KR20180079539A - Washing method for uranium-contaminated materials - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cleaning materials contaminated with uranium.
토양 혹은 자갈 등을 산세척하여 얻은 우라늄 폐기물은 일반적으로 우라늄 그 자체보다는 우라늄 이외의 타 금속 불순물이 다량 포함되어 있어, 별도의 처리 없이 상기 폐기물을 처분할 시 안정화 및 고화 처리의 증가와 처분 비용이 크게 증가하므로, 이러한 폐기물로부터 우라늄과 비방사성 물질의 분리를 통한 처분대상 방사성 폐기물의 부피 감소가 절대적으로 필요하다.Uranium waste obtained by pickling up soil or gravel generally contains a large amount of impurities other than uranium other than uranium itself. Therefore, when disposing the waste without any additional treatment, stabilization and increase of solidification treatment and disposal cost It is absolutely necessary to reduce the volume of radioactive waste to be disposed through the separation of uranium and non-radioactive materials from such waste.
현재 국내의 방사성 폐기물 처분장의 처분 비용은 200 L 드럼 당 1,500 만원 수준이므로 처분 비용이 매우 높다. 따라서 처분 비용의 감소 관점에서 우라늄-금속 복합산화물의 부피를 감소시키는 기술이 매우 중요하다. The disposal cost of the domestic radioactive waste repository is about 15 million won per 200 L drum, so the disposal cost is very high. Therefore, it is very important to reduce the volume of the uranium-metal composite oxide from the viewpoint of reducing the disposal cost.
종래의 대표적인 우라늄 폐기물 처리 기술들에는 세척법(washing), 전기동력학적 기법(electrokinetic process), 전해 제염(electolytic decontamination), 건조압축(compaction), 용해법(dissolution), 가열 분쇄(heating and grinding), 가열 분해(thermal decomposition) 및 산화법(oxidation) 등이 있다.Typical examples of conventional uranium waste treatment techniques include washing, electrokinetic processes, electolytic decontamination, dry compaction, dissolution, heating and grinding, Thermal decomposition and oxidation.
방사성 폐기물의 부피감소를 목적으로 하는 종래 기술로, 우라늄 변환 공정에서 발생된 방사성 잡고체, 슬러지, 토양 등을 건조, 재포장 또는 압축 감소시키는 방법(우라늄변환공정에서 발생된 방사성고체폐기물의 건조, 압축 등에 의한 부피감용처리, 한국원자력학회 춘계학술발표회 논문집, 2003)이 개시되어 있다. A method for drying, repacking or compressing a radioactive grab, sludge, soil or the like generated in a uranium conversion process (drying of radioactive solid waste generated in a uranium conversion process, Bulk-feeling treatment by compression, etc .; Proceedings of the Korean Nuclear Society Spring Conference, 2003).
종래기술인 우라늄 오염 물질 세척방법은 오염된 물질을 산(acid)으로 세척한 후 이 용액에 염기를 첨가하여 pH를 중화시켜 용액에 용해되어 있는 우라늄을 침전시킨다. 그 후 침전을 제거한 다음 용액을 재사용한다. 그러나 이와 같이 세척액의 pH를 바로 중화시킬 경우 용액 중에 포함된 철, 알루미늄과 같은 금속 이온들이 침전되어 과량의 2차폐기물이 발생한다. 또한, 중화용액 중 나트륨, 칼륨, 칼슘의 농도가 증가하여 이를 재생액으로 계속 사용하면 오염물질의 세척 효율이 감소한다. 이를 방지하기 위하여 일정기간 사용 후 용액을 증발시켜야 하는데 많은 에너지를 필요로 하므로 비경제적이다. 한편, 미량의 우라늄을 포함하는 재생액을 장기간 방출하면 이 우라늄이 배수로의 토양 등에 침적될 우려가 있으므로 외부로 방출하기 위해서 용액 중의 우라늄 농도를 최대한 낮춰야 한다.A conventional method for cleaning uranium pollutants is to wash contaminated materials with acid, neutralize the pH by adding a base to the solution, and precipitate the uranium dissolved in the solution. The precipitate is then removed and the solution reused. However, when the pH of the washing solution is directly neutralized, metal ions such as iron and aluminum precipitate and excess secondary waste is generated. In addition, the concentration of sodium, potassium, and calcium in the neutralization solution is increased, and if it is continuously used as the regeneration liquid, the cleaning efficiency of the contaminant decreases. In order to prevent this, the solution must be evaporated after a certain period of use, which requires a lot of energy and is therefore uneconomical. On the other hand, if a regenerated solution containing a small amount of uranium is released for a long period of time, the uranium may be deposited on the soil of a drainage channel, so that the uranium concentration in the solution should be minimized in order to discharge it to the outside.
이에, 본 발명자들은 종래의 우라늄 오염물질 세척방법의 한계를 극복하면서 처분대상 방사성 폐기물의 양을 최소화시키는 효과적인 처리 방법을 고안하던 중, pH의 단계별 조절로 우라늄을 제외한 금속이온 선 제거를 통한 2차폐기물 양의 감소, 재생액에 흡착제를 처리한 후 방출시키는 방법을 통해 잔류 우라늄의 농도를 최대한 낮춰 방출하는 효율적인 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법을 개발하고 본 발명을 완성하였다.The present inventors have devised an effective treatment method of minimizing the amount of radioactive waste to be disposed while overcoming the limitations of the conventional uranium pollutant cleaning method, The present invention has been accomplished on the basis of the above-mentioned findings. The present invention has been accomplished on the basis of this finding.
본 발명의 목적은 우라늄으로 오염된 물질의 효율적인 세척방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for efficiently cleaning materials contaminated with uranium.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 우라늄으로 오염된 물질을 산으로 세척하는 단계(단계 1); 상기 단계 1에 의한 세척 후의 용액의 pH를 조절하여 우라늄을 제외한 금속이온을 침전시키는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2에서 침전된 금속이온을 제거한 용액의 pH를 조절하여 우라늄을 침전시키는 단계(단계 3); 를 포함하는 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for purifying a uranium-contaminated material, comprising the steps of: (1) washing a material contaminated with uranium with an acid; Adjusting the pH of the solution after washing according to step 1 to precipitate metal ions other than uranium (step 2); And adjusting the pH of the solution from which the precipitated metal ions have been removed in
본 발명에 따른 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법은 우라늄 오염 물질 세척액의 pH를 2단계로 나누어 조절함으로써 2차폐기물의 양을 현저히 줄일 수 있다.The method of cleaning materials contaminated with uranium according to the present invention can significantly reduce the amount of secondary waste by adjusting the pH of the uranium pollutant washing liquid by dividing into two stages.
도 1은 세척액의 pH 변화에 따른 용액의 변화를 보여주는 사진이고,
도 2는 pH 변화에 따른 금속이온의 용해도를 나타내는 그래프이다.FIG. 1 is a photograph showing a change of a solution according to pH change of a washing solution,
2 is a graph showing solubility of metal ions with respect to pH change.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. In addition, "including" an element throughout the specification does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary.
