JPS6186402A - 劣化uf↓6から無水フツ酸を回収・再利用する方法 - Google Patents

劣化uf↓6から無水フツ酸を回収・再利用する方法

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JPS6186402A
JPS6186402A JP20556684A JP20556684A JPS6186402A JP S6186402 A JPS6186402 A JP S6186402A JP 20556684 A JP20556684 A JP 20556684A JP 20556684 A JP20556684 A JP 20556684A JP S6186402 A JPS6186402 A JP S6186402A
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Nobuyuki Sasao
笹尾 信之
Akira Tanaka
皓 田中
Akio Umemura
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Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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Mitsubishi Metal Corp
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はウラン濃縮工場で天然ウランあるいは回収ウラ
ンから製造されたUF、を原料として235Uを濃縮す
る際に多量に残留する23’ U濃度の低い劣化UF6
から無水フッ酸を回収再利用する方法に関する。
ウラン濃縮工場において残留する劣化UP、の量は原料
UF、の90%近くに達する。この劣化ウランは、これ
まであらゆる用途の可能性が検討されたにもかかわらず
、その発生量の多くを振シ向けられるような用途はなく
、大部分が単に貯蔵されている現状である。
商業用ウラン濃縮工場の長い運転経験を持つ欧米でも排
出される大量の劣化UF、はシリンダーに充填して貯蔵
しており、その処置に苦慮している。
我国においてもウラン濃縮工場の開発が進むにつれて劣
化UP、の貯蔵量は増大しつつあり、やがて商業用ウラ
ン濃縮工場が建設されるようKなるとその量が膨大なも
のになることは明らかである。
劣化UP、は現在1基当り数トンないし10トン程度の
鋼製のシリンダーに充填されて貯蔵されているが、用途
のないこの物質は殆んど永久的に貯蔵されねばならない
。UP、は著しい腐食性を有する幾文化学的に不安定な
揮発しやすい物質であるので、これの大量貯蔵は容器の
長期健全性、災害時の安全性、核物質防護、地域住民の
感情等極めて重大な問題を内蔵している。このような管
理面の問題の他に、 UF、の形態で貯蔵すると膨大な
量のフッ素資源の死蔵となるという資源的経済的な欠点
もある。
このような背景から劣化UF、を化学的に安定な形態で
貯蔵すると共にフッ案分を回収して有効活用できる方法
の確立が望まれている。
劣化ウランの貯蔵形態は、ウラン化合物中それ自身最も
安定であり、かつフ、ツ案分を回収するという観点から
U、0.が最も好ましい。U F、lをU、0゜に変換
する方法には湿式法と乾式法がある。湿式法はUF、を
液相反応で加水分解してウラニルイオン含有液を得、こ
れにアンモニアを加えて重ウラン酸アンモニウムを沈殿
させるか、あるいは該溶液に過酸化水素を加えて過酸化
ウランを沈殿させ。
これ等の沈殿物を分別、乾燥したのち熱分解してU、0
.を得るものである。これに対して乾式法は例えばUF
、に水蒸気を作用させて気相反応によってUO,F2を
得、さらにこれに水蒸気を作用させてU、O8を得るも
のである。
湿式法は工程数が多く、さらに試薬を多量に用いるので
二次廃棄物の発生が多く、経費が大きい乾式法は製造工
程が単純であり、試薬を殆んど用いないことから二次廃
棄物量が少なく安価な大量処理に向いている。
また乾式法によればフッ案分を希HFとして容易に回収
できるという利点もある。
副生ずる希HPは通常−絞量業界で利用される化学薬品
であるが、我国の現状では原子力施設で発生する希HF
は国民感情として一般産業界には受は入れられない。従
ってこれを廃棄物化せずにフッ案分の有効利用を図るた
めKは原子力施設内での再循環使用が必須であり、その
場合フッ製分はウラン濃縮の原料であるUF、の製造工
場へ再循環できるもの、即ち無水HFの形で回収されな
ければならない。またその処理法は二次廃棄物の発生が
少なく大量処理が安価にできる必要がある。
希1(Fから無水HFを回収する方法として、共沸組成
以上の高濃度の希HFを蒸留する方法かあるが、共沸組
成の希HFが残留するため好ましくない。この他に、蒸
留と電気透析を組合せた方法。
希)(Fに有機物を添加した蒸留法などがあるが。
希HFに硫酸を添加する硫酸抽出蒸留法が無水フッ酸の
純度を高められ、かつ二次廃棄物量を少なくでき安価な
大量処理に適している。
以上のような従来技術の状況のもとに9本発明者等は劣
