JPS6126500B2

JPS6126500B2 -

Info

Publication number: JPS6126500B2
Application number: JP3140379A
Authority: JP
Inventors: Ryozo Komori; Yoichi Takamya; Hideo Konishi
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1979-03-17
Filing date: 1979-03-17
Publication date: 1986-06-20
Also published as: JPS55124503A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、海水中のウランを吸着剤に吸着さ
せ、吸着したウランを炭酸アルカリ水溶液で脱着
して得られたウラン含有液より炭酸アルカリを回
収する際に、該脱着液に混入する海水成分特に食
塩を分離する方法に関する。海水中にはウランが3ppb程度含まれており、
この海水からウランを取得する方法として、ウラ
ンの吸着剤に海水を通してウランを吸着させ、次
いで吸着ウランを脱着し、脱着液から最終的に固
形ウランを取得する方法が研究されている。例え
ばチタン酸系の吸着剤に海水中のウランを吸着さ
せ、炭酸アンモン、炭酸ソーダ、重炭酸ソーダ等
の炭酸アルカリ水溶液を用いて脱着し、10ppm
程度の濃度のウランを含む水溶液を作り、これか
ら炭酸アルカリを除去してウラン水溶液を取得
し、これより固形ウランを回収する方法が提案さ
れている。炭酸アルカリを除去回収する方法としては、炭
酸アルカリの種類により、高温ストリツピング、
電気透析法が用いられる。電気透析法を用いる際に、該ウラン含有炭酸ア
ルカリ水溶液中にウランが保持されたままで、炭
酸アルカリを除去回収する方法として、陰イオン
交換膜として一価イオン選択性交換膜を用いるこ
とが提案されている（特願昭53−26025号）。しかしながら、海水中ウランを吸着剤に吸着さ
せた後に、炭酸アルカリ水溶液で吸着ウランを脱
着させるプロセスに於いては、脱着に先立ち該吸
着剤をよく洗浄しておかないと、吸着剤に付着し
た海水成分が脱着液に混入する。しかるに、吸着
剤の洗浄水量は、回収ウランコストの経済性から
制約があり、従つて或る程度の混入は避け難い。
更に、電気透析法に於いては、海水成分特に主成
分である食塩は炭酸アルカリよりも除去され易い
ので、脱着液中にウランを保持しつつ炭酸アルカ
リを除去回収しようとすると、食塩は炭酸アルカ
リよりも優先的に回収液中に移行してくる。脱着
液中の炭酸アルカリは、ウラン濃縮工程の前に
0.1モル／程度の濃度まで除去される必要があ
るから、１モル／程度の炭酸アルカリ濃度の脱
着液から0.1モル／程度の炭酸アルカリ濃度の
ウラン水溶液を電気透析法で得ようとすると、脱
着液中の食塩は殆んど全部電気透析による回収液
中に移行してくることになる。従つてこの回収液
を脱着液として循環使用する場合には、たとえ脱
着液中に一回の脱着操作毎に混入してくる海水の
量が少なくても、この循環使用の脱着液中には、
海水、従つてその主成分である食塩が次第に蓄積
されて、その含有量が上昇してくる。そして、こ
の食塩の存在は、その量が極めて大きいと脱着効
率に影響を及ぼすし、炭酸アルカリの回収電流効
率を著しく低下させることになる。本発明者らは、叙述の如く、海水ウラン回収の
際の脱着剤の回収に電気透析法を適用するに当
り、吸着剤の洗浄水量の経済的制約から、回収脱
着剤中に混入する海水成分（主として食塩）の除
去が必要であることに着目して鋭意研究を重ねた
結果、本発明に到達したものである。即ち、本発明は、海水中のウランを吸着剤に吸
着させ、吸着したウランを炭酸アルカリ水溶液で
脱着して得られる脱着水溶液から電気透析により
炭酸アルカリを除去回収して脱着剤として循環使
用するに当り、透析膜の少なくとも一部に一価イ
オン選択透過性陰イオン交換膜を用いる少なくと
も２段の電気透析を行ない、かつ、その少なくと
も最初の１段を該脱着水溶液からの海水成分の放
出除去に用いることを特徴とする海水ウラン脱着
液よりの脱着剤回収法に関するものである。本発明における透析膜としては、通常の陽イオ
ン交換膜と一価イオン選択性イオン交換膜の組合
せが用いられる。尚本発明における多段の電気透
析とは、バツチ式透析における時間的な多段と連
続式透析における直列複数の透析器を用いる多段
の両方を含む。本発明の海水成分、主として食塩放出を目的と
する初段の電気透析の濃縮液としては、脱着液と
