JPS61204598A - 放射性金属廃棄物用除染液の生成方法 - Google Patents
放射性金属廃棄物用除染液の生成方法Info
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- JPS61204598A JPS61204598A JP60045648A JP4564885A JPS61204598A JP S61204598 A JPS61204598 A JP S61204598A JP 60045648 A JP60045648 A JP 60045648A JP 4564885 A JP4564885 A JP 4564885A JP S61204598 A JPS61204598 A JP S61204598A
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
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。
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]
本発明は原子力発電設備および核燃料サイクル関連施設
などから発生する放射性金属廃棄物の表面に付着もしく
は沈着した放射性物質を除去する除染液の生成方法に関
する。
などから発生する放射性金属廃棄物の表面に付着もしく
は沈着した放射性物質を除去する除染液の生成方法に関
する。
[発明の技術的背景とその問題点コ
原子力発電設備および核燃料サイクル関連施設で使用し
た配管、i器、燃料集合体等の内側には放射性の酸化被
膜が形成され、これが表面線!率を高める原因になって
いる。定期検査時等の被爆低減の見地からこれら酸化被
膜の除去すなわち除染が必要である。この除去には通常
金a材料の表面に形成された酸化被膜および金属母材を
溶解し、付着もしくは沈着した腐蝕生成物および核分裂
生成物を溶液中に脱落させることが要求される。このよ
うな除染方法には大きく分けて、化学的除染法、機械的
方法を含む物理的方法、電気化学的方法がある。これら
の方法のうち、化学的除染法は酸化被膜の特性を考慮し
た酸化還元剤、錯化剤、インヒビタをブレンドした除染
剤を使用する方法である。この方法は酸化被膜の溶解速
1度の点では優れているが、二次廃棄物の発生量が大暑
に発生する問題1点があった。
た配管、i器、燃料集合体等の内側には放射性の酸化被
膜が形成され、これが表面線!率を高める原因になって
いる。定期検査時等の被爆低減の見地からこれら酸化被
膜の除去すなわち除染が必要である。この除去には通常
金a材料の表面に形成された酸化被膜および金属母材を
溶解し、付着もしくは沈着した腐蝕生成物および核分裂
生成物を溶液中に脱落させることが要求される。このよ
うな除染方法には大きく分けて、化学的除染法、機械的
方法を含む物理的方法、電気化学的方法がある。これら
の方法のうち、化学的除染法は酸化被膜の特性を考慮し
た酸化還元剤、錯化剤、インヒビタをブレンドした除染
剤を使用する方法である。この方法は酸化被膜の溶解速
1度の点では優れているが、二次廃棄物の発生量が大暑
に発生する問題1点があった。
このような問題点を解決する方法として、たとえば米国
特許第4,217,192号明細也で開示されている化
学エツチングを使用した原T力11における放射能で汚
染された金属の除染方法とそのシステムが知られている
。
特許第4,217,192号明細也で開示されている化
学エツチングを使用した原T力11における放射能で汚
染された金属の除染方法とそのシステムが知られている
。
この方法はセリウム3価イオンとセリウム4価イオンを
含んだ硝酸溶液からなる電界液中に放射能で汚染された
被除染物としての金属と電解液再生の為の一対の電極を
同一容器内に浸漬して被除染物の放射能を除去したのち
クリーニングされた被除染物を電解液中から取りだす酸
化、還元効果を利用した化学除染(エツチング)である
。
含んだ硝酸溶液からなる電界液中に放射能で汚染された
被除染物としての金属と電解液再生の為の一対の電極を
同一容器内に浸漬して被除染物の放射能を除去したのち
クリーニングされた被除染物を電解液中から取りだす酸
化、還元効果を利用した化学除染(エツチング)である
。
しかしながら、上記方法はバッチ処理方法で連続的でな
いため処理操作にその都度半開を要し、作業員の放耐線
被爆時間が長くなる欠点と、強硝酸溶液と高温度を使用
するため、亜硝酸ガスや硝酸のミスト等が発生し、作業
環境が悪化する欠点もある。更に、電解液中に1ツチン
グされた残渣がスラリー状化し、浮遊したりして電解液
としての消耗が激しく、その役目を果さないだけでなく
、寿命が短くなる欠点がある。そこで、効率よくかつ連
続的に除染液を生成させ、しかも二次廃棄物量が少ない
除染液の生成方法が望まれる。
いため処理操作にその都度半開を要し、作業員の放耐線
被爆時間が長くなる欠点と、強硝酸溶液と高温度を使用
するため、亜硝酸ガスや硝酸のミスト等が発生し、作業
環境が悪化する欠点もある。更に、電解液中に1ツチン
グされた残渣がスラリー状化し、浮遊したりして電解液
としての消耗が激しく、その役目を果さないだけでなく
、寿命が短くなる欠点がある。そこで、効率よくかつ連
続的に除染液を生成させ、しかも二次廃棄物量が少ない
除染液の生成方法が望まれる。
[発明の目的コ
本発明は以上の問題点を解決するためになされたもので
、陽極で低酸化状態の金属イオンを酸化して高酸化状態
の金属イオンを生成させるための実用的に使用でき、か
つ効率のよい除染液の生成方法を提供することを目的と
する。
、陽極で低酸化状態の金属イオンを酸化して高酸化状態
の金属イオンを生成させるための実用的に使用でき、か
つ効率のよい除染液の生成方法を提供することを目的と
