JPH077098B2 - Radioactive liquid waste treatment equipment - Google Patents
Radioactive liquid waste treatment equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は金属イオンを含有する放射性液体廃棄物の処理
装置に関し、特に放射性廃棄物を酸化分解する一連の処
理装置に適した金属イオンを除去するための上記処理方
法に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a treatment apparatus for radioactive liquid waste containing metal ions, and more particularly to removing metal ions suitable for a series of treatment apparatuses for oxidative decomposition of radioactive waste. The above-mentioned processing method for
原子力発電所等の放射性物質取扱い施設においては、種
々の固体または液体の放射性有機廃棄物が発生するが、
現在のところその多くは最終処分方法が未だ確立せず流
動的であるため、例えば固体廃棄物である使用済みイオ
ン交換樹脂やフィルタースラッジなどはそのままタンク
等に貯蔵保管されており、放射性廃棄物の減容化は緊急
かつ重要な課題とされている。固体廃棄物の中でも特に
使用済みイオ交換樹脂のような放射性有機廃棄物は大量
に発生するため、これを減容することは廃棄物量の減少
に大きく貢献する。Although various solid or liquid radioactive organic wastes are generated at radioactive material handling facilities such as nuclear power plants,
At present, most of them are still in a fluid state because the final disposal method has not been established.For example, used ion-exchange resin and filter sludge, which are solid waste, are stored and stored in tanks as they are, and radioactive waste Volume reduction is an urgent and important issue. Since a large amount of radioactive organic waste such as used io-exchange resin is generated especially in solid waste, reducing the volume of this greatly contributes to the reduction of the amount of waste.
ところで放射有機廃棄物は有機高分子物質であり、化学
構造的に分解することが可能なため、これらの減容化方
法としては従来から乾式焼却法、湿式焼却法、熱分解
法、化学分解法等の検討がなされているが、次のような
種々の問題がある。By the way, since radioactive organic waste is an organic polymer substance and can be decomposed in terms of chemical structure, conventional methods for volume reduction include dry incineration method, wet incineration method, thermal decomposition method, and chemical decomposition method. However, there are various problems as follows.
まず、乾式焼却法は廃棄物をそのまま焼却炉で焼却する
方法であって、多くの方式の検討あるいは開発が行なわ
れているが、熱量のコントロールが必要でありかつ前処
理が必要であるので操作や設備が複雑となる難点があ
る。また焼却炉からの焼却灰の飛散や有害ガス(SOX,NO
X等)の発生の問題があり、これらへの対応が放射能対
策や装置材料対策を含めて必要であり、さらに放射性物
質が高温で処理されるために核種の移行という問題もあ
って多くの困難をともなう。First of all, the dry incineration method is a method of incinerating waste as it is in an incinerator, and many methods are being studied or developed, but it is necessary to control the heat quantity and pretreatment, so operation There is a problem that the equipment becomes complicated. In addition, scattering of incinerated ash from the incinerator and harmful gas (SO X , NO
X ), etc., and it is necessary to take measures against them, including measures against radioactivity and equipment materials, and there are also problems such as migration of nuclides because radioactive substances are processed at high temperatures. With difficulty.
湿式焼却法は廃棄物を水溶液中または硫酸銅水溶液中で
20〜100気圧、200〜300℃の高温高圧下で酸素または空
気を送り込んで燃焼させる方法であるが、減容率が前述
の乾式焼却法に比較して数段劣るという難点がある。The wet incineration method involves waste in aqueous solution or in aqueous copper sulfate solution.
This is a method in which oxygen or air is fed under high temperature and high pressure of 20 to 100 atm and 200 to 300 ° C. for combustion, but there is a drawback that the volume reduction rate is inferior to that of the dry incineration method.
熱分解法は廃棄物を酸素の供給を遮断して加熱分解させ
る方法であって、不活性ガス雰囲気の条件下に高温で放
射性有機廃棄物を熱分解するため乾式焼却法に比較して
発生する媒塵の量が少ないという利点を有する。しかし
この方法では分解ガスの燃焼工程がさらに必要である上
に、乾式焼却法の場合と同様に放射性核種の移行の問題
がある。Pyrolysis is a method of thermally decomposing waste by cutting off the supply of oxygen, and it is generated compared to dry incineration because it decomposes radioactive organic waste at high temperature under an inert gas atmosphere. It has an advantage that the amount of dust is small. However, this method requires an additional step of burning cracked gas and has the problem of migration of radionuclides as in the case of the dry incineration method.
化学的分解法は薬剤との化学反応により廃棄樹脂を酸化
分解させるもので、次のような方法が検討されている。The chemical decomposition method oxidizes and decomposes waste resin by a chemical reaction with a drug, and the following methods have been studied.
