JP3319657B2 - How to convert transuranium oxalate into chloride - Google Patents

How to convert transuranium oxalate into chloride

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JP3319657B2
JP3319657B2 JP17428694A JP17428694A JP3319657B2 JP 3319657 B2 JP3319657 B2 JP 3319657B2 JP 17428694 A JP17428694 A JP 17428694A JP 17428694 A JP17428694 A JP 17428694A JP 3319657 B2 JP3319657 B2 JP 3319657B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は超ウラン元素のシュウ酸
塩を塩化物にする方法に係り、特に燃料再処理施設から
発生する高レベル放射性廃液からのプルトニウム、アメ
リシウム、キュリウムのような超ウラン元素のシュウ酸
塩を塩化物にする方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for converting an oxalate of elemental transuranium to chloride, and more particularly to transuranium such as plutonium, americium and curium from high-level radioactive waste liquid generated from a fuel reprocessing plant. It relates to a method for converting elemental oxalate into chloride.

【0002】[0002]

【従来の技術】核燃料再処理施設の高レベル放射性廃液
から超ウラン元素を回収する方法として、高レベル放射
性廃液にシュウ酸を添加して超ウラン元素を回収(シュ
ウ酸塩沈殿法という)した後、溶融塩(塩化カリウム−
塩化リチウムの共晶塩)で電解精製し超ウラン元素を他
元素と分離し回収(電解精製法という)する方法が検討
されている。
2. Description of the Related Art As a method for recovering transuranic elements from high-level radioactive waste liquid in a nuclear fuel reprocessing facility, oxalic acid is added to high-level radioactive waste liquid to recover transuranium elements (referred to as oxalate precipitation method). , Molten salt (potassium chloride-
A method of electrolytically refining with a eutectic salt of lithium chloride) to separate and recover the transuranium element from other elements (referred to as an electrolytic refining method) has been studied.

【0003】回収した超ウラン元素のシュウ酸塩を用い
て、塩化物の溶融塩中で電解するためには、超ウラン元
素のシュウ酸塩を塩化物に転換(塩化物転換法という)
する必要がある。
In order to use the recovered transuranium oxalate for electrolysis in a molten chloride salt, the transuranium oxalate is converted to chloride (referred to as a chloride conversion method).
There is a need to.

【0004】シュウ酸塩を塩化物に転換する従来の塩化
物転換法としては、シュウ酸プルトニウムに 500〜 650
℃の温度で塩化水素を反応させ、純度99.9%の塩化プル
トニウムを得る方法がある(C.S.Garner et al,The pr
eparation of Plutonium Trichloride,LA-112,(194
4))。
[0004] Conventional chloride conversion methods for converting oxalate to chloride include adding 500 to 650 plutonium oxalate.
There is a method to obtain 99.9% pure plutonium chloride by reacting hydrogen chloride at a temperature of ° C (CSGarner et al, The pr
eparation of Plutonium Trichloride, LA-112, (194
Four)).

【0005】また、シュウ酸プルトニウムは 350℃以上
の温度で加熱すれば容易に二酸化プルトニウムを生成す
るため、二酸化プルトニウムにホスゲン(反応温度 350
〜 550℃)、五酸化リン(反応温度 280℃)、四塩化炭
素(反応温度 280〜 720℃)、チオニルクロライド(反
応温度 700〜 800℃)などの塩素化剤を反応させる方法
が知られている(中井敏夫ら、無機化学全書 XVII-2
プルトニウム、p 197− 198)。
In addition, plutonium oxalate easily generates plutonium dioxide when heated at a temperature of 350 ° C. or more.
550 ℃), phosphorus pentoxide (reaction temperature 280 ℃), carbon tetrachloride (reaction temperature 280-720 ℃), thionyl chloride (reaction temperature 700-800 ℃), etc. (Toshio Nakai et al., Inorganic Chemistry Complete Book XVII-2
Plutonium, p 197-198).

【0006】以上のことから、プルトニウムを一般的に
塩化物にする方法としては水分の無い雰囲気でガス状の
塩素化剤を高温で反応させる方法が一般的である。
[0006] From the above, as a general method of converting plutonium to chloride, a method of reacting a gaseous chlorinating agent at a high temperature in an atmosphere without moisture is generally used.

【0007】しかし、これら塩素化剤は一般的に腐食性
であり、温度を上げると腐食量は増加する傾向がある。
また、超ウラン元素のなかでネプツニウムはIV価のシュ
ウ酸塩として回収されるため、塩素化すると、四塩化ネ
プツニウムが生成する。
However, these chlorinating agents are generally corrosive, and the amount of corrosion tends to increase when the temperature is increased.
In addition, neptunium among the transuranium elements is recovered as an oxalate having a valence of IV, so that chlorination produces neptunium tetrachloride.

【0008】塩化物は一般的に蒸気圧が高いことが知ら
れているが、四塩化ネプツニウムは400℃で10-4atm 、
780℃で1atm の蒸気圧を持ち反応温度が高いと揮発す
る危険性がある四塩化ネプツニウムとほぼ同じ蒸気圧曲
線を持つ四塩化ウラニウムは、 741℃で約28%が揮発す
ることが実験により確認されている。揮発したネプツニ
ウムは廃ガス処理工程で回収する必要があるため、高温
で塩化物転換を行うと廃ガス処理工程などの設備が膨大
になる可能性がある。
[0008] Chloride is generally known to have a high vapor pressure, whereas neptunium tetrachloride is 10 -4 atm at 400 ° C.
Experimental confirmation that uranium tetrachloride, which has a vapor pressure of 1 atm at 780 ° C and has the danger of volatilizing at high reaction temperatures and has the same vapor pressure curve as neptunium tetrachloride, volatizes about 28% at 741 ° C Have been. Since the volatilized neptunium needs to be recovered in the waste gas treatment process, if chloride conversion is performed at a high temperature, the facilities such as the waste gas treatment process may become enormous.

【0009】以上のことから、超ウラン元素を一般的に
塩化物にする方法としては水分の無い雰囲気でガス状の
塩素化剤を高温で反応させるのではなく、低温で容易に
塩化物に転換できる方法が必要になる。
From the above, as a general method for converting transuranium element into chloride, gaseous chlorinating agent is not easily reacted at high temperature in a moisture-free atmosphere, but is easily converted to chloride at low temperature. You need a way to do it.

【0010】低温で超ウラン元素の塩化物を得る方法と
しては、塩酸プルトニウム溶液を蒸発乾固することによ
り三塩化プルトニウム六水塩を得ることができたという
報告が知られている(中井敏夫ら、無機化学全書 XVII
-2 プルトニウム、p 197−198)。しかし、超ウラン
元素のシュウ酸塩を塩酸溶液に溶解して蒸発乾固すると
シュウ酸は分解されず溶液中に残存し蒸発乾固するだけ
では塩化物は得られない。
As a method for obtaining a transuranium element chloride at a low temperature, it has been reported that plutonium trichloride hexahydrate could be obtained by evaporating a plutonium hydrochloride solution to dryness (Toshio Nakai et al.). , Inorganic Chemistry XVII
-2 plutonium, p 197-198). However, when an oxalate of a transuranium element is dissolved in a hydrochloric acid solution and evaporated to dryness, oxalic acid is not decomposed and remains in the solution and only evaporated to dryness to obtain a chloride.

【0011】一般的にシュウ酸のようなキレ―ト試薬の
錯体と塩素イオンのような陰イオン錯体とを比べると、
シュウ酸錯体の方が安定度定数が高い傾向がある。 III
価のプルトニウムのシュウ酸錯体の安定度定数(log
k1 )は 9.31 ,塩酸錯体は− 0.15 とシュウ酸の方が
安定な錯体を形成する(J.J.Katz,G.T.Seaborg and L.
R.Morss,The chemistry of the Actinide Elements.2t
h.edition,volume 2.p799-811(1986))。
Generally, when a complex of a chelating reagent such as oxalic acid is compared with an anionic complex such as chloride ion,
Oxalic acid complexes tend to have higher stability constants. III
Stability constant of the oxalic acid complex of monovalent plutonium (log
k 1 ) is 9.31 and the hydrochloric acid complex is −0.15, and oxalic acid forms a more stable complex (JJKatz, GTSeaborg and L.
R. Morss, The chemistry of the Actinide Elements. 2t
h.edition, volume 2.p799-811 (1986)).

【0012】また、シュウ酸は融点 189℃の結晶である
が、 100℃付近ではかなり昇華することが知られている
(化学大辞典)。これに対し、塩酸は定沸点 108℃を持
ち、シュウ酸と比べると気相中に移行しやすい傾向があ
る(化学大辞典)。
Also, oxalic acid is a crystal having a melting point of 189 ° C., but it is known that it sublimates considerably around 100 ° C. (Dictionary of Chemical Encyclopedia). On the other hand, hydrochloric acid has a constant boiling point of 108 ° C, and tends to move into the gas phase more easily than oxalic acid (Chemical Encyclopedia).

【0013】そのため、蒸発乾固時にシュウ酸が希土類
元素と強固に錯塩を作り、塩酸は選択的に気相中に移行
する。以上のことから、蒸発乾固により塩化物を得るた
めには溶液中のシュウ酸イオンを分解する必要がある。
For this reason, oxalic acid forms a complex salt with the rare earth element firmly during evaporation to dryness, and hydrochloric acid selectively moves into the gas phase. From the above, in order to obtain chloride by evaporation to dryness, it is necessary to decompose oxalate ions in the solution.

【0014】また、シュウ酸イオンを分解して蒸発乾固
することにより得られた超ウラン元素の塩化物は、結晶
水を含んでいる。水分が共存すると溶融塩を用いて電解
する際に電解に影響を与えるため、電解精製工程前後で
塩化物(含水塩)に含まれる水分を除去する必要があ
る。
The transuranium element chloride obtained by decomposing oxalate ions and evaporating to dryness contains water of crystallization. Since coexistence of water affects electrolysis when electrolysis is performed using a molten salt, it is necessary to remove water contained in chlorides (hydrated salts) before and after the electrolytic refining step.

