JP2005003603A - Wet processing method and apparatus of uranium waste - Google Patents

Wet processing method and apparatus of uranium waste Download PDF

Info

Publication number
JP2005003603A
JP2005003603A JP2003169389A JP2003169389A JP2005003603A JP 2005003603 A JP2005003603 A JP 2005003603A JP 2003169389 A JP2003169389 A JP 2003169389A JP 2003169389 A JP2003169389 A JP 2003169389A JP 2005003603 A JP2005003603 A JP 2005003603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
uranium
fluorine
solution
waste
mask agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003169389A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4113053B2 (en
Inventor
Chiharu Maruki
千はる 丸木
Yumi Yaita
由美 矢板
Hitoshi Sakai
仁志 酒井
Masaaki Kaneko
昌章 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2003169389A priority Critical patent/JP4113053B2/en
Publication of JP2005003603A publication Critical patent/JP2005003603A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4113053B2 publication Critical patent/JP4113053B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for wet processing of uranium waste that generates a small amount of secondary waste and has small medicine expenses. <P>SOLUTION: In the wet processing method, various types of uranium are separated and recovered from the uranium waste, where uranium, transuranic or a radioactive nuclide element, or various types of compound uranium are adhered. The wet processing method comprises a solution process S1 for generating solution by dissolving the uranium waste with a mask agent; a precipitation process S2 for precipitating various kinds of uranium from the solution; a trace of uranium elimination process S3 for eliminating a trace of various kinds of uranium remaining in the solution after eliminating deposits by using a uranium adsorption resin; a mask agent recovery process S8 for returning the mask agent used in the precipitation process to the dissolution process after recovering from the solution; and a residual fluorine elimination process S5 for eliminating fluorine or a fluorine compound remaining in the solution by using the fluorine adsorption resin. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウラン取扱い施設あるいはウラン取扱い施設間を移送する設備から発生するウラン、超ウラン元素または放射性核種またはその化合物(便宜上ウラン類という)が付着した廃棄物から、ある種の溶液を用いて前記ウラン類を分離回収するウラン廃棄物の湿式処理方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウラン取扱い施設あるいはウラン取扱い施設間を移送する設備から発生するウランまたはウラン化合物が付着した煉瓦、ケイソウ土、鉱石くず、汚泥、ケミカルトラップ材(NaF)、CaFを主成分とした沈殿物、Al、UF等の廃棄物からウラン、超ウラン元素、または放射性核種を分離回収する湿式処理方法として核燃料サイクル開発機構で開発されてきた方法がある(下記非特許文献1参照)。
【0003】
この方法は図9に示すように、ウラン廃棄物を溶解する溶解工程S1と、溶解液からウランを沈殿させ回収する沈殿工程S2と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量なウランを樹脂を用いて除去する微量ウラン除去工程S3と、溶液中のフッ素を沈殿させ回収するフッ素固定工程S4と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量なフッ素を樹脂を用いて除去する残留フッ素除去工程S5と、微量ウラン除去工程S3で用いた樹脂を再生して再利用するウラン吸着樹脂再生工程S6と、残留フッ素除去工程S5で用いた樹脂を再生して再利用するフッ素吸着樹脂再生工程S7から構成されている。
【0004】
【非特許文献1】
核燃料サイクル開発機構報告書番号:JNC ZJ6400 2001−012、JNC TJ6400 2002−004
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のウラン廃棄物の湿式処理方法においては、ウラン沈殿工程S2で得られるウランの純度を高くするために溶解工程S1でマスク剤を添加する。例えばウラン沈殿へのフッ素の混入を防止するためにはアルミニウム化合物、ホウ素化合物などのフッ素と安定な錯体を生成する物質がマスク剤として添加される。これらマスク剤はフッ素固定工程S4においてCaFと共に沈殿回収され、ウラン廃棄物以上の多量の二次廃棄物が発生する。そのため二次廃棄物の処理コストが高くなると共に、処理バッチ毎に新規にマスク剤を添加するため薬剤コストが高くなるという問題がある。
【0006】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、二次廃棄物発生量が少なく、薬剤費の安いウラン廃棄物の湿式処理方法および装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、ウラン、超ウラン元素または放射性核種またはその化合物であるウラン類が付着したウラン廃棄物から前記ウラン類を分離回収する湿式処理方法において、前記ウラン廃棄物を溶解して溶液を生成する溶解工程と、前記溶液にマスク剤を添加してウラン類を沈殿させる沈殿工程と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量のウラン類をウラン吸着樹脂を用いて除去する微量ウラン除去工程と、前記沈殿工程で用いたマスク剤を溶液から回収し前記溶解工程へ戻すマスク剤回収工程と、溶液中に残留するフッ素またはフッ素化合物をフッ素吸着樹脂を用いて除去する残留フッ素除去工程とを備えている構成とする。
【0008】
請求項2の発明は、前記微量ウラン除去工程で用いたウラン吸着樹脂を再生し前記微量ウラン除去工程へ戻すウラン吸着樹脂再生工程と、前記残留フッ素除去工程で用いたフッ素吸着樹脂を再生し前記残留フッ素除去工程へ戻すフッ素吸着樹脂再生工程とを備えている構成とする。
【0009】
請求項3の発明は、前記微量ウラン除去工程と前記マスク剤回収工程のあいだに溶液中のフッ素またはフッ素化合物を沈殿させ回収するフッ素固定工程を備えている構成とする。
【0010】
請求項4の発明は、前記マスク剤は、フッ素成分を有するウラン廃棄物に対し、前記沈殿工程で生成するウラン類沈殿物にフッ素成分の混入を防止する物質である構成とする。
【0011】
請求項5の発明は、前記マスク剤はアルミニウム化合物であり、前記マスク剤回収工程によって発生する二次廃棄物から前記アルミニウム化合物を分離・回収し再利用する構成とする。
【0012】
請求項6の発明は、前記マスク剤は塩化アルミニウムである構成とする。
請求項7の発明は、前記マスク剤回収工程は電気透析により行なわれる構成とする。
【0013】
請求項8の発明は、前記電気透析は、陰イオン交換膜で陰極室と陽極室に分離された電解槽を用い、陰極室にマスク剤を含有する溶液を導入し通電することにより、陰極室でマスク剤を回収し陽極室で溶液中の酸を回収する構成とする。
【0014】
請求項9の発明は、前記マスク剤としてアルミニウム化合物を含む溶液を前記陰極室に導入し電気透析することにより陰極室にアルミニウム成分をアルミン酸塩として回収する構成とする。
【0015】
請求項10の発明は、回収したアルミン酸塩をそのままの形態で、または、溶解した際アルミニウムイオンとなるように形態を変換してマスク剤として再利用する構成とする。
【0016】
請求項11の発明は、前記陽極室で回収された酸を前記溶解工程において溶解液として再利用する構成とする。
請求項12の発明は、前記ウラン廃棄物がフッ化カルシウムを主成分とする場合において、前記フッ素固定工程と前記マスク剤回収工程を電気透析により同時に行なう構成とする。
【0017】
請求項13の発明は、前記マスク剤回収工程は、マスク剤のみを溶解するマスク剤溶解工程と、マスク剤が溶解している溶液から固体成分を分離する二次廃棄物分離工程とを備えている構成とする。
【0018】
請求項14の発明は、ウラン、超ウランまたは放射性核種の元素または化合物であるウラン類が付着したウラン廃棄物から前記ウラン類を分離回収する湿式処理装置において、前記ウラン廃棄物を溶解して溶液を生成する溶解装置と、前記溶液にマスク剤を添加してウラン類を沈殿させる沈殿装置と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量のウラン類をウラン吸着樹脂を用いて除去する微量ウラン除去装置と、前記マスク剤を溶液から回収するマスク剤回収装置と、溶液中に残留するフッ素またはフッ素化合物をフッ素吸着樹脂を用いて除去する残留フッ素除去装置と、前記微量ウラン除去装置で用いたウラン吸着樹脂を再生するウラン吸着樹脂再生装置と、前記残留フッ素除去装置で用いたフッ素吸着樹脂を再生するフッ素吸着樹脂再生装置とを備えている構成とする。
請求項15の発明は、前記マスク剤回収装置は電気透析装置を備えている構成とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施の形態を図1ないし図6を参照して説明する。
本実施の形態のウラン廃棄物の湿式処理方法は図1に示すように、ウラン廃棄物をマスク剤とともに溶解する溶解工程S1と、溶解液からウランを沈殿させ回収する沈殿工程S2と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量なウランをウラン吸着樹脂を用いて除去する微量ウラン除去工程S3と、溶液中のフッ素を沈殿させ回収するフッ素固定工程S4と、溶液からマスク剤を回収するマスク剤回収工程S8と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量なフッ素をフッ素吸着樹脂を用いて除去する残留フッ素除去工程S5と、微量ウラン除去工程S3で用いたウラン吸着樹脂を再生するウラン吸着樹脂再生工程S6と、残留フッ素除去工程S5で用いたフッ素吸着樹脂を再生するフッ素吸着樹脂再生工程S7から構成されている。
【0020】
本実施の形態の方法は、従来の方法に比べてフッ素固定工程S4の後にマスク剤回収工程S8が追加されている。また、マスク剤回収後の溶液中のフッ素を残留フッ素除去工程S5で除去した酸溶液を溶解工程S1で再利用する。但し、この酸溶液を溶解工程S1で再利用しない場合は、残留フッ素除去工程S5のあと、中和工程S9を経て排出する。また、CaFを主成分とするウラン廃棄物の場合にはフッ素固定工程S4を省略し、微量ウラン除去工程S3の後にマスク剤回収工程S8を実施することができる。
【0021】
溶解工程S1、沈殿工程S2、微量ウラン除去工程S3、フッ素固定工程S4、マスク剤回収工程S8、残留フッ素除去工程S5、ウラン吸着樹脂再生工程S6、フッ素吸着樹脂再生工程S7および中和工程S9は、それぞれ溶解装置、沈殿装置、微量ウラン除去装置、フッ素固定装置、マスク剤回収装置、残留フッ素除去装置、ウラン吸着樹脂再生装置、フッ素吸着樹脂再生装置および中和装置によって行なう。これらの装置は配管によって相互に接続されていてもよいし独立していてもよい。
【0022】
本実施の形態においては、マスク剤回収工程S8で回収されたマスク剤を溶解工程S1において溶液に添加し再利用をする。このようにすることにより二次廃棄物発生量を低減させることができる。マスク剤の回収法としては、電気透析を用いる。マスク剤を含んだ溶液に対して陰イオン交換膜を用いた電気透析を行なうことにより、陰極室にはマスク剤成分、陽極室には酸成分が濃縮され、これらを回収、再利用することが可能である。
【0023】
また、別のマスク剤回収法として、pH制御した酸溶液を二次廃棄物に添加することで、CaFとマスク剤成分の溶解性の差から、マスク剤成分のみを溶解、回収することができる。すなわち、フッ素固定工程S4後に発生する二次廃棄物に、弱酸性溶液を添加しマスク剤のみを溶解する。溶解しなかった固体成分とマスク剤が溶解している溶液を固液分離し、溶液を溶解工程で再利用する。この方法は、従来の湿式処理法に、マスク剤溶解工程、二次廃棄物分離工程を追加し、マスク剤が溶解した溶液を溶解工程の際に再利用して二次廃棄物発生量を低減させることができる。
【0024】
マスク剤の条件として、フッ化物イオンと錯体を生成する物質であり、かつ水への溶解度が高く、更にウラン廃棄物の溶解性を阻害しないために、その水溶液が酸性を示す物質が望ましい。これらの条件を満たすものは、アルミニウム化合物、ホウ素化合物である。しかし、回収したウラン沈殿物をイエローケーキとしてウラン燃料とする際、ホウ素は中性子吸収断面積が大きいため、ウランにホウ素が混入する可能性は回避すべきであり、マスク剤としてホウ素化合物の使用は適切でない。また平成13年6月の水質汚濁防止法施行令改正によりホウ素の排水基準が厳しくなったことから、マスク剤にホウ素化合物を使用することは後処理を複雑にする。よってマスク剤としはアルミニウム化合物が適切である。また化学処理の煩雑化を防ぐためには、系に存在する化学種を少なくすることが望ましい。従来湿式処理法においては、ウラン廃棄物を溶解する溶液は塩酸と想定されている。そのため、上記要件を満たし、かつ塩酸系処理に対し化学種を増加させない塩化アルミニウムの使用が望ましい。
