JPH06148390A - 核分裂生成貴金属の分離方法 - Google Patents

核分裂生成貴金属の分離方法

Info

Publication number
JPH06148390A
JPH06148390A JP29527692A JP29527692A JPH06148390A JP H06148390 A JPH06148390 A JP H06148390A JP 29527692 A JP29527692 A JP 29527692A JP 29527692 A JP29527692 A JP 29527692A JP H06148390 A JPH06148390 A JP H06148390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noble metal
lead
fission
separating
lead alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29527692A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisaaki Shimauchi
久明 嶋内
Kenji Kirishima
健二 桐嶋
Haruo Shibayama
治雄 柴山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP29527692A priority Critical patent/JPH06148390A/ja
Publication of JPH06148390A publication Critical patent/JPH06148390A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単且つ効率的に貴金属の相互分離が可能で
あって、二次廃棄物の発生量が少ない核分裂生成貴金属
の分離方法を提供する。 【構成】 不溶解残渣及び高レベル放射性廃液中に含ま
れる核分裂生成貴金属を、鉛溶融抽出法により回収せし
めて鉛合金を生成し、この鉛合金とセラミックス成形体
とを、酸化性雰囲気下で少なくとも550〜1250℃
の温度範囲で加熱接触させる。セラミックス成形体とし
ては、その主成分が燐酸カルシウム,酸化マグネシウ
ム,酸化カルシウム又はこれらの混合物であるものが好
ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、使用済核燃料の再処理
工程で発生する不溶解残渣及び高レベル放射性廃液中に
含まれる核分裂生成貴金属の分離方法に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電において発生する使用済核燃
料中には、核燃料の組成や燃焼度,冷却期間等によって
相違するが、主としてルテニウム(Ru),ロジウム
(Rh),パラジウム(Pd)等の核分裂生成貴金属が
含まれ、その総含有量は全核分裂生成物の1/10程度
に達する。これらの核分裂生成貴金属は、硝酸による再
処理工程を経ると不溶解残渣と高レベル放射性廃液の双
方に含まれるが、かかる核分裂生成貴金属を回収する方
法としては鉛溶融による方法が知られている。
【0003】高レベル放射性廃液中から核分裂生成貴金
属を回収する場合、高レベル放射性廃液を加熱脱硝した
後、ガラス形成剤,一酸化鉛,活性炭等の還元剤を混合
して1100〜1200℃で加熱溶融することにより、
活性炭によって還元された金属鉛中に貴金属が回収され
る。この場合、超ウラン元素等はガラス相へ移行する
(G.A.Jensen,et al.:Nuclear Technology Vol.65 May
1984、日本原子力学会「1989秋の大会」予稿集
等)。一方、不溶解残渣から回収する場合、不溶解残渣
にガラス形成剤と金属鉛を混合して550〜1100℃
で加熱溶融することにより、貴金属は金属鉛中に回収さ
れ、また、その他の超ウラン元素等はガラス相へ移行す
る(K.Naito,T.Matsui and T.Tanaka:Journal of Nucle
ar Science andTechnology Vol.23[6]1986)。上記
方法によれば、核分裂生成貴金属を効率よく回収できる
と共に、ガラスによって抽出された超ウラン元素等をそ
のままガラス固化体として処分することができる等の利
点が有る。
【0004】また、核分裂生成貴金属の内、特に放射能
が強いルテニウムや長半減期核種であるテクネチウム等
