JP2977744B2 - 三価アクチニドと希土類元素の分離方法 - Google Patents

三価アクチニドと希土類元素の分離方法

Info

Publication number
JP2977744B2
JP2977744B2 JP23388995A JP23388995A JP2977744B2 JP 2977744 B2 JP2977744 B2 JP 2977744B2 JP 23388995 A JP23388995 A JP 23388995A JP 23388995 A JP23388995 A JP 23388995A JP 2977744 B2 JP2977744 B2 JP 2977744B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rare earth
trivalent
earth element
solvent
actinide
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP23388995A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0980194A (ja
Inventor
義和 駒
雅之 渡部
慎一 根本
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.)
KAKUNENRYO SAIKURU KAIHATSU KIKO
Original Assignee
KAKUNENRYO SAIKURU KAIHATSU KIKO
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 KAKUNENRYO SAIKURU KAIHATSU KIKO filed Critical KAKUNENRYO SAIKURU KAIHATSU KIKO
Priority to JP23388995A priority Critical patent/JP2977744B2/ja
Priority to US08/695,570 priority patent/US5708958A/en
Priority to GB9617478A priority patent/GB2305291B/en
Priority to FR9611081A priority patent/FR2738663B1/fr
Publication of JPH0980194A publication Critical patent/JPH0980194A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2977744B2 publication Critical patent/JP2977744B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00Obtaining rare earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • C22B3/40Mixtures
    • C22B3/408Mixtures using a mixture of phosphorus-based acid derivatives of different types
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0295Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining other actinides except plutonium
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/42Reprocessing of irradiated fuel
    • G21C19/44Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
    • G21C19/48Non-aqueous processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は三価アクチニドと希
土類元素の分離方法、特に使用済燃料の再処理で発生し
た高酸性廃液から三価アクチニドと希土類元素を分離す
ると共に、工程管理が容易な分離方法に関する。
【0002】
【従来の技術】使用済核燃料の再処理工程から発生する
高放射性廃液中には、超ウラン元素(TRU)等、長期
間毒性が減衰しない種々の元素が含まれおり、高放射性
廃棄物の処理・処分において課題となっている。特に超
ウラン元素の中でも三価アクチニドのアメリシウム(A
m)やキュリウム(Cm)は、その毒性が高いために、
再処理の高放射性廃液から分離し、適切に管理もしくは
処理することが望ましい。これらを燃料物質として利用