【0015】電解精製工程前に除去する方法としては、
窒素またはアルゴン雰囲気中で 350K(77℃)の温度ま
で徐々に昇温して一水塩または二水塩にした後、乾燥し
た塩化水素ガス雰囲気中で 550K( 277℃)まで昇温す
ることにより塩化物無水塩を得る方法知られている(溶
融塩・熱技術研究会編著、“溶融塩・熱技術の基礎”p2
72(1993))。
As a method of removing before the electrolytic refining step,
The temperature is gradually increased to 350K (77 ° C) in a nitrogen or argon atmosphere to form a monohydrate or dihydrate, and then the temperature is increased to 550K (277 ° C) in a dry hydrogen chloride gas atmosphere. Known method for obtaining anhydrous chloride salt (edited by “Molten Salt and Thermal Technology Research Group”, “Basic of molten salt and thermal technology” p2
72 (1993)).

【0016】また、電解精製工程後に除去する方法とし
ては、溶融塩中にOH- として存在している水分を乾燥
塩化水素ガスや塩素ガスで除去する方法や、黒鉛などの
不活性な電極で電解することにより除去する方法などが
知られている(溶融塩・熱技術研究会編著、“溶融塩・
熱技術の基礎”p265(1993))。塩化物中の水分を除去す
る方法としては、既存の技術を使うことにより容易に無
水の塩化物を得ることができる。
[0016] As a method for removing after electrolytic refining step, OH in the molten salt - a method for removing water which is present as a dry hydrogen chloride gas and chlorine gas, the electrolyte in an inert electrode such as graphite It is known that the method of removing molten salt by
Basics of thermal technology, p265 (1993)) As a method for removing water in chlorides, anhydrous chlorides can be easily obtained by using existing technologies.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の超ウラ
ン元素のシュウ酸塩を塩化物に転換する方法では 500℃
以上の高温で塩化水素などの腐食性ガスを前記シュウ酸
塩に接触させているため、雰囲気温度が増加すると構造
材の腐食が加速される。また、反応温度が高いため、揮
発性の物質(超ウラン元素の四塩化物)を回収するプロ
セスが必要となる。したがって、従来の技術では反応温
度が高いために生じる構造材の腐食の問題点と、揮発性
物質の回収の問題点を解決しなければならない課題があ
る。
According to the above-mentioned conventional method for converting a transuranium oxalate into a chloride, the temperature is 500 ° C.
Since the corrosive gas such as hydrogen chloride is brought into contact with the oxalate at the above high temperature, the corrosion of the structural material is accelerated when the ambient temperature increases. In addition, since the reaction temperature is high, a process for recovering volatile substances (transuranium tetrachloride) is required. Therefore, in the conventional technology, there is a problem that the problem of corrosion of the structural material caused by the high reaction temperature and the problem of the recovery of volatile substances must be solved.

【0018】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、核燃料サイクルの燃料再処理施設から発生す
る高レベル放射性廃液からのネプツニウム、アメリシウ
ム、キュリウムのような超ウラン元素のシュウ酸塩を低
温で、容易に塩化物に転換して上記各課題を解決した超
ウラン元素のシュウ酸塩を塩化物にする方法を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to convert a transuranium oxalate such as neptunium, americium and curium from a high-level radioactive waste liquid generated from a fuel reprocessing facility in a nuclear fuel cycle. It is an object of the present invention to provide a method for converting a transuranium oxalate into a chloride which can easily convert to a chloride at a low temperature and solve the above problems.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明はアルカリ金属元
素、アルカリ土類金属元素、白金族元素、希土類元素お
よび超ウラン元素が溶解している核燃料再処理施設の高
レベル放射性廃液からシュウ酸を用いてアルカリ土類金
属元素、希土類元素および超ウラン元素をシュウ酸塩と
して回収し、前記アルカリ土類金属元素、希土類元素お
よび超ウラン元素のシュウ酸塩をアルカリ土類金属元
素、希土類元素および超ウラン元素の塩化物にした後、
アルカリ土類金属元素、希土類元素および超ウラン元素
の塩化物を塩化物の溶融塩中に溶解して不溶性の陰極と
不溶性の陽極を用いて電解精製を行い、超ウラン元素を
前記陰極に析出させて分離回収するプロセスの過程での
前記アルカリ土類金属元素、希土類元素および超ウラン
元素のシュウ酸塩を塩化物にする方法において、前記超
ウラン元素のシュウ酸塩に塩酸を添加して 100℃以下の
温度に加熱して溶解した後、塩酸溶液中のシュウ酸イオ
ンを酸化して二酸化炭素と水に分解した後、前記シュウ
酸イオンが除去された塩酸溶液を 100℃以下の温度に加
熱して水分を蒸発して含水塩塩化物(以下、塩化物(含
水塩)と記す)に転換した後塩化物中の結晶水を除去
して無水塩化物(以下、塩化物(無水)と記す)を得る
ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides oxalic acid from high-level radioactive liquid waste of a nuclear fuel reprocessing plant in which an alkali metal element, an alkaline earth metal element, a platinum group element, a rare earth element and a transuranium element are dissolved. The alkaline earth metal element, the rare earth element and the transuranium element are recovered as an oxalate, and the alkaline earth metal element, the rare earth element and the transuranium element oxalate are recovered as the alkaline earth metal element, the rare earth element and After converting to uranium element chloride,
Alkaline earth metal elements, rare earth elements and transuranium chlorides are dissolved in a molten salt of chloride and electrolytically purified using an insoluble cathode and an insoluble anode to deposit the transuranium elements on the cathode. In the method of converting the alkaline earth metal element, the rare earth element and the transuranium element oxalate into chloride during the process of separating and recovering by adding hydrochloric acid to the transuranium element oxalate, 100 ° C. After heating and dissolving to the following temperature, the oxalate ions in the hydrochloric acid solution are oxidized and decomposed into carbon dioxide and water, and then the hydrochloric acid solution from which the oxalate ions have been removed is heated to a temperature of 100 ° C or less. Water to evaporate water to remove hydrated chloride (hereinafter referred to as chloride
After the conversion to water chloride ), water of crystallization in the chloride is removed to obtain anhydrous chloride (hereinafter, referred to as chloride (anhydrous)) .

【0020】[0020]

【作用】超ウラン元素のシュウ酸塩に塩酸を添加して 1
00℃以下の温度に加熱すると、超ウラン元素とシュウ酸
は塩酸溶液中に溶解する。その溶液に過酸化水素などの
酸化剤を添加すると、シュウ酸イオンは水と二酸化炭素
に分解し、二酸化炭素は揮発して前記塩酸溶液から除去
される。
[Effect] Add hydrochloric acid to transuranium oxalate 1
When heated to a temperature below 00 ° C., the transuranic element and oxalic acid dissolve in the hydrochloric acid solution. When an oxidizing agent such as hydrogen peroxide is added to the solution, oxalate ions are decomposed into water and carbon dioxide, and the carbon dioxide volatilizes and is removed from the hydrochloric acid solution.

【0021】シュウ酸イオンを分解した溶液を 100℃以
下の温度で加熱して水分を除去すると、超ウラン元素の
塩化物(含水塩)を得ることができ、さらに塩化物中の
結晶水を除去して塩化物(無水)を得ることができる。
When the solution obtained by decomposing oxalate ions is heated at a temperature of 100 ° C. or less to remove water, a chloride (hydrous salt) of a transuranium element can be obtained.
The water of crystallization can be removed to obtain the chloride (anhydrous) .

【0022】しかして本発明は 100℃以下の温度で反応
させるため、構造材の腐食を防ぐとともに、蒸気圧の高
い超ウラン元素の四塩化物を揮発させることなしに、超
ウラン元素のシュウ酸塩を超ウラン元素の塩化物に転換
することができる。
In the present invention, however, the reaction is carried out at a temperature of 100 ° C. or less, so that the corrosion of the structural material is prevented and the oxalic acid of the transuranium element is eliminated without volatilizing the tetrachloride of the transuranium element having a high vapor pressure. The salt can be converted to the transuranium chloride.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

(第1の実施例)本発明に係る超ウラン元素のシュウ酸
塩を塩化物に転換する方法の第1の実施例を図1および
2により説明する。図1は本発明に係る高レベル廃液の
群分離方法を説明するためのブロック図を示す。高レベ
ル廃液1中には、核分裂生成物であるアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、白金族、希土類元素、運転中に生成し
たプルトニウムなどの超ウラン元素などが存在する。
(First Embodiment) A first embodiment of the method for converting a transuranium oxalate into a chloride according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram for explaining a method for group separation of high-level waste liquid according to the present invention. The high-level waste liquid 1 contains fission products such as alkali metals, alkaline earth metals, platinum groups, rare earth elements, and transuranium elements such as plutonium generated during operation.

【0024】高レベル廃液1にシュウ酸2を添加してシ
ュウ酸塩を生成させ(シュウ酸塩沈殿法3)、ろ液4に
アルカリ金属元素5、白金族元素6を回収し、沈殿物7
に希土類元素8、超ウラン元素9、アルカリ土類金属元
素10を回収する。回収した沈殿物7を塩化物転換11し、
電解精製法12で希土類元素8と超ウラン元素9を分離す
る。
Oxalic acid 2 is added to the high-level waste liquid 1 to form oxalate (oxalate precipitation method 3), and the alkali metal element 5 and the platinum group element 6 are recovered in the filtrate 4, and the precipitate 7
Then, a rare earth element 8, a transuranium element 9, and an alkaline earth metal element 10 are recovered. The recovered precipitate 7 is converted to chloride 11,
The rare earth element 8 and the transuranium element 9 are separated by the electrolytic refining method 12.

