JPH09228089A - Production of metal uranium - Google Patents
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- JPH09228089A JPH09228089A JP3760396A JP3760396A JPH09228089A JP H09228089 A JPH09228089 A JP H09228089A JP 3760396 A JP3760396 A JP 3760396A JP 3760396 A JP3760396 A JP 3760396A JP H09228089 A JPH09228089 A JP H09228089A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原料の酸化ウラン
を電解液のフッ化物溶融塩中で電解還元して金属ウラン
を製造する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing uranium metal by electrolytically reducing uranium oxide as a raw material in a molten fluoride salt of an electrolytic solution.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の製造方法として、原料の
酸化ウラン、例えばＵＯ2，ＵＯ3，Ｕ3０8等を電解液の
フッ化物溶融塩中で電解還元して金属ウランを製造する
方法が知られている。この方法は陽極及び陰極を有する
電解槽内にフッ化物溶融塩を生成しておき、このフッ化
物溶融塩中に電解槽の上方から原料の酸化ウランを供給
し、金属ウランの融点以上の温度で電解還元を実施し
て、電解槽の内底部に金属ウランを析出生成させる方法
である。しかしこの方法では、生成した金属ウランが原
料の酸化ウランで汚染され、しかも生成した金属ウラン
粒子の表面に酸化皮膜が形成され、それ以上金属ウラン
粒子間の融合が進行しない等の問題点がある。Conventionally, as a method of manufacturing this kind, to produce raw uranium oxide, for example UO 2, UO 3, U 3 0 8 uranium metal electrolytically reduced to in the fluoride molten salt electrolyte, etc. The method is known. In this method, a molten fluoride salt is generated in an electrolytic cell having an anode and a cathode, and uranium oxide as a raw material is supplied into the molten fluoride salt from above the electrolytic cell at a temperature equal to or higher than the melting point of metal uranium. This is a method in which electrolytic reduction is carried out to deposit and form metallic uranium on the inner bottom of the electrolytic cell. However, this method has a problem that the generated metal uranium is contaminated with the raw material uranium oxide, and an oxide film is formed on the surface of the generated metal uranium particles, and the fusion between the metal uranium particles does not proceed further. .
【０００３】これらの問題点を解決する方法として電解
還元による金属ウランの製造方法が米国特許３，０５
２，６１１号公報により提案されている。この米国特許
の方法においては、孔の開いたバスケット状の陽極内に
ＵＯ2−Ｃペレット（酸化ウランと炭素の混合物からな
るペレット）を原料として収納し、陰極棒に連結したグ
ラファイト製の坩堝内に電解液（フッ化バリウム又はカ
ルシウム；フッ化マグネシウム又はリチウム；及びフッ
化ウラニウムの混合物）を形成し、この電解液中に上記
陽極バスケットを浸漬し、電解還元して金属ウランを上
記グラファイト製の坩堝の内底部に析出生成させてい
る。As a method for solving these problems, a method for producing uranium metal by electrolytic reduction is disclosed in US Pat. No. 3,053.
It is proposed by Japanese Patent No. 2,611. According to the method of this U.S. Patent, UO 2 -C pellets (pellets consisting of a mixture of uranium oxide and carbon) are contained as raw materials in a basket-shaped anode having holes, and the graphite crucible is connected to a cathode rod. An electrolytic solution (a mixture of barium fluoride or calcium fluoride; magnesium fluoride or lithium; and uranium fluoride) is formed in the electrolytic solution, and the anode basket is immersed in the electrolytic solution, and electrolytic reduction is performed to convert metal uranium into graphite. Precipitation is generated on the inner bottom of the crucible.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし上記米国特許の
方法では陽極バスケットを使用しているために電流効率
が低い。またＵＯ2−Ｃペレットを原料として使用して
いるために製品の金属ウランが原料のＵＯ2−Ｃペレッ
トのＣ（炭素）によって汚染され、かつ製造コストが高
くなる等の問題点が残されている。またグラファイト製
の坩堝の内底部に溜まった金属ウランがフッ化物溶融塩
と直接接触し、フッ化物溶融塩中のＵＦ4と反応し再溶
解してしまうために、ウランの回収率が低下する不具合
があった。本発明の目的は、生成する金属ウランが原料
によって汚染されることがなく、また金属ウランがフッ
化物溶融塩と再反応することがなく、従来よりも回収率
及び電流効率が高い金属ウランの製造方法を提供するこ
とにある。However, in the method of the above-mentioned US patent, the current efficiency is low due to the use of the anode basket. In addition, since UO 2 -C pellets are used as a raw material, the metal uranium of the product is contaminated by C (carbon) of the raw material UO 2 -C pellets, and the manufacturing cost is increased. There is. In addition, the recovery rate of uranium decreases because metallic uranium accumulated in the inner bottom of the graphite crucible directly contacts the molten fluoride and reacts with UF 4 in the molten fluoride to be redissolved. was there. The object of the present invention is to produce metal uranium which has a higher recovery rate and higher current efficiency than conventional ones, since the produced metal uranium is not contaminated by the raw material, and the metal uranium does not re-react with the molten fluoride salt. To provide a method.