する。
[発明の概要]
上記目的を達成するため、本発明にかかる除染液の生成
方法は、水溶液中で多価の酸化状態を有する金属の低酸
化状態の金属化合物を溶解させた酸性溶液に白金と同等
かもしくは白金より酸素過電圧の高い金属または金属酸
化物製陽極と、白金と同等かもしくは白金より水素過電
圧の低い金属または金属酸化物製陰極とを浸漬して前記
両極間に電流を流し、前記陽極で低酸化状態の金属イオ
ンを酸化して高酸化状態の金属イオンを生成させること
を特徴とする。
方法は、水溶液中で多価の酸化状態を有する金属の低酸
化状態の金属化合物を溶解させた酸性溶液に白金と同等
かもしくは白金より酸素過電圧の高い金属または金属酸
化物製陽極と、白金と同等かもしくは白金より水素過電
圧の低い金属または金属酸化物製陰極とを浸漬して前記
両極間に電流を流し、前記陽極で低酸化状態の金属イオ
ンを酸化して高酸化状態の金属イオンを生成させること
を特徴とする。
[発明の実施例1
図は本発明を実施するに好適な装置の配置の一例を示し
た系統図である。
た系統図である。
図において、符号1は電解槽であり、この電解MJ1内
には低酸化状態の金属イオンを溶解させた酸性溶液2が
貯溜されている。
には低酸化状態の金属イオンを溶解させた酸性溶液2が
貯溜されている。
この低酸化状態の金属化合物を溶解させた酸性溶液2に
は、白金と同等かもしくは白金より酸素過電圧の高い金
属または金属酸化物製陰極3および白金と同等かもしく
は白金より水素過電圧の低い金属または金属酸化物製陰
極4が浸漬され、両電極間に所定電流密度で電圧が印加
される。
は、白金と同等かもしくは白金より酸素過電圧の高い金
属または金属酸化物製陰極3および白金と同等かもしく
は白金より水素過電圧の低い金属または金属酸化物製陰
極4が浸漬され、両電極間に所定電流密度で電圧が印加
される。
図中符号5は除染槽であり、この除染槽内には、前記電
解4ff1で、低酸化状態の金属イオンを溶解させた酸
性溶液2が電解されて、高酸化状君となった高酸化状態
の金属イオンが溶解した酸性溶液つまり除染液6が貯溜
されている。前記高酸化状態の金属イオンが溶解した除
染液6には、放射能物質で汚染された金属物品すなわち
被除染物7が浸漬されている。この除染槽5と前記電解
槽1とは循環配管8.9で連結されており、この循環配
管9の途中には循環ポンプ10が設けられて、低酸化状
態の金属イオンを溶解させた酸性溶液2、高酸化状態の
金属イオンが溶解した除染液6が電解槽1ど除染槽2と
の間を循環するようになっている。
解4ff1で、低酸化状態の金属イオンを溶解させた酸
性溶液2が電解されて、高酸化状君となった高酸化状態
の金属イオンが溶解した酸性溶液つまり除染液6が貯溜
されている。前記高酸化状態の金属イオンが溶解した除
染液6には、放射能物質で汚染された金属物品すなわち
被除染物7が浸漬されている。この除染槽5と前記電解
槽1とは循環配管8.9で連結されており、この循環配
管9の途中には循環ポンプ10が設けられて、低酸化状
態の金属イオンを溶解させた酸性溶液2、高酸化状態の
金属イオンが溶解した除染液6が電解槽1ど除染槽2と
の間を循環するようになっている。
以下に1本発明にかかる除染液の生成方法の第1の実施
例について説明する。
例について説明する。
第1の実施例は水溶液中で多価の酸化状態を有する金属
としてセリウムを選択し、低酸化状態の金属化合物とし
てはセリウム3価化合物である硝酸第1セリウムCe
(NO3)3を用いる。セリウム3価化合物は水また
は酸に容易に溶解する化合物であることがa要である。
としてセリウムを選択し、低酸化状態の金属化合物とし
てはセリウム3価化合物である硝酸第1セリウムCe
(NO3)3を用いる。セリウム3価化合物は水また
は酸に容易に溶解する化合物であることがa要である。
前記硝酸第1セリウムを溶解させた酸性溶液としては硝
酸溶液を用いる。前記硝酸第1セリウム濃度0.811
101 /β、硝Ha度2.Omol /βの電解液に
、前記陽極としてチタンに白金コーティングを施したも
のと、前記陰極としてチタンに白金コーディングを施し
たものを浸漬させる。前記陽極および陰極の間に電圧を
印加して電流密度を0.2A/dで電流を流す。
酸溶液を用いる。前記硝酸第1セリウム濃度0.811
101 /β、硝Ha度2.Omol /βの電解液に
、前記陽極としてチタンに白金コーティングを施したも
のと、前記陰極としてチタンに白金コーディングを施し
たものを浸漬させる。前記陽極および陰極の間に電圧を
印加して電流密度を0.2A/dで電流を流す。
つぎに第1の実施例の作用を説明する。
セリ・クム3価塩が溶解している酸性溶液中では、以下
に示す電解酸化反応によってセリウム3価イオン(Ce
′+)はセリウム4価イオン(Ce”)に変換される。
に示す電解酸化反応によってセリウム3価イオン(Ce
′+)はセリウム4価イオン(Ce”)に変換される。
(1!i極)
(:、e”−+Ce”+e−・・−・−(1)2O日−
−Hz Q+ (1/ 2)02 (T )+2e−
・・・・・・(2) (陰極) H” +e−−+ (1/ 2)02 (↑) ・
(3)Ce” +e−−+(:、e ”
−・・ ・・・ (
4)上記(1)式により生成したセリウム4価イオン(
Ce4+)は極めて酸化力が強く、被除染物に接触させ
ると、金属母材表面層から放射能汚染物質とともに金属
表面が溶解される。反応は金属の化学式をMとして以下
に示すとおりである。
・・・・・・(2) (陰極) H” +e−−+ (1/ 2)02 (↑) ・
(3)Ce” +e−−+(:、e ”
−・・ ・・・ (
4)上記(1)式により生成したセリウム4価イオン(
Ce4+)は極めて酸化力が強く、被除染物に接触させ
ると、金属母材表面層から放射能汚染物質とともに金属