【0025】図2は本発明の第1の実施例に係る超ウラ
ン元素のシュウ酸塩13を塩化物(無水)22に転換する方
法を示している。塩酸溶液中のシュウ酸を分解する方法
としては過酸化水素を用いる方法、塩酸溶液中の水分を
蒸発する方法は間接加熱する方法、塩化物(含水塩)18
中の水分を除去する方法としてはアルゴン19の気流中で
塩化水素20と接触させる方法を選択した。
FIG. 2 shows a method for converting a transuranium oxalate 13 to a chloride (anhydrous) 22 according to a first embodiment of the present invention. As a method for decomposing oxalic acid in hydrochloric acid solution, a method using hydrogen peroxide, a method for evaporating water in hydrochloric acid solution, a method using indirect heating, a method using chloride (hydrous salt) 18
As a method for removing water therein, a method of contacting with hydrogen chloride 20 in a stream of argon 19 was selected.

【0026】超ウラン元素のシュウ酸塩13に塩酸14を添
加して溶解した後、90℃に加熱15し、過酸化水素16を添
加してシュウ酸を分解した後、蒸発乾固17して塩化物
(含水塩)18を得る。その後、アルゴン19と塩化水素20
を添加して 280℃程度まで加熱21させて結晶水を除去
し、塩化物(無水)22を得る。
After adding hydrochloric acid 14 to the oxalate 13 of transuranium element and dissolving it, the mixture is heated 15 to 90 ° C., hydrogen peroxide 16 is added to decompose oxalic acid, and then evaporated to dryness 17 The chloride (hydrate salt) 18 is obtained. Then argon 19 and hydrogen chloride 20
And heated to about 280 ° C. to remove water of crystallization to obtain chloride (anhydrous) 22.

【0027】塩化物転換法の原理を以下に示す。超ウラ
ン元素のシュウ酸塩13は塩酸14を添加すると(1)式の
反応により塩酸に溶解する。 Np(C2 4 2 ・nH2 O+4HCl→ Np4++4Cl-+4H+ +2C2 4 -2 +nH2 O ・・・(1) Am2 (C2 4 3 ・nH2 O+6HCl→ 2Am3++6Cl-+6H+ +3C2 4 -2 +nH2 O ・・・(1a)
The principle of the chloride conversion method is described below. When oxalate 13 of transuranium element is added with hydrochloric acid 14, it dissolves in hydrochloric acid by the reaction of formula (1). Np (C 2 O 4) 2 · nH 2 O + 4HCl → Np 4+ + 4Cl - + 4H + + 2C 2 O 4 -2 + nH 2 O ··· (1) Am 2 (C 2 O 4) 3 · nH 2 O + 6HCl → 2Am 3+ + 6Cl - + 6H + + 3C 2 O 4 -2 + nH 2 O ··· (1a)

【0028】この溶液をそのまま蒸発乾固してもシュウ
酸が残存し塩化物が得られない。そこで、塩酸溶液に過
酸化水素16を添加することにより、(2)式の反応によ
ってシュウ酸イオンを二酸化炭素と水に分解し塩酸溶液
中から除去できる。 C2 4 -2 +H2 2 +2H+ →2CO2 +2H2 O ・・・(2)
Even if this solution is evaporated to dryness, oxalic acid remains and no chloride can be obtained. Therefore, by adding hydrogen peroxide 16 to the hydrochloric acid solution, oxalate ions can be decomposed into carbon dioxide and water by the reaction of equation (2) and removed from the hydrochloric acid solution. C 2 O 4 -2 + H 2 O 2 + 2H + → 2CO 2 + 2H 2 O (2)

【0029】シュウ酸を除去して蒸発乾固すると
(1)、(1a)式は(3)、(3a)式のようになり
超ウラン元素の塩化物が生成する。
When oxalic acid is removed and evaporated to dryness, the formulas (1) and (1a) are changed to the formulas (3) and (3a) to produce a transuranium element chloride.

【0030】 Np(C2 4 2 ・nH2 O+4HCl+2H2 2 → NpCl4 ・(n+4)H2 O+4CO2 ・・・(3) Am2 (C2 4 3 ・nH2 O+6HCl+3H2 2 → 2AmCl3 ・(n+6)H2 O+6CO2 ・・・(3a)Np (C 2 O 4 ) 2 .nH 2 O + 4HCl + 2H 2 O 2 → NpCl 4. (N + 4) H 2 O + 4CO 2 (3) Am 2 (C 2 O 4 ) 3 .nH 2 O + 6 HCl + 3 H 2 O 2 → 2AmCl 3 · (n + 6) H 2 O + 6CO 2 (3a)

【0031】表1に超ウラン元素のシュウ酸塩に塩酸溶
液を添加して直接加熱して水分を蒸発させる従来の技術
と過酸化水素を用いて塩酸溶液中のシュウ酸イオンを分
解した後、直接加熱し水分を蒸発させる本発明の第1の
実施例でのシュウ酸の分解率を比較して示している。超
ウラン元素のシュウ酸塩の模擬物質として超ウラン元素
と化学的性質が類似している希土類元素のシュウ酸塩を
用いて実験を行った。
Table 1 shows that a conventional technique of adding a hydrochloric acid solution to an oxalate of a transuranium element and directly heating it to evaporate water and decomposing oxalate ions in the hydrochloric acid solution by using hydrogen peroxide were used. The oxalic acid decomposition rate in the first embodiment of the present invention in which water is directly heated to evaporate water is compared and shown. The experiment was conducted using a rare earth oxalate similar in chemical properties to transuranium as a simulated substance of transuranium oxalate.

【0032】シュウ酸の分解率は、従来の技術および本
発明の第1の実施例で得られた物質中のシュウ酸/希土
類元素比で評価した。希土類元素は一般的に溶液中で3
価のイオンとして存在し、シュウ酸は一般的に溶液中で
2価イオンとして存在するため、初期条件として与えら
れる希土類元素のシュウ酸塩中のシュウ酸/希土類元素
比は 1.50 になる。
The decomposition rate of oxalic acid was evaluated based on the oxalic acid / rare earth element ratio in the materials obtained by the conventional technique and the first embodiment of the present invention. Rare earth elements are generally 3
Since oxalic acid generally exists as a divalent ion in a solution, the oxalic acid / rare earth element ratio in the rare earth oxalate given as an initial condition is 1.50.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】本発明ではシュウ酸ランタン 0.015Mに6
Mの塩酸を15ml添加して溶解し、90℃で30%過酸化水素
0.5ml/分の割合で少量ずつ連続添加して5時間反応さ
せた後、直接加熱して水分を蒸発させた結果を表1に示
す。
In the present invention, lanthanum oxalate is added to 0.015 M
M hydrochloric acid (15 ml) is added and dissolved.
Table 1 shows the result of evaporating water by direct heating after a continuous addition at a rate of 0.5 ml / min.

【0035】従来の技術では初期にシュウ酸/希土類元
素比が初期条件 1.50 という値であった。これに対し、
本発明によれば過酸化水素でシュウ酸を分解した後のシ
ュウ酸/希土類元素比は 0.074以下という値であり、シ
ュウ酸が分解でき塩化物が生成することが確認された。
In the prior art, the initial ratio of oxalic acid / rare earth element was 1.50 under the initial condition. In contrast,
According to the present invention, the oxalic acid / rare earth element ratio after decomposing oxalic acid with hydrogen peroxide was 0.074 or less, and it was confirmed that oxalic acid was decomposed and chloride was generated.

【0036】(3a)式によればアメリシウムなど3価
のイオン1Mを塩化物にして回収するには3Mの塩素イ
オンが必要となり、アメリシウムを塩化物にするために
必要な塩素/アメリシウムのモル比は3となる。
According to the equation (3a), 3M chloride ions are required to convert 1M of trivalent ions such as americium into chloride, and the molar ratio of chlorine / americium required to convert americium into chloride is required. Becomes 3.

【0037】また、同様にネプツニウムなどの4価のイ
オン1Mを塩化物にして回収するには4Mの塩素イオン
が必要となり、ネプツニウムを塩化物にするために必要
な塩素/ネプツニウムのモル比は4となる。実験では
0.015Mのランタンに対して 0.09 Mの塩素イオンを添
加することになり、塩素/ランタンのモル比は6とな
る。これは化学当量に対して2倍の量を添加することに
なる。
Similarly, in order to convert 1M of tetravalent ions such as neptunium into chloride and recover it, 4M chloride ions are required, and the molar ratio of chlorine / neptunium required to convert neptunium into chloride is 4%. Becomes In the experiment
This means that 0.09 M chloride ions are added to 0.015 M lanthanum, and the chlorine / lanthanum molar ratio is 6. This would add twice the amount of the chemical equivalent.

【0038】また、(2)式によれば2価のシュウ酸イ
オン1Mを分解するために過酸化水素1Mが必要とな
り、シュウ酸を分解するために必要なシュウ酸/過酸化
水素のモル比は1となる。実験ではシュウ酸ランタン
0.015Mを初期添加量にしたため、溶液中のシュウ酸量
は 0.0255 Mとなる。
According to the equation (2), 1 M of hydrogen peroxide is required to decompose 1 M of divalent oxalate ions, and the oxalic acid / hydrogen peroxide molar ratio required to decompose oxalic acid is required. Becomes 1. Lanthanum oxalate in experiment
Since the initial addition amount was 0.015M, the amount of oxalic acid in the solution was 0.0255M.

【0039】これに30%の過酸化水素150ml 添加したた
め、比重を1と仮定すると 1.38 Mの過酸化水素を添加
したことになり、シュウ酸/過酸化水素のモル比は61と
なる。これは化学当量に対して61倍とかなり過剰な量を
添加することになる。
Since 150 ml of 30% hydrogen peroxide was added thereto, assuming a specific gravity of 1, this means that 1.38 M hydrogen peroxide was added, and the oxalic acid / hydrogen peroxide molar ratio was 61. This means that a substantial excess of 61 times the chemical equivalent is added.