【０００５】[0005]
【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、陽極１２及び陰極１１を有する電解
槽１０内の陰極１１の下方に容器１４が設けられ、電解
槽１０内でフッ化物溶融塩１５中の酸化ウランを金属ウ
ラン１３の融点以上の温度で電解還元して陰極１１の表
面に金属ウラン１３を析出させ、析出した金属ウラン１
３を溶融塩との比重差により落下させて容器に収容する
金属ウラン１３の製造方法において、電解還元する前に
酸化ウランとともに金属酸化物を電解槽１０に入れ、電
解還元したときに金属酸化物が金属ウランより比重が小
さくかつ金属ウランと合金を形成しないか又は形成しに
くい金属２０を生成することを特徴とする金属ウランの
製造方法である。酸化ウランとしてはＵＯ2，ＵＯ3，Ｕ
3０8等が挙げられる。請求項２に係る発明は、請求項１
に係る発明であって、金属酸化物が酸化ランタン、酸化
セリウム及び酸化ネオジムからなる群より選ばれた１種
又は２種以上の酸化物である金属ウランの製造方法であ
る。The invention according to claim 1 is
As shown in FIG. 1, a container 14 is provided below the cathode 11 in an electrolytic cell 10 having an anode 12 and a cathode 11, and in the electrolytic cell 10, the uranium oxide in the molten molten fluoride 15 is mixed with the melting point of the metal uranium 13. Metal uranium 13 is deposited on the surface of the cathode 11 by electrolytic reduction at the above temperature, and the deposited metal uranium 1
In the method for producing the metal uranium 13 in which 3 is dropped due to the difference in specific gravity from the molten salt and is accommodated in the container, the metal oxide is placed together with the uranium oxide in the electrolytic cell 10 before electrolytic reduction, and the metal oxide is obtained when electrolytic reduction is performed. Is a method for producing metal uranium, characterized in that the metal 20 has a specific gravity smaller than that of metal uranium and does not form an alloy with metal uranium or is difficult to form. UO 2 , UO 3 , U as uranium oxide
3 0 8, and the like. The invention according to claim 2 is claim 1
The method according to claim 1, wherein the metal oxide is one or more oxides selected from the group consisting of lanthanum oxide, cerium oxide and neodymium oxide.
【０００６】フッ化物溶融塩中で酸化ウラン及び金属酸
化物を電解還元すると、金属の比重差により、容器内底
部には金属ウランが回収され、この金属ウランの上層に
ランタン、セリウム、ネオジム等の金属２０が回収され
る。この金属２０はフッ化物溶融塩中で安定な金属相を
形成する。図１の拡大図に示すように容器内には底部よ
り金属ウラン相Ａ、軽金属相Ｂ及びフッ化物溶融塩相Ｃ
の３相になり、金属ウランが原料の酸化ウランに接触し
なくなるとともに、フッ化物溶融塩とも直接接触しなく
なる。この結果、金属ウランのフッ化物溶融塩中への再
溶解が阻止され、金属ウランの回収率が増加し、電流効
率も増加する。When uranium oxide and metal oxides are electrolytically reduced in a molten fluoride salt, metal uranium is recovered at the bottom of the container due to the difference in the specific gravities of the metals, and lanthanum, cerium, neodymium, etc. are deposited on the upper layer of this metal uranium. The metal 20 is recovered. This metal 20 forms a stable metal phase in the molten fluoride salt. As shown in the enlarged view of FIG. 1, in the container, from the bottom, a metal uranium phase A, a light metal phase B and a fluoride molten salt phase C are shown.