表面が溶解される。反応は金属の化学式をMとして以下
に示すとおりである。
M + Ce ” →M÷+Ce ” ・・・・
−(5)本発明にかかる除染液の生成方法を用いれば、
陽極と陰極との間に印加した電圧による電解酸化反応に
より陽極近傍にセリウム4価イオンが効率よく生成する
。ところで陽極ではセリウム4価イオンの生成反応と酸
素発生反応が競争している。
−(5)本発明にかかる除染液の生成方法を用いれば、
陽極と陰極との間に印加した電圧による電解酸化反応に
より陽極近傍にセリウム4価イオンが効率よく生成する
。ところで陽極ではセリウム4価イオンの生成反応と酸
素発生反応が競争している。
陽極として鉄のように酸素過電圧の小さい金属材料を用
いると、セリウム4価イオンの生成より酸素発生に使わ
れる電流の割合いが大きくなるため、セリウム4価イオ
ン生成の電流効率が悪くなる。
いると、セリウム4価イオンの生成より酸素発生に使わ
れる電流の割合いが大きくなるため、セリウム4価イオ
ン生成の電流効率が悪くなる。
したがって、陽極は酸素の発生し難い金属材料すなわち
酸素過電圧の高い金属材料であることが重要である。一
方、陰極の表面では水素発生反応とセリウム41i1j
イオンがセリウム3価イオンに還元される反応が競争し
ている。陰極として水銀のように水素過電圧の大きい金
属材料を用いると水素発生反応よりセリウム31i1i
イオン生成に使5ねれる電流の割合いが大きくなるため
、セリウム4価イオン生成の電流効率が悪くなる。した
がって、陰極は水素の発生しやすい金属材料、すなわち
、水素過電圧の低い金属材料であることが重要である。
酸素過電圧の高い金属材料であることが重要である。一
方、陰極の表面では水素発生反応とセリウム41i1j
イオンがセリウム3価イオンに還元される反応が競争し
ている。陰極として水銀のように水素過電圧の大きい金
属材料を用いると水素発生反応よりセリウム31i1i
イオン生成に使5ねれる電流の割合いが大きくなるため
、セリウム4価イオン生成の電流効率が悪くなる。した
がって、陰極は水素の発生しやすい金属材料、すなわち
、水素過電圧の低い金属材料であることが重要である。
第1表に本発明の第1の実施例と従来例とについてセリ
ウム4価イオン生成に関する電流効率を測定した結果を
比較して示す。従来例では陽極にチタンを、陰極にステ
ンして鋼を用いた。セリウム4価イオン生成に関する電
流効率7は以下のとおりである。
ウム4価イオン生成に関する電流効率を測定した結果を
比較して示す。従来例では陽極にチタンを、陰極にステ
ンして鋼を用いた。セリウム4価イオン生成に関する電
流効率7は以下のとおりである。
η= (96485xCe’+生成U、: <mol
/fl )X7I&解液液11(j2))/l電解時間
(sec)×電流(A)) 第1表に、本発明の実施例と従来例のセリウム4価イオ
ン生成の電流効率を比較して示ず。
/fl )X7I&解液液11(j2))/l電解時間
(sec)×電流(A)) 第1表に、本発明の実施例と従来例のセリウム4価イオ
ン生成の電流効率を比較して示ず。
(以下余白)
第1表から本発明の実施例の方が従来例に比べて約1.
5倍のセリウム4価イオン生成に関する電流効率が得ら
れることがわかる。これは陽極に酸素過電圧の低い金属
材料を用いることによって、セリウム4価イオンが生成
しにくくなり、セリウム4価イオンの生成より酸素の発
生に使われる電流の割合いが大きくなるためである。一
方、陰極に水素過電圧の高い金属材料を用いることによ
って、セリウム4価イオンがセリウム3価イオンに変換
される割合いが大きくなり、水素の発生に使ねれる電流
の割合いが小さくなるためである。
5倍のセリウム4価イオン生成に関する電流効率が得ら
れることがわかる。これは陽極に酸素過電圧の低い金属
材料を用いることによって、セリウム4価イオンが生成
しにくくなり、セリウム4価イオンの生成より酸素の発
生に使われる電流の割合いが大きくなるためである。一
方、陰極に水素過電圧の高い金属材料を用いることによ
って、セリウム4価イオンがセリウム3価イオンに変換
される割合いが大きくなり、水素の発生に使ねれる電流
の割合いが小さくなるためである。
以上説明したように、この第1の実施例では陽極として
、酸素過電圧の大きな金属材料を用いるので酸素の生成
よりセリウム4価イオンの生成に使われる電流の割合い
が大きくなり、セリウム4衛イオンが効率よく生成でき
る。
、酸素過電圧の大きな金属材料を用いるので酸素の生成
よりセリウム4価イオンの生成に使われる電流の割合い
が大きくなり、セリウム4衛イオンが効率よく生成でき
る。
なお第1の実施例においてセリウム3価化合物として硝
酸第1セリウムCe (NO3) 3を使用したが、そ
のかわりに硫酸第1セリウム[Ce(804)3]、硝
酸第1セリウムアンモニウムcce (NO13)3
・2 (NH+ NOj>] 、炭酸セリウムCe2
[(CO3)3 ] 、 しゅう1M第1セリウムCe
2 (C2O4)3]を用イルコとも可能である。前
記セリウム3価化合物のi11度は0.8rao1/f
lのかわりに0.01〜2.Omol /βで使用可能
である。前記低酸化状態の金属化合物を溶解させた酸性
溶液としては硝酸溶液のかわりに、硫酸溶液、炭酸溶液
、しゅう酸溶液を用いることも可能である。また前記酸
性溶液の濃度としては、2.Omol / flのかわ
りに0.01〜10.Omol/ぶの範囲で使用可能で
ある。前記陽極としてチタンに白金コーティングを施し
たもののかわりに白金、チタン以外の金属に白金コーテ
ィングを施したものを用いることも可能である。前記陰
極としてチタンに白金コーティングを施したもののかわ
りに白金、チタン以外の金属に、白金コーティングを施
したもの、金、チタンに金コーティングを施したもの、