は単独で回収することが難しく、他の貴金属と同時に鉛
合金として回収されるが、かかる鉛合金中からこれら複
数の貴金属を相互に分離する方法としては、所謂、乾式
法と湿式法の二つが知られている。
【0005】乾式法では、溶融により鉛合金として回収
された貴金属を亜鉛等の金属によって抽出し、そのとき
の分配比の差で相互分離を行い、亜鉛等の金属中へ移行
した貴金属が蒸留分離操作により分離される(G.A.Jens
en,et al.:Nuclear Technology Vol.65 May 1984)。一
方、湿式法では、鉛合金として回収された貴金属を酸に
溶解し、この溶解した貴金属を、中和反応を利用して鉛
の水酸化物として分離する方法,硫酸イオンその他の添
加物により鉛の沈殿を形成して固液分離する方法,電解
酸化により鉛を分離する方法(電解法)等により相互に
分離される。尚、この場合、分離後回収する貴金属の純
度維持及び設備の簡素化等の経済性の観点から、鉛合金
を酸に溶解後、出来るかぎり早期に分離せしめることが
必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記鉛合金か
ら複数の貴金属を相互に分離する従来の方法において、
乾式法では、分離された貴金属が鉛と共沈するため、更
にこの状態から貴金属を回収するための高度の技術を必
要とし、貴金属の回収率が悪いばかりか多量の二次廃棄
物を発生するという問題があった。また、湿式法でも、
酸に溶解した鉛合金を分離する何れの方法においても高
度の技術と多大のコストを必要とすると共に、二次廃棄
物の発生量が多いという問題があった。
【0007】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、簡単且つ効率的に
貴金属の相互分離が可能であって、二次廃棄物の発生量
が少ない核分裂生成貴金属の分離方法を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による核分裂生成
貴金属の分離方法は、使用済核燃料の再処理工程で発生
する不溶解残渣及び高レベル放射性廃液中に含まれる貴
金属を鉛溶融抽出法により回収するときに得られた貴金
属含有の鉛合金を、酸化性雰囲気下で、セラミックス成
形体と加熱接触させることを特徴としている。また、酸
化性雰囲気下で鉛合金とセラミックス成形体とを加熱接
触させるときの温度は、少なくとも550〜1250℃
の範囲となっている。更に、セラミックス成形体として
は、その主成分が燐酸カルシウム,酸化マグネシウム,
酸化カルシウム又はこれらの混合物であるものが使用さ
れる。又更に、不溶解残渣及び高レベル放射性廃液中に
含まれる貴金属の組成は、モリブデン及びテクネチウム
を含む5元素系の六方最密充填構造の合金であることを
特徴としている。
【0009】
【作用】本発明の方法は、不溶解残渣及び高レベル放射
性廃液中に含まれる貴金属の分離を鉛溶融抽出法により
行うものである。核分裂生成貴金属の内、例えばロジウ
ムはパラジウムと金属間化合物を作って金属鉛相に分散
し、鉛溶融抽出法により不溶解残渣及び高レベル放射性
廃液中から回収された鉛合金中には、これらロジウム,
パラジウム,ルテニウム等の貴金属元素と、モリブデン
(Mo)やテクネチウム(Tc)等の他の核分裂生成元
素(以下、「FP元素」と云う)が含まれている。鉛合
金中に含有される他のFP元素の種類は、鉛合金が生成
される際の溶融条件によって相違する。
【0010】本発明の方法によれば、鉛溶融抽出法によ
り得られた貴金属含有の鉛合金を、酸化性雰囲気下でセ
ラミックス成形体と加熱接触させるが、これは鉛を確実
にセラミックス成形体に吸収させるためである。この場
合、少なくとも550〜1250℃の温度範囲で加熱接
触させることが好ましい。
【0011】即ち、温度が550℃未満では、セラミッ
クス成形体は鉛を吸収するものの吸収速度が著しく低
く、貴金属元素と鉛との分離が不十分となる。温度が1
250℃を超えると、セラミックス成形体の鉛を吸収す
る速度は極めて高くなるが、これと共に鉛の酸化反応速
度も高くなるため、セラミックス成形体に吸収されない
酸化鉛が増加してしまう。また、セラミッス成形体を構
成する材質の相違によっても鉛を吸収する効果が異な
る。ガラス形成剤の一種である骨灰(主成分:燐酸カル
シウム)系のセラミックス成形体を用いる場合は800
〜900℃の温度範囲、マグネシア(主成分:酸化マグ
ネシウム)系のセラミックス成形体を用いる場合には9
00〜1250℃の温度範囲で、夫々効果的に鉛を吸収
させることができる。一方、上述の如く鉛合金中には貴