이하 본 발명의 내용을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail.
본 발명은 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법에 관한 것이고, 구체적으로는 우라늄으로 오염된 물질을 산으로 세척하는 단계(단계 1); 상기 단계 1에 의한 세척 후의 용액의 pH를 조절하여 우라늄을 제외한 금속이온을 침전시키는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2에서 침전된 금속이온을 제거한 용액의 pH를 조절하여 우라늄을 침전시키는 단계(단계 3); 를 포함하는 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법을 제공한다.The present invention relates to a method for cleaning materials contaminated with uranium, and more particularly to a method for cleaning a material contaminated with uranium with an acid (step 1); Adjusting the pH of the solution after washing according to step 1 to precipitate metal ions other than uranium (step 2); And adjusting the pH of the solution from which the precipitated metal ions have been removed in
이하 본 발명을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 세척방법 중 단계 1은 우라늄으로 오염된 물질을 산으로 세척하는 단계로, 구체적으로는 오염된 물질에 부착되어 있는 우라늄을 산으로 용해하여 처리 대상물질로부터 우라늄을 세척하는 단계이다.Step 1 of the cleaning method according to the present invention is a step of washing a material contaminated with uranium with an acid, specifically, dissolving uranium attached to the contaminated material with an acid to wash uranium from the target material.
이때 상기 우라늄으로 오염된 물질은 자갈 일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 특별히 한정하지 않는다.At this time, the material contaminated with uranium may be gravel. However, the present invention is not particularly limited to this.
우라늄변환시설의 해체/복원 시 방사능으로 오염된 다량의 자갈폐기물이 발생할 수 있다. 유류 오염 토양 중에 포함된 오염된 자갈은 오래 전부터 이들의 정화에 막대한 노력을 기울여 다양한 기술들이 개발되어 일부는 실용화되고 있는 반면, 방사능 오염 자갈은 원자력시설에 한하여 발생되므로 그 특성상 많은 연구가 진행되지 않아 세척에 대한 기초자료가 부족하다. 따라서 이들을 세척하는 기술을 개발하기 위해서는 앞으로 많은 시간과 비용이 소요될 것이다. 그러나 이러한 방사능 오염 자갈 폐기물 세척방법의 개발은 향후 원자력 시설 해체 시 발생할 막대한 양의 자갈이 발생할 수 있으므로 환경적인 측면에서나 경제적인 측면에서 매우 중요하다. 이때 세척효율이 낮은 자갈은 파쇄한 후 세척하여 최종적으로 자체처분허용농도(천연 우라늄기준 1.0 Bq/g이하)를 만족시키고자 하였다. 세척효율을 높이고 세척시간을 단축하기 위하여 우라늄 오염 자갈을 파쇄/분쇄한 후 세척한 결과, 입자의 크기가 작으면 작을수록 세척효율이 높고 자체처분 허용농도를 만족하는 것으로 나타났다. 우라늄변환시설에서 발생된 자갈의 경우 우라늄이 UO2 2+ 혹은 U(Ⅳ) 형태로 흡착되어 있는 것으로 생각된다.A large amount of gravel waste contaminated with radioactivity may be generated during decommissioning / restoration of the uranium conversion facility. Contaminated gravel contained in oil contaminated soil has been used for a long time and various technologies have been developed and some of them have been put into practical use. However, since radioactive contaminated gravel is generated only in nuclear facilities, many studies are not conducted There is a lack of basic data on cleaning. Therefore, it will take a lot of time and money to develop technologies for cleaning them. However, the development of the radioactive contaminated gravel waste cleaning method is very important from an environmental point of view as well as an economic point of view since a large amount of gravel will be generated in the future in the dismantling of nuclear facilities. At this time, gravels with low cleaning efficiency were crushed and washed to finally meet the allowable concentration (1.0 Bq / g or less based on natural uranium). In order to increase the efficiency of washing and shorten the washing time, the uranium contaminated gravel was crushed / ground and washed. As the particle size was smaller, the washing efficiency was higher and the permissible concentration of self - disposal was satisfied. Uranium is considered to be adsorbed in the form of UO 2 2+ or U (Ⅳ) in the case of gravels generated from uranium conversion facilities.
상기 단계 1에서 사용되는 산은 황산, 염산, 질산 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The acid used in step 1 is preferably at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and acetic acid, but is not limited thereto.
제염 방법 중에서 화학적 제염 방법, 특히 산을 이용한 화학적 습식 제염 방법은 상대적으로 다른 제염 방법에 비하여 값이 싸고 제염 속도가 빠르고 효과적이기 때문에, 방사성 금속폐기물의 제염에 대표적으로 사용되고 있는 방법이다.Among the decontamination methods, the chemical decontamination method, especially the chemical wet decontamination method using acid, is a method that is typically used for decontamination of radioactive metal waste because it is cheap and relatively fast in terms of decontamination speed and effective compared with other decontamination methods.
본 발명에서 상기 산을 이용한 화학적 습식 제염을 위한 산 용액은 황산, 염산, 질산 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the acid solution for chemical wet decontamination using the acid is preferably at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and acetic acid, but is not limited thereto.
또한, 상기 단계 1의 산 용액의 몰 농도는 0.5 M 내지 2 M 일 수 있다. 이때, 상기 산 용액의 몰 농도를 2 M 보다 높게 하여도 우라늄 용해율의 큰 향상은 기대하기 어려울 수 있고, 상기 산 용액이 몰 농도를 0.5 M 보다 낮게 한다면 우라늄 용해가 충분히 이루어지지 않을 가능성이 있다.In addition, the molar concentration of the acid solution of step 1 may be 0.5 M to 2 M. [ At this time, even if the molar concentration of the acid solution is made higher than 2 M, a significant improvement in the uranium dissolution rate may not be expected. If the acid solution has a molar concentration lower than 0.5 M, the uranium dissolution may not be sufficiently performed.
다음으로, 본 발명에 따른 단계 2는 상기 단계 1에 의한 세척 후의 용액 중에 과량으로 포함된 철(Fe3 +) 과 알루미늄(Al3 +)을 선택적으로 제거하기 위하여 pH를 조절하여 우라늄을 제외한 금속이온을 침전시키는 단계로, 구체적으로는 상기 단계 1에 의하여 세척된 용액 중 모든 이온을 침전시키는 것이 아니라, 우라늄을 제외한 금속이온만을 침전시키는 단계이며, 이때 상기 금속이온은 주로 3가 금속이온이다.Next,
기존 우라늄으로 오염된 물질을 세척하는 방법에서는 세척되는 용액에 포함된 모든 이온을 침전시켜 폐기물로 처리함으로써, 폐기물 양이 크게 증가하는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 자갈 세척 폐액에 용해되어 있으며 pH 7 내지 pH 9의 알칼리 용액에서도 2/3 이상을 차지하는 철과 알루미늄과 금속이온들을 우선 침전시켜 폐기함으로써, 우라늄 오염 폐기물의 양을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.In the conventional method of washing substances contaminated with uranium, there is a problem that the amount of waste is greatly increased by precipitating all the ions contained in the solution to be cleaned and treating the waste with waste. However, in the present invention, iron, aluminum and metal ions, which are dissolved in the gravel washing waste solution and occupy more than 2/3 of the alkali solution of pH 7 to pH 9, are first precipitated and discarded to thereby significantly reduce the amount of uranium contaminated waste It is effective.