【0025】
アルミニウム化合物から発生する二次廃棄物からアルミニウム成分を分離、回収、再利用することにより、二次廃棄物発生量を低減させることができる。回収したアルミニウム成分は、溶解工程S1においてマスク剤とし添加するため、バッチ毎に新たなアルミニウム化合物を添加する必要がない。
【0026】
マスク剤として添加するアルミニウム化合物を塩化アルミニウムとすると、塩化アルミニウムから生成される水酸化アルミニウムが二次廃棄物となる。従って、水酸化アルミニウムからアルミニウム成分を分離・回収・再利用することにより二次廃棄物発生量を低減することができる。
【0027】
図2に、CaFを主成分としたウラン廃棄物の処理において、マスク剤として塩化アルミニウムを用いた場合に二次廃棄物として発生する水酸化アルミニウムの発生量を示す。従来の湿式処理方法での水酸化アルミニウムの発生量を100としたとき、本実施の形態の方法を用いた場合は0.05となり、本実施の形態の方法は二次廃棄物であるAl(OH)発生量を従来法の1/2000に低減可能である。なお、二次廃棄物である水酸化アルミニウムは、従来法ではバッチ毎に発生するのに対し、本実施の形態の方法では最終バッチ分のみ発生する。
【0028】
本実施の形態においては、マスク剤回収のために新たに薬剤を添加し処理するのではなく、電気透析により処理する。このようにすることにより、マスク剤回収工程S8追加による3次廃棄物発生を抑えることができる。
【0029】
アルミニウム化合物をマスク剤として用いた場合、フッ素固定工程S4によりAl(OH)とCaFの沈殿物を含んだ水溶液が発生する。この水溶液に対して電気透析を行なうことにより、Al(OH)は溶液中にアルミン酸塩として溶解し、CaFは沈殿状態のままであるため、Al(OH)とCaFを分離することができる。
【0030】
マスク剤回収のための電気透析を行なう装置は、電解槽内が陰イオン交換膜で陰極室と陽極室に分離されている。陰極室にマスク剤成分を含んだ溶液を導入し、電気透析することにより、陰極室でマスク剤成分が回収され、陽極室で酸が回収される。アルミニウム成分はアルミン酸塩として回収される。
【0031】
電気透析について図3を参照して説明する。フッ素固定工程S4後の沈殿物を含んだ溶液(CaF、Al(OH)、Na、Cl、Fなどが含まれる)を陰極室に入れる。但し、ウラン廃棄物がCaFを主成分としフッ素固定工程S4を行なわない場合の溶液の成分はCa2+、Al3+、Na、Cl、Fなどである。陽極室側の電極を陽極にし陰極室側の電極を陰極にして電気を通電する。
通電すると、陰極では下記反応が生じる。
2HO+2e=H↑+2OH (1)
【0032】
(1)式の反応により陰極室側溶液のpHは上昇する。pHが中性領域ではカルシウム、アルミニウム共に、フッ化カルシウム(CaF)、水酸化アルミニウム[Al(OH)]として沈殿するが、電解の進行に伴い溶液が強アルカリとなると、両性電解質である水酸化アルミニウムはアルミン酸イオン等(AlO 、Al(OH) )として再溶解し、カルシウムの沈殿物と分離される。
一方陽極では下記反応が生じる。
2HO=4H+O↑+4e (2)
【0033】
(2)式の反応により陽極室の溶液中には水素イオンが発生し、また陰極室の溶液中の陰イオン(Cl、F)が陰イオン交換膜を通して陽極室に流入することから、陽極室溶液は塩酸及びフッ化水素酸を含んだ溶液となる。
【0034】
図4は、図3に示した電気透析装置を用いてCaFを主成分とするウラン廃棄物のウラン沈殿工程S2の後の溶液(Ca2+、Al3+、Na、Cl、Fを含む)の電気透析を行なった結果を示す。電気透析装置の主要構造物として、電解槽はアクリル製、電極はステンレスの板にPtコーティングしたもの、陰イオン交換膜は一般市販品である旭化成製イオン交換膜アシプレックスA‐201を用いた。但し、この構成材料は、実験室規模での装置であるため、実プラントにおいては、機械的強度、コスト等を考慮して再考する必要がある。電解が進むにつれ、陰極室側の溶液中のCa濃度は低下し沈殿除去されているのに対し、Al濃度はほぼ一定で溶液中に保持されていた。このことから、本電気透析により、アルミニウムとカルシウムを分離させることが可能であり、マスク剤であるアルミニウムを回収可能であることが分かる。
【0035】
上記のようにアルミニウム成分はアルミン酸塩として回収されるが、回収したアルミン酸はそのままの形態でマスク剤として再利用される。または回収したマスク剤が溶解した際アルミニウムイオンとなるように、回収したアルミン酸塩の形態を変換させてマスク剤として再利用する。
【0036】
アルミニウム化合物などのマスク剤はウラン沈殿工程S2で発生するウラン沈殿物へのフッ素混入を防止すると共に、フッ素と錯体を生成することによりフッ化物系ウラン廃棄物の溶解性を向上させる。またマスク剤の水溶液が酸性の場合は酸による溶解効果のため更にウラン廃棄物の溶解性が向上する。一方電気透析により回収するアルミン酸塩の水溶液はアルカリ性を示す。ウラン廃棄物を塩酸のような強酸で溶解する場合は、電気透析で得られたアルミン酸塩を添加しても溶液のpHが大きく上昇しないため廃棄物の溶解性を阻害しないが、ギ酸のような弱酸で溶解する場合は、アルミン酸塩の添加によりpHが上がるため、溶解性を阻害する可能性がある。このような場合はアルミン酸塩を、溶解した際アルミニウムイオンとなる塩化アルミニウムのような化合物に変換する必要がある。
【0037】
図5は、マスク剤回収工程S8において回収されるアルミン酸塩溶液による、ウラン廃棄物の模擬物質であるフッ化カルシウムの溶解性に対する影響を示す。図より、アルミン酸塩は、従来マスク剤としての使用を検討されている塩化アルミニウムAlClと同様に、フッ化カルシウムの溶解性を向上させることが分かる。このことから、マスク剤回収工程S8にて回収したアルミニウムは、そのままの化学形態で再利用した場合においても、フッ素化合物の廃棄物の溶解性向上のための助剤として用いることができる。
【0038】
図6(a),(b)は、CaFを主成分とするウラン廃棄物を塩酸で溶解した溶液に、過酸化水素を添加し、ウランを沈殿させた時のフッ素の沈殿率を示す。この時、フッ素の沈殿を防ぐため、この溶液にマスク剤として塩化アルミニウムと、アルミン酸塩であるアルミン酸ナトリウムを添加した。横軸には過酸化水素を添加してからの経過時間、縦軸には上澄液F−濃度及びF−沈殿率とした。図より、アルミン酸ナトリウムは、従来マスク剤として使用を検討されている塩化アルミニウムAlClと同様に、フッ素の沈殿を防止する働きがあることが分かる。このことから、ウラン廃棄物の溶解液から溶液中のウランを沈殿させる際のフッ素沈殿防止のためのマスク剤として、マスク剤回収工程S8にて回収したアルミニウムをそのままの化学形態で用いることが可能である。
【0039】
なお、マスク剤回収工程S8で回収したアルミン酸塩は、塩酸を添加することにより塩化アルミニウムの形態に変換することが可能である。変換後のマスク剤は酸性水溶液中で、アルミニウムイオンとして作用する。アルミン酸塩を塩化アルミニウムに変換する反応式は下記の通りである。
NaAlO + 4HCl → AlCl + NaCl + 2HO (3)
【0040】
CaFを主成分とするウラン廃棄物の場合、微量ウラン除去工程S3後にマスク剤回収工程S8の実施が可能である。従来の処理方法には溶液中のフッ素を沈殿させ回収するフッ素固定工程がある。ウラン廃棄物がCaFを主成分とする場合、微量ウラン除去後の溶液中のフッ素及びカルシウムは、マスク剤回収工程で行なう電気透析により、陰極室側溶液のpHが上昇するため、CaFとして沈殿する。よって、電気透析により、マスク剤回収と共にフッ素固定も行なえるため、二次廃棄物の低減と同時に、従来の湿式処理に含まれるフッ素固定工程を削除し、工程の簡略化が可能となる。
【0041】
なお、マスク剤回収のための電気透析の結果、陽極室に酸溶液が回収されるためこの溶液からフッ素を除去し溶解工程S1でウラン廃棄物を溶解する酸として再利用するようにしてもよい。
【0042】
つぎに本発明の第2の実施の形態を図7,図8を参照して説明する。
この実施の形態のウラン廃棄物の湿式処理方法は図7に示すように、ウラン廃棄物をマスク剤とともに溶解する溶解工程S1と、溶解液からウランを沈殿させ回収する沈殿工程S2と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量なウランをウラン吸着樹脂を用いて除去する微量ウラン除去工程S3と、溶液中のフッ素を沈殿させ回収するフッ素固定工程S4と、フッ素固定工程S4後に発生する二次廃棄物を溶解工程S1で用いる酸で溶解するマスク剤溶解工程S10と、マスク剤が溶解している溶液から溶解残さをろ過等で固液分離する二次廃棄物分離工程S11と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量なフッ素をフッ素吸着樹脂を用いて除去する残留フッ素除去工程S5と、微量ウラン除去工程S3で用いたウラン吸着樹脂を再生するウラン吸着樹脂再生工程S6と、残留フッ素除去工程S5で用いたフッ素吸着樹脂を再生するフッ素吸着樹脂再生工程S7から構成されている。
【0043】
溶解工程S1、沈殿工程S2、微量ウラン除去工程S3、フッ素固定工程S4、マスク剤溶解工程S10、二次廃棄物分離工程S11、残留フッ素除去工程S5、ウラン吸着樹脂再生工程S6およびフッ素吸着樹脂再生工程S7は、それぞれ溶解装置、沈殿装置、微量ウラン除去装置、フッ素固定装置、マスク剤溶解装置、二次廃棄物分離装置、残留フッ素除去装置、ウラン吸着樹脂再生装置およびフッ素吸着樹脂再生装置によって行なう。これらの装置は配管によって相互に接続されていてもよいし独立していてもよい。
【0044】
この第2の実施の形態は、マスク剤回収に溶解工程S1で用いる酸の希薄溶液を用い、二次廃棄物中のアルミニウム成分のみを溶解させる湿式処理方法である。アルミニウム成分のみが溶解した溶液と、溶解しなかった固体成分を分離し、この溶液のpHを調整し、ウラン廃棄物の溶解工程S1で溶解液として再利用する。この方法は、ウラン廃棄物の溶解工程で使用する酸を用いてマスク剤を回収するため、マスク剤溶解工程S10、二次廃棄物分離工程S11の追加による3次廃棄物の発生を抑えることができる。
【0045】
図8は、pHが0.2あるいは1.7の溶液に純粋なCaFを溶解した際のCaFの溶解率を示す。溶液のpHが高くなるにつれてCaFの溶解率が低下することが分かる。一方、アルミニウムが高濃度に存在する溶液について、溶液pHが4以下程度では水酸化アルミニウムの沈殿が生じないという試験結果がある。
【0046】
従って、フッ素固定後のCaFとAl(OH)が混合した二次廃棄物を、弱酸性の溶液を用いて溶解すると、Al(OH)のみが溶解され、CaFは溶解しない。本実施の形態においては、この溶液をろ過等により固液分離し、アルミニウム成分とCaFを分離する。アルミニウム成分が溶解した溶液中のアルミニウムの形態はアルミニウムイオンであるため、マスク剤として再利用可能である。この溶液のpHを溶解工程S1で用いる最適pHに調整することにより、ウラン廃棄物の溶解工程S1で用いるマスク剤入り溶解液となり、マスク剤を再利用することができる。また固液分離したCaFは、廃棄物をセメント固化する場合の骨材などとして有効利用することが可能である。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、二次廃棄物発生量が少なく、薬剤費の安いウラン廃棄物の湿式処理方法および装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のウラン廃棄物の湿式処理方法を示す流れ図。
【図2】従来の処理方法と本発明の第1の実施の形態の処理方法で発生する二次廃棄物の発生量を比較して示すグラフ。
【図3】本発明の第1の実施の形態のウラン廃棄物の湿式処理方法において用いる電気透析装置および該装置の動作を示す図。
【図4】本発明の第1の実施の形態のウラン廃棄物の湿式処理方法における電気透析によるAl(OH)およびCaFの分離状況を示すグラフ。
【図5】本発明の第1の実施の形態のウラン廃棄物の湿式処理方法において電気透析で回収したアルミン酸塩と塩化アルミニウムによるCaFの溶解性を示すグラフ。
【図6】本発明の第1の実施の形態のウラン廃棄物の湿式処理方法において電気透析で回収したアルミン酸塩と塩化アルミニウムによるウラン沈殿におけるフッ素の分離状況を示し、(a)は上澄み液のフッ素イオン濃度の経時変化、(b)はフッ素イオン沈殿率の経時変化を示すグラフ。
【図7】本発明の第2の実施の形態のウラン廃棄物の湿式処理方法を示す流れ図。
【図8】pHによるCaF溶解率の違いを示し、本発明の第2の実施の形態のウラン廃棄物の湿式処理方法の作用効果を説明するグラフ。
【図9】従来のウラン廃棄物の湿式処理方法を示す流れ図。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses a certain kind of solution from wastes to which uranium, transuranium elements, radionuclides or their compounds (referred to as uranium for convenience) attached, which are generated from uranium handling facilities or facilities that transfer between uranium handling facilities, are attached. The present invention relates to a wet processing method and apparatus for uranium waste for separating and recovering uranium.
[0002]
[Prior art]
Brick, diatomaceous earth, ore scrap, sludge, chemical trap material (NaF), sediments mainly composed of CaF 2 generated from uranium handling facilities or facilities that transfer between uranium handling facilities, Al There is a method developed by the Nuclear Fuel Cycle Development Organization as a wet processing method for separating and recovering uranium, transuranium element, or radionuclide from waste such as 2 O 3 and UF 4 (see Non-Patent Document 1 below).
[0003]