【0040】3価の超ウラン元素を塩化物に転換する場
合は化学当量に対して1倍の量を添加すればよいため、
塩素/3価の超ウラン元素のモル比は6の他に3〜6、
またシュウ酸/過酸化水素のモル比は61の他に1〜61の
範囲で使用可能である。
When converting a trivalent transuranium element into a chloride, it is sufficient to add an amount equivalent to one time the chemical equivalent.
The molar ratio of chlorine / trivalent transuranium element is 3 to 6 in addition to 6,
The molar ratio of oxalic acid / hydrogen peroxide can be used in the range of 1 to 61 in addition to 61.

【0041】以上のことから、シュウ酸に塩酸を加えて
溶解した後、過酸化水素を添加することにより容易にシ
ュウ酸塩を分解でき塩化物を生成することができ、高温
で処理する従来の転換方法に比べて揮発性の四塩化ネプ
ツニウムを気相中に移行することなく、容易に塩化物に
することができる。
From the above, by adding hydrochloric acid to oxalic acid and dissolving it, by adding hydrogen peroxide, oxalate can be easily decomposed and chloride can be formed. Compared with the conversion method, volatile neptunium tetrachloride can be easily converted to chloride without transferring into the gas phase.

【0042】図3は高レベル廃液1から超ウラン元素9
を電解精製により回収するまでの工程において、従来例
(図3(a))と本発明の実施例(図3(b))を含む
工程を比較して示している。
FIG. 3 shows that from the high level waste liquid 1 to the transuranium element 9
In the process up to recovering by electrorefining, steps including a conventional example (FIG. 3A) and an example of the present invention (FIG. 3B) are compared and shown.

【0043】すなわち、従来は図3(a)に示したよう
に高レベル廃液1全量をマイクロ波23で脱硝24した後、
酸化物25に転換し、炭素26を添加してアルゴン19雰囲気
で1014K( 741℃)に加熱27した後、塩素28を接触させ
酸化物25を塩化物(揮発性元素なし)29に転換する。
That is, conventionally, as shown in FIG.
After conversion to oxide 25, addition of carbon 26 and heating 27 at 1014K (741 ° C.) in an atmosphere of argon 19, chlorine 28 is contacted to convert oxide 25 to chloride (no volatile elements) 29.

【0044】一部揮発性元素30(四塩化ネプツニウム3
1、四塩化ウラニウム32)が揮発するため、冷却33して
回収し、得られた塩化物(揮発性元素なし)29に混合し
た後、塩化カリウム−塩化リチウム34の溶融塩中に溶解
させる。
Partially volatile element 30 (neptunium tetrachloride 3
1. Since uranium tetrachloride 32) is volatilized, it is cooled 33, collected and mixed with the obtained chloride (with no volatile elements) 29, and then dissolved in a molten salt of potassium chloride-lithium chloride 34.

【0045】その後、リチウム35などの還元剤を添加し
てカドミウム36浴に抽出37させた後、カドミウム36浴を
陽極にして電解38を行、陰極上に超ウラン元素9を回収
し、アルカリ金属元素5、アルカリ土類金属元素10、白
金属元素6、希土類元素8と分離する。
Then, after adding a reducing agent such as lithium 35 and extracting 37 into a cadmium 36 bath, electrolysis 38 is performed using the cadmium 36 bath as an anode, and a transuranium element 9 is recovered on the cathode, and an alkali metal It is separated from element 5, alkaline earth metal element 10, white metal element 6, and rare earth element 8.

【0046】これに対して本発明の実施例では、図3
(b)に示すように高レベル廃液1にシュウ酸2を添加
してシュウ酸塩13(超ウラン元素9、希土類元素8、ア
ルカリ土類金属元素10)を生成させ、ろ液4中のアルカ
リ金属元素5、白金属元素6と分離した後、得られたシ
ュウ酸塩13に塩酸14を添加して加熱15し溶解した後、過
酸化水素16を添加してシュウ酸を分解した後、蒸発乾固
17し塩化物(含水塩)18を得る。
On the other hand, in the embodiment of the present invention, FIG.
As shown in (b), oxalic acid 2 is added to high-level waste liquid 1 to form oxalate 13 (transuranium element 9, rare earth element 8, alkaline earth metal element 10), and alkali in filtrate 4 After being separated from the metal element 5 and the white metal element 6, hydrochloric acid 14 is added to the obtained oxalate 13 and dissolved by heating 15; hydrogen peroxide 16 is added to decompose oxalic acid; Dry
17 to obtain chloride (hydrate salt) 18.

【0047】この塩化物(含水塩)18をアルゴン19と塩
化水素20を添加して 300℃程度に加熱21して脱水し塩化
物(無水)22を得る。この塩化物(無水)22を塩化カリ
ウム−塩化リチウム34の溶融塩中に溶解させた後、不溶
性の陽極と陰極を用いて電解38し、超ウラン元素9を回
収しアルカリ土類金属元素10、希土類元素8と分離す
る。
The chloride (hydrous salt) 18 is dehydrated by adding argon 19 and hydrogen chloride 20 and heating 21 to about 300 ° C. 21 to obtain a chloride (anhydrous) 22. After dissolving this chloride (anhydrous) 22 in a molten salt of potassium chloride-lithium chloride 34, it is electrolyzed 38 using an insoluble anode and cathode, and the transuranium element 9 is recovered and the alkaline earth metal element 10, Separates from rare earth element 8.

【0048】表2は酸化物から炭素と塩素を用いて塩化
物を得る従来例の処理方法と、シュウ酸塩から塩酸と過
酸化水素を用いて塩化物を得る本発明の実施例の処理方
法での各プロセスの設備およびその容量を示す。
Table 2 shows a conventional method for obtaining a chloride from an oxide using carbon and chlorine, and a processing method for an example of the present invention for obtaining a chloride from oxalate using hydrochloric acid and hydrogen peroxide. The equipment of each process and its capacity are shown.

【0049】従来例は以下の6つのプロセスに分類でき
る。高レベル廃液にマイクロ波を照射して脱硝した酸化
物に炭素を添加して混合する混合機、炭素と酸化物の混
合物を 741℃の温度で塩素と反応させる塩素化反応炉、
四塩化ネプツニウムなどの揮発性の元素を凝縮器で回収
する揮発物回収装置、未反応の塩素ガスを回収する塩素
ガス回収装置、塩素ガス回収装置の後段に位置した塩素
ガスを環境に放出しないための廃ガス処理装置、揮発物
回収装置から回収された揮発物と、塩素化反応炉から生
成した塩化物とを混合する揮発物の回収塩への溶解炉の
6つのプロセスである。
The conventional example can be classified into the following six processes. A mixer that irradiates high-level wastewater with microwaves to add carbon to the denitrated oxide and mixes it, a chlorination reactor that reacts a mixture of carbon and oxide with chlorine at a temperature of 741 ° C,
A volatile matter recovery device that recovers volatile elements such as neptunium tetrachloride with a condenser, a chlorine gas recovery device that recovers unreacted chlorine gas, and chlorine gas that is located after the chlorine gas recovery device is not released to the environment. And a furnace for dissolving volatiles into recovered salts by mixing volatiles recovered from a waste gas treatment device and a volatiles recovery device with chlorides generated from a chlorination reactor.

【0050】設備量については従来例では各プロセスの
処理量を基準にして算出した。運転は一日3サイクル行
うため、塩素化反応炉、揮発物回収装置、揮発物の回収
塩への溶解炉は一日処理量の1/3の処理能力を有して
いる。
In the conventional example, the equipment amount was calculated based on the processing amount of each process. Since the operation is performed three times a day, the chlorination reaction furnace, the volatile matter recovery device, and the furnace for dissolving the volatiles in the recovered salt have a processing capacity of 1/3 of the daily processing amount.

【0051】また、空気雰囲気で処理できるのは混合機
のみであり、後段の塩素化炉以下の装置については水分
および酸素濃度を管理する必要があり、かつ多量の塩素
を使用するため塩素使用に対応した装置設計を行う必要
がある。
Further, only a mixer can be treated in an air atmosphere, and it is necessary to control the water and oxygen concentrations in the equipment below the chlorination furnace in the latter stage, and use a large amount of chlorine. It is necessary to design a corresponding device.

【0052】本発明の実施例は以下の4つのプロセスに
分類できる。塩酸にシュウ酸を添加して溶解し過酸化水
素によりシュウ酸を分解した後蒸発乾固して塩化物(含
水塩)にする塩素化反応炉、塩化物(含水塩)を 277℃
でアルゴンと乾燥塩化水素ガスで脱水し無水の塩化物を
生成する脱水槽、未反応の塩化水素ガスを回収する塩化
水素ガス回収装置、塩化水素ガス回収装置の後段に位置
し塩素ガスを環境に放出しないための廃ガス処理装置の
4つのプロセスである。
The embodiments of the present invention can be classified into the following four processes. Add oxalic acid to hydrochloric acid, dissolve it, decompose oxalic acid with hydrogen peroxide, evaporate to dryness to make chloride (hydrated), chlorination reactor, 277 ° C chloride (hydrated)
Dehydration with argon and dry hydrogen chloride gas to produce anhydrous chlorides, a hydrogen chloride gas recovery device to recover unreacted hydrogen chloride gas, and a chlorine gas recovery device located downstream of the hydrogen chloride gas recovery device There are four processes of waste gas treatment equipment for not discharging.

