JPH04301799A - 放射性廃液の処理方法 - Google Patents

放射性廃液の処理方法

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JPH04301799A
JPH04301799A JP9169891A JP9169891A JPH04301799A JP H04301799 A JPH04301799 A JP H04301799A JP 9169891 A JP9169891 A JP 9169891A JP 9169891 A JP9169891 A JP 9169891A JP H04301799 A JPH04301799 A JP H04301799A
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JP
Japan
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water glass
heavy metals
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waste fluid
radioactive waste
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JP9169891A
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Inventor
Hiroshi Kojima
浩 小島
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はFe、Ni、Crなどの
重金属とUを含む放射性廃液の処理方法に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、Uで汚染された炭素鋼およびステ
ンレス鋼などの金属の除染方法のひとつとして、電界研
磨法が知られており、この電界研磨法に用いられる電解
液として、30〜70%濃度のH2SO4やH3PO4
が知られている。前記電界研磨法を実施して金属の除染
を行なうと、処理後の電解液中にはUを始め、Fe、N
i、Crなどの重金属が含まれるようになる。この電解
液は、一定量以上の元素が溶解すると除染効果が低下す
るので、除染効果が低下した時点で交換するようにして
いる。 【0003】通常、このような使用済みの電解液は、金
属イオンの濃度が高く、処理が困難なために、放射性廃
棄物としてそのまま保管されている場合が多く、処理面
で問題になっている。 【0004】従来一般に、溶液中に溶解しているUを抽
出する方法として溶媒抽出法が採用されており、前記の
ようなH2SO4系やH3PO4系の溶液からUを抽出
する際の溶媒としては、トリオクチルアミン(TOA)
を用いることが多く、HNO3系の溶液からUを抽出す
る際の溶媒としては、トリブチル燐酸(TBP)を用い
ることが多い。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの種の
廃液をTOAやTBPで処理してUを回収した後の抽出
廃液の中にも小量のUや重金属が残留している。従来、
この小量のUや重金属を除去するには、これらを溶液か
ら沈殿物とし、これをセメント固化させた後に除去して
いる。ところが、この沈澱物除去後の廃液の中にも微量
のUと重金属が含まれているので、この微量のUと重金
属を除去しなければ廃液を廃棄できない問題がある。 【0006】従来、前記微量のUと重金属の除去を行な
う方法として、廃液中の重金属を凝集沈殿で除去する方
法が知られ、凝集沈殿法の一つに水ガラス法がある。即
ち、水ガラスの主成分であるNa2SiO3は、強酸と
反応して沈殿を生じたり、あるいは、ゲル状態となって
重金属を凝集沈殿することが知られているので、この性
質を利用して沈殿除去を行なうことができるのである。 なお、このような水ガラス殿物は、強酸以外の物質、例
えば、アンモニウム塩の存在によっても生成させ得るこ
とが知られている。 【0007】しかしながら、前記の沈殿物除去後の廃液
は、水ガラスを添加しただけでは沈殿を生じないことが
明らかになっている。従って何等かの補助剤を添加して
水ガラス殿物を生成させる必要があるが、廃棄時の最終
的なpH調整を考慮すると、強酸を添加することは得策
ではなく、また、アンモニアを添加することは排出規制
があるために問題が多い。 【0008】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、微量のUと重金属を含む硫酸系あるいはリン
酸系の廃液に強酸やアンモニアを加えることなく水ガラ
ス殿物を生じさせてUと重金属の除去ができる放射性廃
液の処理方法を提供することを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は前
記課題を解決するために、Fe、Ni、Crなどの重金
属とUを含む硫酸系あるいはリン酸系の放射性廃液に、