熱濃硫酸(130〜300℃)で放射性有機物を炭化させ
た後、硝酸または過酸化水素で酸化分解する方法。A method in which radioactive organic matter is carbonized with hot concentrated sulfuric acid (130-300 ° C) and then oxidatively decomposed with nitric acid or hydrogen peroxide.
主として鉄イオン、銅イオンまたはクロム酸イオン
あるいは重クロム酸イオンの存在する溶液中で有機物を
過酸化水素と接触させて酸化分解する方法。A method of oxidatively decomposing an organic substance by contacting it with hydrogen peroxide in a solution containing mainly iron ion, copper ion, chromate ion or dichromate ion.
の方法で分解した酸化分解液中に存在する金属イ
オンを、電解反応により金属を析出分離させ、それによ
り処理液のその後の取扱いを容易にする方法。The metal ions present in the oxidative decomposition liquid decomposed by the method of (1) are deposited and separated by electrolytic reaction to thereby facilitate the subsequent handling of the treatment liquid.
の方法で使用済みイオン交換樹脂を対象として酸
化分解工程で触媒塩として銅イオンを用い、酸化分解液
中に存在する金属イオンを電解反応により金属を析出分
離させた後、処理液を濃縮して再び金属銅(極板上の銅
でよい)と高温で接触させて処理液中の硫酸成分を分解
する方法。Using copper ions as a catalyst salt in the oxidative decomposition process targeting the used ion exchange resin by the method described above, the metal ions present in the oxidative decomposition liquid are separated by electrolysis to separate the metal, and then the treatment liquid is concentrated. A method of decomposing the sulfuric acid component in the treatment liquid by contacting it again with metallic copper (which may be copper on the electrode plate) at high temperature.
しかしながら、の方法では強力な酸および酸化剤を高
温で取扱うために、装置材料の選定が非常に厳しいとい
う難点がある上、金属イオンはそのまま残留するという
欠点がある。However, since the method of (1) handles strong acids and oxidizers at high temperatures, it has the drawback that the selection of equipment materials is very strict and that metal ions remain as they are.
の方法では存在する金属イオンにより分解可能な放射
性廃棄物の種類が限定される場合があり、さらに添加し
た金属塩により減容効果が減殺されるという難点があ
る。In the method (1), the type of radioactive waste that can be decomposed by the existing metal ions may be limited, and the volume reduction effect is diminished by the added metal salt.
の方法では金属イオンは回収されるものの、回収した
金属イオンは金属廃棄物として残り、また処理液中には
金属塩の陰イオンが酸として残留するため減容性はあま
り改善されないという難点がある。Although the metal ion is recovered by the method of 1, the recovered metal ion remains as a metal waste, and the anion of the metal salt remains as an acid in the treatment liquid, so that there is a problem that the volume reducing property is not improved so much. .
の方法は添加する触媒としての金属塩(硫酸銅)の再
使用が可能になり、かつ樹脂中にスルホン基が存在する
ことによる酸の発生をさらに分解できることで大幅に減
容性は改善される。しかしながら、この方法では金属イ
オンは平板上の電極の上に層状に析出されるために、電
解槽容積中の電極面積に限度があること、またその析出
層の厚みにはバラつきが生じ易く、厚みのコントロール
が難しいなどの難点がある。In this method, the metal salt (copper sulfate) can be reused as a catalyst to be added, and the acid generation due to the presence of the sulfone group in the resin can be further decomposed, so that the volume reduction property is greatly improved. . However, in this method, the metal ions are deposited in layers on the electrode on the flat plate, so there is a limit to the electrode area in the electrolytic cell volume, and the thickness of the deposited layer tends to vary. It is difficult to control.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、放射性有機
廃棄物を酸化分解した金属イオンを含有する放射性廃液
から高い回収率で効率よく金属イオンを回収することを
目的とし、さらに、上記金属イオンを放射性有機廃棄物
の酸化分解に再利用しやすい形態で回収することを目的
とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to efficiently recover metal ions from a radioactive liquid waste containing a metal ion obtained by oxidative decomposition of a radioactive organic waste at a high recovery rate. The purpose is to recover the radioactive organic waste in a form that can be easily reused for oxidative decomposition.
