JPS60105997A - 放射性廃有機リン酸エステル類の分解処理方法 - Google Patents

放射性廃有機リン酸エステル類の分解処理方法

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JPS60105997A
JPS60105997A JP58212592A JP21259283A JPS60105997A JP S60105997 A JPS60105997 A JP S60105997A JP 58212592 A JP58212592 A JP 58212592A JP 21259283 A JP21259283 A JP 21259283A JP S60105997 A JPS60105997 A JP S60105997A
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JP
Japan
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decomposition
solution
waste organic
radioactive waste
treatment method
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JP58212592A
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和夫 鵜木
利夫 市橋
晃 長谷川
龍明 佐藤
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Toshiba Corp
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Genshiryoku Jigyo KK
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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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】 [発明の技術分野] 本発明は、放射性物質の取扱い施設、特に使用済み核燃
料の再処理施設から発生する放射性物質を名む廃有機リ
ン酸エステル類の分解処理方法に関する。
[発明の技術的背足°とその問題点] 使用済み核燃料の再処理工程においては、混在している
有用物質である未反応のウランおよび生成プルトニウム
と不用物質である核分裂生成物とを分離するため、これ
らを含有する硝酸溶液なn−ドデカンなどで希釈したリ
ン酸トリn−ブチル(TBP)などの有機リン酸エステ
ル類を液−液抽出溶媒として使用して処理している。こ
れらの溶媒は、使用後は放射能汚染された廃棄物として
扱われており、現在せでのところその有効な処理方法が
開発されていないので、回収再使用するか、またはその
ままタンク中に貯蔵保管されている。
しかし、これらの溶媒を回収再使用する場合、該溶媒は
硝酸および強力な放射線の影響のために一部分解して品
質が次第に低下しておす、シかも放射性物質の蓄私計が
増大して放射能レベルが上昇しているので、回収再使用
を何にもくり返すことは困難である。またタンク貯蔵の
場合も、このような品質の低下した廃すン東エステル類
はタンク材料を腐食させる性質があるので、長期にわた
って大量保存することは困難である。
これまでの公知文献に記載された放射性廃有機リン酸エ
ステル類の処理方法としては、次のようないくつかの方
法がある。
(1) 水e 化カルシウムなどを懸濁させて5000
℃で熱分解させる方法。(%開昭57−52900号)
(2)リン酸中(二溶解後熱分解させて可燃性有機物に
転化し、リン酸から分離する方法0(特開昭51−67
000号) (8)人工雲母などに吸矯させた後、疎水処理。
服飾・高温焼結さぜる方法。(特開昭54−8300号
) (4)水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸ナト
リウムなど、および必袈に応じセメントを加えて固化さ
せる方法。(特公昭57−56039号)(5)アクク
チツクポリプロピレン等の熱可塑性4M’ BFfとア
スファルトとにb5カロして固化させる方法0(持分B
E51−12800号) (6)スチレン等のビニル化合物と混合し、重合同化さ
せる方法。(特公昭52−35840号)り7ン 乾燥
粉末状の放射性廃棄物と一緒に熱硬化性樹脂中に添加し
、1合固化させる方法○(特開昭50−20200号) (8)不活性ガス中でゲル化剤を加え、150〜200
℃でゲル状固化させる方法。(!Vf公昭57−296
80号) (9)リン酸と接触させた後に、または直接に、80チ