金属以外のFP元素が含まれているが、酸化性雰囲気下
ではこれらFP元素(例えばモリブデン)は酸化物(M
oO3)を生成する。この酸化物は550℃以上で揮発
するので、酸化性雰囲気下における設定温度によっては
モリブデン等のFP元素を分離することができる。以上
のことから、酸化性雰囲気下で鉛合金をセラミックス成
形体と加熱接触させる温度は、少なくとも550〜12
50℃の範囲であることが望ましい。
【0012】また、本発明の方法によれば、セラミック
ス成形体としては、ガラス形成剤の一種である骨灰,マ
グネシア,セメント材(主成分:酸化カルシウム)又は
これらの混合物より成るものを用いるが、これは、これ
らのものが鉛吸収能力の上から好適であるばかりでな
く、安価で入手し易いというコスト上の利点を備えてい
るからである。また、これらのガラス形成剤は、鉛を吸
収せしめた後に粗粉砕すれば、更に使用済核燃料の再処
理工程で発生する高レベル放射性廃液等をガラス固化処
理する際の、ガラス形成剤として再利用が可能なため、
二次廃棄物の発生を抑えることができ、好ましい。
【0013】
【実施例】以下、本発明による核分裂生成貴金属の分離
方法の第一実施例を説明する。先ず、核分裂生成貴金属
を分離すべき不溶解残渣の組成は、核燃料の組成や燃焼
度,冷却期間等によって異なるが、軽水炉で生成される
残渣の場合、その大部分が貴金属で、モリブデンとテク
ネチウムを含む5元素系の六方最密充填構造の合金であ
る。そして、これらの合金中の元素モリブデン,テクネ
チウム,ルテニウム,ロジウム及びパラジウムの原子の
比率(%)の例は概略Mo:Tc:Ru:Rh:Pd=
20:5:55:10:10(原子%)のようである
が、本実施例ではモリブデン,ルテニウム,ロジウム及
びパラジウムの4元素系の六方最密充填構造の合金を模
擬不溶解残渣として使用し、その比率(原子%)はM
o:Ru:Rh:Pd=20:60:10:10とし
た。
【0014】鉛溶解条件は、模擬不溶解残渣に対してガ
ラス形成剤としてホウ酸ナトリウムを10倍,一酸化鉛
を50倍及び活性炭等の還元剤を夫々加えて混合し、ま
た、該不溶解残渣量に対してその重量比が0倍〜50倍
となるようにパラジウムを添加した。そして、これを7
50〜1100℃の温度で約2時間加熱溶融せしめ、得
られた貴金属含有の鉛合金をガラス形成剤の一種でであ
る骨灰(純粋な骨灰を粉砕し、標準フルイ100メッシ
ュを通過した粒径約149ミクロン以下のもの。)を水
約8%を加えて生成したセラミックス成形体(但し、2
0%以内のセメントをバインダーとして混ぜたもの。)
上に置き、酸化性雰囲気下で約860℃の温度に保たれ
た加熱炉中で30〜45分間接触させることにより、セ
ラミックッス成形体上に貴金属を得た。
【0015】そして、かかる鉛が収着されたセラミック
ス成形体を粉砕混合することにより得られる均一な粉体
の一部に酸処理を施し、鉛の吸収率を定量分析した結果
を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】表1から明らかなように、鉛合金中の鉛
は、パラジウムの添加量に拘らず、骨灰を主成分とする
セラミックス成形体に95%以上の高い吸収率で効率良
く吸収されている。
【0018】また、セラミックッス成形体上に得られた
貴金属を分析し、各貴金属元素の回収率を定量分析した
結果を表2に示す。
【0019】
【表2】
【0020】表2から明らかなように、鉛合金中の各貴
金属元素は、パラジウムの添加量に拘らず、セラミック
ス成形体上で89%以上の高い回収率で回収され得、ま
た、貴金属以外のFP元素であるモリブデンと貴金属と
の分離が極めて高い精度で成されている。
【0021】次に第二実施例において、上記第一実施例
のパラジウムの代わりに、銀を不溶解残渣量に対してそ
の重量比が0倍〜50倍となるように添加し、鉛溶融抽
出法により得られた貴金属含有の鉛合金をマグネシア
(純粋なMgOを粉砕し、標準フルイ100メッシュを
通過した粒径約149ミクロン以下のもの。)を水約8
%を加えて生成したセラミックス成形体(但し、20%
以内のセメントをバインダーとして混ぜたもの。)上に
置き、酸化性雰囲気下で約1100℃の温度に保たれた
加熱炉中で30〜45分間接触させることにより、セラ
ミックッス成形体上に貴金属を得た。
【0022】そして、かかる鉛が収着されたセラミック
ス成形体を粉砕混合することにより得られる均一な粉体
の一部に酸処理を施し、鉛の吸収率を定量分析した結果
を表3に示す。
【0023】
【表3】
