JP3473672B2 - 劣化ｕｆ６の処理方法 - Google Patents
劣化ｕｆ６の処理方法Info
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- JP3473672B2 JP3473672B2 JP24405197A JP24405197A JP3473672B2 JP 3473672 B2 JP3473672 B2 JP 3473672B2 JP 24405197 A JP24405197 A JP 24405197A JP 24405197 A JP24405197 A JP 24405197A JP 3473672 B2 JP3473672 B2 JP 3473672B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、乾式気相反応法に
より劣化ＵＦ6をＵ3Ｏ8に転換して処理する劣化ＵＦ6の
処理方法に関するものである。
より劣化ＵＦ6をＵ3Ｏ8に転換して処理する劣化ＵＦ6の
処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ウラン濃縮工場において残留する劣化Ｕ
Ｆ6の量はＵＦ6原料の９０％近くに達する。この劣化Ｕ
Ｆ6は、これまであらゆる用途の可能性が検討されたに
もかかわらず、その発生量の多くを振り向けられるよう
な用途はなく、大部分が単に貯蔵されているのが現状で
ある。商業用ウラン濃縮工場の長い運転経験を持つ米国
でも排出される大量の劣化ＵＦ6は円筒状の密閉型貯蔵
容器であるＵＦ6シリンダに充填して貯蔵しており、そ
の処理に苦慮している。わが国においてもウラン濃縮工
場の運転が進むにつれて劣化ＵＦ6の貯蔵量は増大しつ
つあり、その量が膨大なものになることは明らかであ
る。しかし、劣化ＵＦ6は現在鋼製のシリンダに充填さ
れて貯蔵されており、用途のないこの物質はほとんど永
久的に貯蔵されねばならない。これらの大量貯蔵は容器
の長期間にわたる耐腐食性等の管理面の問題の他に、Ｕ
Ｆ6の形態で貯蔵すると膨大な量のフッ素資源が死蔵す
るという資源的経済的な欠点もある。
Ｆ6の量はＵＦ6原料の９０％近くに達する。この劣化Ｕ
Ｆ6は、これまであらゆる用途の可能性が検討されたに
もかかわらず、その発生量の多くを振り向けられるよう
な用途はなく、大部分が単に貯蔵されているのが現状で
ある。商業用ウラン濃縮工場の長い運転経験を持つ米国
でも排出される大量の劣化ＵＦ6は円筒状の密閉型貯蔵
容器であるＵＦ6シリンダに充填して貯蔵しており、そ
の処理に苦慮している。わが国においてもウラン濃縮工
場の運転が進むにつれて劣化ＵＦ6の貯蔵量は増大しつ
つあり、その量が膨大なものになることは明らかであ
る。しかし、劣化ＵＦ6は現在鋼製のシリンダに充填さ
れて貯蔵されており、用途のないこの物質はほとんど永
久的に貯蔵されねばならない。これらの大量貯蔵は容器
の長期間にわたる耐腐食性等の管理面の問題の他に、Ｕ
Ｆ6の形態で貯蔵すると膨大な量のフッ素資源が死蔵す
るという資源的経済的な欠点もある。
【０００３】これらの点を解消するために、本出願人は
ウランの濃縮工場で天然ウランあるいは回収ウランから
製造されたＵＦ6を原料としてＵ235を濃縮する際に多量
に残留するＵ235濃度の低い劣化ＵＦ6を乾式気相反応法
によりＵ3Ｏ8に転換し、同時に副生する無水フッ化水素
を回収再利用する劣化ＵＦ6から無水フッ化水素を回収
再利用する方法を提案した（特公平４−７０２４３）。
この方法は、第１流動層反応装置により劣化ＵＦ6に水
蒸気を作用させてＵＯ2Ｆ2と希フッ酸とを生成させ、第
２流動層反応装置によりＵＯ2Ｆ2に更に水蒸気を作用さ
せてＵ3Ｏ8と希フッ酸と酸素とを生成させるものであ
り、このようにＵＦ6をＵ3Ｏ8に転換することによりＵ
Ｆ6の状態で貯蔵する方法に比較して貯蔵の安全性が高
められ、かつ従来死蔵されている劣化ＵＦ6のフッ素資
源を経済的に有効活用を図ることができる利点がある。
ウランの濃縮工場で天然ウランあるいは回収ウランから
製造されたＵＦ6を原料としてＵ235を濃縮する際に多量
に残留するＵ235濃度の低い劣化ＵＦ6を乾式気相反応法
によりＵ3Ｏ8に転換し、同時に副生する無水フッ化水素
を回収再利用する劣化ＵＦ6から無水フッ化水素を回収
再利用する方法を提案した（特公平４−７０２４３）。
この方法は、第１流動層反応装置により劣化ＵＦ6に水
蒸気を作用させてＵＯ2Ｆ2と希フッ酸とを生成させ、第
２流動層反応装置によりＵＯ2Ｆ2に更に水蒸気を作用さ
せてＵ3Ｏ8と希フッ酸と酸素とを生成させるものであ
り、このようにＵＦ6をＵ3Ｏ8に転換することによりＵ
