JPS6331279B2 - - Google Patents

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JPS6331279B2
JPS6331279B2 JP56150627A JP15062781A JPS6331279B2 JP S6331279 B2 JPS6331279 B2 JP S6331279B2 JP 56150627 A JP56150627 A JP 56150627A JP 15062781 A JP15062781 A JP 15062781A JP S6331279 B2 JPS6331279 B2 JP S6331279B2
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chemical decontamination
decontamination
metal
chemical
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Yasumasa Furuya
Yasuo Hira
Takashi Hasegawa
Akira Minato
Nobuo Sumida
Hisao Ito
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Hitachi Ltd
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/36Regeneration of waste pickling liquors
    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は化学除染液の再生方法に係り、特に低
濃度の化学除染液の再生に好適な、化学除染液の
再生方法に関する。
原子力プラントの一次冷却系の配管や機器等に
おいては、運転年数の増加とともにCo−60を主
体とする放射性核種が蓄積し、線量率が上昇す
る。これらの放射性核種は配管や機器の表面に生
成した酸化物皮膜に取り込まれて蓄積する。従つ
て、これらの線量率を下げるために各種の薬剤を
含む化学除染液により処理し、放射性核種を酸化
皮膜とともに溶解させて除去する方法が提案さ
れ、工業的に実施されている。
一般に、化学除染液としては、修酸、クエン
酸、等の有機酸、EDTA、NTA等のキレート剤
あるいはエルアストロビン酸、ヒドラジン等の還
元剤等の薬剤を含有する混合溶液が主として用い
られている。これらの薬剤を高濃度で含有する液
を使用する場合は除染による酸化物の溶解により
液中の薬剤が消耗することは殆んどなく、除染液
は劣化しにくいので、液を再生することはさほど
重要ではないが、この場合には、高濃度の薬剤を
含む除染廃液が多量に発生するとともに、高濃度
の薬剤により除染処理に供する母材が腐食する惧
れがある。一方、薬剤を低濃度で含有する化学除
染液を用いる場合には、除染廃液は容易に処理す
ることができ、また除染処理に供する母材の腐食
も少ない。しかしながら、この場合には除染によ
る酸化物の溶解により薬剤が消耗し、ある程度の
使用により酸化物の溶解が止まり、十分な除染が
できなくなるという欠点がある。そこで、この場
合には除染廃液を再生することが必要となる。
従来、劣化した化学除染液の再生方法として
は、陽イオン交換樹脂で処理して、含有される金
属酸化物の金属イオンを水素イオンと置換させて
取り除く方法が提案されている。しかしながら、
化学除染液として金属イオンに対する錯化力の強
いキレート剤を含有する溶液を用いる場合には、
陽イオン交換樹脂では金属イオンを取り除くこと
ができず、再生処理可能な化学除染液が限定され
る等の不都合があつた。
そこで、従来においても金属イオンを含む廃液
電解槽で電解し、金属イオンを陰極に金属として
析出させる方法が提供されている(特開昭53−
26272号公報)。しかし、この方法は処理すべき廃
液を陽極室に導入し、その中に含まれている金属
イオンをイオン交換膜を通過させて陰極室に移動
させ、そこで陰極上に析出させる方法であるた
め、処理すべき廃液中にキレート剤や有機酸等が
含まれている場合、これらが陽極酸化されて分解
してしまう。従つて金属は回収できても液の方は
再利用することができないものであつた。
本発明の目的はこのような従来法の欠点を解消
し、強い鎖化力を有するキレート剤を含んだ化学
除染液からも、前記キレート剤を酸化分解するこ
となく金属イオンを除去して除染液を再生するこ
とができる化学除染液の再生方法を提供するにあ
る。
本発明は、除染処理工程から得られる金属酸化
物を有し、かつ陰極室と陽極室がイオン交換膜で
仕切られた化学除染液を陰極及び陽極を有する電
解槽の陰極室に導入し、両極間に直流電流を流し
て該金属酸化物の金属イオンを金属として陰極上
に析出させて回収することにより、該金属酸化物
を除去することを特徴とする化学除染液の再生方
法、を要旨とするものである。
本発明によれば、処理すべき化学除染液は陰極
室に導入されるため、含有されているキレート剤
や有機酸あるいは還元剤は酸化分解されない。そ
して金属イオンが除去された除染液は再利用でき
る。
以下に本発明を、本発明の実施の一態様を示す
第1図及び第2図を参照して詳細に説明する。
第1図は本発明における除染処理工程からの化
学除染液の再生装置を示す概略図、第2図は本発
明の化学除染液の再生のための定電位電解装置の
概略図である。
第1図において、除染処理工程1から得られる
劣化した化学除染液は、陰極4及び陽極5を有す
る電解槽9に導入される。陰極4及び陽極5には
直流電源7により直流電流が流れている。両極間
に流れる電流量は処理する化学除染液に含まれる
薬剤、金属を析出させる金属酸化物の種類及び濃
度等により適宜決定される。即ち、金属イオンが
金属として析出する電位は金属イオンの種類や濃
度及び含有されている錯化剤の種類や濃度によつ
て異なる。従つて、電流は陰極の電位が該金属イ
オンが金属として析出する電位以下となるように
両極間に流すことが重要である。
原子力プラントの配管や機器の材質は主として
鉄系合金であるので、各々に表面に生成する酸化
物は大部分が鉄の酸化物であり、このため化学除