すなわち本発明は、金属イオンを含有する放射性液体廃
棄物を導入する導入口をもつ液整流部と、この液整流部
の上方に分散板を介して設置された電解槽部とからな
り、前記電解槽部は陰電極の集電体を兼ねた容器壁と、
この容器壁の上部にパッキンを介し設置された電極を兼
ねる蓋と、この蓋に固定されて電解槽部の中央部に設置
された陽極と、この陽極の周囲に間隔をおいて設置され
た膜と、この膜と前記容器壁との間に収容された前記膜
を通過しない導電性粉末と、前記容器壁の下部に設置さ
れた表面に金属を析出した導電性粉末を排出するための
排出ノズルとを有することを特徴とする放射性液体廃棄
物処理装置に関する。That is, the present invention comprises a liquid rectifying section having an inlet for introducing a radioactive liquid waste containing metal ions, and an electrolytic cell section installed above the liquid rectifying section via a dispersion plate, The tank part is the container wall that also serves as the collector of the negative electrode,
A lid that also functions as an electrode installed on the upper part of the container wall via packing, an anode fixed to this lid and installed in the central part of the electrolytic cell section, and a membrane installed around this anode with a space. And a conductive powder that does not pass through the film and is contained between the film and the container wall, and a discharge nozzle for discharging the conductive powder having a metal deposited on the surface of the container wall. And a radioactive liquid waste treatment apparatus.
本発明の処理装置により処理される金属イオンを含有す
る放射性液体廃棄物は、例えば放射性廃棄物を触媒とし
ての金属塩の存在下に過酸化水素と反応させて酸化分解
したものであり、その代表的なものは原子力発電所で放
射性廃液の処理に使用されるカチオンまたはアニオン交
換樹脂を酸化分解させたものである。上記触媒として
は、例えば硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硝酸第一鉄、硝酸
第二鉄、硫酸銅などを代表例とする鉄、銅、コバルト、
ニッケル、鉛、マンガン、クロム、セリウム等の金属の
塩が挙げられる。The radioactive liquid waste containing metal ions to be treated by the treatment apparatus of the present invention is, for example, one obtained by reacting radioactive waste with hydrogen peroxide in the presence of a metal salt as a catalyst to undergo oxidative decomposition, and its representative The typical one is a cation or anion exchange resin used for the treatment of radioactive waste liquid in a nuclear power plant by oxidative decomposition. As the catalyst, for example, ferrous sulfate, ferric sulfate, ferrous nitrate, ferric nitrate, iron typified by copper sulfate, copper, cobalt,
Examples thereof include salts of metals such as nickel, lead, manganese, chromium and cerium.
上記の酸化分解反応ではイオン交換樹脂中の炭素成分お
よび水素成分は酸化されて主として二酸化炭素および水
蒸気となって除去され、残りの酸化分解液は含イオウ成
分が分解した硫酸イオン、触媒の金属塩またはイオン交
換により吸着された金属イオン等を含む透明な液体であ
る。なお過酸化水素による酸化分解の代りに加熱加圧下
(約200〜300℃、20〜100気圧)で酸素含有ガスを圧入
する方法も可能であり、この酸化分解液も本発明による
処理の対象となる。In the above-mentioned oxidative decomposition reaction, the carbon component and hydrogen component in the ion exchange resin are oxidized and removed mainly as carbon dioxide and water vapor, and the remaining oxidative decomposition liquid is the sulfate ion decomposed by the sulfur-containing component and the metal salt of the catalyst. Alternatively, it is a transparent liquid containing metal ions and the like adsorbed by ion exchange. A method of injecting an oxygen-containing gas under heat and pressure (about 200 to 300 ° C., 20 to 100 atm) instead of oxidative decomposition with hydrogen peroxide is also possible. Become.
また、本発明で使用される導電性の粉末はカーボン粒子
が好ましいが、陰極となりうる導電性の粉末であればい
ずれでもよく、例えば銅、白金等の粉末が用いられる。The conductive powder used in the present invention is preferably carbon particles, but any conductive powder that can serve as a cathode may be used, for example, a powder of copper, platinum, or the like is used.
また、本発明で使用する陽極、および陰電極の集電体を
兼ねる容器壁の材料としては、従来電解槽で使用されて
いる陽極材料および陰極材料はいずれも使用可能であ
り、そのうち放射性廃液中で使用し得るものが適してい
る。例えば、陽極としては、白金、炭素、鉛、種々の金
属材(例えば、鉄、鉄合金、銅、鉛、炭素等)に白金を
貼ったもの等を挙げることができる。一方、陰極材料と
しては、炭素、白金、耐食性合金、ステンレス(廃液の
性状にもよる)、チタン、白金を貼った鉄、白金を貼っ
た鉛等があり、容器壁として使用することを考慮する
と、これらの中で加工性のよいものが好ましい。Further, as the material of the container wall also serving as the current collector of the anode and the negative electrode used in the present invention, any of the anode material and the cathode material conventionally used in the electrolytic cell can be used, and among them, in the radioactive waste liquid. Those that can be used in are suitable. Examples of the anode include platinum, carbon, lead, and various metal materials (for example, iron, iron alloys, copper, lead, carbon, etc.) to which platinum is attached, and the like. On the other hand, cathode materials include carbon, platinum, corrosion resistant alloys, stainless steel (depending on the properties of the waste liquid), titanium, iron with platinum, lead with platinum, etc. Of these, those having good workability are preferable.
