KR930012043B1 - 알카리성 폐액의 처리방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

알카리성 폐액의 처리방법

본 발명은, 이온(ion)물질과 콜로이드물질을 함유하는 알카리성 폐액(waste liquid)의 처리방법에 관한 것이다. 통상, 핵연료의 처리시에 배출되는 폐액에는 우라늄 또는 토륨등과 같은 핵연료가 잔존한다. 이러한 종류의 폐액의 처리방법으로서는, 겔화감타닌(gelled persimmontannin), 킬레이트수지, 또는 수산화티타늄 등과 같은 흡착제를 사용하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이와같은 폐액에 있어서는, 우라늄과 토륨이 이온상태로 존재할 뿐아니라 미세한 콜로이드물질의 형태로 존재할 수 있다. 이온물질은 상기한 종래의 방법에 의해 흡착되어 제거될 수 있지만, 콜로이드 물질은 성공적으로 제거될 수가 없다.

본원의 출원인은, 일본특원평 2-2051호에 개시되어 있는, 타닌을 사용하는 신규한 폐기물처리법을 이전에 개발하였다. 미공개인 상기한 일본특원평 2-2051호에는, 피흡착물을 함유하는 용액에 타닌을 용해시키는 단계와, 이 용액에 알데히드를 첨가하는 단계와, 용액에 암모니아를 첨가하여 타닌을 주성분으로 하는 침전물을 생성시키는 단계와, 이 침전물에 피흡착물질을 흡착시키는 단계로 구성되어 있는 방법이 기재되어 있다. 이 처리방법은, 우라늄과 토륨이 콜로이드상태로도 존재하는 폐액의 처리에 적용하지만, 상당히 복잡하여 개선이 요망되고 있다. 따라서, 본 발명은, 공정이 단순하고, 폐액으로부터 이온물질 뿐아니라 콜로이드 물질도 효과적으로 제거할 수 있는 알칼리성폐액의 처리방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 폐액에 분말타닌을 첨가하여 주로 타닌으로 이루어져 있는 고체물질을 생성시켜서 그 고체물질에 피흡착물질을 흡착시키는 단계와, 그후 폐액을 여과하여서 피흡착물질을 함유하고 있는 고체물질을 분리하는 단계로 구성되어 있는, 피흡착물질이 이온상태 및 콜로이드상태로 존재하는 알칼리성 폐액의 처리방법이 제공된다. 이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 핵연료제조시에 배출되는 폐액중 일부는 알칼리성이다.

예를들어, 우라늄전환공정에서 배출되는 폐액은, 우라늄 또는 토륨 등과 같은 핵연료 이외의 NH₄F를 함유하며, pH가 대략 10정도이다. 이와같은 알칼리성폐액에는, 우라늄과 토륨이 이온상태 뿐아니라 미세한 콜로이드 상태로도 존재한다.

본 발명에 의한 방법은, 특히 상기한 알카리성 폐액을 처리하기 위해 개발된 것으로서, 폐액에 분말타닌을 첨가하여 주로 타닌으로 이루어져 있는 고체물질을 생성시켜서 그 고체물질에 피흡착물질을 흡착시키고, 그후 폐액을 여과해서 피흡착물질을 함유하고 있는 고체물질을 분리하는 것을 특징으로 하는 방법이다. 보다 상세하게 설명하면, 우선 분말타닌을 그 상태로 폐액에 첨가한다. 선택되는 타닌의 종류로서는, 퀘브라쵸타닌, 아카시아타닌, 맹그로브타닌, 가문비나무타닌, 갬비이타닌, 아카카테킨, 및 참나무껍질타닌 등과 같은 농축타닌이 바람직하다.

이것은, 가수분해성 타닌과 같은 다른 종류의 타닌에 비해 침전이 보다 완전하게 발생하기 때문이다.

그후, 분말타닌과 폐액이 혼합되어 서로 접촉하도록, 폐액을 충분히 교반한다. 그 결과, 타닌의 일부는 용해되고 일부는 용해되지 않고 잔존하여서, 주로 타닌으로 이루어지는 고체면상(綿狀)침전물이 형성된다. 폐액내의 우라늄과 토륨은 이들 침전물에 흡착된다.

상기한 폐액의 교반은 20분이상 실시되지만 지나치게 길지 않은것이 바람직하다. 가장 바람직한 교반시간은 25-35이다.

다음에, 폐액을 종래의 여과법으로 여과해서 폐액으로부터 고체물질을 분리한다. 이와같이 하여서, 폐액내에 함유되어 있는 우라늄과 토륨이 분리되어 회수된다. 이 방법에 있어서는, 이온물질은 흡착에 의해 고체침전물에 포착될 수 있고, 콜로이드물질은, 교반에 의해 폐액내에 용해된 타닌이 알칼리성 분위기에 침전할 때, 침전물(공침)을 용결시키도록 되어 있다.

