JPS642918B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は原子力施設から排出される放射性物質
を含む濃厚塩廃液の処理方法に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に放射性物質を取扱う施設から排出される
放射性廃液中には、 ¹³⁴Cs、 ¹³⁷Cs、 ⁶⁰Co、
⁵⁴Mn、 ^110mAg、 ⁵¹Cr、 ⁹⁵Zr− ⁹⁵Nb等の放射
性核種が含まれているため、適当な手段で廃液を
濃縮させた後、セメント、アスフアルト、プラス
チツク等により固化して保管することが行なわれ
ている。

ところが廃液中には非放射性の塩が多量に含ま
れているので、このように濃縮物を固化する方法
では多量の固化体が生成し、例えば使用した海水
１m³あたり１本のセメント固化体（200）が生
成してしまうというように減容性の点で多くの問
題がある。

また凝集沈澱法を用いて放射性物質を分離する
方法も広く行なわれているが、 ¹³⁴Cs、 ¹³⁷Cs、
^110mAg、 ⁵¹Cr、 ⁶⁵Zn、 ⁹⁵Zr− ⁹⁵Nbのような
共沈しにくい核種は除去できない欠点があつた。

本発明者らはさきにこれらの従来法の欠点を解
消して減容性よくかつ有効に放射性物質を除去す
る廃液の処理方法を研究した結果、廃液に、(a)
Ni⁺⁺、Co⁺⁺、Mn⁺⁺、またはZn⁺⁺、(b)フエロシ
アン酸イオン、(c)Fe⁺⁺⁺、(d)OH^-、(e)S^--、およ
び(f)S^--と反応して沈澱を生成する金属イオンを
順次添加して放射性物質およびクロム酸等の公害
物質を晶析共沈させ廃液から回収除去する方法を
開発した。（特願昭57−65126号参照） 上記方法は廃液中の ¹³⁴Cs、 ¹³⁷Cs、 ⁶⁰Co、
⁵⁸Co、 ⁵⁴Mn、 ⁵⁹Fe、 ⁵⁵Fe、 ⁶⁵Zn、 ⁹⁵Zr−
⁹⁵Nb、 ⁵¹Cr、 ^110mAg等の放射性核種およびク
ロム酸等の公害物質を分離性よく回収し、残りの
多量の非放射性塩を含む廃液を放出するものであ
つて、回収する固化体は従来の蒸発、濃縮セメン
ト固化の場合に比較して1/1000に減容され、一方
放出する廃液中の放射性物質およびクロム酸は検
出限界以下になるという優れた効果を有するもの
である。

しかるに、処理すべき廃液中にキレート化剤が
存在すると、これらの核種のいくつかはマスキン
グされて沈澱生成が不十分になり、スカベンジヤ
ーを用いても除去できない。したがつてキレート
化剤の存在した廃液に対しては上記晶析共沈法も
満足すべき結果が得られないという難点があつ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記の欠点を解消すべくなされたもの
で、キレート化剤が混入している廃液に対しても
適用して満足すべき結果の得られる、放射性物質
を含む濃厚塩廃液の処理方法を提供するものであ
る。

〔発明の概要〕

本発明は、放射性物質を含む濃厚塩廃液に対し
て、(A)前記した晶析共沈による処理と、 (B)活性炭による吸着処理とを適宜組合わせて該廃
液の処理を行なうものである。

さらに詳しく述べると、本発明は、放射性物質
を含む濃厚塩廃液に対して、 (A)(a) Ni⁺⁺、Co⁺⁺、Mn⁺⁺およびZn⁺⁺からなる
群から選ばれた２価金属イオンを添加する工
程 (b) 前記２価金属イオンに対して当量以上のフ
エロシアン酸イオンを添加する工程 (c) 前記したフエロシアン酸イオンの過剰量に
対して当量以上の第二鉄イオンを添加する工
程 (d) アルカリを添加してPHを8.5〜11に調整す
る工程 (e) 硫化イオンを添加する工程および (f) 硫化イオンと反応して沈澱を生成しうる金
属イオンを添加する工程 を順次行なつた後、生成した沈澱と残りの廃液
とを分離して沈澱を回収する工程 および (B) 活性炭に吸着せしめる工程 の(A)、(B)両工程を適宜組み合わせて行なうもので
ある。