する時は、例えばAmやCmと、AmやCmと化学的性
質が類似する希土類元素とを予め分離することが必要で
ある。
【0003】従来、再処理の高放射性廃液からAmやC
m等の三価アクチニドを含む超ウラン元素と核分裂生成
物(FP)とを分離する方法としては、TRUEX法が
挙げられる。TRUEX法は、炭化水素希釈剤(例えば
n−ドデカン)に、オクチル(フェニル)−N,N−ジ
イソブチルカルバモイルメチルホスフィンオキサイド
(以下「CMPO」と略す)とリン酸トリブチル(以下
「TBP」と略す)を混合して溶媒を用い、この溶媒に
超ウラン元素を抽出する方法である。以下、この混合溶
媒をCMPO−TBP混合溶媒という。そして、このC
MPO−TBP混合溶媒に酸性である高放射性廃液を接
触させて、超ウラン元素と核分裂生成物とを分離する。
すなわち、TRUEX法によれば、CMPO−TBP混
合溶媒中にAmやCm等の三価アクチニドを含む超ウラ
ン元素が抽出され、一方水相には核分裂生成物が残留さ
れる。
【0004】しかしながら、TRUEX法におけるCM
PO−TBP混合溶媒には、上述の超ウラン元素に随伴
して核分裂生成物の中の希土類元素も抽出されてしま
う。従って、超ウラン元素のAmやCm等の三価アクチ
ニドと希土類元素とを分離することは不可能であった。
【0005】一方、三価アクチニドと希土類元素を相互
分離する方法としては、これまで種々の溶媒抽出法が研
究開発され提案されている。代表的なものとしては、中
性有機リン抽出剤であるTBPを用いる方法と、196
0年代に開発されたTALSPEAK法等が挙げられ
る。
【0006】無希釈TBPを用いる方法は、10Mを超
える硝酸溶液を用いて三価アクチニドと希土類元素とを
分離するため、非常に高い酸濃度での分離操作が要求さ
れるという問題があった。更に、上記の過酷な操作の割
りには、三価アクチニドと希土類元素との抽出の分配比
が小さく、各元素間の分離係数も低いという問題があっ
た。
【0007】TALSPEAK法は、酸性有機リン酸抽
出剤(HDEHP(ジ−2−エチルヘキシルリン酸))
とアミノポリ酢酸系の錯化試薬(例えば、ジエチレント
リアミン五酢酸(以下「DTPA」と略す))とを用い
て、三価アクチニドと希土類元素とを分離する方法であ
る。このTALSPEAK法によれば、三価アクチニド
と希土類元素とを良好に相互分離することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
TALSPEAK法は、好適な分離条件を得るために分
離工程のpHを3程度に保持する必要があった。
【0009】一方、使用済燃料の再処理で発生する高放
射性廃液は、通常3M程度の酸を含んでいる。従って、
上記高酸性の廃液は、まずTALSPEAK法に供する
前に、前処理工程として上記高酸性廃液の酸濃度を低下
させるための脱硝工程を経る必要があった。更に、分離
処理中にpHを常に3程度に管理する必要があり、通
常、高濃度のカルボン酸(例えば、乳酸)のようなpH
緩衝剤を処理廃液に添加することによってpHを管理し
なければならない。しかしながら、pHを厳密に調整す
ることは困難である。
【0010】更に、TALSPEAK法により分離され
た三価アクチニド製品に含まれる緩衝剤を除去するため
の処理を行うと、1M程度の高濃度硝酸溶液として得ら
れるが、製品溶液の利用上からは好ましくない。
【0011】本発明は上記従来の課題に鑑みたものであ
り、その目的は、CMPO−TBP混合溶媒を用いるT
RUEX法において、三価アクチニドと希土類元素とを
相互分離する分離方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る三価アクチニドと希土類元素
の分離方法は、使用済燃料の再処理で発生する高酸性廃
液から三価アクチニド及び希土類元素を溶媒に抽出する
三価アクチニド及び希土類元素抽出工程と、三価アクチ
ニド及び希土類元素を抽出した溶媒中の硝酸濃度を低減
させる硝酸除去工程と、低硝酸濃度の溶媒に含有される
三価アクチニドと希土類元素とを三価アクチニドの価数
を変えることなく相互分離する希土類元素と三価アクチ
ニドの分離工程と、を有し、前記溶媒は、オクチル(フ
ェニル)−N,N−ジイソブチルカルバモイルメチルホ
スフィンオキサイドとリン酸トリブチルとの混合溶媒で
る。
【0013】三価アクチニド及び希土類元素抽出工程で
は、高酸性の溶媒に三価アクチニド及び希土類元素が抽
出されている。一方、希土類元素と三価アクチニドの分
離工程では、所定のpH、例えばpH1.5〜3の下で
なければ希土類元素と三価アクチニドとを分離抽出する
ことができない。
【0014】従って、本発明によれば、三価アクチニド
及び希土類元素抽出工程と希土類元素と三価アクチニド
の分離工程との間に硝酸除去工程を設けたことにより、
三価アクチニド及び希土類元素抽出工程で得られた溶液
から所定量の硝酸を除去して適正な酸性濃度にしてか
ら、希土類元素と三価アクチニドとを分離することがで
