JPS5843455B2 - 海水中ウランの採取方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は海水中のウランを採取する方法に係り、更に詳
しくは吸着剤と海水とを接触させてウランを採取する海
水中ウランの採取方法に関する。

海水からウランを採取する方法として、吸着剤と海水と
を接触させて該吸着剤にウランを吸着させる方法が知ら
れている。

この吸着法においては、いかにして大量の海水と接触さ
せるか、またウランを吸着した吸着剤からいかに効率よ
く脱着させるかが大きな問題となる。

即ち海水中には総量にして約４０億トンのウランが酵存
しているが、その濃度は約３．３ ｔｔ ｇ／ｌとき
わめて低い。

従って大量の海水を吸着剤と効率よく接触せしめること
が実現化へのキーポイントとなる。

この吸着法の代表的なものとしては、吸着剤であるチタ
ン酸粒子を固定床につめ、これに海水を通す方法がある
。

しかしこの方法においては、細かい粒子状吸着剤を使用
すると圧力損失が大きくなってしまうので、細かい粒子
のもの乞使用することはできない。

しかして比較的大きな粒子を使用することになるが、吸
着剤ｇ当りのウラン吸着量を大きくとれない。

また海水中の砂とか他の固形物で吸着床が目づｌりを起
こす可能性も強い。

前記方法の欠点を解決したものとして、細かいチタン酸
粒子をゲル化剤中に分散させ、これを海水と接触させる
方法がある。

この方法によれば吸着剤ｇ当シのウラン吸着量は大きく
なるが、しかし吸着体を長時間海水中に浸しておく関係
上、前記ゲル化剤中に海水流れのチャンネリングが起こ
った場合には、その修復がきわめて困難となる。

また吸着体からウランを脱着する際、脱着液を多量に必
要とする問題がある。

上記のような事情を背景にして、本発明者らは鋭意研究
の結果、磁性吸着剤を用いて、この吸着剤にウランを吸
着させて採取する技術が有効であることに到達した。

！たこの場合、磁性吸着剤を磁気固定床内で磁気的に拘
束する方法が有利であることを見い出した。

しかし更に、単に磁気固定床を用いるだけでは、脱着の
際該固定床内全体に脱着液を通す必要があう、結局脱着
液を多量に必要とするという難点が十分には解決されな
いことになる、という問題に直面した。

このように脱着液を多量にすると、脱」清液中のウラン
濃度が低下せざるを得す、効率が悪くなるという問題も
出て来る。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解消する
とともに、上記磁性吸着剤を用いた場合での問題をも解
決して、脱着液を多量に必要とすることなく、しかもき
わめて効率的に海水中のウランを採取できる海水中ウラ
ンの採取方法を提供するにある。

この目的を遠戚するため、本発明者は海水中ウランを採
取するに当り、磁性吸着剤を磁気固定床。

内にて磁気的に拘束した状態で海水と接触させ、該曖着
剤にウランを吸着させて採取するとともに、磁気固定床
は２部分に分割し、各部分は夫々独立に磁気的な拘束を
なし得る構成とし、脱着に当っては一方の部分の磁気的
な拘束を切ることによシ。

ウランを吸着した吸着剤を他方の部分に集取して、この
部分において該吸着剤にウランの脱着液を接触せしめて
脱着を行わせるようにする。

本発明に使用される吸着剤は、フェライトやマグネタイ
トの如き強磁性を有する粉末状のもので、。

ウラン吸着能が高いものが望ましい。

従って、フェライトやマグネタイト、ウラン吸着能が高
い各種の成分、例えばチタン、アルミニウム、スズ、マ
ンガン、希土類等との組合わせによる三元素あるいは多
元素の粒子吸着剤が対象となる。

そして該吸着剤の粒径は磁気力およびウラン吸着能を考
慮して数ｉｏμｍに選定される。

また本発明において前記吸着剤と海水との接触は層で行
なうわけであるが、磁気固定床内にて吸着剤を磁気的に
拘束できるか否かは、磁場の強さ、磁性吸着剤の磁気的
性質および粒径、更には固定床内を流過する海水の流速
の関係で決１ってくる。