상기 단계 1에 의한 세척 후의 용액에 우라늄을 제외한 금속이온은 도 2에 나타난 바와 같이 알루미늄(Al3 +), 철(Fe3 +), 망간(Mn3 +)과 같은 3가 이온이 다량 포함될 수 있다. As the metal ions other than the uranium in the solution after the washing with the first step is shown in Fig aluminum (Al 3 +), iron (Fe 3 +), manganese (Mn 3 +) and trivalent ions may contain large amounts of have.
본 발명인 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법에서 금속이온들을 우선 침전시켜 폐기함은, 구체적으로 상기 단계 2에서 pH를 3 내지 4로 조절하여 먼저 침전되는 철, 알루미늄과 같은 금속이온들을 제거함을 의미한다.In the cleaning method of the material contaminated with uranium according to the present invention, the first precipitation and disposal of the metal ions means to remove the metal ions such as iron and aluminum precipitated first by adjusting the pH to 3 to 4 in the
상기 pH를 조절하는 것은 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. The pH may be controlled by one or more selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonium hydroxide.
상기 단계 2는 pH를 3 내지 4로 조절하여 수행되는 것이 바람직하다. 단계 2에서 pH가 3 미만인 경우에는 금속 이온들이 충분히 침전되지 않는 문제점이 있고, pH가 4를 초과하는 경우에는 우라늄 이온 중 일부가 함께 침전되는 문제점이 있다. Preferably,
본 발명에 따른 세척방법 중 단계 3은 상기 단계 2에서 침전된 금속이온을 제거한 용액의 pH를 조절하여 우라늄을 침전시키는 단계이다. 구체적으로는 상기 단계 2에서 생성된 침전물에는 우라늄이 거의 포함되어 있지 않은데 이를 자체처분 가능하므로 이들 침전물을 제외한 용액만을 가지고 pH를 조절하는 것이다. Step 3 of the cleaning method according to the present invention is a step of precipitating uranium by adjusting pH of a solution in which metal ions precipitated in
상기 pH를 조절하는 것은 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 수산화암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.The pH may be controlled by one or more selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonium hydroxide.
상기 단계 3은 pH를 7 내지 9로 조절하여 수행되는 것이 바람직하다. The step 3 is preferably carried out by adjusting the pH to 7 to 9. [
상기 표 1에서 보여주는 바와 같이 폐액이 pH 4 까지는 용액 중 우라늄의 방사능이 감소하지 않으나, pH 5와 6에서는 급격히 감소한다. 그러나 아직도 소량의 우라늄 방사능이 검출되므로 우라늄 방사능이 검출되지 않는 pH 7 내지 pH 9 영역으로 조절하는 것이 바람직하다. 만약 pH 9 이상으로 조절하면 필요 이상의 KOH를 첨가하게 되며, 강염기 용액에서는 우라늄의 용해도가 증가하는 문제점이 있다.As shown in Table 1, the radioactivity of uranium in the solution does not decrease until the pH of the waste solution is pH 4, but decreases rapidly at pH 5 and 6. However, since a small amount of uranium activity is still detected, it is preferable to control the range of pH 7 to pH 9 in which uranium radioactivity is not detected. If it is adjusted to pH 9 or above, more KOH is added than necessary, and the solubility of uranium increases in a strong base solution.
상기 단계 3의 우라늄 침전 후 나머지 용액은 외부로 방출하거나, 산을 가하여 자갈 내 우라늄을 제거하기 위한 세척액으로 재사용할 수 있다. 상기와 같은 재사용은 폐액의 발생을 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 추가적으로 우라늄을 제거하기 위하여 흡착제로 처리한 후 외부로 방출하는 단계를 거침으로써 미량의 우라늄이 외부에서 축적될 수 있는 문제를 해결할 수 있다.After the uranium precipitation in step 3, the remaining solution may be discharged to the outside or may be reused as a washing solution for removing uranium in gravel by adding an acid. Such reuse has an advantage that the generation of waste liquid can be reduced. In addition, it is possible to solve the problem that a small amount of uranium can be accumulated outside by additionally treating with an adsorbent to remove uranium and discharging it to the outside.
한편, 상기 단계 3에서 생성된 우라늄이 포함된 용액을 계속 사용하게 되면 용액중 K, Na, Ca 등과 같이 용해성 이온들의 농도가 높아지게 되어 세척효율이 감소하게 된다. 따라서 수 차례 세척액을 재생한 다음, 이 용액을 처리하여야 한다. 제염 폐액을 재생하지 않고 처리 하는 방법으로써는 폐액의 증발농축 처리, 이온교환 처리, 전해 투석에 의한 용액 재생 등이 고려될 수 있다. 폐액의 증발 농축 방법은 많은 에너지가 소모되며 또한 그 처리 속도가 느리며, 특히 황산을 사용하는 경우 황 성분에 의해 농축 처리 후에도 많은 고체 폐기물의 발생시키는 문제점이 있다. On the other hand, if the uranium-containing solution produced in step 3 is continuously used, the concentration of soluble ions such as K, Na, Ca, etc. in the solution is increased and the cleaning efficiency is decreased. Therefore, it is necessary to regenerate the washing solution several times and then treat this solution. As a method of treating the decontamination waste solution without regeneration, it is possible to consider the evaporation concentration treatment of the waste solution, the ion exchange treatment, the solution regeneration by electrolytic dialysis, and the like. The method of concentrating the waste solution by evaporation consumes a lot of energy and its processing speed is slow. Especially, when sulfuric acid is used, there is a problem that a lot of solid waste is generated even after the concentration treatment by the sulfur component.
미량의 우라늄을 포함한 재생액을 장기간 방출하면 이 우라늄이 배수로의 토양 등에 침적될 우려가 있으므로 용액을 외부로 방출하기 위해서는 용액 중 우라늄의 농도를 최대한 낮춰야 한다.If uranium is released for a long period of time, the uranium concentration in the solution should be reduced as much as possible in order to discharge the solution to the outside, since there is a possibility that the uranium may be deposited on the soil of the drainage channel.
