JP2001516871A - 溶融塩再加工廃棄物の処理 - Google Patents
溶融塩再加工廃棄物の処理Info
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Abstract
(57)【要約】
金属塩からその中のイオン種を除去する方法は、金属塩をイオン性液体と接触させて、金属塩、イオン種又はこの双方を溶解させることを含む。少なくとも、溶融塩とイオン種の両方が溶解する場合には、生成するイオン性液体組成物を処理して、そこからイオン種を分離し、その後のプロセスで金属塩を回収する。
Description
【０００１】 本発明は、塩の処理、特に核材料の再加工及び処理において溶融状で以前に使
用された塩の処理に関する。
用された塩の処理に関する。
【０００２】 溶融塩は溶媒として使用されることが知られており、事実、軽水炉（ＬＷＲ）
及び高速炉からの照射燃料の再加工又は処理において使用することが提案されて
いる。この方法においては、照射燃料は溶融アルカリ金属塩化物に溶解される。
溶解されたウラニウム及びプルトニウム種は塩から抽出され、場合によっては燃
料に加工され、溶融塩は再使用される。最終的に、溶融塩は核分裂（ｆｉｓｓｉ
ｏｎ）生成物により著しく汚染されており、これは塩を再使用する前に除去され
なければならない。照射燃料を再加工するために溶融塩を使用する一つの方法は
、塩化リチウム／塩化カリウム共融物［（ＬｉＣｌ＋ＫＣｌ）共融物］を使用し
、別の方法は、塩化ナトリウム／塩化カリウム共融物［（ＮａＣｌ＋ＫＣｌ）共
融物］を使用する。この明細書で使用される場合には、「溶融塩」という語は、
無機カチオン及びアニオン種を有し、１００℃を超え、通常少なくとも３００℃
の融点を有する塩、又は塩の混合物を指す。この明細書で使用される場合には、
「金属塩」という語は、溶融された場合に溶融塩を生じる材料を指す。上述され
たもの等の塩化物の塩に加えて、本発明が関連する他の溶融塩はフッ化物及び炭
酸塩を含む。
及び高速炉からの照射燃料の再加工又は処理において使用することが提案されて
いる。この方法においては、照射燃料は溶融アルカリ金属塩化物に溶解される。
溶解されたウラニウム及びプルトニウム種は塩から抽出され、場合によっては燃
料に加工され、溶融塩は再使用される。最終的に、溶融塩は核分裂（ｆｉｓｓｉ
ｏｎ）生成物により著しく汚染されており、これは塩を再使用する前に除去され
なければならない。照射燃料を再加工するために溶融塩を使用する一つの方法は
、塩化リチウム／塩化カリウム共融物［（ＬｉＣｌ＋ＫＣｌ）共融物］を使用し
、別の方法は、塩化ナトリウム／塩化カリウム共融物［（ＮａＣｌ＋ＫＣｌ）共
融物］を使用する。この明細書で使用される場合には、「溶融塩」という語は、
無機カチオン及びアニオン種を有し、１００℃を超え、通常少なくとも３００℃
の融点を有する塩、又は塩の混合物を指す。この明細書で使用される場合には、
「金属塩」という語は、溶融された場合に溶融塩を生じる材料を指す。上述され
たもの等の塩化物の塩に加えて、本発明が関連する他の溶融塩はフッ化物及び炭
酸塩を含む。
【０００３】 最近、室温以下、あるいは室温のすぐ上で溶融する、塩、塩の混合物、又は塩
を生じる成分の混合物が知られるようになった。（本発明としては、塩は全くカ
チオン種及びアニオン種からなる。）しかし、「イオン性液体（ｉｏｎｉｃ ｌ
ｉｑｕｉｄ）」という語は、例えば、１００℃迄の温度を含めて、比較的高温で
溶融する塩に対して使用されるが、このような液体は「イオン性液体」として知
られている。これらは通常少なくとも有機カチオンを含む。イオン性液体の共通
の特徴は、室温でのゼロの蒸気圧、高い溶媒和能力及び広い液体範囲（例えば、
３００℃のオーダー）を含む。
を生じる成分の混合物が知られるようになった。（本発明としては、塩は全くカ
チオン種及びアニオン種からなる。）しかし、「イオン性液体（ｉｏｎｉｃ ｌ
ｉｑｕｉｄ）」という語は、例えば、１００℃迄の温度を含めて、比較的高温で
溶融する塩に対して使用されるが、このような液体は「イオン性液体」として知
られている。これらは通常少なくとも有機カチオンを含む。イオン性液体の共通
の特徴は、室温でのゼロの蒸気圧、高い溶媒和能力及び広い液体範囲（例えば、
３００℃のオーダー）を含む。
【０００４】 この明細書で使用される場合には、「イオン性液体」という語は、１００℃迄
の温度で溶融し、及び／又は有機カチオンを含む、塩、塩の混合物、又は塩を生
じる成分を指す。
の温度で溶融し、及び／又は有機カチオンを含む、塩、塩の混合物、又は塩を生
じる成分を指す。
【０００５】 他のイオン性液体は、例えば硝酸塩、フルオロボレート、エタノエート又はヘ
キサフルオロホスフェートであり、そのうち硝酸塩及びフルオロボレートはＰＣ
Ｔ／ＧＢ９７／０２０５７で述べられている。以前に記述されたイオン性液体の
いずれの混合物を同様に使用してもよい。
キサフルオロホスフェートであり、そのうち硝酸塩及びフルオロボレートはＰＣ
Ｔ／ＧＢ９７／０２０５７で述べられている。以前に記述されたイオン性液体の
いずれの混合物を同様に使用してもよい。
【０００６】 公知のイオン性液体には、イミダゾリウムハライド、ピリジニウムハライド又
はホスホニウムハライド等のハライド並びに、例えば、塩化アルミニウム等の金
属ハライドと組み合わされた材料が含まれる。イオン性液体の例としては、１−
エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、Ｎ−ブチルピリジニウムクロラ
イド、テトラブチルホスホニウムクロライド及び１−エチル−３−メチルイミダ
ゾリウムクロライドと塩化アルミニウム（III）の混合物が挙げられる。
はホスホニウムハライド等のハライド並びに、例えば、塩化アルミニウム等の金
属ハライドと組み合わされた材料が含まれる。イオン性液体の例としては、１−
エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、Ｎ−ブチルピリジニウムクロラ
イド、テトラブチルホスホニウムクロライド及び１−エチル−３−メチルイミダ
ゾリウムクロライドと塩化アルミニウム（III）の混合物が挙げられる。
【０００７】 Ｅ．Ｓ．Ｌａｎｅ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（１９５３），１１７２−１１７
５には、ｓ−ブチルピリジニウムナイトレートを含めて、いくつかのアルキルピ
リジニウムナイトレートイオン性液体の調製が記述されている。この液体の使用
は挙げられていないが、デカメチレンビス（ピリジニウムナイトレート）の薬理
活性が言及されている。
５には、ｓ−ブチルピリジニウムナイトレートを含めて、いくつかのアルキルピ
リジニウムナイトレートイオン性液体の調製が記述されている。この液体の使用
は挙げられていないが、デカメチレンビス（ピリジニウムナイトレート）の薬理
活性が言及されている。
【０００８】 硝酸塩、フルオロボレート及びエタノエートを含めて、種々のアニオンをベー