チタン以外の金属に金コーティングを施したものを用い
ることも可能である。前記陽極および陰極の間に印加す
る電圧の電流密度は0.2A/ci/のかわりに0.0
5〜2.OA / cぜでも使用可能である。
酸第1セリウムCe (NO3) 3を使用したが、そ
のかわりに硫酸第1セリウム[Ce(804)3]、硝
酸第1セリウムアンモニウムcce (NO13)3
・2 (NH+ NOj>] 、炭酸セリウムCe2
[(CO3)3 ] 、 しゅう1M第1セリウムCe
2 (C2O4)3]を用イルコとも可能である。前
記セリウム3価化合物のi11度は0.8rao1/f
lのかわりに0.01〜2.Omol /βで使用可能
である。前記低酸化状態の金属化合物を溶解させた酸性
溶液としては硝酸溶液のかわりに、硫酸溶液、炭酸溶液
、しゅう酸溶液を用いることも可能である。また前記酸
性溶液の濃度としては、2.Omol / flのかわ
りに0.01〜10.Omol/ぶの範囲で使用可能で
ある。前記陽極としてチタンに白金コーティングを施し
たもののかわりに白金、チタン以外の金属に白金コーテ
ィングを施したものを用いることも可能である。前記陰
極としてチタンに白金コーティングを施したもののかわ
りに白金、チタン以外の金属に、白金コーティングを施
したもの、金、チタンに金コーティングを施したもの、
チタン以外の金属に金コーティングを施したものを用い
ることも可能である。前記陽極および陰極の間に印加す
る電圧の電流密度は0.2A/ci/のかわりに0.0
5〜2.OA / cぜでも使用可能である。
つぎに本発明にかかる除染液の生成方法の第2の実施例
について説明する。
について説明する。
第2の実施例は水溶液中で多価の酸化状態を有する金属
としてクロムを選択し、低酸化状態の金属化合物として
は、クロム3価化合物であるv1酸クロムCr2 (8
04) 3を用いる。クロム3価化合物は水または酸に
容易に溶解する化合物であることが重要である。前記硫
酸クロムを溶解させた酸性溶液としては硫m溶液を用い
る。前記硫酸クロム濃度0.Imol /12 、硫酸
濃度1.Omol /1の電解液に、前記陽極として、
二酸化鉛と陰極として、チタンに白金コーティングを施
したものを浸漬させる。前記陽極および陰極の間に電圧
を印加して電流密度0.IA/dで電流を流す。
としてクロムを選択し、低酸化状態の金属化合物として
は、クロム3価化合物であるv1酸クロムCr2 (8
04) 3を用いる。クロム3価化合物は水または酸に
容易に溶解する化合物であることが重要である。前記硫
酸クロムを溶解させた酸性溶液としては硫m溶液を用い
る。前記硫酸クロム濃度0.Imol /12 、硫酸
濃度1.Omol /1の電解液に、前記陽極として、
二酸化鉛と陰極として、チタンに白金コーティングを施
したものを浸漬させる。前記陽極および陰極の間に電圧
を印加して電流密度0.IA/dで電流を流す。
つぎに第2の実施例の作用を説明する。
クロム3価塩が溶解している酸性溶液中では以下に示す
電解酸化反応によってクロム3価イオン(Cr3Mは重
クロム酸イオン(Crz 072− )に変換される。
電解酸化反応によってクロム3価イオン(Cr3Mは重
クロム酸イオン(Crz 072− )に変換される。
(陽極)
2Or”+782O
→Cr2O72−+14H” +6e−・・・・・・(
6) 2O1−1−482Q+ (1/ 2)02 (T)
+28・・・・・・(7) (陰極) 1」” +e−−) (1/ 2) 02 (↑)
・ (8)Crz 07 2− + 14H” +6
e−−+2Or” +7H2O・ (9) 上記(6)式により生成した重クロム酸イオン(Cr2
O7?−zは極めて酸化力が強く、被除染物に接触さけ
ると金属母材表面層から放射能汚染物質とともに、金属
表面が溶解される。反応は金属の化学式をMとして以下
に示すとおりである。
6) 2O1−1−482Q+ (1/ 2)02 (T)
+28・・・・・・(7) (陰極) 1」” +e−−) (1/ 2) 02 (↑)
・ (8)Crz 07 2− + 14H” +6
e−−+2Or” +7H2O・ (9) 上記(6)式により生成した重クロム酸イオン(Cr2
O7?−zは極めて酸化力が強く、被除染物に接触さけ
ると金属母材表面層から放射能汚染物質とともに、金属
表面が溶解される。反応は金属の化学式をMとして以下
に示すとおりである。
M+(1/ e)cr2o72−+(7/ 3)H”−
+M+ + (1/ 3) Cr”+ (7/ 6)
H2O・・・・・・(10) 上記実施例の除染液の生成方法を用いれば、陽極と陰極
との間に印加した電圧による電解酸化反応により陽極近
傍に重クロム酸イオンが効率よく生成する。ところで陽
極では重クロム酸イオンのの生成反応と酸素発生反応が
競争している。陽極として鉄のように酸素過電圧の小さ
い金属材料を用いると、重クロム酸イオンの生成より酸
素発生に使われる電流の割合いが大きくなるため、重ク
ロム酸イオン生成の電流効率が悪くなる。したがって、
陽極は酸素の発生し難い金属材料すなわち酸素過電圧の
高い金属材料であることが重要である。一方、陰極の表
面では水素発生反応と1クロム酸イオンがセリウム3価
イオンに還元される反応が競争している。陰極として水
銀のように水素過電圧の大きい金属材料を用いると水素
発生反応よりクロム3価イオン生成に使われる電流のv
j合いが大きくなるため、重クロム酸イオン生成の電流
効率が悪(なる。したがって、陰極は水素の発生しやす
い金属材料、づなわら、水素過電圧の低い金属材料であ
ることが重要である。
+M+ + (1/ 3) Cr”+ (7/ 6)
H2O・・・・・・(10) 上記実施例の除染液の生成方法を用いれば、陽極と陰極
との間に印加した電圧による電解酸化反応により陽極近