In this case, the uranium metal does not come into contact with the raw material uranium oxide and also does not come into direct contact with the molten fluoride salt. As a result, redissolution of metal uranium in the molten fluoride salt is prevented, the recovery rate of metal uranium increases, and the current efficiency also increases.
【０００７】請求項３に係る発明は、陽極１２及び陰極
１１を有する電解槽１０内の陰極１１の下方に容器１４
が設けられ、電解槽１０内でフッ化物溶融塩１５中の酸
化ウランを金属ウラン１３の融点以上の温度で電解還元
して陰極１１の表面に金属ウラン１３を析出させ、析出
した金属ウラン１３を溶融塩との比重差により落下させ
て容器１４に収容する金属ウランの製造方法において、
電解還元する前に容器１４内に金属ウランより比重が小
さくかつ金属ウランと合金を形成しないか又はしにくい
金属２０を電解槽１０に入れることを特徴とする金属ウ
ランの製造方法である。酸化ウランとしてはＵＯ2，Ｕ
Ｏ3，Ｕ3０8等が挙げられる。請求項４に係る発明は、
請求項３に係る発明であって、容器内に入れる金属２０
が銀、銅、ランタン、セリウム及びネオジムからなる群
より選ばれた１種又は２種以上の金属である金属ウラン
の製造方法である。According to the third aspect of the invention, the container 14 is provided below the cathode 11 in the electrolytic cell 10 having the anode 12 and the cathode 11.
Is provided, the uranium oxide in the molten fluoride 15 is electrolytically reduced in the electrolytic bath 10 at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal uranium 13 to deposit the metal uranium 13 on the surface of the cathode 11, and the deposited metal uranium 13 is removed. In the method for producing metal uranium which is dropped due to the difference in specific gravity from the molten salt and accommodated in the container 14,
In the method for producing metal uranium, a metal 20 having a specific gravity smaller than that of metal uranium and not forming an alloy with metal uranium or less likely to form an alloy with metal uranium is placed in the electrolytic cell 10 before electrolytic reduction. UO 2 and U as uranium oxide
O 3, U 3 0 8, and the like. The invention according to claim 4 is
The invention according to claim 3, wherein the metal 20 is placed in the container.
Is a method for producing uranium metal, which is one or more metals selected from the group consisting of silver, copper, lanthanum, cerium and neodymium.
【０００８】フッ化物溶融塩中で容器内の金属２０は溶
融し、この溶融塩中で酸化ウランを電解還元すると、金
属の比重差により容器内底部には金属ウランが回収さ
れ、この金属ウランの上に銀、銅、ランタン、セリウ
ム、ネオジム等の金属２０が回収される。この金属はフ
ッ化物溶融塩中で安定な金属相を形成する。図１の拡大
図に示すように容器内には底部より金属ウラン相Ａ、軽
金属相Ｂ及びフッ化物溶融塩相Ｃの３相になり、金属ウ
ランが原料の酸化ウランに接触しなくなるとともに、フ
ッ化物溶融塩とも直接接触しなくなる。この結果、金属
ウランのフッ化物溶融塩中への再溶解が阻止され、金属
ウランの回収率が増加し、電流効率も増加する。When the metal 20 in the container is melted in the molten fluoride salt and the uranium oxide is electrolytically reduced in this molten salt, the metal uranium is recovered at the bottom of the container due to the difference in the specific gravities of the metals. A metal 20 such as silver, copper, lanthanum, cerium or neodymium is recovered on the top. This metal forms a stable metal phase in the molten fluoride salt. As shown in the enlarged view of FIG. 1, three phases of uranium metal phase A, light metal phase B and molten fluoride salt phase C are formed from the bottom in the container, and the metal uranium does not come into contact with the raw material uranium oxide, and No longer in direct contact with the molten salt of the compound. As a result, redissolution of metal uranium in the molten fluoride salt is prevented, the recovery rate of metal uranium increases, and the current efficiency also increases.
