KR101648973B1 - 6불화우라늄(uf6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(u) 회수방법 - Google Patents

6불화우라늄(uf6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(u) 회수방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101648973B1
KR101648973B1 KR1020160052523A KR20160052523A KR101648973B1 KR 101648973 B1 KR101648973 B1 KR 101648973B1 KR 1020160052523 A KR1020160052523 A KR 1020160052523A KR 20160052523 A KR20160052523 A KR 20160052523A KR 101648973 B1 KR101648973 B1 KR 101648973B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
uranium
nadu
waste liquid
washing
filtrate
Prior art date
Application number
KR1020160052523A
Other languages
English (en)
Inventor
배영문
신현동
양승철
조보현
이병국
곽동용
조현광
구성회
황의준
Original Assignee
한전원자력연료 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한전원자력연료 주식회사 filed Critical 한전원자력연료 주식회사
Priority to KR1020160052523A priority Critical patent/KR101648973B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101648973B1 publication Critical patent/KR101648973B1/ko
Priority to EP16900611.1A priority patent/EP3450581B1/en
Priority to PCT/KR2016/013505 priority patent/WO2017188538A1/ko
Priority to US16/171,641 priority patent/US11289233B2/en
Priority to US17/524,036 priority patent/US20220068516A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/08Processing by evaporation; by distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D25/00Filters formed by clamping together several filtering elements or parts of such elements
    • B01D25/12Filter presses, i.e. of the plate or plate and frame type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D35/00Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/02Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/048Purification of waste water by evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0204Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
    • C22B60/0217Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes
    • C22B60/0252Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0204Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium
    • C22B60/0217Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes
    • C22B60/0252Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries
    • C22B60/0278Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining uranium by wet processes treatment or purification of solutions or of liquors or of slurries by chemical methods
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/167Measuring radioactive content of objects, e.g. contamination
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/10Processing by flocculation
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/12Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/004Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using large scale industrial sized filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/10Treatment of sludge; Devices therefor by pyrolysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/006Radioactive compounds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척폐액 화학처리 공정의 우라늄(U)
회수방법과 그 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 폐액에서 우라늄(U)을 분리해내고 그 여액은 증발, 응축시켜 원자력인허가 및 환경 규제치를 만족하여 배출할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공함으로써, 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 폐액을 처리하기 위한 독자적인 기술과 공정을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 독자적인 기술력 확보를 통해 유지보수가 더욱 편리한 효과가 있고, 외국사의 설비를 들여와서 운영하는 것에 비해 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수방법 {The method for recovering uranium from uranium hexafluoride cylinder washing wastewater}
본 발명은 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척폐액 화학처리 공정의 우라늄 회수방법과 그 장치에 관한 것으로, 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척폐액으로부터 방사성 원소인 우라늄(U)과 유해 원소인 불소(F)를 Sodium diuranate(NaDU)와 불화나트륨(NaF)의 고형물로 침전시켜 회수하고 그 여액은 원자력인허가 및 환경 규제치를 만족시켜 배출함으로써 폐기물 발생량을 최소화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 반응물이 되는 실린더 세척폐액은 다음과 같은 절차에 의해 발
생한다. 세척수는 순수(Demineralized water), 세척액은 [과산화수소(H2O2) 10% + 탄산나트륨(Na2CO3) 90%] 혼합용액을 사용하며, 국내에서 사용하는 30B Type 실린더의 경우 통상 [표1]과 같이 세척수로 2회, 세척액으로 3회 세척하여 실린더당 총 5회 세척을 실시하며, 발생 폐액은 1회당 20 Liters, 총 100 Liters 정도 발생한다. 이 폐액은 원자력연료를 생산하는 과정에서 필연적으로 발생하는 방사성 폐기물로, 효율적인 방법으로 이를 처리하여 방사성폐기물량을 최소화 하는 것이 본 발명의 목적이다.
실린더 세척공정 상세내역
세척횟수 세척액 투입량 세척 시간 및 실린더 각도
1 Demi-Water 20Liters 15분 / 90도 15분 / 69도 15분 / 90도
2 Na2CO3/H2O2 20Liters 15분 / 90도 15분 / 69도 15분 / 90도
3 Na2CO3/H2O2 20Liters 15분 / 90도 15분 / 69도 15분 / 90도
4 Demi-Water
or
Na2CO3/H2O2
20Liters 15분 / 90도 15분 / 69도 15분 / 90도
5 Demi-Water 20Liters 15분 / 90도 15분 / 69도 15분 / 90도
Total(1개 실린더 세척) 100Liters 총 3.75 시간
종래의 실린더 세척폐액 화학처리 공정은 아래 [표2]과 같이 Ammonium diuranate(ADU) 침전 공정과 Sodium diuranate(NaDU) 침전 공정이 있으며 국외에서는 주로 Sodium diuranate(NaDU) 공정을 채택하고 있는데, 이는 Sodium diuranate(NaDU) 공정에서 취급이 용이한 가성소다(NaOH)를 사용하고 우라늄(U)과 불소(F) 규제치를 쉽게 만족하며 방사성폐기물 발생량이 적기 때문이다.