傍に重クロム酸イオンが効率よく生成する。ところで陽
極では重クロム酸イオンのの生成反応と酸素発生反応が
競争している。陽極として鉄のように酸素過電圧の小さ
い金属材料を用いると、重クロム酸イオンの生成より酸
素発生に使われる電流の割合いが大きくなるため、重ク
ロム酸イオン生成の電流効率が悪くなる。したがって、
陽極は酸素の発生し難い金属材料すなわち酸素過電圧の
高い金属材料であることが重要である。一方、陰極の表
面では水素発生反応と1クロム酸イオンがセリウム3価
イオンに還元される反応が競争している。陰極として水
銀のように水素過電圧の大きい金属材料を用いると水素
発生反応よりクロム3価イオン生成に使われる電流のv
j合いが大きくなるため、重クロム酸イオン生成の電流
効率が悪(なる。したがって、陰極は水素の発生しやす
い金属材料、づなわら、水素過電圧の低い金属材料であ
ることが重要である。
第2表に本発明の第2の実施例と従来例とについて重ク
ロム酸イオン生成に関する電流効率を測定した結果を比
較して示す。従来例の場合、FA極にチタンを、陰極に
ステンして鋼を用いた。重クロム酸イオン生成に関する
電流効率ηは以下のとおりである。
ロム酸イオン生成に関する電流効率を測定した結果を比
較して示す。従来例の場合、FA極にチタンを、陰極に
ステンして鋼を用いた。重クロム酸イオン生成に関する
電流効率ηは以下のとおりである。
η= (96485XCrz 072−生成fl (+
1101 /It )×電解液液量(ぶ))/l1!解
時間(Sec)×電流(A)) 第2表に、本発明の実施例と従来例の重クロム酸イオン
生成の電流効率を比較して示す。
1101 /It )×電解液液量(ぶ))/l1!解
時間(Sec)×電流(A)) 第2表に、本発明の実施例と従来例の重クロム酸イオン
生成の電流効率を比較して示す。
第2表から本発明の実施例の方が従来例に比べて約11
倍の重クロム酸イオン生成に関する電流効率が得られる
ことがわかる。これは陽極に酸素過電圧の低い金属材料
を用いることによって、重クロム酸イオンが生成しにく
くなり、重クロム酸イオンの生成より酸素の発生に使わ
れる電流の割合いが大きくなるためである。一方、陰極
に水素過電圧の高い金属材料を用いることによって重ク
ロム酸イオンがクロム3価イオンに変換される割合いが
大きくなり、水素の発生に使われる電流の割合いが小さ
くなるためである。
倍の重クロム酸イオン生成に関する電流効率が得られる
ことがわかる。これは陽極に酸素過電圧の低い金属材料
を用いることによって、重クロム酸イオンが生成しにく
くなり、重クロム酸イオンの生成より酸素の発生に使わ
れる電流の割合いが大きくなるためである。一方、陰極
に水素過電圧の高い金属材料を用いることによって重ク
ロム酸イオンがクロム3価イオンに変換される割合いが
大きくなり、水素の発生に使われる電流の割合いが小さ
くなるためである。
以上説明したように、上記実施例では陽極として、酸素
過電圧の大きな金属材料を用いるので、酸素の生成より
重クロム酸イオンの生成に使われる電流の割合いが大き
くなり、重クロム酸が効率よく生成できる。
過電圧の大きな金属材料を用いるので、酸素の生成より
重クロム酸イオンの生成に使われる電流の割合いが大き
くなり、重クロム酸が効率よく生成できる。
なお、第2の実施例においてクロム3fiffiイオン
化合物として、硫酸クロム(Cr 2 (804)
3 )のかわりに硝酸クロム、 (cr (NO3)
3 、水酸化クロム(Cr (OH)3 )を用い
ることら可能である。前記クロム3価化合物の濃度は0
.1mol/ぶのかわりに0.01〜1.Omol /
Aテ使用可能である。前記低酸化状態の全屈化合物を溶
解させた酸性溶液としては硫酸溶液のかわりに、1i1
1酸溶液、1M溶液を用いることも可能である。また前
記酸性溶液の濃度としては、2.Omol /j2のか
わりに0.01〜10.Omol /βの範囲で使用可
能である。前記陽極として二酸化鉛のかわりに鉛を用い
ることも可能である。前記陰極としてチタンに白金コー
ティングを施したもののかわりに白金、チタン以外の金
属に、白金コーディングを施したもの、金、チタンに金
コーティングを施したもの、チタン以外の金属に金コー
ティングを施したものを用いることも可能である。
化合物として、硫酸クロム(Cr 2 (804)
3 )のかわりに硝酸クロム、 (cr (NO3)
3 、水酸化クロム(Cr (OH)3 )を用い
ることら可能である。前記クロム3価化合物の濃度は0
.1mol/ぶのかわりに0.01〜1.Omol /
Aテ使用可能である。前記低酸化状態の全屈化合物を溶
解させた酸性溶液としては硫酸溶液のかわりに、1i1
1酸溶液、1M溶液を用いることも可能である。また前
記酸性溶液の濃度としては、2.Omol /j2のか
わりに0.01〜10.Omol /βの範囲で使用可
能である。前記陽極として二酸化鉛のかわりに鉛を用い
ることも可能である。前記陰極としてチタンに白金コー
ティングを施したもののかわりに白金、チタン以外の金
属に、白金コーディングを施したもの、金、チタンに金
コーティングを施したもの、チタン以外の金属に金コー
ティングを施したものを用いることも可能である。
前記陽極および陰極の間に印加する電圧の電流密度は0
. I A / cdのかわりに0.01〜1.OA
/ cdでも使用可能である。
. I A / cdのかわりに0.01〜1.OA
/ cdでも使用可能である。
つぎに本発明にかかる除染液の生成方法の第3の実施例
について説明する。
について説明する。
第3の実施例は水溶液中で多価の3価イオン状態を有す
る金属としてバナジウムを選択し、低酸化状態の金属化
合物としては、バナジウム4価化合物である硫酸バナジ