Ｆ6の状態で貯蔵する方法に比較して貯蔵の安全性が高
められ、かつ従来死蔵されている劣化ＵＦ6のフッ素資
源を経済的に有効活用を図ることができる利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した劣化
ＵＦ6から無水フッ化水素を回収再利用する方法では流
動層反応装置に在来型の円筒形のものを使用しており、
特に第２流動層反応装置では反応時間が長いため、目的
の反応を達成するためには装置の数を多くするか径方向
に大型化する必要があり、これらの装置を収容する建て
屋の面積が大きくなる不具合がある。また、劣化ＵＦ6
をＵ3Ｏ8に転換する際に副生する希フッ酸は通常一般産
業で利用される化学薬品であるが、わが国の現状では原
子力施設で発生する希フッ酸は国民感情として一般産業
には受入れられず、フッ素分の有効利用を図るためには
原子力施設内での再循環させる必要がある。この点を考
慮して上述した劣化ＵＦ6から無水フッ化水素を回収再
利用する方法では、乾式気相反応により生成される希フ
ッ酸を濃硫酸による抽出蒸留により無水フッ酸と希硫酸
とに分離し、更に希硫酸を蒸留塔に濃縮硫酸と廃水とに
分離して処理しているが、廃水に移行するフッ素分を十
分に低減するためには蒸留塔の高さを十分に高いものと
する必要があり、これらの蒸留塔を収容する建て屋の高
さが大きくなる不具合がある。このため、原子力施設特
有の換気風量が増大して劣化ＵＦ6の処理費用を押上げ
る問題点もある。
ＵＦ6から無水フッ化水素を回収再利用する方法では流
動層反応装置に在来型の円筒形のものを使用しており、
特に第２流動層反応装置では反応時間が長いため、目的
の反応を達成するためには装置の数を多くするか径方向
に大型化する必要があり、これらの装置を収容する建て
屋の面積が大きくなる不具合がある。また、劣化ＵＦ6
をＵ3Ｏ8に転換する際に副生する希フッ酸は通常一般産
業で利用される化学薬品であるが、わが国の現状では原
子力施設で発生する希フッ酸は国民感情として一般産業
には受入れられず、フッ素分の有効利用を図るためには
原子力施設内での再循環させる必要がある。この点を考
慮して上述した劣化ＵＦ6から無水フッ化水素を回収再
利用する方法では、乾式気相反応により生成される希フ
ッ酸を濃硫酸による抽出蒸留により無水フッ酸と希硫酸
とに分離し、更に希硫酸を蒸留塔に濃縮硫酸と廃水とに
分離して処理しているが、廃水に移行するフッ素分を十
分に低減するためには蒸留塔の高さを十分に高いものと
する必要があり、これらの蒸留塔を収容する建て屋の高
さが大きくなる不具合がある。このため、原子力施設特
有の換気風量が増大して劣化ＵＦ6の処理費用を押上げ
る問題点もある。
【０００５】一方、乾式気相反応法により再転換したＵ
3Ｏ8は、その後の貯蔵効率を向上させるため、或は再利
用する際に取扱いが容易になるような性状で得られるこ
とが好ましい。本発明の目的は、装置の高さを低くかつ
簡素化して安価に劣化ＵＦ6を処理し得る劣化ＵＦ6の処
理方法を提供することにある。本発明の別の目的は、Ｕ
Ｆ6から貯蔵効率を向上させかつ取扱いが容易になるよ
うな性状のＵ3Ｏ8粉末を得ることができる劣化ＵＦ6の
処理方法を提供することにある。
3Ｏ8は、その後の貯蔵効率を向上させるため、或は再利
用する際に取扱いが容易になるような性状で得られるこ
とが好ましい。本発明の目的は、装置の高さを低くかつ
簡素化して安価に劣化ＵＦ6を処理し得る劣化ＵＦ6の処
理方法を提供することにある。本発明の別の目的は、Ｕ
Ｆ6から貯蔵効率を向上させかつ取扱いが容易になるよ
うな性状のＵ3Ｏ8粉末を得ることができる劣化ＵＦ6の
処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、第１流動層反応装置１１により劣化
ＵＦ6に水蒸気を作用させてＵＯ2Ｆ2と希フッ酸とを生
成させ、第２流動層反応装置１２によりＵＯ2Ｆ2に更に
水蒸気を作用させてＵ3Ｏ8と希フッ酸と酸素とを生成さ
せる乾式気相反応工程と、乾式気相反応工程により生成
される希フッ酸を第１蒸留塔１３を用いて濃硫酸による
抽出蒸留により無水フッ酸と希硫酸とに分離する抽出蒸
留工程と、抽出蒸留工程により生じた希硫酸を蒸留濃縮
して低フッ酸水と濃縮硫酸とに分離しその濃縮硫酸を抽
出蒸留の濃硫酸として使用する希硫酸濃縮工程と、希硫
酸濃縮工程により生じた低フッ酸水を第２蒸留塔１６に
より更に蒸留して第２蒸留塔１６の上部から回収される
水と第２蒸留塔１６の下部から回収される共沸組成のフ
ッ酸とに分離してその共沸組成のフッ酸を抽出蒸留工程