本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例である放射性液体廃棄物装置
の説明図である。第1図に示すように、処理装置は下方
に液整流部1、上方に電解槽部2を有して構成され、液
整流部1と電解槽部2との間には多孔板などの分散板3
が設置されている。液整流部1の底部には被処理液導入
口4が設置されており、一方電解槽部2は陰電極の集電
体として作用するステンレス製の容器壁5、中央部に設
置された白金製の陽極6、陽極6の周囲に間隔をおいて
設置された導電性粉末を通さない膜7、電極の固定を兼
ねた蓋8から構成され、蓋8と容器壁5の間に電圧がか
けられ、両者の間には絶縁を兼ねたパッキン9が挿入さ
れている。電解槽部2の内部には導電性粉末10が浮遊状
態で存在し(図面には一部のみ記載)、上部にはオーバ
ーフロー管11、下部には排出ノズル12が設置されてい
る。FIG. 1 is an explanatory view of a radioactive liquid waste device which is an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the processing apparatus is configured to have a liquid rectifying section 1 below and an electrolytic cell section 2 above, and a dispersion of a perforated plate or the like is provided between the liquid rectifying section 1 and the electrolytic cell section 2. Board 3
Is installed. The liquid introducing port 4 is installed at the bottom of the liquid rectifying unit 1, while the electrolytic bath unit 2 is made of a stainless steel container wall 5 acting as a current collector of the negative electrode, and a platinum installed in the center. Of the anode 6, a membrane 7 that is placed around the anode 6 and is impermeable to the conductive powder, and a lid 8 that also serves to fix the electrode. A voltage is applied between the lid 8 and the container wall 5. A packing 9 that also serves as insulation is inserted between the two. The electroconductive powder 10 exists in a floating state inside the electrolytic cell unit 2 (only part of which is shown in the drawing), an overflow pipe 11 is installed in the upper part, and a discharge nozzle 12 is installed in the lower part.
上記処理装置で、液体放射性有機廃棄物を電解処理する
場合は、まず被処理液導入口4より廃液を入れ、分散板
3を通して電解槽部2に導入する。電解槽部2内の導電
性粉末(本実施例ではカーボン粒子)10は導入された廃
液中に浮遊し、電源に接続された容器壁5に接触して陰
極となり、陰極となったカーボン粒子と中心部の陽極6
との間で電解が行なわれる。電解を終った廃液オーバー
フロー管11より排出され、一方カーボン粒子は表面に金
属が析出して比重が増加し、電解槽部2の底部に移行し
て排出ノズル12により取り出される。金属イオンのカー
ボン粒子への析出反応の例は次のとおりである。When electrolytically treating a liquid radioactive organic waste with the above-mentioned treatment apparatus, first, a waste liquid is introduced through the treatment liquid introduction port 4 and introduced into the electrolytic bath section 2 through the dispersion plate 3. The electroconductive powder (carbon particles in this embodiment) 10 in the electrolytic cell section 2 floats in the introduced waste liquid, contacts the container wall 5 connected to the power source, and becomes a cathode, and the carbon particles which become a cathode. Center anode 6
Electrolysis is carried out between and. After the electrolysis is completed, the waste liquid is discharged from the overflow pipe 11, while the carbon particles are deposited on the surface of the metal to increase the specific gravity thereof, and the carbon particles are transferred to the bottom of the electrolytic cell portion 2 and taken out by the discharge nozzle 12. An example of the deposition reaction of metal ions on carbon particles is as follows.
Fe2++2e-→Fe Fe3++3e-→Fe Cu2++2e-→Cu かかる反応により廃液中の金属イオンはほぼ100%陰電
極に析出させて分離回収するとができる。金属イオンの
中にはイオン交換樹脂により吸着されたものもあり、こ
れらは放射化されているので、このような金属イオンを
分離することにより廃液の放射能濃度も低下させること
ができる。Fe 2+ + 2e − → Fe Fe 3+ + 3e − → Fe Cu 2+ + 2e − → Cu By such reaction, almost 100% of the metal ions in the waste liquid are deposited on the negative electrode and can be separated and recovered. Some of the metal ions are adsorbed by the ion exchange resin, and since these are activated, the radioactive concentration of the waste liquid can be reduced by separating such metal ions.