따라서, 상기 단계 3 수행 후 발생한 침전물 이외의 폐액을 산 또는 염기 용액을 사용하여 pH를 조절하고 우라늄 흡착제를 첨가하여 잔류 우라늄을 흡착 제거시킨다.Therefore, the pH of the waste solution other than the precipitate formed after step 3 is adjusted by using acid or base solution, and uranium adsorbent is added to adsorb and remove the residual uranium.
상기 산 또는 염기 용액은 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 황산, 질산 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.The acid or base solution may be sodium hydroxide, potassium hydroxide, sulfuric acid or nitric acid, but is not limited thereto.
상기 흡착제는 벤토나이트, 마그네타이트, 제올라이트, 이온교환수지 등을 사용할 수 있고, 특히 우라늄의 흡착 성능이 뛰어나고 값싼 Na-벤토나이트를 사용하는 것이 바람직하다.The adsorbent may be bentonite, magnetite, zeolite, ion exchange resin, etc. In particular, it is preferable to use Na-bentonite which is excellent in the adsorption performance of uranium and inexpensive.
상기 단계 3 수행 후, 우라늄 침전물을 제거한 용액을 흡착제로 처리하는 경우 우라늄의 농도가 자체처분허용농도(천연 우라늄기준 1.0 Bq/g이하)에 해당한다.When the solution from which the uranium precipitate is removed after the step 3 is treated with the adsorbent, the uranium concentration corresponds to the self-disposal allowable concentration (1.0 Bq / g or less based on natural uranium).
특히, 벤토나이트 혹은 제올라이트는 우라늄 침전물을 제거한 용액을 pH 5 내지 7로 조절한 후 흡착제로 사용하는 경우 흡착력이 가장 크다. 이는 값비싼 이온교환수지를 사용하지 않더라도 폐액 방출 전 우라늄을 효율적으로 제거하여 경제적으로 유리한 효과를 가질 수 있다. In particular, bentonite or zeolite has the greatest adsorption power when a solution in which uranium precipitate is removed is adjusted to a pH of 5 to 7 and then used as an adsorbent. This makes it possible to efficiently remove uranium before the waste liquid is discharged even if expensive ion exchange resins are not used, and thus to have an economically advantageous effect.
예컨대, 상기 단계 3 수행 후, 우라늄 침전물을 제거한 용액을 pH 5 내지 7로 조절하고 흡착제로 처리한 후, 이를 방출하는 세척방법이 수행된 우라늄 농도는, 50 μg/L 이하이고, 이 값은 세계보건기구(WHO)에서 규정하는 음용수 기준의 우라늄 농도 상한 값인 30 μg/L 과 유사하며, 자체처분허용농도(천연 우라늄기준 1.0 Bq/g이하)에 해당함은 물론, 상기 단계 3 수행 후 우라늄 침전물을 제거한 용액을 pH 5 내지 7로 조절하지 않고 흡착제 처리만 한 경우보다 현저히 낮다. 예를 들어, 상기 자체처분허용농도의 약 1/20 이하에 해당한다.For example, after the step 3 is performed, the uranium concentration in which the uranium precipitate is removed is adjusted to a pH of 5 to 7, treated with an adsorbent, and then discharged, is less than 50 μg / L. It is similar to the upper limit value of uranium concentration of 30 μg / L, which is prescribed by the WHO, and it corresponds to the permissible concentration of uranium (1.0 Bq / g or less based on natural uranium) The pH of the removed solution is not adjusted to a pH of 5 to 7, which is significantly lower than that of adsorbent treatment alone. For example, it corresponds to about 1/20 or less of the permissible concentration of the above-mentioned disposal.
실제 국내 지하수 중 일부 농도가 수십에서 수백 μg/L 인 것과 비교하면 자연수 보다도 더 낮은 값이므로 방류하거나 일반 산업 폐액으로 처리 가능할 것이다. In fact, some concentrations of groundwater in Korea are lower than natural water, compared to several tens to several hundred μg / L, so it will be discharged or treated as general industrial waste.
따라서 본 발명에 따른 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법은 세척액의 pH를 바로 중화시키지 않고, 두번으로 나누어 1차로는 우라늄을 제외한 금속이온을 제거하고 2차로는 우라늄을 제거하여 최종 처분 대상 폐기물의 양이 현저히 줄어 처분 비용을 크게 절감시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 폐액에 흡착제를 처리함으로써 자체처분 가능한 정도로 잔류 우라늄의 농도를 최대한으로 감소시켜 방출 가능하다. Therefore, the method of washing uranium contaminated material according to the present invention does not directly neutralize the pH of the washing liquid but divides the washing liquid twice, firstly removing metal ions except uranium, and secondly removing uranium to remove the amount of final disposal wastes This can significantly reduce disposal costs. In addition, by treating the waste liquid with an adsorbent, the concentration of the residual uranium can be reduced to the maximum extent possible by self-disposing.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예 및 실험예는 본 발명의 설명을 위한 예일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Experimental Examples. The following examples and experimental examples are only illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
<실시예 1>≪ Example 1 >
우라늄 오염물질의 세척 1Cleaning uranium contaminants 1
우라늄으로 오염된 분쇄된 자갈 50 g에 1.0 M 농도의 황산 100 ml를 가하여 온도 60℃에서 3시간동안 세척을 수행하였다. 그 후 세척 용액에 명반(potash alum)을 0.2 g을 넣고 수산화칼륨(KOH)을 넣어 용액의 pH를 3으로 조절하여 우라늄을 제외한 금속을 침전시켰다. 그 후 용액을 진공 필터링하여 침전물과 액체를 분리 하였고, 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 5로 조절하여 우라늄을 침전시켰다. 침전된 우라늄과 액체는 용액을 진공 필터링하여 분리하였고, 분리된 액체는 방출하였다.100 g of 1.0 M sulfuric acid was added to 50 g of crushed gravel contaminated with uranium, and washing was carried out at a temperature of 60 ° C for 3 hours. Then, 0.2 g of potash alum was added to the washing solution, and the pH of the solution was adjusted to 3 by adding potassium hydroxide (KOH) to precipitate the metal except uranium. The solution was then vacuum filtered to separate the precipitate and liquid, and the pH was adjusted to 5 by adding potassium hydroxide to the separated liquid to precipitate the uranium. The precipitated uranium and liquid were separated by vacuum filtering the solution and the separated liquid was released.
<실시예 2>≪ Example 2 >
우라늄 오염물질의 세척 2Cleaning
실시예 1에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 용액에서 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 6으로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 오염물질을 세척하였다.The contaminants were washed in the same manner as in Example 1, except that potassium hydroxide was added to the liquid separated from the solution precipitated with metal except uranium in Example 1 to adjust the pH to 6.
<실시예 3>≪ Example 3 >
우라늄 오염물질의 세척 3Cleaning uranium contaminants 3
실시예 1에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 용액에서 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 7로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 오염물질을 세척하였다.The contaminants were washed in the same manner as in Example 1, except that potassium hydroxide was added to the liquid separated from the solution precipitated with metal except uranium in Example 1, and the pH was adjusted to 7.
