JPS5931039B2 - タンタル製酸消化釜による酸消化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタンタル製酸消化釜による廃棄有機高分子物質
の酸消化処理方法に関し、特に酸消化処理工程で生ずる
タンタル製酸消化釜の腐食及び水素吸収脆化を防止する
方法に関するものである。

本発明で酸消化処理の対象となる廃棄有機高分子物質と
しては、天然もしくは合成の各種ゴム製品、綿・毛・ナ
イロン・ビニロン等の天然もしくは合成の各種繊維製品
、ポリエチレン・ポリプロピレン等の合成樹脂フィルム
やシート、更にはその他の熱可塑性又は熱硬化性樹脂製
の各種成形品等のあらゆる廃棄有機高分子物質（以下単
に有機物という）を包含するが、以下では放射能汚染を
受けた有機物製品の処理を例にとつて説明する。核燃料
を取扱う施設、或はその他放射性同位元素を扱う施設で
は、人体を保護する為に種々の機材や調度品が用いられ
る。塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレン等の含
塩素ビニル系モノマーを（共）重合させたゴム製品はそ
の代表例であるが、放射能汚染を受けたこれらの有機物
製品を処理する技術としては、これらを減容安定化し、
コンパクトに固めて貯蔵する方法がある。減容安定化の
為に採用される手段としては、高温高濃度の硫酸浴中に
上記有機物を投入して酸消化させる方法が検討されてい
る。

この方法は次の２つの工程からなるもので、その条件は
極めて過酷である。（ハ硫酸による有機物の分解工程 （ポリ塩化ビニルの場合） （Ｃ２Ｈ３Ｃｔ）ｎ＋ ｎＨ２ＳＯ４一→２ｎＣ＋ＮＳ
Ｏ２＋２ｎＨ２０＋ＮＨＣｔ（２）硫酸添加による炭素
の酸化工程３Ｃ＋２ＨＮ０３ ＋４Ｎ０＋３Ｃ０２＋２Ｈ２０ 上記における第１工程は、通常８５０Ｉ）、２００℃以
上の硫酸浴中で約５時間程度行なわれ、引続いて硝酸が
添加され、更に約２時間程度を要して第２工程が実施さ
れる。

この様な厳しい条件に耐え得る材料としては、一般に白
金、高珪素鋳鉄、グラスライニング鋼、タンタル（合金
を含む）等が考えられる。

しかし白金は高価であり、高珪素鋳鉄は脆いという欠点
があジ、更にグラスライニング鋼では複雑な形状を呈す
る部分の加工が困難であると共に、熱履歴を受けると割
れることがあるという問題がある。そこで残されたタン
タル（合金を含む：但し以後は単にＴａと表わす）がク
ローズ・アツプされている。しかしＴａの場合は、極め
て微量ながら腐食という問題があ如、又該腐食に伴なつ
て発生する水素を吸収して脆化するという懸念がある。

従つてこれらの問題が解決されない限只酸消化釜用材料
として不十分である。Ｔａの腐食防止に関する従来の研
究実績は極めて僅かであり、実質的に未開拓の分野であ
るが、水素吸収脆化を予防する方法としては、Ｔａの表
面一部に白金箔を貼ジ付けて一種の犠牲陰極効果をもた
らす方法が知られている。

しかるに白金の腐食溶損は極めて早く進行し再三取り換
える必要があるから、作業性及び経済性の両面に卦いて
欠点があつた。本発明はこれらの事晴に着目してなされ
たものであつてＴａの腐食劣化と水素吸収脆化を、同時
に、且つ効果的に、又作業性及び経済性において問題な
く防止できる方法の提供を目的とするものである。

しかして本発明に｝いては、有機物の分解工程に先立つ
て、硝酸若しくは亜硝酸又はこれらの塩を高温高濃度の
硫酸浴中に加えて酸消化を行なう点に要旨が存在するも
のである。