における希フッ酸に混合する精留工程とを含む劣化ＵＦ
6 の処理方法である。
図１に示すように、第１流動層反応装置１１により劣化
ＵＦ6に水蒸気を作用させてＵＯ2Ｆ2と希フッ酸とを生
成させ、第２流動層反応装置１２によりＵＯ2Ｆ2に更に
水蒸気を作用させてＵ3Ｏ8と希フッ酸と酸素とを生成さ
せる乾式気相反応工程と、乾式気相反応工程により生成
される希フッ酸を第１蒸留塔１３を用いて濃硫酸による
抽出蒸留により無水フッ酸と希硫酸とに分離する抽出蒸
留工程と、抽出蒸留工程により生じた希硫酸を蒸留濃縮
して低フッ酸水と濃縮硫酸とに分離しその濃縮硫酸を抽
出蒸留の濃硫酸として使用する希硫酸濃縮工程と、希硫
酸濃縮工程により生じた低フッ酸水を第２蒸留塔１６に
より更に蒸留して第２蒸留塔１６の上部から回収される
水と第２蒸留塔１６の下部から回収される共沸組成のフ
ッ酸とに分離してその共沸組成のフッ酸を抽出蒸留工程
における希フッ酸に混合する精留工程とを含む劣化ＵＦ
6 の処理方法である。
【０００７】ここで、第１及び第２流動層反応装置１
１，１２にそれぞれ複数の室を有する平板型流動層反応
装置を使用すれば、処理の能力を向上させる際のスケー
ルアップ性に優れ、反応の効率化がはかられるととも
に、特に反応時間が長い第２流動層反応装置１２におけ
る装置の専有面積を低減させる。また、第１流動層反応
装置１１の反応温度を２３０〜２８０℃に制御して、劣
化ＵＦ6に水蒸気を作用させれば、平均粒径が１００〜
２５０μｍ、かさ密度が３．５ｇ／ｃｍ3以上のＵＯ2Ｆ
2と希フッ酸が生成し、第２流動層反応装置１２の反応
温度を６００℃以上に制御して、こうした性状のＵＯ2
Ｆ2に更に水蒸気を作用させればＵ3Ｏ8と希フッ酸と酸
素が生成する。生成されたＵ3Ｏ8は平均粒径がほぼ同様
で、かさ密度が約一割増加し、流動性に富み取扱いが容
易でかつ貯蔵効率の向上が可能になる。
１，１２にそれぞれ複数の室を有する平板型流動層反応
装置を使用すれば、処理の能力を向上させる際のスケー
ルアップ性に優れ、反応の効率化がはかられるととも
に、特に反応時間が長い第２流動層反応装置１２におけ
る装置の専有面積を低減させる。また、第１流動層反応
装置１１の反応温度を２３０〜２８０℃に制御して、劣
化ＵＦ6に水蒸気を作用させれば、平均粒径が１００〜
２５０μｍ、かさ密度が３．５ｇ／ｃｍ3以上のＵＯ2Ｆ
2と希フッ酸が生成し、第２流動層反応装置１２の反応
温度を６００℃以上に制御して、こうした性状のＵＯ2
Ｆ2に更に水蒸気を作用させればＵ3Ｏ8と希フッ酸と酸
素が生成する。生成されたＵ3Ｏ8は平均粒径がほぼ同様
で、かさ密度が約一割増加し、流動性に富み取扱いが容
易でかつ貯蔵効率の向上が可能になる。
【０００８】この請求項１に係る発明では、精留工程を
設けることにより抽出蒸留工程でのフッ酸の回収率をカ
バーできることになり、抽出蒸留塔の高さを低減化させ
ることができる。なお、乾式気相反応により生成される
希フッ酸を抽出蒸留し、抽出蒸留により生じた希硫酸を
蒸留濃縮し、濃縮により生じた低フッ酸水を更に蒸留し
て共沸組成のフッ酸を抽出蒸留工程における希フッ酸に
混合することにより、抽出蒸留工程でフッ素分を十分に
回収されなかったフッ素分は希硫酸濃縮工程において硫
酸から分離してフッ酸水に含有され、その後精留工程に
おけて共沸組成のフッ酸として回収される。
設けることにより抽出蒸留工程でのフッ酸の回収率をカ
バーできることになり、抽出蒸留塔の高さを低減化させ
ることができる。なお、乾式気相反応により生成される
希フッ酸を抽出蒸留し、抽出蒸留により生じた希硫酸を
蒸留濃縮し、濃縮により生じた低フッ酸水を更に蒸留し
て共沸組成のフッ酸を抽出蒸留工程における希フッ酸に
混合することにより、抽出蒸留工程でフッ素分を十分に
回収されなかったフッ素分は希硫酸濃縮工程において硫
酸から分離してフッ酸水に含有され、その後精留工程に
おけて共沸組成のフッ酸として回収される。
【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、精留工程において第２蒸留塔１６の上部か
ら回収される水を乾式気相反応における水蒸気として使
用する劣化ＵＦ6の処理方法である。精留工程において
第２蒸留塔１６の上部から回収される水はフッ素分を僅
かに含むものであり、この水を乾式気相反応における水
蒸気として使用することにより、二次廃水の発生量を低
減させる。
明であって、精留工程において第２蒸留塔１６の上部か
ら回収される水を乾式気相反応における水蒸気として使
用する劣化ＵＦ6の処理方法である。精留工程において
第２蒸留塔１６の上部から回収される水はフッ素分を僅