【0053】使用済み燃料1トン当たり再処理した高レ
ベル廃液中の超ウラン元素(ウランを含む)は25.78 モ
ル、アルカリ土類元素は29.81 モル、希土類元素は 10
5.7モルである。一日当たり再処理するウランは4トン
であるため、超ウラン元素は 103.12 モル、アルカリ土
類金属および希土類元素は 542.04 モルとなりト―タル
で 645.16 モルとなる。
Per ton of spent fuel, 25.78 moles of transuranium elements (including uranium), 29.81 moles of alkaline earth elements, and 10
5.7 mol. Since 4 tons of uranium are reprocessed per day, the transuranium element is 103.12 mol, the alkaline earth metal and rare earth element is 542.04 mol, and the total is 645.16 mol.

【0054】本実施例では 0.015モルの希土類元素を溶
解するのに6Nの塩酸溶液15ml添加する必要があるの
で、実プロセスでは 0.65 m3 の塩酸を添加する計算に
なる。反応時間は5時間であったため、運転は余裕をみ
て一日2サイクルとした。
In the present embodiment, it is necessary to add 15 ml of a 6N hydrochloric acid solution to dissolve 0.015 mol of rare earth element. Therefore, in the actual process, it is calculated to add 0.65 m 3 of hydrochloric acid. Since the reaction time was 5 hours, the operation was performed twice a day for a margin.

【0055】そのため、1サイクルで処理する必要のあ
る容量は 0.325m3 となる。塩素反応炉は空気雰囲気で
処理できるが、後段の塩素化反応炉以下の装置について
は水分および酸素濃度を管理する必要があり、かつ塩化
水素を使用するため塩化水素使用に対応した装置設計を
行う必要がある。
Therefore, the capacity that needs to be processed in one cycle is 0.325 m 3 . The chlorine reactor can be treated in an air atmosphere, but it is necessary to control the moisture and oxygen concentrations for the devices below the chlorination reactor in the latter stage, and to use hydrogen chloride, design the device corresponding to the use of hydrogen chloride. There is a need.

【0056】しかし、塩化水素ガスは脱水の目的で用い
るため、塩素化の目的で塩素を用いる従来例に比べて少
量の塩素化剤の使用でよい。そのため、塩化水素回収装
置および廃ガス処理装置は従来例に比べて小型化でき
る。
However, since hydrogen chloride gas is used for the purpose of dehydration, a smaller amount of chlorinating agent may be used as compared with the conventional example using chlorine for the purpose of chlorination. Therefore, the hydrogen chloride recovery device and the waste gas treatment device can be downsized as compared with the conventional example.

【0057】従来例および本発明のメインプロセス量を
比較すると従来例では 1.5m3 であるのに対し、本発明
の実施例は 0.8m3 と約半分にすることができる。この
ことから、単純に設備容量の比較から建設費を算出する
とメインプロセスについて約50%のコストダウンが期待
できる。
When comparing the conventional process and the main process amount of the present invention, the conventional process amount is 1.5 m 3 , whereas the embodiment of the present invention can be reduced to about half, that is, 0.8 m 3 . From this, if the construction cost is calculated simply by comparing the installed capacity, it can be expected that the cost of the main process will be reduced by about 50%.

【0058】また、使用する雰囲気により耐蝕性材料な
ど高価な材料を使用する必要があるため、建設費および
維持費がことなる。とくに、塩素化剤を使用する工程で
は腐食に対する材料の交換などの維持費や雰囲気管理な
どが必要になってくるためコスト的に高くなることが予
想される。
Further, it is necessary to use an expensive material such as a corrosion-resistant material depending on the atmosphere to be used, so that the construction cost and the maintenance cost are different. In particular, in a process using a chlorinating agent, maintenance costs such as material replacement for corrosion and atmosphere management are required, so that the cost is expected to be high.

【0059】とくに、従来例において塩素化炉では高濃
度の塩素を 800℃の温度で反応させるため建設費および
維持費が高くなると予想される。そのため、単純に設備
容量と建設費が比例するわけではないが単純に評価する
とメインプロセスについては約50%のコストダウンがで
きる。
In particular, in the conventional example, in a chlorination furnace, a high concentration of chlorine is reacted at a temperature of 800 ° C., so that it is expected that the construction cost and the maintenance cost will be high. For this reason, the installed capacity is not simply proportional to the construction cost, but simply evaluating it can reduce the cost of the main process by about 50%.

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】(第2の実施例)つぎに本発明に係る第2
の実施例を図2および3、表4により説明する。図2は
本発明に係る超ウラン元素のシュウ酸塩を塩化物に転換
する方法である。塩酸溶液中のシュウ酸を分解する方法
としては過酸化水素を用いる方法、塩酸溶液中の水分を
蒸発する方法としては間接加熱する方法、塩化物(含水
塩)中の水分を除去する方法としてはアルゴン気流中で
塩化水素と接触させる方法を選択した。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment according to the present invention will be described.
Will be described with reference to FIGS. 2 and 3 and Table 4. FIG. 2 shows a method for converting a transuranium oxalate into a chloride according to the present invention. As a method for decomposing oxalic acid in a hydrochloric acid solution, a method using hydrogen peroxide, a method for evaporating water in a hydrochloric acid solution, a method using indirect heating, and a method for removing water in chlorides (hydrous salts) include: The method of contacting with hydrogen chloride in an argon stream was selected.

【0062】シュウ酸塩13に塩酸14を添加して溶解した
後90℃程度に加熱15し、過酸化水素16を添加してシュウ
酸を分解した後、蒸発乾固17し塩化物(含水塩)18を得
る。その後、アルゴン19と塩化水素20を添加して 280℃
程度まで加熱21させて結晶水を除去し塩化物(無水)22
を得る。
After adding hydrochloric acid 14 to oxalate 13 and dissolving it, it is heated 15 to about 90 ° C., hydrogen peroxide 16 is added to decompose oxalic acid, and evaporated to dryness 17 to obtain chloride (hydrated salt). Get 18). After that, add argon 19 and hydrogen chloride 20 to 280 ℃
Heat to about 21 to remove water of crystallization and chloride (anhydrous) 22
Get.

【0063】過酸化水素の添加方法は(1) 5分おきに
2.6mlずつ一気に添加する方法および(2) 約20μlの液
滴量で連続添加する方法の二種類の方法で行い、両方法
とも5時間で150ml 添加した結果を表3に示す。
The method of adding hydrogen peroxide is as follows: (1) Every 5 minutes
Table 3 shows the results obtained by adding two kinds of liquid at a time, namely, a method of adding 2.6 ml at a time and a method of (2) a method of continuously adding droplets of about 20 μl.

【0064】[0064]

【表3】 [Table 3]

【0065】過酸化水素は不安定で(4)式のように分
解しやすい。(化学辞典) 2H2 2 =2H2 O+O2 +46.2kcal ・・・(4) そのため、一気に添加すると、溶液中で未反応な過酸化
水素自身が分解してシュウ酸の分解が効率よく行われな
くなる。以上の結果より、過酸化水素を添加する方法と
しては一気に添加するよりも少量ずつ連続添加する方
が、同じ過酸化水素量で効率よくシュウ酸を分解するこ
とができる。
Hydrogen peroxide is unstable and is easily decomposed as shown in equation (4). (Chemical Dictionary) 2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 +46.2 kcal (4) Therefore, when added at a stretch, unreacted hydrogen peroxide itself decomposes in the solution to efficiently decompose oxalic acid. I will not be. From the above results, as a method of adding hydrogen peroxide, oxalic acid can be decomposed more efficiently with the same amount of hydrogen peroxide when it is added continuously little by little than when it is added all at once.

【0066】表4に過酸化水素の他にオゾンを用いて塩
酸中のシュウ酸を分解した結果を示す。オゾンは過酸化
水素同様徐々に吹き込んでシュウ酸と反応させた。過酸
化水素を添加したのと同様、シュウ酸の分解率は95%以
上となった。オゾンは酸化力が強く1体積の水に 0.018
(0℃、1atm )溶解し、常温で徐々に分解し酸素とな
る。シュウ酸を分解する方法としてオゾンを用いること
も効果的である。
Table 4 shows the results of decomposition of oxalic acid in hydrochloric acid using ozone in addition to hydrogen peroxide. Ozone was gradually blown in like the hydrogen peroxide to react with oxalic acid. As in the case of adding hydrogen peroxide, the decomposition rate of oxalic acid was 95% or more. Ozone has a strong oxidizing power.
(0 ° C, 1 atm) dissolves and gradually decomposes to oxygen at normal temperature. It is also effective to use ozone as a method for decomposing oxalic acid.

【0067】[0067]

【表4】 [Table 4]

【0068】(第3の実施例)本発明の第3の実施例を
図2および表5により説明する。前記第1の実施例にお
いては図2に示したように超ウラン元素のシュウ酸塩13
を塩化物(無水)22に転換する方法の工程を示し、この
工程中、塩酸溶液中のシュウ酸を分解する方法として過
酸化水素16を用い、塩酸溶液中の水分を蒸発する方法と
して間接加熱する方法を用い、塩化物(含水塩)18中の
水分を除去する方法としてアルゴン19の気流中で塩化水
素20と接触させる方法について説明した。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, as shown in FIG.
Shows the steps of a method for converting oxalic acid into hydrochloric acid (anhydrous) 22 in which hydrogen peroxide 16 is used to decompose oxalic acid in the hydrochloric acid solution, and indirect heating is used to evaporate water in the hydrochloric acid solution As a method for removing water in the chloride (hydrate salt) 18 by using the method described above, a method of contacting with hydrogen chloride 20 in a stream of argon 19 has been described.