本発明の電解処理は、前述したように、イオン交換樹脂
等の放射性廃棄物を金属塩触媒の存在下過酸化水素で酸
化分解して得た放射性廃棄液に対して適用する場合に最
も効果的となる。すなわち、本発明の電解処理は単に金
属の回収率が高いだけでなく、導電性粉末上に析出した
金属を剥離しないでそのまま次の工程に利用することが
可能であり、さらに金属を消費した後の導電性粉末は再
び電解処理に使用することができるという利点を有す
る。これら一連の放射性廃棄物処理工程を第2図に示
し、以下に簡単に説明する。As described above, the electrolytic treatment of the present invention is most effective when applied to a radioactive waste liquid obtained by oxidizing and decomposing radioactive waste such as an ion exchange resin with hydrogen peroxide in the presence of a metal salt catalyst. Becomes That is, the electrolytic treatment of the present invention not only has a high recovery rate of the metal, but can be directly used in the next step without peeling the metal deposited on the conductive powder, and after consuming the metal. The conductive powder of 1 has the advantage that it can be used again for electrolytic treatment. This series of radioactive waste treatment steps is shown in FIG. 2 and briefly described below.
すなわち第2図において、イオン交換樹脂等の放射性廃
棄物21は金属塩触媒の存在下に過酸化水素と接触して酸
化分解され、酸化分解液22となる。次にこの酸化分解液
22(金属イオンを含んでいる)を本発明により電解処理
して金属を析出させ、残りは電解反応残液23となる。電
解反応残液23は木炭、イオウのような還元剤あるいは銅
のようなイオン化傾向が水素より低い金属と接触させな
がら加熱濃縮することにより、硫酸イオンが二酸化イオ
ウに還元し除去される。この反応は例えば以下に示すと
おりである。That is, in FIG. 2, the radioactive waste 21 such as an ion exchange resin is oxidatively decomposed by contacting with hydrogen peroxide in the presence of the metal salt catalyst to become an oxidative decomposition liquid 22. Next, this oxidative decomposition liquid
22 (containing metal ions) is electrolyzed according to the present invention to deposit a metal, and the remainder becomes an electrolytic reaction residual liquid 23. The electrolytic reaction residual liquid 23 is heated and concentrated while being brought into contact with a reducing agent such as charcoal and sulfur, or a metal such as copper having a lower ionization tendency than hydrogen, whereby sulfate ions are reduced to sulfur dioxide and removed. This reaction is, for example, as shown below.
2H2SO4+C→2SO2↑+CO2↑+2H2O Cu+2H2SO4→CuSO4+SO2↑+2H2O この反応式で示されるように、木炭等の還元剤を用いた
場合は硫酸イオンは二酸化イオウとなってほぼ完全に分
解され、銅のような2価金属を用いた場合は理論上その
50%が分解される。ここで用いる金属銅は先の電解で導
電性粉末(カーボン粒子)に析出させた金属銅を利用す
るのが好都合である。この析出金属銅は極めて比表面積
が大きく、反応性がよい。また反応により金属銅が消費
されたカーボン粒子は再度処理装置に戻して電解反応に
使用することが可能である。カーボン粒子はこのように
リサイクル使用できるので、二次廃棄物とならない。2H 2 SO 4 + C → 2SO 2 ↑ + CO 2 ↑ + 2H 2 O Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 ↑ + 2H 2 O As shown in this reaction formula, when a reducing agent such as charcoal is used, sulfate ion is It becomes sulfur dioxide and is almost completely decomposed. When a divalent metal such as copper is used, theoretically that
50% is decomposed. As the metallic copper used here, it is convenient to use the metallic copper deposited on the conductive powder (carbon particles) in the previous electrolysis. The deposited metal copper has a very large specific surface area and good reactivity. Further, the carbon particles whose metallic copper has been consumed by the reaction can be returned to the processing device and used for the electrolytic reaction. Since the carbon particles can be recycled in this way, they do not become secondary waste.
この脱硫反応おいて発生する二酸化イオウは、前述の酸
化分解反応に伴う炭酸ガスや水蒸気と同様に放射能のガ
スへの移行は極めて小さく、従来の廃ガス処理技術で処
理が可能である。Sulfur dioxide generated in this desulfurization reaction has a very small transfer to radioactivity like carbon dioxide and water vapor accompanying the above-mentioned oxidative decomposition reaction, and can be treated by the conventional waste gas treatment technology.
