JPS63292094A - キレ−ト化合物含有放射性廃液の処理方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はキレート化合物を含む放射性廃液の処理方法に
関する。更に詳しくはエチレンジアミン四酢酸（以下Ｅ
ＤＴＡという）と金属からなるキレート化合物を含む放
射性廃液から金属を分離除去する該廃液の処理方法に関
するものである。本発明は原子カプラントの機器や配管
等をＥＤＴＡを含む液により化学除染した際に排出され
る除染廃液を処理するに当り特に有効である。

［従来の技術］ 原子力発電プラントでは運転が継続されるに従って、機
器や配管に放射性物質が蓄積し、作業員の被曝が増大す
る。このため、化学薬品により放射性物質を溶解除去す
る化学除染が被曝を低減する有効な方法の一つとして実
施されている。

化学除染において生ずる除染廃液は、５４Ｍｎ（半減期
３０３日）、６５Ｚｎ（半減期２４５日）、５９Ｆｅ（
半減期４５．６日）などの短半減期の放射性金属の他に
”Ｃｏ　　（半減期５．２６年）のような長半減期の放
射性金属を含んでおり、長期保管が必要である。また、
除染廃液には放射性金属の他に除染剤として用いた放射
能をもたない有機物（主に有機酸やキレート剤）が含ま
れており、その廃液量は原子炉−次系全体を除染した場
合には数百ｍ３にもなる。

化学除染に用いられる除染剤は、通常還元能力のある薬
品及びキレート剤を含有している。キレート剤として用
いられる薬品はＥＤＴＡ又はその塩が代表的である。

このような除染剤を用いた場合、除染後の放射性廃液中
に溶解している放射性金属はＥＤＴＡと強固に結合した
キレート化合物を形成しているため、放射性金属のみを
分離除去するのは極めて困難である。

このようにＥＤＴＡとキレート化合物を形成している金
属を含む放射性廃液から金属のみを分離除去するために
、例えばキレート剤を酸化分解した後、金属を沈殿分離
したり、あるいは酸化分解した後に電解操作によって金
属を陰極に析出させる方法が提案されている。

一方、放射性物質を含まない一般のＥＤＴＡ含有廃液の
処理では、ＥＤＴＡと金属を分離する方法として該廃液
を強アルカリ性にして金属イオンを沈殿分離する方法が
用いられている。この方法ではその処理により金属イオ
ンが容易に沈殿分離される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前記の酸化分解処理は廃液中の金属イオンが少
ない場合、該金属が酸化分解処理において酸化を促進す
る触媒作用が小さくて、該処理がなかなか進まないため
、これを解消するよう酸化反応の触媒として別に非放射
性の金属を加えてやらなければならず、これにより廃棄
物量を増やすことになるという欠点がある。また、酸化
分解処理では発熱・発泡などの危険を伴い、特に放射能
が高い廃液の場合、酸化反応に伴って生ずるミストの吸
込みによる内部被曝の危険も考えられ、安全性の高い方
法とはいえない。

さらに、廃液を強アルカリにすることにより処理する方
法をキレート化合物含有廃液に適用しようとしても、こ
の除染廃液は通常還元雰囲気にあるため、この廃液を単
に強アルカリ性にするだけでは金属分が容易に沈殿せず
、結局のところ沈殿分離するためには酸化工程が必要と
なる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ＥＤＴＡと金属とからなるキレート化合物を
含む放射性廃液を処理するに当り、該廃液を酸性に調整
した後、塩形強酸性カチオン交換樹脂に通液し、金属と
有機物を分離することを特徴とするキレート化合物含有
放射性廃液の処理方法を提供するものである。

さらに、前記廃液のｐｌを段階的に変え、各段階毎にそ
のｐＨにおいて塩形強酸性カチオン交換樹脂に通液し、
金属をその成分毎に分離除去する方法を提供するもので
ある。

［作　　用コ 本発明者等はＥＤＴＡと金属とから成るキレート化合物
を含む放射性廃液特に除染廃液から放射性成分である金
属と放射能をもたない有機物とを分離する放射性廃液の
処理方法を鋭意研究した結果、該廃液ｐＨを酸性に調整
した後、塩形強酸性カチオン交換樹脂に通液することに
より第２図に示す如く除染廃液中の主な放射性金属を効
果的に分離除去できることを発見した。さらに第２図に
よれば前記廃液のｐＨを段階的に変え、各段階毎にその
ｐＨにおいて塩形強酸性カチオン交換樹脂に通液するこ
とにより短半減期の放射性金属（主として５４Ｍｎ）と
長半減期の放射性金属（主として６０Ｃｏ）を分離除去
できる。

通常の除染廃液の場合、含まれている金属としては鉄が
主成分であり、マンガンやコバルト等が少量含まれてい
る。しかし、廃液の放射能に大きく寄与しているのは長
半減期の”Ｃｏ　　（半減期５．２６年）や短半減期の
’Ｍｎ　　（半減期３０８日）であり、鉄は半減期が極
めて短＜　（４５，６日）放射能への寄与も小さい。従
って、廃液に少量含まれているコバルトやマンガンが完
全に除去できれば鉄を完全に除去する必要はない。また
、６０ＣＯと５４Ｍｎのような半減期がかなり異なる放
射性金属を分離できれば長半減期の放射性金属分離を含
むため長期保管を要する放射性廃棄物量を減容できるメ
リットが生じる。このような理由から、本発明の処理方
法においては廃液のｐＨを酸性側の処理上必要なｐｌ（
に、−回にあるいは段階的に調整すれば良い。