例えばＴ ｉ０２ ・ｎＨ２Ｏ（ｎは０．５〜２ ）
Ｆ ｅ３０゜系複合吸着剤で、飽和磁化率が６ｅｍ／ｇ
＊粒径２０〜４０μｍの場合で外部磁場がｌ ５０００
ｅのとき、海水流速が０．５ ｍ／ ｓ ｔでは磁気力
によって吸着剤をはマ完全に磁気固定床内のスチールウ
ール、あるいは金網の充填部に拘束できることを確認し
ている。

そして外部磁場を切れば、前記充填部に拘束されている
吸着剤を短時間に充填部のスチールウールあるいは金網
の表面から離脱することも確認している。

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明の概略を示すフローシートを示す図、第
２図は磁気固定床の構造を示す図である。

第１図において、１は磁気固定床、２は磁気固定床１に
海水を給送−する海水ポンプ、３は脱着液槽、４は脱着
液を磁気固定床１に供給する系統、５は脱着液を脱着液
槽３に戻す系統、６は系統４に備えられた脱着液給送ポ
ンプ、７は洗浄液槽、８は洗浄液を磁気固定床１に供給
する系統、９は洗浄液を洗浄液槽７に戻す系統、１０は
系統８に備えられた洗浄液給送ポンプ、１１ないし１４
は各系統に設けられたパルプである。

前記磁気固定床１は第２図に示す構造となっている。

即ち吸着剤を磁側的に拘束するための磁性細線充填部（
スチールウールあるいは金網等）は、大容量磁性細線充
填部１ａと小容量磁性細線充填部１ｂとに２分割きれ、
その両充填部１ａ、１ｂを外部磁場発生用電磁コイル１
ｃ、ｌｄによって夫々独立に外部磁場を発生できるよう
になっている。

また磁気固定床１の海水取入口および取出口には各々ゲ
ート１５．１６を具えていると共に、前記両充填部１、
ａ＋１ｂの間には仕切板１７を具えている。

次にウランの採取について説明すると、海水は海水ポン
プ２によって磁気固定床１に導入される。

該磁気固定床１の両充填部１ａ、１ｂにはあらかじめ磁
性吸着剤を磁気的に拘束しておく、この場合、ウラン吸
着率の点からは吸着剤を密に充填させた方がよいが、し
かしあ１り密にすると圧力損失が大きくなって海水ポン
プ２の揚程を大きくしなければならない。

従って、両者の関係から最適な充填率が決定されるが、
大量の海水を流過させる必要上、前記吸着剤の占める体
積は、磁気固定床１の容積の２０％程度が適当である。

そして海水を磁気固定床１内を流過させるときは、ゲー
ト１５．１６および仕切板１７を開いておく。

この海水と吸着剤との接触によって該吸着剤のウラン吸
着量が飽和吸着量近くになったところで、海水ポンプ２
の運転を停止すると共に、電磁コイル１ｃに通じる電源
のみを切る。

これによって磁性細線充填部１ａに拘束されていた吸着
剤粒子は磁気力が消失するため、海水とともに小容量磁
性細線充填部１ｂまで移動し、ここで該吸着剤は磁気力
によって充填部１ｂの磁性細線上に拘束される。