この脱硫反応後の分解残液24は当初の酸化分解反応に使
用できる。もし反応液中の放射能濃度が許容量を越える
ようであれば、必要に応じて再度銅の析出を行なった
後、あるいはそのまま廃液25として廃液処理系で処理す
る。あるいは中和および乾燥処理した後、得られた粉末
上の乾燥残渣26を例えばポリエステル樹脂等の固化材を
混合して固化体27とする。この方法によれば発生する固
化体の量は従来のイオン交換樹脂をそのままセメント固
化する場合の1/100、乾燥粉末化後プラスチック固化す
る場合の1/20とすることができる。The decomposition residual liquid 24 after the desulfurization reaction can be used for the initial oxidative decomposition reaction. If the radioactivity concentration in the reaction liquid exceeds the permissible amount, copper is deposited again as necessary, or the waste liquid 25 is directly treated in the waste liquid treatment system. Alternatively, after neutralization and drying treatment, the obtained dry residue 26 on the powder is mixed with a solidifying material such as polyester resin to form a solidified body 27. According to this method, the amount of the solidified product generated can be 1/100 of the case where the conventional ion-exchange resin is solidified with cement as it is, and 1/20 of the case of the solidification of plastic after dry powdering.
次に本発明の実施例をさらに具体的に説明する。Next, examples of the present invention will be described more specifically.
電解処理すべき放射性の液体廃棄物は、粉末状のイオン
交換樹脂(商品名:パウデックス,カチオン樹脂とアニ
オン樹脂を乾燥重量で1:1に混合したもの)1Kgを硫酸銅
水溶液を触媒塩として約50のガラス製容器で約100℃
に加熱し、過酸化水素を連続添加することにより分解し
たものである。以上の操作で3バッチ分の分解液を作成
した。The radioactive liquid waste to be electrolyzed is about 1 Kg of powdered ion-exchange resin (trade name: Powdex, a mixture of cation resin and anion resin in a dry weight of 1: 1) using a copper sulfate aqueous solution as a catalyst salt. About 100 ℃ in 50 glass containers
It was decomposed by heating to and continuously adding hydrogen peroxide. By the above operation, the decomposition solution for 3 batches was prepared.
こと分解液20(銅量は約2モル)を第1図に示す処理
装置で電解し、カーボン粒子上にほぼ100%の回収率で
銅を析出回収した。The decomposition solution 20 (copper amount: about 2 mol) was electrolyzed by the treatment apparatus shown in FIG. 1, and copper was deposited and recovered on the carbon particles at a recovery rate of almost 100%.
比較のため従来の電解槽で上記と同じ酸化分解液を電解
した。使用した電解槽は第3図に示す構造のもので、電
解槽31にはカーボンの陰極32と表面に白金箔を貼った陽
極33を吊りしてある。この電解槽に廃液34を入れて電圧
を両電極間にかけて電解した。For comparison, the same oxidative decomposition solution as described above was electrolyzed in a conventional electrolytic cell. The electrolytic cell used has the structure shown in FIG. 3, and a carbon cathode 32 and an anode 33 having a platinum foil on its surface are suspended in the electrolytic cell 31. The waste liquid 34 was placed in this electrolytic cell, and a voltage was applied between both electrodes for electrolysis.
上記両電解処理の結果を第4図および第5図に示す。第
4図は銅回収率の経時変化を示すものであり、第5図は
総合電流効率の経時変化を示すものであって、いずれも
実線が本発明の場合、破線が従来法の場合である。これ
らの図からわかるように本発明の方法は従来法とほぼ同
じ回収データを示しているが、電解槽容積は本発明方法
が4であるのに対し従来法40であるから、本発明は
非常に小型化された電解槽でほぼ同等の効果を奏してい
るのがわかる。The results of the both electrolytic treatments are shown in FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows the change over time of the copper recovery rate, and FIG. 5 shows the change over time of the total current efficiency. In both cases, the solid line shows the case of the present invention and the broken line shows the case of the conventional method. . As can be seen from these figures, the method of the present invention shows almost the same recovery data as the conventional method, but since the electrolytic cell volume is 4 in the method of the present invention and 40 in the conventional method, the present invention is extremely It can be seen that the miniaturized electrolytic cell has almost the same effect.
すなわち、本発明の装置によれば、従来の電解槽の約1/
10の電解槽容積であるにもかかわらず、従来よりも短時
間でほぼ同等の同回収効果を上げている。これはカーボ
ン粒子が金属イオンよりも先に固定陰電極である容器壁
に接触して流動性の粒子状陰電極となり、これと中心部
の陽極との間で電解反応が行われていることを示してい
る。That is, according to the device of the present invention, about 1 / of the conventional electrolytic cell
Despite the electrolytic cell volume of 10, the same recovery effect is achieved in a shorter time than before. This is because the carbon particles come into contact with the container wall, which is a fixed negative electrode, before the metal ions to form a fluidized particle negative electrode, and the electrolytic reaction is performed between this and the central anode. Shows.