同種の炭酸アルカリ水溶液の他に、安価大量の海
水を用いることができる。本発明における炭酸アルカリとは炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カ
リウム及び炭酸アンモンを言う。本発明に用いる電気透析装置としては、普通に
用いられているものが使用可能であり、食塩を除
去する場合、炭酸アルカリを回収する場合のいず
れに於いても、回分式又は連続式、単段又は多段
の電気透析法にいずれも適用可能である。添付図面は、本発明の一実施態様を示す工程図
である。図に於いて、１はウラン吸着剤を充填し
た吸・脱着塔、２は脱着液中に混入してくる食塩
を系外に移行させる為の透析槽、３は脱着液から
炭酸アルカリを分離回収する為の透析槽である。まずライン４より海水を吸・脱着塔１に通して
吸着剤と接触させ、ライン５より廃海水を排出す
る。次にライン６より洗浄水を１に通してライン
７より排水し、吸着剤の海水成分を洗浄除去す
る。次にライン８より脱着剤を１に通し、ウラン
濃度約10ppmの脱着液の流れ９を得る。ライン
９は次いで透析槽２の希釈室Ｄに入り、電気透析
されて濃縮室Ｃからライン１０により食塩が放出
され、透析槽２のＤ室からは食塩濃度の低下した
脱着液の流れ１１が得られる。１１の流れは次い
で透析槽３の希釈室Ｄに入り、電気透析により濃
縮室Ｃから脱着剤液が回収され、Ｄ室からは脱着
剤濃度の低下したウラン含有水溶液の流れ１２が
得られ、ウラン濃縮工程へ送られる。Ｃ室から出
るライン１３の脱着剤回収液は、ライン１４から
の脱着後洗浄水で洗浄されてライン１５から排出
される脱着後洗浄液又は及びライン１６からの脱
着剤の補充を受けて、所望濃度に調製され、吸・
脱着塔１に循環使用される。ライン１４の洗浄水
には通常淡水が用いられるが、水バランス上不足
が考えられる場合には、ウラン濃縮工程に於いて
ウランを分離した水溶液を脱着剤の回収を兼ねて
用いることができる。次に実施例を示すが、実施例中に用いた電気透
析装置は、濃縮室21個、希釈室20個、イオン交換
膜の有効面積1dm²のものであり、陽イオン交換
膜として非選択性陽イオン交換膜（アシプレツク
スＫ―101、旭化成工業K.K.製商品名）を、陰
イオン交換膜として一価イオン選択性陰イオン交
換膜（アシプレツクスＡ―102、旭化性工業K.
K.製商標名）を用いた。実施例１希釈室（Ｄ室）に60mgのウランを含む1.5N―
Na₂CO₃、0.05N―NaCl混合水溶液、濃縮室（Ｃ
室）に2N―Na₂CO₃水溶液を供給循環せしめて電
気透析を６時間行なつた。その間印加全電圧を
31.5Vに保持したが、電流は5.1〜3.2Aの範囲であ
り、液温は26℃から36℃に変化した。その結果、
電気透析開始１時間後までの間に、Ｄ室からＣ室
へ、NaClは全量の77.0％が除去されたのに対
し、Na₂CO₃の除去率は15.4％であり、ウランの
Ｄ室からＧ室への移行は認められなかつた。電気
透析開始15分後までの間では、NaCl、Na₂CO₃の
除去率はそれぞれ34.0％、3.7％であつた。６時間の電気透析の結果、Na₂CO₃の92.4％が
Ｄ室からＣ室に除去され、その濃度は0.19Nとな
り、NaClは殆んど除去され、ウランも若干量除
去された。通算のNaCl、Na₂CO₃の除去の電流効
率は70.2％であつた。実施例２希釈室（Ｄ室）に56mgのウランを含む1.5N―
Na₂CO₃、0.2N―NaCl混合水溶液、濃縮室（Ｃ
室）に2N―Na₂CO₃水溶液を供給循環せしめて電
気透析を６時間行なつた。その間、印加全電圧を
約30Vに保持したが、電流は5.5〜3.1Aの範囲で
あり、液温は27℃から38℃に変化した。その結
果、電気透析開始１時間後までの間に、Ｄ室から
Ｃ室へ、NaClは全量の83.9％が除去されたのに
対し、Na₂CO₃の除去率は7.4％であり、ウランの
Ｄ室からＣ室への移行は認められなかつた。電気
透析開始15分後までの間では、NaCl、Na₂CO₃の
除去率はそれぞれ25.4％、1.5％であつた。６時間の電気透析の結果、Na₂CO₃の94％がＤ
室からＣ室に除去され、その濃度は0.17Nとな
り、NaClは殆んど除去され、ウランも若干量除
去された。通算のNaCl、Na₂CO₃の除去の電流効
率は74.8％であつた。実施例３希釈室（Ｄ室）に74mgのウランを含む1.5N―
Na₂CO₃、1N―NaCl混合水溶液、濃縮室（Ｃ室）
に2N―Na₂CO₃水溶液を供給循環せしめて電気透
析を９時間行なつた。その間、印加全電圧を約
24Vに保持したが、電流は5.2〜3.0Aの範囲であ
