JPH0246117B2

JPH0246117B2 - Hoshaseibutsushitsuofukumunokoenhaiekinoshorihoho

Info

Publication number: JPH0246117B2
Application number: JP16843182A
Authority: JP
Inventors: Kaname Matsumoto; Takeshi Matsuda; Masanobu Sato; Jun Yoshikawa; Takaaki Kurita
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1990-10-12
Anticipated expiration: 2002-09-29
Also published as: JPS5958398A

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
種が含まれているので、これらを回収除去するた
めに種々の手段が講じられている。

例えば、廃液を滴当な手段で濃縮させ、この濃
縮物をセメント、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除去すべき放射性物質は極め
て微量であるのに、非放射性の塩が多量に含まれ
ているため、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てしまい、例えばイオン
交換樹脂再生廃液の場合には復水脱塩塔１塔の再
生でセメント固化体約20本もの200のドラム缶
を生成する。このように放射性物質の量に比して
余りにも多くの固化体が生ずるため、廃棄物ドラ
ム缶の貯蔵量が増大し、種々の問題を生じてい
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、¹¹
^０ｍAg、 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。

〔発明の目的〕

本発明は放射性廃液処理の従来の欠点を解消し
て、放射性物質を安定に固定化し、しかも固体廃
棄物を減容化しうる放射性廃液の処理方法を提供
することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は放射性物質を含む濃厚塩廃液を処理し
て放射性物質を含む少量の固化体を回収し、かつ
大部分の非放射性物質を含む廃液を放出するもの
であり、次の工程からなる。

放射性物質を含む濃厚塩廃液を蒸発乾燥して
粉体とする。

該粉末を熱可塑性ゴムと混練して該ゴム中に
該粉体を均一に分散させたゴム固体化とする。

該ゴム固化体を水で抽出する。抽出液は次の
以下の工程に付し、一方残渣は乾燥粉体とし
た後、後の工程で生成する沈澱と共に再び加熱
成形して固化体とする。

の抽出液を蒸発濃縮し、この濃縮液を晶析
共沈処理する。

晶析共沈処理により生成した沈澱を分離回収
し、乾燥した後の残渣と一緒に加熱成形す
る。沈澱除去後の残液は放出される。

以上の工程において、の抽出残渣はスポンジ
状となつており、ここに放射性物質の大部分が含
まれている。これを乾燥して粉体とし、の沈澱
の乾燥したものと一緒に再び加熱成形して安定な
貯蔵固化体とする。の抽出液には大部分の非放
射性物質と共に微量の不溶性放射性物質粒子と可
溶放射性物質を含んでいるので、これを濃縮した
後晶析共沈に付して放射性物質を沈澱させ、これ
を前記した如く処理する。

このようにして、原廃液中に存在する多量の非
放射性物質の殆んどはの残渣の中にあつて放出
され（この放出水の放射能は検出限界以下）、一
方放射性物質はゴム固化体中に貯蔵される。

上記工程における晶析共沈処理は次のようにし
て行なう。抽出した濃縮液に対して、 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、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、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、アルカリを添加してPHを8.5〜11に調整する
工程、硫化イオンを添加する工程、および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。

このように順次薬剤を添加することによつて順
次沈澱が生じ、次のように放射性核種が共沈する
ものと考えられる。すなわち、およびの工程
によりベルリン酸塩の沈澱結晶が生成し、この時
¹³⁴Cs、 ¹³⁷Csが取込まれる。の２価金属塩の
添加量は数ppm〜数100ppmである。またの添
加量はの塩に対して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には
170ppm程度が適当である。続いての第二鉄イ
オンと残在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、この時 ¹³⁴Cs、
¹³⁷Csおよび ⁶⁰Coの一部が取込まれる。第二鉄イ
オンの添加量はフエロシアン酸イオンの過剰量に
対して1.1〜1.5当量であり、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、ｏ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が用いられる。PHは好
ましくは9.5〜10.3とする。アルカリ性のまま
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になるように加える。次にの工程で
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。で加える金属イオンは硫化イオンの1.1
〜1.5当量が適量であり、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。

25重量％の濃厚塩廃液100トン（80m³）を蒸発
乾燥させて粉体（25トン）とする。この粉体を約
100℃で塩素化ポリエチレンゴム3.2トンと混練
し、これを厚さ４〜２mmのシートまたは条又はペ
レツトに加熱成形する（28.2トン）。このゴム固
化体を水で抽出する。抽出は約40℃でゴム固化体
を水面近くにおき、上より新しい純水をはり込ん
で行なう。抽出温度が低すぎると抽出速度が遅く
なり、高すぎるとゴムがやわらかくなつてくつつ
きやすくなるので、20〜50℃程度が適当である。
ゴム固化体シートの厚さも４mm以下であれば３日
以内で90％以上抽出できるが、厚さが増すと抽出
に時間がかかる。また抽出時あまり激しく撹拌す
るとゴム中の不溶性放射性物質が脱落して除染率
を悪くする。この抽出にソツクスレー抽出器のよ
うな濃縮しながら常に新しい純水で抽出するよう
な装置を使用すると、次の蒸発濃縮工程を経ずに
充分濃い抽出液が得られる。抽出残渣はスポンジ
状であり、これを乾燥して粉粒体とする。