As shown in FIG. 9, this method includes a dissolution step S1 for dissolving uranium waste, a precipitation step S2 for precipitating and recovering uranium from the solution, and a small amount of uranium remaining in the solution after the precipitation is removed from the resin. A small amount of uranium removing step S3 to be removed using, a fluorine fixing step S4 for precipitating and collecting fluorine in the solution, and a residual fluorine removing step S5 to remove a trace amount of fluorine remaining in the solution after the precipitation removal using a resin. And a uranium adsorption resin regeneration step S6 that regenerates and reuses the resin used in the trace uranium removal step S3, and a fluorine adsorption resin regeneration step S7 that regenerates and reuses the resin used in the residual fluorine removal step S5. Has been.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
Nuclear Fuel Cycle Development Organization report number: JNC ZJ6400 2001-012, JNC TJ6400 2002-004
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional wet processing method for uranium waste as described above, a mask agent is added in the dissolution step S1 in order to increase the purity of uranium obtained in the uranium precipitation step S2. For example, in order to prevent fluorine from being mixed into the uranium precipitate, a substance that forms a stable complex with fluorine, such as an aluminum compound or a boron compound, is added as a masking agent. These masking agents are precipitated and collected together with CaF 2 in the fluorine fixing step S4, and a large amount of secondary waste more than uranium waste is generated. Therefore, there is a problem that the processing cost of the secondary waste is increased, and the chemical cost is increased because a masking agent is newly added for each processing batch.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wet processing method and apparatus for uranium waste with a small amount of secondary waste and low chemical costs.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a wet processing method for separating and recovering uranium from uranium wastes to which uranium, a transuranium element, a radionuclide, or uranium as a compound thereof is attached. Dissolving waste to produce a solution; adding a masking agent to the solution to precipitate uranium; and removing a small amount of uranium remaining in the solution after removing the uranium adsorption resin Using a fluorine adsorption resin to remove a trace amount of uranium that is removed by using, a mask agent collecting step that recovers the mask agent used in the precipitation step from the solution and returns it to the dissolution step, and a fluorine or fluorine compound remaining in the solution It is set as the structure provided with the residual fluorine removal process to remove.
[0008]
The invention of claim 2 regenerates the uranium adsorption resin used in the trace uranium removal process and returns it to the trace uranium removal process, and regenerates the fluorine adsorption resin used in the residual fluorine removal process. And a fluorine adsorption resin regeneration step for returning to the residual fluorine removal step.
[0009]
According to a third aspect of the invention, there is provided a fluorine fixing step for precipitating and collecting fluorine or a fluorine compound in the solution between the trace uranium removing step and the mask agent collecting step.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, the mask agent is a substance that prevents a fluorine component from being mixed into a uranium precipitate generated in the precipitation step with respect to a uranium waste having a fluorine component.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, the mask agent is an aluminum compound, and the aluminum compound is separated and recovered from the secondary waste generated by the mask agent recovery step and reused.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, the mask agent is aluminum chloride.
The invention of claim 7 is configured such that the mask agent recovery step is performed by electrodialysis.
[0013]
In the invention of claim 8, the electrodialysis uses an electrolytic cell separated into a cathode chamber and an anode chamber by an anion exchange membrane, and introduces a solution containing a masking agent into the cathode chamber and energizes the cathode chamber. Thus, the mask agent is recovered and the acid in the solution is recovered in the anode chamber.
[0014]
In a ninth aspect of the invention, a solution containing an aluminum compound as the masking agent is introduced into the cathode chamber and electrodialyzed to recover the aluminum component as aluminate in the cathode chamber.
[0015]
The invention according to claim 10 is configured to reuse the recovered aluminate as it is or as a mask agent by converting the form so as to become aluminum ions when dissolved.
[0016]
According to an eleventh aspect of the present invention, the acid recovered in the anode chamber is reused as a solution in the dissolution step.
In a twelfth aspect of the present invention, when the uranium waste contains calcium fluoride as a main component, the fluorine fixing step and the mask agent recovery step are simultaneously performed by electrodialysis.
[0017]
The invention of claim 13 is characterized in that the mask agent recovery step comprises a mask agent dissolution step for dissolving only the mask agent, and a secondary waste separation step for separating solid components from the solution in which the mask agent is dissolved. The configuration is as follows.
[0018]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a wet processing apparatus for separating and recovering the uranium waste from the uranium waste to which uranium, which is an element or compound of uranium, super uranium, or a radionuclide, is attached. A dissolution apparatus that produces uranium, a precipitation apparatus that precipitates uranium by adding a masking agent to the solution, and a small amount of uranium removal that removes a small amount of uranium remaining in the solution after precipitation removal using a uranium adsorption resin Apparatus, mask agent recovery device for recovering the mask agent from the solution, residual fluorine removal device for removing fluorine or fluorine compounds remaining in the solution using a fluorine adsorption resin, and uranium used in the trace uranium removal device Uranium adsorbing resin regeneration device for regenerating adsorbing resin and fluorine adsorbing resin regeneration device for regenerating fluorine adsorbing resin used in the residual fluorine removing device A configuration that is equipped with a.
