜を除去するための除染方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention is a method for removing a radioactive oxide film formed on the inside of piping, equipment, fuel assemblies, etc. that come in contact with the primary cooling water of a nuclear power plant. Regarding dyeing methods.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

原子力発電プラントの一次冷却水が接する配管・機器、
燃料集合体等の内側には放射性の酸化皮膜が形成され、
これがプラントの表面at率を高める原因になっている
ので、定期点検時の被曝低減の見地からこれら酸化皮膜
の除去すなわち除染が必要となる。この除去には通常全
閉材料の表面に形成された酸化皮膜だけを選択的に溶解
・f+離し、他方、母材すなわち金属材料自体は溶解す
ることなくその後も使用することができることが要求さ
れる。
Pipes and equipment that come into contact with the primary cooling water of nuclear power plants;
A radioactive oxide film is formed on the inside of fuel assemblies, etc.
Since this is a cause of increasing the surface attenuation rate of plants, it is necessary to remove these oxide films, that is, decontaminate them, from the standpoint of reducing exposure during periodic inspections. This removal usually requires that only the oxide film formed on the surface of the totally encapsulated material be selectively dissolved and released from f+, while the base material, that is, the metal material itself, can be used without being melted. .

このような除染法Vこは大きく分けて化学的方法。These decontamination methods can be broadly divided into chemical methods.

機械的方法を含む物理的方法、′電気化学的方法などが
考えられる。これらの方法には 一長一短がある。化学
的除染法は酸化皮膜の特性を考慮して]       
選定した酸、還元剤、錯化剤、インヒビタをブレンドし
た除染剤を使用する方法である。この方法は酸化鉄皮膜
の溶解速度の点では優れているが、金属母材をも溶解す
る危険性及び残留液による腐食の心配が残る。物理的除
染法はブラシの摩擦によるブラッシング法、高圧水を噴
射する方法、溶液や金属母材に超音波等で振動を与えて
皮膜を機械的に剥離する方法などがあるが、これらの方
法は対象物の形態により除染率が大きく変化し、また対
象物が細い管あるいは複雑な形状の場合には適用できな
いことがある。、電気化学的除染法は金属母材1c直流
通電してそれ自身を陽極にするアノード分極法、及び雲
隠にするカソード分極法で代表される。前者には母材と
酸化皮膜を溶解する電解研磨法が該当し、後者には酸化
皮膜だけを還元溶解する還元溶解法が該当する。これら
の方法は原理的に浸れているが、実際に実施するには対
象物の組成、形状に対して適切な電解液、4解条件を選
定しなければ効果を発揮しないなどの不安定な原因が残
されている。
Physical methods including mechanical methods, electrochemical methods, etc. can be considered. These methods have advantages and disadvantages. Chemical decontamination methods take into account the characteristics of the oxide film]
This method uses a decontamination agent that is a blend of selected acids, reducing agents, complexing agents, and inhibitors. Although this method is superior in terms of the dissolution rate of the iron oxide film, there remains the risk of dissolving the metal base material as well and the risk of corrosion due to residual liquid. Physical decontamination methods include brushing using friction with a brush, spraying high-pressure water, and mechanically peeling off the film by applying vibrations to the solution or metal base material using ultrasonic waves. The decontamination rate varies greatly depending on the shape of the object, and it may not be applicable if the object is a thin pipe or has a complicated shape. The electrochemical decontamination methods are represented by an anodic polarization method in which a direct current is applied to the metal base material 1c to make itself an anode, and a cathodic polarization method in which the metal base material 1c is used as an anode. The former corresponds to an electrolytic polishing method that dissolves the base material and the oxide film, and the latter corresponds to the reduction dissolution method that reduces and dissolves only the oxide film. These methods are ideal in principle, but in practice, there are instability causes such as ineffectiveness unless an appropriate electrolyte and four solution conditions are selected for the composition and shape of the target object. is left behind.

以上のように従来の上記各種の除染法は、放射能を有す
る機器等へ適用するには、安定性、信頼性の上で問題が
多い。
As described above, the various conventional decontamination methods described above have many problems in terms of stability and reliability when applied to radioactive equipment and the like.

本発明は前述の各種方法の中で化学的除染法に分類され
るものである。最も近い公知例としては技術文献に見ら
れる。添付資料(防食技術、32724 (1983)
に示すLOMI法(LOWQxidation 5ta
te Metal Ion )では還元性金属イオンと
してV”、Cr”、Fe2+を用いて酸化物を溶解する
。具体的にはこれらの金属イオンを単独で使用するので
はなく錯化剤との安定錯厚としてCr”/bipyri
dy/pe”″/iTA。
The present invention is classified as a chemical decontamination method among the various methods described above. The closest known example can be found in technical literature. Attachment (Corrosion Prevention Technology, 32724 (1983)
The LOMI method (LOWQxidation 5ta) shown in
te Metal Ion), oxides are dissolved using V'', Cr'', and Fe2+ as reducing metal ions. Specifically, these metal ions are not used alone, but as a stable complex with a complexing agent.
dy/pe""/iTA.

■2“/ピコリン酸として用いており、さらにこれらの
錯体の酸化還元直位に近い電位を持つ有機酸。
■2"/An organic acid that is used as picolinic acid and has a potential close to the redox direct position of these complexes.

例えばV29に対しギ酸 Cr2+に対しシュウ酸を選
択している、したがって本発明とのちがいは。
For example, formic acid is selected for V29, and oxalic acid is selected for Cr2+, so this is different from the present invention.