본 발명의 방법에 의하면, 분말 형상의 타닌이 그대로 사용될 수 있으므로, 미리 흡착제를 제조할 필요가 없다. 따라서, 본 발명은 공정이 단순하고 매우 경제적이다. 또한, 이온물질과 콜로이드물질이 동시에 제거될 수 있으므로, 매우 편리하며 효율적이다.

이하, 본 발명을 아래의 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

6.90×10°Bq/㎤의 α핵종(U)과, 4.16×10°Bq/㎤의 β핵종(Th)과, 44.0g/1의 NH₃및 27.7g/l의 F를 함유하는 pH10인 250ml의 폐액을 준비하였다.

그후, 100mg의 농축형타닌 분말을 폐액에 첨가한 다음, 35분동안 교반해서 종래방법으로 여과하였다.

그결과 여과액은, α핵종(U)이 농도 2.57×10^-1Bq/㎤로 감소되었으며 그 회수율은 96.3%이었고, β핵종(Th)은 농도 4.62×10^-2Bq/㎤로 감소되었으며 그 회수율은 88.9%이었다.

[실시예 2]

6.40×10°Bq/㎤의 α핵종(U)과 2.26×10°Bq/㎤의 β핵종(Th)을 함유하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 폐액을 준비하였다. 그후 실시예 1에서와 동일한 양의 농축타닌분말을 첨가하고, 폐액을 30분간 교반한 다음, 여과하였다.

그결과 여과액은, α핵종(U) 농도 3.70×10^-2Bq/㎤로 감소되었으며 그 회수율은 99.4%이었고, β핵종(Th)은 농도 3.30×10^-2Bq/㎤로 감소되었으며 그 회수율은 85.4%이었다.

[비교예]

농축타닌분말 대신에 불용성타닌흡착제를 사용해서 실시예 1과 동일한 과정을 반복하였다. 이 경우, 우라늄과 토륨이 40.4% 내지 63.5% 정도 회수되었다.

상기한 실험의 결과로부터 명백히 알 수 있듯이, 분말타닌의 사용이 폐액으로 부터 α핵종(U) 및 β핵종(Th)을 감소시키는 데에 매우 효과적이다. 이것은, 실시예 1및 실시예 2에서는 이온상태 뿐아니라 콜로이드상태로 존재하는 α 및 β핵종이 제거되지만, 비교예에서는, 이온상태로 존재하는 핵종이 제거되기 때문이다.

상술한 바와같이, 본 발명의 처리방법에서는, 우라늄과 토륨이 미세한 콜로이드 형태로 폐액내에 존재하더라도 매우 효과적으로 제거될 수 있다. 그러므로, 본 방법은 매우 효과적이어서 실용적가치가 대단히 크다. 또한, 사용되는 타닌이 분말인 한, 불용성타닌을 미리 제조할 필요가 없어서 공정이 간단하여 매우 경제적이다. 더구나, 폐기물처리후에 잔존하고 있는 타닌침전물은 소각에 의해 분량이 감소될 수 있어서, 고체폐기물의 방출이 저감될 수 있다. 또한, 소각생성물은 순수한 산화우라늄으로 될 수 있으므로, 재사용이 가능하다. 이상 설명한 바와같은 실시예를 고려하여 본원발명은 여러가지 형태의 변경 및 수정이 첨부하는 본원 청구범위의 범주내에서 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (4)

1. 피흡착물질이 이온상태 및 콜로이드상태로 존재하는 알칼리성폐액에 분말라닌을 첨가하여 주로 타닌으로 이루어져 있는 고체물질을 생성시켜 전기한 고체물질에 전기한 피흡착물질을 흡착시키는 단계와, 그후 전기한 폐액을 여과하여서 전기한 피흡착물질을 함유하고 있는 전기한 고체물질을 분리하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 알칼리성 폐액의 처리방법.
2. 제1항에 있어서, 전기한 피흡착물질은 우라늄과 토륨을 함유하는 핵연료물질인 것을 특징으로 하는 알카리성폐액의 처리방법.
3. 제1항에 있어서, 전기한 타닌은 농축타닌인 것을 특징으로 하는 알칼리성폐액의 처리방법.
4. 제3항에 있어서, 전기한 농축타닌은 퀘브라쵸타닌, 아카시아타닌, 맹그로브타닌, 가문비나무타닌, 갬비이타닌, 아카카테킨, 및 참나무껍질타닌으로 구성되어 있는 군(群)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 알카리성 폐액의 처리방법.