According to a fifteenth aspect of the present invention, the mask agent recovery device includes an electrodialysis device.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the wet processing method for uranium waste according to the present embodiment includes a dissolution step S1 for dissolving uranium waste together with a masking agent, a precipitation step S2 for precipitating and recovering uranium from the solution, and precipitation removal. A trace uranium removal step S3 for removing a trace amount of uranium remaining in the solution using a uranium adsorption resin, a fluorine fixing step S4 for precipitating and collecting fluorine in the solution, and a mask agent for collecting the mask agent from the solution Recovery step S8, residual fluorine removal step S5 for removing a trace amount of fluorine remaining in the solution after precipitation removal using a fluorine adsorption resin, and uranium adsorption resin for regenerating the uranium adsorption resin used in the trace amount uranium removal step S3 The process comprises a regeneration step S6 and a fluorine adsorption resin regeneration step S7 for regenerating the fluorine adsorption resin used in the residual fluorine removal step S5.
[0020]
In the method of the present embodiment, a mask agent recovery step S8 is added after the fluorine fixing step S4 as compared with the conventional method. Further, the acid solution obtained by removing the fluorine in the solution after the mask agent recovery in the residual fluorine removing step S5 is reused in the dissolving step S1. However, when this acid solution is not reused in the dissolution step S1, the acid solution is discharged through the neutralization step S9 after the residual fluorine removal step S5. Further, it is possible in the case of uranium waste mainly composed of CaF 2 will be omitted fluorine fixing step S4, to implement the masking agent recovery step S8 after traces of uranium removal process S3.
[0021]
Dissolution process S1, precipitation process S2, trace uranium removal process S3, fluorine fixing process S4, mask agent recovery process S8, residual fluorine removal process S5, uranium adsorption resin regeneration process S6, fluorine adsorption resin regeneration process S7 and neutralization process S9 are , Respectively, using a dissolution apparatus, a precipitation apparatus, a trace uranium removal apparatus, a fluorine fixing apparatus, a mask agent recovery apparatus, a residual fluorine removal apparatus, a uranium adsorption resin regeneration apparatus, a fluorine adsorption resin regeneration apparatus, and a neutralization apparatus. These devices may be connected to each other by piping or may be independent.
[0022]
In the present embodiment, the mask agent recovered in the mask agent recovery step S8 is added to the solution in the dissolution step S1 and reused. By doing so, the amount of secondary waste generated can be reduced. Electrodialysis is used as a method for recovering the masking agent. Electrodialysis using an anion exchange membrane is performed on the solution containing the mask agent, so that the mask agent component is concentrated in the cathode chamber and the acid component is concentrated in the anode chamber, which can be recovered and reused. Is possible.
[0023]
As another mask agent recovery method, by adding a pH-controlled acid solution to secondary waste, only the mask agent component can be dissolved and recovered from the difference in solubility between CaF 2 and the mask agent component. it can. That is, a weakly acidic solution is added to the secondary waste generated after the fluorine fixing step S4 to dissolve only the mask agent. The solution in which the solid component that has not been dissolved and the masking agent are dissolved is subjected to solid-liquid separation, and the solution is reused in the dissolving step. This method adds a mask agent dissolution step and secondary waste separation step to the conventional wet processing method, and reuses the solution in which the mask agent is dissolved in the dissolution step to reduce the amount of secondary waste generated. Can be made.
[0024]
As a condition for the masking agent, a substance that forms a complex with fluoride ions, has a high solubility in water, and does not inhibit the solubility of uranium waste, a substance that exhibits an acidic solution is desirable. Those satisfying these conditions are aluminum compounds and boron compounds. However, when the recovered uranium precipitate is used as uranium fuel as a yellow cake, boron has a large neutron absorption cross section, so the possibility of boron mixing into uranium should be avoided. not appropriate. In addition, since the drainage standards for boron became stricter due to the revision of the Enforcement Ordinance for Water Pollution Prevention Act in June 2001, the use of boron compounds as masking agents complicates post-processing. Therefore, an aluminum compound is appropriate as the mask agent. In order to prevent complication of chemical treatment, it is desirable to reduce the number of chemical species present in the system. In the conventional wet processing method, a solution for dissolving uranium waste is assumed to be hydrochloric acid. Therefore, it is desirable to use aluminum chloride that satisfies the above requirements and does not increase chemical species with respect to hydrochloric acid-based treatment.
[0025]
By separating, recovering, and reusing the aluminum component from the secondary waste generated from the aluminum compound, the amount of secondary waste generated can be reduced. Since the recovered aluminum component is added as a masking agent in the dissolving step S1, it is not necessary to add a new aluminum compound for each batch.
[0026]
When the aluminum compound added as a masking agent is aluminum chloride, aluminum hydroxide produced from the aluminum chloride becomes secondary waste. Therefore, the amount of secondary waste generated can be reduced by separating, recovering and reusing the aluminum component from aluminum hydroxide.
[0027]
2, in the processing of uranium wastes mainly composed of CaF 2, showing the generated amount of aluminum hydroxide which occurs as a secondary waste in the case of using aluminum chloride as a mask material. Assuming that the amount of aluminum hydroxide generated in the conventional wet processing method is 100, it becomes 0.05 when the method of this embodiment is used, and the method of this embodiment is a secondary waste Al ( OH) 3 generation amount can be reduced to 1/2000 of the conventional method. Note that aluminum hydroxide, which is a secondary waste, is generated for each batch in the conventional method, whereas only the final batch is generated in the method of the present embodiment.
[0028]
In the present embodiment, the treatment is performed by electrodialysis instead of newly adding and treating the mask agent for recovery. By doing in this way, generation | occurrence | production of the tertiary waste by masking agent collection process S8 addition can be suppressed.
