JPS6130815B2 - - Google Patents

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JPS6130815B2
JPS6130815B2 JP54078069A JP7806979A JPS6130815B2 JP S6130815 B2 JPS6130815 B2 JP S6130815B2 JP 54078069 A JP54078069 A JP 54078069A JP 7806979 A JP7806979 A JP 7806979A JP S6130815 B2 JPS6130815 B2 JP S6130815B2
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JP
Japan
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solution
ions
uranium
ion
same
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JP54078069A
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Inventor
Tetsuya Myake
Kunihiko Takeda
Hatsuki Onizuka
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/156,727 priority patent/US4368175A/en
Priority to DE3022237A priority patent/DE3022237C2/de
Priority to NL8003506A priority patent/NL8003506A/nl
Priority to BE0/201118A priority patent/BE883936A/fr
Priority to FR8013758A priority patent/FR2459676A1/fr
Priority to GB8020225A priority patent/GB2053175B/en
Priority to AU59457/80A priority patent/AU534784B2/en
Publication of JPS562834A publication Critical patent/JPS562834A/ja
Publication of JPS6130815B2 publication Critical patent/JPS6130815B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D59/00Separation of different isotopes of the same chemical element
    • B01D59/28Separation by chemical exchange
    • B01D59/30Separation by chemical exchange by ion exchange

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、陰イオン交換体を用いて酸化還元ク
ロマトグラフイーによりウラン同位体を、化学的
に分離する方法に関する。
陰イオン交換体を吸着剤とし、前方で酸化、後
方で還元しつつ置換状態でウラン吸着帯を展開す
ることによりウラン同位体を分離する方法は既に
知られている(例えば、特開昭49―57297号)。こ
れらの方法においては、かなり高いウラン同位体
分離効率が得られているが、本発明者等は、ウラ
ン同位体分離効率を高める方法を検討した結果、
ウラン吸着帯を1.0cm/分以上の速度で移動させ
ることにより、分離効率の改善が著しいというこ
とを見出した。
更に、塩酸と臭化水素酸、塩酸と硫酸、塩酸と
臭化水素酸及び硫酸の混合酸溶液を吸着液用媒体
及び/又は展開液用媒体として使用することによ
り、ウラン同位体分離効率を向上させることがで
きることを見出した。
これ等の混合酸溶液を使用することにより、ウ
ラン吸着帯中のウラン濃度を一定に保つことがよ
り容易になり、ウラン同位体分離効率が向上する
ものと思われる。
以上において、塩酸、臭化水素酸、硫酸と記し
たのは、混合する前の態様のみを示すものではな
く、混合溶液中において、平衡に達した状態で生
じている無機酸をも表わしている。例えば、HCl
とNaBrを混合した溶液中では、HCl及びHBrが生
じており、この様な溶液をここでは、塩酸と臭化
水素酸の混合溶液と呼ぶ。
同位体分離に使用する溶液中の金属イオンをよ
り安定に保ち、ウラン吸着帯中のウラン濃度を定
常状態に保つために、その溶液中の水素イオン濃
度は0.1M/以上、10M/以下の条件を使用
し、又、無機酸のイオンの添加量は以下の様に設
定することが好ましい。すなわち、溶液中の全塩
素イオン濃度は0.1M/〜12M/、全臭素イ
オン濃度は0.01M/〜10M/、全硫酸イオン
濃度は0.01M/〜10M/である。ここで、全
塩素イオンと称するのは、溶液中のCl-イオン及