本発明の上記処理方法で得られた金属銅はカーボン粒子
上に極めて均一な厚さで析出している。このカーボン粒
子上の銅をそのまま使用して銅析出後の廃液の硫酸イオ
ン分解を次のように行なった。The metallic copper obtained by the above treatment method of the present invention is deposited on the carbon particles in a very uniform thickness. The copper on the carbon particles was used as it was, and the sulfuric acid ion decomposition of the waste liquid after copper deposition was carried out as follows.
1バッチ分の銅回収を終えた廃液をとり出し、約3の
ガラス製フラスコに少しづつ投入して加熱濃縮し、液温
を160℃とした。この時点で3バッチ分の回収金属銅を
この液に投入したところ、大量のSO2ガスの発生が認め
られた。また残り2バッチ分の銅回収を終えた廃液を、
このフラスコの液温が160℃に維持されるように添加し
ていったところSO2ガスの発生が続き、最終的なSO2ガス
の発生量は硫酸の分解率にして90%を超す結果を得た。
比較のため、従来の平板電解による電解によって得られ
た析出銅を使用して同様に硫酸イオンの分解を行なっ
た。結果を第6図に示す。同図から明らかなように、本
発明の装置で処理回収した銅によって分解した場合は分
解率が向上していることがわかる。The waste liquid for which one batch of copper had been recovered was taken out, put into a glass flask of about 3 little by little, and heated and concentrated to a liquid temperature of 160 ° C. At this point, when three batches of recovered metallic copper were added to this solution, generation of a large amount of SO 2 gas was observed. In addition, the waste liquid after the copper collection for the remaining 2 batches is completed,
When the flask was added to maintain the liquid temperature at 160 ° C, SO 2 gas continued to be generated, and the final SO 2 gas generation amount exceeded 90% as the decomposition rate of sulfuric acid. Obtained.
For comparison, sulfate ions were similarly decomposed using the deposited copper obtained by electrolysis by the conventional plate electrolysis. Results are shown in FIG. As is clear from the figure, the decomposition rate is improved when decomposed by the copper treated and recovered by the apparatus of the present invention.
上記の硫酸分解後の残留廃液に残っているカーボン粒子
を洗浄して洗浄液を残留廃液に加えた。カーボン粒子に
は金属銅の残留は殆んど認められなかった。このカーボ
ン粒子は電解反応に再使用され、一方洗浄液で希釈され
た廃液は硫酸銅を主成分とする溶液であって、再び廃棄
樹脂の分解に触媒塩として使用することができた。ま
た、かかる再使用をしない場合には、この希釈された廃
液はpH調整後乾燥、濃縮し、さらに粉末化して、ポリエ
ステル樹脂を固化剤として用いて固化した。これは酸化
分解だけで同様に固化した場合に比べて約1/2に減容す
ることができた。この減容比は銅回収、脱硫をくり返す
ことでさらに大きくすることができる。The carbon particles remaining in the residual waste liquid after the above-described sulfuric acid decomposition was washed and the cleaning liquid was added to the residual waste liquid. Almost no metallic copper residue was found on the carbon particles. The carbon particles were reused in the electrolytic reaction, while the waste liquid diluted with the cleaning liquid was a solution containing copper sulfate as a main component and could be used again as a catalyst salt for decomposition of the waste resin. When such reuse was not performed, the diluted waste liquid was adjusted in pH, dried, concentrated, further pulverized, and solidified by using the polyester resin as a solidifying agent. It was possible to reduce the volume to about 1/2 of that when it was solidified by oxidative decomposition alone. This volume reduction ratio can be further increased by repeating copper recovery and desulfurization.
以上説明したように、本発明の処理装置は従来の装置よ
りもわずかなスペースで放射性液体廃棄物中の金属イオ
ンを効率よく回収することができる。また、使用後の導
電性粉末はそのまま廃液中の硫酸イオン分解に使用する
ことができるので、本発明の処理装置を一連の放射性液
体廃棄物処理の一工程として用いれば、極めて効率よく
廃棄物処理を行うことができ、さらに導電性粉末を再利
用することも可能である。そして、最終的には廃棄する
固化体を大幅に減容化することができる。As described above, the treatment apparatus of the present invention can efficiently collect metal ions in radioactive liquid waste in a smaller space than conventional apparatuses. Further, since the conductive powder after use can be used as it is for the decomposition of sulfate ion in the waste liquid, if the treatment device of the present invention is used as one step of a series of radioactive liquid waste treatment, the waste treatment is extremely efficient. It is also possible to reuse the conductive powder. Then, finally, the volume of the solidified body to be discarded can be greatly reduced.