ルV OS O4を用いる。バナジウム4価化合物は水
または酸に容易に溶解する化合物であることが重要であ
る。分配硫酸バナジルを溶解させた酸性溶液としては硫
酸溶液を用いる。前記硫酸バナジル濃度0.2w+ol
/f!、 、硫酸濃度4.0mol /12の電解液
に、前記陽極として、チタンに白金コーティングを施し
たもの、陰極としてチタンに白金コーティングを施した
ものを浸漬させる。前記陽極および陰極の間に電圧を印
加して、電流雷度0.3A/cdで電流を流して除染液
を生成させる。
る金属としてバナジウムを選択し、低酸化状態の金属化
合物としては、バナジウム4価化合物である硫酸バナジ
ルV OS O4を用いる。バナジウム4価化合物は水
または酸に容易に溶解する化合物であることが重要であ
る。分配硫酸バナジルを溶解させた酸性溶液としては硫
酸溶液を用いる。前記硫酸バナジル濃度0.2w+ol
/f!、 、硫酸濃度4.0mol /12の電解液
に、前記陽極として、チタンに白金コーティングを施し
たもの、陰極としてチタンに白金コーティングを施した
ものを浸漬させる。前記陽極および陰極の間に電圧を印
加して、電流雷度0.3A/cdで電流を流して除染液
を生成させる。
つぎに第3の実施例の作用を説明する。
バナジウム4価塩が溶解している酸性溶液中では、以下
に示す電解酸化反応によってバナジルイオン(■02+
)は過バナジルイオン(VO2” )に変換される。
に示す電解酸化反応によってバナジルイオン(■02+
)は過バナジルイオン(VO2” )に変換される。
(llJi極)
VO”+H2O−VO2” +28” +e−・・・・
・・・・・(11) 0H− −H2O+ (1/ 2)02 (↑)+2e−・・
・・・・・・・(12) (li!極) H” +e−−+ (1/ 2)02 (↑) ・(
13)VOP 令 + 2 日 ÷ + e ′″
→ VO” +)−12O・・・(14) 上記の(11)式により生成した過バナジルイオン(V
O2” )は、極めて酸化力が強く、被除染物に接触さ
せると金属母材表面層から放射能汚染物質とともに、金
属表面が溶解される。反応は、金属の化学式をMとして
以下に示すとおりである。
・・・・・(11) 0H− −H2O+ (1/ 2)02 (↑)+2e−・・
・・・・・・・(12) (li!極) H” +e−−+ (1/ 2)02 (↑) ・(
13)VOP 令 + 2 日 ÷ + e ′″
→ VO” +)−12O・・・(14) 上記の(11)式により生成した過バナジルイオン(V
O2” )は、極めて酸化力が強く、被除染物に接触さ
せると金属母材表面層から放射能汚染物質とともに、金
属表面が溶解される。反応は、金属の化学式をMとして
以下に示すとおりである。
M+VO2” +28” −* M ÷ 十 VO
2”+H2O・・・(15) 第3表に本発明の第3の実施例と従来例とについて過バ
ナジルイオン生成に関する電流効率を測定した結果を比
較して示す。従来例の場合には、陽極にチタンを、陰極
にステンレス鋼を用いた。
2”+H2O・・・(15) 第3表に本発明の第3の実施例と従来例とについて過バ
ナジルイオン生成に関する電流効率を測定した結果を比
較して示す。従来例の場合には、陽極にチタンを、陰極
にステンレス鋼を用いた。
過バナジルイオン生成に関する電流効率ηは以下のとお
りである。
りである。
η= (96485X V O2+生成1 (mol
/j! )×電解液液flu(J2>)/l電解時間(
Sec)X電流(A)) 第3表に、本発明の実施例と従来例の過バナジルイオン
生成の電流効率を比較して示す。
/j! )×電解液液flu(J2>)/l電解時間(
Sec)X電流(A)) 第3表に、本発明の実施例と従来例の過バナジルイオン
生成の電流効率を比較して示す。
(以下余白)
上記実施例によれば、陽極と陰極との間に印加した電圧
による電解酸化反応により陽極近傍に過バナジルイオン
が効率よく生成する。ところで陽極では、過バナジルイ
オンのの生成反応と酸素発生反応が競争している。陽極
として鉄のように酸素過電圧の小さい金属材料を用いる
と、過バナジルイオンの生成より酸素発生に使われる電
流の割合いが太き(なるため、過バナジルイオン生成の
電流効率が悪くなる。したがって、陽極は酸素の発生し
難い金属材料すなわち酸素過電圧の高い金属材料である
ことが重要である。一方、陰極の表面では水素発生反応
と過バナジルイオンがバナジルイオンに還元される反応
が競争している。陰極として水銀のように水素過電圧の
大きい金属材料を用いると水素発生反応よりバナジルイ
オン生成に使われる電流の割合いが大きくなるため、過
バナジルイオン生成の電流効率が悪くなる。したがって
、陰極は水素の発生しやすい金属材料、すなわら、水素
過電圧の低い金属材料であることが重要である。
による電解酸化反応により陽極近傍に過バナジルイオン
が効率よく生成する。ところで陽極では、過バナジルイ
オンのの生成反応と酸素発生反応が競争している。陽極
として鉄のように酸素過電圧の小さい金属材料を用いる
と、過バナジルイオンの生成より酸素発生に使われる電
流の割合いが太き(なるため、過バナジルイオン生成の
電流効率が悪くなる。したがって、陽極は酸素の発生し
難い金属材料すなわち酸素過電圧の高い金属材料である
ことが重要である。一方、陰極の表面では水素発生反応
と過バナジルイオンがバナジルイオンに還元される反応
が競争している。陰極として水銀のように水素過電圧の
大きい金属材料を用いると水素発生反応よりバナジルイ
オン生成に使われる電流の割合いが大きくなるため、過
バナジルイオン生成の電流効率が悪くなる。したがって
、陰極は水素の発生しやすい金属材料、すなわら、水素
過電圧の低い金属材料であることが重要である。
第3表から本発明の実施例の方が従来例に比べて約2.