きる。これにより、両者を良好に分離することができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
を、図1に示す三価アクチニドと希土類元素の分離方法
の概念的なフローシートを用いて説明する。尚、Lnは希
土類元素、An(III) は三価アクチニドである。
【0016】本実施形態に係る三価アクチニドと希土類
元素の分離方法は、使用済燃料の再処理で発生する高酸
性廃液から三価アクチニド及び希土類元素を溶媒に抽出
する三価アクチニド及び希土類元素抽出工程と、三価ア
クチニド及び希土類元素を抽出した溶媒中の硝酸濃度を
低減させる硝酸除去工程と、低硝酸濃度の溶媒に含有さ
れる三価アクチニドと希土類元素とを相互分離する希土
類元素と三価アクチニドの分離工程と、を有する。
【0017】本実施形態の分離方法で得られる三価アク
チニドとしては、アメリシウム(Am)やキュリウム
(Cm)、Bk(バークリウム)、Cf(カリホルニウ
ム)等が挙げられる。
【0018】また、本実施形態の分離方法で得られる希
土類元素は、Y(イットリウム)、ランタニドのLa
(ランタン)、Ce(セリウム)、Nd(ネオジム)か
らLu(ルテチウム)まで、特にY、ランタニドのLa
からGd(ガドリニウム)までである。
【0019】本実施形態に係る三価アクチニドと希土類
元素の分離方法に供される処理対象液としては、使用済
燃料の再処理で発生する高放射性廃液であればどの様な
廃液でも用いることができる。但し、ウラン(U)及び
プルトニム(Pu)は、ある濃度以上高放射性レベル廃
液に含まれている場合、CMPO−TBP混合溶媒を用
いる溶媒抽出操作を阻害するおそれがあるので、本発明
における三価アクチニド及び希土類元素抽出工程の前に
ピューレックス(PUREX)法によりU,Puを除去
することが好ましい。
【0020】三価アクチニド及び希土類元素抽出工程 本工程は、上記高放射性廃液から三価アクチニド及び希
土類元素をCMPO−TBP混合溶媒に抽出する工程で
あり、上述したTRUEX法を用いる。
【0021】本実施形態のCMPO−TBP混合溶媒
は、好ましくは、0.2Mの濃度のオクチル(フェニ
ル)−N,N−ジイソブチルカルバモイルメチルホスフ
ィン・オキサイド(CMPO)と、好ましくは1.0〜
1.4Mの濃度のリン酸トリブチル(TBP)と、炭化
水素希釈剤と、を混合した溶媒を、上記高放射性廃液と
接触させることによって、三価アクチニド及び希土類元
素とをCMPO−TBP混合溶媒に抽出することができ
る。
【0022】炭化水素希釈剤としては、直鎖脂肪族であ
るn−ドデカンや、炭素数の異なる脂肪族炭化水素の混
合物であるNPH等が挙げられる。
【0023】ここで、CMPOの濃度が0.2M未満の
場合には、三価アクチニドの抽出能力が低下する。一
方、CMPOの濃度が0.2Mを超える場合には、ある
一定の濃度の金属を抽出した際に有機相が二相に分離す
る現象を起こしやすいという不都合がある。また、TB
Pの濃度が1.0未満の場合には、ある一定の濃度の金
属を抽出した際に有機相が二相に分離する現象を起こし
やすいという不都合があるが、TBPの濃度が1.4M
を超えると、有機相の比重が大きくなるという不都合が
ある。
【0024】硝酸除去工程 本工程では、前記抽出工程においてCMPO−TBP混
合溶媒に抽出された三価アクチニド及び希土類元素を混
合溶媒中に保持したまま、塩析剤である硝酸根を0.2
〜1.0M含みpHを2〜3に調整した硝酸水溶液をC
MPO−TBP混合溶媒に接触させ、硝酸のみをCMP
O−TBP混合溶媒から逆抽出し、溶媒中の酸濃度を
0.01M以下に調整する工程である。
【0025】硝酸塩としては、例えば硝酸アルカリ金属
塩、硝酸アルカリ土類金属塩等の硝酸金属塩や硝酸ヒド
ロキシアンモニウム塩等を用いることができる。硝酸ア
ルカリ金属塩のアルカリ金属としては、リチウム(L
i)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)が好まし
く、硝酸アルカリ土類金属としては、マグネシウム(M
g)、カルシウム(Ca)が好ましい。
【0026】希土類元素と三価アクチニドの分離工程 本工程では、1〜5Mの硝酸塩と、0.01〜0.1M
の濃度の錯化剤と、からなる水溶液に、酸濃度を0.0
1M以下に除去した三価アクチニド及び希土類元素を含
有するCMPO−TBP混合溶媒を接触させ、CMPO
−TBP混合溶媒から水相中に三価アクチニドを逆抽出
し、希土類元素と相互分離する工程である。分離工程で
は、pHは1.8〜2.2に調整されていることがより
好ましい。
【0027】ここで、上記水溶液中の硝酸塩濃度が1M
未満の場合には、希土類元素の分配比を十分に高く保て
ないという不都合があり、一方硝酸塩濃度が5Mを超え
ると、三価アクチニドの分配比が高くなってしまうとい
う不都合がある。一方、錯化剤濃度が0.01M未満の
場合には、三価アクチニドの分配比が高くなってしまう