Cr 2+イオンと共存する錯化剤と有機酸の種類が異
なる点、除染工程において、LOMI法は除染液を便い
すてで使用するのに対して、本発明は除染液中の溶解成
分を除去する工程とさらに除染を電解還元によシ再生す
る工程により再循環方式をとっている点である。さらに
本発明では除染液の濃度、pH,溶存酸素等の条件を設
定している。
The difference is in the type of complexing agent and organic acid that coexist with Cr 2+ ions.In the decontamination process, the LOMI method uses the decontamination solution in the toilet, whereas the present invention uses the dissolution in the decontamination solution. The point is that a recirculation system is used, which includes a step of removing components and a step of decontamination and regeneration through electrolytic reduction. Furthermore, in the present invention, conditions such as the concentration, pH, and dissolved oxygen of the decontamination solution are set.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、金属母材を溶解させないで。 The purpose of the present invention is to avoid melting the metal base material.

複雑な配管、機器等に形成される酸化鉄皮膜、付着物を
選択的に均一に効率よく溶解することのできる二価クロ
ムイオン還元再生液を用いる除染方法を提供することに
ある。
The object of the present invention is to provide a decontamination method using a divalent chromium ion reduction regenerating solution that can selectively, uniformly, and efficiently dissolve iron oxide films and deposits formed on complicated piping, equipment, etc.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、酸化鉄皮膜を主体とする付着物を溶解1分離
する配管や機器等の対象物に対して。
The present invention is applicable to objects such as piping and equipment that dissolve and separate deposits mainly composed of iron oxide films.

Cr!+イオンを含むEDTA除染液を循環接触させる
ことにより付着物を還元溶解する。除染過程江おいてt
c”イオン濃度を所定の値に保持するために限定された
電極を配した電解槽で電解還元せしめるとともに除染液
中に溶解している被溶解金属イオンは定電位電解操作に
より電析除去せしめる。なおCrイオンの除染液への添
加には、金属Crを陽極にして電解により溶解せしめる
、ことを特徴とする除染方法である。
Cr! By circulating an EDTA decontamination solution containing + ions, the deposits are reduced and dissolved. During the decontamination process
c” In order to maintain the ion concentration at a predetermined value, electrolytic reduction is carried out in an electrolytic bath equipped with limited electrodes, and dissolved metal ions dissolved in the decontamination solution are removed by electrodeposition by constant potential electrolysis operation. This decontamination method is characterized in that Cr ions are added to the decontamination solution by dissolving them by electrolysis using metal Cr as an anode.

次に本発明について総括的に説明する。まず原子カプラ
ントの一次冷却水系統の概要を第1図に示す。原子炉1
で発生した蒸気はタービンで仕事をして復水器3で冷却
゛して復水4となり、この復水をまた原子炉に戻す系統
になっている。原子炉の放射能上昇の原因は原子炉に供
給される給水5中に含まれている鉄酸化物等の不純物に
起因する1゜そのため復水系統に脱塩器6等を設けて浄
化している。さらに原子炉の中の炉水中の不純物は炉水
の循環系統7の中に設置された脱塩器8で浄化される。
Next, the present invention will be comprehensively explained. First, Figure 1 shows an overview of the primary cooling water system of an atomic coupler. reactor 1
The steam generated is worked in a turbine, cooled in a condenser 3 and becomes condensate 4, and this condensate is returned to the reactor. The cause of the increase in radioactivity in the reactor is due to impurities such as iron oxides contained in the feed water 5 supplied to the reactor. Therefore, a demineralizer 6 etc. is installed in the condensate system to purify the water. There is. Further, impurities in the reactor water inside the nuclear reactor are purified by a desalination device 8 installed in the reactor water circulation system 7.

このような浄化系統の設置により放射能基因物質を除去
することができる。しかしながらこれらの浄化装置でも
十分除去できるとは云えないプラントが多い。放射能の
上昇する系統は主に原子炉廻夛特に再循環系統が大きい
。これは炉心の燃料棒表面で先の放射能起因成分である
Co。
By installing such a purification system, radioactive substances can be removed. However, in many plants, it cannot be said that even these purifying devices can sufficiently remove the pollutants. Systems where radioactivity increases are mainly nuclear reactor systems, especially recirculation systems. This is Co, which is a radioactive component on the surface of the fuel rods in the reactor core.

Niイオンが先の鉄酸化物と一緒に付着して中性子照射
を受けて放射性成分に変化する。この成分が再循環系の
配管、ポンプ等の機器に付着する。
Ni ions adhere together with the iron oxide and are converted into radioactive components by irradiation with neutrons. This component adheres to equipment such as recirculation system piping and pumps.

・)シたがって原子カプラントの除染は主に炉水の再循
環系統とその周辺系統部が多くなる。次にこれらの放射
性付着物の主成分は、マグネタイト(Fe304 )、
ヘマタイト(α−FezO3)であシ。
・) Therefore, decontamination of nuclear couplants will mainly involve the reactor water recirculation system and its surrounding systems. Next, the main components of these radioactive deposits are magnetite (Fe304),
Made of hematite (α-FezO3).

他にFed、Fe0OHなどの鉄酸化物もある。これら
の成分の中に放射性イオン、例えばCo−60゜Mn−
54などのイオンを含んで放射能を有する付着物という
ことになる。これらの成分の溶解には酸化物を還元して
精成鉄イオンの原子価を小さくして溶解しやすいように
した後に錯化剤により金属イオンを捕捉して外部へ取り
出すことによる。
There are also other iron oxides such as Fed and Fe0OH. Some of these components include radioactive ions, such as Co-60°Mn-
It is a deposit that contains ions such as 54 and has radioactivity. To dissolve these components, the oxides are reduced to reduce the valence of the refined iron ions to make them easier to dissolve, and then the metal ions are captured by a complexing agent and taken out to the outside.

