JP2005091116A

JP2005091116A - ウラン吸着剤及びそれを用いる処理方法

Info

Publication number: JP2005091116A
Application number: JP2003323837A
Authority: JP
Inventors: Masaya Suzuki; 正哉鈴木; Junko Honda; 純子本田; Mitsuo Manaka; 光雄間中
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP4178237B2

Abstract

【課題】天然に存在する材料を用いて放射性廃棄物中のウランを長期に亘り安定して吸着し、環境浄化に寄与するウラン吸着能に優れたウラン吸着剤を提供する。
【解決手段】ウラン含有廃液中のウランを吸着する一次元結晶性アルミニウムケイ酸塩または非晶質アルミニウムケイ酸塩からなるウラン吸着剤である。また、そのウラン吸着剤を用いると、ウラン含有廃液の酸性溶液中のウランを回収でき、また、放射性廃棄物の地層処分において長期に亘り安定して処理することが可能である。その一次元結晶性アルミニウムケイ酸塩および非晶質アルミニウムケイ酸塩としては、イモゴライトまたはアロフェンを用いることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、放射性廃棄物等に含まれるウランを吸着するウラン吸着剤及び地層中へのウランの拡散を防止あるいは遅延させる放射性廃棄物の処理方法、及びそれらを用いてウランを回収する方法及びウランを固化処理する方法に関する。

近年、核燃料再処理工程等から排出されるウラン含有溶液中のウランを回収するにあたっては、フッ素を用いて六フッ化ウランを生成させる方法（例えば、特許文献１、２参照）、タンニン酸またはポリウレタン系材料を用いてウランを吸着し回収する方法（例えば、特許文献３、４参照）などが提案されている。
ところで、従来の方法は、高濃度なウラン溶液に加えて強酸性条件下におけるウラン回収を目的とするものであるため、フッ素、タンニン酸あるいはポリウレタン系材料という人工的に合成されたもの、または固体として安定に存在しない材料による吸着である。しかし、ウラン鉱山や排出されたウラン含有廃液からウランを回収するには、その処分システムを考慮した場合、環境浄化等の観点から長期に亘って安定に存在するものを用いることが望ましい。

一方、高レベル放射性廃棄物処理において、緩衝材としてモンモリロナイトを主成分とするベントナイトを用いる方法（例えば、特許文献５参照）が提案されているが、ベントナイトは主にその膨潤性を効率的に利用したシール性を有することを特徴とするものであり、またベントナイト中に含まれるモンモリロナイトによりある程度のウラン吸着効果も有している。
しかし、ベントナイトは、多量の水を含んで膨潤してしまった場合、あるいはＮａからＣａにイオン交換が進行して膨潤機能が低下した場合、また水との反応により２次鉱物が生成した場合と、ウラン吸着効果が低下する可能性がいくつか想定されている。そこで１５０℃以下でも安定であり、アルカリ領域においてもウラン吸着能を有する材料が求められている。

特開２００2−２３６１９８号公報特開２００2−２３６１９５号公報特開２００２−４８８９５号公報特開２００２−１２８８５９号公報特開平７−２４１４６０号公報

本発明は、従来の技術における上記した実状に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、天然にも存在する材料を用いて放射性廃棄物中のウランを長期に亘り安定して吸着し、環境浄化に寄与するウラン吸着能に優れたウラン吸着剤を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、天然に存在する材料を用いて、ウラン含有液中のウランを効率的に回収する方法を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、放射性廃棄物の地層処分において地層中へのウランの拡散を防止あるいは遅延させる放射性廃棄物の処理方法を提供することにある。

本発明は、ウラン含有廃液中のウランを吸着する一次元結晶性アルミニウムケイ酸塩または非晶質アルミニウムケイ酸塩からなるウラン吸着剤である。
また、本発明は、ウラン含有廃液の酸性溶液に一次元結晶性アルミニウムケイ酸塩または非晶質アルミニウムケイ酸塩を添加してウランを吸着させるウラン含有廃液中のウラン回収方法である。
さらに、本発明は、放射性廃棄物処理における緩衝材に一次元結晶性または非晶質アルミニウムケイ酸塩を添加して、ウランを吸着させ、地層中へのウランの拡散を防止あるいは遅延させる放射性廃棄物の処理法である。本発明に用いる一次元結晶性アルミニウムケイ酸塩としてはイモゴライト、非晶質アルミニウムケイ酸塩としてはアロフェンであることが好ましい。