【0024】表3から明らかなように、鉛合金中の鉛
は、銀の添加量に拘らず、マグネシアを主成分とするセ
ラミックス成形体に92%以上の高い吸収率で効率良く
吸収されている。
【0025】また、セラミックッス成形体上に得られた
貴金属を分析し、各貴金属元素の回収率を定量分析した
結果を表4に示す。
【0026】
【表4】
【0027】表4から明らかなように、鉛合金中の各貴
金属元素は、銀の添加量に拘らず、セラミックス成形体
上で90%以上の高い回収率で回収され得、また、貴金
属以外のFP元素であるモリブデンと貴金属との分離が
極めて高い精度で成されている。
【0028】上記実施例に示したように、本発明の方法
において貴金属を含有する鉛合金と加熱接触させるセラ
ミックス成形体としては、鉛を酸化鉛として吸収できる
ものであれば良いが、骨灰又はマグネシアを主成分とす
るものが最適である。また、酸化性雰囲気下における加
熱温度は、生成される酸化鉛の化学形態を十分把握し、
各形態毎の融点を考慮して設定することが好ましい。
尚、上記実施例においては、不溶解残渣にパラジウム及
び銀を添加したが、これは鉛合金としてかかる不溶解残
渣より回収した貴金属元素(Pd,Rh,Ru)を、金
属粒(Pd−Rh合金粒又はPd−Rh−Ag合金粒)
とRu金属粉としてセラミックス成形体上で分離させる
ためである。
【0029】
【発明の効果】上述のように本発明の核分裂生成貴金属
の分離方法によれば、使用済核燃料の再処理工程で発生
する不溶解残渣及び高レベル放射性廃液中に含まれる貴
金属を、各貴金属元素毎に容易に分離することができ
る。従って、これら貴金属の回収工程を簡略化すること
ができる。また、貴金属を分離するために使用された鉛
は、酸化鉛としてセラミックス成形体に高効率で吸収さ
れ得、かかる鉛吸収後のセラミックス成形体は簡単な粉
砕操作で再利用が可能なので、この種鉛溶融抽出法にお
ける貴金属分離の媒体たる鉛をリサイクル可能とし、二
次廃棄物の発生量を少なくすることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 使用済核燃料の再処理工程で発生する不
    溶解残渣及び高レベル放射性廃液中に含まれる貴金属を
    鉛溶融抽出法により回収するときに得られた貴金属含有
    の鉛合金を、酸化性雰囲気下で、セラミックス成形体と
    加熱接触させることを特徴とする核分裂生成貴金属の分
    離方法。
  2. 【請求項2】 酸化性雰囲気下で貴金属含有の鉛合金を
    セラミックス成形体と加熱接触させるときの温度は、少
    なくとも550〜1250℃の範囲であることを特徴と
    する、請求項1に記載の核分裂生成貴金属の分離方法。
  3. 【請求項3】 セラミックス成形体は、その主成分が燐
    酸カルシウム,酸化マグネシウム,酸化カルシウム又は
    これらの混合物であることを特徴とする、請求項1に記
    載の核分裂生成貴金属の分離方法。
  4. 【請求項4】 不溶解残渣及び高レベル放射性廃液中に
    含まれる貴金属の組成は、モリブデン及びテクネチウム
    を含む5元素系の六方最密充填構造の合金であることを
    特徴とする、請求項1に記載の核分裂生成貴金属の分離
    方法。
JP29527692A 1992-11-04 1992-11-04 核分裂生成貴金属の分離方法 Pending JPH06148390A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29527692A JPH06148390A (ja) 1992-11-04 1992-11-04 核分裂生成貴金属の分離方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29527692A JPH06148390A (ja) 1992-11-04 1992-11-04 核分裂生成貴金属の分離方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06148390A true JPH06148390A (ja) 1994-05-27

Family