【０００９】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
いずれかに係る発明であって、フッ化物がフッ化リチウ
ム、フッ化バリウム、フッ化ウラン、フッ化ランタン、
フッ化セリウム及びフッ化ネオジムからなる群より選ば
れた１種又は２種以上の化合物である金属ウランの製造
方法である。The invention according to claim 5 is the invention according to claims 1 to 4.
The invention according to any one of the above, wherein the fluoride is lithium fluoride, barium fluoride, uranium fluoride, lanthanum fluoride,
A method for producing metal uranium, which is one or more compounds selected from the group consisting of cerium fluoride and neodymium fluoride.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】次に本発明の金属ウランの製造方
法を実施するのに使用される装置を図面に基づいて説明
する。図１に示すように、グラファイト製の電解槽１０
の内部中央には棒状のタングステン製の陰極１１が上方
から挿入されて固定され、この陰極１１を電解槽１０内
において取り囲むように円筒状のグラファイト製の陽極
１２が設けられる。陰極１１の下方には生成した金属ウ
ラン１３を収納するための黒鉛製の容器１４が図示しな
い固定手段により固定されて電解槽１０の内底部に設け
られる。また電解槽１０内には原料の酸化ウランを供給
する供給管１６と、フッ化物溶融塩１５の生成時に電解
槽の内底部に不活性ガスを吹込んで溶融塩を攪拌するこ
とによりウランの溶解を促進する攪拌用のガスパイプ１
７とがそれぞれ上方から挿入されて固定される。ガスパ
イプ１７の先端部は容器１４の下方にまで伸びている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an apparatus used for carrying out the method for producing metallic uranium of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an electrolytic cell 10 made of graphite
A rod-shaped tungsten cathode 11 is inserted and fixed from above in the center of the inside, and a cylindrical graphite anode 12 is provided so as to surround the cathode 11 in the electrolytic cell 10. Below the cathode 11, a graphite container 14 for accommodating the produced metal uranium 13 is fixed to the inner bottom of the electrolytic cell 10 by fixing means (not shown). Further, in the electrolytic cell 10, a supply pipe 16 for supplying raw material uranium oxide, and when the molten fluoride 15 is generated, an inert gas is blown into the inner bottom of the electrolytic cell to stir the molten salt to dissolve the uranium. Gas pipe 1 for stirring to promote
7 and 7 are inserted and fixed from above. The tip of the gas pipe 17 extends below the container 14.
【００１１】電解槽１０の外側には誘導加熱コイル１８
が設けられ、電解槽１０は耐火れんが１９上に載置され
る。陰極１１、酸化ウランの供給管１６、及びガスパイ
プ１７はいずれも電解槽１０の蓋２１を貫通して電解槽
１０内に挿入されて固定される。陽極１２の上部にはこ
れを所定の位置に保持する保持手段２２が取付けられて
おり、この保持手段２２も蓋２１を貫通して電解槽１０
内に挿入されて固定される。An induction heating coil 18 is provided outside the electrolytic cell 10.
And the electrolytic cell 10 is placed on the refractory brick 19. The cathode 11, the uranium oxide supply pipe 16, and the gas pipe 17 all penetrate the lid 21 of the electrolytic cell 10 and are inserted and fixed in the electrolytic cell 10. A holding means 22 for holding the anode 12 at a predetermined position is attached to the upper portion of the anode 12, and the holding means 22 also penetrates the lid 21 to pass through the electrolytic cell 10.
It is inserted and fixed inside.