一方、錯化剤濃度が0.1Mを超えると、希土類元素の
分配比を十分に高く保てないという不都合がある。ま
た、CMPO−TBP混合溶媒中の酸濃度が0.01M
を超えると、工程中のpHの低下を招くおそれがある。
【0028】尚、分配比が高いとは、ある化学種の有機
相中の濃度が水相に比べ高いことをいい、一方、分配比
が低いとは、有機相に比べ水相の濃度が高いことをい
う。
【0029】上述した硝酸塩は、アルカリ金属塩やヒド
ロキシアンモニウム塩が用いられる。硝酸塩として好ま
しくは、硝酸アルカリ金属塩、硝酸ヒドロキシアンモニ
ウム塩である。上記アルカリ金属としては、リチウム
(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)がより
好ましい。
【0030】錯化剤としては、ジエチレントリアミン五
酢酸(DTPA)、エチレンジアミン四酢酸(EDT
A)、ニトリロ三酢酸(NTA)のようなアミノポリ酢
酸等が挙げられる。
【0031】また、本工程における温度は、室温から4
0℃程度が好ましい。高温での操作は分配比を低下させ
るために好ましくない。
【0032】また、錯化剤と塩析剤を含む水溶液と金属
を抽出した溶媒の接触時間は、5分間以上であることが
好ましく、向流多段抽出操作での滞留時間をそのように
設定することが好ましい。
【0033】希土類元素の逆抽出工程 本工程は、前工程において三価アクチニドと相互分離さ
れた希土類元素を含有するCMPO−TBP混合溶媒か
ら希硝酸を用いて希土類元素のみを逆抽出する工程であ
る。尚、希土類元素が逆抽出された溶媒は、廃溶媒とし
て残存元素除去後、溶媒再生系へ送られる。
【0034】
【実施例】次に、実験例を挙げて、本発明を具体的に説
明する。
【0035】(1)被処理廃液:高速実験炉「常陽」で
照射した燃料をPUREX法により処理する際に発生し
た抽出ラフィネートを、更にTRUEX法による処理で
得られた製品溶液を用いて行った。この溶液には、三価
アクチニドのAmとCmと、希土類元素のY、La、C
e、Pr、Nd、Pm、Sm、Euが含まれている。
【0036】(2)方法 図2は、本発明における三価アクチニドと希土類元素の
分離を向流多段法によって行った実験例の工程図を示
す。
【0037】<第一工程;三価アクチニド及び希土類元
素抽出工程>0.2MのCMPOと1.0MのTBPと
n−ドデカンとからなるCMPO−TBP溶媒を100
の相対的な流量で流し、3MHNO3 を50、上記被処
理廃液を200の相対流量でそれぞれ流して向流接触さ
せた。混合溶媒相には、三価アクチニド及び希土類元素
が抽出され、水相には、三価アクチニド及び希土類元素
がないことを、放射能分析によって確認した。
【0038】<第二工程;硝酸除去工程>上記三価アク
チニド及び希土類元素を含有したCMPO−TBP溶媒
を100の相対流量で流し、0.5M硝酸ナトリウムを
含む0.01M硝酸溶液を100の相対流量で向流接触
させた。本工程から排出させる溶媒中の酸濃度は0.0
1M未満であった。また、この溶媒を次工程にポンプに
より輸送し、水相は廃液とした。
【0039】<第三工程;希土類元素と三価アクチニド
の分離工程>前工程で処理されたCMPO−TBP溶媒
を100、希硝酸で洗浄した同組成の溶媒(0.2Mの
CMPOと1.0MのTBPとn−ドデカンとからなる
CMPO−TBP溶媒)を50の相対流量で流し、4M
硝酸ナトリウムと0.05Mジエチレントリアミン五酢
酸(DTPA)とからなる水溶液を50の相対流量で向
流接触させた。分離の様子は放射能及び元素分析により
観察した。CMPO−TBP混合溶媒相は、次工程に輸
送した。
【0040】<第四工程;希土類元素の逆抽出工程>前
工程で処理されたCMPO−TBP混合溶媒を、50の
相対流量の0.01M硝酸水溶液に向流接触させ、水相
中に希土類元素を抽出した。
【0041】(3)結果 結果は、下記に示す除染係数と除去率により評価した。
【0042】a)三価アクチニドに対する除染係数:三
価アクチニドに対する除染係数は、以下の式によって求
められる。
【0043】
【数1】 式中、Lnは希土類元素、An(III) は三価アクチニドであ
る。
【0044】また、各希土類元素及び三価アクチニドの
濃度は、放射能分析又は元素分析の測定結果より求めら
れる。尚、放射能分析の場合には放射性同位体の濃度か
ら、また元素分析の場合には元素濃度から、除染係数を
求める。
【0045】b)三価アクチニドに対する希土類元素の
除去率:除去率は、三価アクチニド及び希土類元素含有
CMPO−TBP混合溶媒中の希土類元素の濃度に対す
る相互分離後の水相中の希土類元素の濃度の比を百分率
で示した。尚、相互分離後の水相には、三価アクチニド
のみが存在するのが理想的であるから、除去率が高いほ
ど、分離が良好であることを示す。また、除去率は放射
能濃度から求めることができる。
【0046】