ID=17818508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29527692A Pending JPH06148390A (ja) 1992-11-04 1992-11-04 核分裂生成貴金属の分離方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06148390A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005308705A (ja) * 2004-03-25 2005-11-04 Dowa Mining Co Ltd 定量分析を目的とした貴金属元素の分離回収方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005308705A (ja) * 2004-03-25 2005-11-04 Dowa Mining Co Ltd 定量分析を目的とした貴金属元素の分離回収方法
JP4524433B2 (ja) * 2004-03-25 2010-08-18 Dowaメタルマイン株式会社 定量分析を目的とした貴金属元素の分離回収方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5185104A (en) Method of treatment of high-level radioactive waste
EP2681744A1 (en) Method of preparing plate-shaped high-density low-enriched uranium dispersion target and high-density low-enriched uranium target prepared thereby
AU628468B2 (en) Method of treatment of high-level radioactive waste
Medina et al. An alternative method for the recovery of lithium from spodumene
KR20150027259A (ko) 특정 용융염을 함유하는 매질의 사용을 포함하는, 적어도 하나의 제2 화학원소 e2로부터 적어도 하나의 제1 화학원소 e1을 분리하는 방법
JP3342968B2 (ja) 使用済燃料の再処理方法
TWI777918B (zh) 製造汞系化合物之方法、汞系化合物、使用該汞系化合物之方法及該汞系化合物之用途
JP3735392B2 (ja) 使用済燃料の再処理方法
JPH06148390A (ja) 核分裂生成貴金属の分離方法
Smith et al. Recovery of nonradioactive palladium and rhodium from radioactive waste
JP2966066B2 (ja) 核分裂生成貴金属の分離方法
JP5668112B2 (ja) 放射性セシウムが捕集されたセシウム廃フィルタセラミックインゴット及びその製造方法
JP2845413B2 (ja) 使用済窒化物燃料の再処理方法
JP6622627B2 (ja) レアメタル含有ガラスからのレアメタルの回収方法
JPH07209483A (ja) 使用済み燃料の再処理方法
US4509978A (en) Recoverable immobilization of transuranic elements in sulfate ash
US3130042A (en) Processing thorium-bismuth and thorium-lead compounds
JP6515369B1 (ja) 不溶解性残渣処理プロセス
RU2154318C1 (ru) Способ выделения мо-99 из металлического топлива на основе урана
Arai et al. Study on separation of Ru using ozone oxidizing method
KR20230117901A (ko) 사용후핵연료로부터 고방열성 핵종을 분리하는 방법 및 사용후핵연료 고방열 핵종 분리장치
JPH03179297A (ja) 高放射性廃棄物の処理方法
Williamson Chemistry technology base and fuel cycle of the Los Alamos accelerator-driven transmutation system
KR20220159690A (ko) 방사성 요오드 포집 및 고화 장치 및 이를 이용한 방사성 요오드의 포집 및 고화 방법
Myochin et al. Recovery of valuable metals from high-level radioactive waste