廃液中に存在して晶析を妨害するキレート化剤
は主に有機キレート化剤であつて、これらは多く
の金属元素と錯体を形成する。特にEDTAおよ
びその誘導体は多種類の金属元素と錯体を形成
し、その安定PH域が広いので問題である。その他
にも１−ニトロソ−２−ナフトール、２−ニトロ
ソ−１ナフトール、コンゴーレツド、ジメチルグ
リオキシム等が特定元素と錯体を形成して晶析を
妨害する。

そこで本発明ではこれらのキレート化剤を活性
炭に吸着させて除去し、晶析共沈を有効に行なわ
しめるようにした。

活性炭処理は最初に行なつてもよいし、晶析共
沈のあとに行なつてもよい。活性炭処理のあと晶
析共沈に行なうと放射性物質の除去が完全になさ
れる。最初に活性炭処理を行なう場合は、予め廃
液を過または遠心分離して乳遊懸濁物を除去し
ておくと良好な結果が得られる。

廃液中のキレート化剤は数ppm以下であるの
で、活性炭の使用量は少量でよい。活性炭吸着塔
に活性炭を充填し、該塔に被処理液を流すことに
よつて活性炭処理を行なうことができる。

(A)の晶析共沈工程における放射性核種の沈澱生
成は次のようにしてなされるものと考えられる。

まず(a)と(b)の工程によりベルリン酸塩の沈澱結
晶が生成し、その沈澱結晶に廃液中の ¹³⁴Cs、
¹³⁷Csが取込まれる。この時の(a)の２価金属塩の
添加量は数ppm〜数100ppmであり、好ましくは
NiSO₄・7H₂Oで70ppmである。また(b)の添加量
は(a)の塩に対して1.1〜1.5当量であり、フエロシ
アン化カリ３水和塩を用いる場合は170ppm程度
が適当である。続いて(c)の工程で添加された第二
鉄イオンと残存するフエロシアン酸イオンとが反
応してベルリン青の沈澱を生成し、この沈澱生成
の際にも ¹³⁴Csおよび ¹³⁷Csが取込まれ、また
⁶⁰Coの一部も取込まれる。第二鉄イオンの添加量
は過剰のフエロシアン酸イオンに対して1.1〜1.5
当量が適当であり、好ましくは硫酸第二鉄を
220ppm程度となるように用いる。さらに(d)の工
程によりアルカリを添加して過剰の第二鉄イオン
を水酸化第二鉄として沈澱させる。この時
⁵⁴Mn、 ⁵⁹Fe、 ⁹⁵Zr− ⁹⁵Nb、 ⁵¹Cr、 ⁶⁰Coの各
核種が取込まれるアルカリとしては水酸化ナトリ
ウムまたは水酸化カリウムを用いる。PHは好まし
くは9.5〜10.3とする。このアルカリ性のまま(e)
の工程で硫化イオンS^--を数ppmから数100ppm
になるように加える。好ましくは硫化ナトリウム
を30ppmになるよう加える。次に(f)の工程でS^--
と反応して硫化物の沈澱を生成する金属イオン、
例えばNi⁺⁺、Co⁺⁺、Fe⁺⁺、Cu⁺⁺、Zn⁺⁺等を加
えるとこれらの金属の硫化物の沈澱が生成し、こ
の時 ^110mAg、 ⁶⁵Zn等残余の核種が取込まれる。
(f)で加える金属イオンは硫化イオンの1.1〜1.5当
量が適当であり、例えばNiSO₄・7H₂Oの水溶液
を用いる。

以上の各工程で生成した沈澱は長時間放置する
と再溶解するので注意しなければならない。例え
ば水酸化第二鉄の沈澱生成後長時間放置すると前
に沈澱したベルリン酸塩およびベルリン青が分解
するので遅くとも６時間以内に次の(e)工程に進ま
なければならない。また、硫化イオンを添加した
後長時間放置するとベルリン酸塩、ベルリン青を
分解し再溶解してしまうので手早く次の(f)工程に
進まなければならない。

以上の如く順次各工程を行なうことによつて順
次沈澱を析出させ、すべて沈澱させてからクラツ
ドセパレータまたは過器で沈澱を分離する。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例を示す。

廃液５m³を過または遠心分離して浮遊懸濁物
を除去する。次にこの廃液を活性炭吸着塔に通
す。該吸着塔は直径500mm高さ800mmの円筒形で２
塔が直列に並んでいる。２塔のうち前段の１塔が
破過したら、後段の塔を前段にし、後段に新たな
吸着塔をつけるようにする。