<실시예 4><Example 4>
우라늄 오염물질의 세척 4Cleaning uranium contaminants 4
실시예 1에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 용액에서 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 8로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 오염물질을 세척하였다.The contaminants were washed in the same manner as in Example 1, except that potassium hydroxide was added to the liquid separated from the solution in which the metal except uranium was precipitated in Example 1, and the pH was adjusted to 8.
<실시예 5>≪ Example 5 >
우라늄 오염물질의 세척 5Cleaning uranium contaminants 5
실시예 1에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 용액에서 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 9로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 오염물질을 세척하였다.The contaminants were washed in the same manner as in Example 1, except that potassium hydroxide was added to the liquid separated from the solution precipitated with metal except uranium in Example 1, and the pH was adjusted to 9.
<실시예 6>≪ Example 6 >
우라늄 오염물질의 세척 6Cleaning uranium contaminants 6
우라늄으로 오염된 분쇄된 자갈 50 g에 1.0 M 농도의 황산 100 ml를 가하여 온도 60에서 3시간동안 세척을 수행하였다. 그 후 세척 용액에 명반(potash alum)을 0.2 g을 넣고 수산화칼륨(KOH)을 넣어 용액의 pH를 4로 조절하여 우라늄을 제외한 금속을 침전시켰다. 그 후 용액을 진공 필터링하여 침전물과 액체를 분리 하였고, 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 5로 조절하여 우라늄을 침전시켰다. 침전된 우라늄과 액체는 용액을 진공 필터링하여 분리하였고, 분리된 액체는 방출하였다.100 g of 1.0 M sulfuric acid was added to 50 g of crushed gravel contaminated with uranium and washing was carried out at a temperature of 60 for 3 hours. Then, 0.2 g of potash alum was added to the washing solution and potassium hydroxide (KOH) was added to adjust the pH of the solution to 4 to precipitate the metal except for uranium. The solution was then vacuum filtered to separate the precipitate and liquid, and the pH was adjusted to 5 by adding potassium hydroxide to the separated liquid to precipitate the uranium. The precipitated uranium and liquid were separated by vacuum filtering the solution and the separated liquid was released.
<실시예 7>≪ Example 7 >
우라늄 오염물질의 세척 7Cleaning uranium contaminants 7
실시예 6에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 용액에서 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 6으로 조절한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 수행하여 오염물질을 세척하였다.The contaminants were washed in the same manner as in Example 6, except that potassium hydroxide was added to the liquid separated from the solution in which the metal other than uranium was precipitated in Example 6, and the pH was adjusted to 6.
<실시예 8>≪ Example 8 >
우라늄 오염물질의 세척 8Cleaning uranium contaminants 8
실시예 6에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 용액에서 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 7로 조절한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 수행하여 오염물질을 세척하였다.The contaminants were washed in the same manner as in Example 6, except that potassium hydroxide was added to the liquid separated from the solution in which the metal except uranium was precipitated in Example 6, and the pH was adjusted to 7.
<실시예 9>≪ Example 9 >
우라늄 오염물질의 세척 9Cleaning uranium contaminants 9
실시예 6에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 용액에서 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 8로 조절한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 수행하여 오염물질을 세척하였다.In Example 6, contaminants were washed in the same manner as in Example 6, except that potassium hydroxide was added to the liquid separated from the solution in which the metal other than uranium was precipitated to adjust the pH to 8.
<실시예 10>≪ Example 10 >
우라늄 오염물질의 세척 10Cleaning
실시예 6에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 용액에서 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 9로 조절한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 수행하여 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 6, except that potassium hydroxide was added to the liquid separated from the solution in which the metal except uranium was precipitated in Example 6, and the pH was adjusted to 9.
<실시예 11>≪ Example 11 >
우라늄 오염물질의 세척 11Cleaning uranium contaminants 11
우라늄으로 오염된 분쇄된 자갈 50 g에 1.0 M 농도의 황산 100 ml를 가하여 온도 60℃에서 3시간동안 세척을 수행하였다. 그 후 세척 용액에 명반(potash alum)을 0.2 g을 넣고 수산화칼륨(KOH)을 넣어 용액의 pH를 3으로 조절하여 우라늄을 제외한 금속을 침전시켰다. 그 후 용액을 진공 필터링하여 침전물과 액체를 분리 하였고, 분리된 액체에 수산화칼륨을 가하여 pH를 8.2로 조절하여 우라늄을 침전시켰다. 침전된 우라늄과 액체는 용액을 진공 필터링하여 분리하였고, 분리된 액체는 방출하였다.100 g of 1.0 M sulfuric acid was added to 50 g of crushed gravel contaminated with uranium, and washing was carried out at a temperature of 60 ° C for 3 hours. Then, 0.2 g of potash alum was added to the washing solution, and the pH of the solution was adjusted to 3 by adding potassium hydroxide (KOH) to precipitate the metal except uranium. The solution was then vacuum filtered to separate the precipitate and the liquid. Potassium hydroxide was added to the separated liquid to adjust the pH to 8.2 to precipitate the uranium. The precipitated uranium and liquid were separated by vacuum filtering the solution and the separated liquid was released.
<실시예 12>≪ Example 12 >
우라늄 오염물질의 세척 12Cleaning
상기 실시예 11에서 분리된 액체를 방출하기 전에 Na-벤토나이트(Kanto사)로 처리한 후 방출한 것을 제외하고는 실시예 11과 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 11 except that the liquid separated in Example 11 was treated with Na-bentonite (Kanto Co.) and then discharged.
<실시예 13>≪ Example 13 >
우라늄 오염물질의 세척 13Cleaning uranium contaminants 13
상기 실시예 12에서 분리된 액체를 방출하기 전, 상기 액체의 pH를 6.0으로 조절하고, Na-벤토나이트(Kanto사)로 처리한 후 방출한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 오염물질을 세척하였다.The same procedure as in Example 12 was carried out except that the pH of the liquid was adjusted to 6.0 before being discharged from the liquid of Example 12 and discharged after being treated with Na-bentonite (Kanto Corp.) Respectively.
<실시예 14>≪ Example 14 >
우라늄 오염물질의 세척 14Cleaning
상기 실시예 12에서 흡착제로 Na-벤토나이트(Kanto사) 대신에 Na-벤토나이트(와이오밍사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 12 except that Na-bentonite (manufactured by Wyoming) was used instead of Na-bentonite (Kanto) as an adsorbent in Example 12.
<실시예 15>≪ Example 15 >
우라늄 오염물질의 세척 15Cleaning uranium contaminants 15
상기 실시예 14에서 분리된 액체를 방출하기 전, 상기 액체의 pH를 6.0으로 조절하고, Na-벤토나이트(와이오밍사)로 처리한 후 방출한 것을 제외하고는 실시예 14와 동일하게 오염물질을 세척하였다.Before discharging the liquid separated in Example 14, the pH of the liquid was adjusted to 6.0, treated with Na-bentonite (Wyoming), and then discharged. Respectively.