[0029]
When an aluminum compound is used as a mask agent, an aqueous solution containing a precipitate of Al (OH) 3 and CaF 2 is generated by the fluorine fixing step S4. By performing electrodialysis on this aqueous solution, Al (OH) 3 is dissolved as an aluminate in the solution, and CaF 2 remains in a precipitated state, so that Al (OH) 3 and CaF 2 are separated. be able to.
[0030]
In an apparatus for performing electrodialysis for masking agent recovery, the inside of the electrolytic cell is separated into a cathode chamber and an anode chamber by an anion exchange membrane. By introducing a solution containing a mask agent component into the cathode chamber and performing electrodialysis, the mask agent component is recovered in the cathode chamber and the acid is recovered in the anode chamber. The aluminum component is recovered as aluminate.
[0031]
The electrodialysis will be described with reference to FIG. The solution containing the precipitate after the fluorine fixing step S4 (containing CaF 2 , Al (OH) 3 , Na + , Cl , F −, etc.) is put into the cathode chamber. However, the components of the solution when the uranium waste is mainly CaF 2 and the fluorine fixing step S4 is not performed are Ca 2+ , Al 3+ , Na + , Cl , F and the like. Electricity is applied with the anode chamber side electrode as the anode and the cathode chamber side electrode as the cathode.
When energized, the following reaction occurs at the cathode.
2H 2 O + 2e = H 2 ↑ + 2OH (1)
[0032]
The pH of the cathode chamber side solution rises by the reaction of the formula (1). In the neutral pH range, both calcium and aluminum precipitate as calcium fluoride (CaF 2 ) and aluminum hydroxide [Al (OH) 3 ], but if the solution becomes a strong alkali as the electrolysis progresses, it is an amphoteric electrolyte. Aluminum hydroxide is redissolved as aluminate ions or the like (AlO 2 , Al (OH) 6 3 ) and separated from calcium precipitates.
On the other hand, the following reaction occurs at the anode.
2H 2 O = 4H + + O 2 ↑ + 4e (2)
[0033]
As a result of the reaction of formula (2), hydrogen ions are generated in the anode chamber solution, and the anions (Cl , F ) in the cathode chamber solution flow into the anode chamber through the anion exchange membrane. The anode chamber solution is a solution containing hydrochloric acid and hydrofluoric acid.
[0034]
FIG. 4 shows a solution (Ca 2+ , Al 3+ , Na + , Cl , F −) after the uranium precipitation step S2 of uranium waste mainly composed of CaF 2 using the electrodialyzer shown in FIG. The results of electrodialysis are included. As the main structure of the electrodialyzer, an electrolytic cell is made of acrylic, an electrode is a stainless steel plate coated with Pt, and an anion exchange membrane is an ion exchange membrane Aciplex A-201 manufactured by Asahi Kasei, which is a general commercial product. However, since this constituent material is a laboratory scale device, in an actual plant, it is necessary to reconsider in consideration of mechanical strength, cost, and the like. As the electrolysis progressed, the Ca concentration in the solution on the cathode chamber side decreased and the precipitate was removed, whereas the Al concentration was almost constant and held in the solution. From this, it can be seen that aluminum and calcium can be separated by this electrodialysis, and aluminum as a masking agent can be recovered.
[0035]
As described above, the aluminum component is recovered as an aluminate, but the recovered aluminate is reused as a mask agent in the form as it is. Alternatively, the recovered aluminate is converted and reused as a masking agent so that the recovered masking agent becomes aluminum ions when dissolved.
[0036]
A masking agent such as an aluminum compound prevents fluorine from being mixed into the uranium precipitate generated in the uranium precipitation step S2, and improves the solubility of the fluoride-based uranium waste by forming a complex with fluorine. Further, when the aqueous solution of the masking agent is acidic, the solubility of uranium waste is further improved due to the dissolution effect by the acid. On the other hand, the aqueous solution of aluminate recovered by electrodialysis is alkaline. When uranium waste is dissolved with a strong acid such as hydrochloric acid, addition of aluminate obtained by electrodialysis does not significantly increase the pH of the solution, so it does not inhibit the solubility of the waste. In the case of dissolving with a weak acid, the pH is increased by the addition of aluminate, which may inhibit the solubility. In such a case, it is necessary to convert the aluminate to a compound such as aluminum chloride that becomes aluminum ions when dissolved.
[0037]
FIG. 5 shows the influence of the aluminate solution recovered in the mask agent recovery step S8 on the solubility of calcium fluoride, which is a simulated substance of uranium waste. From the figure, it can be seen that aluminate improves the solubility of calcium fluoride in the same manner as aluminum chloride AlCl 3 which has been studied for use as a mask agent. For this reason, the aluminum recovered in the masking agent recovery step S8 can be used as an auxiliary for improving the solubility of the fluorine compound waste even when it is reused in its chemical form.
[0038]
6 (a) and 6 (b) show the precipitation rate of fluorine when uranium is precipitated by adding hydrogen peroxide to a solution obtained by dissolving uranium waste containing CaF 2 as a main component in hydrochloric acid. At this time, in order to prevent precipitation of fluorine, aluminum chloride and sodium aluminate as an aluminate were added to this solution as a masking agent. The horizontal axis represents the elapsed time from the addition of hydrogen peroxide, and the vertical axis represents the supernatant F-concentration and F-precipitation rate. From the figure, it can be seen that sodium aluminate has a function of preventing the precipitation of fluorine in the same manner as aluminum chloride AlCl 3 which has been conventionally considered to be used as a mask agent. Therefore, the aluminum recovered in the mask agent recovery step S8 can be used in the same chemical form as a mask agent for preventing fluorine precipitation when uranium in the solution is precipitated from the uranium waste solution. It is.
[0039]
The aluminate recovered in the masking agent recovery step S8 can be converted to aluminum chloride by adding hydrochloric acid. The mask agent after conversion acts as aluminum ions in an acidic aqueous solution. The reaction formula for converting the aluminate to aluminum chloride is as follows.
NaAlO 2 + 4HCl → AlCl 3 + NaCl + 2H 2 O (3)
[0040]