かに含むものであり、この水を乾式気相反応における水
蒸気として使用することにより、二次廃水の発生量を低
減させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。 ＜乾式気相反応＞図１に示すように、本発明の劣化ＵＦ
6の処理方法は乾式気相反応法により劣化ＵＦ6を処理す
る方法であって、劣化ＵＦ6に水蒸気を作用させてＵＯ2
Ｆ2と希フッ酸とを生成させる第１流動層反応装置１１
と、ＵＯ2Ｆ2に更に水蒸気を作用させてＵ3Ｏ8と希フッ
酸と酸素とを生成させる第２流動層反応装置１２とを備
える。この第１及び第２流動層反応装置１１，１２はそ
れぞれ複数の室を有する平板型流動層反応装置であり、
平板型流動層反応装置を使用することにより装置の専有
面積が増大することを防止する。この例における平板型
流動層反応装置は、流動層内部を縦に配設された１又は
２以上の仕切板１１ａ，１２ａにより複数の室に仕切っ
た流動層反応装置であって、仕切板１１ａ，１２ａによ
り仕切られた複数の室の上部にはそれぞれ固気分離フィ
ルタ１１ｂ，１２ｂが設けられ、従来技術に記載した円
筒状の反応装置を使用した場合に比較して専有面積が約
１／６になる。
基づいて詳しく説明する。 ＜乾式気相反応＞図１に示すように、本発明の劣化ＵＦ
6の処理方法は乾式気相反応法により劣化ＵＦ6を処理す
る方法であって、劣化ＵＦ6に水蒸気を作用させてＵＯ2
Ｆ2と希フッ酸とを生成させる第１流動層反応装置１１
と、ＵＯ2Ｆ2に更に水蒸気を作用させてＵ3Ｏ8と希フッ
酸と酸素とを生成させる第２流動層反応装置１２とを備
える。この第１及び第２流動層反応装置１１，１２はそ
れぞれ複数の室を有する平板型流動層反応装置であり、
平板型流動層反応装置を使用することにより装置の専有
面積が増大することを防止する。この例における平板型
流動層反応装置は、流動層内部を縦に配設された１又は
２以上の仕切板１１ａ，１２ａにより複数の室に仕切っ
た流動層反応装置であって、仕切板１１ａ，１２ａによ
り仕切られた複数の室の上部にはそれぞれ固気分離フィ
ルタ１１ｂ，１２ｂが設けられ、従来技術に記載した円
筒状の反応装置を使用した場合に比較して専有面積が約
１／６になる。
【００１１】第１及び第２流動層反応装置１１，１２に
は図示しないヒータが設けられ、それぞれの流動層１
１，１２の内部の反応温度を調整可能に構成され、第１
及び第２流動層反応装置１１，１２の下部から導入され
る水蒸気は、図示しない蒸気発生装置により作られる。
劣化ＵＦ6に水蒸気を作用させる際の第１流動層反応装
置１１の反応温度は図示しないヒータにより２３０〜２
８０℃に制御され、ＵＯ2Ｆ2に更に水蒸気を作用させる
第２流動層反応装置１２の反応温度は６００〜７００℃
に制御される。２３０〜２８０℃に制御して第１流動層
反応装置１１により劣化ＵＦ6に水蒸気を作用させる
と、平均粒径が１００〜２５０μｍ、かさ密度が３．５
ｇ／ｃｍ3以上のＵＯ2Ｆ2と希フッ酸が生成する。第１
流動層反装置１１の反応温度が２３０℃未満であると粉
体物性が悪化する場合があり、２８０℃を越えるとかさ
密度が若干低下する不具合がある。第１流動層反応装置
１１の特に好ましい反応温度は２４０〜２６０℃であ
る。
は図示しないヒータが設けられ、それぞれの流動層１
１，１２の内部の反応温度を調整可能に構成され、第１
及び第２流動層反応装置１１，１２の下部から導入され
る水蒸気は、図示しない蒸気発生装置により作られる。
劣化ＵＦ6に水蒸気を作用させる際の第１流動層反応装
置１１の反応温度は図示しないヒータにより２３０〜２
８０℃に制御され、ＵＯ2Ｆ2に更に水蒸気を作用させる
第２流動層反応装置１２の反応温度は６００〜７００℃
に制御される。２３０〜２８０℃に制御して第１流動層
反応装置１１により劣化ＵＦ6に水蒸気を作用させる
と、平均粒径が１００〜２５０μｍ、かさ密度が３．５
ｇ／ｃｍ3以上のＵＯ2Ｆ2と希フッ酸が生成する。第１
流動層反装置１１の反応温度が２３０℃未満であると粉
体物性が悪化する場合があり、２８０℃を越えるとかさ
密度が若干低下する不具合がある。第１流動層反応装置
１１の特に好ましい反応温度は２４０〜２６０℃であ
る。
【００１２】次に、６００〜７００℃に制御された第２
流動層反応装置１２によりこの性状のＵＯ2Ｆ2に更に水
蒸気を作用させることによりＵ3Ｏ8と希フッ酸と酸素が
生成し、回収されたＵ3Ｏ8粉末はその後の長期保存のた
めに貯蔵容器１５に受容される。このようにＵＦ6を処
理することにより平均粒径が流動性に富み取扱いが容易
な１００〜２５０μｍ、かさ密度が貯蔵効率を向上可能
な３．５ｇ／ｃｍ3以上のＵ3Ｏ8を得ることが可能にな