び、その溶液中における水素又は金属イオンに配
位しているCl-イオンの合計を示しており、他の
臭素イオン、硫酸イオンについても同様である。
溶液中の水素イオン濃度は、塩酸、臭化水素
酸、硫酸のうちのいずれを用いて調整してもよ
く、必要に応じて2種以上の酸を使用することも
できる。又、塩素、臭素、硫酸イオンの濃度を水
素イオンと独立に調整するためには、上記無機酸
の塩、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオ
ン、カルシウムイオン、アンモニウムイオン、リ
チウムイオン、ベリウムイオン、2価のニツケル
イオン、3価のクロムイオン、2価のコバルトイ
オン等、陰イオン交換樹脂に対する吸着力の弱い
金属イオンの塩、又は、酸化剤、還元剤として使
用する金属イオンの塩等を用いることができる。
上記混合酸溶液と組合せて、還元剤として、
Cr()イオン、Cu()イオン、V()イ
オン、V()イオン、Mo()イオン、Sn
()イオン、及びTi()イオンよりなる群か
ら選ばれた少なくとも一種以上を使用し、酸化剤
としては、V()イオン、Fe()イオン、
Ce()イオン、Tl()イオン、Mo()イ
オン及びMn()イオンよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種以上を使用することにより、よ
り安定した分離を行なうことができた。上記溶液
条件及び上記還元剤、酸化剤を使用した場合、ウ
ラン吸着帯の移動速度によらず定常濃度を保つこ
とができた。
本発明に直接関与する、ウラン同位体を分離す
る為の代表的態様は3種類あり、還元プレイクス
ルー法、酸化プレイクスルー法、バンド法がそれ
である。
還元プレイクスルー法は、交換体を充填した展
開塔に酸溶液を流して交換体を調整し、引続きウ
ラニル溶液(ウラナス、ウラニル混合溶液でも
可)を供給して、ウランを交換体に吸着させた
後、還元剤溶液を供給してウランを還元しつつウ
ラン吸着帯を移動させ、ウラン吸着帯の還元界面
に近い部分にU235の同位体比の高い部分が得ら
れる。
酸化プレイクスルー法は、交換体を充填した展
開塔に酸溶液を流して交換体を調整した後、酸化
剤溶液を流して酸化剤を交換体に吸着させた後、
ウラナス溶液(ウラナス、ウラニル混合溶液でも
可)を供給して酸化反応を行なわせつつ酸化界面
を形成、移動させ、ウラン吸着帯の酸化面に近い
部分にU238の同位体比のより高い部分が得られ
る。
バンド法は、交換体を充填した展開塔に酸溶液
を流して交換体を調整し、引続き酸化剤溶液を供
給し、酸化剤を交換体に吸着させた後、ウラナス
溶液(ウラナス、ウラニル混合液でも可)を供給
して酸化反応を行なわせつつウラン吸着帯を形成
し、更に、還元剤を供給して流れ方向に対して、
前方で酸化、後方で還元を行なわせつつ置換的に
展開する。ウラン吸着帯の酸化界面に近い部分に
U238の同位体存在比の高い部分が得られ、還元
界面に近い部分にU235の同位体存在比の高い部
分が得られる。
還元プレイクスルー法又は、酸化プレイクスル
ー法、バンド法において、ウラン吸着液又は、酸
化剤溶液として使用する溶液の酸又は、塩素イオ
ン、臭素イオン、硫酸イオンの濃度は、展開剤と
して使用する溶液の濃度と異なつていても構わな
いが、バンド界面の乱れ等を減少させる為に、好
ましくは同一の濃度を使用した方が良い。
本発明に使用される好ましい陰イオン交換体の
構成は、スチレン、ビニルトルエン、エチルビニ
ルベンゼンとジビニルベンゼンを主要成分として
附加共重合で合成した高分子架橋物を、クロロメ
チル化し、アミノ化したもの;クロロメチルスチ
レン、メチルエチルケトン、エポキシブタジエ
ン、アクリルアミド等の活性基を有する単量体
と、ジビニルベンゼン、トリアリルイソシアヌレ
ート等の架橋単量体を主成分とする附加共重合物
をアミノ化したもの;N―ビニルコハク酸イミ
ド、N―ビニルフタルイミド、ビニルカルバゾー
ル、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、ビニ
ルテトラゾール、ビニルキノリン、ジビニルピリ
ジン等の交換基になり得る窒素を有する単量体を
主成分とし、必要に応じ架橋単量体と共重合した
もの及びそれらの反応物;ポリエチレンイミン、
ヘキサメチレンジアミン等のアミンと多官能性化
合物との縮重合体、等の陰イオン交換樹脂、及
び、シリカゲル、ゼオライト等の固体表面に、ト
リブチルフオスヘイト、トリオクチルアミン等の
イオン交換可能な液体を担持させたもの等があ
る。
本発明の実施温度としては、酸化剤、還元剤及
び無機酸の濃度によつて決まる樹脂に対する選択
性と、ウランの酸化還元速度等の条件により、10
℃から250℃の間で決定され、好ましくは80℃か
ら170℃の温度である。
実施例 1 内径20mmφ、長さ1000mmの展開塔を5本、長さ
500mm及び300mmの展開塔を各々1本用意し、3方
切換バルブにより、必要に応じて、異なる展開塔
の下部と上部を接続することにより、2本以上の
展開塔を直列につなぐことができる様にした。各
展開塔にはジヤケツト及びフイルターが備わつて
おり、スチレン―ジビニルベンゼン共重合物をク
ロロメチル化後、トリメチルアミンで4級アンモ
ニウム化した陰イオン交換樹脂を、展開塔に充填