<실시예 16>≪ Example 16 >
우라늄 오염물질의 세척 16Cleaning of uranium contaminants 16
상기 실시예 12에서 흡착제로 Na-벤토나이트(Kanto사) 대신에 Ca-벤토나이트(국내산)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 12, except that Ca-bentonite (domestic) was used instead of Na-bentonite (Kanto) as an adsorbent in Example 12.
<실시예 17>≪ Example 17 >
우라늄 오염물질의 세척 17Cleaning uranium contaminants 17
상기 실시예 16에서 분리된 액체를 방출하기 전, 상기 액체의 pH를 6.0으로 조절하고, Ca-벤토나이트(국내산)로 처리한 후 방출한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 16, except that the pH of the liquid was adjusted to 6.0, treated with Ca-bentonite (domestic), and then discharged before discharging the liquid separated in Example 16 .
<실시예 18>≪ Example 18 >
우라늄 오염물질의 세척 18Cleaning uranium contaminants 18
상기 실시예 12에서 흡착제로 Na-벤토나이트(Kanto사) 대신에 마그네타이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 12, except that the magnetite was used instead of Na-bentonite (Kanto Co.) as the adsorbent in Example 12.
<실시예 19>≪ Example 19 >
우라늄 오염물질의 세척 19Cleaning uranium contaminants 19
상기 실시예 18에서 분리된 액체를 방출하기 전, 상기 액체의 pH를 6.0으로 조절하고, 마그네타이트로 처리한 후 방출한 것을 제외하고는 실시예 18과 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 18, except that the pH of the liquid was adjusted to 6.0 before being discharged from the liquid of Example 18, treated with magnetite, and then discharged.
<실시예 20>≪ Example 20 >
우라늄 오염물질의 세척 20Cleaning uranium contaminants 20
상기 실시예 12에서 흡착제로 Na-벤토나이트(Kanto사) 대신에 제올라이트 A-3를 사용한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 12, except that zeolite A-3 was used instead of Na-bentonite (Kanto Corp.) as the adsorbent in Example 12.
<실시예 21>≪ Example 21 >
우라늄 오염물질의 세척 21Cleaning uranium contaminants 21
상기 실시예 20에서 분리된 액체를 방출하기 전, 상기 액체의 pH를 6.0으로 조절하고, 제올라이트 A-3로 처리한 후 방출한 것을 제외하고는 실시예 20과 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 20, except that the pH of the liquid was adjusted to 6.0, treated with zeolite A-3, and then discharged before discharging the liquid separated in Example 20.
<실시예 22>≪ Example 22 >
우라늄 오염물질의 세척 22Cleaning uranium contaminants 22
상기 실시예 12에서 흡착제로 Na-벤토나이트(Kanto사) 대신에 제올라이트 A-4를 사용한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 12, except that zeolite A-4 was used instead of Na-bentonite (Kanto Corp.) as the adsorbent in Example 12.
<실시예 23>≪ Example 23 >
우라늄 오염물질의 세척 23Cleaning uranium contaminants 23
상기 실시예 22에서 분리된 액체를 방출하기 전, 상기 액체의 pH를 6.0으로 조절하고, 제올라이트 A-4로 처리한 후 방출한 것을 제외하고는 실시예 22와 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 22, except that the pH of the liquid was adjusted to 6.0, treated with zeolite A-4, and then discharged before discharging the liquid separated in Example 22 above.
<실시예 24>≪ Example 24 >
우라늄 오염물질의 세척 24Cleaning uranium contaminants 24
상기 실시예 12에서 흡착제로 Na-벤토나이트(Kanto사) 대신에 이온교환수지(S-950)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 오염물질을 세척하였다.The pollutants were washed in the same manner as in Example 12, except that the ion exchange resin (S-950) was used instead of Na-bentonite (Kanto Co.) as the adsorbent in Example 12.
<실시예 25>≪ Example 25 >
우라늄 오염물질의 세척 25Cleaning
상기 실시예 24에서 분리된 액체를 방출하기 전, 상기 액체의 pH를 6.0으로 조절하고, 이온교환수지(S-950)로 처리한 후 방출한 것을 제외하고는 실시예 24와 동일하게 오염물질을 세척하였다.As in Example 24, except that the pH of the liquid was adjusted to 6.0, treated with an ion-exchange resin (S-950), and then discharged before discharging the liquid separated in Example 24, And washed.
<비교예 1>≪ Comparative Example 1 &
우라늄 오염물질의 세척 26Cleaning uranium contaminants 26
우라늄으로 오염된 분쇄된 자갈 50 g에 1.0 M 농도의 황산 100 ml를 가하여 온도 60에서 3시간동안 세척을 수행하였다. 그 후 세척 용액에 명반(potash alum)을 0.2 g을 넣고 수산화칼륨(KOH)을 넣어 용액의 pH를 7로 조절하여 침전물을 침전시켰다. 100 g of 1.0 M sulfuric acid was added to 50 g of crushed gravel contaminated with uranium and washing was carried out at a temperature of 60 for 3 hours. Then, 0.2 g of potash alum was added to the washing solution, and the pH of the solution was adjusted to 7 by adding potassium hydroxide (KOH) to precipitate the precipitate.
<비교예 2>≪ Comparative Example 2 &
우라늄 오염물질의 세척 27Cleaning uranium contaminants 27
비교예 1에서 세척 용액의 pH를 8로 조절한 것을 제외하고는 비교예 1과 같이 수행하였다.The procedure of Comparative Example 1 was repeated except that the pH of the washing solution was adjusted to 8 in Comparative Example 1.
<비교예 3>≪ Comparative Example 3 &
우라늄 오염물질의 세척 28Cleaning uranium contaminants 28
비교예 1에서 세척 용액의 pH를 9로 조절한 것을 제외하고는 비교예 1과 같이 수행하였다.The procedure of Comparative Example 1 was repeated except that the pH of the washing solution was adjusted to 9 in Comparative Example 1.
<실험예 1><Experimental Example 1>
우라늄으로 오염된 폐기물의 양 확인Determine the amount of uranium contaminated waste
우라늄 오염 물질의 세척액의 pH를 2 단계로 나누어 중화시키는 경우 2차 폐기물의 양을 현저히 줄일 수 있음을 확인하기 위하여 실시예 1 내지 실시예10 및 비교예 1, 비교예 2과 비교예 3에 대하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.In order to confirm that the amount of the secondary waste can be significantly reduced when neutralizing the pH of the washing solution of the uranium pollutant in two stages, in Examples 1 to 10 and Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 The following experiment was carried out.