染液に溶解してくる金属酸化物の金属イオンも大
部分が鉄イオンである。従つて、少なくとも鉄イ
オンを取り除けば除染液は再生されて再使用が可
能となる。鉄イオンは下記(1)式に従つて金属鉄と
して析出する。
Fe+++2e→Fe ………(1) この場合、反応の標準電極電位は−0.44V(水
素電極基準)である。従つて、鉄イオン濃度が
1mol/の場合、陰極を上記の電位以下に保持
すれば、金属鉄が析出する。一方、溶液中の鉄イ
オン濃度が低い場合や、薬剤として錯化力の大き
いキレート剤が含まれている場合には、金属鉄が
析出する電位は上記の値よりも低くなる。例えば
ば、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)
0.002mol/の溶液に等モル濃度の鉄イオンが
溶解している場合の金属鉄との平衡電位は−
0.7Vである。従つて、陰極をこれ以下の電位に
保持するように両極間に電流を流すことにより、
金属鉄を析出させることができる。
電解槽の両極間に流す電流量は、このように析
出させる金属イオン又は化学除染液の薬剤の種
類、濃度等から、好ましい陰極の電位を実験によ
り又は計算により求めることにより容易に決定で
きるが、実際の電解にあたつては過電圧を考慮し
て、求められた陰極の電位よりさらに0.3V程度
低い電位に陰極を保持するように電流を流すのが
好ましい。
金属イオンを金属として析出させるように、陰
極の電位を一定値以下に保持するには、第2図に
示すようなポテンシオスタツト16を電源とする
定電位電解装置を用いるのが好ましい。また、低
濃度液の電導度が低いことから、陰極の電位を正
確に測定あるいは規制するのはかなり困難である
ので、その場合には予め電解に供する溶液におけ
る電流密度と電位の関係を求めておき、実際の電
解操作においては定電流電解装置により所定の電
位以下になる電流密度で電解することもできる。
電解槽は第1図に示されるように、イオン交換
膜6等の隔膜で陰極室2と陽極室3とに仕切つた
ものを用いる。これは化学除染液にしばしば添加
される還元剤は勿論、化学除染液の主成分である
有機酸やキレート剤が陽極で酸化されて劣化する
のを防ぐためである。隔膜としては陽イオン交換
膜が好適である。
本発明においては、電解槽9の陰極室2に導入
され、含有する金属イオンを金属として陰極4上
に析出させることにより再生された化学除染液
は、ポンプ8により陰極室2から抜き出し、除染
処理工程に循環再使用するのが特に有利である。
このような本発明はPHが2以下というような強
酸性の化学除染液を再生する場合には陰極電流の
大部分が水素イオンからの水素の発生に消費され
てしまい、金属イオンからの金属の析出効率が低
下する惧れがあることから、特にPHがあまり低く
ない化学除染液を再生するに好適である。
以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の
実施例により限定されるものではない。
実施例 1 0.002mol/のEDTA−2NH3を含んだ溶液1
に鉄の酸化物1gを添加し、90℃に2時間保持
したところ溶解した鉄イオン濃度は70ppmであつ
た。この液の上清み液を第2図に示すような陰極
室11と陽極室12を陽イオン交換膜15で仕切
つた電解槽の陰極室に入れてポテンシオスタツト
16により陰極の電位を−1.2Vに保持して、鉄
イオンを金属鉄として陰極13上に析出させた。
なお、14は陽極、17は飽和カロメル電極であ
る。1時間後陰極室11の液中の鉄イオン濃度は
25ppmに低下した。この液に鉄の酸化物1gを添
加し、90℃に2時間保持したところ、溶解した鉄
イオン濃度は65ppmであり、陰極における還元に
より液が再生されたことが示された。
以上の通り本発明は、除染処理工程から得られ
る金属酸化物を含有する化学除染液を電解槽の陰
極室に導入し、金属酸化物の金属イオンを金属と
して陰極上に再生させて回収するものであり、強
い錯化力を有するキレート剤を含んだ化学除染液
からも金属イオンを除去して液を再生できる。し
かも、キレート剤等は陽極と接しないため酸化分
解されない。
なお、本発明の方法は原子力プラントの除染の
みならず、火力プラントなどの酸洗液にも適用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における除染処理工程からの化
学除染液の再生装置の概略図、第2図は本発明に
よる定電位電解装置の概略図である。 1……除染処理工程、2……陰極室、3……陽
極室、4……陰極、5……陽極、6……イオン交
換膜、7……直流電源、8……ポンプ、9……電
解槽、11……陰極室、12……陽極室、13…
…陰極、14……陽極、15……陽イオン交換
膜、16……ポテンシオスタツト、17……飽和
カロメル電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 除去処理工程から得られる、金属酸化物の溶
    解により生成した金属イオンを含有する化学除染
    液を、陰極及び陽極を有し、かつ陰極室と陽極室
    がイオン交換膜で仕切られた電解槽の陰極室に導
    入し、両極間に直流電流を流して、該金属イオン
    を金属として陰極上に析出させて回収することに
    より金属イオンを除去することを特徴とする化学
    除染液の再生方法。 2 陰極の電位が該金属イオンが金属として析出
    する電位以下となるように、両極間に電流を流す
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    化学除染液の再生方法。 3 金属酸化物が鉄酸化物であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の化学
    除染液の再生方法。 4 除染処理工程から得られる化学除染液を、電
    解槽の陰極室に導入し、陰極室から抜き出される
    再生液を除染処理工程に循環再使用することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載の化学除染
    液の再生方法。
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