JPH04285017A - Method for separating ruthenium and, as required, cesium and cobalt existing in aqueous solution such as flowing out from fuel reprocessing facility where radiation has already been irradiated - Google Patents

Method for separating ruthenium and, as required, cesium and cobalt existing in aqueous solution such as flowing out from fuel reprocessing facility where radiation has already been irradiated

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JPH04285017A
JPH04285017A JP3300469A JP30046991A JPH04285017A JP H04285017 A JPH04285017 A JP H04285017A JP 3300469 A JP3300469 A JP 3300469A JP 30046991 A JP30046991 A JP 30046991A JP H04285017 A JPH04285017 A JP H04285017A
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JP
Japan
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ferrocyanide
ruthenium
aqueous solution
alkali metal
solution
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JP3300469A
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Japanese (ja)
Inventor
Remi Gandon
レミ・ガンドン
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/12Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange

Abstract

PURPOSE: To provide a method for separating ruthenium and optionally cesium and cobalt present in an aqueous solution such as an effluent from an irradiated fuel preprocessing equipment.
CONSTITUTION: In order to replace iron of a ferrocyanide by ruthenium and thus form a ruthenocyanide, the aqueous solution is brought into contact with an alkali metal ferrocyanide, e.g. potassium or sodium, and next the ruthenocyanide is separated from the solution either by precipitation by means of a copper salt, or by fixing on an anion exchange resin, or by concentrating the solution by evaporation. It is possible to extract substantially all ruthenium existing in the aqueous solution.
COPYRIGHT: (C)1992,JPO

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、水溶液中に存在するル
テニウムを分離する方法に係わる。特に本発明は、放射
線照射ずみ核燃料再処理設備からの流出液のような水溶
液中に存在するルテニウムの除去に適用される。また本
発明は、天然水、例えば海水のルテニウム含有量の検出
及び分析を簡略化するために使用することもできる。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for separating ruthenium present in an aqueous solution. In particular, the invention has application to the removal of ruthenium present in aqueous solutions such as effluents from irradiated nuclear fuel reprocessing facilities. The invention can also be used to simplify the detection and analysis of the ruthenium content of natural waters, such as seawater.

【0002】0002

【従来の技術】ルテニウムは、原子炉(electro
nuclear reactors)内で生産される人
工放射性同位体の全重量の6%を占めており、放射線照
射ずみ核燃料の再処理サイクルに現れる。
[Prior Art] Ruthenium is used in nuclear reactors (electro
It accounts for 6% of the total weight of artificial radioisotopes produced in nuclear reactors) and appears in the reprocessing cycle of irradiated nuclear fuel.

【0003】ルテニウムは4つの同位体を有しており、
それぞれの質量は103、105、106及び107で
あり、放射半減期は39.8日、4.5時間、1年及び
4分間である。105Ru及び107Ru同位体の短い
半減期と放射線照射ずみ燃料の再処理に要する時間とか
ら見て、103Ru及び106Ruのみに配慮が必要と
なり得る。
Ruthenium has four isotopes,
Their respective masses are 103, 105, 106 and 107, and their radiative half-lives are 39.8 days, 4.5 hours, 1 year and 4 minutes. Due to the short half-lives of the 105Ru and 107Ru isotopes and the time required to reprocess irradiated fuel, only 103Ru and 106Ru may require consideration.

【0004】ルテニウムの電子構造からIとVIIIの
間で起こり得る全ての酸化状態を仮定すると、最も安定
であるのはIII及びIVである。その全ての形態にお
いて、ルテニウムは多数の錯体を形成することができ、
そのうちの幾つかは極めて安定であって加水分解するの
がたいへん難しく、このことが、放射線照射ずみ核燃料
再処理プラントからの水性流出液からルテニウムを除去
することに係わる問題の原因となっている。
Assuming all possible oxidation states between I and VIII from the electronic structure of ruthenium, III and IV are the most stable. In all its forms, ruthenium can form numerous complexes,
Some of them are extremely stable and very difficult to hydrolyze, causing problems in removing ruthenium from aqueous effluents from irradiated nuclear fuel reprocessing plants.

【0005】かかる再処理プラントにおいては、放射線
照射ずみ燃料は濃硝酸中に溶解されている。更にルテニ
ウムはその最大原子価で酸化されて4酸化物形態RuO
4となる。この比較的不安定でしかも高度に揮発性の化
合物は、媒質中に含まれる還元配位子と容易に反応する
。即ち:
In such reprocessing plants, irradiated fuel is dissolved in concentrated nitric acid. Furthermore, ruthenium is oxidized at its maximum valence to form the tetraoxide form RuO
It becomes 4. This relatively unstable and highly volatile compound readily reacts with reducing ligands contained in the medium. Namely:

【0006】[0006]

【化1】[Chemical formula 1]

【0007】ルテニウムは、酸性媒質中では大部分がこ
の形態で存在するニトロシルカチオン(NO+)と優勢
に反応する。これらの結合は、メスバウアー分光法にお
いて認められるように、NO3+の電荷が好む極めて顕
著な配位子−金属の逆π配位によって安定化される。こ
れが安定な物質Ru(II)NO3+をもたらし、中性
のNO基から形成されるRu(III)NO3+と比較
し、大部分はこの形で存在する。
Ruthenium reacts predominantly with nitrosyl cations (NO+), which exist mostly in this form in acidic media. These bonds are stabilized by a highly pronounced inverted π-ligand-metal coordination favored by the charge of NO3+, as seen in Mössbauer spectroscopy. This results in the stable substance Ru(II)NO3+, which exists mostly in this form compared to Ru(III)NO3+, which is formed from neutral NO groups.