スにしたイオン性液体は、Ｊ．Ｓ．Ｗｉｌｋｅｓら，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，９６５−９６７（１９９２）に開示されている。テト
ラフルオロボレート及びヘキサフルオロホスフェート等の非求核性イオンをベー
スにしたイオン性液体を触媒反応の溶媒として使用することが、Ｙ．Ｃｈａｕｖ
ｉｎら，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄｉｔ．Ｅｎｇｌ．，３４，２６９
８−２７００（１９９５）に記述されている。
スにしたイオン性液体は、Ｊ．Ｓ．Ｗｉｌｋｅｓら，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，９６５−９６７（１９９２）に開示されている。テト
ラフルオロボレート及びヘキサフルオロホスフェート等の非求核性イオンをベー
スにしたイオン性液体を触媒反応の溶媒として使用することが、Ｙ．Ｃｈａｕｖ
ｉｎら，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄｉｔ．Ｅｎｇｌ．，３４，２６９
８−２７００（１９９５）に記述されている。
【０００９】 Ｌ．Ｈｅｅｒｍａｎ，Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，１９３，２
８９（１９８５）には、Ｎ−ブチルピリジニウムクロライドと塩化アルミニウム
（III）を含む系へのＵＯ3の溶解が記述されている。
８９（１９８５）には、Ｎ−ブチルピリジニウムクロライドと塩化アルミニウム
（III）を含む系へのＵＯ3の溶解が記述されている。
【００１０】 ＷＯ ９５／２１８７１、ＷＯ ９５／２１８７２及びＷＯ ９５／２１８０
６は、イオン性液体及びこれらを炭化水素の変換反応（例えば、オレフィンの重
合又はオリゴメリゼーション）及びアルキル化反応を触媒するのに使用すること
に関する。イオン性液体は、好ましくは１−（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−３−（Ｃ6 −Ｃ30アルキル）イミダゾリウムクロライド、特に好ましくは１−メチル−３−
Ｃ10アルキル−イミダゾリウムクロライド、又はヒドロカルビル（ｈｙｄｒｏｃ
ａｒｂｙｌ）基が、例えばエチル、ブチル又は他のアルキルである、１−ヒドロ
カルビルピリジニウムハライドである。
６は、イオン性液体及びこれらを炭化水素の変換反応（例えば、オレフィンの重
合又はオリゴメリゼーション）及びアルキル化反応を触媒するのに使用すること
に関する。イオン性液体は、好ましくは１−（Ｃ1−Ｃ4アルキル）−３−（Ｃ6 −Ｃ30アルキル）イミダゾリウムクロライド、特に好ましくは１−メチル−３−
Ｃ10アルキル−イミダゾリウムクロライド、又はヒドロカルビル（ｈｙｄｒｏｃ
ａｒｂｙｌ）基が、例えばエチル、ブチル又は他のアルキルである、１−ヒドロ
カルビルピリジニウムハライドである。
【００１１】 本発明は、金属塩からその中のイオン種を除去する方法であって、金属塩をイ
オン性液体と接触させて、金属塩、イオン種又はこの双方を溶解させ、またそれ
により生成するイオン性液体組成物を形成させ、また、少なくとも、溶融塩とイ
オン種の両方が溶解する場合には、上記イオン性液体組成物を処理して、イオン
種を分離し、引き続き加工されて、金属塩を回収することからなる方法を提供す
る。
オン性液体と接触させて、金属塩、イオン種又はこの双方を溶解させ、またそれ
により生成するイオン性液体組成物を形成させ、また、少なくとも、溶融塩とイ
オン種の両方が溶解する場合には、上記イオン性液体組成物を処理して、イオン
種を分離し、引き続き加工されて、金属塩を回収することからなる方法を提供す
る。
【００１２】 本発明の方法は、比較的低温（例えば、約５０℃以下）、例えば室温あるいは
それに近い温度で行うことができる利点を有する。
それに近い温度で行うことができる利点を有する。
【００１３】 本発明が関係するイオン種には、核分裂生成物、少量のアクチニド、活性化生
成物、腐食生成物、燃料添加剤及びプロセス添加剤のイオンが含まれる。
成物、腐食生成物、燃料添加剤及びプロセス添加剤のイオンが含まれる。
【００１４】 金属塩は、好ましくはアルカリ金属ハライド又はアルカリ金属ハライドの混合
物、例えば塩化リチウムと塩化カリウムの混合物又は塩化ナトリウムと塩化カリ
ウムの混合物である。このようなアルカリ金属ハライド混合物は、好適には共融
物である。
物、例えば塩化リチウムと塩化カリウムの混合物又は塩化ナトリウムと塩化カリ
ウムの混合物である。このようなアルカリ金属ハライド混合物は、好適には共融
物である。
【００１５】 金属塩から除去される種は、核分裂生成物イオンを、例えばそれらの塩化物、
フッ化物又は硝酸塩として含んでよい。核分裂生成物としは、Ｃｓ、Ｓｒ、Ｂａ
及びアクチニド及びランタニドのそれが挙げられる。本発明は、特に、イオン種
がランタニド（例えば、Ｓｍ、Ｇｄ及びＣｅ）及び金属Ｃｓ、Ｓｒ及びＢａのカ
チオンを含む方法に関する。
フッ化物又は硝酸塩として含んでよい。核分裂生成物としは、Ｃｓ、Ｓｒ、Ｂａ
及びアクチニド及びランタニドのそれが挙げられる。本発明は、特に、イオン種
がランタニド（例えば、Ｓｍ、Ｇｄ及びＣｅ）及び金属Ｃｓ、Ｓｒ及びＢａのカ
チオンを含む方法に関する。
【００１６】 好ましい方法においては、金属塩及びイオン種がイオン性液体に溶解され、溶
解生成物を分離するには公知の方法が使用される。好適な分離方法には、塩析、
電気化学的方法、沈殿及びイオン交換が含まれる。一つのクラスの方法として、
溶液を処理して、イオン種、通常、核分裂生成物の塩化物が分離され、引き続き
、加工して、金属塩が回収される。
解生成物を分離するには公知の方法が使用される。好適な分離方法には、塩析、
電気化学的方法、沈殿及びイオン交換が含まれる。一つのクラスの方法として、
溶液を処理して、イオン種、通常、核分裂生成物の塩化物が分離され、引き続き
、加工して、金属塩が回収される。
【００１７】 あるいは、金属塩及び汚染核分裂生成物の混合物の成分がイオン性液体に溶解
される。不溶成分の存在は、分離シーケンスの第１のステップに導く。
される。不溶成分の存在は、分離シーケンスの第１のステップに導く。
【００１８】 方法の一つの好ましいクラスとして、溶解核分裂生成物を含有するＬｉＣｌ＋
ＫＣｌ又はＮａＣｌ＋ＫＣｌが、例えば室温で、アルカリ金属ハライド及び分離
対象の核分裂生成物が可溶であるイオン性液体系と接触される。本発明では、特
に、場合によっては塩化アルミニウム（III）等の金属ハライドと組み合わせて 有機ハライドを含有するイオン性液体が考えられる。このようなイオン性液体に
は、イミダゾリウムハライドと組み合わせたピリジニウムハライド又はホスホニ
ウムハライド並びに塩化アルミニウム（III）と組み合わせたこれらの材料が含 まれる。有機ハライドイオン性液体の例としては、１−エチル−３−メチルイミ
ダゾリウムクロライド、Ｎ−ブチルピリジニウムクロライド及びテトラブチルホ