水溶性のマグネシウム塩を溶解した後に水ガラスを添加
し、更にアルカリ溶液を添加してpHを8〜9に調整し
、水ガラス殿物を生成させてFe、Ni、Crなどの重
金属とUを除去するものである。 【0010】 【作用】微量の重金属とUを含む放射性廃液に、Mg(
NO3)2・6H2Oなどの水溶性のマグネシウム塩を
溶解した場合、Mgは、弱アルカリ領域でNa2SiO
3あるいは重金属と複塩を形成し、水ガラス殿物を生じ
る要因となる。そして、この水ガラス殿物にはFe、N
i、Crなどの重金属とUが凝集される。よってこの水
ガラス殿物を除去することで廃液処理ができる。 【0011】以下、図面を参照して本発明を更に詳細に
説明する。図1はUと重金属を含むH2SO4系あるい
はH3PO4系の放射性の使用済電解廃液を処理する工
程に本発明方法を適用した一実施例を示すフロー図であ
る。 ここで処理される放射性使用済電解廃液とは、Fe(鉄
)、Ni(ニッケル)、Cr(クロム)、Mo(モリブ
デン)などの重金属とU(ウラン)を含むもので、原子
力施設においてUに汚染された炭素鋼あるいはステンレ
ス鋼を処理する場合に、これらを電界研磨法によって処
理した後に残されるものである。この使用済電解廃液に
は、H2SO4やH3PO4が高濃度で含まれ、Uや重
金属も多量含まれている。 【0012】前記使用済電解廃液には多量のUと重金属
が含まれている。この使用済電解廃液を処理して当該廃
液からUと重金属を除去することで微量のUと重金属を
含む放射性廃液が、生じ、この放射性廃液からUと重金
属を除去する方法が本発明方法である。そこで本発明方
法を説明する前に使用済電解廃液を処理してUと重金属
を除去する方法について図1を基に以下に説明する。 【0013】まず、使用済電解廃液にHNO3などの強
酸を混合工程1において混合し、次に抽出工程2におい
て溶媒を添加して抽出処理を行ない、抽出廃液を中和工
程3においてNaOHなどのアルカリ溶液で中和した後
に瀘過工程4で瀘過する。抽出工程2で得られたUを含
む溶媒は、逆抽出工程5で水を加えて逆抽出を行なって
大部分のUを回収するとともにここで生じた溶媒は再使
用する。瀘過後の沈殿物はセメントによる固化工程10
によりセメント固化してセメント固化体を得、これは放
射性廃棄物として保管する。 【0014】前記瀘過工程4で生じる瀘液が本発明方法
で処理するべき放射性廃液である。 【0015】この放射性廃液(瀘液)を本発明方法によ
って処理するには、溶解工程6において放射性廃液にM
g(NO3)2・6H2Oなどの水溶性のマグネシウム
塩を添加して溶解し、更にNa2SiO3を主成分とす
る水ガラスを添加する。ここで添加溶解するマグネシウ
ム塩としてMg(NO3)2・6H2Oの他に、MgC
l2・6H2Oなどを用いても良い。前記のマグネシウ
ム塩においてMgは、弱アルカリ性領域で、Na2Si
O3あるいは重金属と複塩を形成し、水ガラス殿物を生
じる要因となる。 【0016】次に調整工程7においてNaOHなどのア
ルカリ溶液を添加してpHを8〜9に調節し、水ガラス
殿物を生じさせる。ここで添加するアルカリ溶液は、N
aOHの他にKOHなどでも良い。この後に瀘過工程8
において瀘過を行ない、処理済廃液と水ガラス殿物に分
離し、処理済廃液は排出し、水ガラス殿物は保管する。 この水ガラス殿物には放射性廃液中の微量のUと重金属
が凝集されている。 【0017】 【実施例】「実施例1」H2SO4濃度約30%、Uと
FeとNiおよびMoをそれぞれ約5g/リットル含有
する使用済電解液を処理した例を示す。まず、以下の手
順により使用済電解液中のUを回収した。 【0018】■前記使用済電解液1.8リットルに62
%HNO3を添加する。(HNO3濃度1.4N)■H
NO3を添加した使用済電解液(U含有量4.86g/
リットル)1容量に対し、TBPと希釈剤のnドデカン
を容量比3:7で混合した溶媒1容量を加え、分液ロー
トを用いて室温で5分間震盪し、水相中のUを抽出する
。 ■Uを含有する溶媒1容量に対し、純水1容量を加え、
分液ロートを用いて室温で5分間震盪し、溶媒中のUを
逆抽出する。 ■抽出操作を4段、逆抽出操作をそれぞれの抽出段ごと
に水相にUが検出されなくなるまで(最高6段)繰り返
す。 【0019】以上の手段で回収した合計9.52g(回
収率約98%)のU中のFe、Ni、Moの含有量を表
1に示すが、いずれの値も核燃料分野における含有上限
値以下である。 【0020】 【表1】 【0021】次いでU回収後の抽出廃液に、25%Na
OH溶液を加えてpHを6〜7.0に調整し、含有する
重金属(主としてFe、Ni、CrおよびMo)を水酸
化物の沈殿として瀘別・分離し、沈殿物はセメント固化
した。 【0022】この際に生じた瀘液を放射性廃液として見
立て、これに本発明方法を適用し、処理する。■瀘液1
リットルに対して4gのMg(NO3)2・6H2Oを
添加して溶解する。■瀘液1リットルあたり、2gの水
ガラスを添加し、更にNaOHを添加することにより瀘
液のpHを8〜9に調整した。■1時間攪拌後、24時
間放置した。■24時間の放置後、水ガラス殿物を定量