例えば、第２図によれば除染廃液中の有機物と放射能を
分離するのであれば該廃液゛のｐＨをｐＨ２以下に調整
した後塩形強酸性カチオン交換樹脂に通液すれば良い。

さらに、短半減期の５４　Ｍ　ｎと長半減期の６０ｃｏ
を分離する場合には、第１段階で前記廃液のｐＨをｐＨ
３，５〜ｐＨ２，５好ましくはｐＨ３〜ｐＨ２，５に調
整した後塩形強酸性カチオン交換樹脂に通液すれば５４
Ｍｎが除去され、次にその流出液のｐＨをｐｔ１２．５
未満、好ましくはｐＨ２以下に調整して同様の樹脂に通
液することにより、６°Ｃｏが除去され・５４Ｍｎと６
０ＣＯが分離できることになる。

ここで、金属を除去するのに塩形の強酸性カチオン交換
樹脂を用いるのは、水素形の強酸性カチオン交換樹脂を
用いると樹脂から解離した水素イオンによってＥＤＴＡ
が溶解度の小さい遊離の酸となるため、樹脂層内にＥＤ
ＴＡが析出してしまうためである。

以下に本発明の一実施態様を第１図によって説明する。

除染後のキレート化合物含有の放射性廃液３をｐＨ調整
槽１に受は入れ、硫酸等の酸４を注入してｐｌｌｌに調
整する。ｐＨ調整後、前記廃液を移送ポンプ５で移送管
６を通しナトリウム形強酸性カチオン交換樹脂を充填し
た樹脂塔２に通液する。通液後の処理水は移送管７を通
し排出される。

ここで、金属の成分毎に分離したい場合には、移送管７
以降に第１図と同様のｐＨ調整槽及びナトリウム形強酸
性カチオン交換樹脂を充填した樹脂塔から成る装置を必
要数連結し、分離する金属分に応じて各ｐＨ調整槽によ
りｐＨを段階的に下げて各樹脂塔に通液すれば良い。

［実　施　例］ 実施例　Ｉ ＥＤＴＡ−２Ｎａ　１％を含む溶液に還元雰囲気におい
て鉄ｔｏｏｏｐｐｍ−コバルト１１）Ｉ）１％マンガン
１　ｐｐｍを溶解したものを模擬廃液とし、該模擬廃液
から２つの試料を取り、それぞれのｐＨを硫酸によりｐ
Ｈ１，５及びｐＨ１に調整し、ナトリウム形強酸性カチ
オン交換樹脂１００　ｍｌ充填したカラムにＳ　Ｖ＝２
０　（ｈ−１）で通液した。

通液後の各金属イオン濃度を求めた結果、表１に示すよ
うにコバルト及びマンガンを１Ｏｐｐｂ以下まで除去で
きた。

表　　　　１ 実施例　２ 実施例１に示した模擬廃液のｐＨをまずｐＨ３に調整後
、ナトリウム形強酸性カチオン交換樹脂に通液し、通液
後の金属イオン濃度を測定した。次に通液後の模擬廃液
のｐｌ（をｐＨ１，５に調整し、再びナトリウム形強酸
性カチオン交換樹脂に通液後金属イオン濃度を測定した
。測定結果を表２に示す。

これにより、第１段階でｐＨ３に調整することによりマ
ンガンを、さらに第２段階でｐＨ１，５に調整すること
によりコバルトを除去することができた。

表　　　　２ 実施例　３ ナトリウム形強酸性カチオン交換樹脂を１ｇ充填した樹
脂塔を２塔直列に連結したものに実施例１で用いた模擬
廃液をｐＨ１に調整して通液し、１塔目及び２塔目の樹
脂塔の出口水の金属イオン濃度を測定した。この結果、
１塔目の出口水の鉄濃度が入口水の鉄濃度と同じになる
までの通液曾は５３Ωであった。この時、２塔目の樹脂
塔の出口水の鉄、コバルト及びマンガンの濃度はそれぞ
れ５８ｐｐｍ　、　１０ｐｐｂ以下、１Ｏｐｐｂ以下で
あった。

［発明の効果コ 本発明によれば、ＥＤＴＡと金属とからなるキレート化
合物を含む放射性廃液から金属特に長半減期の放射性核
種を効果的に分離除去できる。このため、原子カプラン
トの機器や配管等を化学除染した際に排出される除染廃
液などから生ずる、長期貯蔵を要する放射性廃棄物の量
を極めて少なくすることが可能である。さらに、放射性
金属除去後の廃液を処理する場合、放射能が殆どないた
め容易に処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の処理方法の実施の一例を示す図であり
、第２図はｐＨと各種金属イオンの除去率の関係を示す
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレンジアミン四酢酸と金属とからなるキレー
   ト化合物を含む放射性廃液を処理するに当り、該廃液を
   酸性に調整した後、塩形強酸性カチオン交換樹脂に通液
   し、金属と有機物を分離することを特徴とするキレート
   化合物含有放射性廃液の処理方法。
2. （２）エチレンジアミン四酢酸と金属とからなるキレー
   ト化合物を含む放射性廃液のｐＨを段階的に変え、各段
   階毎にそのｐＨにおいて塩形強酸性カチオン交換樹脂に
   通液し、金属をその成分毎に分離除去することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のキレート化合物含有放
   射性廃液の処理方法。
3. （３）エチレンジアミン四酢酸と金属とから成るキレー
   ト化合物を含む放射性廃液の第１段階のｐＨ調整をｐＨ
   ３．５〜２．５、第２段階のｐＨ調整をｐＨ２．５以下
   とすることを特徴とする特許請求第１項又は第２項記載
   のキレート化合物含有放射性廃液の処理方法。
4. （４）塩形強酸性カチオン交換樹脂としてナトリウム形
   を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１〜第３項
   のいずれか１項記載のキレート化合物含有放射性廃液の
   処理方法。