スホニウムクロライドが挙げられる。好ましいイオン性液体は、１−エチル−３
−メチル−イミダゾリウムクロライド及び塩基性（すなわち、Ｆｒａｎｋｌｉｎ
塩基性）１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライドと塩化アルミニウム
（III）（「［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3」）との混合物を含む。勿論、ＬｉＣ
ｌ＋ＫＣｌ又はＮａＣｌ＋ＫＣｌ以外の塩組成物を溶解するのに、前出のイオン
性液体を使用できる。
ＫＣｌ又はＮａＣｌ＋ＫＣｌが、例えば室温で、アルカリ金属ハライド及び分離
対象の核分裂生成物が可溶であるイオン性液体系と接触される。本発明では、特
に、場合によっては塩化アルミニウム（III）等の金属ハライドと組み合わせて 有機ハライドを含有するイオン性液体が考えられる。このようなイオン性液体に
は、イミダゾリウムハライドと組み合わせたピリジニウムハライド又はホスホニ
ウムハライド並びに塩化アルミニウム（III）と組み合わせたこれらの材料が含 まれる。有機ハライドイオン性液体の例としては、１−エチル−３−メチルイミ
ダゾリウムクロライド、Ｎ−ブチルピリジニウムクロライド及びテトラブチルホ
スホニウムクロライドが挙げられる。好ましいイオン性液体は、１−エチル−３
−メチル−イミダゾリウムクロライド及び塩基性（すなわち、Ｆｒａｎｋｌｉｎ
塩基性）１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライドと塩化アルミニウム
（III）（「［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3」）との混合物を含む。勿論、ＬｉＣ
ｌ＋ＫＣｌ又はＮａＣｌ＋ＫＣｌ以外の塩組成物を溶解するのに、前出のイオン
性液体を使用できる。
【００１９】 更なる好ましいオプションは、イオン性液体を組み合わせて、１−エチル−３
−メチル−イミダゾリウムクロライドと１−オクチル−３−メチル−イミダゾリ
ウムクロライド等の混合物を形成することである。
−メチル−イミダゾリウムクロライドと１−オクチル−３−メチル−イミダゾリ
ウムクロライド等の混合物を形成することである。
【００２０】 ［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3混合物の組成物は、液がＦｒａｎｋｌｉｎ酸性 、塩基性又は中性の性質を有するかどうかを決定する。塩基性溶融物はＡｌＣｌ 3 ：［ｅｍｉｍ］Ｃｌ比＜１．０を有し、それに対して酸性溶融物はＡｌＣｌ3：
［ｅｍｉｍ］Ｃｌ比＞１．０を有する。中性溶融物はＡｌＣｌ3：［ｅｍｉｍ］ Ｃｌ比＝１．０を有する。
［ｅｍｉｍ］Ｃｌ比＞１．０を有する。中性溶融物はＡｌＣｌ3：［ｅｍｉｍ］ Ｃｌ比＝１．０を有する。
【００２１】 さて、本発明は、再加工で以前に使用され、核分裂生成物により汚染されてい
るアルカリ金属ハライド塩に主として関して、更に詳細に述べる。しかしながら
、本発明は、特に、汚染物を除去するために、他の金属塩に同等に適用されても
ようことが理解されるであろう。
るアルカリ金属ハライド塩に主として関して、更に詳細に述べる。しかしながら
、本発明は、特に、汚染物を除去するために、他の金属塩に同等に適用されても
ようことが理解されるであろう。
【００２２】 かくして、核材料の再加工及び処理から生じる塩組成物の処理においては、一
以上のアルカリ金属ハライド及び／又は（通常、錯化により）核分裂生成物ハラ
イド（通常、塩化物）のバルクを溶解するのに、イオン性液体（例えば、塩基性
［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3）を使用できる。塩基性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−Ａｌ Ｃｌ3中のＮａＣｌの場合におけるように、組成物のアルカリ金属ハライド成分 が、イオン性液体に比較的不溶である場合には、核分裂生成物を溶液中に浸出で
きる。望ましくは、例えば、塩の機械的分割（例えば、破砕あるいは粉砕）で、
粒子サイズを小さくすることにより、このような浸出が促進される。
以上のアルカリ金属ハライド及び／又は（通常、錯化により）核分裂生成物ハラ
イド（通常、塩化物）のバルクを溶解するのに、イオン性液体（例えば、塩基性
［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3）を使用できる。塩基性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−Ａｌ Ｃｌ3中のＮａＣｌの場合におけるように、組成物のアルカリ金属ハライド成分 が、イオン性液体に比較的不溶である場合には、核分裂生成物を溶液中に浸出で
きる。望ましくは、例えば、塩の機械的分割（例えば、破砕あるいは粉砕）で、
粒子サイズを小さくすることにより、このような浸出が促進される。
【００２３】 次に、イオン性液体混合物は、処理され、溶質を分離するのにそれ自体公知で
ある一以上の方法を使用することにより、核分裂生成物からアルカリ金属ハライ
ドが分離される。好適な分離方法には、塩析、他の沈殿方法、イオン交換、及び
電気化学的分離が含まれる。核分裂生成物は、例えば、不溶成分の粒子内に「閉
じ込められる」ために、イオン性溶媒に完全に溶融していないこともある。この
場合には、更なる洗滌ステップが必要かもしれない。このような場合には、本発
明は、通常、アルカリ金属ハライド組成物の溶解後に残存する不溶残渣の汚染物
除去を含む。ここで、塩組成物の再加工の処理を具体的に参照しながら、前出の
方法を各々考えてみる。
ある一以上の方法を使用することにより、核分裂生成物からアルカリ金属ハライ
ドが分離される。好適な分離方法には、塩析、他の沈殿方法、イオン交換、及び
電気化学的分離が含まれる。核分裂生成物は、例えば、不溶成分の粒子内に「閉
じ込められる」ために、イオン性溶媒に完全に溶融していないこともある。この
場合には、更なる洗滌ステップが必要かもしれない。このような場合には、本発
明は、通常、アルカリ金属ハライド組成物の溶解後に残存する不溶残渣の汚染物
除去を含む。ここで、塩組成物の再加工の処理を具体的に参照しながら、前出の
方法を各々考えてみる。
【００２４】塩化物の塩析 大多数の放射性核分裂生成物ハライド（但し、Ｃｓハライドを除く）は、アル
カリ金属ハライドのそれよりもかなり大きい格子エネルギーを有する。かくして
、塩をイオン性液体に溶解している場合には、イオン性液体をより有機溶媒的に
して、核分裂生成物の錯体を不安定化する種（例えば、トルエン、ベンゼン又は
他の有機溶媒）の添加により、核分裂生成物塩化物が沈殿する。溶液のイオン性
が減少するに従い、溶液中の錯体の安定化エネルギーが塩化物の格子エネルギー
よりも小さくなる場合に核分裂生成物塩化物が沈殿する。かくして、ランタニド
及びアルカリ土類塩化物は、一般にアルカリ金属塩化物の前に沈殿する。