【0069】すなわち、第1の実施例では図2におい
て、超ウラン元素のシュウ酸塩13に塩酸14を添加して溶
解した後、90℃程度に加熱15し、過酸化水素16を添加し
てシュウ酸を分解した後、蒸発乾固17して塩化物(含水
塩)18を得る。その後、アルゴン19と塩化水素20を添加
して 280℃程度まで加熱21させて結晶水を除去し塩化物
(無水)22を得ている。
That is, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, hydrochloric acid 14 was added to and dissolved in oxalate 13 of a transuranium element, heated to about 90 ° C. 15 and hydrogen peroxide 16 was added. After decomposing oxalic acid, it is evaporated to dryness 17 to obtain chloride (hydrated salt) 18. Thereafter, argon 19 and hydrogen chloride 20 were added, and the mixture was heated 21 to about 280 ° C. 21 to remove water of crystallization to obtain chloride (anhydrous) 22.

【0070】ここで、本実施例では塩酸中のシュウ酸イ
オンを分解する方法として過酸化水素添加の代りに、電
解による方法、紫外線による方法またはγ線を照射する
方法を使用する。
Here, in this embodiment, as a method for decomposing oxalate ions in hydrochloric acid, a method using electrolysis, a method using ultraviolet rays, or a method using γ rays is used instead of adding hydrogen peroxide.

【0071】電解による方法ではコルベ法を適用し、陽
極酸化によりカルボン酸のカルボキシル基を二酸化炭素
にして放出し分解する。陽極での反応を(5)式に示
す。
In the electrolysis method, the Kolbe method is applied, and the carboxyl group of the carboxylic acid is converted to carbon dioxide by anodic oxidation to be released and decomposed. The reaction at the anode is shown in equation (5).

【0072】 陽極:H2 2 4 =2CO2 (g)+2H+ +2e- −0.49Vvs.NHE(標準水素電極)・・(5)Anode: H 2 C 2 O 4 = 2CO 2 (g) + 2H + + 2e −0.49 V vs. NHE (standard hydrogen electrode) (5)

【0073】紫外線による方法では、(6)式に示す様
に、水に 184.9nmの波長を照射するとラジカルが生成
し、ラジカルがシュウ酸に作用して分解する方法であ
る。 H2 O→・OH+・H ・・・(6) γ線による方法では、γ線を照射すると紫外線を照射し
たと同様ラジカルが生成しシュウ酸を分解する。
In the method using ultraviolet rays, when water is irradiated with a wavelength of 184.9 nm as shown in the equation (6), radicals are generated, and the radicals act on oxalic acid and are decomposed. H 2 O → OH + H (6) In the method using γ-rays, when γ-rays are irradiated, radicals are generated and oxalic acid is decomposed as in the case of irradiation with ultraviolet rays.

【0074】以上の4つの方法により、シュウ酸ランタ
ン 0.01 M(ランタン 0.01 M、シュウ酸 0.015M)に
塩酸50ml添加して分解実験を行った結果を表5に示す。
Table 5 shows the results of a decomposition experiment conducted by adding 50 ml of hydrochloric acid to 0.01 M of lanthanum oxalate (0.01 M of lanthanum, 0.015 M of oxalic acid) by the above four methods.

【0075】[0075]

【表5】 [Table 5]

【0076】以上の結果から、第1の実施例の過酸化水
素を添加する方法は短時間で塩酸溶液中のシュウ酸イオ
ンを分解できるが、薬剤を添加する必要がある。また、
電解は電極を繰り返し使用すれば容易にシュウ酸イオン
を分解できるが、過酸化水素を添加する方法に比較して
反応時間が長くなる。
From the above results, the method of adding hydrogen peroxide according to the first embodiment can decompose oxalate ions in a hydrochloric acid solution in a short time, but requires the addition of a chemical. Also,
In the electrolysis, oxalate ions can be easily decomposed by repeatedly using the electrode, but the reaction time becomes longer as compared with the method of adding hydrogen peroxide.

【0077】紫外線照射、γ線照射を行えば、反応時間
は3時間と過酸化水素を添加する方法と比べて短いが分
解率が90%となる。それぞれ、一長一短があるが、過酸
化水素を添加する方法の他に電解による方法、紫外線に
よる方法、γ線を照射する方法を使用することができ、
また、これらの方法を併用することもできる。
When ultraviolet irradiation and γ-ray irradiation are performed, the reaction time is 3 hours, which is shorter than the method of adding hydrogen peroxide, but the decomposition rate is 90%. Although each has its advantages and disadvantages, it is possible to use a method of electrolysis, a method of ultraviolet rays, and a method of irradiating γ rays in addition to the method of adding hydrogen peroxide,
Further, these methods can be used in combination.

【0078】(第4の実施例)図2における塩化物(含
水塩)18中の水分を除去する方法として本実施例では、
蒸発乾固した塩化物(含水塩)18を窒素およびアルゴン
19気流中で 350K(77℃)まで徐々に昇温して一水塩ま
たは二水塩の塩化物40にした後、乾燥した塩化水素20の
ガス雰囲気中で 550K( 277℃)まで昇温することによ
り塩化物無水塩43を得る(図4(b)参照)。また、溶
融塩中に存在している水分を乾燥塩化水素ガスや塩素ガ
スで除去する方法や、黒鉛などの不活性な電極で電解38
することにより除去する(図4(c)参照)。
(Fourth Embodiment) In this embodiment, a method for removing water in the chloride (hydrate salt) 18 in FIG.
Evaporate and dry chloride (hydrated salt) 18 with nitrogen and argon
The temperature is gradually increased to 350 K (77 ° C.) in a stream of 19 to obtain chloride 40 of monohydrate or dihydrate, and then to 550 K (277 ° C.) in a dry hydrogen chloride 20 gas atmosphere. Thus, an anhydrous chloride salt 43 is obtained (see FIG. 4B). Also, there is a method of removing water present in the molten salt with dry hydrogen chloride gas or chlorine gas, or an electrolytic method using an inert electrode such as graphite.
(See FIG. 4C).

【0079】そこで、得られた塩化物(含水塩)18を塩
化物40の溶融塩41中で電解38する場合、アルゴン19気流
中で塩化物(含水塩)18の結晶水をできるだけ除去した
後、塩化物40の溶融塩41に溶解して乾燥塩化水素ガスや
塩素ガスで除去する方法や、黒鉛などの不活性な電極で
電解することにより除去する方法を適用することによ
り、水分除去工程を新たに設ける必要なしに水分を除去
できる。
Therefore, when the obtained chloride (hydrate) 18 is electrolyzed 38 in a molten salt 41 of chloride 40, the water of crystallization of chloride (hydrate) 18 is removed as much as possible in a stream of argon 19. The water removal step is performed by applying a method of dissolving the chloride 40 in the molten salt 41 and removing it with dry hydrogen chloride gas or chlorine gas or a method of removing the same by electrolysis with an inert electrode such as graphite. Moisture can be removed without having to provide a new one.

【0080】図4は本発明にシュウ酸塩を塩化物に転換
した後の塩化物18中の水分を除去する方法を示すブロッ
ク図で、(a)は第1実施例を本実施例と対比するため
に図示したもので、(b)、(c)は第4の実施例をそ
れぞれ示している。
FIG. 4 is a block diagram showing a method for removing water in chloride 18 after converting oxalate into chloride according to the present invention. FIG. 4 (a) shows a comparison between the first embodiment and this embodiment. (B) and (c) show the fourth embodiment, respectively.

【0081】第1の実施例では図4(a)に示したよう
に塩化物(含水塩)18にアルゴン19を添加して77℃に加
熱39し、塩化物(一水塩または二水塩)40にした後、塩
化水素20を添加して 300℃に加熱21して塩化物(無水)
22を得る。得られた塩化物(無水)22を塩化カリウム−
塩化リチウムなどの溶融塩41に溶解42した後、無水塩化
物(溶融塩中に溶解)43を得る。アルゴン19および塩化
水素20は99.999%の純度のものを用い、1l/分の流速
で3時間接触させた。アルゴン19および塩化水素20中の
水分は精製装置を介して除去し、繰返し使用した。
In the first embodiment, as shown in FIG. 4 (a), argon 19 was added to chloride (hydrated salt) 18, heated to 77 ° C. 39, and chloride (monohydrate or dihydrate) was added. ) To 40, add hydrogen chloride 20 and heat to 300 ° C 21 to chloride (anhydrous)
Get 22. The obtained chloride (anhydrous) 22 is converted to potassium chloride-
After dissolving in a molten salt 41 such as lithium chloride, an anhydrous chloride (dissolved in the molten salt) 43 is obtained. Argon 19 and hydrogen chloride 20 were used at a purity of 99.999%, and were contacted at a flow rate of 1 l / min for 3 hours. The water in argon 19 and hydrogen chloride 20 was removed via a purifier and used repeatedly.

【0082】第4の実施例は、図4(b)に示したよう
に塩化物(含水塩)18にアルゴン19を流しながら77℃に
加熱39して、塩化物(一水塩または二水塩)40にする。
つぎに塩化物40を、塩化カリウム−塩化リチウムなどの
溶融塩41に溶解42した後、溶融塩41に塩化水素20や塩素
28を吹き込んで無水塩化物(溶融塩中に溶解)43を得
る。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 4B, the chloride (hydrous salt) 18 was heated to 77 ° C. 39 while flowing argon 19, and the chloride (monohydrate or dihydrate) was heated. Salt) to 40.
Next, chloride 40 is dissolved 42 in a molten salt 41 such as potassium chloride-lithium chloride, and then hydrogen chloride 20 or chlorine
Inject 28 to obtain anhydrous chloride (dissolved in molten salt) 43.

【0083】ここでアルゴン19は99.999%の純度のもの
を用い、1l/分の流速で2時間接触させた。塩化水素
20または塩素28は99.999%の純度のものを用い、1l/
分の流速で1時間接触させた。アルゴン19、塩化水素20
または塩素28中の水分は精製装置を介して除去し、繰返
し使用した。
Here, argon 19 having a purity of 99.999% was used and contacted at a flow rate of 1 l / min for 2 hours. Hydrogen chloride
20 or chlorine 28 having a purity of 99.999% is used.
Contact for 1 hour at a flow rate of 1 minute. Argon 19, hydrogen chloride 20
Alternatively, the water in chlorine 28 was removed through a purification device and used repeatedly.