第1図は本発明の一実施例である放射性液体廃棄物処理
装置の説明図、第2図は本発明の処理装置を用いた処理
を一工程として含む一連の放射性廃棄物処理の工程図、
第3図は従来の放射性廃液の電解に用いられた電解槽の
説明図、第4図は本発明の処理装置を用いた方法と従来
法の銅回収率の経時変化の比較を示した図、第5図は同
じく総合電流効率の経時変化の比較を示した図、第6図
は本発明により回収した銅と従来法により回収した銅と
の硫酸分解率の経時変化を比較した図である。 2……電解槽部、3……分散板、4……被処理液導入
口、 5……陰電極の集電体を兼ねた壁、6……陽極、 7……膜、10……カーボン粒子、 11……オーバーフロー管、12……排出ノズル。FIG. 1 is an explanatory view of a radioactive liquid waste treatment apparatus which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process diagram of a series of radioactive waste treatment including a treatment using the treatment apparatus of the present invention as one step,
FIG. 3 is an explanatory view of an electrolytic cell used for electrolysis of a conventional radioactive waste liquid, and FIG. 4 is a view showing a comparison of changes over time in copper recovery rate between the method using the treatment apparatus of the present invention and the conventional method, FIG. 5 is a diagram showing a comparison of changes with time of the total current efficiency, and FIG. 6 is a diagram comparing changes with time of sulfuric acid decomposition rates of copper recovered by the present invention and copper recovered by a conventional method. 2 ... Electrolyzer part, 3 ... Dispersion plate, 4 ... Treatment liquid inlet port, 5 ... Wall also serving as collector of negative electrode, 6 ... Anode, 7 ... Membrane, 10 ... Carbon Particle, 11 …… Overflow pipe, 12 …… Discharge nozzle.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜木 和夫 神奈川県川崎市川崎区浮島町4番1号 日 本原子力事業株式会社研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−57300(JP,A) 特開 昭60−18798(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuo Unoki 4-1, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Nihon Nuclear Power Co., Ltd. (56) Reference JP-A-60-57300 (JP, A) JP 60-18798 (JP, A)
Claims (1)
導入する導入口をもつ液整流部と、この液整流部の上方
に分散板を介して設置された電解槽部とからなり、前記
電解槽部は陰電極の集電体を兼ねた容器壁と、この容器
壁の上部にパッキンを介し設置された電極を兼ねる蓋
と、この蓋に固定されて電解槽部の中央部に設置された
陽極と、この陽極の周囲に間隔をおいて設置された膜
と、この膜と前記容器壁との間に収容された前記膜を通
過しない導電性粉末と、前記容器壁の下部に設置された
表面に金属を析出した導電性粉末を排出するための排出
ノズルとを有することを特徴とする放射性液体廃棄物処
理装置。1. A liquid rectifying section having an inlet for introducing a radioactive liquid waste containing metal ions, and an electrolytic cell section installed above the liquid rectifying section via a dispersion plate, wherein the electrolysis is performed. The tank part was a container wall that also served as the collector of the negative electrode, a lid that also served as an electrode installed on the top of this container wall via a packing, and was fixed to this lid and installed in the center of the electrolytic cell part. An anode, a film placed at a distance around the anode, a conductive powder that does not pass through the film and is contained between the film and the container wall, and is installed at the bottom of the container wall. A radioactive liquid waste treatment device comprising: a discharge nozzle for discharging a conductive powder having a metal deposited on its surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60160230A JPH077098B2 (en) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | Radioactive liquid waste treatment equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60160230A JPH077098B2 (en) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | Radioactive liquid waste treatment equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6221099A JPS6221099A (en) | 1987-01-29 |
| JPH077098B2 true JPH077098B2 (en) | 1995-01-30 |
Family
ID=15710515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60160230A Expired - Lifetime JPH077098B2 (en) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | Radioactive liquid waste treatment equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077098B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023055201A (en) * | 2021-10-05 | 2023-04-17 | 日揮株式会社 | Method for treating hard-to-filter substances |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6018798A (en) * | 1983-07-12 | 1985-01-30 | 三菱重工業株式会社 | Method of electrolytically decontaminating metallic materialcontaminated by radioactivity |
| JPH0631866B2 (en) * | 1983-09-09 | 1994-04-27 | 株式会社東芝 | Volume reduction solidification method of radioactive metal-containing organic waste decomposition solution |
-
1985
- 1985-07-22 JP JP60160230A patent/JPH077098B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6221099A (en) | 1987-01-29 |
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