【0008】即ち、溶液中に存在する錯体はほとんどが
、一般に単核でヘキサ配位されているRu(II)のニ
トロシル錯体であり、他方の配位子は実質的にニトラト
基(NO3−)、ニトロ基(NO2,NO2−)、ヒド
ロキシ基(OH−)及びアクア基(H2O)である。
That is, most of the complexes present in the solution are generally mononuclear and hexa-coordinated Ru(II) nitrosyl complexes, and the other ligand is substantially a nitrosyl complex (NO3-). , nitro group (NO2, NO2-), hydroxy group (OH-) and aqua group (H2O).

【0009】これらの錯体のなかで、一般式:RuNO
(NO2)x(NO3)y(H2O)2(OH)t〔式
中、x、y及びtは、x+y+t=3となるようなもの
である〕に従うニトロシル−ルテニウムのニトロ錯体は
極めて安定であって加水分解が困難であるので、これを
分離するのは難しい。
Among these complexes, the general formula: RuNO
The nitro complex of nitrosyl-ruthenium according to (NO2)x(NO3)y(H2O)2(OH)t, where x, y and t are such that x+y+t=3, is extremely stable. It is difficult to separate because it is difficult to hydrolyze.

【0010】通常の放射線照射ずみ核燃料再処理プロセ
スにおいては、核分裂生成物は、そのリン酸トリブチル
との錯体を形成することにより単離され、低密度・非極
性の特定の有機溶剤によって抽出される。
In the conventional irradiated nuclear fuel reprocessing process, the fission products are isolated by forming a complex with tributyl phosphate and extracted with a specific low-density, non-polar organic solvent. .

【0011】ニトロシル−ルテニウムのニトロ錯体、特
にテトラニトロ誘導体RuNO(NO2)4OH2−の
場合には、NO2基及びOH基をリン酸トリブチル配位
子で置換することはできず、従ってこの種の錯体は水相
中に残留する。
In the case of nitro complexes of nitrosyl-ruthenium, in particular the tetranitro derivative RuNO(NO2)4OH2-, it is not possible to replace the NO2 and OH groups with tributyl phosphate ligands, and therefore complexes of this type Remains in the aqueous phase.

【0012】酸性または塩基性媒質中のコバルトスルフ
ィド沈澱のように、上記錯体を通常の浄化処理によって
排除することは困難である。106Ru−Rh対は、L
a  Hagueプラントからの流出液の組成物中に、
γ放射性核種の活性の80%の割合で生じる。
[0012] Like cobalt sulfide precipitation in acidic or basic media, the above complexes are difficult to eliminate by conventional purification processes. 106Ru-Rh pair is L
a In the composition of the effluent from the Hague plant,
It occurs at a rate of 80% of the activity of gamma radionuclides.

【0013】同様に、かかるニトロ錯体は極めて緩慢に
しか加水分解しないので、これらをニトロシル−ルテニ
ウムからオキシヒドロキシドベースの吸着剤によって抽
出することも難しい。ルテニウムに生じる別の問題は、
分離するのが困難であるが故に、分析用水試料中のルテ
ニウムの活性を正確に測定するのが難しいことである。
Similarly, since such nitro complexes hydrolyze only very slowly, it is also difficult to extract them from nitrosyl-ruthenium by oxyhydroxide-based adsorbents. Another problem that arises with ruthenium is
Because it is difficult to separate, it is difficult to accurately measure the activity of ruthenium in analytical water samples.

【0014】天然水中のルテニウムを分析するのに現在
使用されている方法は、二酸化マンガンによる共沈法で
ある。二酸化物に親和性を示さないCs+イオンはフェ
ロシアン化物粒子の表面にある水和イオンCo(H2O
)62+と容易に交換されるが故に、粉末形態のフェロ
シアン化コバルト−カリウム複塩の取込みによって、水
中のセシウムレベルも一緒に測定され得る。
The method currently used to analyze ruthenium in natural waters is coprecipitation with manganese dioxide. Cs+ ions, which have no affinity for dioxide, are hydrated ions Co(H2O) on the surface of ferrocyanide particles.
) 62+, the cesium level in water can also be determined by the incorporation of the cobalt-potassium ferrocyanide double salt in powder form.

【0015】しかしながら、この方法によってもルテニ
ウムからニトロ錯体を抽出することはできず、標準11
5リットル試料における作業効率は、実際に存在するル
テニウムの50〜60%を越えない。このように、ルテ
ニウムは市販の粉末形態のフェロシアン化コバルト−カ
リウム複塩で抽出されないので、二酸化マンガン上に吸
着可能なニトロシル−ルテニウムの加水分解形態を分析
することしかできない。
However, even with this method, the nitro complex cannot be extracted from ruthenium, and the standard 11
The working efficiency in a 5 liter sample does not exceed 50-60% of the ruthenium actually present. Thus, it is only possible to analyze the hydrolyzed form of nitrosyl-ruthenium that can be adsorbed onto manganese dioxide, since ruthenium is not extracted with the commercially available powdered form of cobalt-potassium ferrocyanide double salt.