If uranium waste mainly composed of CaF 2, it can be implemented in the mask material recovery step S8 after trace uranium removal process S3. A conventional treatment method includes a fluorine fixing step for precipitating and collecting fluorine in a solution. If uranium waste mainly composed of CaF 2, fluorine and calcium in solution after trace uranium removal by electrodialysis performed by the mask material recovery step, because the pH of the cathode chamber side solution is increased, as CaF 2 Precipitate. Therefore, since the fluorine fixation can be performed together with the mask agent recovery by electrodialysis, the fluorine fixation step included in the conventional wet processing can be eliminated and the process can be simplified simultaneously with the reduction of the secondary waste.
[0041]
As a result of electrodialysis for mask agent recovery, an acid solution is recovered in the anode chamber, so fluorine may be removed from this solution and reused as an acid for dissolving uranium waste in the dissolution step S1. .
[0042]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7, the wet processing method for uranium waste in this embodiment includes a dissolution step S1 for dissolving uranium waste together with a mask agent, a precipitation step S2 for precipitating and recovering uranium from the solution, and precipitation removal. A trace uranium removal step S3 for removing a trace amount of uranium remaining in the later solution using a uranium adsorption resin, a fluorine fixation step S4 for precipitating and collecting fluorine in the solution, and a secondary generated after the fluorine fixation step S4 Mask agent dissolution step S10 for dissolving the waste with the acid used in the dissolution step S1, secondary waste separation step S11 for separating the dissolution residue from the solution in which the mask agent is dissolved by filtration or the like, and after removing the precipitate A residual fluorine removing step S5 for removing a trace amount of fluorine remaining in the solution of the uranium using a fluorine adsorption resin, and a uranium absorption for regenerating the uranium adsorption resin used in the trace uranium removal step S3 The resin regeneration step S6, and a fluorine adsorption resin regeneration step S7 of reproducing a fluorine adsorption resin used in residual fluorine removal step S5.
[0043]
Dissolution step S1, precipitation step S2, trace uranium removal step S3, fluorine fixation step S4, mask agent dissolution step S10, secondary waste separation step S11, residual fluorine removal step S5, uranium adsorption resin regeneration step S6 and fluorine adsorption resin regeneration Step S7 is performed by a dissolution device, a precipitation device, a trace uranium removal device, a fluorine fixing device, a mask agent dissolution device, a secondary waste separation device, a residual fluorine removal device, a uranium adsorption resin regeneration device, and a fluorine adsorption resin regeneration device, respectively. . These devices may be connected to each other by piping or may be independent.
[0044]
The second embodiment is a wet processing method in which only the aluminum component in the secondary waste is dissolved by using a dilute acid solution used in the dissolving step S1 for masking agent recovery. The solution in which only the aluminum component is dissolved is separated from the solid component that has not been dissolved, the pH of this solution is adjusted, and the solution is reused as the solution in the uranium waste dissolution step S1. In this method, since the mask agent is recovered using the acid used in the uranium waste dissolution step, it is possible to suppress generation of tertiary waste due to the addition of the mask agent dissolution step S10 and the secondary waste separation step S11. it can.
[0045]
FIG. 8 shows the dissolution rate of CaF 2 when pure CaF 2 is dissolved in a solution having a pH of 0.2 or 1.7. It can be seen that the dissolution rate of CaF 2 decreases as the pH of the solution increases. On the other hand, there is a test result that aluminum hydroxide does not precipitate when the solution pH is about 4 or less for a solution containing aluminum at a high concentration.
[0046]
Therefore, when secondary waste mixed with CaF 2 and Al (OH) 3 after fluorine fixation is dissolved using a weakly acidic solution, only Al (OH) 3 is dissolved, and CaF 2 is not dissolved. In the present embodiment, this solution is subjected to solid-liquid separation by filtration or the like to separate the aluminum component and CaF 2 . Since the form of aluminum in the solution in which the aluminum component is dissolved is aluminum ions, it can be reused as a mask agent. By adjusting the pH of this solution to the optimum pH used in the dissolution step S1, it becomes a solution containing a mask agent used in the uranium waste dissolution step S1, and the mask agent can be reused. The solid-liquid separated CaF 2 can be effectively used as an aggregate or the like when solidifying the waste with cement.
[0047]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the amount of secondary waste generation amount can be provided, and the wet processing method and apparatus of the uranium waste with cheap chemical | medical agent cost can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a wet processing method for uranium waste according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a comparison of the amount of secondary waste generated by the conventional processing method and the processing method of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an electrodialysis apparatus used in the wet processing method for uranium waste according to the first embodiment of the present invention and an operation of the apparatus.
FIG. 4 is a graph showing a separation state of Al (OH) 3 and CaF 2 by electrodialysis in the wet processing method for uranium waste according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the solubility of CaF 2 by aluminate and aluminum chloride recovered by electrodialysis in the wet processing method for uranium waste according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a state of separation of fluorine in uranium precipitation by aluminate and aluminum chloride recovered by electrodialysis in the wet processing method for uranium waste according to the first embodiment of the present invention, and (a) shows a supernatant liquid. FIG. 4 is a graph showing a change with time in fluorine ion concentration, and FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a wet processing method for uranium waste according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the effect of the wet processing method for uranium waste according to the second embodiment of the present invention, showing the difference in CaF 2 dissolution rate depending on pH.
FIG. 9 is a flowchart showing a conventional wet processing method for uranium waste.