ここで鉄酸化物の還元溶解力というのけ溶液中に還元成
分が鉄酸化物に電子を付与する力であり。
Here, the reducing dissolving power of iron oxide is the power of the reducing component in the solution to give electrons to the iron oxide.

その指標として還元電位で与えることができる。As an index, reduction potential can be given.

この場合の還元剤であるCr 14−イオンの還元電位
はCr”/Cr2+の系において一〇、 68 Vvg
 、 SCEにあり相当強い還元力を発揮する。またC
rがEDTAと錯体を形成している場合にも−0,6V
付近の値を示す。したがってCr2ゝを含む溶液の還元
力は非常に強力である。一方、これらの還元力を利用し
て鉄酸化物を溶解させるには、金属材と鉄酸化物のそれ
ぞれが有している自然電位を基準に考えることができる
。金属材のうちSuB材は約−〇、5vマg、scEに
あり、鉄酸化物のF’e304は−0,15Vvs、S
CE、α−FezO3は−0,IVv+、SCEにある
。したがって鉄酸化物を溶解して金属材を防食するには
、鉄酸化物の自然電位より負側の電位になればよく、前
述のC、l *・EDTA M、はその電位より低くな
る可能性がある。
In this case, the reduction potential of the Cr14- ion, which is the reducing agent, is 10.68 Vvg in the Cr''/Cr2+ system.
, it is located in SCE and exhibits a fairly strong return power. Also C
-0.6V also when r forms a complex with EDTA
Shows nearby values. Therefore, the reducing power of a solution containing Cr2 is very strong. On the other hand, in order to dissolve iron oxide using these reducing powers, it is possible to consider the natural potential that each of the metal material and the iron oxide have as a reference. Among metal materials, SuB material is at approximately -0.5V mag, scE, and iron oxide F'e304 is at -0.15V vs, S
CE, α-FezO3 is at −0, IVv+, SCE. Therefore, in order to dissolve iron oxide and prevent corrosion of metal materials, the potential should be on the negative side of the natural potential of iron oxide, and the aforementioned C, l * EDTA M, may be lower than that potential. There is.

次に鉄酸化物を溶解させる時にはCr2+が酸化されて
Cr3“になる。したがって除染能力を継続するために
はCr”をC%+に還元する必要がある。これにはCr
”/Cr”系の電位よりも低い電位で還元しなければな
らない。これには還元性の薬剤を用いることは還元力の
点から雌点かあり。
Next, when iron oxide is dissolved, Cr2+ is oxidized to Cr3". Therefore, in order to continue the decontamination ability, it is necessary to reduce Cr" to C%+. This includes Cr
It must be reduced at a potential lower than that of the "/Cr" system. In this case, using a reducing agent may be a bad idea from the point of view of reducing power.

還元力を調整できる見込みのあるのは電解還元゛である
。この操作では電極材の選定が問題となる。
Electrolytic reduction has the potential to adjust the reducing power. In this operation, selection of electrode material becomes a problem.

各種電極材の中で鉛、亜鉛、黒鉛等のH2過電圧の大き
い電画ではCr”ゝをCr 2+に還元できることを見
いだした。しかるに電解操作では電極材の適当な選定、
配置の下に初期の除染液成分に再生できることKなる。
Among various electrode materials, we found that Cr'' can be reduced to Cr 2+ in electrolytes with large H2 overvoltage, such as lead, zinc, and graphite.However, in electrolytic operation, appropriate selection of electrode materials,
Under the arrangement, the initial decontamination solution components can be regenerated.

一方、除染の進行ととも匿除染液中の鉄酸化物の溶解F
eイオンが増大していく。FeイオンはFe2+イオン
とFe3 +イオンである。これらのイオンはgDTA
と反応してF e EDTAを形成するが p eイオ
ンの増加によりEDTAとの錯化力が弱まっていく。キ
レート力を保持するにはFeイオンを除去しておく必要
がある。同時にCr 2 +あるいはCr”は除去して
はいけない。そこでFeイオンをCrイオンから選択的
に除去する必要がある。これには)’e−EDT人とC
r−gDTAの電析電位を利用することができる。
On the other hand, as decontamination progresses, the dissolution of iron oxides in the decontamination solution
e ions increase. The Fe ions are Fe2+ ions and Fe3+ ions. These ions are gDTA
It reacts with Fe to form EDTA, but as the number of Pe ions increases, the ability to complex with EDTA weakens. In order to maintain the chelating power, it is necessary to remove Fe ions. At the same time, Cr 2 + or Cr" must not be removed. Therefore, it is necessary to selectively remove Fe ions from Cr ions.
The electrodeposition potential of r-gDTA can be used.

それぞれが電析する時の電位はよくわかっていないが、
Cr−EDTAの方が低い電位にある。この電位差を具
体化するためKは導電性粒子を充填した電解槽で適当な
電位差を与えることによりFe−EDTA を分離する
ことができる。一方。
Although the potential at which each electrodeposites is not well understood,
Cr-EDTA is at a lower potential. In order to realize this potential difference, K can separate Fe-EDTA by applying an appropriate potential difference in an electrolytic cell filled with conductive particles. on the other hand.