る。第２流動層反応装置１１の反応温度が６００℃未満
であると反応率が低下する不具合があり、７００℃を越
えると装置が腐食する不具合がある。特に好ましい反応
温度は６００〜６５０℃である。
流動層反応装置１２によりこの性状のＵＯ2Ｆ2に更に水
蒸気を作用させることによりＵ3Ｏ8と希フッ酸と酸素が
生成し、回収されたＵ3Ｏ8粉末はその後の長期保存のた
めに貯蔵容器１５に受容される。このようにＵＦ6を処
理することにより平均粒径が流動性に富み取扱いが容易
な１００〜２５０μｍ、かさ密度が貯蔵効率を向上可能
な３．５ｇ／ｃｍ3以上のＵ3Ｏ8を得ることが可能にな
る。第２流動層反応装置１１の反応温度が６００℃未満
であると反応率が低下する不具合があり、７００℃を越
えると装置が腐食する不具合がある。特に好ましい反応
温度は６００〜６５０℃である。
【００１３】＜抽出蒸留工程＞第１流動層反応装置１１
から副生する希フッ酸（ＨＦ）、及び第２流動層反応装
置１２から副生する希フッ酸（ＨＦ）は別途設けられた
処理装置により処理される。この処理装置は２基の蒸留
塔１３，１６と１基の濃縮塔１４により構成され、第１
の蒸留塔１３では乾式気相反応により生成された希フッ
酸を濃硫酸による抽出蒸留を行う。この第１の蒸留塔１
３は高さが８ｍの蒸留塔であって、希フッ酸を濃硫酸に
より無水フッ酸と希硫酸とに分離する。回収された無水
フッ酸は第１凝縮器１７で液化されその後の利用のため
に第１容器１８に受容される。
から副生する希フッ酸（ＨＦ）、及び第２流動層反応装
置１２から副生する希フッ酸（ＨＦ）は別途設けられた
処理装置により処理される。この処理装置は２基の蒸留
塔１３，１６と１基の濃縮塔１４により構成され、第１
の蒸留塔１３では乾式気相反応により生成された希フッ
酸を濃硫酸による抽出蒸留を行う。この第１の蒸留塔１
３は高さが８ｍの蒸留塔であって、希フッ酸を濃硫酸に
より無水フッ酸と希硫酸とに分離する。回収された無水
フッ酸は第１凝縮器１７で液化されその後の利用のため
に第１容器１８に受容される。
【００１４】＜硫酸濃縮工程＞抽出蒸留工程により生じ
た希硫酸は濃縮塔１４に送られて濃縮される。この濃縮
塔１４は高さが２ｍであって、希硫酸を低フッ酸水と濃
縮された硫酸とに分離し、濃縮された硫酸は前工程の抽
出蒸留工程における濃硫酸として使用される。また、濃
縮塔１４の上部から回収された低フッ酸水は第２凝縮器
１９で液化されその後の利用のために一時的に第２容器
２１に受容される。
た希硫酸は濃縮塔１４に送られて濃縮される。この濃縮
塔１４は高さが２ｍであって、希硫酸を低フッ酸水と濃
縮された硫酸とに分離し、濃縮された硫酸は前工程の抽
出蒸留工程における濃硫酸として使用される。また、濃
縮塔１４の上部から回収された低フッ酸水は第２凝縮器
１９で液化されその後の利用のために一時的に第２容器
２１に受容される。
【００１５】＜精留工程＞硫酸濃縮工程により生じ第２
容器２１に一時的に受容された低フッ酸水は第２の蒸留
塔である精留塔１６に送られて更に蒸留され、低フッ酸
水は共沸組成のフッ酸とフッ素分を僅かに含む水とに分
離される。抽出蒸留工程で未回収であったフッ素分であ
って希硫酸濃縮工程において硫酸から分離されたフッ酸
水に含有されるフッ素分を、この精留塔１６では共沸組
成のフッ酸として回収する。精留塔１６は高さが６ｍで
あって、この精留塔１６により回収された共沸組成のフ
ッ酸は希フッ酸を蒸留する抽出蒸留工程における希フッ
酸に混合され、再び第１の蒸留塔１３により濃硫酸によ
る抽出蒸留が行われる。一方、精留塔１６の上部から回
収されるフッ素分を僅かに含む水は第３凝縮器２２で液
化され、その後の利用のために一時的に第３容器２３に
受容される。第３容器２３に受容された水はフッ素分の
含有率が非常に少なく、図示しない蒸気発生器における
腐食を無視でき、第１及び第２の蒸留塔１３，１４にお
ける反応特性に影響を与えることがないために、その後
乾式気相反応における水蒸気として使用される。
容器２１に一時的に受容された低フッ酸水は第２の蒸留
塔である精留塔１６に送られて更に蒸留され、低フッ酸
水は共沸組成のフッ酸とフッ素分を僅かに含む水とに分
離される。抽出蒸留工程で未回収であったフッ素分であ
って希硫酸濃縮工程において硫酸から分離されたフッ酸
水に含有されるフッ素分を、この精留塔１６では共沸組
成のフッ酸として回収する。精留塔１６は高さが６ｍで
あって、この精留塔１６により回収された共沸組成のフ
ッ酸は希フッ酸を蒸留する抽出蒸留工程における希フッ
酸に混合され、再び第１の蒸留塔１３により濃硫酸によ
る抽出蒸留が行われる。一方、精留塔１６の上部から回