실시예 1 내지 실시예 10에서 2차로 침전되는 우라늄 침전물의 양과 비교예 1 내지 3에서 침전되는 침전물의 양을, 전체 침전물의 양에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 침전물의 양을 빼는 방법으로 비교하였고, 그 결과를 이하의 표 2에 나타내었다.The amount of uranium precipitate precipitated secondarily in Examples 1 to 10 and the amount of sediment precipitated in Comparative Examples 1 to 3 were compared by subtracting the amount of precipitate in which the metal other than uranium was precipitated from the amount of the total precipitate , And the results are shown in Table 2 below.
실시예 1에서 1차적으로 우라늄을 제외한 금속이온들을 먼저 제거함으로 인해 2차 폐기물의 양은 0.35g이고, 실시예 2 에서는 0.36g, 실시예 3 에서는 0.38g, 실시예 4 에서는 0.5g, 실시예 5 에서는 0.54g, 실시예 6 에서는 0.19g, 실시예 7 에서는 0.2g, 실시예 8 에서는 0.22g, 실시예 9 에서는 0.34g, 실시예10 에서는 0.38g 임을 알 수 있다. The amount of the secondary waste was 0.35 g, the amount of the secondary waste was 0.36 g in Example 2, 0.38 g in Example 3, 0.5 g in Example 4, the amount of secondary wastes in Example 5 , 0.19 g in Example 6, 0.2 g in Example 7, 0.22 g in Example 8, 0.34 g in Example 9, and 0.38 g in Example 10, respectively.
반면, 비교예 1에서는 1차적으로 우라늄을 제외한 금속이온들을 먼저 제거하지 않은 결과로 0.97g만큼이 2차 폐기물의 양이 되고, 비교예 2에서는 1.09g이 되며, 비교예 3 에서는 1.13g만큼이 된다 On the other hand, in Comparative Example 1, the amount of the secondary waste was 0.97 g, which was 1.09 g in Comparative Example 2, and 1.13 g in Comparative Example 3, do
상기 표 2에 따르면, 우라늄 세척액의 pH를 바로 중화시킬 경우, 세척액 중에 포함된 금속이온들이 함께 침전되어 과량의 2차 폐기물이 발생함을 알 수 있다. 실시예 1 내지 실시예 10에서 우라늄을 제외한 금속을 침전시킨 침전물에는 거의 우라늄이 포함되지 않아 자체처분 할 수 있다. 따라서 세척액에서 우라늄을 제거하기 위하여 pH를 중화시킬 때 세척액의 pH를 3 내지 4, 그리고 pH 7 내지 9인 두 단계로 나누어 조절하면 침전물인 2차 폐기물의 양을 약 1/3 로 줄일 수 있음을 알 수 있고, 이를 통하여 본 발명에 따른 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법은 우라늄으로 오염된 폐기물의 양을 현저히 줄일 수 있다는 것을 확인할 수 있다.According to Table 2, when the pH of the uranium washing solution is directly neutralized, the metal ions contained in the washing solution are precipitated together to generate excessive secondary wastes. In Examples 1 to 10, sediments in which metals other than uranium are precipitated are almost free from uranium and can be disposed of by themselves. Therefore, when pH is neutralized in order to remove uranium from the washing solution, it is possible to reduce the amount of the secondary waste, which is a precipitate, to about 1/3 by adjusting the pH of the washing solution to 3 to 4 and pH to 7 to 9 It can be seen that the method of cleaning materials contaminated with uranium according to the present invention can significantly reduce the amount of waste contaminated with uranium.
<실험예 2><Experimental Example 2>
자갈 세척 중화액에 첨가한 흡착제에 따른 우라늄 농도의 변화 Changes in Uranium Concentration by Adsorbent Added to Neutralizing Solution for Gravel Washing
상기 단계3을 수행한 이후의 폐액에 소량의 흡착제를 넣어 잔류 우라늄의 농도를 최대한 감소시켜 방출할 수 있음을 확인하기 위하여, 실시예 11 내지 25에 대하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.In order to confirm that the concentration of the residual uranium can be reduced to a minimum by putting a small amount of adsorbent into the waste solution after the step 3, the following experiments were conducted with respect to Examples 11 to 25.
실시예 11 내지 실시예 25에서 침전된 우라늄 양의 측정을 위해 Whatman4 혹은 0.45 μm 주사기 필터로 여과한 다음, 여과액 중 우라늄 양을 ICP-AES로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The amount of uranium precipitated in Examples 11 to 25 was filtered through a Whatman 4 or 0.45 μm syringe filter, and the amount of uranium in the filtrate was measured by ICP-AES. The results are shown in Table 3 below.
(μg/L)U
(μg / L)
Example 12
상기 표 3에 따르면, 실시예 11에서 Whatman4 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 400 μg/L이 된다.According to the above Table 3, when the filtrate was filtered with Whatman 4 filter in Example 11, the amount of uranium in the filtrate was 400 μg / L.
실시예 12 에서 Whatman4 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 140 μg/L 가 되고, 0.45 μm 필터로 여과한 경우에는 90 μg/L 가 된다. 실시예 13 에서 0.45 μm 필터 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 50 μg/L 미만이 된다. 실시예 14 에서 Whatman4 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 300 μg/L 가 되고, 0.45 μm 필터로 여과한 경우에는 280 μg/L 가 된다. 실시예 15 에서 0.45 μm 필터 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 50 μg/L 미만이 된다. 실시예 16 에서 Whatman4 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 410 μg/L 가 되고, 0.45 μm 필터로 여과한 경우에는 200 μg/L 가 된다. 실시예 17 에서 0.45 μm 필터 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 310μg/L 가 된다. 실시예 18 에서 Whatman4 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 320 μg/L 가 되고, 0.45 μm 필터로 여과한 경우에는 340 μg/L 가 된다. 실시예 19 에서 0.45 μm 필터 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 50μg/L 가 된다. 실시예 20 에서 Whatman4 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 370 μg/L 가 되고, 0.45 μm 필터로 여과한 경우에는 380 μg/L 가 된다. 실시예 21 에서 0.45 μm 필터 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 350 μg/L 가 된다. 실시예 22 에서 Whatman4 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 400 μg/L 가 되고, 0.45 μm 필터로 여과한 경우에는 400 μg/L 가 된다. 실시예 23 에서 0.45 μm 필터 필터로 여과한 경우에는 여과액 중 우라늄의 양은 50 μg/L 미만이 된다. 실시예 24 에서 Whatman4 필터로 여과한 경우와 0.45 μm 필터로 여과한 경우 모두 여과액 중 우라늄의 양은 50 μg/L 미만이 된다. 실시예 25 에서 0.45 μm 필터 필터로 여과한 경우에도 여과액 중 우라늄의 양은 50 μg/L 미만이 된다. In Example 12, the amount of uranium in the filtrate was 140 μg / L when filtered with Whatman 4 filter, and 90 μg / L when filtered with a 0.45 μm filter. In Example 13, the amount of uranium in the filtrate was less than 50 μg / L when it was filtered with a 0.45 μm filter filter. The amount of uranium in the filtrate was 300 μg / L when filtered with Whatman 4 filter in Example 14, and 280 μg / L when filtered with a 0.45 μm filter. In Example 15, the amount of uranium in the filtrate is less than 50 μg / L when it is filtered with a 0.45 μm filter filter. In Example 16, the amount of uranium in the filtrate was 410 μg / L when filtered with Whatman 4 filter, and 200 μg / L when filtered with a 0.45 μm filter. In Example 17, when the filtrate was filtered with a 0.45 μm filter, the amount of uranium in the filtrate was 310 μg / L. The amount of uranium in the filtrate was 320 μg / L when filtered with Whatman 4 filter in Example 18, and 340 μg / L when filtered with a 0.45 μm filter. In Example 19, when the filtrate was filtered with a 0.45 μm filter filter, the amount of uranium in the filtrate was 50 μg / L. In Example 20, the amount of uranium in the filtrate was 370 μg / L when filtered with Whatman 4 filter, and 380 μg / L when filtered with a 0.45 μm filter. In Example 21, the amount of uranium in the filtrate was 350 μg / L when it was filtered with a 0.45 μm filter filter. The amount of uranium in the filtrate was 400 μg / L when filtered with Whatman 4 filter in Example 22, and 400 μg / L when filtered with a 0.45 μm filter. In Example 23, the amount of uranium in the filtrate was less than 50 μg / L when it was filtered with a 0.45 μm filter filter. In Example 24, the amount of uranium in the filtrate was less than 50 μg / L in both the Whatman 4 filter and the 0.45 μm filter. In Example 25, the amount of uranium in the filtrate is less than 50 μg / L even when it is filtered with a 0.45 μm filter filter.