硫酸と110〜150°Cに加熱して化学分解させる方
法。(昭和54年日本原子力学会年会514)しかしな
がら、上記のいずれの処理方法も、放射能の廃ガス中へ
の移行1分解ガスの後処理の必要性、炉材質の選定、シ
ステムの複雑さ、生成固化体の’rh性、処理後の廃J
(s物j〃の減容性などの点で問題があり、実際に適用
するのは困難である。
C発明の目的雪 本発明は上記のイ゛i況に銑みてなぜれたもので、放射
性廃有機リン酸エステル類を分i!r処理するに際し、
酸化分解を緩和な条件で行ない、しかも被処理物を高分
解率で無機物にまで分5竹することのできる新たな上記
エステル畑の分所処理方法を提イ」(することを目日勺
とするものである。
[発明の概璧] すなわち本発明は、放射性廃有機リン酸エステル類を金
属リン酸塩のリン酸水溶液中において過酸化水素水と接
触させて酸化分解し、最終的に無機物とする核エステル
の分解処理方法に関するものである。
本発明の分解処理方法において使用する金属リン酸塩は
触媒として作用するものであって、触媒水溶液中の金属
イオン濃度が3000〜15000 m=f/を程度の
時に、比較的容易に80%以上の昼分解率を与える。ま
たその絶対猫・は、廃リン酸エステル類に対して2.5
ilj係以上あることが望ましいが、それ以下でも分解
可能である。
歳イヒ剤である治酸化水素水の使用量は、廃リン酸エス
テル類に対して、iooチ過酸化水素に換算して10倍
量以上とした礪今に、高分解率を得ることができる。し
かし、単に該廃エステルを水′#I性化金化合物で分解
するだけであれば、5倍賃程度まででも可能である。
反応温就け80℃以上、特に望ましくは100″C程度
である。
触媒として用いる金属リン酸塩の金総元素成分は銅が最
適である。鉄(2価または3価)を用いることもできる
が、銅に比べて分解に要する時間が長く、分解率も低下
する。これらの金属リン酸塩は水に不溶であるので、リ
ン酸酸性水溶液(10〜50重量%リン酸溶液)にして
使用する。
分解処理すべき放射性廃有機リン酸エステルのうち最も
代表的なのはリン酸トリブチル(TBP)である。これ
は使用済み核燃料の再処理工程において、硝酸溶液中か
ら新たな燃料となり得るプルトニウムおよび未反応のウ
ランを不用の核分裂生成物(F、P)から抽出分離する
ための溶媒である(TBP以外の廃リン酸エステルとし
ては、TBPの一部分解生成物であるリン酸ジn−ブチ
ル(DBP)やリン酸モツプチル(MBP)、P−P中
や超プルトニウム元素中の特定の元索捷たは元素群を分
離抽出するためのジ(2−エチルヘキシル)リン9(D
2EHPA)、モノ(2−エチルヘキシル)リン酸(M
2EHPA)、ジヘキソキシエチルリン酸(DHo E
PA ) 。
およびジイソドデシルリンM (DIDPA)などであ
る0 これらのリン酸エステル類は本発明の方法により容易に
酸化されて、二酸化炭素、水およびリン酸を生成する。
したがって分解液は分解前の触媒液と同一組成で濃度の
みが異なるもの、すなわち金属リン酸塩のリン酸酸性溶
液そのものとなる。
したがってこの分解液は、必要に応じて儂縮または希釈
してその濃度を調照した後、くす返して酸化分解の解媒
として使用することができる。分解液を何度もくり返し
て使用することにより、液中のリン酸量が処理すべき廃
有機リン酸エステルの、量に比べて大過剰になった場合
や、または分解液中の放射能龜朋が高くなり過き゛た場
合に初めて、分解液の一部をa44処理すればよい。し
たがって本発明の分解処理方法は他の従来の処理方法に
比べて廃棄物発生賞を大幅に減少させることができる0 [発明の実施例] 本発明を実施例によって説明する。
実施何重 外部ヒータニおよび攪拌機を備えた酸化分解4ず内申に
、 TBP 16.(NFおよび0.033モル/lの
リン酸銅(Cu3(PO2>2・3H20)の25傑リ
ン酸溶液の320−(溶液中のCu2+イオン濃度63
55巧/1 )を入れ、これを均一になるように充分攪
拌混合し、約100℃に加熱した。この時蒸発する水分
は水冷コンデンサーによって元の液中に還流するように
する。
この液中に濃度60%の過酸化水素水960rn1.を
ポンプを用いて一定速度で2時]1i」かけて連続的に
添加した。
過酸化水素水の添加終了後、さらに30分1ト1」同じ
状態に保ったところ、反応液は淡青色で迭ψJな均一水
浴液になり、水に不溶な成分の存在は全く認められなか
った。この溶液中の全有機炭素量(TOC)を測定した
ところ、分解前のTBP中の全炭素1i°の15φであ
り、したがって当初加えたTBPの85係が無機化合物
(二酸化炭系、水、リンIEζ)にまで光全に分l)I
/1′シたことが明らかになった。
実施例2 TBP 16.Of ト0.067 %に/ t (D
す” i2 ’jJ”J (7) 49%リン1θ浴液
160ゴ(浴液中のCu2+イオンL度12709m?