【0084】また、本実施例の他の例として図4(c)
に示しすように塩化物(含水塩)18にアルゴン19を流し
ながら77℃に加熱39し、塩化物(一水塩または二水塩)
40にした後、塩化カリウム−塩化リチウムなどの溶融塩
41に溶解42した後、電解38することにより水分を除去し
無水塩化物(溶融塩中に溶解)43を得る。
FIG. 4C shows another example of the present embodiment.
As shown in, the chloride (hydrous salt) 18 is heated to 77 ° C while flowing argon 19 to the chloride 39 (monohydrate or dihydrate).
After adjusting to 40, molten salt such as potassium chloride-lithium chloride
After dissolving in 41, water is removed by electrolysis 38 to obtain anhydrous chloride (dissolved in molten salt) 43.

【0085】アルゴン19は99.999%の純度のものを用
い、1l/分の流速で2時間接触させた。アルゴン19の
水分は精製装置を介して除去し、繰返し使用した。電解
38は純度99.999%のアルゴンを1l/分の流速で吹き込
みながら1時間行った。
Argon 19 was used with a purity of 99.999%, and was contacted at a flow rate of 1 l / min for 2 hours. The water content of argon 19 was removed through a purifier and used repeatedly. electrolytic
38 was carried out for 1 hour while blowing argon having a purity of 99.999% at a flow rate of 1 l / min.

【0086】また、図4を基に第1の実施例および第4
の実施例のプロセスの設備およびその容量を表6に示
す。一日のシュウ酸塩処理量は第1の実施例を参考に、
一日当たり超ウラン元素103.12モル、アルカリ土類金属
および希土類元素トータルで 542.04 モル全体で 645.1
6 モル処理するとする。
Further, the first embodiment and the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
Table 6 shows the equipment and capacity of the process according to the example of the present invention. The daily oxalate treatment amount was determined by referring to the first embodiment.
103.12 moles of transuranium element per day, 542.04 moles in total for alkaline earth metals and rare earth elements 645.1 in total
Suppose you treat 6 moles.

【0087】使用する塩酸は 0.65 m3 、運転は一日2
サイクルであるため1サイクルでは0.325m3 となる。
塩素化反応炉の設備としては 0.4m3 が必要となる。ま
た、脱水のために必要な脱水槽は 0.325m3 となるため
設備としては 0.4m3 が必要となる。脱水槽は 300℃の
温度で、塩化水素雰囲気で使用するため、耐熱性、耐蝕
性に優れた材料を使用する必要がありコスト的に高くな
る可能性がある。
The hydrochloric acid used was 0.65 m 3 , and the operation was 2 times a day.
Since it is a cycle, it is 0.325 m 3 in one cycle.
0.4m 3 is required for chlorination reactor equipment. Further, the dewatering tank necessary for dehydration is required 0.4 m 3 as facilities for the 0.325 M 3. Since the dehydration tank is used in a hydrogen chloride atmosphere at a temperature of 300 ° C., it is necessary to use a material having excellent heat resistance and corrosion resistance, which may increase costs.

【0088】また、得られた塩化物1モルを溶融塩1l
(溶融塩に対して約5wt%)に溶解すると仮定すると、
645.16 lの溶融塩が必要になる。そのため、電解槽容
量としては 0.8m3 、設備容量としては1m3 が必要と
なる。
Further, 1 mol of the obtained chloride was mixed with 1 liter of molten salt.
(About 5 wt% based on the molten salt)
645.16 l of molten salt are required. Therefore, the capacity of the electrolytic cell is 0.8 m 3 and the capacity of the equipment is 1 m 3 .

【0089】第1の実施例ではカドミウム陽極を使用せ
ず陽極で塩素ガスを発生させることから、耐熱性、耐蝕
性に優れた材料を使用することが望ましい。これに対し
て、第4の実施例では第1の実施例と同様に 0.4m3
設備を有する塩素化反応炉および脱水槽、1m3 の電解
槽が必要となるが、脱水槽では 100℃以下の温度でアル
ゴンガスを使用するため、耐熱性および耐蝕性に優れた
材料を使用する必要がない。
In the first embodiment, since a chlorine gas is generated at the anode without using a cadmium anode, it is desirable to use a material having excellent heat resistance and corrosion resistance. On the other hand, in the fourth embodiment, a chlorination reactor and a dehydration tank having a facility of 0.4 m 3 and a 1 m 3 electrolytic tank are required as in the first embodiment. Since argon gas is used at the following temperature, it is not necessary to use a material having excellent heat resistance and corrosion resistance.

【0090】溶融塩で塩化水素ガスおよび塩素ガスを吹
き込む方法では塩素ガスを使用するため耐熱性、耐蝕性
に優れた材料を使用する必要がある。電解により除去す
る方法では塩素を吹き込む必要はないため、塩素ガス吹
き込みの設備が不要になり、その結果、若干設備容量が
小さくなる。第1の実施例および第4の実施例のトータ
ルの設備容量を比較しても差はないが、第1の実施例で
は脱水槽が 300℃で塩化水素ガスを使用するため、コス
ト的に若干高くなる。
In the method of blowing hydrogen chloride gas and chlorine gas with a molten salt, since chlorine gas is used, it is necessary to use a material having excellent heat resistance and corrosion resistance. In the method of removing by electrolysis, it is not necessary to blow chlorine, so that a facility for blowing chlorine gas becomes unnecessary, and as a result, the capacity of the facility is slightly reduced. There is no difference when comparing the total equipment capacity of the first embodiment and the fourth embodiment, but in the first embodiment, the dehydration tank uses hydrogen chloride gas at 300 ° C. Get higher.

【0091】[0091]

【表6】 [Table 6]

【0092】(第5の実施例)この第5の実施例は図2
に示す第1の実施例において、超ウラン元素のシュウ酸
13に塩酸14を添加して加熱15した後、塩酸溶液中のシュ
ウ酸イオンを過酸化水素16で分解除去した後、塩酸溶液
中の水分を除去する蒸発乾固17のプロセスにおいて、間
接加熱する方法の代りにマイクロ波を用いて直接加熱す
る方法を使用した例である。
(Fifth Embodiment) The fifth embodiment is different from the one shown in FIG.
In the first embodiment shown in FIG.
After adding hydrochloric acid 14 to 13 and heating 15, indirect heating is carried out in the process of evaporation to dryness 17 in which oxalate ions in the hydrochloric acid solution are decomposed and removed with hydrogen peroxide 16 and then water in the hydrochloric acid solution is removed. This is an example in which a direct heating method using microwaves is used instead of the method.

【0093】表7はシュウ酸を塩酸に溶解し、シュウ酸
イオンを分解した後、ヒータで間接的に加熱して水分を
蒸発させた場合と、マイクロ波を照射して直接加熱した
場合との蒸発時間を対比して示している。
Table 7 shows that oxalic acid was dissolved in hydrochloric acid to decompose oxalate ions and then heated indirectly with a heater to evaporate the water, or directly heated by microwave irradiation. The evaporation times are shown in comparison.

【0094】第1の実施例によれば使用する塩酸は 0.6
5 m3 、運転は一日2サイクルであるため1サイクルで
は 0.325m3 となる。塩酸を水と仮定して水325kg を蒸
発させるのに必要な熱量は、水の比熱 0.462kcal/kg・
℃( 100℃)およびマイクロ波加熱前後の温度差80℃
(= 100℃−20℃)より、 1.2×104 kcalとなる。
According to the first embodiment, the hydrochloric acid used is 0.6
5 m 3, the operation becomes 0.325 M 3 in one cycle for a day two cycles. Assuming that hydrochloric acid is water, the amount of heat required to evaporate 325 kg of water is 0.462 kcal / kg
℃ (100 ℃) and temperature difference before and after microwave heating 80 ℃
(= 100 ℃ -20 ℃), it becomes 1.2 × 10 4 kcal.

【0095】一方、マイクロ波加熱した場合には、マイ
クロ波吸収効率 0.5、マイクロ波発振出力100kW 、換算
係数 1.163×10-3kWh /kcalとすると加熱時間は20分間
となる。よって、 0.325m3 を脱水するには約30分間あ
ればよいことになる。
On the other hand, in the case of microwave heating, if the microwave absorption efficiency is 0.5, the microwave oscillation output is 100 kW, and the conversion coefficient is 1.163 × 10 −3 kWh / kcal, the heating time is 20 minutes. Therefore, it takes about 30 minutes to dehydrate 0.325 m 3 .

【0096】これに対し、間接に加熱した場合、100kW
のヒータを使用しても加熱時間は1時間必要になる。上
述したことから明らかなように水分を蒸発する方法とし
ては、間接加熱する方法の他のマイクロ波による直接加
熱する方法も効果がある。
On the other hand, when heating indirectly, 100 kW
Even if the heater is used, the heating time is one hour. As is apparent from the above, as a method of evaporating water, a method of directly heating by microwaves other than the method of indirect heating is also effective.