した。
長さ1000mmの展開塔に塩酸4.0M/、塩化リ
チウム0.8M/、臭化ニツケル1.0M/、臭化
リチウム1.2M/を含む水溶液(溶液A)10
を定量ポンプで供給することにより、充填層をコ
ンデイシヨニングした。つづいて、溶液Aと同じ
液組成で0.03M/のMn()イオンを含む酸
化剤溶液を展開塔上部より供給して、下部よりの
流出液組成が、供給液組成と等しくなる迄、Mn
()イオンを陰イオン交換樹脂に吸着させた。
ひき続き、溶液Aと等しい液組成で、0.15M/
のU()イオンを含む溶液80mlを供給してウラ
ン吸着帯を形成した。その後、溶液Aと等しい液
組成で、0.3M/のCr()イオンを含む還元
剤溶液を供給して、吸着帯を置換的に展開した
(移動速度=1.5cm/分)。本実施例及び以下の実
施例で吸着に使用したウラン235(以下U235と記
す)のウラン238(以下U238と記す)に対する同
位体比は0.007252であつた。
展開に従つて流出する溶液を2.0mlずつ、分割
して採取し、酸化界面及び還元界面近傍のウラン
濃度を分光光度計により測定するとともに、各界
面近傍におけるウラン溶液を取り出し、精製した
後、質量分析機を使用して、U235のU238に対す
る同位体比を測定した。
測定した同位体比は、酸化界面近傍及び還元界
面近傍で、各々、0.006941及び0.007577であつ
た。
実施例 2 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。但
し、溶液Aの代りに溶液C(塩酸4.7M/、臭
化水素酸1.7M/、塩化第1鉄1.3M/及び臭
化リチウム2.0M/を含む水溶液)を用いてコ
ンデイシヨニングを行ない、溶液Cと同じ液組成
に更に0.10M/のFe()イオンを含む酸化剤
溶液、溶液Cと等しい液組成に更に0.5M/の
U()イオンを含むウラン溶液70ml、及び溶液
Cと等しい液組成で0.5M/のMo()イオン
を含む還元剤溶液をそれぞれ使用してウラン吸着
帯を置換的に展開した(移動速度=15.3cm/
分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は酸
化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、0.006858
及び0.007666であつた。
実施例 3 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。但
し、溶液Aの代りに溶液D(塩酸4.0M/、臭
化水素酸1.9M/、塩化リチウム1.1M/、及
び臭化第1鉄1.1M/を含む水溶液)を用いて
コンデイシヨニングを行ない、溶液Dと同じ液組
成に更に0.04M/のMo()イオンを含む酸
化剤溶液、溶液Dと等しい液組成に更に0.2M/
のU()イオンを含むウラン溶液80ml、及び
溶液Dと等しい液組成で0.4M/のV()イ
オンを含む還元剤溶液をそれぞれ使用して吸着帯
を置換的に展開した(移動速度=10.4cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006822及び0.007710であつた。
実施例 4 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。但
し、溶液Aの代りに溶液E(塩酸2.1M/、臭
化水素酸0.4M/、及び臭化リチウム0.1M/
を含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行
ない、溶液Eと同じ液組成に更に0.005M/の
V()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Eと等し
い液組成に更に0.05M/のU()イオンを含
むウラン溶液80ml、及び溶液Eと等しい液組成
で、0.1M/のCu()イオンを含む還元剤溶
液をそれぞれ用いてウラン吸着帯を置換的に展開
した(移動速度=5.7cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006897及び0.007622であつた。
実施例 5 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。但
し、溶液Aの代りに溶液F(塩酸2.5M/、臭
化水素酸3.0M/、及び臭化コバルト0.5M/
を含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行
ない、溶液Fと同じ液組成に更に0.03M/のTl
()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Fと等しい
液組成に更に0.2M/のU()イオンを含む
ウラン溶液60ml、及び溶液Fと等しい液組成で、
0.2M/のSn()イオンを含む還元剤溶液を
それぞれ用いてウラン吸着帯を置換的に展開した
(移動速度=25.8cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006807及び0.007726であつた。