【００１２】[0012]
【実施例】次に本発明の具体的態様を示すために、本発
明の実施例を図面の装置に基づいて比較例とともに説明
する。 ＜実施例１＞原料の酸化ウラン粉末を準備した。この酸
化ウラン粉末は流動層で脱硝して得たＵＯ3を還元する
ことによって調製した未分級ＵＯ2粉末である。この酸
化ウラン粉末２．０ｋｇと酸化ランタン（Ｌａ2０3）
１．０ｋｇをそれぞれ供給管１６を通して電解槽１０の
内底部に供給した。次に電解液のフッ化物溶融塩１５を
生成するフッ化物を準備した。このフッ化物は７４重量
％のＢａＦ2と、１１重量％のＬｉＦと、１５重量％の
ＵＦ4とからなる混合物１９．７５ｋｇに、酸化ランタ
ンの溶解を容易にするためのＬａＦ3を２ｋｇ加えたも
のである。上記装置の蓋２１を取外した後、このフッ化
物を電解槽１０内に供給した。このフッ化物は酸化ウラ
ン粉末の供給管１６を利用して供給することもできる。
誘導加熱コイル１８に通電して電解槽１０を加熱し、１
２００℃に維持した。これにより電解液のフッ化物溶融
塩１５を生成した。フッ化物溶融塩１５の生成時に電解
槽１０の内底部にガスパイプ１７から不活性ガスのアル
ゴン（Ａｒ）ガスを毎分０．０５ノルマルリットル（Ｎ
ｌ／ｍｉｎ）の流量で吹込んで溶融塩を攪拌し、酸化ウ
ラン及び酸化ランタンのフッ化物溶融塩への溶解を促進
した。EXAMPLES Examples of the present invention will now be described together with comparative examples on the basis of the apparatus of the drawings in order to show specific embodiments of the present invention. <Example 1> A raw material uranium oxide powder was prepared. This uranium oxide powder is an unclassified UO 2 powder prepared by reducing UO 3 obtained by denitration in a fluidized bed. The uranium oxide powder 2.0kg and lanthanum oxide (La 2 0 3)
1.0 kg was supplied to the inner bottom of the electrolytic cell 10 through the supply pipe 16. Next, a fluoride that forms the fluoride molten salt 15 of the electrolytic solution was prepared. The fluoride was a mixture of 74% by weight of BaF 2 , 11% by weight of LiF and 15% by weight of UF 4 in 19.75 kg, and 2 kg of LaF 3 for facilitating the dissolution of lanthanum oxide was added. It is a thing. After removing the lid 21 of the above apparatus, this fluoride was supplied into the electrolytic cell 10. This fluoride can also be supplied using the supply pipe 16 for the uranium oxide powder.
The induction heating coil 18 is energized to heat the electrolytic cell 10 and
Maintained at 200 ° C. As a result, a molten fluoride salt 15 of the electrolytic solution was produced. When the fluoride molten salt 15 is generated, an inert gas argon (Ar) gas is supplied from the gas pipe 17 to the inner bottom portion of the electrolytic cell 10 at 0.05 normal liters per minute (N).
The molten salt was stirred at a flow rate of 1 / min) to promote the dissolution of uranium oxide and lanthanum oxide into the molten fluoride salt.
【００１３】この状態において陰極１１及び陽極１２に
通電して電解還元を行うと、陰極１１の表面に金属ウラ
ン及び金属ランタンが同時に析出した。析出した金属ウ
ランと金属ランタンは、フッ化物溶融塩よりも比重が大
きいために、陰極１１の下端から落下して陰極の下方に
設置した容器１４内に蓄積した。電解還元終了した後、
容器１４を電解槽１０から取り出し、分析した。その結
果、金属ランタンは金属ウランよりも比重が小さくまた
金属ウランと合金を形成しないため、金属ウラン１３が
容器内底部に溜まり、金属ウラン１３の上層が金属ラン
タン２０で覆われていた。実施例１におけるその他の操
作条件及び得られた結果を下記の表１に示す。In this state, when the cathode 11 and the anode 12 were energized for electrolytic reduction, metal uranium and metal lanthanum were simultaneously deposited on the surface of the cathode 11. Since the deposited metal uranium and metal lanthanum have a larger specific gravity than the fluoride molten salt, they dropped from the lower end of the cathode 11 and accumulated in the container 14 installed below the cathode. After completion of electrolytic reduction,
The container 14 was taken out of the electrolytic cell 10 and analyzed. As a result, metallic lanthanum has a smaller specific gravity than metallic uranium and does not form an alloy with metallic uranium, so metallic uranium 13 was accumulated at the bottom of the container, and the upper layer of metallic uranium 13 was covered with metallic lanthanum 20. The other operating conditions and the results obtained in Example 1 are shown in Table 1 below.