Cr t +・EDTA液は還元力に優れるが、それだ
け酸化されやすく不安定である。したがって電解槽で生
成したCr”EDTAの濃度を保持するためには溶液中
の酸素を除去しておく必要がある。これには除染液の循
環系に脱気槽を設けるとともVcR。
Although the Cr t + -EDTA solution has excellent reducing power, it is easily oxidized and unstable. Therefore, in order to maintain the concentration of Cr"EDTA produced in the electrolytic bath, it is necessary to remove oxygen from the solution. To do this, a degassing tank is installed in the circulation system of the decontamination solution, and VcR.

解槽で酸素を還元して除去することが必要となる。It is necessary to reduce and remove oxygen in a decomposition tank.

脱気槽では窒素(N)、アルゴン(Ar)等の不活性ガ
スのバブリングでDoをs o ppb以下に低下させ
、さらに電解還元にてDoを10 ppb以下に下げる
ことを必要とする。
In the degassing tank, it is necessary to reduce Do to below so ppb by bubbling an inert gas such as nitrogen (N) or argon (Ar), and further to reduce Do to below 10 ppb by electrolytic reduction.

以上の操作を行なうことにより鉄酸化物を効果的に溶解
させて除染することができる。除染後の除染液の回収に
は陰イオン交換樹脂でCr−EDTAFe−EDTA 
 をイオン交換して除去して放射性物質も除去する。
By performing the above operations, iron oxides can be effectively dissolved and decontaminated. To recover the decontamination solution after decontamination, use an anion exchange resin to collect Cr-EDTAFe-EDTA.
is removed by ion exchange, and radioactive substances are also removed.

〔発明の実施列〕[Implementation sequence of the invention]

以下1本発明の実施IHJについて説明する。 The implementation IHJ of the present invention will be described below.

第2図には本発明の方法を配管内面に付着した酸化鉄付
着物を除去するために実施する場合の除染フローの概略
図が示されている。
FIG. 2 shows a schematic diagram of the decontamination flow when the method of the present invention is carried out to remove iron oxide deposits adhering to the inner surface of a pipe.

この実施例は、被除染体にCr”EDTA除染液を循環
して鉄酸化物を効率的にかつ選択的に除染1     
 を行なうものである。第1図の如く、鉄酸化物を除去
したいプラントの被除染体9に対して除染液。
In this example, iron oxides are efficiently and selectively decontaminated by circulating a Cr"EDTA decontamination solution around the object to be decontaminated.
This is what we do. As shown in FIG. 1, a decontamination solution is applied to a decontamination object 9 of a plant from which iron oxides are to be removed.

を再循環させる系統10が接している。再循環系統10
0両端間には加熱源を脱気装置を備えた原水F111.
Li’eイオノの回収器12.隔膜電解槽13、循環ポ
ンプ14が設けられている。これらの装置の付属装置と
して、原水槽に供給するCr2゜生成電解槽15.除染
後の除染液回収用のイオン交換樹脂槽16がある。これ
らの装置の中で、隔膜電解4′u13はイオン交換膜で
仕切られており。
It is adjoined by a system 10 that recirculates. Recirculation system 10
Raw water F111.0 with a heating source and a deaerator between both ends.
Li'e iono recovery vessel 12. A diaphragm electrolytic cell 13 and a circulation pump 14 are provided. As an accessory device to these devices, there is a Cr2° generation electrolytic tank 15 that is supplied to the raw water tank. There is an ion exchange resin tank 16 for recovering decontamination solution after decontamination. In these devices, the diaphragm electrolyzer 4'u13 is partitioned by an ion exchange membrane.

陰極室に除染液が流通するようVこなっている。陽極は
白金板などの任意の不溶性電極であるのに対して、IS
極では黒鉛、鉛、亜鉛等のH2過電圧が太きく、cr”
をCr■に還元するに適した電極を配している。一方、
原水槽11に供給するC、2ゝ生成電解槽15でも隔膜
電解槽と同じ構成でなっておシ、特VC陰極室を還元雰
囲気に保持するために不活性ガスで脱気するようになっ
ている。なおFeイオンの回収器12では粒状活性炭を
充填した電解槽で構成している。
A V is formed to allow decontamination solution to flow into the cathode chamber. The anode is any insoluble electrode such as a platinum plate, whereas the IS
At the pole, the H2 overvoltage of graphite, lead, zinc, etc. is large, and cr”
An electrode suitable for reducing Cr to Cr is provided. on the other hand,
The C, 2-producer electrolytic cell 15 supplied to the raw water tank 11 has the same configuration as the diaphragm electrolytic cell, and is degassed with an inert gas to maintain the VC cathode chamber in a reducing atmosphere. There is. Note that the Fe ion recovery device 12 is constituted by an electrolytic cell filled with granular activated carbon.

このような系統と装置において、被除染体9を除染する
時には、まずCr2“生成電解槽15で除染液のCr”
EDTA液を電解還元してCr”EDTAを作成して原
水槽114C供給する。この除染液をポンプ14で被除
染体9に循環する。除染の進行。
In such a system and device, when decontaminating the object 9 to be decontaminated, first the Cr of the decontamination solution is removed from the Cr2 "producing electrolytic tank 15".
The EDTA solution is electrolytically reduced to produce Cr"EDTA and supplied to the raw water tank 114C. This decontamination solution is circulated to the object to be decontaminated 9 by the pump 14. Decontamination progresses.