【表1】元素 Amに対する除染係数 La >1000 Ce 200 Pr 50 Nd 20 Sm 5Eu 1.5 上記除染係数が、例えば200(Ceの場合)とは、三
価アクチニドと希土類元素によって、Amに対するCe
の濃度の比が被処理液中の濃度比の1/200に低下し
たことを示す。尚、CmはAmとほぼ同様の除染係数で
あった。
【0047】放射性廃液では、通常、LaからNdまで
の軽い希土類元素が、80%を占めることから、三価ア
クチニドと希土類元素の分離が良好であることが判明し
た。次に、第三の分離工程で得られた三価アクチニド製
品における希土類元素の除去率を表2に示す。
【0048】
【表2】希土類元素 除去率(%) La 〜100 Ce 〜100 Nd 80 Pr 80Sm 50 以上より、本発明の三価アクチニドと希土類元素の分離
方法によれば、良好に両者を相互分離できることが判明
した。
【0049】以上、向流多段抽出方法による結果を示し
たが、各工程をバッチ法で行った場合の結果を以下に示
す。
【0050】図6には、第二工程における硝酸の選択的
逆抽出に係るAmの分配比が示されている。図6の矢印
の範囲、すなわちAmの分配比が1以上で硝酸の分配比
が1以下の範囲内の硝酸ナトリウム濃度の硝酸溶液を、
CMPO−TBP溶媒に接触させると、CMPO−TB
P溶媒中の硝酸は選択的に水相に逆抽出され、一方、三
価アクチニドのAmはCMPO−TBP溶媒に保持され
る。
【0051】また、図3〜図5には、第三工程である希
土類元素と三価アクチニドの分離工程における希土類元
素及び三価アクチニドのそれぞれの分配比が示されてい
る。特に、図3には、三価アクチニド及び希土類元素の
分配比の硝酸ナトリウム濃度依存性が示されている。ま
た、図4には、三価アクチニド及び希土類元素の分配比
のpH依存性が示されている。更に、図5には、三価ア
クチニド及び希土類元素の分配比の錯化剤であるDTP
A濃度依存性が示されている。
【0052】本工程では、希土類元素は有機相に残留
し、三価アクチニドは水相に抽出される。従って、図3
〜図5において、希土類元素の分配比Dが高いほど、有
機相に選択的に希土類元素が抽出され、一方、三価アク
チニドの分配比Dが低いほど、水相に選択的に三価アク
チニドが移行する。従って、図3〜図5において、三価
アクチニドの分配比Dが1以下で、希土類元素の分配比
が1以上の場合には、良好に三価アクチニドと相互分離
されることが分かる。
【0053】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る三価アクチ
ニドと希土類元素の分離方法によれば、希土類元素と三
価アクチニドとを良好に分離することができる。また、
本発明の分離方法によれば、従来のTALSPEAK法
に比べpHの酸性域で相互分離処理を行うことができる
ので、工程管理が容易となる。更に、三価アクチニド製
品のpHが2付近であることから、従来に比べ製品の取
扱いが極めて容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の三価アクチニドと希土類元素の分離
方法の概念的なフローシートである。
【図2】 本発明における三価アクチニドと希土類元素
の分離を向流多段法によって行った実験例の工程図であ
る。
【図3】 三価アクチニドの逆抽出における三価アクチ
ニド及び希土類元素の分配比の硝酸ナトリウム濃度依存
性を示す図である。
【図4】 三価アクチニドの逆抽出における三価アクチ
ニド及び希土類元素の分配比のpH依存性を示す図であ
る。
【図5】 三価アクチニドの逆抽出における三価アクチ
ニド及び希土類元素の分配比の錯化剤であるDTPA濃
度依存性を示す図である。
【図6】 第二工程における硝酸の選択的逆抽出に係る
Amの分配比を示す図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21C 19/46 G21F 9/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 使用済燃料の再処理で発生する高酸性廃
    液から三価アクチニド及び希土類元素を溶媒に抽出する
    三価アクチニド及び希土類元素抽出工程と、 三価アクチニド及び希土類元素を抽出した溶媒中の硝酸
    濃度を低減させる硝酸除去工程と、 低硝酸濃度の溶媒に含有される三価アクチニドと希土類
    元素とを三価アクチニドの価数を変えることなく相互分
    離する希土類元素と三価アクチニドの分離工程と、 を有し、 前記溶媒は、オクチル(フェニル)−N,N−ジイソブ
    チルカルバモイルメチルホスフィンオキサイドとリン酸
    トリブチルとの混合溶媒であ ることを特徴とする三価ア
    クチニドと希土類元素の分離方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の分離方法において、 前記三価アクチニド及び希土類元素抽出工程では、0.