収されるフッ素分を僅かに含む水は第３凝縮器２２で液
化され、その後の利用のために一時的に第３容器２３に
受容される。第３容器２３に受容された水はフッ素分の
含有率が非常に少なく、図示しない蒸気発生器における
腐食を無視でき、第１及び第２の蒸留塔１３，１４にお
ける反応特性に影響を与えることがないために、その後
乾式気相反応における水蒸気として使用される。
【００１６】
＜実施例１＞上述した平板型から成る第１及び第２多室
型流動層反応装置を使用して劣化ＵＦ6に水蒸気を作用
させてＵ3Ｏ8を生成した。第１流動層反応装置１１の反
応温度は２５０℃に制御し、第２流動層反応装置１２の
反応温度は６５０℃に制御した。劣化ＵＦ6を６５Ｎリ
ットル／分で第１流動層反応装置１１に供給し、Ｈ2Ｏ
／Ｕが４．６の割合で水蒸気を下部から第１流動層反応
装置１１内部に供給した。この時に第１流動層反応装置
１１から生成されたＵＯ2Ｆ2の量は９００ｇ／分であっ
た。第１流動層反応装置１１から生成されたＵＯ2Ｆ2を
次に第２流動層反応装置１２に供給し、水蒸気を下部か
ら第２流動層反応装置１２内部に供給してＵＯ2Ｆ2にこ
の水蒸気を作用させた。この結果、第２流動層反応装置
１２から生成されたＵ3Ｏ8の量は８２０ｇ／分であり、
第１及び第２流動層反応装置１１，１２から生成された
希フッ酸は約３８リットル／時間であった。このＵ3Ｏ8
のかさ密度を測定したところ、かさ密度は４．０ｇ／ｃ
ｍ3であった。
型流動層反応装置を使用して劣化ＵＦ6に水蒸気を作用
させてＵ3Ｏ8を生成した。第１流動層反応装置１１の反
応温度は２５０℃に制御し、第２流動層反応装置１２の
反応温度は６５０℃に制御した。劣化ＵＦ6を６５Ｎリ
ットル／分で第１流動層反応装置１１に供給し、Ｈ2Ｏ
／Ｕが４．６の割合で水蒸気を下部から第１流動層反応
装置１１内部に供給した。この時に第１流動層反応装置
１１から生成されたＵＯ2Ｆ2の量は９００ｇ／分であっ
た。第１流動層反応装置１１から生成されたＵＯ2Ｆ2を
次に第２流動層反応装置１２に供給し、水蒸気を下部か
ら第２流動層反応装置１２内部に供給してＵＯ2Ｆ2にこ
の水蒸気を作用させた。この結果、第２流動層反応装置
１２から生成されたＵ3Ｏ8の量は８２０ｇ／分であり、
第１及び第２流動層反応装置１１，１２から生成された
希フッ酸は約３８リットル／時間であった。このＵ3Ｏ8
のかさ密度を測定したところ、かさ密度は４．０ｇ／ｃ
ｍ3であった。
【００１７】＜実施例２＞第１及び第２流動層反応装置
１１，１２から生成された希フッ酸を図に示す抽出蒸留
塔１３，濃縮塔１４及び精留塔１６により処理した。先
ず、希フッ酸を４６リットル／時間の速度で、同時に硫
酸を８１リットル／時間の供給速度で第１の蒸留塔１３
にそれぞれ供給して抽出蒸留を行った。蒸留塔１３の上
部から回収された無水フッ酸は２１リットル／時間であ
り、無水フッ酸の純度を測定したところ５０ｐｐｍであ
った。第１の蒸留塔１３の下部から回収された希硫酸を
次に濃縮塔１４に供給し、供給された希硫酸を低フッ酸
水と濃縮された硫酸とに分離した。濃縮塔１４の下部か
ら回収された濃縮硫酸の濃度は８０ｗｔ％であり、その
量は８１リットル／時間であった。
１１，１２から生成された希フッ酸を図に示す抽出蒸留
塔１３，濃縮塔１４及び精留塔１６により処理した。先
ず、希フッ酸を４６リットル／時間の速度で、同時に硫
酸を８１リットル／時間の供給速度で第１の蒸留塔１３
にそれぞれ供給して抽出蒸留を行った。蒸留塔１３の上
部から回収された無水フッ酸は２１リットル／時間であ
り、無水フッ酸の純度を測定したところ５０ｐｐｍであ
った。第１の蒸留塔１３の下部から回収された希硫酸を
次に濃縮塔１４に供給し、供給された希硫酸を低フッ酸
水と濃縮された硫酸とに分離した。濃縮塔１４の下部か
ら回収された濃縮硫酸の濃度は８０ｗｔ％であり、その
量は８１リットル／時間であった。
【００１８】濃縮塔１４の上部から回収された低フッ酸
水を次に精留塔１６に供給し、供給された低フッ酸水を
共沸組成のフッ酸とフッ素分を僅かに含む水とに分離し
た。精留塔１６の下部から回収された共沸組成のフッ酸
の量は９リットル／時間であり、その濃度は３７ｗｔ％
であった。一方、精留塔１６の上部から回収されたフッ
素分を僅かに含む水は２２リットル／時間であり、フッ
素濃度を測定したところ１０ｐｐｍであった。
水を次に精留塔１６に供給し、供給された低フッ酸水を
共沸組成のフッ酸とフッ素分を僅かに含む水とに分離し
た。精留塔１６の下部から回収された共沸組成のフッ酸
の量は９リットル／時間であり、その濃度は３７ｗｔ％
であった。一方、精留塔１６の上部から回収されたフッ