とともに発生するFeイオンはE D rAと結合した
FeEDTAになっておりこれをli”eイオン回収器
回収器t解吸着除去する。さらに除染により消費されて
酸化したCr”EDTAはCr” EDTAとなってい
るが、これを隔膜電解槽13で還元してCr2“EDT
Aに戻す。このような系統で除染液を処理することによ
り除染力を弱めることなく被除染体の鉄酸化物を溶解し
ていく。これらの除染操作が終了すると除染液中にはC
r” ED’l’Aと若干のFe”EDTAが残留して
いるが、これらは負イオ7 (CCrEDTA 〕−、
CFeEDTA )−)であり放射能を帯びていること
から全量をアニオン交換樹脂16で回収する。回収後の
樹脂は別途隔離して保管することになる。
The Fe ions generated at the same time become FeEDTA combined with E DrA, which is removed by desorption and adsorption in the li"e ion collector.Furthermore, the Cr"EDTA consumed and oxidized during decontamination is converted into Cr"EDTA. However, this is reduced in the diaphragm electrolytic cell 13 to produce Cr2"EDT.
Return to A. By processing the decontamination liquid in such a system, iron oxides in the object to be decontaminated can be dissolved without weakening the decontamination power. When these decontamination operations are completed, the decontamination solution contains C.
r"ED'l'A and some Fe"EDTA remain, but these are negative io7 (CCrEDTA]-,
Since it is CFeEDTA)-) and has radioactivity, the entire amount is recovered using an anion exchange resin 16. After recovery, the resin will be stored separately.

次に本発明の方法の有効性を示す実験例について説明す
る。。
Next, an experimental example showing the effectiveness of the method of the present invention will be explained. .

まずCr”EDTA液の作成法についで示す。First, the method for preparing the Cr''EDTA liquid will be described.

Crを含む試薬は硫酸クロム(Cr 2 (804)3
 ) 。
The reagent containing Cr is chromium sulfate (Cr 2 (804) 3
).

塩化クロム(CrCl3 ) 、酢酸クロム((CH3
COO〕3Cr)、クロム酸(Cr03)等があるが、
これらは溶解液中に陰イオンを含むかあるいは溶解しに
ぐい成分である。そこで無機性の共存イオンを出来るだ
け含有しないでかつ宕解後の浅留液の処理の点を考慮し
て、金属Cr粉末をシュウ酸に添加して高温度で溶解さ
せた。溶解条件は0.15M/lシュウ酸0.61JC
Cr扮末を0.05M/を添加したもので、予めArガ
スで十分脱酸素処理を行ない、しかる隆にオートクレー
ブに入れて150Cまで加温して1h保持した。
Chromium chloride (CrCl3), chromium acetate ((CH3)
COO]3Cr), chromic acid (Cr03), etc.
These are components that contain anions or are difficult to dissolve in the solution. Therefore, in order to contain as few inorganic coexisting ions as possible and considering the treatment of the shallow distillate after dissolution, metallic Cr powder was added to oxalic acid and dissolved at high temperature. Dissolution conditions are 0.15M/l oxalic acid 0.61JC
It was prepared by adding 0.05M of Cr powder, and was sufficiently deoxidized with Ar gas in advance, then placed in an autoclave, heated to 150C, and held for 1 hour.

冷却後とり出した液は完全に溶解して訃り、ンユウ゛酸
も分解しない。このようにして処理すると任意のシュウ
酸クロム濃度液を作ることができる。
The liquid taken out after cooling completely dissolves and does not decompose the phosphoric acid. By processing in this way, a solution with any desired chromium oxalate concentration can be produced.

以下の実験ではこの方法により任意のED’T’All
In the following experiments, we will use this method to obtain arbitrary ED'T'All
.

と混合して作成した液を用いた。。A liquid prepared by mixing with was used. .

次K Cr ” ” E DTA Wを電解還元実験C
r ”!i:1)TAを作成する方法について述べる。
Next Electrolytic reduction experiment of K Cr ” ” E DTA W C
r”!i:1) The method for creating a TA will be described.

電解還元実験に用いた電解槽を第3図に示す。電解槽は
イオン交換膜9で仕切られた1チ[〉室18と陰筆室1
9!/l:分かれている。6電11fKは液中の溶存酸
素を除去するためにArガスを注入する散気管20が底
部に設置されている。さらに′電解液の加温VCd l
二−タ21を設けている。陽極室のアノード14ンζは
白金板を、陰極室のカソード23には各種電価を交換で
きるようにしている。電解には両電極間に外部直流電[
15から電圧を印加する。
Figure 3 shows the electrolytic cell used in the electrolytic reduction experiment. The electrolytic cell is divided into one chamber 18 and a writing chamber 1 separated by an ion exchange membrane 9.
9! /l: Separated. In the 6-electron 11fK, an aeration pipe 20 for injecting Ar gas to remove dissolved oxygen in the liquid is installed at the bottom. Furthermore, the heating of the electrolyte VCd l
A monitor 21 is provided. The anode 14 in the anode chamber is made of platinum plate, and the cathode 23 in the cathode chamber is made to be exchangeable with various electric charges. For electrolysis, an external DC current [
A voltage is applied from 15.

前述の電解槽を用いて電解還元実験を行った。Electrolytic reduction experiments were conducted using the electrolytic cell described above.