    2Mの濃度のオクチル(フェニル)−N,N−ジイソブ
    チルカルバモイルメチルホスフィンオキサイドと、1.
    0〜1.4Mの濃度のリン酸トリブチルと、炭化水素希
    釈剤と、を混合した溶媒を用いて、三価アクチニド及び
    希土類元素を抽出することを特徴とする三価アクチニド
    と希土類元素の分離方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の分離方法において、 前記硝酸除去工程では、溶媒中の酸濃度を0.01M以
    下に低減するために三価アクチニド及び希土類元素を抽
    出した溶媒に、硝酸基を0.2〜1.0Mを含む0.1
    M以下の濃度の硝酸水溶液に接触させて、三価アクチニ
    ド及び希土類元素を溶媒に保持したまま、前記溶媒から
    所定量の硝酸を除去することを特徴とする三価アクチニ
    ドと希土類元素の分離方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の分離方法において、 前記希土類元素と三価アクチニドの分離工程は、1〜5
    Mの濃度の硝酸塩と、0.01〜0.1Mの濃度の錯化
    剤と、からなる水溶液を、溶媒中の酸濃度を0.01M
    以下とした三価アクチニド及び希土類元素を含有する溶
    媒に接触させることを特徴とする三価アクチニドと希土
    類元素の分離方法。
JP23388995A 1995-09-12 1995-09-12 三価アクチニドと希土類元素の分離方法 Expired - Fee Related JP2977744B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23388995A JP2977744B2 (ja) 1995-09-12 1995-09-12 三価アクチニドと希土類元素の分離方法
US08/695,570 US5708958A (en) 1995-09-12 1996-08-12 Method of separating trivalent actinides and rare earth elements
GB9617478A GB2305291B (en) 1995-09-12 1996-08-20 A method of seperating trivalent actinides and rare earth elements
FR9611081A FR2738663B1 (fr) 1995-09-12 1996-09-11 Procede de separation d'actinides trivalents et d'elements de terres rares d'un dechet liquide fortement acide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23388995A JP2977744B2 (ja) 1995-09-12 1995-09-12 三価アクチニドと希土類元素の分離方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0980194A JPH0980194A (ja) 1997-03-28
JP2977744B2 true JP2977744B2 (ja) 1999-11-15

Family

ID=16962160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23388995A Expired - Fee Related JP2977744B2 (ja) 1995-09-12 1995-09-12 三価アクチニドと希土類元素の分離方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5708958A (ja)
JP (1) JP2977744B2 (ja)
FR (1) FR2738663B1 (ja)
GB (1) GB2305291B (ja)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2465585A (en) * 1947-11-17 1949-03-29 Charles V Ganoe Prosthetic knee joint
US5961679A (en) * 1997-11-05 1999-10-05 U. S. Department Of Energy Recovery of fissile materials from nuclear wastes
JP4524394B2 (ja) * 2000-06-21 2010-08-18 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 酸性溶液中に存在するアメリシウム及びネオジムの抽出方法
FR2954913B1 (fr) * 2000-09-05 2015-07-10 Commissariat Energie Atomique Procédé de séparation des actinides et des lanthanides à partir d'une phase liquide provenant du retraitement de combustibles nucléaires usés
JP4151842B2 (ja) * 2002-03-04 2008-09-17 独立行政法人科学技術振興機構 新規なホスホン酸アミド化合物、その製造方法及び用途
JP3677013B2 (ja) 2002-06-20 2005-07-27 財団法人産業創造研究所 放射性廃液からの元素の分離回収方法
RU2273507C1 (ru) * 2004-08-13 2006-04-10 Государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" Экстракционная смесь для извлечения актинидных элементов из кислых растворов (варианты)
CN100362440C (zh) * 2005-04-14 2008-01-16 东北大学 稀土串级萃取分离智能控制系统及方法
CN100370453C (zh) * 2005-04-14 2008-02-20 东北大学 稀土串级萃取分离组分含量软测量方法
CN100404706C (zh) * 2005-09-05 2008-07-23 有研稀土新材料股份有限公司 一种非皂化磷类混合萃取剂萃取分离稀土元素的工艺
US20080224106A1 (en) * 2006-09-08 2008-09-18 Michael Ernest Johnson Process for treating compositions containing uranium and plutonium
FR2907346B1 (fr) 2006-10-23 2009-01-30 Commissariat Energie Atomique Separation groupee des actinides a partir d'une phase aqueuse fortement acide, utilisant un extractant solvatant en milieu relargant.