カリ金属ハライドのそれよりもかなり大きい格子エネルギーを有する。かくして
、塩をイオン性液体に溶解している場合には、イオン性液体をより有機溶媒的に
して、核分裂生成物の錯体を不安定化する種（例えば、トルエン、ベンゼン又は
他の有機溶媒）の添加により、核分裂生成物塩化物が沈殿する。溶液のイオン性
が減少するに従い、溶液中の錯体の安定化エネルギーが塩化物の格子エネルギー
よりも小さくなる場合に核分裂生成物塩化物が沈殿する。かくして、ランタニド
及びアルカリ土類塩化物は、一般にアルカリ金属塩化物の前に沈殿する。
【００２５】 沈殿した塩化物を、実際には、廃棄に先立って加熱加水分解できる。
【００２６】 あるいは、塩は、水又は類似の溶媒に溶解され、生成する溶液がイオン性液体
に添加される。蒸発により水を除去すると、溶質の可溶成分はイオン性液体中に
抽出され、イオン性液体に不溶な成分はいずれも沈殿を形成する。
に添加される。蒸発により水を除去すると、溶質の可溶成分はイオン性液体中に
抽出され、イオン性液体に不溶な成分はいずれも沈殿を形成する。
【００２７】リン酸塩の沈殿 塩析による沈殿の代替方法（あるいはそれを補充する）として、例えばＮａ3 ＰＯ4又はＫ［Ｈ2ＰＯ4］等のリン酸塩を添加することにより、核分裂生成物塩 、特にリン酸塩がイオン性液体溶液から沈殿する。
【００２８】イオン交換 リン酸塩としてランタニド核分裂生成物を沈殿させた後、ＬｉＣｌ＋ＫＣｌ又
はＮａＣｌ＋ＫＣｌ塩混合物は、特に、アルカリあるいはアルカリ土類金属ハラ
イドにより著しく汚染されている可能性がある。溶解汚染物は、例えばゼオライ
トを用いたイオン交換により除去される。
はＮａＣｌ＋ＫＣｌ塩混合物は、特に、アルカリあるいはアルカリ土類金属ハラ
イドにより著しく汚染されている可能性がある。溶解汚染物は、例えばゼオライ
トを用いたイオン交換により除去される。
【００２９】電気化学的分離 核分裂生成物を分離する沈殿の代替方法として、例えば、ランタニド（III） からランタニド（０）への還元などの、電気化学的分離が考えられる。電気化学
的分離には、電気ウイニング（ｅｌｅｃｔｒｏｗｉｎｎｉｎｇ）工程で著しく破
壊されない溶媒が必要とされる。
的分離には、電気ウイニング（ｅｌｅｃｔｒｏｗｉｎｎｉｎｇ）工程で著しく破
壊されない溶媒が必要とされる。
【００３０】初期のイオン性液体溶媒に不溶のハライドの汚染物除去 選択したイオン性液体に不溶解のハライドは、不溶解の残渣を別のイオン性液
体組成物と接触させることにより処理されて、放射性イオンを除去することがで
きる。例えば、初期の溶解に使用される塩基性イオン性液体に不溶解のハライド
は、不溶解の残渣をそれが溶解するかもしれない酸性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣ
ｌ3と接触させることにより処理して、放射性イオンを除去できる。放射性イオ ン（核分裂生成物）は、例えば、上述の分離方法のいずれによっても、特にイオ
ン交換により生成溶液から除去される。イオン性液体である酸性［ｅｍｉｍ］Ｃ
ｌ−ＡｌＣｌ3は、ＮａＣｌと反応して、核分裂生成物の塩化物を溶解しない、 中性の、緩衝された［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3組成物を生じるために、Ｎａ Ｃｌを著しく含有する混合物を溶解するのに好適でない。
体組成物と接触させることにより処理されて、放射性イオンを除去することがで
きる。例えば、初期の溶解に使用される塩基性イオン性液体に不溶解のハライド
は、不溶解の残渣をそれが溶解するかもしれない酸性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣ
ｌ3と接触させることにより処理して、放射性イオンを除去できる。放射性イオ ン（核分裂生成物）は、例えば、上述の分離方法のいずれによっても、特にイオ
ン交換により生成溶液から除去される。イオン性液体である酸性［ｅｍｉｍ］Ｃ
ｌ−ＡｌＣｌ3は、ＮａＣｌと反応して、核分裂生成物の塩化物を溶解しない、 中性の、緩衝された［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3組成物を生じるために、Ｎａ Ｃｌを著しく含有する混合物を溶解するのに好適でない。
【００３１】 酸性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3は、他の関係で溶媒として使用できる。更 に、この関係に拘わらず、他の酸性イオン性液体（置換イミダゾリウムをベース
にした及び／又はＡｌＣｌ3を含有する）が［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3の代わ
りに使用できる。それゆえ、本発明の一部の好ましい方法は、酸性イオン性液体
中に金属ハライドを溶解することを含む。
にした及び／又はＡｌＣｌ3を含有する）が［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3の代わ
りに使用できる。それゆえ、本発明の一部の好ましい方法は、酸性イオン性液体
中に金属ハライドを溶解することを含む。
【００３２】 次に、きれいにされた塩組成物はイオン性液体から回収され、必要とされるな
らば、共融物に調整された組成を有する。一つのバリエーションとして、きれい
にされた塩組成物は水又は別の水性媒体に溶解され、次に水不溶性のイオン性液
体（例えば、［ｂｍｉｍ］［ＰＦ6］、ここで［ｂｍｉｍ］＝１−ブチル−３− メチルイミダゾリウムカチオン）により抽出される。次に、この塩組成物は再使
用される。
らば、共融物に調整された組成を有する。一つのバリエーションとして、きれい
にされた塩組成物は水又は別の水性媒体に溶解され、次に水不溶性のイオン性液
体（例えば、［ｂｍｉｍ］［ＰＦ6］、ここで［ｂｍｉｍ］＝１−ブチル−３− メチルイミダゾリウムカチオン）により抽出される。次に、この塩組成物は再使
用される。
【００３３】 それゆえ、本発明は、核燃料の再加工において使用されるアルカリ金属ハライ
ド組成物から放射性汚染物を除去する方法を含み、該方法が （i）イオン性液体中に上記汚染物を溶解して、イオン性液体溶液を得、 （ii）沈殿、溶媒抽出又は電気化学的還元により溶液から上記汚染物を分離し、
（iii）次に、場合によっては、イオン交換により溶液に残存する汚染物を除去 し、 （iv）溶液からアルカリ金属ハライド組成物を回収し、必要ならば、組成を共融
物に調整する ことを含むことが理解されるであろう。
ド組成物から放射性汚染物を除去する方法を含み、該方法が （i）イオン性液体中に上記汚染物を溶解して、イオン性液体溶液を得、 （ii）沈殿、溶媒抽出又は電気化学的還元により溶液から上記汚染物を分離し、
（iii）次に、場合によっては、イオン交換により溶液に残存する汚染物を除去 し、 （iv）溶液からアルカリ金属ハライド組成物を回収し、必要ならば、組成を共融
物に調整する ことを含むことが理解されるであろう。
【００３４】 これらの方法の一部においては、アルカリあるいはアルカリ土類金属ハライド
