JPS6034499B2 - 海水中のウラン採取方法およびウラン採取用吸着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、海水中に天然に溶存しているウランを吸着
剤を用いて採取するウラン採取方法およびウラン採取用
吸着剤に関する。

海水中には、約３の夕／従の濃度でウランが天然に溶存
しており、海水全体をは４の意トンにも達する。

近時、エネルギー資源の問題を解決するため、稀薄な海
水中ウランの経済的採取法が各国で研究されている。そ
のなかでも代表的な吸着法は、ウランを吸着する吸着剤
を海水と接触させて海水中のウランを吸着し、この吸着
剤に適宜脱着剤を加えてウランを脱看し、次いで上記脱
看剤からウランを濃縮、抽出する方法である。吸着剤と
しては、チタン酸、方鉛鉱、活性炭、イオン交換樹脂な
どが知られている。このなかでもチタン酸は、ウラン吸
着量が大きい、ウランを選択的に吸着できる、海水のｐ
Ｈ（約ｐＨ８．１）で使用できる、海水との共存性にす
ぐれている、吸着、脱着の行程を繰返して使用できるな
どの特性を有しており、特に注目されている吸着剤であ
る。吸着剤に対して用いられる脱着剤としては、炭酸ア
ンモニア、炭酸ナトリウムなどが知られている。しかし
ながら、上記吸着法により得たウランは、陸上のウラン
鉱石から採取されたウランに比較すると、価格の面で不
利とならざるを得ないのが現状である。また、海水から
ウランを経済的に採取するには、ウランの吸着量をさら
に増加させはければならない。吸着剤として、従来と全
く別異の新しい物質を探索したり、チタン酸の製法の改
良なども試みられているが、飛躍的な性能を有する吸着
剤はまだ見出されていない。また、チタン酸の製法の改
良も十分なものとは云い難いが、これまでの実験結果に
よると、ウラン吸着量はチタン酸粒径に反比例して増大
するということは判っている。一方、従釆の吸着法によ
る海水ウランの採取手段は、吸着剤の固定床に海水を通
して海水中のウランを吸着させるようにしている。

この方式による場合、吸着剤の粒径を小さくすると、海
水が吸着床を通過するときの流動抵抗が大きくなるため
、吸着床面積を大きくするか、あるいは大きな圧力損失
に対処できる海水の供給設備を設ける必要があり、吸着
剤単位当りの吸着量は増加しても、システム全体として
は費用が増加し、経済性はかえって低下する欠点がある
。また、海水と吸着剤との他の接触法として、流動床式
がある。

これは、吸着剤と海水とを混合接触槽内で接触させて吸
着剤に海水中のウランを吸着させ、この海水と吸着剤と
を沈殿槽に導びき、吸着剤を沈降分離して回収する方法
である。この流動床式による場合、吸着剤の粒径を小さ
くしても、圧力損失が増加することはないが、粒径が小
さくなると、沈殿槽内で吸着剤が十分に沈降せずに海水
とともに流失し、吸着剤の損失量が増加する結果、経済
性が低下する欠点がある。上記従来の欠点を除去する手
段として、吸着剤の沈降に時間をかけるとか、遠心分離
法を用いて吸着剤の分離回収をするといったことも原理
的には可能であるが、大量の海水を処理するシステムと
しては経済的に成り立ち難い。

この発明は、上言己従来の欠点を除去することを目的と
し、ウラン吸着剤が海水とともに流出するのを防止でき
るウラン採取方法および使用効果の高いウラン採取吸着
剤を提供しようとするものである。

この発明の要旨とするところは、海水中に溶存している
ウランを吸着剤により採取するに際し、ウラン吸着剤と
して磁性物質を有する吸着剤を使用し、ウラン吸着後こ
の吸着剤を磁力により回収するようにした点にあり、か
つウラン採取用吸着剤として、外周を磁性材防蝕用コー
ティングでおおつてなる磁性材を吸着剤と結合させた点
にある。

以下、この発明を図面にもとずし、て説明する。

第１図は海水中ウラン採取システムのうち、海水と吸着
剤との接触系のフロー線図である。海水１は、混合接触
槽３内でウラン吸着剤２と混合され、海水１中の溶存ウ
ランは吸着剤２に吸着される。なお、この発明における
吸着剤２は、内部に金属鉄または磁性酸化鉄Ｆｅ３０４
のような磁性材を含んでいる。ウランを吸着した吸着剤
２は海水とともに沈澱槽４に入り、大部分の吸着剤２は
沈澱槽底部に沈降する。沈澱吸着剤２ａは沈澱槽底部の
吸着剤取出口５から外部に取り出され、ウランは脱着プ
ランで回収される。海水１と吸着剤２との接触が短時間
の場合は、吸着剤２のウラン吸着量は飽和吸着量よりも
はるかに少ないので、沈澱吸着剤２ａをスラリポンプ６
を用いて混合接触槽３に還流させ、ウランの再吸着をお
こなわせる。また、ウラン脱着のため取り出した吸着剤
量の不足分を補う必要がある場合は、新しい吸着剤を吸
着剤挿入口７から混合接触槽３内に供給する。ウランが
除去された海水１は、沈澱槽４から磁気吸着剤補集装置
８に導びかれる。そして、沈澱槽４内で沈降せずに海水
１中に残留している小量の吸着剤２は、永久磁石片から
なる磁気補集部９で付着補集され、したがって海水排出
ロー０から海中に戻される海水１には、吸着剤２が含ま
れることはない。第２図はこの発明に使用するウラン採
取吸着剤の構造例を示す図である。