상기 실험예 2를 통해 pH 6에서 Na-벤토나이트, 제올라이트 A-4, S-950 이온교환수지가 모두 중화액 400 μg/L 의 우라늄 농도를 50 μg/L 이하로 낮췄음을 알 수 있다. 이 값은 세계보건기구(WHO)에서 규정하는 음용수 기준의 우라늄 농도 상한 값인 30 μg/L 과 유사하며, 원자력안전위원회 고시 제2014-34호 '방사선방호 등에 관한 기준' 에 정한 배수중 우라늄 배출 기준값(약 1mg/L) 의 1/20 이하에 해당한다. 실제 국내 지하수 중 일부 농도가 수십에서 수백 μg/L 인 것과 비교하면 자연수 보다도 더 낮은 값이므로 방류하거나 일반 산업 폐액으로 처리 가능할 것이다. It can be seen from Experimental Example 2 that Na-bentonite, zeolite A-4 and S-950 ion exchange resins at pH 6 lowered the uranium concentration of 400 μg / L of neutralizing solution to 50 μg / L or less. This value is similar to the upper limit value of uranium concentration of drinking water standard prescribed by the World Health Organization (WHO), which is 30 μg / L, and the uranium emission standard value in drainage specified in Nuclear Safety Commission Notice No. 2014-34 ' (About 1 mg / L). In fact, some concentrations of groundwater in Korea are lower than natural water, compared to several tens to several hundred μg / L, so it will be discharged or treated as general industrial waste.
이온교환수지를 흡착제롤 사용하는 경우 흡착력은 좋으나, 수지가 유기물이므로 바로 버릴 수 없으므로 폐기물을 줄이기 위하여 재생공정이 필요한 단점이 있다. 그러나 Na-벤토나이트나 제올라이트와 같은 천연물들은 이들이 용액 중 우라늄을 모두 흡착하여 농도가 100배 증가하더라도 자체 처분기춘치 이하(U-238이 80 mg/L) 이하에 해당하므로 이를 바로 자체처분하거나, pH 3이하의 산성용액에서는 우라늄 흡착계수가 낮으므로 이들을 오염토양에 넣어 제염처리하면 된다. 따라서 폐액을 중화시킨 용액에 흡착력이 좋으면서도 값싼 Na-벤토나이트를 넣고 필터한 다음 방류하는 것이 가장 경제적이고 바람직하다.When the ion exchange resin is used as the adsorbent roll, the adsorption power is good. However, since the resin is an organic matter, it can not be thrown away, so there is a disadvantage that a regeneration process is required to reduce waste. However, natural products such as Na-bentonite and zeolite adsorbed uranium in solution, and even if the concentration is increased by a factor of 100, they fall below their own disposal stage (U-238 = 80 mg / L) In the acid solution below 3, the uranium adsorption coefficient is low, so they can be decontaminated in contaminated soil. Therefore, it is most economical and desirable to add Na-bentonite, which is good in adsorption power, to the neutralized solution of the waste solution, filter it, and discharge it.
본 실험예 2의 결과, 본 발명에 따르는 우라늄으로 오염된 물질의 세척방법을 수회 사용 한 후 폐액을 방류할 때, 이 방류액 중 우라늄의 농도를 흡착제를 첨가함으로써 자체처분 가능한 정도로 최대한 낮춰 배출할 수 있음을 증명하였다. As a result of Experimental Example 2, when the waste liquid was discharged after the use of the cleaning method of the material contaminated with uranium according to the present invention for several times, the concentration of uranium in the discharged liquid was reduced by the adsorbent .
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.
Claims (12)
Washing the uranium contaminated material with acid (step 1); Adjusting the pH of the solution after washing according to step 1 to precipitate metal ions other than uranium (step 2); And adjusting the pH of the solution from which the precipitated metal ions have been removed in step 2 to precipitate uranium (step 3); Lt; RTI ID = 0.0 > of uranium < / RTI > contaminated material.
The method of claim 1, wherein the material contaminated with uranium is gravel.
The method according to claim 1, wherein the acid used in step (1) is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and acetic acid.
The method according to claim 1, wherein at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonium hydroxide is used to adjust the pH in the step 2 and the step 3. .
The method according to claim 1, wherein said step (2) is carried out with a pH of from 3 to 4.
The method according to claim 1, wherein the metal ions precipitated in step (2) are at least one selected from the group consisting of iron ions, aluminum ions and manganese ions.
The method according to claim 1, wherein said step (3) is carried out by adjusting the pH to 7 to 9.
The method according to claim 1, wherein, after step 3, a solution from which uranium precipitate has been removed is used for controlling the pH of step 2 or step 3.
The method according to claim 1, wherein after the step 3, the solution having the uranium precipitate removed is treated with an adsorbent and then discharged.
The method according to claim 9, wherein the adsorbent is at least one selected from the group consisting of bentonite, magnetite, zeolite, and ion exchange resin.
10. The method of claim 9, wherein the uranium concentration of the treated process liquid is a self-disposed permissible concentration (1.0 Bq / g or less based on natural uranium).
10. The method of claim 9, wherein the adsorbent treatment is performed after adjusting the pH of the solution to 5 to 7 before treating the solution from which the uranium precipitate is removed with the adsorbent.
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