を含んでなる残渣は、イオン性液体に未溶解のままである。酸性イオン性液体、
特に、酸性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3に残渣を溶解させて、混合物を得、該 混合物から、特に、沈殿又は電気化学的還元により及び／又はイオン交換により
汚染物が除去される。
を含んでなる残渣は、イオン性液体に未溶解のままである。酸性イオン性液体、
特に、酸性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3に残渣を溶解させて、混合物を得、該 混合物から、特に、沈殿又は電気化学的還元により及び／又はイオン交換により
汚染物が除去される。
【００３５】 また、本発明には、溶解組成物から組成物に含有される一以上の種の選択的除
去に、イオン性組成物に対してイオン性液体を溶媒として使用することが含まれ
る。
去に、イオン性組成物に対してイオン性液体を溶媒として使用することが含まれ
る。
【００３６】 本発明が更に充分に理解されるために、ここでは、添付図面に関してのみ、例
が与えられる。
が与えられる。
【００３７】 本発明の有効性を示すために、一連の実験を行い、［ｅｍｉｍ］Ｃｌにより溶
解され得る個々の塩の最大量を決定した。この実験においては、１０ｇの［ｅｍ
ｉｍ］Ｃｌを１５０℃に加熱し、少量（０．５ｇ）のＬｉＣｌ、ＫＣｌとＮａＣ
ｌを添加した。
解され得る個々の塩の最大量を決定した。この実験においては、１０ｇの［ｅｍ
ｉｍ］Ｃｌを１５０℃に加熱し、少量（０．５ｇ）のＬｉＣｌ、ＫＣｌとＮａＣ
ｌを添加した。
【００３８】 この混合物を、最小８時間あるいは固形物が残らなくなる迄撹拌した。結果は
、下記の表１に示され、イオン性液体に溶解した各々の塩についての重量パーセ
ントが与えられている。混合物と見出しを付けた欄は、ＬｉＣｌとＫＣｌの共融
混合物を指す。
、下記の表１に示され、イオン性液体に溶解した各々の塩についての重量パーセ
ントが与えられている。混合物と見出しを付けた欄は、ＬｉＣｌとＫＣｌの共融
混合物を指す。
【００３９】
【表１】
【００４０】 それゆえ、ＬｉＣｌは、ＫＣｌ又はＮａＣｌよりも［ｅｍｉｍ］Ｃｌに更に溶
解することが判るであろう。
解することが判るであろう。
【００４１】 加えて、ＬｉＣｌと［ｅｍｉｍ］Ｃｌの混合物にＡｌＣｌ3を添加する結果、 ＬｉＣｌが沈殿することが判った。これにより、ＡｌＣｌ3の添加によりＬｉＣ ｌの溶解度の制御が可能になる。
【００４２】 図１は、更に、イオン性液体［ｅｍｉｍ］Ｃｌ中のＡｌＣｌ3の濃度の増加が ＬｉＣｌの溶解度を減少させ、加えて、ＡｌＣｌ3濃度が更に増加すると、ＫＣ ｌの溶解度が増加することを示す。
【００４３】 図２を参照すると、フローシート図１０は、塩混合物から金属塩化物イオン種
、この場合には塩化ガドリニウムを除去する工程を示す。ＫＣｌ、ＬｉＣｌとＧ
ｄＣｌ3の溶融塩混合物を浴１２に入れ、固体迄冷却する。
、この場合には塩化ガドリニウムを除去する工程を示す。ＫＣｌ、ＬｉＣｌとＧ
ｄＣｌ3の溶融塩混合物を浴１２に入れ、固体迄冷却する。
【００４４】 固体を取り出して、粒子サイズ低減容器１４に入れ、そこからイオン性液体の
［ｅｍｉｍ］Ｃｌと一緒にして、ＬｉＣｌとＧｄＣｌ3は［ｅｍｉｍ］Ｃｌに溶 解し、ＫＣｌは不溶の固体として存在する反応容器１８に添加する。不溶のＫＣ
ｌを反応容器１８からフィルター２０に移し、濾過、洗滌し、次に再加工プラン
トに再循環する。次に、ＬｉＣｌとＧｄＣｌ3を反応容器２２に移す。電着、し たがってリチウムからの抽出、あるいは例えばリン酸塩前駆体の添加によるリン
酸ガドリニウムの沈殿により、ガドリニウムを除去できる。
［ｅｍｉｍ］Ｃｌと一緒にして、ＬｉＣｌとＧｄＣｌ3は［ｅｍｉｍ］Ｃｌに溶 解し、ＫＣｌは不溶の固体として存在する反応容器１８に添加する。不溶のＫＣ
ｌを反応容器１８からフィルター２０に移し、濾過、洗滌し、次に再加工プラン
トに再循環する。次に、ＬｉＣｌとＧｄＣｌ3を反応容器２２に移す。電着、し たがってリチウムからの抽出、あるいは例えばリン酸塩前駆体の添加によるリン
酸ガドリニウムの沈殿により、ガドリニウムを除去できる。
【００４５】 次に、有機溶媒を用いてイオン性液体からＬｉＣｌを除去することができる。
ここで、ＬｉＣｌはきれいになり、有機溶媒は、蒸発によりイオン性液体から除
去され、再加工プラントでの再使用に送られる。次に、イオン性液体と溶融塩の
双方は、この抽出プラントに再循環される。
ここで、ＬｉＣｌはきれいになり、有機溶媒は、蒸発によりイオン性液体から除
去され、再加工プラントでの再使用に送られる。次に、イオン性液体と溶融塩の
双方は、この抽出プラントに再循環される。
【００４６】 図３を参照すると、フローシート図３０は、塩混合物から金属塩化物イオン種
、この場合には塩化ガドリニウムを除去する工程を示す。ＫＣｌ、ＬｉＣｌとＧ
ｄＣｌ3を含む溶融塩混合物を浴３２に入れ冷却し、この固体混合物を、次に粒 子径を低減するために粒子径低減容器３４に送る。ここから、混合物を容器３８
に移し、濃ＨＣｌ３８を添加し、ＬｉＣｌを溶解させる。ＨＣｌの使用の代替方
法として、メタノールが使用できる。得られたＬｉＣｌ溶液を濾過によりＫＣｌ
とＧｄＣｌ3から分離する。双方は、分離容器３８中の濃ＨＣｌに不溶だからで ある。ＬｉＣｌ溶液をエバポレータ４０に移し、濃ＨＣｌを蒸発し、再使用する
。次に、ＬｉＣｌを洗滌４２し、再加工プラントでの再使用に送ることができる
。ＫＣｌとＧｄＣｌ3を水４６に溶解させ、［ｅｍｉｍ］Ｃｌと［ｏｍｉｍ］Ｃ ｌのイオン性液体の混合物を溶液４８に添加５０する。
、この場合には塩化ガドリニウムを除去する工程を示す。ＫＣｌ、ＬｉＣｌとＧ
ｄＣｌ3を含む溶融塩混合物を浴３２に入れ冷却し、この固体混合物を、次に粒 子径を低減するために粒子径低減容器３４に送る。ここから、混合物を容器３８
に移し、濃ＨＣｌ３８を添加し、ＬｉＣｌを溶解させる。ＨＣｌの使用の代替方
法として、メタノールが使用できる。得られたＬｉＣｌ溶液を濾過によりＫＣｌ
とＧｄＣｌ3から分離する。双方は、分離容器３８中の濃ＨＣｌに不溶だからで ある。ＬｉＣｌ溶液をエバポレータ４０に移し、濃ＨＣｌを蒸発し、再使用する
。次に、ＬｉＣｌを洗滌４２し、再加工プラントでの再使用に送ることができる
。ＫＣｌとＧｄＣｌ3を水４６に溶解させ、［ｅｍｉｍ］Ｃｌと［ｏｍｉｍ］Ｃ ｌのイオン性液体の混合物を溶液４８に添加５０する。
【００４７】 得られた混合物を容器５２に添加し、そこで、水を留去し、ＫＣｌの沈殿を生
成し、ＧｄＣｌ3をイオン性液体中に溶解状態に保つ。５４でクロロホルム等の 有機溶媒を添加することにより、ＧｄＣｌ3を回収する。かくして、ＧｄＣｌ3は
濾別され、酸化物に変換させるために、次の容器に移される。蒸発によりイオン
性液体混合物から、有機溶媒を回収する。残存するイオン性液体を５０で添加す
ることにより工程に再循環することができる。かくして、すべての溶媒が再循環
される。ここで、ＬｉＣｌとＫＣｌはクリーンとなり、再加工プラントでの再使
用に送られることができる。
