JPS589770B2 - アルカリ水溶液中に溶存するウランを回収または除去する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばウラン鉱石を処理する場合に得られる
ウランを溶存する炭酸ナトリウム溶液、炭酸水素ナトリ
ウム溶液もしくは両者の混合溶液または炭酸アンモニウ
ム溶液、もしくは炭酸水素ナトリウムとの混合溶液から
ウランを回収または除去する方法に関する。

従来、鉱石からウランを浸出するには、普通硫酸かまた
はアルカリ水溶液が用いられる。

炭酸アルカリ液が用いられるのは原鉱石中に炭酸、石灰
の含有量が多く、酸法では酸消費量が大きくなる場合で
ある。

この炭酸塩で浸出したときのウランは、次の式に示すよ
うな炭酸ウラニルとして溶解している。

この反応で出来たＯＨ−は充分な濃度に達するとウラン
をウラン酸塩として沈殿させる。

この際、液中に充分の重炭酸イオンがあればこの沈殿は
生じないので、浸出の際は通常これを加えている。

炭酸塩浸出液からウランを回収または除去する方法とし
ては、（１）直接ウランを化学的に沈殿させる方法、（
２）イオン交換樹脂による方法、（３）有機溶媒による
方法、などがある。

直接沈殿法はカ性ソーダでｐＨを１１位にすればウラン
は重ウラン酸塩として沈殿するが重炭酸イオンの濃度に
より回収率が減少する。

一方、イオン交換法、有機溶媒による方法は、ウランの
濃度を著しく高め、後の処理液量を減少させ、浸出液か
らウランの回収が定量的に出来、高純度のウランが回収
出来るなどの非常に優れた方法であるが、設備費、操業
費が非常に高いものとなるため、ある程度のウラン濃度
が必要とされ、経済的なウランの回収または除去は困難
とされている。

以上のように各方法とも多くの問題点を抱えており、良
法が望まれているのが現状である。

本発明はかかる問題を解決し、アルカリ水溶液中に溶存
するウランの回収または除去法として画期的な方法を提
供するものである。

すなわち本発明は、ウランを溶存する炭酸ナトリウム溶
液、炭酸水素ナトリウム溶液もしくはこれらの混合溶液
または炭酸アンモニウム溶液もしくはこれと炭素水素ナ
トリウムとの混合溶液などのアルカリ水溶液（炭酸塩溶
液）に酸を添加してｐＨ２以下好ましくはｐＨ１〜２の
範囲に酸性化し、次いでこの酸性液にアルカリ土金属の
塩基性塩例えば水酸化カルシウムまたは水酸化バリウム
を添加してｐＨ１０以上好ましくはｐＨ１０〜１２の範
囲のアルカリ性として攪拌し、これによって形成するア
ルカリ土金属の炭酸塩または塩基性塩などの沈殿中にウ
ランを捕捉し、この沈殿をろ過操作によって溶液から分
離することを特徴とする。

この沈殿は非常に固溶分離しやすい。

本発明法はｐＨ調整を特定のアルカリ剤添加ならびにろ
過分離という極めて単純な操作の組み合わせからなるも
のであるが、かかる単純操作によってもウランの回収率
は後記実施例に示すように実質上１００％に近い驚くべ
き高い値を示す。

液の酸性化のために使用する酸は、本質的にはどんな酸
であってもよいが、塩酸、硫酸等の鉱酸の使用が実際的
であり、特に塩酸の使用が経済的である。

酸性化の段階において、通常の中和時のモーターの攪拌
では、酸の添加によるｐＨの下降とともに徐々に炭酸イ
オンが分解され、ｐＨ６付近では激しく反応し、ｐＨ１
〜２まで下げることによりほとんど完全にこの炭酸イオ
ンは分解され後のアルカリ剤の添加に効果的に働いて沈
殿を生成しやすくする。

液のｐＨが２よりも実質的に高いと炭酸イオンの分解が
不十分となり、アルカリ土金属の塩基性塩を加えてｐＨ
を１０以上としても、ウランの回収率ないし除去率が著
しく劣る。

炭酸イオンの濃度が高い場合には、分解に要する酸の消
費が多くなるため、攪拌とともに溶液中に空気を吹込み
微細な気泡を発生させながら徐々に酸を加えてｐＨ１〜
２とするのがよい。

これにより炭酸イオンを追い出す効果が得られ、余分な
酸を消費しない点で有利である。

アルカリ剤としてはアルカリ土金属の塩基性塩すなわち
水酸化カルシウム、水酸化バリウムなどが良く中でも水
酸化バリウムの方が、溶解度も大きく後記する実施例に
見られるように効果が大であるが、実操業においては水
酸化カルシウムの方が一般的であり、これによっても十
分な目的が達成される。