陰極室の電解液には0.006M/lシュウ酸Crに0
.008M/1gDT人・2NH4液をIl、 6 L
 、’ pH5,560Cに十分脱気して調整したもの
を用いた。電極には鉛板、黒鉛板を用いた。電解条件に
は定電流電解トシテwt流0.7 A (ti密度0.
025A/ffl )で行った。cr”イオンの分析に
はFe”イオンとの酸化還元滴定から求めた。結果を1
4図に示す。同図から鉛電極、黒鉛ttiともにCr2
+イオンが電解時間とともに生成している。これらの電
、]      極でCr i +イオンが生成するの
はCr 3 +イオンの吸着性がよいことと水の分解を
抑えて還元反応が進むものと考えられる。したがってこ
れらの′1衡で電流密度の設定、WpHa度、溶存ガス
の脱気レベル等の因子でCr!+が生成できる。
The electrolyte in the cathode chamber contains 0.006M/l Cr oxalate and 0
.. 008M/1gDT human/2NH4 liquid, 6 L
,' The pH was adjusted to 5,560C by sufficient degassing. A lead plate and a graphite plate were used as electrodes. Electrolysis conditions include constant current electrolysis wt flow 0.7 A (ti density 0.
025A/ffl). The cr" ion was analyzed by redox titration with Fe" ion. result 1
Shown in Figure 4. From the same figure, both the lead electrode and graphite tti are Cr2
+ ions are generated with electrolysis time. The reason why Cr i + ions are generated at these electrodes is considered to be because of the good adsorption of Cr 3 + ions and because the reduction reaction progresses by suppressing the decomposition of water. Therefore, in these '1' equations, depending on factors such as current density setting, WpHa degree, and dissolved gas deaeration level, Cr! + can be generated.

次に前述のCr1含有電解液を用いて実際に鉄酸化物を
溶解させた特性を示す。用いた鉄酸化物はFen 04
の焼結体(20φ板)である。溶解は先の第2図に示し
た電解槽の陰極室を用いた。すなわち電解により生成さ
せたCr2+イオン液にFe5Oi板を挿入した。Fe
3O4の溶解特性を第5図に示す。同図中にCrl +
イオンの初濃度を示している。これよりCr2+イオン
を含有しない電解液ではほとんど溶解しないのに対して
tc”イオン濃度の増加とともにpe溶解量が増加する
Next, the characteristics of actually dissolving iron oxide using the Cr1-containing electrolyte described above will be shown. The iron oxide used was Fen 04
This is a sintered body (20φ plate). The cathode chamber of the electrolytic cell shown in FIG. 2 was used for dissolution. That is, a Fe5Oi plate was inserted into a Cr2+ ion liquid produced by electrolysis. Fe
The solubility characteristics of 3O4 are shown in FIG. In the same figure, Crl +
Indicates the initial concentration of ions. From this, it can be seen that in an electrolytic solution that does not contain Cr2+ ions, there is almost no dissolution, but as the tc'' ion concentration increases, the amount of pe dissolved increases.

しかしながらCr1イオン含有電解液ではいずれも時間
とともに溶解量の上昇が低下する傾向がみられる。これ
はFe304の還元溶解にC,2ゝイオンが消費される
ためである。
However, in all Cr1 ion-containing electrolytes, the increase in dissolved amount tends to decrease with time. This is because C,2' ions are consumed in the reduction and dissolution of Fe304.

次に原子カプラントの冷却水配管表面に付着している放
射能を有する鉄酸化物の除染特性を実験から求めた。放
射能を有する供試材は5U8304鋼上に20μm厚さ
のFe5O4を主成分とする付着物を有しており、1c
InX1crn角の付着物のある面を残して後は絶縁材
で被覆したものを用いた。
Next, the decontamination characteristics of radioactive iron oxides adhering to the surface of the cooling water pipes of the atomic couplant were determined through experiments. The radioactive test material had a deposit mainly composed of Fe5O4 with a thickness of 20 μm on 5U8304 steel.
The surface of the InX1crn square with deposits was left and the rest was covered with an insulating material.

表面放射線量は約0.8 m R/ hを有する。実験
には先の第2図に示し麺電解槽を用いた。除染特性は予
めfi解槽内でCr l *含有液を作成し、これに供
試材を浸漬して各時間毎に供試材の放射線量を、   
測定した。試験結果の1例を第6図に示す。試験余件は
0.003M/lクエン酸Cr、  0.005 M/
 LEDTA・2NHa液、0.7t 、pH5,5,
温度80C,カソード材に鉛板(2’8i)を用い、電
流1.5Aで通電した。供試材の浸漬前に電解液中のC
rpイオンは10 ppm である。実験後のC、l 
4−イオンは13 ppm である。放射能除去特性を
第5図に示す。電解により除去率は急激に大きくなり1
20 min後には90dIJを越えた特性を示してい
る。ちなみに同図中にCr 2°イオンを含有しない同
じ成分のCr 3+イオン含有電解液では除去率は10
1前後である。したがってCr1イオン含有電解液が放
射能を有する鉄酸化物の溶解に大きく寄与することがわ
かる。
The surface radiation dose has approximately 0.8 m R/h. The noodle electrolytic cell shown in Figure 2 above was used in the experiment. The decontamination characteristics were determined by preparing a solution containing Cr l * in the FI decomposition tank in advance, immersing the sample material in it, and measuring the radiation dose of the sample material at each time.
It was measured. An example of the test results is shown in Figure 6. Test items are 0.003M/l Cr citric acid, 0.005M/l
LEDTA・2NHa liquid, 0.7t, pH5.5,
The temperature was 80C, a lead plate (2'8i) was used as the cathode material, and a current of 1.5A was applied. C in the electrolyte before immersing the test material.
rp ions are 10 ppm. C, l after experiment
4-ion is 13 ppm. Figure 5 shows the radioactivity removal characteristics. The removal rate increases rapidly due to electrolysis1
After 20 min, the characteristic exceeds 90 dIJ. By the way, in the same figure, the removal rate is 10 for an electrolytic solution containing Cr 3+ ions with the same composition but not containing Cr 2° ions.
It is around 1. Therefore, it can be seen that the Cr1 ion-containing electrolytic solution greatly contributes to the dissolution of the radioactive iron oxide.