その後ゲーＮ５，１６および仕切板１７を閉める。

次いでパルプ１１．１２を開き脱着液給送ポンプ６を運
転して脱着液を磁気固定床１の充填部１ｂへ給送する。

脱着液には通常０．５〜１．０Ｍの炭酸アンモニア水が
使用される。

この脱着液により吸着剤に吸着されたウランを醇離させ
る。

脱着液中のウラン濃度を高めるため、該脱着液を前記充
填部１ｂ内を数回流通させる。

そして最終的には脱着液タンク３に有する脱着液出口（
図示省略）から高濃度ウラン酵液を取出す。

ウランを吸着剤から脱着させた後、前記給送ポンプ６の
運転を停止すると共に、パルプ１１．１２を閉める。

その後パルプ１３．１４を開き洗浄液給送ポンプ１０を
運転して洗浄液を前記充填部１ｂ内へ給送し、吸着剤に
ついている脱着液を取除く。

そして吸着剤の洗浄が終了したら仕切板１７を開けると
共に、電磁コイル１ｄに通じる電源を切る。

これによって充填部１ｂに拘束されていた吸着剤は、そ
の拘束が解かれて自由になる。

次に循環ポンプ（図示省略）により磁気固定床１内の吸
着剤を含む水を循環させて、該吸着剤を充填部１ａおよ
び１ｂに均一に分布させる。

この状態で電磁コイル１ｃｔ１ｄの電源を入れて前記吸
着剤を磁性細線上に拘束させる。

そしてゲー）１５．１６を開いて海水を導入し、再び前
述の動作を繰シ返し行なってウランを採取する。

上述の通シ、両充填部１ａ、１ｂにおいてウランを吸着
した吸着剤粒子は、脱着に際しては電磁コイル１ｃを切
ることにより一方の充填部１ｂにのみ果状さ札この充填
部１ｂにおいて脱着液によるウラン酵離がなされる。

従って脱着液は充填部１ｂ内のみを流通させるだけでよ
く、脱着液は少ない量で済む。

脱着液を少量にできる結果、脱着液中のウラン濃度をも
高めることができる。

これにより効率向上を図ることができる。

特に本実施例のように、大容量充填部１ａに対して小容
量充填部１ｂを設け、小容量充填部１ｂにおいて脱着を
行わせる方法をとると、上記効果を一層高めることがで
きる。

以上説明したように、本発明海水中ウランの採取方法は
、磁性吸着剤を磁気固定床内にて磁気的に拘束した状態
で海水と接触させ、該吸着剤にウランを吸着させて採取
するとともに、磁気固定床は２部分に分割し、各部分は
夫々独立に磁気的な拘束をなし得る構成とし、脱着に当
っては一方の部分の磁気的拘束を切ることによりウラン
を吸着した吸着剤を他方の部分に果状して、この部分に
おいて該吸着剤にウランの脱着液を接触せしめて脱着を
行わせるようにしたから、次に列記する効果がある。

（１）磁気固定床における吸着剤の充填率を低くできる
ので、圧力損失が小さく海水取水動力が少なくて済むと
共に、目づ１りも起こりにくい。

（２）吸着剤の粒径を細かくできるので、ウラン吸着量
を大きくできる。

（３）ゲル化剤を使用しないので、これに基因する問題
は＝奇生じない。

（４）脱着に当っては磁気固定床の一方の部分にのみ吸
着剤を果状してここでウラン脱着を行うので、脱着液の
量を減少できる。

（５）上記（４）の結果、脱着液中のウラン濃度をも高
めて、効率を良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による海水中ウランの採取装置を示す概
略図、第２図はその磁気固定床の構造を示す図である。 １・・・・・・磁気固定床、１ａ＝１ｂ・・・・・・磁
性細線充填部、Ｉｃ、Ｉｄ・・・・・・外部磁場発生用
電磁コイル、２・・・・・・海水ポンプ、３・・・・・
・脱着液タンク、６・・・・・・脱着液給送ポ２プ、７
・・・・・・洗浄液タンク、１０・・・・・・洗浄液給
送ポンプ、１１，１２，１３．１４・・・・・・パルプ
、１５．１６・・・・・・ゲート、１７・−・・・・仕
切板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 海水中ウランを採集するに当ｂ、磁性吸着剤を磁気
   固定床内にて磁気的に拘束した状態で海水と接触させ、
   該吸着剤にウランを吸着させて採取するとともに、磁気
   固定床は２部分に分割し、各部分は夫々独立に磁気的な
   拘束をなし得る構成とし、脱着に当っては一方の部分の
   磁気的拘束を切ることにようウランを吸着した吸着剤を
   他方の部分に巣状して、この部分において該吸着剤にウ
   ランの脱着液を接触せしめて脱着を行わせることを特徴
   とする海水中ウランの採取方法。 ２一方の部分を他方の部分よりも大容量に形成し、小容
   量の部分において前記脱着を行わせることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の海水中のウランの採取方
   法。