、瀘紙により瀘過した。 【0023】以上の工程で処理された瀘液中のUおよび
Crの処理前後の含有量を表2に示す。 【0024】 【表2】 【0025】Uの規制値は濃縮度によって若干異なるが
、約1ppm、総量Crも同じく1ppmであることか
ら、表2に示す結果は規制値を十分に下回っていること
が判明した。このことから、本発明方法の効果を確認で
きた。 【0026】「実施例2」H3PO4濃度約30%、U
とFeとNiおよびMoをそれぞれ約5g/リットル含
有する使用済電解液を処理した例を示す。 【0027】まず、以下の手順により使用済電解液中の
Uを回収した。■使用済電解液1リットルに62%HN
O3を添加する。(HNO3濃度6.9N)■HNO3
を添加した使用済電解液(U含有量2.42g/リット
ル)1容量に対し、TBPと希釈剤のnドデカンを容量
比3:7で混合した溶媒1容量を加え、分液ロートを用
いて室温で5分間震盪し、水相中のUを抽出する。■U
を含有する溶媒1容量に対し、純水1容量を加え、分液
ロートを用いて室温で5分間震盪し、溶媒中のUを逆抽
出する。■抽出操作を4段、逆抽出操作をそれぞれの抽
出段ごとに水相にUが検出されなくなるまで(最高5段
)繰り返す。 【0028】以上の手段で回収した合計5.68g(回
収率約97%)のU中のFe、Ni、Moの含有量を表
3に示すが、いずれの値も核燃料分野における含有上限
値以下である。 【0029】 【表3】 【0030】次いで、U回収後の抽出廃液に、25%N
aOH溶液を加えてpHを6.5〜7.0に調整し、含
有する重金属(主としてFe、Ni、CrおよびMo)
を水酸化物の沈殿として瀘別・分離し、沈殿物はセメン
ト固化した。 【0031】この際に生じた瀘液を放射性廃液として見
立て、これに本発明方法を適用し、処理する。■瀘液1
リットルに対して4gのMg(NO3)2・6H2Oを
添加して溶解する。■瀘液1リットルあたり、2gの水
ガラスを添加し、更にNaOHを添加することにより瀘
液のpHを8〜9に調整した。■1時間攪拌後、24時
間放置した。■24時間の放置後、水ガラス殿物を定量
、瀘紙により瀘過した。 【0032】以上の工程で処理された瀘液中のUおよび
Crの処理前後の含有量を表4に示す。 【表4】       【0033】Uの規制値は濃縮度によって
若干異なるが、約1ppm、総量Crも同じく1ppm
であることから、表4に示す結果は規制値を十分に下回
っていることが判明した。このことから、本発明方法の
効果を確認できた。 【0034】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、U
に汚染された炭素鋼やステンレス鋼などの金属を電界研
磨して生じる廃液を廃液処理して大部分のUと重金属を
除去した後において、微量の重金属とUを含む放射性廃
液に、Mg(NO3)2・6H2Oなどの水溶性のマグ
ネシウム塩を溶解し、その後にアルカリ溶液を添加して
pH調整し、水ガラス殿物を生成させることができる。 この場合、Mgは弱アルカリ性でNa2SiO3あるい
は重金属と複塩を形成し、水ガラス殿物を生じる要因と
なる。従ってこの水ガラス殿物にはFe、Ni、Crな
どの重金属とUが凝集される。よってこの水ガラス殿物
を放射性廃液から除去することでFe、Ni、Crなど
の重金属とUを除去することができ、放射性廃液の処理
ができる効果がある。また、本発明方法によれば、廃液
中のUを検出限界以下に完全に除去できるとともに、重
金属を規制値以下に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明方法を説明するためのフロー図で
ある。
【符号の説明】
1    混合工程 2    抽出工程 3    中和工程 4    瀘過工程 5    溶解工程 6    調整工程 7    瀘過工程

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Fe、Ni、Crなどの重金属とUを含む
    硫酸系あるいはリン酸系の放射性廃液に、水溶性のマグ
    ネシウム塩を溶解した後に水ガラスを添加し、更にアル
    カリ溶液を添加してpHを8〜9に調整し、水ガラス殿
    物を生成させてFe、Ni、Crなどの重金属とUを除
    去することを特徴とする放射性廃液の処理方法。
JP9169891A 1991-03-29 1991-03-29 放射性廃液の処理方法 Pending JPH04301799A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100485973B1 (ko) * 2002-11-20 2005-05-03 주식회사 데콘엔지니어링 고방사능 오염 금속의 예비 산세척 장치
CN114988601A (zh) * 2022-04-22 2022-09-02 中南大学 一种强化铀砷成矿并提高矿物稳定性的方法

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