Claims (15)

ウラン、超ウラン元素または放射性核種またはその化合物であるウラン類が付着したウラン廃棄物から前記ウラン類を分離回収する湿式処理方法において、前記ウラン廃棄物をマスク剤とともに溶解して溶液を生成する溶解工程と、前記溶液からウラン類を沈殿させる沈殿工程と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量のウラン類をウラン吸着樹脂を用いて除去する微量ウラン除去工程と、前記沈殿工程で用いたマスク剤を溶液から回収し前記溶解工程へ戻すマスク剤回収工程と、溶液中に残留するフッ素またはフッ素化合物をフッ素吸着樹脂を用いて除去する残留フッ素除去工程とを備えていることを特徴とするウラン廃棄物の湿式処理方法。In a wet processing method for separating and recovering uranium from uranium waste to which uranium, transuranium element, radionuclide, or uranium, which is a compound thereof, is attached, the uranium waste is dissolved together with a mask agent to form a solution. A precipitation step for precipitating uranium from the solution, a trace uranium removal step for removing a small amount of uranium remaining in the solution after the precipitation removal using a uranium adsorption resin, and a mask used in the precipitation step A uranium comprising: a masking agent recovery step for recovering the agent from the solution and returning it to the dissolution step; and a residual fluorine removing step for removing fluorine or fluorine compounds remaining in the solution using a fluorine adsorption resin. Waste treatment method. 前記微量ウラン除去工程で用いたウラン吸着樹脂を再生し前記微量ウラン除去工程へ戻すウラン吸着樹脂再生工程と、前記残留フッ素除去工程で用いたフッ素吸着樹脂を再生し前記残留フッ素除去工程へ戻すフッ素吸着樹脂再生工程とを備えていることを特徴とする請求項1記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。The uranium adsorption resin regeneration step for regenerating the uranium adsorption resin used in the trace uranium removal step and returning it to the trace uranium removal step, and the fluorine for regenerating the fluorine adsorption resin used in the residual fluorine removal step and returning to the residual fluorine removal step The method for wet treatment of uranium waste according to claim 1, further comprising an adsorption resin regeneration step. 前記微量ウラン除去工程と前記マスク剤回収工程のあいだに溶液中のフッ素またはフッ素化合物を沈殿させ回収するフッ素固定工程を備えていることを特徴とする請求項1記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。2. The wet processing method for uranium waste according to claim 1, further comprising a fluorine fixing step of precipitating and recovering fluorine or a fluorine compound in the solution between the trace uranium removal step and the mask agent recovery step. . 前記マスク剤は、フッ素成分を有するウラン廃棄物に対し、前記沈殿工程で生成するウラン類沈殿物にフッ素成分の混入を防止する物質であることを特徴とする請求項1記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。2. The uranium waste according to claim 1, wherein the mask agent is a substance that prevents a fluorine component from being mixed into a uranium precipitate generated in the precipitation step with respect to a uranium waste having a fluorine component. Wet processing method. 前記マスク剤はアルミニウム化合物であり、前記マスク剤回収工程によって発生する二次廃棄物から前記アルミニウム化合物を分離・回収し再利用することを特徴とする請求項1記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。2. The wet processing method for uranium waste according to claim 1, wherein the mask agent is an aluminum compound, and the aluminum compound is separated, recovered and reused from the secondary waste generated in the mask agent recovery step. . 前記マスク剤は塩化アルミニウムであることを特徴とする請求項1記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。2. The wet processing method for uranium waste according to claim 1, wherein the mask agent is aluminum chloride. 前記マスク剤回収工程は電気透析により行なわれることを特徴とする請求項1記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。2. The method for wet treatment of uranium waste according to claim 1, wherein the mask agent recovery step is performed by electrodialysis. 前記電気透析は、陰イオン交換膜で陰極室と陽極室に分離された電解槽を用い、陰極室にマスク剤を含有する溶液を導入し通電することにより、陰極室でマスク剤を回収し陽極室で溶液中の酸を回収することを特徴とする請求項7記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。The electrodialysis uses an electrolytic cell separated into a cathode chamber and an anode chamber by an anion exchange membrane, introduces a solution containing the mask agent into the cathode chamber and energizes it, thereby recovering the mask agent in the cathode chamber and 8. The method for wet treatment of uranium waste according to claim 7, wherein the acid in the solution is recovered in the chamber. 前記マスク剤としてアルミニウム化合物を含む溶液を前記陰極室に導入し電気透析することにより陰極室にアルミニウム成分をアルミン酸塩として回収することを特徴とする請求項5および8記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。9. The wet uranium waste according to claim 5 and 8, wherein an aluminum component is recovered as aluminate in the cathode chamber by introducing a solution containing an aluminum compound as the masking agent into the cathode chamber and performing electrodialysis. Processing method. 回収したアルミン酸塩をそのままの形態で、または、溶解した際アルミニウムイオンとなるように形態を変換してマスク剤として再利用することを特徴とする請求項9記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。10. The wet processing method for uranium waste according to claim 9, wherein the recovered aluminate is reused as a masking agent in a form as it is or as a masking agent by converting the form to aluminum ions when dissolved. . 前記陽極室で回収された酸を前記溶解工程において溶解液として再利用することを特徴とする請求項8記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。9. The wet processing method for uranium waste according to claim 8, wherein the acid recovered in the anode chamber is reused as a solution in the dissolution step. 前記ウラン廃棄物がフッ化カルシウムを主成分とする場合において、前記フッ素固定工程と前記マスク剤回収工程を電気透析により同時に行なうことを特徴とする請求項3記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。4. The wet processing method for uranium waste according to claim 3, wherein when the uranium waste contains calcium fluoride as a main component, the fluorine fixing step and the mask agent recovery step are simultaneously performed by electrodialysis. 前記マスク剤回収工程は、マスク剤のみを溶解するマスク剤溶解工程と、マスク剤が溶解している溶液から固体成分を分離する二次廃棄物分離工程とを備えていることを特徴とする請求項1記載のウラン廃棄物の湿式処理方法。The mask agent recovery step includes a mask agent dissolution step for dissolving only the mask agent, and a secondary waste separation step for separating a solid component from a solution in which the mask agent is dissolved. Item 4. A wet processing method for uranium waste according to Item 1. ウラン、超ウランまたは放射性核種の元素または化合物であるウラン類が付着したウラン廃棄物から前記ウラン類を分離回収する湿式処理装置において、前記ウラン廃棄物をマスク剤とともに溶解して溶液を生成する溶解装置と、前記溶液からウラン類を沈殿させる沈殿装置と、沈殿除去後の溶液中に残留する微量のウラン類をウラン吸着樹脂を用いて除去する微量ウラン除去装置と、前記マスク剤を溶液から回収するマスク剤回収装置と、溶液中に残留するフッ素またはフッ素化合物をフッ素吸着樹脂を用いて除去する残留フッ素除去装置と、前記微量ウラン除去装置で用いたウラン吸着樹脂を再生するウラン吸着樹脂再生装置と、前記残留フッ素除去装置で用いたフッ素吸着樹脂を再生するフッ素吸着樹脂再生装置とを備えていることを特徴とするウラン廃棄物の湿式処理装置。In a wet processing apparatus that separates and recovers uranium from uranium waste to which uranium, which is an element or compound of uranium, super uranium, or a radionuclide, adheres, dissolves the uranium waste together with a mask agent to form a solution. An apparatus, a precipitation apparatus for precipitating uranium from the solution, a trace uranium removal apparatus that removes a trace amount of uranium remaining in the solution after the precipitation is removed using a uranium adsorption resin, and the mask agent is recovered from the solution. For recovering the uranium adsorption resin used in the trace uranium removal apparatus, and a residual fluorine removal apparatus for removing fluorine or fluorine compounds remaining in the solution using the fluorine adsorption resin. And a fluorine adsorption resin regeneration device for regenerating the fluorine adsorption resin used in the residual fluorine removal device. Wet-processing apparatus of uranium waste and butterflies. 前記マスク剤回収装置は電気透析装置を備えていることを特徴とする請求項14記載のウラン廃棄物の湿式処理装置。15. The wet processing apparatus for uranium waste according to claim 14, wherein the mask agent recovery apparatus includes an electrodialysis apparatus.
JP2003169389A 2003-06-13 2003-06-13 Method and apparatus for wet treatment of uranium waste Expired - Lifetime JP4113053B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003169389A JP4113053B2 (en) 2003-06-13 2003-06-13 Method and apparatus for wet treatment of uranium waste