化UF、を乾式法によりU、08に変換し、同時に副生
ずる希HFを硫酸蒸留法によって無水1(Fとして回収
することによって問題が解決されることを見出した。
今日までのところ廃劣化UF6が乾式気相法によってU
30.に変換されて貯蔵され、同時に副生するHFを無
水HFの形で回収する処理方式は知られていない。
発明の構成 即ち2本発明によれば劣化UF、を乾式気相反応法によ
ってU、08に変換し、同時に副生する希HFを硫酸抽
出蒸留法によって無水HFとして回収することからなる
劣化UF、の処理方法が提供される。
UF、の乾式法によるU3O8への変換は、流動層反応
装置、  ロータリーキルン、スフルーコンベアーを備
えた反応管等によって実施することができるが、流動層
反応装置を用いて行なうのが有利である。この装置によ
ると、貯蔵に適する高密度のU、0.粉末が得られ、更
に、高濃度の希HFが副生じ、無水HFへの処理効率が
高められ、同時に二次廃棄物の発生量を低く抑えられる
からである。
実施態様 本発明は具体的に例えば次のように実施される。
添付図面は廃劣化UF6のU、0.への変換を流動層反
応装置を用いて気相反応によって行ない、これと組合せ
て硫酸抽出蒸留法により無水f(Fを得る方法に使用す
るプラントの1例の概念を示す。
廃劣化UF6は気化器1で気化され、流動層反応炉2内
の好適位置に設けたノズルにより炉内に導入される。同
時に反応ガスおよび流動化ガスとしての水蒸気が導管1
1より炉の底部から噴射導入される。ここでUF、と水
蒸気の気相反応が生起しU O,F、の粒子を生じ流動
層が形成される。
この場合のU O,Ft粒子の形成は最初に生じた微粒
子の表面へのコーティング造粒機構によるもので本法の
目的である貯蔵に適した高密度のυ、0.を得るのに非
常に適する。
生成しだUO,F、粒子は流動層の上部からオーバーフ
ローによって炉外に排出され第2流動層反応炉3に送ら
れ、その次に設けられた第3流動層反応炉4の排出ガス
であって第2流動層反応炉乙の反応ガス兼流動化ガスと
してその底部に導入されるもののなかに多量に含まれる
水蒸気によってU、0.に転化する。このU、08は前
記同様オーバーフローによシ第6流動層反応炉4に送ら
れ、ここで導管12から導入される水蒸気による最終的
な脱F処理が行われ、製品として容器5に受容される。
流動層反応炉2,6から排出される副生HFは合して凝
縮器6に集められ高濃度の希HFとして回収されるが、
これは抽出蒸留塔7に送られる。
抽出蒸留塔7へは導管14によシ硫酸が供給され。
抽出蒸留により塔頂より無水HFが回収され、凝縮器8
で液化され容器9に受容される。塔底からは希硫酸が回
収されるが、これは導管13により。
硫酸濃縮塔10に送られ、蒸発した水分は凝縮器15で
復水され廃水処理系へ送られる。これが唯一の二次廃棄
物である。濃縮硫酸は塔底から排出され抽出蒸留塔へ再
循環される。
上記の個々の装置およびその操作は既知であるから、そ
れらについては詳細には述べない。
実施例 上に記した装置を用いて本発明方法を実施しだ流動層反
応炉の反応部の径はいずれも8.5 cm e抽出蒸留
塔および硫酸濃縮塔の塔径もまた8、 3 cmであっ
た。
操作条件は次の通シであった。
第1流動層反応炉 反応温度        300℃ UF、供給速度      100?/分流動化ガス(
水蒸気)導入速度    45cm/秒H,O/U  
         S、 5生成UO,F、     
   87.5 r/分第2流動層反応炉 反応温度        700℃ U O,F、供給速度      87.5?/分流動
化ガス速度     45α/秒 H20/ U         5. (3生成U、O
,/UOtF、     618/13.1 t/分第
6流動層反応炉 温度          700Q Us’s/ UO,F、供給速度   67.8/13
.1 F/分分流比化ガス速度    24crIL/
秒H20/U         5.[]生成Us’s
         79.791分抽出蒸留塔 HF(46wt%HF)供給速度   417時硫酸(
80wt % Ht S 04 )供給速度 1ot/
時生成無水f(F         217時硫酸濃縮
塔 硫酸(70wt%)供給速度  12t/時濃縮硫酸(
80wt%)回収速度   1ot/時廃水量    
     2.5?/時このようにして得られたU、O
,粉末の物性は1例として次の通りであった。
カサ密度            4.Of/Cnt粒
子密度(Heガス置換法)    s、or/=比表面
積(BET法)      1.6 rrl / tま
た回収された無水HFは純度99.981以上であった
発明の効果 以上の様に本発明は下記の如き秀れた効果を奏し得る。
(1)  劣化UF、のU、0.への変換法の中で二次
廃棄物がなく、安価な大量処理に適し、希フッ酸を容易
に得ることができる乾式気相反応法と硫酸抽出蒸留法と
を組合せた方法を用いて劣化UF6から無水フッ酸を回
収することによ、b、UF6n造工場で利用可能な純度
99.981以上の高純度無水フッ酸を安価に、二次廃
棄物をほとんど出さずに得ることができ、従来死蔵され