0倍の過バナジルイオン生成に関する電流効率が得られ
ることがわかる。これは陽極に酸素過電圧の低い金属材
料を用いることによって、過バナジルイオンが生成しに
くくなり、過バナジルイオンの生成より酸素の発生に使
われる電流の割合いが大きくなったためである。一方、
陰極に水素過電圧の高い金属材料を用いることによって
、過バナジルイオンがバナジルイオンに変換される割合
いが大きくなり、水素の発生に使われる電流の割合いが
小さくなるためである。
0倍の過バナジルイオン生成に関する電流効率が得られ
ることがわかる。これは陽極に酸素過電圧の低い金属材
料を用いることによって、過バナジルイオンが生成しに
くくなり、過バナジルイオンの生成より酸素の発生に使
われる電流の割合いが大きくなったためである。一方、
陰極に水素過電圧の高い金属材料を用いることによって
、過バナジルイオンがバナジルイオンに変換される割合
いが大きくなり、水素の発生に使われる電流の割合いが
小さくなるためである。
以上説明したように、上記実施例では陽極として、酸素
過電圧の大きな金属材料を用(Aるので、酸素の生成よ
り過バナジルイオンの生成に使われる電流の割合いが大
きくなり、過バナジルイオンが効率よく生成できる。
過電圧の大きな金属材料を用(Aるので、酸素の生成よ
り過バナジルイオンの生成に使われる電流の割合いが大
きくなり、過バナジルイオンが効率よく生成できる。
なお、第3の実施例においてバナジウム4価化合物とし
て、硫酸バノジル(VOSO4)のかわりに、酸化バナ
ジウム(VO2)、しゅう酸ノ\ナジル(VOC2O4
)を用いることも可能である。
て、硫酸バノジル(VOSO4)のかわりに、酸化バナ
ジウム(VO2)、しゅう酸ノ\ナジル(VOC2O4
)を用いることも可能である。
前記バナジウム4価化合物の1度は0.2mol /J
2のかわりに、0.01〜1.Omol /J2の範囲
で使用可能である。前記低酸化状態の金属化合物を溶解
させた酸性溶液としては、硫酸溶液のかわりに硝酸溶液
、しゅう酸溶液を用いることも可能である。
2のかわりに、0.01〜1.Omol /J2の範囲
で使用可能である。前記低酸化状態の金属化合物を溶解
させた酸性溶液としては、硫酸溶液のかわりに硝酸溶液
、しゅう酸溶液を用いることも可能である。
また、前記酸性溶液の濃度としては、4゜Omol /
lのかわりに0.01〜10.01101 /Jの範囲
で使用可能である。前記陽極としてチタンに白金コーテ
ィングを施したもののかわりに、白金、チタン以外の金
属に白金]−ティングを施したものを用いることも可能
である。前記陰極としてチタンに白金コーティングを施
したもののかわりに、白金、チタン以外の金属に白金コ
ーティングを施したもの、金、チタンに金コーティング
を施した物、チタン以外の金属に金コーティングを施し
たものを用いることも可能である。分配陽極および陰極
の間に印加する電圧の電流密度0.3A/cノ・のかわ
りに0.05〜2,0△/dでも使用可能である。
lのかわりに0.01〜10.01101 /Jの範囲
で使用可能である。前記陽極としてチタンに白金コーテ
ィングを施したもののかわりに、白金、チタン以外の金
属に白金]−ティングを施したものを用いることも可能
である。前記陰極としてチタンに白金コーティングを施
したもののかわりに、白金、チタン以外の金属に白金コ
ーティングを施したもの、金、チタンに金コーティング
を施した物、チタン以外の金属に金コーティングを施し
たものを用いることも可能である。分配陽極および陰極
の間に印加する電圧の電流密度0.3A/cノ・のかわ
りに0.05〜2,0△/dでも使用可能である。
[発明の効果コ
本発明によれば、以下の効果がある。
(1)白金と同等かもしくは白金より酸素過電圧の高い
金属または金属酸化物製陽極を用いるので、低酸化状態
の金属イオンを高酸化状態の金属イオンにする反応に使
われる電流の割合いが大きくなる。すなわち、低酸化状
態の金属イオンを高酸化状態の金属イオンにする酸化反
応に関する電流効率がよくなる。
金属または金属酸化物製陽極を用いるので、低酸化状態
の金属イオンを高酸化状態の金属イオンにする反応に使
われる電流の割合いが大きくなる。すなわち、低酸化状
態の金属イオンを高酸化状態の金属イオンにする酸化反
応に関する電流効率がよくなる。
(2)白金と同等かもしくは白金より水素過電圧の低い
金属または金属酸化物製陰極を用いるので、高酸化状態
の金属イオンが低酸化状態の金属イオンによる反応より
、水素の発生反応に使われる電流の割合いが大きくなる
。すなわち、低酸化状態の金属イオンを高酸化状態の金
属イオンにする酸化反応に関する電流効率がよくなる。
金属または金属酸化物製陰極を用いるので、高酸化状態
の金属イオンが低酸化状態の金属イオンによる反応より
、水素の発生反応に使われる電流の割合いが大きくなる
。すなわち、低酸化状態の金属イオンを高酸化状態の金
属イオンにする酸化反応に関する電流効率がよくなる。
(3)陰極として、高酸化状態の金属イオンを溶解した
酸性溶液中に溶けださないものを用いるので、従来例の
ステンレス鋼を用いた場合の成分が溶けだしてしまうと
いう問題点がない。
酸性溶液中に溶けださないものを用いるので、従来例の
ステンレス鋼を用いた場合の成分が溶けだしてしまうと
いう問題点がない。
(4)低酸化状態の金属イオンを高酸化状態の金属イオ
ンにする酸化反応に酸化剤を用いないので二次廃棄物量
が少なくなる。
ンにする酸化反応に酸化剤を用いないので二次廃棄物量
が少なくなる。
以上説明したように本発明による除染液の生成方法によ
れば、低酸化状態の金属イオンを高酸化状態の金属イオ
ンにする酸化反応の電流効率が良くなるので、操作時間
が短縮できる。
れば、低酸化状態の金属イオンを高酸化状態の金属イオ
ンにする酸化反応の電流効率が良くなるので、操作時間
が短縮できる。
図は本発明にかかる除染液の生成方法を実施するに好適
な装置の一例を示ザ系統図である。 1・・・・・・・・・電解槽 2・・・・・・・・・低酸化状態の金属イオンを溶解さ
せた酸性溶液 3・・・・・・・・・陽 極 4・・・・・・・・・陰 極 5・・・・・・・・・除染槽 6・・・・・・・・・高酸化状態の金属イオンが溶解し
た酸性溶液(除染液) 7・・・・・・・・・被除染物 8・・・・・・・・・循環配管 9・・・・・・・・・循環配管
な装置の一例を示ザ系統図である。 1・・・・・・・・・電解槽 2・・・・・・・・・低酸化状態の金属イオンを溶解さ