実施例 6 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。但
し、溶液Aの代りに溶液G(塩酸0.8M/、塩
化第1鉄1.1M/、及び臭化リチウム2.1M/
を含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行
ない、溶液Gと同じ液組成に更に0.05M/のCe
()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Gと等しい
液組成に更に0.15M/のU()イオンを含む
ウラン溶液80ml及び溶液Gと等しい液組成で
0.3M/のCr()イオンを含む溶液をそれぞ
れ用いてウラン吸着帯を置換的に展開した(移動
速度=41.5cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006780及び0.007755であつた。
実施例 7 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。但
し、溶液Aの代りに溶液H(塩酸1.2M/、塩
化リチウム2.9M/、臭化ニツケル0.8M/、
及び臭化リチウム1.8M/を含む水溶液)を用
いてコンデイシヨニングを行ない、溶液Hと同じ
液組成に更に0.07M/のFe()イオンを含む
酸化剤溶液、溶液Hと等しい液組成に更に
0.3M/のU()イオンを含むウラン溶液80
ml及び溶液Hと等しい液組成で、0.4M/のV
()イオンを含む還元剤溶液をそれぞれ用いて
ウラン吸着帯を置換的に展開した(移動速度=
34.1cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006835及び0.007696であつた。
実施例 8 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液I(塩酸1.4M/
、硫酸0.8M/、及び硫酸ニツケル0.8M/
を含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行
ない、溶液Iと同じ液組成に更に0.1M/のMn
()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Iと等しい
液組成に更に0.2M/のU()イオンを含む
ウラン溶液80ml及び溶液Iと等しい液組成で
0.4M/のV()イオンを含む還元剤溶液を
それぞれ用いて吸着帯を置換的に展開した(移動
速度=13.4cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006893及び0.007626であつた。
実施例 9 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液J(塩酸4.1M/
、硫酸1.3M/、塩化リチウム2.3M/、及
び硫酸アンモニウム1.0M/を含む水溶液)を
用いてコンデイシヨニングを行ない、溶液Jと同
じ液組成に更に0.03M/のV()イオンを含
む酸化剤溶液、溶液Jと等しい液組成に更に
0.04M/のU()イオンを含むウラン溶液80
ml、及び溶液Jと等しい液組成で0.3M/のMo
()イオンを含む還元剤溶液をそれぞれ用い
て、ウラン吸着帯を置換的に展開した(移動速度
=22.3cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006873及び0.007651であつた。
実施例 10 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液K(塩酸2.0M/
、硫酸0.2M/、塩化リチウム2.3M/、及
び硫酸第1鉄1.0M/を含む水溶液)を用いて
コンデイシヨニングを行ない、溶液Kと同じ液組
成に更に0.10M/のFe()イオンを含む酸化
剤溶液、溶液Kと等しい液組成で0.3M/のU
()イオンを含むウラン溶液80ml、及び溶液K
と等しい液組成に更に0.7M/のV()イオ
ンを含む還元剤溶液をそれぞれ用いて、ウラン吸
着帯を置換的に展開した(移動速度=10.7cm/
分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006842及び0.007689であつた。
実施例 11 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液L(塩酸1.5M/
、硫酸2.0M/、硫酸コバルト0.6M/、及
び硫酸リチウム0.3M/を含む水溶液)を用い
てコンデイシヨニングを行ない、溶液Lと同じ液
組成に更に0.02M/のTl()イオンを含む酸
化剤溶液、溶液Lと等しい液組成で、0.3M/
のU()イオンを含むウラン溶液80ml、及び溶
液Lと等しい液組成に更に0.7M/のCu()
イオンを含む還元剤溶液をそれぞれ用いて、ウラ
ン吸着帯を置換的に展開した(移動速度=8.1
cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006925及び0.007592であつた。
実施例 12 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液M(塩酸0.8M/