次にはCrイオンとpe+イオン選択的吸着除去の特性
について述べる。試険装喧を第7図に示す。装置はアク
リル透明板ででき念電屏槽25で下部に攪拌部があり、
陽IM26と陰極27の間に粒状活性炭28を充填して
いる。電解液ては0.008M/ L EDTl’t・
2NHs液KF’63° (2r3 +の各イオンをo
、no2M/を含有している液を用いた。実験方法は電
解液を′1解槽に入れて両電罹から電圧を印加して電解
した。電解液200m1゜電圧8V、電流0.4AKお
ける液中のFeとC「の減少量を6111定した。測定
結果を48図に示す。
Next, the characteristics of selective adsorption and removal of Cr ions and pe+ ions will be described. The trial outfit is shown in Figure 7. The device is made of transparent acrylic plate and has a stirring section at the bottom of the electrostatic folding tank 25.
Granular activated carbon 28 is filled between the positive IM 26 and the cathode 27. The electrolyte is 0.008M/L EDTl't.
2NHs solution KF'63° (each ion of 2r3 + is o
, no2M/ was used. The experimental method was to place the electrolytic solution in a tank and apply voltage from both electrodes to electrolyze it. The amount of decrease in Fe and C'' in the electrolyte was determined in 200ml of electrolytic solution at a voltage of 8V and a current of 0.4AK.The measurement results are shown in Figure 48.

同図よりFe、  Crとも’/C′tFL岬時間とと
もに減少するが、 Fe(7)減少量「記が大きい。こ
れは′1n屏液中でpe、Crともに[Fe −EDT
A)−、(Cr−EDTA:]−の形態をとっており、
i!!解槽内で複極化した活性炭に電気的吸引力が作用
して吸蔵される。この時の吸蔵速度、はFe’EDTA
とCr−EDTA イオンのそれぞれのイオン径、電荷
量、解離状態、さらには活性炭粒子の表面に生r Q 
、4位等の因子に影響される。ここでの実験は1分処理
したものであり。
From the same figure, both Fe and Cr decrease with '/C'tFL cape time, but the decrease in Fe(7) is large.
A)-, (Cr-EDTA:]-,
i! ! Electrical attractive force acts on the bipolarized activated carbon inside the decomposition tank, causing it to be absorbed. The absorption rate at this time is Fe'EDTA
The ionic diameter, charge amount, dissociation state of each Cr-EDTA ion, and the rQ generated on the surface of activated carbon particles.
, 4th place, and other factors. The experiment here was conducted for 1 minute.

流通処理では除去率等が異なるが、pe、 Crの両イ
オンを含む錯化剤溶液からCrイオンをFeイオンより
優先して除去することができる。
Although the removal rate etc. differ in the flow treatment, Cr ions can be removed preferentially over Fe ions from a complexing agent solution containing both pe and Cr ions.

なおl’eイオンの選択的吸着除去に強酸性カチオン交
換樹脂を利用することもできる。この場合(1;”e−
ED’I’人〕−をイオン交換基表面の酸性基でFe”
イオンを切りはなして吸着除去するものである。(Cr
−EDTA)−は酸で分離してもすぐに酸化されてCr
 O3’−等のアニオンとなりカチオン樹1旨で吸着さ
れない。したがってFeイオンとCrイオンの分離性は
先の電解方式より浸れている。
Note that a strongly acidic cation exchange resin can also be used for selective adsorption and removal of l'e ions. In this case (1;”e-
ED'I']- with the acidic group on the surface of the ion exchange group
It cuts off ions and removes them by adsorption. (Cr
-EDTA)- is immediately oxidized to Cr even if separated with acid.
It becomes an anion such as O3'- and is not adsorbed by the cation tree. Therefore, the separability of Fe ions and Cr ions is better than that of the previous electrolytic method.