素分を僅かに含む水は２２リットル／時間であり、フッ
素濃度を測定したところ１０ｐｐｍであった。
【００１９】＜評価＞実施例１の結果により明らかなよ
うに、本発明の処理方法によりＵＦ6を処理することに
より平均粒径が１００〜２５０μｍ、かさ密度が３．５
ｇ／ｃｍ3以上のＵ3Ｏ8を得ることが可能であることが
判る。実施例２の結果から、乾式気相反応により副生す
る希フッ酸を濃硫酸により抽出蒸留することにより高純
度の無水フッ酸が得られることがわかる。また、抽出蒸
留塔１３の下部から回収された希硫酸を濃縮塔１４によ
り濃縮することにより濃度が８０ｗｔの濃縮硫酸を８１
リットル／時間で回収でき、この濃縮された硫酸は抽出
蒸留工程における濃硫酸として十分に使用できることが
判る。更に、精留塔１６により分離されたフッ素分を僅
かに含む水はフッ素濃度が１０ｐｐｍであることから、
このフッ素分を僅かに含む水を乾式気相反応における水
蒸気として使用しても、水蒸気発生器における腐食を無
視でき、第１及び第２の蒸留塔における反応特性に影響
を与えることがないことが判る。
うに、本発明の処理方法によりＵＦ6を処理することに
より平均粒径が１００〜２５０μｍ、かさ密度が３．５
ｇ／ｃｍ3以上のＵ3Ｏ8を得ることが可能であることが
判る。実施例２の結果から、乾式気相反応により副生す
る希フッ酸を濃硫酸により抽出蒸留することにより高純
度の無水フッ酸が得られることがわかる。また、抽出蒸
留塔１３の下部から回収された希硫酸を濃縮塔１４によ
り濃縮することにより濃度が８０ｗｔの濃縮硫酸を８１
リットル／時間で回収でき、この濃縮された硫酸は抽出
蒸留工程における濃硫酸として十分に使用できることが
判る。更に、精留塔１６により分離されたフッ素分を僅
かに含む水はフッ素濃度が１０ｐｐｍであることから、
このフッ素分を僅かに含む水を乾式気相反応における水
蒸気として使用しても、水蒸気発生器における腐食を無
視でき、第１及び第２の蒸留塔における反応特性に影響
を与えることがないことが判る。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、乾
式気相反応に使用する第１及び第２流動層反応装置にそ
れぞれ多段化された複数の室を有する平板型流動層反応
装置を使用したので、装置の専有面積を低減させること
ができ、装置の建て屋に対する専有面積及び建て屋自体
を縮小させる結果、安価に劣化ＵＦ6を処理することが
できる。また、第１流動層反応装置の反応温度を２３０
〜２８０℃、第２流動層反応装置１２の反応温度を６０
０〜７００℃に設定し、劣化ＵＦ6に水蒸気を作用させ
ることにより平均粒径が１００〜２５０μｍ、かさ密度
が３．５ｇ／ｃｍ3以上のＵＯ2Ｆ2を生成した後Ｕ3Ｏ8
を生成させる。この結果、生成されたＵ3Ｏ8は平均粒径
がほぼ同様で、かさ密度が約一割増加し、流動性に富み
取扱いが容易でかつ貯蔵効率の向上が可能になる。
式気相反応に使用する第１及び第２流動層反応装置にそ
れぞれ多段化された複数の室を有する平板型流動層反応
装置を使用したので、装置の専有面積を低減させること
ができ、装置の建て屋に対する専有面積及び建て屋自体
を縮小させる結果、安価に劣化ＵＦ6を処理することが
できる。また、第１流動層反応装置の反応温度を２３０
〜２８０℃、第２流動層反応装置１２の反応温度を６０
０〜７００℃に設定し、劣化ＵＦ6に水蒸気を作用させ
ることにより平均粒径が１００〜２５０μｍ、かさ密度
が３．５ｇ／ｃｍ3以上のＵＯ2Ｆ2を生成した後Ｕ3Ｏ8
を生成させる。この結果、生成されたＵ3Ｏ8は平均粒径
がほぼ同様で、かさ密度が約一割増加し、流動性に富み
取扱いが容易でかつ貯蔵効率の向上が可能になる。
【００２１】また、乾式気相反応により生成される希フ
ッ酸を抽出蒸留し、抽出蒸留により生じた希硫酸を蒸留
濃縮し、濃縮により生じた低フッ酸水を更に蒸留して共
沸組成のフッ酸を抽出蒸留工程における希フッ酸に混合
すれば、抽出蒸留工程でフッ素分を十分に回収されなか
ったフッ素分は硫酸濃縮工程において硫酸から分離して
フッ酸水に含有され、その後精留工程におけて共沸組成
のフッ酸として回収される。この結果、劣化ＵＦ6中の
フッ素分を高い回収率で回収することができ、また、精
留工程を設けることから希硫酸を蒸留濃縮する蒸留塔の
高さを低くかつ簡素化することができる。更に、精留工
程において生成されるフッ素分を僅かに含む水を乾式気
相反応における水蒸気として使用すれば、二次廃水の発
生量を低減させることができ、処理装置が備えられる建
て屋を縮小させて安価に劣化ＵＦ6を処理することがで
きる。
ッ酸を抽出蒸留し、抽出蒸留により生じた希硫酸を蒸留