【0016】本発明は特に、水溶液中に存在するルテニ
ウムを分離する方法であって、水性流出液の処理におい
て及び水試料中に存在するルテニウムの測定において極
めて重要な、ニトロシル−ルテニウムニトロ錯体をも含
めた実質的に全てのルテニウムを抽出することが可能で
ある方法に係わる。
The present invention is particularly directed to a method for the separation of ruthenium present in aqueous solutions, which also includes nitrosyl-ruthenium nitro complexes, which are of great importance in the treatment of aqueous effluents and in the determination of ruthenium present in water samples. The present invention relates to a method capable of extracting substantially all of the ruthenium contained therein.

【0017】本発明によれば、水溶液中に存在するルテ
ニウムを分離する方法は、フェロシアン化物の鉄をルテ
ニウムと交換してルテノシアン化物を形成するために、
水溶液をアルカリ金属フェロシアン化物と接触させ、次
いでルテノシアン化物を分離することからなる。
According to the invention, the method for separating ruthenium present in an aqueous solution comprises the steps of: replacing iron in ferrocyanide with ruthenium to form ruthenocyanide;
It consists of contacting an aqueous solution with an alkali metal ferrocyanide and then separating the ruthenocyanide.

【0018】即ち本発明は、下記の反応に従うFe(I
I)とRu(II)との交換反応に基づいている:Fe
(II)CN64−+Ru(II)NO3+→Ru(I
I)CN64−+Fe(II)NO3+ 。
That is, the present invention provides Fe(I) according to the following reaction.
Based on the exchange reaction between I) and Ru(II): Fe
(II)CN64-+Ru(II)NO3+→Ru(I
I) CN64-+Fe(II)NO3+.

【0019】上記反応は、関与する金属の酸化の程度及
び配位子のタイプから見たFe(II)CN64−イオ
ンとRu(II)NO3+イオンとの類似性に起因して
起こり得る。
The above reaction can take place due to the similarity of the Fe(II) CN64- ion and the Ru(II) NO3+ ion in terms of the degree of oxidation of the metals involved and the type of ligand.

【0020】この交換反応は、ルテニウム錯体の全ての
ルテニウムをルテノシアン化物に変換するために、過剰
のアルカリ金属フェロシアン化物を用いて実施するのが
好ましい。
This exchange reaction is preferably carried out using an excess of alkali metal ferrocyanide in order to convert all the ruthenium of the ruthenium complex to ruthenocyanide.

【0021】アルカリ金属フェロシアン化物は例えばフ
ェロシアン化カリウムまたはフェロシアン化ナトリウム
とすることができるが、好ましいのはフェロシアン化ナ
トリウムである。
The alkali metal ferrocyanide can be, for example, potassium ferrocyanide or sodium ferrocyanide, preferably sodium ferrocyanide.

【0022】一般に、使用するアルカリ金属フェロシア
ン化物の量は4・10−4モル/l以上とするが、全て
のルテニウムを伴出するためには4・10−3モル/l
以上であるのが好ましい。
Generally, the amount of alkali metal ferrocyanide used is 4.10-4 mol/l or more, but in order to entrain all the ruthenium, the amount is 4.10-3 mol/l.
The above is preferable.

【0023】本発明によれば、このように形成されたル
テノシアン化物を、適当な試薬によって沈澱させるか、
アニオン交換樹脂へ固定させるか、または溶液を蒸発す
るかによって分離することができる。
According to the invention, the ruthenocyanide thus formed is precipitated by a suitable reagent or
Separation can be achieved by fixation on an anion exchange resin or by evaporation of the solution.

【0024】本発明の方法の第1の実施態様によれば、
該方法は、 a)フェロシアン化物の鉄をルテニウムと交換するため
に、ルテニウム含有水溶液にアルカリ金属フェロシアン
化物を加える段階と、 b)ルテニウムを伴出するアルカリ金属及び銅の複フェ
ロシアン化物沈澱物を形成するために、前記溶液に銅塩
を加える段階と、 c)このように得られた沈澱物を分離する段階と、から
なる。
According to a first embodiment of the method of the invention:
The method comprises: a) adding an alkali metal ferrocyanide to a ruthenium-containing aqueous solution to exchange the iron in the ferrocyanide with ruthenium; and b) precipitation of the alkali metal and copper double ferrocyanide with entrainment of the ruthenium. c) separating the precipitate thus obtained.

【0025】即ち、本発明の方法では複フェロシアン化
物沈澱物上にルテニウムを分離することができるが、市
販の粉末形態の複フェロシアン化物を直接加えたのでは
これは不可能である。
That is, although the method of the present invention allows the separation of ruthenium on the double ferrocyanide precipitate, this is not possible with the direct addition of commercially available double ferrocyanide in powder form.

【0026】本発明の方法の第1の実施態様においては
、種々の銅塩、特に硝酸銅を使用することができる。
In the first embodiment of the process of the invention, various copper salts can be used, especially copper nitrate.