このアルカリ剤の添加によるｐＨ上昇とともに、徐々に
アルカリ土金属の炭酸塩がｐＨ４〜５から沈殿を生じ、
ｐＨ１０までの間に、溶液中に存在するウランは例えば
カルシウム塩としてこれらの沈殿と共沈を起こすものと
考えられるが、沈殿物中に取り込まれる。

第１図はウラン鉱石のアルカリリーチング液に塩酸を添
加してｐＨ１．５としたあと、水酸化カルシウムで中和
し、さらにｐＨ８〜１２とアルカリ側に移行させたとき
の液中の残留ウラン濃度の挙動の例を示したものである
。

この第１図から明らかなように、ｐＨの上昇と共に急激
に液中の残留ウラン濃度が減少し、ウランは沈殿中に取
り込まれることになる。

この沈殿を溶液から分離するには、アルカリ土金属の炭
酸塩の存在によりフロックが大きくなっており、従って
、静置後自然ろ過により固液分離が簡単にできる。

ろ過後の液中のウラン濃度は０． ５ ｐｐｍ以下とす
ることができ沈殿物中のウラン濃度は３０〜４０％とな
る。

ろ液にさらにアルカリ剤を添加し、ｐＨを上昇させると
、ウランはｐＨ１１以上好ましくはｐＨ１２でアルカリ
土金属の水酸化物生成により沈殿中に補捉され、ウラン
濃度０．０１ｐｐｍ以下となり、１００％近く溶液から
除去させることが可能である。

また、ｐＨ１０で処理した後のろ液については、既知方
法等によってもウランを除去することが可能である。

本発明の方法は液中のウラン濃度にさほど影響されない
が、ある程度濃度が高い方（数百ｐｐｍ以上）が経済的
である。

また本発明法によって回収したウランを精製する場合も
、該沈殿は他の不純物が少ないので、硝酸に溶解して溶
媒抽出を行なうにも有利であり、また塩酸に溶解して樹
脂吸着後溶離して電解還元を行なう等の既知方法によつ
ても有利にウランを回収することができる。

以下本発明方法の実施例を示す。

実施例 １ ウラン鉱石を、溶剤として炭酸ナトリウム、酸化剤とし
て過酸化水素を用いてリーチングした貴液１ｌを、攪拌
しながら塩酸でｐＨ１．５に調整し、３０分間攪拌後、
アルカリ剤として水酸化カルシウムを加えてｐＨ１０と
し、６０分間攪拌を行ない反応させた。

この処理後のろ液を分析した結果を第１表に示す。

比較として水酸化ナトリウムで直接ｐＨ１１としたとき
（酸性化しなかったとき）の結果も示す。

実施例 ２ ウラン鉱石を、溶剤として炭酸ナトリウムおよび炭酸水
素ナトリウム、酸化剤として過酸化水素を用いてリーチ
ングした貴液を攪拌しながら塩酸でｐＨ１．５に調整し
、実施例１と同様の回収試験を行なった。

処理後のろ液を分析した結果を第２表に示す。

実施例 ３ 実施例１および２のアルカリリーチング貴液に、それぞ
れアルカリ剤として水酸化バリウムを用い、実施例１と
同様の回収試験を行なった。

処理後のろ液を分析した結果を第３表に示す。

比較として実施例２の貴液に直接（酸性化しないで）水
酸化バリウムを添加しｐＨ１１とした後のろ液の分析結
果も示す。

実施例 ４ ウラン２００ｐｐｍ含有するアルカリリーチング液１ｌ
を、空気を吹き込みながら攪拌を行ない、塩酸を除々に
添加してｐＨ４とし３０分間攪拌後、アルカリ剤として
水酸化カルシウムを加えｐＨ１０まで上昇させ、６０分
間攪拌して反応させた。

沈殿を分離後、ろ液を分析した結果を第４表に示す。

実施例 ５ 実施例１および２で処理したろ液にアルカリ剤として水
酸化バリウムを加えｐＨ１２として６０分間攪拌を行な
い静置した後ろ液を分析した結果を第５表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、アルカリリーチング液に塩酸を添加しｐＨ１
．５とした後、水酸化カルシウムで中和した場合のｐＨ
値と残留ウラン濃度の関係図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウランを溶存するアルカリ性炭酸塩水溶液に酸を加
   えてｐＨ２以下とすることにより炭酸塩を分解し、次い
   でこの酸性液にアルカリ土金属の塩基性塩を加えてｐＨ
   １０以上となし、そして形成された沈殿を溶液から分離
   することからなるウランを溶存するアルカリ性炭酸塩水
   溶液からウランを回収または除去する方法。 ２ 酸を加える工程が空気吹込みによる曝気処理を包含
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ アルカリ土金属の塩基性塩として水酸化カルシウム
   または水酸化バリウムを用いる特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の方法。