成し、ＧｄＣｌ3をイオン性液体中に溶解状態に保つ。５４でクロロホルム等の 有機溶媒を添加することにより、ＧｄＣｌ3を回収する。かくして、ＧｄＣｌ3は
濾別され、酸化物に変換させるために、次の容器に移される。蒸発によりイオン
性液体混合物から、有機溶媒を回収する。残存するイオン性液体を５０で添加す
ることにより工程に再循環することができる。かくして、すべての溶媒が再循環
される。ここで、ＬｉＣｌとＫＣｌはクリーンとなり、再加工プラントでの再使
用に送られることができる。
【００４８】 図４を参照すると、フローシート図７０は、ＮａＣｌ、ＫＣｌとＧｄＣｌ3を 含む塩混合物から金属塩化物を除去する工程を示す。
【００４９】 冷却された溶融塩７２は、最初に、粒子低減ステップを通る。次に、この塩を
水７４と一緒にする。この段階で、不溶生成物をいずれも濾別する。得られた水
溶液７６にイオン性液体の［ｏｍｉｍ］Ｃｌと［ｅｍｉｍ］Ｃｌ７８の混合物を
添加する。この混合物から水を留去する。ＧｄＣｌ3はイオン性液体混合物に可 溶であるが、ＮａＣｌとＫＣｌは不溶である。この水を除去するのに従い、Ｎａ
ＣｌとＫＣｌは混合物から沈殿し、有機溶媒で処理するために、容器８４に移す
。クロロホルム等の有機溶媒を添加することにより、ＧｄＣｌ3をイオン性液体 から分離する。次に、ＧｄＣｌ3を、ガラス化の準備で酸化物に変換するための 容器に送る。有機溶媒が、蒸留によりイオン性液体混合物から取り除かれる。か
くして、イオン性液体と有機溶媒の双方を工程（イオン性液体に対してポイント
７８）に再循環できる。ここで、ＮａＣｌとＫＣｌを再加工プラントに再循環で
きる。
水７４と一緒にする。この段階で、不溶生成物をいずれも濾別する。得られた水
溶液７６にイオン性液体の［ｏｍｉｍ］Ｃｌと［ｅｍｉｍ］Ｃｌ７８の混合物を
添加する。この混合物から水を留去する。ＧｄＣｌ3はイオン性液体混合物に可 溶であるが、ＮａＣｌとＫＣｌは不溶である。この水を除去するのに従い、Ｎａ
ＣｌとＫＣｌは混合物から沈殿し、有機溶媒で処理するために、容器８４に移す
。クロロホルム等の有機溶媒を添加することにより、ＧｄＣｌ3をイオン性液体 から分離する。次に、ＧｄＣｌ3を、ガラス化の準備で酸化物に変換するための 容器に送る。有機溶媒が、蒸留によりイオン性液体混合物から取り除かれる。か
くして、イオン性液体と有機溶媒の双方を工程（イオン性液体に対してポイント
７８）に再循環できる。ここで、ＮａＣｌとＫＣｌを再加工プラントに再循環で
きる。
【００５０】 図５を参照すると、フローシート図９０は、ＮａＣｌ、ＫＣｌとＧｄＣｌ3を 含む塩混合物から金属塩化物を除去する工程を示す。最初に、溶融塩浴９２から
の塩を冷却し、次に機械的粒子径低減９４に送る。メタノール９６を溶媒として
使用し、ＬｉＣｌとＧｄＣｌ3塩化物を溶解するが、ＫＣｌを容器９８に残す。 ＫＣｌを濾過、有機溶媒１００中で洗滌し、溶融塩浴９２に戻す。次に、ＬｉＣ
ｌ／ＧｄＣｌ3溶液を、容器１０２中で、熱い１−ブチル−３−メチルイミダゾ リウムテトラフルオロボレート、［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4］（１４０℃）等の別な イオン性液体と処理する。メタノールを留去１０４し、最初の溶解ステップ９６
に戻す。ＬｉＣｌは熱い［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4］に可溶であり、一方ＧｄＣｌ3は
沈殿を生成する。ＧｄＣｌ3沈殿を濾別し１０６、酸化物変換に送り、ガラス化 する。
の塩を冷却し、次に機械的粒子径低減９４に送る。メタノール９６を溶媒として
使用し、ＬｉＣｌとＧｄＣｌ3塩化物を溶解するが、ＫＣｌを容器９８に残す。 ＫＣｌを濾過、有機溶媒１００中で洗滌し、溶融塩浴９２に戻す。次に、ＬｉＣ
ｌ／ＧｄＣｌ3溶液を、容器１０２中で、熱い１−ブチル−３−メチルイミダゾ リウムテトラフルオロボレート、［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4］（１４０℃）等の別な イオン性液体と処理する。メタノールを留去１０４し、最初の溶解ステップ９６
に戻す。ＬｉＣｌは熱い［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4］に可溶であり、一方ＧｄＣｌ3は
沈殿を生成する。ＧｄＣｌ3沈殿を濾別し１０６、酸化物変換に送り、ガラス化 する。
【００５１】 溶液１０８の飽和により［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4］からＬｉＣｌを沈殿させ、続 いて冷却し、固体ＬｉＣｌ１１０を濾別する。次に、［ｂｍｉｍ］Ｃｌを工程に
再循環できる。この工程は、すべての溶媒がこのように再循環されるという利点
を有する。
再循環できる。この工程は、すべての溶媒がこのように再循環されるという利点
を有する。
【００５２】 図６を参照すると、フローシート図１２０は、ＮａＣｌ、ＫＣｌとＧｄＣｌ3 を含む塩混合物から金属塩化物を除去する工程を示す。溶融塩浴１２２からの塩
を最初冷却し、次に機械的粒子径低減に送る。次に、塩粒子を、容器１２８でＬ
ｉＣｌを溶解するイオン性液体［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4］１２６に溶解する。残存 固体のＫＣｌとＧｄＣｌ3を濾別し、次の段階に送ることができる。［ｂｍｉｍ ］Ｃｌ中のＬｉＣｌ溶液を水又はメタノール１３０に接触させ、塩化リチウム１
３２を抽出し、［ｂｍｉｍ］Ｃｌを工程に再循環させる。ＫＣｌとＬｎＣｌ3の 固体を［ｅｍｉｍ］Ｃｌ１３４等のイオン性液体と混合し、その中にＧｄＣｌ3 が溶解１３６する。不溶のＫＣｌ沈殿を濾別、洗滌、乾燥して溶融塩浴１３８に
戻す。ガドリニウムを含んだイオン性液体流を熱分解すると、ガラス化１４０用
に酸化物が残る。
を最初冷却し、次に機械的粒子径低減に送る。次に、塩粒子を、容器１２８でＬ
ｉＣｌを溶解するイオン性液体［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4］１２６に溶解する。残存 固体のＫＣｌとＧｄＣｌ3を濾別し、次の段階に送ることができる。［ｂｍｉｍ ］Ｃｌ中のＬｉＣｌ溶液を水又はメタノール１３０に接触させ、塩化リチウム１
３２を抽出し、［ｂｍｉｍ］Ｃｌを工程に再循環させる。ＫＣｌとＬｎＣｌ3の 固体を［ｅｍｉｍ］Ｃｌ１３４等のイオン性液体と混合し、その中にＧｄＣｌ3 が溶解１３６する。不溶のＫＣｌ沈殿を濾別、洗滌、乾燥して溶融塩浴１３８に
戻す。ガドリニウムを含んだイオン性液体流を熱分解すると、ガラス化１４０用
に酸化物が残る。
【００５３】 本発明の方法は、また、共融混合物から二以上のランタニド塩又は他の核分裂
生成物を抽出するのに使用される。例えば、４５ｇのＬｉＣｌ及びＫＣｌと２．
５ｇのＳｍＣｌ3及び２．５ｇＧｄＣｌ3を含む共融混合物を４５ｇのメタノール
又は４５ｇの濃塩酸と一緒にして、１８時間撹拌した。次に、サンプルを濾過し