/l )とを、実施例1と同じ条件下で反応させた。実
施例1の場合と同様に、分解液は均一な透明な水溶液と
なり、分M率はTOCを指標として75%であった。こ
の分解液をさらに15時間(過酸化水素水の供給終了時
からは2時間)同状態下に保ったところ1分解率は90
チまで上昇した。
実施例3 使用する触媒液を0.017モル/lのリン酸銅の12
チリン酸溶液640 ml (Cu2+イオン濃度31
77m9/l)に代え、他は実施例1および2と同じ方
法でTBP16、(lの分解を行なった。分解率は88
チであった。
実施例4 実施例3で用いたのと同一組成の触媒液を実施例3の場
合の化量(128mg)に減らし、その他はすべて同様
にして分解反応を行なった。その結果当初弼二の82%
が分カイして無機物化した。
実施例5 実施例1で得た分解清液1090 meを、液中のCu
”イオン濃度が分解前の触m:、液中の鋲度(0,10
モJt 。
6355巧/1 )に等しくなるように、f発濃度さぜ
、液量を320 meとした。この時の加熱処理により
分解済液の分解率はさらに進行し、96係にまで達した
。すなわちこの分解済液中には当初のTBP中の全炭素
量の4%に相当する有機炭素量が残存している。
この濃縮した分解湯液に新たにTBP 16.(lを加
え、実施例1と同一条件で分)Iイを行なった。分解終
了時において反応液中には水に不溶の成分の存在は全く
認められなかった。第1回の分解において残有・シた4
%の炭素分を含む全炭素量に対する分解率とした算出し
た分解率は86チであり、第2回として新たに加えたT
BPのみに対する分解率は85%であった。
さらに、この第2回の分解で得た分解湯液も、液中Cu
”+イオン角度を当初浸度に等しくなるように鎖線した
後、三たび触媒液として使用し、上述と同一条件でTB
P16.(lを分解し、 80%以上の高分解率を得た
なお本発明以外の分解方法で得た分解湯液の場合にも、
それが本発明で使用する触媒液の組成を有するものであ
れば、上記実施例5のように本発明において使用するこ
とが可能である。例えば、放射性廃有機リン酸エステル
類を水中で、金属リン酸塩を触媒として高温、高圧下(
例えば200〜300℃、20〜100気圧)で、酸素
または酸素含有混合ガスを圧入して酸化分解する方法の
場合には、その分解湯液は本発明で使用される触媒液の
組成を有するので、そのまままたは鎖網もしくは希釈し
て本発明の触媒液として使用することができる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、従来その有効な処
理方法が確立していなかった放射性廃有機リン酸エステ
ル類を、簡単な装置により、緩和な条件下で、知時間に
高分解率で酸化分解処理することができる。
すなわち、本発明の分力・ト反応の条件は、常圧、10
0°C以下であるので、設備や装置材質に対する負担が
少なく、また発生ガス中への放射能の移行も殆どない。
そのため排ガス処理も特別の装置を必要とせず、通常の
排ガス処理でよい。また分解(は該廃エステルを最終的
に二酸化炭素と水(水蒸気)とリン酸に分解するまで進
行するので、処理済みの分解液中には水溶性無機物質の
みが残存し、したがってその取扱いは非常に容易になり
、かつ減容性もよい。例えばTBPの場合、昇の減容比
が得られる。しかも処理済の分解液は、二次廃菓物とな
らずに新たな分解のための触媒としてくり返し使用でき
るという大きな利点があり、そのために−磨滅容性が良
好となる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)放射性廃有機リン酸エステル類を金属リン酸塩の
    リン酸水溶液中で過酸化水素により酸化分解させること
    を特徴とする放射性廃有機リン酸エステル類の分解処理
    方法。
  2. (2)金属リン酸塩はリン酸銅である特許請求の範囲第
    1項記載の分解処理方法。
  3. (3)酸化分解は80〜100℃の温度で行なわれる特
    許請求の4.(Σ四組1項記載の分解処理方法。
  4. (4)金属リン岐塩のリン酸水溶液として放射性廃有機
    リン酸エステル類の分解漬液を使用する特許請求の範囲
    第1項記載の分解処理方法。
  5. (5)放射性廃有機リン酸エステル類の分解漬液が特許
    請求のjHHfj囲第1項記載の分jQi処理方法によ
    り倚られた分解済ti、またはそれを配給もしくは希釈
    した液である特許請求の範囲第4項°記載の分解処理方
    法。
  6. (6)放射性廃有機リン酸エステル類の分解漬液が、放
    置」性廃有機リン酸エステル類を含む水中に金属リン酸
    塩を計媒として高温高圧下で酸素または酸素含有混合ガ
    スを圧入して酸化分解した分解済:tj、またはそれを
    汲縮もしくは希釈した液である特許請求の範囲第4項記
    載の分解処理方法。
  7. (7)高温高圧が200〜300℃の温度20〜100
    気圧の圧力である特許請求の範囲鵠6項記載の分解処理
    方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6363999A (ja) * 1986-09-05 1988-03-22 株式会社東芝 放射性廃有機溶媒の分解処理法
US5443700A (en) * 1993-08-06 1995-08-22 Hitachi, Ltd. Method for treating waste water containing oil composed of esters, and treating apparatus thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6363999A (ja) * 1986-09-05 1988-03-22 株式会社東芝 放射性廃有機溶媒の分解処理法
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