【0097】[0097]

【表7】 [Table 7]

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明によれば次の効果がある。 (1) 超ウラン元素を酸化物にした後、水分の無い条件で
高温で塩素化剤と反応させる従来の方法に比べて、塩素
化剤の除去装置などの付帯設備が小型化でき、プロセス
の大幅に簡素化できる。 (2) 超ウラン元素を酸化物にした後、水分の無い条件で
高温で塩素化剤と反応させる従来の方法に比べて、揮発
性の四塩化ネプツニウムを気相中に移行させることがな
いため、揮発性元素を回収するための廃ガス設備が不要
になる。 (3) 超ウラン元素を酸化物にした後、水分の無い条件で
高温で塩素化剤と反応させる従来の方法に比べて、設備
容量を減少させることができ、大幅にコストダウンでき
る。 (4) 超ウラン元素を酸化物にした後、水分の無い条件で
高温で塩素化剤と反応させる従来の方法に比べて、耐食
性材料の選定が容易であり、かつその使用量が少なくな
るため、プロセスが大幅にコストダウンできる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) Ancillary equipment such as a chlorinating agent removal device can be miniaturized, and the process It can be greatly simplified. (2) Compared to the conventional method in which transuranium element is converted into oxide and then reacted with chlorinating agent at high temperature under moisture-free condition, volatile neptunium tetrachloride is not transferred into gas phase. In addition, there is no need for a waste gas facility for recovering volatile elements. (3) The equipment capacity can be reduced and the cost can be significantly reduced as compared with the conventional method in which a transuranium element is converted into an oxide and then reacted with a chlorinating agent at a high temperature in a moisture-free condition. (4) Compared with the conventional method in which transuranium element is converted into oxide and then reacted with chlorinating agent at high temperature under moisture-free conditions, it is easier to select corrosion-resistant materials and the amount used is smaller. , Which can greatly reduce the cost of the process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る一実施例を説明するための高レベ
ル廃液の群分離方法を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a method for separating a group of high-level waste liquid for explaining one embodiment according to the present invention.

【図2】本発明に係る超ウラン元素のシュウ酸塩を塩化
物に転換する方法を説明するためのブロック図。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a method for converting a transuranium oxalate into a chloride according to the present invention.

【図3】(a)は従来の高レベル廃液から超ウラン元素
を電解精製により回収するまでの工程を示すブロック
図、(b)は(a)と同様に本発明の実施例を含む工程
を示すブロック図。
FIG. 3 (a) is a block diagram showing a conventional process up to recovery of transuranium element from high-level waste liquid by electrolytic purification, and FIG. 3 (b) shows a process including an embodiment of the present invention as in (a). FIG.

【図4】(a)から(c)は本発明に係る各実施例のシ
ュウ酸を塩化物に転換した後の塩化物中の水分を除去す
るブロック図。
4 (a) to 4 (c) are block diagrams for removing water in chloride after converting oxalic acid to chloride in each of the examples according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…高レベル、2…シュウ酸、3…シュウ酸塩沈殿法、
4…ろ液、5…アルカリ金属元素、6…白金属元素、7
…沈殿物、8…希土類元素、9…超ウラン元素、10…ア
ルカリ土類金属元素、11…塩化物転換、12…電解精製
法、13…超ウラン元素のシュウ酸塩、14…塩酸、15…加
熱(90℃)、16…過酸化水素、17…蒸発乾固、18…塩化
物(含水塩)、19…アルゴン、20…塩化水素、21…加熱
( 300℃)、22…塩化物(無水)、23…マイクロ波、24
…脱硝、25…酸化物、26…炭素、27…加熱( 741℃)、
28…塩素、29…塩化物(揮発性元素なし)、30…揮発性
元素、31…四塩化ネプツニウム、32…四塩化ウラニウ
ム、33…冷却、34…塩化カリウム−塩化リチウム、35…
リチウム、36…カドミウム、37…抽出、38…電解、39…
加熱(77℃)、40…塩化物(一水塩または二水塩)、41
…溶融塩、42…溶解、43…無水塩化物(溶融塩中に溶
解)。
1: high level, 2: oxalic acid, 3: oxalate precipitation method,
4 ... filtrate, 5 ... alkali metal element, 6 ... white metal element, 7
... Precipitate, 8 ... rare earth element, 9 ... transuranium element, 10 ... alkaline earth metal element, 11 ... chloride conversion, 12 ... electrolytic purification method, 13 ... oxalate of transuranium element, 14 ... hydrochloric acid, 15 Heating (90 ° C), 16 hydrogen peroxide, 17 evaporation to dryness, 18 chloride (hydrated salt), 19 argon, 20 hydrogen chloride, 21 heating (300 ° C), 22 chloride ( Anhydrous), 23 ... microwave, 24
... Denitration, 25 ... Oxide, 26 ... Carbon, 27 ... Heating (741 ℃),
28 ... chlorine, 29 ... chloride (no volatile elements), 30 ... volatile elements, 31 ... neptunium tetrachloride, 32 ... uranium tetrachloride, 33 ... cooling, 34 ... potassium chloride-lithium chloride, 35 ...
Lithium, 36… Cadmium, 37… Extraction, 38… Electrolysis, 39…
Heating (77 ℃), 40 ... chloride (monohydrate or dihydrate), 41
... molten salt, 42 ... dissolved, 43 ... anhydrous chloride (dissolved in molten salt).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−140293(JP,A) 特開 平5−341099(JP,A) 特開 昭61−104299(JP,A) 特開 昭58−199727(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21C 19/44 C01G 56/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-140293 (JP, A) JP-A-5-341099 (JP, A) JP-A-61-104299 (JP, A) JP-A-58- 199727 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G21C 19/44 C01G 56/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元
素、白金族元素、希土類元素および超ウラン元素が溶解
している核燃料再処理施設の高レベル放射性廃液からシ
ュウ酸を用いてアルカリ土類金属元素、希土類元素およ
び超ウラン元素をシュウ酸塩として回収し、前記アルカ
リ土類金属元素、希土類元素および超ウラン元素のシュ
ウ酸塩をアルカリ土類金属元素、希土類元素および超ウ
ラン元素の塩化物にした後、アルカリ土類金属元素、希
土類元素および超ウラン元素の塩化物を塩化物の溶融塩
中に溶解して不溶性の陰極と不溶性の陽極を用いて電解
精製を行い、超ウラン元素を前記陰極に析出させて分離
回収するプロセスの過程での前記アルカリ土類金属元
素、希土類元素および超ウラン元素のシュウ酸塩を塩化
物にする方法において、前記超ウラン元素のシュウ酸塩
に塩酸を添加して 100℃以下の温度に加熱して溶解した
後、塩酸溶液中のシュウ酸イオンを酸化して二酸化炭素
と水に分解した後、前記シュウ酸イオンが除去された塩
酸溶液を 100℃以下の温度に加熱して水分を蒸発して
水塩塩化物に転換した後、前記含水塩塩化物中の結晶水
を除去して無水塩化物を得ることを特徴とする超ウラン
元素のシュウ酸塩を塩化物にする方法。
1. An alkaline earth metal element using oxalic acid from a high level radioactive waste liquid of a nuclear fuel reprocessing facility in which an alkali metal element, an alkaline earth metal element, a platinum group element, a rare earth element and a transuranium element are dissolved. The rare earth element and the transuranium element were recovered as oxalate, and the alkaline earth metal element, the rare earth element and the transuranium element oxalate were converted into the alkaline earth metal element, the rare earth element and the transuranium element chloride. Thereafter, an alkaline earth metal element, a rare earth element and a transuranium element chloride are dissolved in a molten salt of chloride and electrolytically purified using an insoluble cathode and an insoluble anode, and the transuranium element is added to the cathode. In the method of converting the oxalate of the alkaline earth metal element, the rare earth element and the transuranium element into chloride during the process of separating and recovering by precipitation After adding hydrochloric acid to the transuranium oxalate and dissolving it by heating to a temperature of 100 ° C. or lower, oxidizing oxalate ions in the hydrochloric acid solution to decompose it into carbon dioxide and water, containing in hydrochloric acid solution of acid ions are removed by heating to a temperature of 100 ° C. or less was evaporating water
A method for converting an oxalate of a transuranium element into a chloride, comprising removing water of crystallization in the hydrated chloride after converting into a hydrated chloride and obtaining an anhydrous chloride.
【請求項2】 前記塩酸溶液中のシュウ酸イオンを分解
する方法としては、過酸化水素またはオゾンを少量ずつ
連続添加する方法、電解する方法、紫外線を照射する方
法およびγ線を照射する方法の少くとも一つの方法から
選択することを特徴とする請求項1記載の超ウラン元素
のシュウ酸塩を塩化物にする方法。
2. A method for decomposing oxalate ions in the hydrochloric acid solution includes a method of continuously adding hydrogen peroxide or ozone little by little, a method of electrolysis, a method of irradiating ultraviolet rays, and a method of irradiating γ rays. how to oxalate salt of transuranic elements of claim 1 Symbol placement and selecting from one of the methods at least to the chloride.
【請求項3】 前記塩酸溶液を加熱して水分を蒸発して
含水塩塩化物に転換する方法として、間接加熱する方
法またはマイクロ波を照射して直接加熱する方法の少く
とも一つの方法から選択することを特徴とする請求項1
記載の超ウラン元素のシュウ酸塩を塩化物にする方法。
3. Heating the hydrochloric acid solution to evaporate water
The method of converting the hydrate chloride, claim 1, wherein the selecting the at least one method of how to direct heating by irradiating method or microwave indirectly heated
A method for converting a transuranium oxalate into a chloride.
【請求項4】 前記含水塩塩化物中結晶水を除去して
無水塩化物を得る方法としては、アルゴンガスまたは窒
素気流中で塩化水素または塩素を接触させる方法、溶融
塩中に溶解した後する方法または溶融塩中に塩
素ガス、塩化水素ガスを吹き込む方法の少くとも一つの
方法から選択することを特徴とする請求項1記載の超ウ
ラン元素のシュウ酸塩を塩化物にする方法。
4. A removal of the crystal water in the hydrate salt chloride
The method anhydride chloride Ru obtained, a method of contacting the hydrogen chloride or chlorine in argon gas or nitrogen gas stream, was dissolved in a molten salt, a method for electrolytic or chlorine gas into the molten salt, hydrogen chloride gas 2. The method for converting uranium oxalate into chloride according to claim 1, wherein the method is selected from at least one of the following methods.
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