、硫酸0.8M/、塩化リチウム2.2M/、及
び硫酸第1鉄0.3M/を含む水溶液)を用いて
コンデイシヨニングを行ない、溶液Mと同じ液組
成に更に0.04M/のCe()イオンを含む酸化
剤溶液、溶液Mと等しい液組成に更に0.3M/
のU()イオンを含むウラン溶液80ml、及び溶
液Mと等しい液組成で、0.5M/のCr()イ
オンを含む還元剤溶液をそれぞれ用いて、ウラン
吸着帯を置換的に展開した(移動速度=45.5cm/
分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、酸
化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、0.006784
及び0.007748であつた。
実施例 13 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液N(塩酸2.3M/
、硫酸0.8M/、及び塩化ニツケル1.2M/
を含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行
ない、溶液Nと同じ液組成に更に0.02M/の
Mo()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Nと等
しい液組成に更に0.1M/のU()イオンを
含むウラン溶液70ml、及び溶液Nと等しい液組成
で、0.2M/のTi()イオンを含む還元剤溶
液を供給して、ウラン吸着帯を置換的に展開した
(移動速度=31.0cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006829及び0.007700であつた。
実施例 14 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液P(塩酸3.6M/
、硫酸1.8M/、及び硫酸リチウム0.3M/
も含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行
ない、溶液Pと同じ液組成に更に0.01M/の
Mo()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Pと等
しい液組成に更に0.1M/のU()イオンを
含むウラン溶液80ml及び溶液Pと等しい液組成
で、0.15M/のSn()イオンを含む還元剤溶
液をそれぞれ用いて、ウラン吸着帯を置換的に展
開した(移動速度=5.8cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006888及び0.007637であつた。
実施例 15 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液Q(塩酸1.0M/
、臭化水素酸0.5M/、塩化リチウム1.8M/
、及び硫酸第1鉄0.7M/を含む水溶液)を
用いてコンデイシヨニングを行ない、溶液Qと同
じ液組成に更に0.15M/のMn()イオンを
含む酸化剤溶液、溶液Qと等しい液組成に更に
0.3M/のU()イオンを含むウラン溶液80
ml、及び溶液Qと等しい液組成に更に0.7M/
のV()イオンを含む還元剤溶液をそれぞれ用
いてウラン吸着帯を置換的に展開した(移動速度
=31.0cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006760及び0.007776であつた。
実施例 16 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液R((塩酸1.0M/
、臭化水素酸2.0M/、硫酸1.3M/、臭化
ニツケル1.0M/、及び硫酸リチウム1.0M/
を含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行
ない、溶液Rと同じ液組成に更に0.05M/のFe
()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Rと等しい
液組成に更に0.2M/のU()イオンを含む
ウラン溶液80ml、及び溶液Rと等しい液組成に更
に0.5M/のCr()イオンを含む還元剤溶液
をそれぞれ用いて、ウラン吸着帯を置換的に展開
した(移動速度=4.1cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006932及び0.007585であつた。
実施例 17 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離試験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液S(塩酸4.3M/
、臭化水素酸2.0M/、硫酸コバルト0.9M/
及び硫酸リチウム0.9M/を含む水溶液)を
用いてコンデイシヨニングを行ない、溶液Sと同
じ液組成に更に0.01M/のMo()イオンを
含む酸化剤溶液、溶液Sと等しい液組成に更に
0.2M/のU()イオンを含むウラン溶液70
ml、及び溶液Sと等しい液組成に更に0.3M/
のMo()イオンを含む還元剤溶液をそれぞれ
用いてウラン吸着帯を置換的に展開した(移動速