濃縮し、濃縮により生じた低フッ酸水を更に蒸留して共
沸組成のフッ酸を抽出蒸留工程における希フッ酸に混合
すれば、抽出蒸留工程でフッ素分を十分に回収されなか
ったフッ素分は硫酸濃縮工程において硫酸から分離して
フッ酸水に含有され、その後精留工程におけて共沸組成
のフッ酸として回収される。この結果、劣化ＵＦ6中の
フッ素分を高い回収率で回収することができ、また、精
留工程を設けることから希硫酸を蒸留濃縮する蒸留塔の
高さを低くかつ簡素化することができる。更に、精留工
程において生成されるフッ素分を僅かに含む水を乾式気
相反応における水蒸気として使用すれば、二次廃水の発
生量を低減させることができ、処理装置が備えられる建
て屋を縮小させて安価に劣化ＵＦ6を処理することがで
きる。
【図１】本発明の処理方法及びその装置の系統図。
１１ 第１流動層反応装置
１２ 第２流動層反応装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−86402（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−286225（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−4431（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01G 43/01 - 43/06
Claims (2)
- 【請求項１】 第１流動層反応装置(11)により劣化ＵＦ
6 に水蒸気を作用させてＵＯ 2 Ｆ 2 と希フッ酸とを生成さ
せ、第２流動層反応装置(12)により前記ＵＯ 2 Ｆ 2 に更に
水蒸気を作用させてＵ 3 Ｏ 8 と希フッ酸と酸素とを生成さ
せる乾式気相反応工程と、 前記 乾式気相反応工程により生成される希フッ酸を第１
蒸留塔(13)を用いて濃硫酸による抽出蒸留により無水フ
ッ酸と希硫酸とに分離する抽出蒸留工程と、 前記抽出蒸留工程により生じた希硫酸を蒸留濃縮して低
フッ酸水と濃縮硫酸とに分離し前記濃縮硫酸を前記抽出
蒸留の濃硫酸として使用する希硫酸濃縮工程と、 前記希硫酸濃縮工程により生じた低フッ酸水を第２蒸留
塔(16)により更に蒸留して前記第２蒸留塔(16)の上部か
ら回収される水と前記第２蒸留塔(16)の下部から回収さ
れる共沸組成のフッ酸とに分離して前記共沸組成のフッ
酸を前記抽出蒸留工程における希フッ酸に混合する精留
工程とを含む劣化ＵＦ6の処理方法。 - 【請求項２】 精留工程において第２蒸留塔(16)の上部
から回収される水を乾式気相反応における水蒸気として
使用する請求項１記載の劣化ＵＦ6の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24405197A JP3473672B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 劣化ｕｆ６の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24405197A JP3473672B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 劣化ｕｆ６の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1179749A JPH1179749A (ja) | 1999-03-23 |
| JP3473672B2 true JP3473672B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=17113005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24405197A Expired - Lifetime JP3473672B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 劣化ｕｆ６の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3473672B2 (ja) |
-
1997
- 1997-09-09 JP JP24405197A patent/JP3473672B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1179749A (ja) | 1999-03-23 |
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