本発明によれば、ウラン鉱山や核再処理施設などから排出されるウラン含有廃液からウランを安全にかつ容易に高率で回収できるウラン回収剤を提供するものである。
また、本発明の吸着剤は、高濃度のウランを含む放射性廃棄物を地層処分する際、ウランを長期に亘り安定して吸着し保持するから、放射性廃棄物処理の安全性を促進させることができる。

本発明は、一次元結晶性または非晶質アルミニウムケイ酸塩からなるウラン吸着剤であって、ウランを産出するウラン鉱山から排出されるウラン含有廃液の酸性溶液中のウラン、及び原子力発電所や核燃料再処理施設等から排出されるウラン含有廃液の酸性溶液中のウランを吸着して回収するために、また、高濃度放射性廃棄物を地層処分する際に、長期に亘り安定してウランを固定化させるために用いられる。

本発明において、ウランの吸着に用いられる一次元結晶性及び非晶質アルミニウムケイ酸塩としては、天然にも存在する非晶質のアルミニウムケイ酸塩であって、例えば、アロフェン、イモゴライト、プロトイモゴライトなどが挙げられる。またここでいう非晶質アルミニウムケイ酸塩とは、Si-O-Al結合を有する非晶質なアルミニウムケイ酸塩を指している。その中のアロフェンは、中空球状形態からなり、また、イモゴライトは、中空管状形態からなり、どちらも主に火山灰の風化土壌中に産出するものである。これらの非晶質アルミニウムケイ酸塩の使用量は、ウランを含む廃液（ウラン濃度０．０１％溶液）に対して、０．０１〜５％の範囲であり、好ましくは０．１〜０．５％である。

そのアロフェンは、ウラン吸着能に優れており、低温領域においては長期に亘り変質することがないことから、ウラン吸着剤として有用であり、特に、高レベル放射性廃棄物処理の地層処分において、放射性廃棄物の外側を覆うベントナイトを含む緩衝剤のウラン吸着能を高めるために好適であり、地層処分においてより安全なシステムを構築することができる。

実施例
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

ｐＨ３．５に調整した０．５ｍＭ硝酸ウラニル水溶液に、０．５ｇのアロフェンを入れ、４８時間常温で振盪させた。反応前の溶液と反応後の溶液との濃度の差からアロフェンの吸着量を求めたところ、アロフェン１ｇあたりのウラン吸着量は８．６４ｍｇであった。また、ｐＨ５．０に調整した０．５ｍＭ硝酸ウラニル水溶液に０．５ｇのアロフェンを入れて反応させた場合には、アロフェン１ｇあたり１６．７０ｍｇのウラン吸着量であった。

ｐＨ１０．５に調整した０．５ｍＭ硝酸ウラニル水溶液に、０．５ｇのアロフェンを入れ、４８時間常温で振盪させた。反応前の溶液と反応後の溶液との濃度の差からアロフェンの吸着量を求めたところ、アロフェン１ｇあたりのウラン吸着量は１７．０９ｍｇであった。

本発明は、ウランを産出する鉱山及び核再処理施設などから排出されるウラン含有廃液中のウランを安全にかつ簡易に吸着し、回収するウラン吸着剤であって、環境浄化に大きく貢献できるものであり、また、高レベル廃棄物の地層処分における緩衝材の性能向上に寄与し、放射性廃棄物処理に有用である。

Claims

ウラン含有廃液中のウランを吸着する一次元結晶性アルミニウムケイ酸塩または非晶質アルミニウムケイ酸塩からなるウラン吸着剤。
一次元結晶性アルミニウムケイ酸塩がイモゴライトであり、非晶質アルミニウムケイ酸塩がアロフェンである請求項１に記載のウラン吸着剤。
ウラン含有廃液の酸性溶液に一元結晶性アルミニウムケイ酸塩または非晶質アルミニウムケイ酸塩を添加してウランを吸着させるウラン含有廃液中のウラン回収方法。
放射性廃棄物の地層処分における緩衝材に一次元結晶性アルミニウムケイ酸塩または非晶質アルミニウムケイ酸塩を添加し、ウランを吸着させることにより、地層中へのウランの拡散を防止あるいは遅延させる放射性廃棄物の処理方法。
一次元結晶性アルミニウムケイ酸塩としてイモゴライト、また非晶質アルミニウムケイ酸塩としてアロフェンを用いる請求項３または４に記載の方法。