この抽出工程で使用する水は約2000トンであ
り、21.375トンの塩が抽出液中に移行した。この
中には非放射性塩の他に可溶性の放射性物質がそ
の９×10^-1程度、および不溶性放射性物質がその
10^-4程度移行して存在している。この抽出液を蒸
発濃縮して約2000m³の蒸留水を放出し、濃縮液
85.5トン（約69m²）を得る。

この濃縮液を晶析共沈処理して約28Kgの沈澱を
含むスラリー約１m³を分離回収し、この沈澱を乾
燥してさきの抽出残渣と一緒にし、加熱成形して
ゴム固化体として貯蔵する。晶析共沈により沈澱
を分離したり残りの廃液（68m³）は放射能が検出
限界以下であり、放出される。

上記の晶析共沈は〜の各工程でそれぞれ次
の薬剤を使用した。

NiSO₄・7H₂O 4.6Kg 約10％水溶液で K₄〔F₄（CN）₆・3H₂O 12Kg 約10％水溶液で Fe₂（SO₄）₃ 15.4Kg 約10％水溶液で NaOH 16.8Kg 約10％水溶液で Na₂S・9H₂O 5.6Kg 約10％水溶液で NiSO₄・7H₂O 8.4Kg 約10％水溶液で以上の操作によつて、原廃液中の粉体廃棄物25
トンのうち不溶性物質12.5トンおよび可溶性物質
の抽出残物2.375トン抽出工程でゴム中に残り、
スポンジ状ゴム中に固定化される。そして残りの
少量の放射性物質は抽出液中に移行し、晶析共沈
により沈澱回収され（28Kg）、乾燥粉体としてさ
きの抽出残渣と一緒に固体化される。非放射性塩
約21.35トンは放出廃液中にあつて放出される。
したがつて原廃棄物中の非放射性水溶性塩のうち
90％以上を放出することができ、ゴム固化体の中
で貯蔵される量は約3.63トン、すなわち約15％に
減量されたことになる。

別の実施例では、粉体廃棄物８トンの処理にゴ
ム１トンを使用し、不溶性物質0.4トン、水溶性
物質の溶出残物0.76トン、晶析沈澱物0.005トン
を回収した。ゴムの重量と合わせて2.17トンとな
り、約1/4に減容化した。

なお廃液中に^110mAgが存在しないとわかつて
いる場合は、およびの工程を省略でき、
¹³⁴Cs、 ¹³⁷Csが存在しないとわかつている場合
はを省略できる。この場合フエロシアン酸塩の
添加量はの当量分だけ少なく添加する。また廃
液中に ⁹⁰Srが存在する場合は工程の次に消
石灰を加える工程および炭酸イオンを加える工
程を行なつて炭酸塩の沈澱を生成させて ⁹⁰Srを
共沈除去する。

〔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) 貯蔵される固化体には放射性物質がよく残存
し、しかも大部分の非放射性物質は除去されて
いる。したがつて固化体は従来のものに比べ著
るしく減量されており、一方放出される廃液は
放射能が検出限界以下にまで除去されている。

(2) 固体化に熱可塑性ゴムを使用しているので、
弾性のあるこわれにくい固化体となる。また耐
候性、耐久性、耐放射線性もよく、塩素化ポリ
エチレンの場合は難燃性であるので特に安全性
が高い。

(3) 固化体から水溶性塩を溶出してあるので、固
化体の耐水性がよく、また内蔵された物質が浸
出しにくい。

(4) 固化体の比重が1.2以上であるので、海洋投
棄も可能である。

(5) ゴムを化学分解、熱分解等で処理すればさら
に固化体の減量が可能である。

(6) 高温、高圧、腐食性等の過酷な条件を用いて
いないので設備および操作が容易である。

Claims

【特許請求の範囲】１放射性物質を含む濃厚塩廃液を蒸発乾燥して
粉体とし、該粉体を熱可塑性ゴムと混練して成形
し、これを水で抽出して抽出液および抽出残渣を
得、該抽出液を濃縮して濃縮液を得、この濃縮液
に対して、 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、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、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、アルカリを添加してPHを8.5〜11に調整する
工程、硫化イオンを添加する工程、および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、生成した沈澱と残液とを分離
して沈澱を回収し、次に回収した沈澱を乾燥粉体
として前記抽出残渣の乾燥粉体と一緒に加熱成形
して固化体とする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熱可塑ゴムが塩素化ポリエチレンである特許
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〜の全工程を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。４ ^110mAgが存在しない濃厚塩廃液に対しては、
およびの工程を省略する特許請求の範囲第１
項記載の放射性物質を含む濃厚塩廃液の処理方
法。５ ¹³⁴Csおよび ¹³⁷Csが存在しない濃厚塩廃液
に対してはの工程を省略する特許請求の範囲第
１項記載の放射性物質を含む濃厚塩廃液の処理方
法。６ ⁹⁰Srが存在する濃厚塩廃液に対しては工
程の次に消石灰を加える工程および炭酸イオ
ンを加える工程を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。