、得られる固体を集め、５０ｇの蒸留水に溶解した。加えて、５ｇの［ｅｍｉｍ
］Ｃｌと５ｇの［ｏｍｉｍ］Ｃｌを水溶液に添加した。次に、試料を１００℃で
１時間加熱し、引き続き冷却した。２０ｇのメタノールを添加し、混合物を濾過
し、得られた液からメタノールを抽出すると、［ｅｍｉｍ］Ｃｌ、［ｏｍｉｍ］
Ｃｌ、ＳｍＣｌ3及びＧｄＣｌ3を含む液が残った。
生成物を抽出するのに使用される。例えば、４５ｇのＬｉＣｌ及びＫＣｌと２．
５ｇのＳｍＣｌ3及び２．５ｇＧｄＣｌ3を含む共融混合物を４５ｇのメタノール
又は４５ｇの濃塩酸と一緒にして、１８時間撹拌した。次に、サンプルを濾過し
、得られる固体を集め、５０ｇの蒸留水に溶解した。加えて、５ｇの［ｅｍｉｍ
］Ｃｌと５ｇの［ｏｍｉｍ］Ｃｌを水溶液に添加した。次に、試料を１００℃で
１時間加熱し、引き続き冷却した。２０ｇのメタノールを添加し、混合物を濾過
し、得られた液からメタノールを抽出すると、［ｅｍｉｍ］Ｃｌ、［ｏｍｉｍ］
Ｃｌ、ＳｍＣｌ3及びＧｄＣｌ3を含む液が残った。
【００５４】 ＫＣｌとＮａＣｌからＳｍＣｌ3とＧｄＣｌ3を抽出するのに類似の方法を使用
した。
した。
【図１】 イオン性液体の［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3中のＡｌＣｌ3の組成の変化がＬ
ｉＣｌ及びＫＣｌの溶解度に及ぼす影響を図示するグラフである。
ｉＣｌ及びＫＣｌの溶解度に及ぼす影響を図示するグラフである。
【図２】 ［ｅｍｉｍ］Ｃｌを用いる溶融塩混合物からの金属塩化物の抽出工程を図示す
るフローシート図である。
るフローシート図である。
【図３】 濃ＨＣｌ及び［ｅｍｉｍ］Ｃｌ／［ｏｍｉｍ］Ｃｌ混合物を用いる溶融塩混合
物からの金属塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
物からの金属塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
【図４】 水及び［ｅｍｉｍ］Ｃｌ／［ｏｍｉｍ］Ｃｌ混合物を用いる溶融塩混合物から
の金属塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
の金属塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
【図５】 メタノール及び［ｂｍｉｍ］［ＢＦ3]を用いる溶融塩混合物からの金属塩化物
の抽出工程を図示するフローシート図である。
の抽出工程を図示するフローシート図である。
【図６】 ［ｂｍｉｍ］［ＰＦ6]及び［ｅｍｉｍ］Ｃｌを用いる溶融塩混合物からの金属
塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月１６日（２０００．３．１６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５２】 図６を参照すると、フローシート図１２０は、ＮａＣｌ、ＫＣｌとＧｄＣｌ3 を含む塩混合物から金属塩化物を除去する工程を示す。溶融塩浴１２２からの塩
を最初冷却し、次に機械的粒子径低減１２４に送る。次に、塩粒子を、容器１２
８でＬｉＣｌを溶解するイオン性液体［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4］１２６に溶解する 。残存固体ＫＣｌとＧｄＣｌ3を濾別し、次の段階へ送ることができる。［ｂｍ ｉｍ］Ｃｌ中のＬｉＣｌ溶液を水又はメタノール１３０に接触させ、塩化リチウ
ム１３２を抽出し、［ｂｍｉｍ］Ｃｌを工程に再循環させる。ＫＣｌとＬｎＣｌ 3 の固体を［ｅｍｉｍ］Ｃｌ１３４等のイオン性液体と混合し、その中にＧｄＣ ｌ3が溶解１３６する。不溶のＫＣｌ沈殿を濾別、洗滌、乾燥して溶融塩浴１３ ８に戻す。ガドリニウムを含んだイオン性液体流を熱分解すると、ガラス化１４
０用に酸化物が残る。
を最初冷却し、次に機械的粒子径低減１２４に送る。次に、塩粒子を、容器１２
８でＬｉＣｌを溶解するイオン性液体［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4］１２６に溶解する 。残存固体ＫＣｌとＧｄＣｌ3を濾別し、次の段階へ送ることができる。［ｂｍ ｉｍ］Ｃｌ中のＬｉＣｌ溶液を水又はメタノール１３０に接触させ、塩化リチウ
ム１３２を抽出し、［ｂｍｉｍ］Ｃｌを工程に再循環させる。ＫＣｌとＬｎＣｌ 3 の固体を［ｅｍｉｍ］Ｃｌ１３４等のイオン性液体と混合し、その中にＧｄＣ ｌ3が溶解１３６する。不溶のＫＣｌ沈殿を濾別、洗滌、乾燥して溶融塩浴１３ ８に戻す。ガドリニウムを含んだイオン性液体流を熱分解すると、ガラス化１４
０用に酸化物が残る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 イオン性液体の［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3中のＡｌＣｌ3の組成の変化がＬ
ｉＣｌ及びＫＣｌの溶解度に及ぼす影響を図示するグラフである。
ｉＣｌ及びＫＣｌの溶解度に及ぼす影響を図示するグラフである。
【図２】 ［ｅｍｉｍ］Ｃｌを用いる溶融塩混合物からの金属塩化物の抽出工程を図示す
るフローシート図である。
るフローシート図である。
【図３】 濃ＨＣｌ及び［ｅｍｉｍ］Ｃｌ／［ｏｍｉｍ］Ｃｌ混合物を用いる溶融塩混合
物からの金属塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
物からの金属塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
【図４】 水及び［ｅｍｉｍ］Ｃｌ／［ｏｍｉｍ］Ｃｌ混合物を用いる溶融塩混合物から
の金属塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
の金属塩化物の抽出工程を図示するフローシート図である。
【図５】 メタノール及び１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレー
ト（［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4]）を用いる溶融塩混合物からの金属塩化物の抽出工程
を図示するフローシート図である。
ト（［ｂｍｉｍ］［ＢＦ4]）を用いる溶融塩混合物からの金属塩化物の抽出工程
を図示するフローシート図である。
【図６】 １−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（［ｂｍ
ｉｍ］［ＰＦ6]）及び［ｅｍｉｍ］Ｃｌを用いる溶融塩混合物からの金属塩化物
の抽出工程を図示するフローシート図である。
ｉｍ］［ＰＦ6]）及び［ｅｍｉｍ］Ｃｌを用いる溶融塩混合物からの金属塩化物