ている劣化UF6のフッ素資源を経済的に有効活用を図
ることができる。更に劣化UF、をU、O,に変換する
ことで従来の劣化UF、貯蔵に比べて貯蔵の安全性が高
められる。
(2)劣化UF、のU、0.への変換を流動層反応装置
を使用して実施する事によシ、同反応装置の特有な造粒
機能によシ他の変換方法では二次処理を付加しなければ
得難い約4.0f/cdという貯蔵に適した高いカサ密
度のU、0.を安価に、大量に。
かつ二次廃棄物をほとんど出さずに得る事ができる。ま
た2本法によれば他法に比べ高濃度の希フッ酸が副生じ
、HF処理系での無水フッ酸への処理効率が高められる
と共に同処理系での二次廃棄物の発生量を低く抑えられ
るという利点もある。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の方法を実施するための装置の概念を
示す図である。 I      UF、気化器 2     第1流動層反応炉 3     第2流動層反応炉 4     第6流動層反応炉 5      U、O,受器 6     フッ酸凝縮器 7     抽出蒸留塔 8     無水フッ酸凝縮器 9     無水フッ酸受器 10    硫酸濃縮塔 11.12  水蒸気供給管 16    希硫酸移送管 14    濃縮硫酸移送管 15    廃水凝縮器 特許出願人 動力炉・核燃料開発事業団特許出麩 三菱
金属株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、劣化UF_5を乾式気相反応法によつてU_3O_
    8に変換し、同時に副生する希HFを硫酸抽出蒸留法に
    よつてUF_6製造工場で利用可能な無水HFとして回
    収し再利用することからなる劣化UF_5から無水フツ
    酸を回収再利用する方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の劣化UF_5から無水
    フツ酸を回収再利用する方法であつて、乾式気相反応法
    による劣化ウランのU_3O_8への変換を流動層反応
    装置を使用して実施する方法。
JP20556684A 1984-10-02 1984-10-02 劣化uf↓6から無水フツ酸を回収・再利用する方法 Granted JPS6186402A (ja)

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JPH0470243B2 JPH0470243B2 (ja) 1992-11-10

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2700533A1 (fr) * 1994-01-17 1994-07-22 Sequoyah Fuels Corp Récupération d'acide fluorhydrique anhydre à partir d'hexafluorure d'uranium appauvri.
WO1996017802A1 (en) * 1994-12-08 1996-06-13 Cameco Corporation Conversion of uranium fluorides to oxides and anhydrous hydrogen fluoride by reaction with sulphuric acid
WO1997046483A1 (en) * 1996-06-04 1997-12-11 Alliedsignal Inc. Process to produce commercial grade anhydrous hydrogen fluoride (ahf) and uranium oxide from the defluorination of uranium hexafluoride (uf6)
US8834830B2 (en) 2012-09-07 2014-09-16 Midwest Inorganics LLC Method for the preparation of anhydrous hydrogen halides, inorganic substances and/or inorganic hydrides by using as reactants inorganic halides and reducing agents

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US8834830B2 (en) 2012-09-07 2014-09-16 Midwest Inorganics LLC Method for the preparation of anhydrous hydrogen halides, inorganic substances and/or inorganic hydrides by using as reactants inorganic halides and reducing agents

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