【0027】アルカリ金属及び銅の複フェロシアン化物
、例えば複フェロシアン化物5Fe(CN)6Cu2,
Fe(CN)6K4を形成するためには、存在する全て
のフェロシアン化物を沈澱させるのに十分な銅を使用す
ることが重要である。更に、銅塩/アルカリ金属フェロ
シアン化物のモル比は2以上であるのが好ましい。
Double ferrocyanides of alkali metals and copper, such as double ferrocyanides 5Fe(CN)6Cu2,
To form Fe(CN)6K4, it is important to use enough copper to precipitate any ferrocyanide present. Further, the molar ratio of copper salt/alkali metal ferrocyanide is preferably 2 or more.

【0028】フェロシアン化カリウムを使用する場合に
は、銅塩/フェロシアン化カリウムのモル比は3以上で
あるのが好ましい。フェロシアン化ナトリウムの場合に
はモル比は2以上であるのが好ましい。
When potassium ferrocyanide is used, the copper salt/potassium ferrocyanide molar ratio is preferably 3 or more. In the case of sodium ferrocyanide, the molar ratio is preferably 2 or more.

【0029】本発明の方法の第1の実施態様においては
、水溶液のpHは、ルテニウムの複フェロシアン化物沈
澱物への吸着効率に影響する。
In a first embodiment of the method of the invention, the pH of the aqueous solution influences the efficiency of adsorption of ruthenium onto the double ferrocyanide precipitate.

【0030】最高のルテニウム吸着効率を得るためには
、銅塩を加える前に水溶液のpHを4〜6の適当な価に
調整することも有利である。
In order to obtain the highest ruthenium adsorption efficiency, it is also advantageous to adjust the pH of the aqueous solution to a suitable value of 4 to 6 before adding the copper salt.

【0031】水溶液のpHは、水溶液をアルカリ金属フ
ェロシアン化物と接触させる前かまたは鉄をルテニウム
と交換した後に、適当な試薬、例えば硝酸を使用して調
整することができる。
The pH of the aqueous solution can be adjusted using a suitable reagent, such as nitric acid, either before contacting the aqueous solution with the alkali metal ferrocyanide or after replacing the iron with ruthenium.

【0032】本発明の方法の上記第1の実施態様は、ル
テニウムだけでなくセシウム及び/またはコバルトを含
む水性流出液の浄化に使用することもできる。即ち、過
剰な銅の存在下に、アルカリ金属及び銅の複フェロシア
ン化物沈澱物は全てのセシウムを伴出する。従って、セ
シウムのための特別の吸着剤の使用が不要となり得る。
The first embodiment of the method according to the invention can also be used for the purification of aqueous effluents containing not only ruthenium but also cesium and/or cobalt. That is, in the presence of excess copper, the alkali metal and copper double ferrocyanide precipitate entrains all the cesium. Therefore, the use of special adsorbents for cesium may be unnecessary.

【0033】コバルトの場合には、化学平衡がより安定
なフェロシアン化物形態に向かって変位することにより
、フェロシアン化カリウムは放射性流出液中の60Co
錯体と特に反応する。この機構は、複フェロシアン化物
の沈澱によって増強される。
In the case of cobalt, potassium ferrocyanide replaces 60Co in the radioactive effluent by shifting the chemical equilibrium towards the more stable ferrocyanide form.
Particularly reactive with complexes. This mechanism is enhanced by the precipitation of double ferrocyanide.

【0034】本発明の方法の第2の実施態様によれば、
ルテノシアン化物をアニオン交換樹脂上に固定すること
によりルテノシアン化物の分離が行われる。この場合に
は、アルカリ金属フェロシアン化物をアニオン交換樹脂
に固定し、次いでルテニウムをそこに固定するために、
ルテニウム含有水溶液を前記樹脂と接触させることがで
きる。使用するアニオン交換樹脂はDowex  1×
8タイプのものとすることができる。
According to a second embodiment of the method of the invention:
Separation of ruthenocyanide is carried out by immobilizing it on an anion exchange resin. In this case, in order to fix the alkali metal ferrocyanide to the anion exchange resin and then fix the ruthenium thereto,
A ruthenium-containing aqueous solution can be contacted with the resin. The anion exchange resin used is Dowex 1×
It can be of eight types.

【0035】前記接触の際には、フェロシアン化物のF
e(II)と水溶液中のRu(II)との間で交換が起
こり、ルテニウムがアニオン交換樹脂に固定される。
[0035] During the contact, F of the ferrocyanide is
An exchange occurs between e(II) and Ru(II) in the aqueous solution, and ruthenium is fixed on the anion exchange resin.

【0036】本発明の方法の前記第2の実施態様の変形
では、まずルテニウム含有水溶液にアルカリ金属フェロ
シアン化物を加え、次いでルテノシアン化物イオンを樹
脂に固定するために、前記水溶液をアニオン交換樹脂と
接触させる。ここでも、Dowex  1×8タイプの
アニオン性樹脂を使用することができる。
In a variant of said second embodiment of the method of the invention, an alkali metal ferrocyanide is first added to the ruthenium-containing aqueous solution, and then said aqueous solution is treated with an anion exchange resin in order to fix the ruthenocyanide ions on the resin. bring into contact. Again, an anionic resin of the Dowex 1×8 type can be used.

【0037】この場合、アルカリ金属フェロシアン化物
を加えた後に溶液中に存在するヘキサシアノ鉄酸塩イオ
ン及びルテノシアン化物イオンは高度に負に荷電されて
おり、このタイプの樹脂に極めて高い親和性を有する。
In this case, the hexacyanoferrate and ruthenocyanide ions present in the solution after addition of the alkali metal ferrocyanide are highly negatively charged and have a very high affinity for this type of resin. .