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003169389A JP4113053B2 (en) 2003-06-13 2003-06-13 Method and apparatus for wet treatment of uranium waste

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005003603A true JP2005003603A (en) 2005-01-06
JP4113053B2 JP4113053B2 (en) 2008-07-02

Family

ID=34094539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003169389A Expired - Lifetime JP4113053B2 (en) 2003-06-13 2003-06-13 Method and apparatus for wet treatment of uranium waste

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4113053B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187464A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Toshiba Corp Method for treating uranium waste
JP2008139265A (en) * 2006-12-05 2008-06-19 Toshiba Corp Radioactive waste treatment method and system
US10344045B2 (en) 2015-05-20 2019-07-09 Out And Out Chemistry S.P.R.L. Method of performing a plurality of synthesis processes of preparing a radiopharmaceutical in series, a device and cassette for performing this method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187464A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Toshiba Corp Method for treating uranium waste
JP4619955B2 (en) * 2006-01-11 2011-01-26 株式会社東芝 Uranium waste treatment method
JP2008139265A (en) * 2006-12-05 2008-06-19 Toshiba Corp Radioactive waste treatment method and system
US10344045B2 (en) 2015-05-20 2019-07-09 Out And Out Chemistry S.P.R.L. Method of performing a plurality of synthesis processes of preparing a radiopharmaceutical in series, a device and cassette for performing this method
US11820790B2 (en) 2015-05-20 2023-11-21 Out And Out Chemistry S.P.R.L. Device and cassette for performing a plurality of synthesis processes of preparing a radiopharmaceutical in series

Also Published As

Publication number Publication date
JP4113053B2 (en) 2008-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2009072443A1 (en) Method and apparatus for treating radioactive liquid waste
JPS60636B2 (en) Treatment method for radioactive waste liquid
WO2007083588A1 (en) Sodium salt recycling system for use in wet reprocessing of used nuclear fuel
TW200921298A (en) Method for recycling tetramethylammonium hydroxide (TMAH) from waste developer
JPH07280998A (en) Method for decontaminating transition metal
US4701246A (en) Method for production of decontaminating liquid
JP4113053B2 (en) Method and apparatus for wet treatment of uranium waste
US4549985A (en) Waste disposal process
KR101725258B1 (en) High efficiency electrokinetic treatment method for uranium contaminated soil using the ion-exchange resins
CN111087114A (en) Treatment method of tantalum-niobium production wastewater
CN104789803B (en) The method of SEPARATION OF URANIUM and extraction agent used from the alkaline carbonic acid sodium solution of uranium-bearing
JP4619955B2 (en) Uranium waste treatment method
JP5072334B2 (en) Method and apparatus for treating radioactive waste
JP2001174587A (en) Decontamination method for liquid radioactive waste
JPS603593A (en) Method of electrolytically decontaminating radioactive metallic waste
JP2004020251A (en) Wet processing method for uranium waste, and device thereof
JP3073353B2 (en) Treatment method of decontamination waste liquid
JPH0986936A (en) Recovery of technetium
JP3845883B2 (en) Treatment method of chemical decontamination waste liquid
JP2971638B2 (en) Technetium separation and recovery method
JP3058854B2 (en) Radioactive waste treatment method
CN114686708A (en) Method for extremely reducing neutralized sediment slag
Burger et al. Separation of iodine from mercury containing scrubbing solutions
KR101645595B1 (en) Method for recovering flourine of comprising in waste water as etching process
JP3997884B2 (en) Uranium recovery method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20060222

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Effective date: 20060830

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070222

A977 Report on retrieval

Effective date: 20070705

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20071218

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080311

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080312

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080408

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20080410

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140418