即ち本発明は、高温高濃度の硫酸浴中に硝酸又は亜硝酸
を、遊離酸又は塩の形で添加することにより、Ｔａの腐
食が抑制され、且つ水素吸収が防止されるという知見を
基にしてなされたものであり、以下実験例を基にして本
発明の構成及び作用効果を明らかにしていく。第１図は
腐食試験装置の概略を示す説明図で、トレイ１には、数
個（図では３個）のマントルヒタ２を配置し、夫々には
、冷却用コンデンサー５付きのセパラブル・フラスコ３
を安置している。

各フラスコ３には、夫々濃度の異なる硫酸溶液９が収容
され、且つ一定大きさ（実験では２ｍｍ×２０ｍｍＸ２
０ｍｍ）のＴａ板１０を浸漬した。尚冷却水は矢印Ａに
沿つて導入され、ストツプバルブ８を経て矢印Ｂ，Ｃ，
Ｄに沿つて各コンデンサー５を経由し、更に矢印Ｅ方向
に放流される。尚又、４は測温センサー、６は断水セン
サー、７は液漏洩センサーであり、夫々を鎖線で囲む制
御部に配置して安全運転を期した。各フラスコ３は、９
５％硫酸を収容し硝酸、亜硝酸及びこれらの塩の添加、
訃よび無添加の群に分け、硫酸浴温を２５０℃に維持し
つつ５００時間の保持実験を行なつた。

実験終了後試験片を取り出して乾燥し、重量を測定する
と共に、Ｔａ中の水素濃度を分析した。試験前後の重量
変化から平均腐食速度を求めて第１表に示した。即ち塩
の種類によつて添加効果の大小はあるが、いずれの場合
も無添加の場合にくらべて顕著な減少効果を示しており
、且つその効果は、添加量依存性が殆んど無かつた。

各種金属塩の中では、比較的電離性が良好と思われるア
ルカリ金属塩やアンモニウム塩よジも、銅族、アルカリ
土類金属、鉄属等に属する元素の塩の方法が、より顕著
な効果を示した。尚硝酸塩と亜硝酸塩の間には実質的な
相違が存在しないことも明らかになつた。塩の種類は上
記の如く例示したものに限定されず、Ｍｇ，Ｃａ，Ｃｄ
，Ｍｎ，Ａｔ，Ｉｎ等との単純塩の他、硝酸塩化モリブ
デン、硝酸ガドリニウムニツケルの様な複塩や錯塩等と
して添加することを排除するものではない。本発明で添
加される硝酸若しくは亜硝酸又はそれらの塩は、以上述
べた如く広義の意味を有するが、これらを硫酸浴中に加
える時期は、有機物の分解工程前に硫酸浴を調製する段
階、有機物投入の段階、硫酸浴の温度が高温に達した段
階等の中から任意に選択すればよいが、可及的早い時期
が望まれることは言う迄もない。

又その濃度が制限されないことも前述の記載によつて理
解される通Ｄである。本発明は上記の如く構成されてい
るから、極めて簡単な手段によつて、しかも安価に、Ｔ
ａの腐食と水素吸収を同時に且つ確実に抑制することが
できる。

従つて有機物の酸消化による減容安定化が、Ｔａ製酸消
化釜によつて安全に実施できる様になつた訳で、放射性
元素に汚染された有機物の処理技術を大きく前進させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実験装置の概要を示す説明図である。 ９・・・硫酸溶液、１０・・・Ｔａ板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ タンタル製酸消化釜に収容された有機高分子物質を
   高温高濃度の硫酸浴中で分解する工程、及び硝酸を添加
   して更に酸化する工程、を含む有機高分子物質の酸消化
   処理方法において、前記分解工程に先立つて、硫酸浴中
   に硝酸、亜硝酸、硝酸塩及び亜硝酸塩よりなる群から選
   択される１種以上を添加しておくことを特徴とするタン
   タル製酸消化釜による酸消化処理方法。