【0038】本発明の方法の第3の実施態様では、アル
カリ金属フェロシアン化物を水溶液に加え、次いでこの
溶液を蒸発して濃縮することによりルテニウムを回収す
る。
In a third embodiment of the process of the invention, ruthenium is recovered by adding an alkali metal ferrocyanide to an aqueous solution and then concentrating the solution by evaporation.

【0039】即ち、フェロシアン化物の鉄をルテニウム
と交換するために水溶液をアルカリ金属フェロシアン化
物と接触させた後、水溶液を蒸発させると、ルテニウム
を残留物の形態で分離することができる。
That is, when an aqueous solution is brought into contact with an alkali metal ferrocyanide to exchange the iron of the ferrocyanide with ruthenium and the aqueous solution is evaporated, the ruthenium can be separated in the form of a residue.

【0040】本発明の第3の実施態様においては、フェ
ロシアン化物を加えることにより原子価IIのルテニウ
ムを安定錯体の形態で安定化することができ、従って高
度に揮発性で且つ極めて毒性のRu(IV)化合物が酸
化媒質中に存在することによって生じる問題が回避され
る。
In a third embodiment of the invention, ruthenium of valence II can be stabilized in the form of a stable complex by the addition of ferrocyanide, thus eliminating the highly volatile and extremely toxic Ru. (IV) Problems caused by the presence of the compound in the oxidizing medium are avoided.

【0041】[0041]

【実施例】本発明の他の特徴及び長所は、添付の図面を
参照し、以下の説明のための非限定的な実施例の説明か
ら明らかとなるであろう。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an illustrative, non-restrictive example, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

【0042】実施例1 この実施例では、ルテニウム吸着レベルに及ぼす水溶液
のpHの影響を調査した。
Example 1 In this example, the effect of the pH of the aqueous solution on the level of ruthenium adsorption was investigated.

【0043】出発生成物は、γ分光計で測定したルテニ
ウム活性が3・10−4Bq/lである容積50cm3
の海水試料であった。試料を磁気撹拌機にかけ、希HN
O3または希NaOHを加えることによりpHを1〜9
.5に調整した。尚も撹拌しながら、1.56・10−
1モル/lのフェロシアン化カリウム溶液200μlを
加え、6.24・10−4モル/lのフェロシアン化物
濃度に対応する鉄/ルテニウムの交換を実施した。次い
で、銅/フェロシアン化物モル比が3.5に対応する2
.73・10−1モル/l  硝酸銅溶液Cu(NO3
)23H2O  400μlを加えた。
The starting product has a volume of 50 cm3 with a ruthenium activity of 3.10-4 Bq/l, determined by gamma spectrometer.
It was a seawater sample. The sample was placed on a magnetic stirrer and diluted with HN.
pH 1-9 by adding O3 or dilute NaOH
.. Adjusted to 5. While stirring, 1.56・10-
200 μl of a 1 mol/l potassium ferrocyanide solution was added to carry out an iron/ruthenium exchange corresponding to a ferrocyanide concentration of 6.24·10 −4 mol/l. Then the copper/ferrocyanide molar ratio is 2, corresponding to 3.5.
.. 73.10-1 mol/l Copper nitrate solution Cu (NO3
) 400 μl of 23H2O was added.

【0044】12時間放置し、次いで上清25mlを集
め、その残留ルテニウム活性をγ分光計によって測定し
、沈澱物中のルテニウム活性の出発溶液中のルテニウム
活性に対する比に相当する抽出効率(%)を計算した。
After standing for 12 hours, 25 ml of the supernatant was collected, and its residual ruthenium activity was measured by gamma spectrometer, and the extraction efficiency (%) was determined, which corresponds to the ratio of ruthenium activity in the precipitate to ruthenium activity in the starting solution. was calculated.

【0045】得られた結果を図1に示す。この図は、ル
テニウム抽出効率(%)を水溶液のpHの関数として示
している。pH4〜6の範囲で最も良い結果が得られる
ことが判る。
The results obtained are shown in FIG. This figure shows the ruthenium extraction efficiency (%) as a function of the pH of the aqueous solution. It can be seen that the best results are obtained in the pH range of 4 to 6.

【0046】実施例2 環境海水に係わるこの実施例においては、ルテニウム活
性は約170mBq/lである。実施例1と同じ作業手
順に従い、0.5〜5の範囲の銅/フェロシアン化物モ
ル比のルテニウム抽出量(%表示)に及ぼす影響を調査
した。各々115リットルの海水試料を、0.1モルの
フェロシアン化カリウムの存在下にpH4.5にした。 得られた結果を図2に示す。図2においては、最高の活
性を有する回収沈澱物に対するルテニウム抽出効率を、
任意に100%に固定している。モル比3で最も良い結
果が得られたことが判る。
Example 2 In this example involving environmental seawater, the ruthenium activity is approximately 170 mBq/l. Following the same working procedure as in Example 1, the effect of a copper/ferrocyanide molar ratio in the range of 0.5 to 5 on the amount of ruthenium extracted (expressed as %) was investigated. Each 115 liter seawater sample was brought to pH 4.5 in the presence of 0.1 molar potassium ferrocyanide. The results obtained are shown in FIG. 2. In Figure 2, the ruthenium extraction efficiency for the recovered precipitate with the highest activity is
It is arbitrarily fixed at 100%. It can be seen that the best results were obtained with a molar ratio of 3.