FR2948385B1 (fr) * 2009-07-27 2011-09-23 Commissariat Energie Atomique Procede de recuperation selective de l'americium a partir d'une phase aqueuse nitrique
FR2948384B1 (fr) 2009-07-27 2011-09-23 Commissariat Energie Atomique Augmentation du facteur de separation entre l'americium et le curium et/ou entre des lanthanides dans une operation d'extraction liquide-liquide
FR2968014B1 (fr) 2010-11-25 2012-12-28 Commissariat Energie Atomique Procede de separation de l'americium des autres elements metalliques presents dans une phase aqueuse acide ou organique et ses applications
US8216532B1 (en) 2011-06-17 2012-07-10 Vierheilig Albert A Methods of recovering rare earth elements
US8354085B1 (en) * 2012-03-16 2013-01-15 U.S. Department Of Energy Actinide and lanthanide separation process (ALSEP)
RU2517651C1 (ru) * 2013-05-07 2014-05-27 Александра Валерьевна Ануфриева Способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих рзм
US10030286B1 (en) 2013-11-13 2018-07-24 Ii-Vi Incorporated Method of direct solvent extraction of rare earth metals from an aqueous acid-leached ore slurry
RU2576763C1 (ru) * 2014-08-22 2016-03-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт двигателей" (ОАО "НИИД") Способ экстракционного разделения редкоземельных металлов из азотнокислых растворов
CN104928477B (zh) * 2015-05-13 2017-08-11 清华大学 一种萃取分离高放废液中三价锕系与镧系离子的方法
CN104894372B (zh) * 2015-06-30 2017-05-17 清华大学 一种萃取分离三价镧系与三价锕系离子的方法
US10808296B2 (en) 2015-10-30 2020-10-20 Ii-Vi Delaware, Inc. Selective recovery of rare earth metals from an acidic slurry or acidic solution
CN109874342A (zh) 2015-10-30 2019-06-11 Ii-Vi 有限公司 复合萃取剂增强的聚合物树脂、其制备方法及其萃取(一种或多种)贵重金属的用途
RU2623943C1 (ru) * 2016-02-03 2017-06-29 Акционерное общество "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" Экстракционная смесь для извлечения тпэ и рзэ из высокоактивного рафината переработки оят аэс и способ её применения (варианты)
RU2611001C1 (ru) * 2016-03-04 2017-02-17 Акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" (АО "ВНИПИпромтехнологии") Способ экстракционного разделения скандия и тория
RU2626206C1 (ru) * 2016-09-22 2017-07-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) Способ выделения скандия из концентратов редкоземельных элементов
RU2647047C1 (ru) * 2017-05-02 2018-03-13 Акционерное общество "Далур" Способ получения оксида скандия из концентрата скандия
RU2669737C1 (ru) * 2018-01-18 2018-10-15 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ получения оксида скандия из скандийсодержащих концентратов

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR437651A (fr) * 1911-02-23 1912-04-27 Alphonse Jules Bouchard Outil pour retirer et remettre en place les lames de faucheuses, de moissonneuses et de moissonneuses-lieuses
FR1107891A (fr) * 1953-05-26 1956-01-05 Mengele & Soehne Masch Karl Engin de levage pour déverser et pour prélever les produits dans les dépôts en tas, en particulier les dépôts d'engrais
US3230036A (en) * 1963-09-18 1966-01-18 Frederick A Kappelmann Method for separating americium and curium from the lanthanide rare earths and yttrium
US3294494A (en) * 1966-02-28 1966-12-27 Fletcher L Moore Method for removing lanthanides and trivalent actinides from aqueous nitrate solutions
DE2316091A1 (de) * 1973-03-30 1974-10-10 Kernforschung Gmbh Ges Fuer Verfahren zur reindarstellung von americium und curium aus waessrigen loesungen bestrahlter kernbrenn- und/oder brutstoffe