度=12.2cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006893及び0.007629であつた。
実施例 18 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液T(塩酸0.5M/
、臭化水素酸0.4M/、硫酸1.5M/、塩化
第1鉄0.4M/、及び硫酸リチウム0.8M/を
含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行な
い、溶液Tと同じ液組成に更に0.04M/のCe
()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Tと等しい
液組成に更に0.2M/のU()イオンを含む
ウラン溶液80ml、及び溶液Tと等しく液組成に更
に0.4M/のCu()イオンを含む還元剤溶液
をそれぞれ用いて、ウラン吸着帯を置換的に展開
した(移動速度=17.1cm/分)。
実施例1と同様の方法により測定した同位体比
は、酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006924及び0.007599であつた。
実施例 19 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液X(塩酸0.9M/
、塩化ニツケル0.8M/、臭化リチウム
0.1M/、及び硫酸第1鉄1.3M/を含む水溶
液)を用いてコンデイシヨニングを行ない、溶液
Xと同じ液組成に更に0.01M/のTl()イオ
ンを含む酸化剤溶液、溶液Xと等しい液組成に更
に0.3M/のU()イオンを含むウラン溶液
70ml、及び溶液Xと等しい液組成に更に0.3M/
のV()イオンを含む還元剤溶液をそれぞれ
用いて、ウラン吸着帯を置換的に展開した(移動
速度=25.2cm/分)。
実施例1と同様の方法により測定した同位体比
は、酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006784及び0.007748であつた。
実施例 20 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液Y(塩酸1.5M/
、臭化水素酸1.5M/、硫酸0.3M/、塩化
リチウム1.5M/、及び硫酸ニツケル1.5M/
を含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行
ない、溶液Yと同じ液組成に更に0.01M/のFe
()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Yと等しい
液組成に更に0.05M/のU()イオンを含む
ウラン溶液80ml、及び溶液Yと等しい液組成に更
に0.1M/のTi()イオンを含む還元剤溶液
をそれぞれ用いて、ウラン吸着帯を置換的に展開
した(移動速度=52.5cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006741及び0.007800であつた。
実施例 21 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに溶液Z(塩酸3.6M/
、臭化水素酸1.0M/、硫酸2.0M/、臭化
コバルト0.5M/、及び硫酸リチウム0.3M/
を含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを行
ない、溶液Zと同じ液組成に更に0.08M/のV
()イオンを含む酸化剤溶液、溶液Zと等しい
液組成に更に0.1M/のU()イオンを含む
ウラン溶液70ml、及び溶液Zと等しい液組成に更
に0.2M/のSn()イオンを含む還元剤溶液
をそれぞれ用いて、ウラン吸着帯を置換的に展開
した(移動速度=8.8cm/分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006950及び0.007563であつた。
比較例 1 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
塩酸4.0M/、及び塩化リチウム0.8M/を
含む水溶液(溶液B1)10を定量ポンプにより
供給することにより、充填層をコンデイシヨニン
グした。つづいて、溶液B1と同じ液組成で
0.03M/のFe()イオンを含む酸化剤溶液を
展開塔上部より供給して、下部よりの流出液組成
が、供給液組成と等しくなる迄、Fe()イオ
ンを陰イオン交換樹脂に吸着させた。ひきつづ
き、溶液B1と等しい液組成で、0.15M/のU
()イオンを含むウラン溶液80mlを供給して、
ウラン吸着帯を形成した。その後、溶液B1と等
しい液組成で、0.3M/のCr()イオンを含
む還元剤溶液を供給して、ウラン吸着帯を置換的
に展開した(移動速度=0.3cm/分)。
実施例1と同一の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.007032及び0.007474であつた。
比較例 2 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。但
