JPS638600A

JPS638600A - 中性塩電解除染液の再生処理方法

Info

Publication number: JPS638600A
Application number: JP15192886A
Authority: JP
Inventors: 明雄田中; 大沼　務; 秋元　秀敏
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1988-01-14

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】皮栗上■且朋公団本発明は、中性塩電解除染液の再生処理方法に係り、特
にステンレス鋼等、クロムや二、ケルを含む金属を電解
した時、電解液中に蓄積するクロムイオンやニッケルイ
オンを電解により溶解した鉄イオンと共に除去し、電解
液を再生する方法に関する。

従来■侠吉放射性金属廃棄物の電解除染法には、一般に電解液とし
てリン酸、硫酸等の強酸を用いる方法が開発されている
が、この方法では、６Ｇにｏ、４ｎ等の放射性金属を含
む金属が電解液中に溶解するため、液の放射能レベルの
上昇或いは液の劣化が起こり、液を更新しなければなら
ず、電解除染に伴う二次廃棄物が定期的に多量に発生す
るという問題点があった。そこで、前記金属イオンを分
離除去し、酸を回収し、再使用する試みも行われている
が、操作が複雑となり、装置が大型化するという欠点が
ある。

このことから、電解液として、中性塩溶液を用い、電解
により溶解した金属を電解液中で不溶性の金属スラッジ
とし、これを固液分離することにより電解液を再生し、
再使用し、二次廃棄物量を大幅に低減する試みが行われ
ている。この中性塩゛電解法では、液が中性であるため
、除染速度が遅いという問題点があったが、これを解決
する手段として除染対象物の極性を交互に変える交番電
解法によって除染速度を大幅に改善している。

日が”ンしよ゛と　る口　占しかし、中性塩電解液を用いる交番電解法においても、
ステンレス鋼を電解すると、クロム及びニッケルの多く
は、イオンとなって溶解する。これらのうちクロムは酸
化性の強い６価クロムとして溶解するので、交番電解の
うち陰極還元効果を低下させ、除染速度が遅くなるとい
う問題点があった。

特開昭５３−３８１５８号公報には、廃水中の有害金属
を除去するため、陽極に鉄を用い、廃水のｐＨを酸性に
調節して電解液として電解を行い、電解終了後にエアレ
ーションを行い、生成するマグネタイトに液中に含まれ
る有害金属イオンを吸蔵させることが開示されている。

しかしながら、この方法でエアレーションを行っても、
反応速度が遅く、処理効率が低い。

従って、本発明は、中性塩電解除染液中に蓄積するクロ
ムイオン、ニッケルイオン等の金属イオンを効率良く除
去し、電解液を再生し、除染速度の低下を起こすことな
く電解除染に再使用することのできる電解液を得る方法
を提供することを目的とする。

い　占を１　るための本発明は、使用済み中性塩電解除染液中で鉄電極をフェ
ライト化反応条件下に陽極電解し、過酸化水素を添加す
ることによりクロム及びニッケルイオンをフェライト化
し、マグネタイトスラッジ中に吸蔵させて固液分離する
ことによって前記の問題点を解決したものである。

すなわち、本発明による再生処理方法は、電極として鉄
材を用いてフェライト化反応に必要な温度条件下で使用
済み中性塩電解除染液に電流を通じて陽極電解を行い、
水酸化鉄を生成させた後、過酸化水素を添加してマグネ
タイトを生成させ、更に固液分離することにより電解液
中の金属イオンを同伴除去することを特徴とする。

本発明方法は、電解除染に使用される任意の公知中性塩
溶液、例えば硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム等の溶液
に適用することができる。

本発明方法を実施する場合、電解液の温度を６０℃以上
とし、電解電流密度を０．２　Ａ　／　ｃ４以下とし、
鉄溶解量が含有金属イオン量の４倍以上になるまで陽極
電解し、電解終了時のｐ）Ｉを１０〜１１とし、その後
、過酸化水素を添加して電解前のｐＨ６〜７に調整する
のが好ましい。

次に、図面に基づいて本発明を詳述する。

第１図は、中性塩交番電解除染方法を示すフローシート
である。第１図において、中性塩を主成分とする電解液
ｌの入った電解槽２に放射性金属廃棄物３を浸漬し、交
番発生器４を備えた直流電源５の一方に放射性金属廃棄
物３を接続し、対極６を他方に接続し、交番電解を行う
。放射能汚染が取り込まれた酸化皮膜は、陰極還元と陽
極溶解の相乗効果によって除去され、効率良く除染され
る。前記の電解により、液中に生成する金属スラッジを
含む電解液は、固液分離装置７に導かれ、スラッジ８を
分離し、清浄電解液９は再使用される。

しかし、前記のように、放射性金属廃棄物３がステンレ
ス鋼等、クロムやニッケルを含む場合、前記の清浄電解
液９には、第２図に示すようにクロム及びニッケルが蓄
積してくる。それに伴い、酸化皮膜の除去速度は、第３
図に示すように低下する。これは、液中に蓄積する金属
イオン、特に酸化性の強いイオンである６価クロムが存
在し、これが交番電解の陰極還元効果を低下させるため
と考えられる。そこで、６価クロムを除去する手段とし
て廃液中の重金属の除去技術であるフェライト化処理法
を本発明に適用した。フェライト化処理法とは、廃液中
に２価の鉄イオンを加え、当量以上のアルカリを加え、
水酸化鉄を生成させ、加熱酸化を行い、フェライトを作
り、廃液中の重金属をフェライト中に吸蔵させるもので
ある。