活性炭吸着塔を通つた廃液を、晶析共沈処理に
かける。この晶析共沈は次のようにして行なう。

上記活性炭処理剤廃液にNiSO₄・7H₂O330ｇを
約10％水溶液にしてよく撹拌しつつ５〜20分間に
わたり添加する。次にフエロシアン化カリK₄〔Fe
（CN）₆〕・3H₂O850ｇを約10％水溶液にしてよく
撹拌しつつ５〜10分間にわたつて加える。ここで
ベルリン酸塩のコロイドが生ずる。次にFe₂
（SO₄）₃1100ｇを約10％水溶液にして撹拌しつつ
５〜10分間にわたり加える。つづいて
NaOH1200ｇ程度加えて、PHを8.5〜11、望まし
くは9.5に調整する。約５〜20分で調整を終り次
にNa₂S・9H₂O400ｇを約10％水溶液にして加え
る。よく撹拌しつつ５〜10分で添加を完了する。
次にNiSO₄・7H₂O600ｇを10％水溶液にしてよく
撹拌しつつ加える。これら全工程は６時間を越え
てはならない。生成した沈澱はクラツドセパレー
タまたは過器で分離する。

以上で晶析共沈工程を終り、処理した廃液は再
び過または遠心分離し、さらに活性炭吸着塔を
通し、再び晶析共沈をくり返し、次にまた過ま
たは遠心分離し、中和する。このようにして処理
された廃液は放射能検出限界以下まで精製され放
出される。

別の実施例として、廃液→晶析共沈→過また
は遠心分離→活性炭吸着→晶析共沈→過または
遠心分離→活性炭吸着→中和→放出 の順で同様に処理してもよい。

なお処理すべき廃液中に ^110mAgが存在しない
場合は、晶析共沈処理において(e)および(f)の工程
を省略することができ、また、 ¹³⁴Cs、 ¹³⁷Csが
存在しない場合は(a)の工程を省略できる。場合が
ある。後者の場合、(c)工程のFe⁺⁺⁺の添加量は(a)
のイオンが添加されていない分だけ多くなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば以下に述
べる種々の効果を得ることができる。

(1) 廃液中にキレート化剤が存在していても晶析
共沈法を適用することができる。すなわち本発
明方法で処理するとキレート化剤が存在してい
ても分離性能よくクロム酸および放射性物質を
廃液から除去することができ、また廃液から分
離されたスラツジは従来の濃縮法のように非放
射性の塩を多量に含むことがないので容積が極
めて少ない。スラツジは原廃液の1/200以下で
あり、セメント固化体等の固化体の量を著しく
減少させることができる。（従来の濃縮法に比
較して固形分重量で約1/1000の減容に相当す
る。） (2) 通常廃液中のキレート化剤は数ppm以下であ
るから、活性炭の量は極く少量でよい。またキ
レートを吸着した活性炭は焼却することによつ
てさらに減容できる。

(3) 設備および操作が簡単である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射性物質を含む濃厚塩廃液に対して、 (A)(a) Ni⁺⁺、Co⁺⁺、Mn⁺⁺およびZn⁺⁺からなる
   群から選ばれた２価金属イオンを添加する工
   程 (b) 前記２価金属イオンに対して当量以上のフ
   エロシアン酸イオンを添加する工程 (c) 前記フエロシアン酸イオンの過剰量に対し
   て当量以上の第二鉄イオンを添加する工程 (d) アルカリを添加してPHを8.5〜11に調整す
   る工程 (e) 硫化イオンを添加する工程および (f) 硫化イオンと反応して沈澱を生成しうる金
   属イオンを添加する工程 を順次行なつた後、生成した沈澱と残りの廃液
   とを分離して沈澱を回収する工程 および (B) 活性炭に吸着せしめる工程 の(A)および(B)両工程を適宜組み合わせて行なうこ
   とを特徴とする放射性物質を含む濃厚塩廃液の処
   理方法。 ２ (A)工程を６時間以内に行なう特許請求の範囲
   第１項記載の放射性物質を含む濃厚塩廃液の処理
   方法。 ３ (B)工程の前に廃液中の浮遊懸濁物を過また
   は遠心分離により除去しておく特許請求の範囲第
   １項記載の放射性物質を含む濃厚塩廃液の処理方
   法。