【0047】実施例3 更にこの実施例は、ルテニウム抽出レベルに及ぼす銅/
フェロシアン化物のモル比の影響を調査した。但し、ル
テニウム活性が既知(3・10−4Bq/l)である標
識された海水においてフェロシアン化物濃度を6.24
・10−4モル/lとし、pHは5.1で実験した。
Example 3 This example further demonstrates the effect of copper/copper on ruthenium extraction levels.
The influence of the molar ratio of ferrocyanide was investigated. However, in labeled seawater with known ruthenium activity (3・10-4Bq/l), the ferrocyanide concentration is 6.24.
- The experiment was conducted at a concentration of 10-4 mol/l and a pH of 5.1.

【0048】得られた結果を図3に示す。図3も、銅/
フェロシアン化物モル比の関数としてルテニウム抽出効
率の変化を表わしている。ここでもモル比3以上で最も
良い結果が得られた。
The results obtained are shown in FIG. Figure 3 also shows copper/
It represents the change in ruthenium extraction efficiency as a function of ferrocyanide molar ratio. Here too, the best results were obtained with a molar ratio of 3 or more.

【0049】実施例4 この実施例では、ルテニウム抽出効率に及ぼすフェロシ
アン化カリウム使用量の影響を調査した。0.5・10
−4〜30・10−4モル/lの量のフェロシアン化物
を使用し、pH4.8及び銅/フェロシアン化物モル比
3.5とし、実施例1と同じ作業手順に従った。
Example 4 In this example, the influence of the amount of potassium ferrocyanide used on the ruthenium extraction efficiency was investigated. 0.5・10
The same working procedure as in Example 1 was followed using amounts of ferrocyanide from -4 to 30.10-4 mol/l, a pH of 4.8 and a copper/ferrocyanide molar ratio of 3.5.

【0050】加えたフェロシアン化カリウムの量の関数
としてルテニウム抽出効率(%)の変化を図4に示す。 4・10−4モル/l以上のフェロシアン化物濃度で優
れた結果が得られ、フェロシアン化物濃度が増加すると
、ゆっくりではあるが抽出効率も増加することが判る。 フェロシアン化カリウム濃度4・10−3モル/lにお
いて、ルテニウムを100%固定するのに対応する限界
に達する。
The variation in ruthenium extraction efficiency (%) as a function of the amount of potassium ferrocyanide added is shown in FIG. Excellent results are obtained with ferrocyanide concentrations above 4.10-4 mol/l, and it can be seen that as the ferrocyanide concentration increases, the extraction efficiency also increases, albeit slowly. At a potassium ferrocyanide concentration of 4·10 −3 mol/l, a limit corresponding to 100% fixation of ruthenium is reached.

【0051】実施例5 この実施例においては、約170mBq/lのルテニウ
ム活性を有する水115リットル中のルテニウムを除去
するために本発明の方法を使用した。水に、5・10−
2モルのフェロシアン化カリウムを加え、5分間通気す
ることにより撹拌を続けた。次いで、濃硝酸を加えるこ
とによりpHを4.8に調整し、次いで2・10−1モ
ルの硝酸銅Cu(NO3)2・3H2Oを加え、12時
間撹拌を続けた。12時間放置し、上清を除去した後に
沈澱物を濾過した。沈澱物を60℃で乾燥し、γ分光計
によってルテニウム含有量を測定した。存在するルテニ
ウムの実質的に100%が抽出された。
Example 5 In this example, the method of the invention was used to remove ruthenium in 115 liters of water having a ruthenium activity of approximately 170 mBq/l. Water, 5・10-
Two moles of potassium ferrocyanide were added and stirring continued by bubbling for 5 minutes. The pH was then adjusted to 4.8 by adding concentrated nitric acid, then 2.10-1 mol of copper nitrate Cu(NO3)2.3H2O was added and stirring continued for 12 hours. After standing for 12 hours and removing the supernatant, the precipitate was filtered. The precipitate was dried at 60° C. and the ruthenium content was determined by gamma spectrometer. Virtually 100% of the ruthenium present was extracted.

【0052】即ち本発明の方法によって流出液中に存在
する全てのルテニウムを除去することができる。これは
、環境にとって重要な進歩である。
Thus, all the ruthenium present in the effluent can be removed by the method of the invention. This is an important advance for the environment.

【0053】環境科学の分野においては、海または海洋
の水域のためのマーカーとして使用したルテニウムを検
出するために本発明の方法を使用することもできる。即
ち、106Ruの放射能半減期は短く(1年)、水域の
通過期間を評価するための極めて有利なマーカーとなる
。 海水のルテニウム活性の厳密な測定は、その物理化学形
態が何であろうと、海水中での流出液の分散に関与する
プロセスの正確な理解を与える。
In the field of environmental science, the method of the invention can also be used to detect ruthenium used as a marker for sea or ocean waters. That is, the radioactivity half-life of 106Ru is short (1 year), making it an extremely advantageous marker for evaluating the transit period in water bodies. Rigorous measurements of ruthenium activity in seawater, whatever its physicochemical form, will give an accurate understanding of the processes involved in the dispersion of effluents in seawater.