の抽出工程を図示するフローシート図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シード，ロバート・チャールズ イギリス国、シーエイ20 １ピージー カ ンブリア、シースケイル、セラフィールド （番地なし）、ビーエヌエフエル (72)発明者 セドン，ケネス・リチャード イギリス国、ビーティー９ ５エイジー ベルファースト（番地なし）、ザ・クイー ンズ・ユニヴァーシティ・オヴ・ベルファ ースト、スクール・オヴ・ケミストリー (72)発明者 ピットナー，ウィリアム・ロバート イギリス国、ビーティー９ ５エイジー ベルファースト（番地なし）、ザ・クイー ンズ・ユニヴァーシティ・オヴ・ベルファ ースト、スクール・オヴ・ケミストリー (72)発明者 ルーニー，デイヴィッド・ウィリアム イギリス国、ビーティー９ ５エイジー ベルファースト（番地なし）、ザ・クイー ンズ・ユニヴァーシティ・オヴ・ベルファ ースト、スクール・オヴ・ケミストリー Ｆターム(参考） 4D056 AB07 AB10 AC04 AC15 AC18 AC21 AC25 BA01 BA20 CA01 CA14 CA15 CA17 CA18 CA20 CA22 CA39 DA01
Claims (21)
- 【請求項１】 金属塩からその中のイオン種を除去する方法であって、該金
属塩をイオン性液体と接触させて、該金属塩又は該イオン種又はこの双方を溶解
させ、イオン性液体組成物を形成させ、また、少なくとも、該溶融塩と該イオン
種の両方が溶解する場合には、該イオン性液体組成物を処理して該イオン種を分
離し、その後のプロセスで金属塩を回収することを含む方法。 - 【請求項２】 上記金属塩が、一以上のアルカリ金属ハライドである請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】 上記金属塩が、ＬｉＣｌとＫＣｌとの混合物、又はＮａＣｌ
とＫＣｌとの混合物である請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 上記イオン種が、ランタニド、アルカリ金属及びアルカリ土
類金属のカチオンから選ばれる一以上の種を含む請求項１〜３のいずれかに記載
の方法。 - 【請求項５】 上記イオン種が、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｃｓ、Ｂａ及びＳｒの一以上
のカチオンを含む請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 上記イオン性液体が、少なくとも一つのイミダゾリウムハラ
イド、又はピリジニウムハライド、又はホスホニウムハライドを含み、場合によ
っては、ＡｌＣｌ3と組み合わされる請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 - 【請求項７】 上記イオン性液体が、［ｅｍｉｍ］Ｃｌである請求項６に記
載の方法。 - 【請求項８】 上記イオン性液体が、［ｏｍｉｍ］Ｃｌと組み合わされた［
ｅｍｉｍ］Ｃｌである請求項６に記載の方法。 - 【請求項９】 請求項３及び請求項４の特徴を含み、上記イオン性液体が、
塩基性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3又は別の塩基性イオン性液体である請求項 ６に記載の方法。 - 【請求項１０】 上記処理が、塩析、別の沈殿方法、イオン交換及び電気化
学的分離の一以上を含む請求項１から９に記載の方法。 - 【請求項１１】 上記イオン性溶液が、［ＬｉＣｌとＫＣｌ］又は［ＮａＣ
ｌとＫＣｌ］、及び少なくとも一つのランタニドを含有し、溶液を処理して、そ
れから該ランタニドを分離し、その後のプロセスで、該［ＬｉＣｌとＫＣｌ］又
は［ＮａＣｌとＫＣｌ］を回収し、この処理が、該ランタニドをその塩化物とし
て塩析するステップ、該ランタニドをそのリン酸塩として沈殿させるステップ、
該ランタニドを電気化学的に分離するステップの少なくとも一つのステップを含
む請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 上記イオン性溶液が、更に［ＬｉＣｌとＫＣｌ］又は［Ｎ
ａＣｌとＫＣｌ］以外のアルカリ金属のハライド及び／又はアルカリ土類金属の
ハライドを含有し、該他のハライドがイオン交換により除去される請求項１０又
は請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 金属ハライドを酸性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3又は別 の酸性イオン性液体に溶解することを含む請求項１〜１２のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項１４】 上記金属ハライドが、塩基性［ｅｍｉｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ 3 に不溶な残渣であり、請求項１に記載の方法を行った後に残存する請求項１２ に記載の方法。
- 【請求項１５】 請求項１に記載の方法を行うことが、請求項７に記載の方
法を行うことを含む請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 核燃料の再加工において使用されるアルカリ金属ハライド
組成物から放射性汚染物を除去する方法であって、 （i）イオン性液体中に上記汚染物を溶解して、イオン性液体溶液を得、 （ii）沈殿又は電気化学的還元により溶液から上記汚染物を分離し、 （iii）次に、場合によっては、イオン交換により溶液に残存する汚染物を除去 し、 （iv）溶液からアルカリ金属ハライド組成物を回収し、必要ならば、該組成物を
共融物となるように調整する ことを含む方法。 - 【請求項１７】 上記イオン性液体が、［ｅｍｉｍ］Ｃｌ又は酸性［ｅｍｉ
ｍ］Ｃｌ−ＡｌＣｌ3である請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 アルカリ金属のハライド及び／又はアルカリ土類金属のハ
ライドを含む残渣がイオン性液体に未溶解で残り、該残渣を、酸性［ｅｍｉｍ］
Ｃｌ−ＡｌＣｌ3に溶解して、混合物を得、該混合物から沈殿又は電気化学的還 元及び／又はイオン交換により汚染物を除去する請求項１６又は請求項１７に記
載の方法。 - 【請求項１９】 上記アルカリ金属ハライド組成物の回収が、水性媒体中へ
の抽出、その後の水不溶性イオン性液体中への抽出を含む請求項１６〜１８のい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項２０】 上記アルカリ金属ハライド組成物の回収が、水性媒体中へ
の抽出、その後の水溶性イオン性液体の添加と水の除去を含む請求項１６から１
８のいずれかに記載の方法。 - 【請求項２１】 イオン性組成物から、該組成物に含まれる一以上のイオン
種の選択的除去においてイオン性液体の溶媒としての使用。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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