【００１４】＜実施例２＞酸化ランタンを電解槽１０に
供給した代わりに、電解還元前に容器１４内に銅の粉粒
体を約１２０ｇ入れ、かつフッ化物溶融塩中にＬａＦ3
を加えない以外は、実施例１と同様にしてフッ化物溶融
塩１５を電解還元した。電解還元終了した後、容器１４
を電解槽１０から取り出し、分析した。その結果、銅は
金属ウランよりも比重が小さくまた金属ウランと合金を
形成しにくいため、金属ウラン１３が容器内底部に溜ま
っていた。実施例２におけるその他の操作条件及び得ら
れた結果を下記の表１に示す。Example 2 Instead of supplying lanthanum oxide to the electrolytic cell 10, about 120 g of copper particles were put in the container 14 before electrolytic reduction, and LaF 3 was added to the molten fluoride salt.
The molten molten fluoride 15 was electrolytically reduced in the same manner as in Example 1 except that was not added. After completion of electrolytic reduction, the container 14
Was taken out of the electrolytic cell 10 and analyzed. As a result, copper has a smaller specific gravity than metal uranium, and since it is difficult to form an alloy with metal uranium, metal uranium 13 was accumulated at the bottom of the container. Other operating conditions and the results obtained in Example 2 are shown in Table 1 below.
【００１５】＜比較例１＞フッ化物溶融塩中にＬａＦ3
を加えずかつ電解槽１０に酸化ランタンを供給しない以
外は、実施例１と同様にしてフッ化物溶融塩を電解還元
した。比較例１におけるその他の操作条件及び得られた
結果を下記の表１に示す。なお、表１において、「金属
ウランの電流効率」は電解中に陰極で生成し、採取され
た金属ウランの量から計算した値を意味する。<Comparative Example 1> LaF 3 in a molten fluoride salt.
The molten molten fluoride was electrolytically reduced in the same manner as in Example 1 except that the addition of lanthanum oxide was not performed and lanthanum oxide was not supplied to the electrolytic cell 10. Other operating conditions and the obtained results in Comparative Example 1 are shown in Table 1 below. In Table 1, "current efficiency of metallic uranium" means a value calculated from the amount of metallic uranium collected and produced at the cathode during electrolysis.
【００１６】[0016]
【表１】 [Table 1]
【００１７】表１から明らかなように、実施例１及び実
施例２で生成した金属ウラン中の酸素濃度は、比較例１
のそれより５分の１から８分の１であり、実施例１及び
実施例２の金属ウランの方が比較例１の金属ウランより
酸素混入量が少ないことが判った。また金属ウランの電
流効率は比較例１と比べて、実施例１及び実施例２の方
が高かった。また実施例１、実施例２及び比較例１にお
ける金属ウラン中への酸化ウランの混入状況をエレクト
ロンプローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）でそれぞ
れ分析したところ、比較例１に比べて実施例１及び実施
例２ではこの混入量ははるかに少なかった。更に比較例
１の金属ウランの回収率は、実施例１及び実施例２の金
属ウランの回収率と比べて少なかった。これは実施例１
及び実施例２で金属ウランの上層に金属被膜が形成され
ていたのに対して、比較例１ではこうした金属被膜がな
く金属ウランが溶融塩中に再溶解したものと考えられ
る。As is clear from Table 1, the oxygen concentration in the uranium metal produced in Examples 1 and 2 is the same as that in Comparative Example 1.
It is 1/5 to 1/8 of that, and it was found that the uranium metal of Examples 1 and 2 contained less oxygen than the uranium metal of Comparative Example 1. The current efficiency of uranium metal was higher in Example 1 and Example 2 than in Comparative Example 1. In addition, when the mixing state of uranium oxide in uranium metal in each of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was analyzed by an electron probe microanalyzer (EPMA), Examples 1 and 2 were compared with Comparative Example 1. However, this amount was much smaller. Further, the recovery rate of metallic uranium of Comparative Example 1 was lower than the recovery rates of metallic uranium of Examples 1 and 2. This is Example 1
In contrast, in Example 2, the metal coating was formed on the upper layer of the metal uranium, whereas in Comparative Example 1, it is considered that the metal uranium was redissolved in the molten salt without such a metal coating.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、フ
ッ化物とともに所定の金属酸化物を電解槽に入れるか、
又は電解槽内の容器に所定の金属を入れておき、その後
でフッ化物溶融塩の電解還元を行うことにより、金属の
比重差により容器内底部には金属ウランが回収され、こ
の金属ウランの上にランタン、セリウム、ネオジム等の
フッ化物溶融塩中で安定な金属相が形成されるため、金
属ウランが原料の酸化ウランに接触しなくなることによ
り、酸素汚染の低減をもたらし、フッ化物溶融塩とも直
接接触しなくなる。その結果、金属ウランのフッ化物溶
融塩中への再溶解が阻止され、金属ウランの回収率が増
加し、電流効率も増加する優れた効果がある。As described above, according to the present invention, a predetermined metal oxide is put in an electrolytic cell together with a fluoride,
Alternatively, by placing a predetermined metal in a container in the electrolytic cell and then electrolytically reducing the molten fluoride salt, metal uranium is recovered at the bottom of the container due to the difference in specific gravity of the metal, and the metal uranium In addition, since a stable metal phase is formed in a molten fluoride salt of lanthanum, cerium, neodymium, etc., the uranium metal does not come into contact with uranium oxide as a raw material, which leads to a reduction in oxygen pollution. No direct contact. As a result, the re-dissolution of metal uranium into the molten fluoride salt is prevented, the recovery rate of metal uranium is increased, and the current efficiency is also increased.
【図１】本発明の方法を実施するのに用いる電解還元装
置の構成図。FIG. 1 is a block diagram of an electrolytic reduction apparatus used for carrying out the method of the present invention.
１０ 電解槽 １１ 陰極 １２ 陽極 １３ 金属ウラン １４ 金属ウラン収容容器 １５ フッ化物溶融塩 ２０ 金属ランタン，銅（金属） 10 Electrolyzer 11 Cathode 12 Anode 13 Metal Uranium 14 Metal Uranium Storage Container 15 Fluoride Molten Salt 20 Metal Lanthanum, Copper (Metal)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 和明 茨城県那珂郡那珂町大字向山字六人頭1002 番地の14 三菱マテリアル株式会社那珂エ ネルギー研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kazuaki Ota 14 Nakamura-cho, Naka-gun, Ibaraki Prefecture, Mukayama, Rokujin-head, No. 1002 14 Mitsubishi Materials Corporation Energy Energy Research Institute
Claims (5)
0)内の前記陰極(11)の下方に容器(14)が設けられ、前記
電解槽(10)内でフッ化物溶融塩(15)中の酸化ウランを金
属ウラン(13)の融点以上の温度で電解還元して前記陰極
(11)の表面に金属ウラン(13)を析出させ、前記析出した
金属ウラン(13)を溶融塩との比重差により落下させて前
記容器(14)に収容する金属ウランの製造方法において、 前記電解還元する前に前記酸化ウランとともに金属酸化
物を前記電解槽(10)に入れ、 前記電解還元したときに前記金属酸化物が金属ウランよ
り比重が小さくかつ金属ウランと合金を形成しないか又
は形成しにくい金属(20)を生成することを特徴とする金
属ウランの製造方法。1. An electrolytic cell (1) having an anode (12) and a cathode (11).
A container (14) is provided below the cathode (11) in (0), and the uranium oxide in the molten fluoride (15) in the electrolytic cell (10) is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal uranium (13). Electrolytic reduction with the cathode
(11) metal uranium (13) is deposited on the surface, the deposited metal uranium (13) is dropped due to the difference in specific gravity between the molten salt and the container (14) in the method for producing metal uranium, wherein: Metal oxide is placed in the electrolytic cell (10) together with the uranium oxide before electrolytic reduction, and the metal oxide has a specific gravity smaller than that of metal uranium and does not form an alloy with metal uranium when electrolytically reduced. A method for producing uranium metal, which comprises producing a metal (20) that is difficult to produce.
ム及び酸化ネオジムからなる群より選ばれた１種又は２
種以上の酸化物である請求項１記載の金属ウランの製造
方法。2. The metal oxide is one or two selected from the group consisting of lanthanum oxide, cerium oxide and neodymium oxide.
The method for producing metal uranium according to claim 1, which is an oxide of one or more kinds.
0)内の前記陰極(11)の下方に容器(14)が設けられ、前記
電解槽(10)内でフッ化物溶融塩(15)中の酸化ウランを金
属ウラン(13)の融点以上の温度で電解還元して前記陰極
(11)の表面に金属ウラン(13)を析出させ、前記析出した
金属ウラン(13)を溶融塩との比重差により落下させて前
記容器(14)に収容する金属ウランの製造方法において、 前記電解還元する前に前記容器内に金属ウランより比重
が小さくかつ金属ウランと合金を形成しないか又は形成
しにくい金属(20)を前記電解槽(10)に入れることを特徴
とする金属ウランの製造方法。3. An electrolytic cell (1) having an anode (12) and a cathode (11).
A container (14) is provided below the cathode (11) in (0), and the uranium oxide in the molten fluoride (15) in the electrolytic cell (10) is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal uranium (13). Electrolytic reduction with the cathode
(11) metal uranium (13) is deposited on the surface, the deposited metal uranium (13) is dropped due to the difference in specific gravity between the molten salt and the container (14) in the method for producing metal uranium, wherein: Prior to electrolytic reduction, a metal uranium characterized in that a metal (20) having a specific gravity smaller than that of metal uranium and that does not form an alloy with metal uranium or is difficult to form in the vessel is placed in the electrolytic cell (10) before electrolytic reduction. Method.
タン、セリウム及びネオジムからなる群より選ばれた１
種又は２種以上の金属である請求項３記載の金属ウラン
の製造方法。4. The metal (20) contained in the container is selected from the group consisting of silver, copper, lanthanum, cerium and neodymium.
The method for producing uranium metal according to claim 3, wherein the uranium metal is one kind or two or more kinds of metals.
ウム、フッ化ウラン、フッ化ランタン、フッ化セリウム
及びフッ化ネオジムからなる群より選ばれた１種又は２
種以上の化合物である請求項１ないし４いずれか記載の
金属ウランの製造方法。5. The fluoride is one or two selected from the group consisting of lithium fluoride, barium fluoride, uranium fluoride, lanthanum fluoride, cerium fluoride and neodymium fluoride.
The method for producing metal uranium according to any one of claims 1 to 4, which is one or more kinds of compounds.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3760396A JPH09228089A (en) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | Production of metal uranium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3760396A JPH09228089A (en) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | Production of metal uranium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09228089A true JPH09228089A (en) | 1997-09-02 |
Family
ID=12502158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3760396A Withdrawn JPH09228089A (en) | 1996-02-26 | 1996-02-26 | Production of metal uranium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09228089A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017158335A1 (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Scott Dr Ian Richard | Conversion of spent uranium oxide fuel into molten salt reactor fuel |
| WO2019150099A3 (en) * | 2018-02-03 | 2019-10-03 | Ian Richard Scott | Continuous reprocessing of spent nuclear fuel |
-
1996
- 1996-02-26 JP JP3760396A patent/JPH09228089A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2017158335A1 (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Scott Dr Ian Richard | Conversion of spent uranium oxide fuel into molten salt reactor fuel |
| GB2563792A (en) * | 2016-03-16 | 2018-12-26 | Richard Scott Ian | Conversion of spent uranium oxide fuel into molten salt reactor fuel |
| US10622112B2 (en) | 2016-03-16 | 2020-04-14 | Ian Richard Scott | Conversion of spent uranium oxide fuel into molten salt reactor fuel |
| GB2563792B (en) * | 2016-03-16 | 2022-03-09 | Richard Scott Ian | Conversion of spent uranium oxide fuel into molten salt reactor fuel |
| WO2019150099A3 (en) * | 2018-02-03 | 2019-10-03 | Ian Richard Scott | Continuous reprocessing of spent nuclear fuel |
| CN111655905A (en) * | 2018-02-03 | 2020-09-11 | 伊恩·理查德·斯科特 | Continuous reprocessing of spent nuclear fuel |
| CN111655905B (en) * | 2018-02-03 | 2021-03-19 | 伊恩·理查德·斯科特 | Continuous reprocessing of spent nuclear fuel |
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