但しイオン交換樹脂法ではFeイオン除去にともなって
酸性基が放出されてpHが低下するのでアルカリで中和
する必要が生じる。
However, in the ion exchange resin method, as the Fe ions are removed, acidic groups are released and the pH decreases, so it is necessary to neutralize with an alkali.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように1本発明によれば、母材を溶解する
ことなく、その表面の酸化鉄のみ選択的に、均一にかつ
効率的に除去することが可能であって、しかも複雑な形
状の配管1機器等の除染対象物に適用することができ、
残留液による腐食の心配なく、更に電解条件や電解操作
も簡単である等の効果がある。
As explained above, according to the present invention, it is possible to selectively, uniformly and efficiently remove only the iron oxide on the surface of the base material without dissolving it, and moreover, it is possible to remove iron oxide on the surface of the base material selectively, uniformly and efficiently. It can be applied to objects to be decontaminated such as piping equipment, etc.
There is no need to worry about corrosion due to residual liquid, and the electrolytic conditions and operations are simple.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は原子カプラントの系統図、第2図は被除染体の
鉄酸化物を除去する場合の本発明の実施例を示す概略図
、第3図及び第7図は本発明の方法の実験装置を示す図
、第4図、第5図、第6図及び第8図は本発明を実証す
るに必要な実験結果であって、第4図はCrイオンを還
元する際のカソード電極材によるCr2ゝイオンの生成
量を表わす図、第5図は電解還元によシ生成したCr2
°イオン含有液を用いたFe5Oiの溶解特性を示す図
。 第6図は電解還元により生成したC、 l *イオン含
有液を用いた放射性成分付着材の除染特性を示す図、第
8図はFeとCrを含有する溶液からFeイオンを優先
的に除去する特性を示す図である。 11・・・原水槽、12・・・Fe’イオンの回収器、
13・・・隔膜電解槽、14・・・循環ボンダ、15・
・・Cr l *生成電解槽、16・・・イオン交換樹
脂槽。
Fig. 1 is a system diagram of an atomic couplant, Fig. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention for removing iron oxide from a decontaminated body, and Figs. 3 and 7 are diagrams showing the method of the present invention. Figures 4, 5, 6 and 8 showing the experimental apparatus are the experimental results necessary to demonstrate the present invention, and Figure 4 shows the cathode electrode material used to reduce Cr ions. Figure 5 shows the amount of Cr2 ions produced by electrolytic reduction.
A diagram showing the dissolution characteristics of Fe5Oi using a °ion-containing liquid. Figure 6 is a diagram showing the decontamination characteristics of a radioactive component adhering material using a solution containing C, l * ions generated by electrolytic reduction, and Figure 8 is a diagram showing the preferential removal of Fe ions from a solution containing Fe and Cr. FIG. 11... Raw water tank, 12... Fe' ion recovery device,
13...Diaphragm electrolytic cell, 14...Circulation bonder, 15.
...Cr l *Production electrolytic cell, 16...Ion exchange resin tank.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、原子力発電プラントの1次冷却水配管およびこれに
接する機器の表面に付着、堆積する鉄酸化物の除染方法
において、二価クロムイオン(Cr^2^+)を含有す
る錯化剤溶液を被除染体と接触させて鉄酸化物だけを還
元溶解するとともに溶解使用後の除染液をイオン交換樹
脂と隔膜電解槽で再生して二価クロムイオン濃度を一定
に保持して除染液をサイクルで循環するようにしたこと
を特徴とする二価クロムイオン還元再生液を用いる除染
方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の発明において、上記二
価クロムイオンの生成・再生には、黒鉛、鉛等のカソー
ドを配した隔膜電解槽によつて行うことを特徴とする二
価クロムイオン還元再生液を用いる除染方法。 3、特許請求の範囲第1項又は第2項記載の発明におい
て、上記除染中に溶解した鉄イオンの除去には、強酸性
カチオン樹脂での鉄イオンの選択吸着あるいは定電位電
解法による鉄の電析回収によつて行うことを特徴とする
二価クロムイオン還元再生液を用いる除染方法。 4、特許請求の範囲第2項又は第3項記載の発明におい
て、上記三価クロムイオン含有液を生成するにクロム金
属粉末の有機酸溶液によつて高温溶解法によつて行うこ
とを特徴とする二価クロムイオン還元再生液を用いる除
染方法。 5、特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項記
載の発明において、上記除染液にはEDTA等の錯化剤
と二価クロムイオンを含み錯化剤濃度が二価クロムイオ
ン濃度に対してモル比で1以上で、pHが5〜8の中性
域であることを特徴とする二価クロムイオン還元再生液
を用いる除染方法。
[Claims] 1. In a method for decontaminating iron oxides that adhere to and accumulate on the surface of primary cooling water piping of a nuclear power plant and equipment in contact with it, divalent chromium ions (Cr^2^+) are used. The containing complexing agent solution is brought into contact with the object to be decontaminated to reduce and dissolve only iron oxides, and the decontamination solution after dissolution is regenerated using ion exchange resin and a diaphragm electrolytic cell to maintain a constant concentration of divalent chromium ions. 1. A decontamination method using a divalent chromium ion reduction regenerating solution, characterized in that the decontamination solution is kept in a vacuum and circulated in a cycle. 2. In the invention set forth in claim 1, the divalent chromium ion is produced and regenerated using a diaphragm electrolytic cell equipped with a cathode made of graphite, lead, etc. Decontamination method using ion reduction regeneration solution. 3. In the invention described in claim 1 or 2, the iron ions dissolved during the decontamination are removed by selective adsorption of iron ions with a strongly acidic cationic resin or by constant potential electrolysis. A decontamination method using a divalent chromium ion reduction regenerating solution, characterized in that the decontamination method is carried out by electrodeposition recovery of chromium ions. 4. The invention according to claim 2 or 3, characterized in that the trivalent chromium ion-containing liquid is produced by a high-temperature dissolution method using an organic acid solution of chromium metal powder. A decontamination method using a divalent chromium ion reduction regeneration solution. 5. In the invention according to any one of claims 1 to 4, the decontamination liquid contains a complexing agent such as EDTA and divalent chromium ions, and the concentration of the complexing agent is such that the concentration of the complexing agent is divalent chromium. A decontamination method using a divalent chromium ion reduction regenerating solution, characterized in that the molar ratio to the ion concentration is 1 or more and the pH is in the neutral range of 5 to 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5754898A (en) * 1980-08-11 1982-04-01 Central Electr Generat Board Applying method for removing scale on surface
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JPS603598A (en) * 1983-06-22 1985-01-09 株式会社日立製作所 Electro-reduction decontaminating system

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