【0054】実施例6 この実施例においては作業手順は、フェロシアン化カリ
ウムをナトリウム塩Fe(CN)6Na4で置き換えた
ことだけ実施例3と異なる。La  Hagueプラン
トからの流出液によって106Ru標識(3・104B
q/l)された海水をもとに、フェロシアン化ナトリウ
ム濃度を6.24・10−4モル/l、pHを5.1と
し、ルテニウム抽出レベルに及ぼす銅/フェロシアン化
物モル比の影響を調査した。
Example 6 In this example the working procedure differs from Example 3 only by replacing potassium ferrocyanide with the sodium salt Fe(CN)6Na4. The effluent from the La Hague plant produced 106Ru labels (3 and 104B).
q/l) based on seawater, the sodium ferrocyanide concentration was 6.24 10-4 mol/l, the pH was 5.1, and the influence of the copper/ferrocyanide molar ratio on the ruthenium extraction level. investigated.

【0055】得られた結果を図5に示す。フェロシアン
化カリウムの場合には銅/フェロシアン化物モル比が3
で最大抽出に達したのに、フェロシアン化ナトリウムを
使用した場合には、銅/フェロシアン化物モル比が2に
なると直ちに最大ルテニウム抽出に達したことが判る。
The results obtained are shown in FIG. In the case of potassium ferrocyanide, the copper/ferrocyanide molar ratio is 3.
It can be seen that when sodium ferrocyanide was used, the maximum ruthenium extraction was reached as soon as the copper/ferrocyanide molar ratio reached 2.

【0056】フェロシアン化ナトリウムとフェロシアン
化カリウムとのこの挙動の差は、単塩のフェロシアン化
銅Fe(CN)6Cu2はフェロシアン化カリウムから
形成されないことに起因する。即ちカリウム塩は、一般
式〔Fe(CN)6Cu2〕n、Fe(CN)6K4(
式中のnは、沈澱物を形成するために使用されるフェロ
シアン化銅/フェロシアン化カリウムモル比とともに1
〜5の間で変化する)に従う別の化合物を与える。
This difference in behavior between sodium ferrocyanide and potassium ferrocyanide is due to the fact that the single salt copper ferrocyanide, Fe(CN)6Cu2, is not formed from potassium ferrocyanide. That is, potassium salt has the general formula [Fe(CN)6Cu2]n, Fe(CN)6K4(
n in the formula is 1 with the copper ferrocyanide/potassium ferrocyanide molar ratio used to form the precipitate.
-5).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】La  Hagueプラントからの放射性流出
液によって標識された水溶液における、pHの関数とし
てルテニウム抽出効率(%)の変化を示すグラフである
FIG. 1 is a graph showing the change in ruthenium extraction efficiency (%) as a function of pH in aqueous solutions labeled with radioactive effluent from the La Hague plant.

【図2】海水における、銅/フェロシアン化物(フェロ
シアン化カリウム)モル濃度比の関数としてルテニウム
抽出効率の変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the change in ruthenium extraction efficiency as a function of copper/ferrocyanide (potassium ferrocyanide) molar concentration ratio in seawater.

【図3】La  Hague燃料再処理プラントからの
放射性流出液によって実験室において標識された海水に
おける、銅/フェロシアン化物(フェロシアン化カリウ
ム)モル濃度比の関数としてルテニウム抽出効率の変化
を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the variation of ruthenium extraction efficiency as a function of copper/ferrocyanide (potassium ferrocyanide) molar concentration ratio in seawater labeled in the laboratory by radioactive effluent from the La Hague fuel reprocessing plant. .

【図4】放射性流出液標識海水における、フェロシアン
化カリウム添加量の関数としてルテニウム抽出効率の変
化を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the change in ruthenium extraction efficiency as a function of potassium ferrocyanide loading in radioactive effluent labeled seawater.