本発明においては、鉄の供給源として鉄電極を用い、中
性塩電解除染装置を用いて陽極電解を行い、２価の鉄イ
オンを生成させる。この時の陽極電解反応は、酸素ガス
発生反応を起こさないこと、すなわち、鉄溶解反応の電
流効率を１００％にすることが望ましい。液温を６０℃
以上、電流密度を０．２Ａ／ｃＪ以下にすれば、上記効
率を達成できることが判明した。

一方、陰極側の電解反応では、水素ガスの発生反応が起
きるが、これは水の電気分解反応によるものであり、次
式で示される。

２ＨｚＯ＋　　２ｅ　　−Ｈ２↑　＋　２０Ｈ−この式
は、電解液中にＯＨ−が余剰となり、電解液のｐＨがア
ルカリ側に移行することを示している。従って、陽極電
解によって生成した２価の鉄イオンはＯＨ−と反応し、
水酸化鉄を生成する。

Ｆｅ”　＋　　　２０　Ｈ−＊　　Ｆｅ（ＯＨ）ｚ一方
、上昇した電解液のｐＨの調整は、酸を添加せずに、上
記水酸化鉄に酸素を供給し、フェライト化すれば良いが
、酸素の吹き込みでは反応速度が極めて遅く、長時間を
要する。本発明では、酸素の供給源として過酸化水素を
用いる。過酸化水素は、鉄の存在下でこれを酸化し、容
易に分解することが知られている。過酸化水素からの酸
素は水酸化鉄を酸化し、マグネタイトを形成する。

３　Ｆｅ（ＯＨ）ｚ　　＋　　’ＡＯｔ　＝　Ｆｅ３Ｏ
４＋　　３　ｔ１２０この時、クロムイオン及びニッケ
ルイオンは、ＦｅＯ・Ｃｒ２Ｏ２、Ｎ１Ｏ−ＦｅｚＯ：
１等のフェライトとなり、安定な形でマグネタイト中に
吸蔵される。

裏庭± 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電解除染に使用し、Ｃｒ６＋を１０００ｍｇ／　（ｌ含
む、２０重量％の硫酸ナトリウム水溶液を電解液とし、
鉄電極を用いて液温度６５℃、電流密度０、１　Ａ　／
　ｃｔｄで３０分、電解を行った、その間のｐｌ＋の経
時変化及び液中のクロムイオンの濃度の経時変化を測定
し、第４図に示した。

３０分の電解後に、若干のクロムイオンが残留している
が、この電解液に３０％過酸化水素水を３ｄｌｌ添加し
たところ、クロムイオンは検出限界以下になった。また
、液のｐ）は、電解により約１１まで上昇したが、過酸
化水素水添加後には約７となり、電解前のｐＨ値を回復
する。

なお、過酸化水素水の代わりに、空気を１１／分の速度
で吹き込むことを試みたが、３時間経過後も、ｐＨは約
９になる程度でありだ。

実施例２電解除染に使用し、Ｃｒ”　１０００ｍｇ／　ｌ及びＮ
ｉ”　５００ｍｇ／　ｌを含む、１０重景％の硫酸ナト
リウム水溶液を電解液とし、鉄電極を用いて液温６５℃
、電流密度０．１　Ａ　／　ｃｒＡで３０分、電解を行
い、３０％過酸化水素水１０ｄ／７！を添加した。

この実験における鉄溶解量とクロム及びニッケルイオン
の濃度との関係を第５図に示す。

第５図から、含有金属イオン量の４倍以上の鉄を陽極溶
解させ、その後、過酸化水素を添加すれば、クロム及び
ニッケルイオンを検出限界以下にしうろことが判る。

なお、前記の実施例では、電解液温の調整を事前に行っ
たが、これは、電解発生熱を利用して、電解液温度を上
昇させるようにしてもよい。

光ユ匁四来本発明によれば、中性塩電解液中に蓄積するクロムイオ
ン、ニッケルイオン等の金属イオンを不溶性スラッジと
して除去することができ、電解液を効率良く再生するこ
とができる。また、その際に、電解液中に存在する微量
の放射性金属イオンも同時に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、中性塩交番電解除染方法を示すフローシート
、第２図は、電解における金属イオン濃度の経時変化図
、第３図は、クロムイオン濃度−皮膜除去速度比曲線図
、第４図は、実施例１におけるクロムイオン濃度及びｐ
Ｈの経時変化図、第５図は、実施例２における溶解鉄量
−金属イオン濃度曲線図である。符号の説明１・・・電解液、２・・・電解槽、３・・・放射性廃棄
物、４・・・交番発生器、７・・・固液分離装置、９・
・・清浄電解液

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放射性金属廃棄物の電解除染に使用した中性塩電
解除染液を再生するため、電極として鉄材を用いてフェ
ライト化反応に必要な温度条件下で使用済み中性塩電解
除染液に電流を通じて陽極電解を行い、水酸化鉄を生成
させた後、過酸化水素を添加してマグネタイトを生成さ
せ、更に固液分離することにより電解液中の金属イオン
を同伴除去することを特徴とする中性塩電解除染液の再
生処理方法。
（２）電解液の温度を６０℃以上に調整し、電解電流密
度を０．２Ａ／ｃｍ＾２以下とし、鉄溶解量が含有金属
イオン量の４倍以上になるまで陽極電解し、電解終了時
のｐＨを１０〜１１とし、その後、過酸化水素を添加し
、電解前のｐＨ６〜７に調整する特許請求の範囲第１項
記載の再生処理方法。