第２図Ａに示す吸着剤２は、中心に鉄の球１１があり、
この鉄球１１の外周を磁性材防蝕用コーティング材１２
でおおし、、このコーティング材１２の外周をさらにチ
タン酸１３でおおつたものであり、鉄球１１が海水で腐
蝕されるのをコーティング材１２により防止するように
している。第２図Ｂに示す吸着剤２は、磁性材防蝕用コ
ーティング材１２により混合被覆した磁性酸化鉄１１０
が中心核として存在しており、この外周をチタン酸１３
でおおつたものであり、この場合も、磁性酸化鉄１ １
０が海水で腐蝕されるのをコーティング材１２により防
止している。なお、これら吸着剤２の粒径は、１０仏ｍ
から１００ムｍ程度が適当である。コーティング材１２
としては海水に強い材質のものがよく、ポリエステル樹
脂はこれに適している。チタン酸１３による被覆の厚み
は、２仏ｍから１０ｙｍ程度のものがよい。これら吸着
剤２を得るには、たとえばチタン塩化物の水溶液を加水
分解して得た水酸化チタンの懸濁液に、鉄球１または磁
性酸化鉄１ １０などのコ−テイング球を加え、これを
混合、猿遇するだけでよい。上記以外の製法例により吸
着剤２を得るには、ポリビニふくルァルコールと磁性酸
化鉄１１０とを混合してつくった核を、Ｑチタン酸、酸
、硫酸ナトリウムからなる水溶液に浸潰し、チタンとポ
リビニールアルコールとを結合させるようにするとよい
。第３図はこの発明の他の実施例を示し、第１図と異る
のは、磁気吸着剤補集装置８で全ての吸着剤２を回収す
るようにし、第１図に示した沈澱槽４を省いた点である
。

この場合、回収した吸着剤２を吸着剤輸送系１４で連続
的に混合接触槽３に戻すために磁気補集部９を回転させ
、吸着剤２を連続的に取り出すようにする必要があるが
、他方沈澱槽の設置を省略して海水１と吸着剤２との接
触系を簡素化できる利点がある。したがって、上記方法
よりなるこの発明によれば、海水中に溶存しているウラ
ンを吸着剤により採取するに際し、ウラン吸着剤が海水
とともに流出して吸着剤の損失量が増加するのを防止で
き、その結果、海水中から採取したウランの価格を低減
することができるという効果がある。

しかも、この発明におけるウラン採取用吸着剤は、吸着
剤と結合している磁性材を海水の腐蝕から保護する防蝕
処理をほどこしてあるから、吸着、脱看の行程を繰返し
て長期に使用しても、吸着剤中の磁性物質が海水によっ
て腐蝕されるのを防止でき、この種吸着剤の使用効果を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示すウラン採取システム
のフロー線図、第２図ＡおよびＢはいずれもこの発明に
おけるウラン吸着剤の構造図、第３図はこの発明の他の
実施例を示すウラン採取システムのフロー線図である。 符号の説明、１・・・海水、２・・・磁性物質を包含し
たウラン吸着剤、２ａ・・・沈澱吸着剤、３・・・混合
接触槽、４・・・沈澱槽、８・・・磁気吸着剤補集装置
、９・・・磁気補集部、１１・・・鉄球、１１０・・・
磁性酸化鉄、１２・・・磁性材防蝕用コーティング材、
１３・・・チタン酸、１４・・・吸着剤輸送系。力／図 糸ｚ図 あう図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 海水中に溶存しているウランを吸着剤により採取す
   るに際し、ウラン吸着剤とし磁性物質を有する吸着剤を
   使用し、ウラン吸着後この吸着剤を磁力により回収する
   ようにしてなる海水中のウラン採取方法。 ２ 外周を磁性材防蝕用コーテイング材でおおつてなる
   磁性材と、吸着剤とよりなる海水中のウラン採取用吸着
   剤。 ３ 磁性材の外周を磁性材防蝕用コーテイング材でおお
   い、このコーテイング材の外周をさらに吸着剤でおつて
   なる特許請求の範囲第２項記載のウラン採取用吸着剤。