【図5】La  Hague燃料再処理プラントからの
放射性流出液によって実験室において標識された海水に
おける、銅/フェロシアン化物(フェロシアン化ナトリ
ウム)モル濃度比の関数としてルテニウム抽出効率の変
化を示すグラフである。
FIG. 5: Graph showing the variation of ruthenium extraction efficiency as a function of copper/ferrocyanide (sodium ferrocyanide) molar concentration ratio in seawater labeled in the laboratory by radioactive effluent from the La Hague fuel reprocessing plant. It is.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  水溶液中に存在するルテニウムを分離
する方法であって、フェロシアン化物の鉄をルテニウム
で交換してルテノシアン化物を形成するために前記水溶
液をアルカリ金属フェロシアン化物と接触させ、次いで
このように形成されたルテノシアン化物を分離すること
からなることを特徴とする方法。
1. A method for separating ruthenium present in an aqueous solution, comprising: contacting the aqueous solution with an alkali metal ferrocyanide to exchange the iron of the ferrocyanide with ruthenium to form a ruthenocyanide; A process characterized in that it consists in separating the ruthenocyanide thus formed.
【請求項2】  a)フェロシアン化物の鉄をルテニウ
ムと交換するためにルテニウム含有水溶液にアルカリ金
属フェロシアン化物を加える段階と、b)ルテニウムを
伴出するアルカリ金属及び銅の複フェロシアン化物沈澱
物を形成するために前記溶液に銅塩を加える段階と、c
)このように得られた沈澱物を分離する段階とからなる
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
2. a) adding an alkali metal ferrocyanide to a ruthenium-containing aqueous solution to exchange the iron in the ferrocyanide with ruthenium; and b) precipitation of the alkali metal and copper double ferrocyanide with ruthenium entrained. adding a copper salt to the solution to form a product; c
2. Process according to claim 1, characterized in that it comprises the steps of: ) separating the precipitate thus obtained.
【請求項3】  前記銅塩が硝酸銅であることを特徴と
する請求項2に記載の方法。
3. The method of claim 2, wherein the copper salt is copper nitrate.
【請求項4】  前記アルカリ金属フェロシアン化物を
アニオン交換樹脂に固定させ、前記ルテニウム含有水溶
液を前記樹脂に接触させてルテニウムをそこに固定させ
ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the alkali metal ferrocyanide is fixed to an anion exchange resin, and the ruthenium-containing aqueous solution is brought into contact with the resin to fix ruthenium thereon.
【請求項5】  前記アルカリ金属フェロシアン化物を
ルテニウム含有水溶液に加え、次いで前記水溶液をアニ
オン交換樹脂と接触させてルテノシアン化物イオンを前
記樹脂に固定させることを特徴とする請求項1に記載の
方法。
5. The method of claim 1, wherein the alkali metal ferrocyanide is added to an aqueous solution containing ruthenium, and the aqueous solution is then contacted with an anion exchange resin to fix ruthenocyanide ions to the resin. .
【請求項6】  前記アルカリ金属フェロシアン化物を
ルテニウム含有水溶液に加え、次いで前記溶液を蒸発濃
縮することによりルテニウムを回収することを特徴とす
る請求項1に記載の方法。
6. The method of claim 1, wherein ruthenium is recovered by adding the alkali metal ferrocyanide to an aqueous ruthenium-containing solution and then evaporating and concentrating the solution.
【請求項7】  前記アルカリ金属フェロシアン化物が
フェロシアン化カリウムであることを特徴とする請求項
1から6のいずれか一項に記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the alkali metal ferrocyanide is potassium ferrocyanide.
【請求項8】  前記アルカリ金属フェロシアン化物が
フェロシアン化ナトリウムであることを特徴とする請求
項1から6のいずれか一項に記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the alkali metal ferrocyanide is sodium ferrocyanide.
【請求項9】  前記水溶液に銅塩を加える前に、該溶
液のpHを4〜6の値に調整することを特徴とする請求
項2に記載の方法。
9. A method according to claim 2, characterized in that before adding the copper salt to the aqueous solution, the pH of the solution is adjusted to a value of 4 to 6.
【請求項10】  前記銅塩/アルカリ金属フェロシア
ン化物のモル比が2以上であることを特徴とする請求項
2に記載の方法。
10. The method according to claim 2, wherein the molar ratio of the copper salt/alkali metal ferrocyanide is 2 or more.
【請求項11】  前記銅塩/フェロシアン化カリウム
のモル比が3以上であることを特徴とする請求項7から
10のいずれか一項に記載の方法。
11. The method according to claim 7, wherein the copper salt/potassium ferrocyanide molar ratio is 3 or more.
【請求項12】  前記銅塩/フェロシアン化ナトリウ
ムのモル比が2以上であることを特徴とする請求項8か
ら10のいずれか一項に記載の方法。
12. The method according to claim 8, wherein the copper salt/sodium ferrocyanide molar ratio is 2 or more.
【請求項13】  前記アルカリ金属フェロシアン化物
の使用量が、水溶液1リットル当たり4・10−4モル
以上であることを特徴とする請求項1から7のいずれか
一項に記載の方法。
13. The method according to claim 1, wherein the amount of the alkali metal ferrocyanide used is 4·10 −4 mol or more per liter of aqueous solution.
【請求項14】  前記アルカリ金属フェロシアン化物
の使用量が、水溶液1リットル当たり4・10−3モル
以上であることを特徴とする請求項13に記載の方法。
14. The method according to claim 13, wherein the amount of the alkali metal ferrocyanide used is 4·10 −3 mol or more per liter of aqueous solution.
【請求項15】  出発水溶液が更にセシウム及び/ま
たはコバルトを含有しており、前記セシウム及びコバル
トが、複フェロシアン化物沈澱物に同時に伴出されるこ
とを特徴とする請求項2に記載の方法。
15. Process according to claim 2, characterized in that the starting aqueous solution further contains cesium and/or cobalt, said cesium and cobalt being simultaneously entrained in the double ferrocyanide precipitate.
JP3300469A 1990-11-16 1991-11-15 Method for separating ruthenium and, as required, cesium and cobalt existing in aqueous solution such as flowing out from fuel reprocessing facility where radiation has already been irradiated Pending JPH04285017A (en)

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FR9014310 1990-11-16
FR9014310A FR2669460B1 (en) 1990-11-16 1990-11-16 PROCESS FOR SEPARATING RUTHENIUM AND POSSIBLY CESIUM AND COBALT FROM AN AQUEOUS SOLUTION SUCH AS AN EFFLUENT FROM AN IRRADIATED FUEL PROCESSING PLANT.

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GB2249864A (en) 1992-05-20
GB9122825D0 (en) 1991-12-11
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FR2669460B1 (en) 1993-01-08

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