し、溶液Aの代りに溶液B2(塩酸2.5M/、塩
化リチウム2.8M/過塩素酸1.0M/を含む水
溶液)を用いてコンデイシヨニングを行ない、溶
液B2と同じ液組成に更に0.03M/のMn()
イオンを含む酸化剤溶液、溶液B2と等しい液組
成に更に0.15M/のU()イオンを含むウラ
ン溶液80ml、及び溶液B2と等しい液組成に更に
0.3M/のCr()イオンを含む還元剤溶液を
それぞれ用いて、ウラン吸着帯を置換的に展開し
た(移動速度=1.5cm/分)。
実施例1と同一の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.007001及び0.007511であつた。
比較例 3 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。但
し、溶液Aの代りに溶液B3(塩酸2.5M/、塩
化リチウム2.8M/、硝酸1.3M/を含む水溶
液)を用いてコンデイシヨニングを行ない、溶液
B2と同じ液組成に更に0.05M/のFe()イオ
ンを含む酸化剤溶液、溶液B3と等しい液組成に
更に0.15M/のU()イオンを含むウラン溶
液80ml、及び溶液B3と等しい液組成に更に
0.5M/のCr()イオンを含む還元剤溶液を
それぞれ用いて、ウラン吸着帯を置換的に展開し
た(移動速度=4.2cm/分)。
実施例1と同一の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006989及び0.007531であつた。
比較例 4 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。但
し、溶液Aの代りに溶液B4(過塩素酸2.1M/
、臭化水素酸0.4M/、臭化リチウム1.8M/
を含む水溶液)を用いてコンデイシヨニングを
行ない、溶液B2と同じ液組成に更に0.05M/の
Ce()イオンを含む酸化剤溶液、溶液B4と等
しい液組成に更に0.15M/のU()イオンを
含むウラン溶液80ml、及び溶液B4と等しい液組
成に更に0.3M/のCr()イオンを含む還元
剤溶液をそれぞれ用いて、ウラン吸着帯を置換的
に展開した(移動速度41.0cm/分)。
実施例1と同一の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.006951及び0.007571であつた。
比較例 5 実施例1で述べた装置及び実施例1と同一の陰
イオン交換樹脂を使用し、実施例1と同様な操作
により、同一展開時間の分離実験を行なつた。
但し、溶液Aの代りに実施例16と同一の溶液R
(塩酸1.0M/、臭化水素酸2.0M/、硫酸
1.3M/、臭化ニツケル1.0M/、及び硫酸リ
チウム1.0M/を含む水溶液)を用いてコンデ
イシヨニングを行ない、溶液Rと同じ液組成に更
に0.05M/のFe()イオンを含む酸化剤溶
液、溶液Rと等しい液組成に更に0.2M/のU
()イオンを含むウラン溶液80ml、及び溶液R
と等しい液組成に更に0.5M/のCr()イオ
ンを含む還元剤溶液をそれぞれ用いて、ウラン吸
着帯の置換的に展開した(移動速度=0.7cm/
分)。
実施例1と同様の方法で測定した同位体比は、
酸化界面近傍及び還元界面近傍で、各々、
0.007007及び0.007502であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 陰イオン交換体の存する系内に、 (A) ウラン吸着帯域とこれに隣接した還元剤帯域
    との間:及び/又は、 (B) ウラン吸着帯域とこれに隣接した酸化剤帯域
    との間: に界面を形成し、(A)の界面における還元及び/又
    は(B)の界面における酸化を行ないつつ同位体を分
    離するウラン同位体分離方法において、1.0cm/
    分以上の速度で、ウラン吸着帯を移動させ、か
    つ、ウラン同位体分離に使用する溶液として、塩
    酸と、臭化水素酸及び/又は硫酸との混合酸を含
    む溶液を使用することを特徴とするウラン同位体
    分離方法。 2 ウラン同位体分離に使用する溶液中の水素イ
    オン濃度が、0.1M/〜10M/、全塩素イオ
    ン濃度が、0.1M/〜12M/、全臭素イオン
    濃度が0.01M/〜10M/、全硫酸イオン濃度
    が0.01〜10M/の条件下においてウラン同位体
    を分離する特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 使用する還元剤がCr()イオン、Cu
    ()イオン、V()イオン、V()イオ
    ン、Mo()イオン、Sn()イオン及びT
    ()イオンよりなる群から選ばれた少なくとも
    一種以上であり、及び/又は使用する酸化剤が、
    V()イオン、Fe()イオン、Ce()イ
    オン、Tl()イオン、Mo()イオン、及び
    Mn()イオンよりなる群から選ばれた少なく
    とも一種以上である特許請求の範囲第1項又は第
    2項に記載の方法。
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