US3993728A (en) * 1975-08-27 1976-11-23 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Bidentate organophosphorus solvent extraction process for actinide recovery and partition
FR2486299A1 (fr) * 1980-07-03 1982-01-08 Commissariat Energie Atomique Procede de separation des actinides et des lanthanides presents a l'etat trivalent dans une solution aqueuse acide
JPS58140642A (ja) * 1982-02-17 1983-08-20 Hitachi Ltd ビリルビン測定用試薬
FR2537326A1 (fr) * 1982-12-01 1984-06-08 Commissariat Energie Atomique Procede de recuperation des actinides et/ou des lanthanides presents a l'etat trivalent dans une solution aqueuse acide
US4574072A (en) * 1983-07-26 1986-03-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for extracting lanthanides and actinides from acid solutions by modification of purex solvent
US4548790A (en) * 1983-07-26 1985-10-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for extracting lanthanides and actinides from acid solutions
US4770807A (en) * 1985-07-31 1988-09-13 Commissariat A L'energie Atomique Novel extraction agents and novel propane diamides
JPH01171645A (ja) * 1987-12-28 1989-07-06 Tosoh Corp 強酸性陽イオン交換体の処理方法
FR2674256B1 (fr) * 1991-03-21 1994-07-29 Commissariat Energie Atomique Procede pour separer le fer et/ou le zirconium des actinides et/ou des lanthanides presents dans une solution aqueuse acide au moyen d'un propanediamide.

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0980194A (ja) 1997-03-28
FR2738663B1 (fr) 1998-10-02
GB2305291B (en) 1999-04-07
GB9617478D0 (en) 1996-10-02
FR2738663A1 (fr) 1997-03-14
GB2305291A (en) 1997-04-02
US5708958A (en) 1998-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2977744B2 (ja) 三価アクチニドと希土類元素の分離方法
US8475747B1 (en) Processing fissile material mixtures containing zirconium and/or carbon
US8354085B1 (en) Actinide and lanthanide separation process (ALSEP)
US9284620B2 (en) Increase in the separation factor between americium and curium and/or between lanthanides in a liquid-liquid extraction operation
Koma et al. Trivalent f-element intra-group separation by solvent extraction with CMPO-complexant system
RU2544716C2 (ru) Способ селективного извлечения америция из азотнокислой водной фазы
US20030234223A1 (en) Method of separation and recovery of elements from radioactive liquid wastes
AU689676B2 (en) Process for decontaminating radioactive materials
US3987145A (en) Ferric ion as a scavenging agent in a solvent extraction process
Vandegrift et al. Lab-scale demonstration of the UREX+ process
JP3310765B2 (ja) 再処理施設の高レベル廃液処理方法
Horwitz et al. Solvent extraction and recovery of the transuranic elements from waste solutions using the TRUEX process
JP4036357B2 (ja) 三座配位子を含むアクチノイド抽出溶媒の改質法
JPH09113689A (ja) アメリシウム及びキュリウムの分離方法
JP2858640B2 (ja) マイルドな条件による使用済核燃料再処理方法
Arai et al. Modified TRUEX process for the treatment of high-level liquid waste
RU2755814C1 (ru) Композиция для перевода твердых форм актиноидов и редкоземельных элементов в растворимую форму
JP2939078B2 (ja) 超ウラン元素の分離に用いられる抽出溶媒の洗浄剤及び洗浄方法
JP7108519B2 (ja) マイナーアクチノイドの分離方法
Morita et al. Actinide partitioning by DIDPA extraction
Todd et al. The extraction of rare earth elements from ICPP sodium-bearing waste and dissolved zirconium calcine by CMP and TRUEX solvents
Brewer et al. Selective partitioning of mercury from co-extracted actinides in a simulated acidic ICPP waste stream
JPH07159589A (ja) 超プルトニウム元素の分離方法
JPH1123784A (ja) アクチノイド元素とランタノイド元素の分離方法
JPH09318791A (ja) 使用済燃料の再処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees