JPH0933688A - ウラン酸化物の回収方法 - Google Patents

ウラン酸化物の回収方法

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JPH0933688A
JPH0933688A JP18117795A JP18117795A JPH0933688A JP H0933688 A JPH0933688 A JP H0933688A JP 18117795 A JP18117795 A JP 18117795A JP 18117795 A JP18117795 A JP 18117795A JP H0933688 A JPH0933688 A JP H0933688A
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nitrate
uranium
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cathode
uranium oxide
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JP18117795A
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Kazuaki Ota
和明 太田
Hiroshi Takazawa
寛 高澤
Naoki Teramae
直樹 寺前
Takeshi Onoe
毅 尾上
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 新たに放射性廃液又は廃溶媒が発生せず、処
理工程も簡素化でき、低温でウラン酸化物を陰極表面に
析出させることができ、かつ回収装置の腐食を極めて少
なくすることができる。 【解決手段】 ウランの硝酸塩を含む硝酸塩を加熱して
溶融塩13を調製し、この溶融塩中に陽極17及び陰極
18となる一対の電極を配置して溶融塩電解し、陰極1
8の表面にウランの酸化物24を析出させる。ウランの
硝酸塩を含む硝酸塩として硝酸ナトリウム、硝酸カリウ
ム、硝酸カルシウム及び硝酸マグネシウムから選ばれた
1種又は2種以上の硝酸塩とウランの硝酸塩との混合物
が挙げられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウランを含んだ硝
酸塩又は硝酸塩廃液からウランをウランの酸化物として
回収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のウランの硝酸塩からのウ
ランの回収方法としては、ウランを含んだ硝酸塩を水で
希釈した後、過酸化水素により過酸化ウランの沈殿を生
成させ、この沈殿を回収するか、あるいはウランを含ん
だ硝酸塩にアンモニアを反応させてADU(重ウラン酸
アンモニウム)を沈殿させ、このADU沈殿を回収する
方法が知られている。またウランを含んだ硝酸塩を水で
希釈して酸濃度を調整し、更に溶媒を用いてウランのみ
を選択的に分離回収する溶媒抽出法も知られている。例
えば、従来の溶媒抽出法では、図3に示すように硝酸塩
又は硝酸塩廃液Aを水等で希釈して酸濃度を調整する塩
調整1の処理を行った後、溶媒を用いて溶媒抽出・逆抽
出2の処理を行う。この処理により、ウラン溶液Bと抽
残液(ラフィネート)Cが生成される。ウラン溶液Bに
対しては蒸発濃縮3の処理に続いて、脱硝4の処理が行
われ、これによりウラン回収物Dが回収される。一方抽
残液Cに対しては蒸発濃縮6の処理が行われて抽残液は
固化7の処理によって固化される。
【0003】しかしこれらの方法ではいずれもウランを
含んだ硝酸塩を水で適切に希釈した後、過酸化水素やア
ンモニアのような沈殿形成剤や溶媒などの液体と作用さ
せる必要があり、従ってこれに伴う放射性廃液、又は廃
溶媒の量が増大し、これらの放射性廃液又は廃溶媒を処
理する蒸発濃縮及び固化等の工程が必要となる問題点が
ある。従来、上述したような液体で希釈することなく、
使用済核燃料中に含まれるウラン等を回収できる方法と
して陽極と陰極とを有する電解槽内で溶融塩電解質に溶
解したウラン化合物を電気分解して、ウラン合金を生成
する方法が特開平4−232292号公報により提案さ
れている。この方法では溶融塩電解質として、バリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、ナトリウム
及びカリウムの各フッ化物の混合物を使用し、かつ電解
槽を高温(約900℃)で作動させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そのため、上記特開平
4−232292号公報の方法では、電解槽に供給する
ウラン化合物をハロゲン化物や酸化物に変える工程を必
要とし新たな廃棄物を生じる。また電解槽を高温で作動
させることからエネルギを多く消費し、操作も容易でな
く、電解槽を含む装置全体が腐食し易い等の問題点があ
る。
【0005】本発明の目的は、新たに放射性廃液又は廃
溶媒が発生せず、処理工程も簡素化でき、低温でウラン
酸化物を陰極表面に析出させることができ、かつ回収装
置の腐食が極めて少ないウラン酸化物の回収方法を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、図1に示すように 本発明のウラン酸化物の回収方
法はウランの硝酸塩を含む硝酸塩を加熱して溶融塩13
を調製し、この溶融塩中に陽極17及び陰極18となる
一対の電極を配置して溶融塩電解し、陰極18の表面に
ウランの酸化物24を析出させることを特徴とする。本
発明において、ウランの硝酸塩を含む硝酸塩は硝酸ナト
リウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム及び硝酸マグネ
シウムから選ばれた1種又は2種以上の硝酸塩とウラン
の硝酸塩との混合物であることが好ましい。この硝酸塩
は硝酸塩廃液でもよい。
【0007】溶融塩13の電解温度は150〜300℃
であることが好ましい。この温度は硝酸塩の融点から決
められる。150℃未満では溶融状態を保ちにくく、3
00℃を超えた場合電解効果は変わらない上、本発明の
目的を達成できない。溶融塩電解の電圧は2〜6Vの直
流電圧であることが好ましく、4〜6Vがより好まし
い。2V未満では電解が不十分であり、6Vを超えると
硝酸塩が分解し易くなる。また陽極17及び陰極18は
ともに硝酸塩に対してそれぞれ耐食性のある黒鉛又は貴
金属から形成されるが、経済的理由で黒鉛が最も好まし
い。
【0008】
【作用】図2の符号31に示すウランの硝酸塩を含む硝
酸塩又は硝酸塩廃液を加熱処理32して図1に示す溶融
塩13を調製する。この溶融塩13を溶融塩電解処理す
ると、符号33に示すように電解による電気化学的反応
及び電極部における局部的発熱による化学反応(脱硝反
応)のいずれか一方又は双方が生じる。これらの反応に
基づいて図1に示す陰極18の表面にウランの酸化物が
ウラン回収物24として析出する。この析出物は陰極1
8から剥離させることにより容易に回収できる。溶融塩
電解によりウラン酸化物24の他に窒素酸化物ガス34
も発生する。発生した窒素酸化物ガス34を水に吸収さ
せる吸収処理35を施すと硝酸が生成する。生成した硝
酸は回収されて再利用36される。
【0009】
【実施例】次に本発明のウラン酸化物の回収方法の実施
例を図1に示す装置に基づいて説明する。
【0010】<実施例1〜4>図1に示すように、回収
装置10は溶融塩電解槽11を収容してこれを加熱する
電気炉12を備える。この例では電解槽11はパイレッ
クスガラス製の容量が100ccのビーカである。電解
槽11中にはウラン硝酸塩を含んだ硝酸溶融塩13が貯
えられる。硝酸塩が多量に水を含んでいる場合には、適
切に脱水を行う。電気炉12は蓋体14で密閉される。
電解により発生するガスの放出及び分析のために、電気
炉12内には蓋体14を貫通してアルゴンガスの導入管
16及び排出管22が設けられる。電解により発生する
ガスはガス組成分析装置23に導かれ、その組成分析が
行われる。電解槽11の溶融塩13中にはそれぞれ直径
1cm、長さ8cmの円柱状の黒鉛棒から作られた陽極
17及び陰極18が設置される。陽極17及び陰極18
にはポテンショスタット19から直流電圧が印加される
ようになっている。また溶融塩13中には熱電対21が
設けられ、その検出出力はコントローラ25に接続され
る。コントローラ25の制御出力は電気炉12のヒータ
12aに接続される。
【0011】このような回収装置10を用いて電解電圧
と電解温度を4種類に変えることによりウランの酸化物
を回収した。まず電解槽11であるビーカに模擬硝酸塩
廃棄物として硝酸ナトリウム46g(0.54モル)、
硝酸カリウム54g(0.54モル)及び硝酸ウラニル
10gを均一に混合した硝酸塩を入れ、電気炉12内に
収容した。蓋体14により密閉した後、導入管16より
アルゴンガスを導入し、電気炉12のヒータ12aによ
りアルゴン雰囲気中で硝酸塩を下記の表1に示す温度ま
で加熱することにより溶融塩13を調製した。溶融塩1
3は熱電対21に基づくコントローラ25のヒータ12
aの制御により表1に示す温度に保持された。次いでポ
テンショスタット19より陽極17及び陰極18の両電
極間に表1に示す直流電圧が2時間印加され、溶融塩電
解を行った。電気分解に伴い、ガス成分として高濃度の
窒素酸化物ガスの発生が確認された。電気分解の終了
後、陰極18の表面には黄色の物質24が析出した。こ
の析出物を回収し、これを放射線検出器で検査した。そ
の結果を表1に示す。表1から明らかなように、放射性
物質であることが判明した。またこの放射性物質はX線
回折による結果からウランの酸化物であることが確認さ
れた。
【0012】
【表1】
【0013】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ウ
ランの硝酸塩を含む硝酸塩を加熱して溶融塩を調製し、
この溶融塩中に陽極及び陰極となる一対の電極を配置し
て溶融塩電解し、陰極の表面にウランの酸化物を析出さ
せるようにしたから、新たに放射性廃液が発生せず、か
つ従来より低温でウラン酸化物を陰極表面に析出させる
ことができる。従って回収装置の腐食が極めて少なく、
操作が容易である。また硝酸塩のままの状態で処理が可
能であり、従来のようにその他の塩に変換する工程を必
要としない。また、本発明の方法は使用済核燃料を硝酸
で溶解し、濃縮した硝酸塩溶液からのウランの回収、あ
るいは高レベル廃液を濃縮したものからのウランの回収
にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のウラン酸化物の回収装置の構成図。
【図2】本発明のウランの回収方法を説明する工程図。
【図3】従来のウランの回収方法を説明する工程図。
【符号の説明】
11 溶融塩電解槽 12 電気炉 13 溶融塩 14 電気炉の蓋体 16 アルゴンガスの導入管 17 陽極 18 陰極 19 ポテンショスタット 21 熱電対 22 ガスの導出管 23 ガス組成分析装置 24 ウランの酸化物 25 コントローラ
【手続補正書】
【提出日】平成7年7月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺前 直樹 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 (72)発明者 尾上 毅 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

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウランの硝酸塩を含む硝酸塩を加熱して
    溶融塩(13)を調製し、前記溶融塩中に陽極(17)及び陰極
    (18)となる一対の電極を配置して溶融塩電解し、前記陰
    極(18)の表面にウランの酸化物(24)を析出させるウラン
    酸化物の回収方法。
  2. 【請求項2】 ウランの硝酸塩を含む硝酸塩が硝酸ナト
    リウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム及び硝酸マグネ
    シウムから選ばれた1種又は2種以上の硝酸塩とウラン
    の硝酸塩との混合物である請求項1記載のウラン酸化物
    の回収方法。
  3. 【請求項3】 溶融塩(13)の電解温度が150〜300
    ℃である請求項1又は2記載のウラン酸化物の回収方
    法。
  4. 【請求項4】 溶融塩電解の電圧が2〜6Vの直流電圧
    である請求項1ないし3いずれか記載のウラン酸化物の
    回収方法。
  5. 【請求項5】 陽極(17)及び陰極(18)はともに黒鉛であ
    る請求項1ないし4いずれか記載のウラン酸化物の回収
    方法。
JP18117795A 1995-07-18 1995-07-18 ウラン酸化物の回収方法 Withdrawn JPH0933688A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI411579B (zh) * 2011-08-16 2013-10-11 Univ Nat Formosa A method for purifying potassium nitrate from waste from the glass hardening process
CN103539167A (zh) * 2012-07-09 2014-01-29 虎尾科技大学 自玻璃硬化制程所产生的废弃物中连续批次纯化硝酸钾的方法
CN108885913A (zh) * 2015-10-05 2018-11-23 科利尔株式会社 一种高效率干式再处理用电解槽和电解方法

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