り、液温は25℃から33℃に変化した。その結果、電気透析開始１時間後までの間に、
Ｄ室からＣ室へ、NaClは全量の28.7％が除去さ
れたのに対し、Na₂CO₃の除去率は8.7％であり、
ウランのＤ室からＣ室への移行は認められなかつ
た。電気透析開始15分後までの間では、NaCl、
Na₂CO₃の除去率はそれぞれ7.0％、2.2％であつ
た。９時間の電気透析の結果、Na₂CO₃の93.1％が
Ｄ室からＣ室に除去され、その濃度は0.44Nとな
り、NaClは殆んど除去され、ウランも若干量除
去された。通算のNaCl、Na₂CO₃の除去の電流効
率は75.6％であつた。実施例４希釈室（Ｄ室）に92mgのウランを含む0.7N―
NaHCO₃、0.15N―NaCl混合水溶液、濃縮室（Ｃ
室）に1N―NaHCO₃水溶液を供給循環せしめて
電気透析を３時間行なつた。その間、印加全電圧
を約26Vに保持したが、電流は4.8〜2.6Aの範囲
であり、液温は26℃から30℃に変化した。その結果、電気透析開始１時間後までの間に、
Ｄ室からＣ室へ、NaClは全量の71.0％が除去さ
れたのに対し、NaHCO₃の除去率は27.9％であ
り、ウランのＤ室からＣ室への移行は認められな
かつた。電気透析開始15分後までの間では、
NaCl、NaHCO₃の除去率はそれぞれ15.7％、7.1
％であつた。３時間の電気透析の結果NaHCO₃の89％がＤ室
からＣ室に除去され、その濃度は0.1Nとなり、
NaClは殆んど除去され、ウランも若干量除去さ
れた。通算のNaCl、NaHCO₃の除去の電流効率
は79.8％であつた。実施例５希釈室（Ｄ室）に1N―NaHCO₃水溶液を用い
て海水ウランを吸着剤から脱着せしめた脱着液、
濃縮室（Ｃ室）に１―NaHCO₃水溶液を供給循環
せしめて電気透析を3.5時間行なつた。電気透析
開始時のＤ室液組成はNaHCO₃0.65N、
NaCl0.26Nであつた。NaClは吸着剤に符着した海
水の混入に起因する。電気透析時の印加全電圧は
26Vに保持したが、電流は5.0〜2.0Aの範囲であ
り、液温は27℃から32℃に変化した。その結果、電気透析開始１時間後までの間に、
Ｄ室からＣ室へ、NaClは全量の74.3％が除去さ
れたのに対し、NaHCO₃の除去率は18.5％であ
り、ウランのＤ室からＣ室への移行は認められな
かつた。電気透析開始15分後までの間では、
NaCl、NaHCO₃の除去率はそれぞれ31.4％、3.5
％であつた。 3.5時間の電気透析の結果NaHCO₃の75.8％がＤ
室からＣ室に除去されたが、BaClは殆んど除去
され、ウランも若干量除去された。通算の
NaCl、NaHCO₃の除去電流効率は65.4％であつ
た。実施例６実施例５に示したような方法で回収される
NaHCO₃は、電気透析の間に希釈室（Ｄ室）から
濃縮室（Ｃ室）へ移行するNaHCO₃と水とのバラ
ンスの問題から濃度は常に1N以上である。脱着
液としての必要濃度は1Nであるために、脱着後
に吸着剤層を洗浄した洗浄水を用いて濃度を調整
した。ここで得られた回収脱着液のNaHCO₃濃度は
1.02N、混入NaClは0.34Nであつた。この回収脱
着液の脱着性能と新しい1N―NaHCO₃溶液の脱
着性能とを、固液比５ベツトボリユーム（≒ｇ／
ml）、脱着温度25℃で比較した。脱着結果を第１
表に示す。第１表から回収脱着液にNaClが混入していて
も、NaHCO₃の濃度が1Nを維持するかぎり、そ
の脱着性能は新しいNaHCO₃溶液の脱着性能より
劣ることのないことが分る。

【表】注：数字は脱着率（％）を表わす。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施態様を示す工程図であ
る。１……吸・脱着塔、２……食塩除去用電気透析
槽、３……脱着剤除去回収用電気透析槽、９……
脱着液流出ライン、１０……食塩放出ライン、１
１……脱食塩脱着液ライン、１２……ウラン含有
水溶液ライン、１３……脱着液供給循環ライン。

Claims

【特許請求の範囲】１海水中のウランを吸着剤に吸着させ、吸着し
たウランを炭酸アルカリ水溶液で脱着して得られ
る脱着水溶液から電気透析により炭酸アルカリを
除去回収して脱着剤として循環使用するに当り、
透析膜の少なくとも一部に一価イオン選択透過性
陰イオン交換膜を用いる少なくとも２段の電気透
析を行ない、かつ、その少なくとも最初の１段を
該脱着水溶液からの海水成分の放出除去を用いる
ことを特徴とする海水ウラン脱着液より脱着剤を
回収する方法。２炭酸アルカリ水溶液が炭酸ソーダ又は重炭酸
ソーダの水溶液である特許請求の範囲第１項記載
の海水ウラン脱着液より脱着剤を回収する方法。