せた酸性溶液 3・・・・・・・・・陽 極 4・・・・・・・・・陰 極 5・・・・・・・・・除染槽 6・・・・・・・・・高酸化状態の金属イオンが溶解し
た酸性溶液(除染液) 7・・・・・・・・・被除染物 8・・・・・・・・・循環配管 9・・・・・・・・・循環配管
Claims (8)
- (1)水溶液中で多価の酸化状態を有する金属の低酸化
状態の金属化合物を溶解させた酸性溶液に白金と同等か
もしくは白金より酸素過電圧の高い金属または金属酸化
物製陽極と、白金と同等かもしくは白金より水素過電圧
の低い金属または金属酸化物製陰極とを浸漬して前記両
極間に電流を流し、前記陽極で低酸化状態の金属イオン
を酸化して高酸化状態の金属イオンを生成させることを
特徴とする除染液の生成方法。 - (2)前記低酸化状態の金属化合物は水または酸に溶解
し、溶液中で低酸化状態の金属イオンになるCe^3^
+、Cr^3^+、VO^2^+のいずれかであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の除染液の生成
方法。 - (3)前記高酸化状態の金属イオンは溶液中でCe^4
^+、Cr_2O_7^2^−、VO_2^+のいずれ
かであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
除染液の生成方法。 - (4)前記酸性溶液は、硝酸、硫酸、塩酸、炭酸、しゅ
う酸のいずれかを含む溶液であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の除染液の生成方法。 - (5)前記酸性溶液の濃度は0.01〜10.0mol
/lであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の除染液の生成方法。 - (6)前記酸性溶液の温度は15℃〜90℃の範囲であ
ることを特徴とする特許請求の範囲1項記載の除染液の
生成方法。 - (7)前記白金と同等かもしくは白金より酸素過電圧の
高い金属または金属酸化物製陽極は、前記高酸化状態の
金属イオンの溶解した酸性溶液中に溶けださないことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の除染液の生成方
法 - (8)前記白金と同等かもしくは白金より水素過電圧の
低い金属または金属酸化物製陰極は、前記高酸化状態の
金属イオンの溶解した酸性溶液中に溶ださないことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の除染液の生成方法
。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60045648A JPS61204598A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 放射性金属廃棄物用除染液の生成方法 |
US06/836,985 US4701246A (en) | 1985-03-07 | 1986-03-06 | Method for production of decontaminating liquid |
DE19863607608 DE3607608A1 (de) | 1985-03-07 | 1986-03-07 | Verfahren zur herstellung einer dekontaminierungsfluessigkeit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60045648A JPS61204598A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 放射性金属廃棄物用除染液の生成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61204598A true JPS61204598A (ja) | 1986-09-10 |
JPH0572559B2 JPH0572559B2 (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=12725191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60045648A Granted JPS61204598A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 放射性金属廃棄物用除染液の生成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61204598A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010151596A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Chubu Electric Power Co Inc | 放射性金属廃棄物の処理方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS516803A (ja) * | 1974-06-10 | 1976-01-20 | Hitachi Ltd | Kinzokuyokaishorihoho oyobi sonosochi |
-
1985
- 1985-03-07 JP JP60045648A patent/JPS61204598A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS516803A (ja) * | 1974-06-10 | 1976-01-20 | Hitachi Ltd | Kinzokuyokaishorihoho oyobi sonosochi |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010151596A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Chubu Electric Power Co Inc | 放射性金属廃棄物の処理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0572559B2 (ja) | 1993-10-12 |
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