[표 2. 실린더 세척폐액 화학처리 공정 비교도]
Figure 112016041221180-pat00001
국내에서는 기존 공정인 ADU 공정으로 폐액을 처리하고자 하였으나, 원자력인허가 및 환경규제치를 만족하지 못하여 ADU 침전 공정 이후 발생한 2차 폐액을 열분해하여 원자력인허가 및 환경 규제치를 만족시킨 후 대기로 방출하고 있다. 하지만 열분해공정은 공정제어요소가 많고 유지보수비용이 큰 단점이 있으므로 이를 거치지 않고 직접 환경으로 배출할 수 있는 새로운 공정을 발명하고자 한다.
국외에서도 NaDU 침전을 이용한 우라늄(UF6) 실린더 세척폐액 처리공정을 운영하고 있으며 공정은 다음과 같다. 1차 저장조(Column tank)에 수집된 액체폐기물[순수(demineralized water) 및 과산화수소(H2O2) + 탄산소다(Na2CO3)]에 질산(HNO3)을 주입하여 이물질을 용해시킨 후, 용액을 순환 및 가열하여 CO2를 제거하고 균질 혼합하여 2차 저장조(Decay tank)로 이송한다. 이송된 폐액은 2차 저장조(Decay Tank)에서 방사선 감쇄 후, Sodium diuranate(NaDU) 침전공정을 위해 침전조로 이송된다. 침전조에 이송된 폐액에 약 33wt% 가성소다(NaOH) 수용액을 천천히 주입하면서 온도 40~60℃, pH 9~11 조건에서 교반기(agitator)로 교반하면 폐액 중의 우라늄은 Sodium diuranate(NaDU) 형태로 침전되며, 이때 상등액 내의 우라늄(U) 농도는 100ppm 이하가 된다. 이후 상등액은 증발조에서 증발시키며, 침전물은 Filter Press에서 여과한다. 증발공정에서 대부분의 액체 폐액은 증발하고 남은 슬러지의 함수율은 30% 정도이며, 이 슬러지는 진공 하에서 55℃로 가열하여 함수율 1% 이하로 건조한 후 드럼에 담아 폐기물 처리한다. 이 과정에서 배출되는 수분은 응축기를 거쳐 응축수 저장 탱크에 수집된다. 응축수 저장 탱크가 가득 차게 되면 시료 채취 및 측정을 시행하여 방출 조건을 만족하면 방류한다. 방출 조건은 알파 방사능 농도 기준으로 평균 1ppm 이하, 100kBq/㎥이다.
본 발명자들은 원자력 인허가 및 환경 규제치를 만족하지 못하는 ADU 공정의 문제점을 해결하기 위해 상기 기존공정(ADU)과 국외공정(NaDU)을 간소화하고 독자적인 설비를 사용한 [Sodium diuranate(NaDU) 침전공정 → 증발공정 → 응축공정]을 개발하였고, 종래 기술들의 문제점을 해결하여 본 발명을 완성하였다.
공개특허공보 제10-2009-0112862호(공개일자: 2009. 10. 29)
본 발명의 목적은, (1) 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 폐액에서 우라늄(U)을 분리하고 그 여액은 원자력인허가 및 환경 규제치를 만족하여 배출할 수 있도록 하는 방법; 및 (2) 실린더 세척폐액의 pH를 가성소다(NaOH)로 조절하여 우라늄(U)을 Sodium diuranate(NaDU) 형태로 침전시켜 분리한 후, 그 여액을 증발시켜 여액에 남아있는 우라늄(U)을 다시 분리하고, 수분은 응축하여 배출하는 장치;를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액(과산화수소(H2O2) + 탄산소다(Na2CO3) + 우라늄화합물)의 화학처리공정에 의한 우라늄 회수방법에 있어서, (1) 세척폐액에 가성소다(NaOH)을 가하여 세척폐액에 존재하는 상기 우라늄화합물을 Sodium diuranate(NaDU) 형태의 고형물로 침전시키는 단계;와 (2) 상기 (1)단계에 의해 형성된 Sodium diuranate(NaDU) 침전물을 여과하여 폐액으로부터 분리하는 단계;와 (3) 상기 (2)단계에 의해 여과된 폐액을 증발시키는 단계;와 (4) 상기 (3)단계 의한 증발 후 잔여 폐액을 여과하는 단계;와 (5) 상기 (4)단계에 의해 여과된 폐액을 다시 증발시키는 단계; 및 (6) 상기 (3)단계와 (5)단계에 의해 생성된 증기(vapor)를 냉각하여 응축수로 회수한 다음 잔존 우라늄(U) 및 불소(F)의 함량을 검사하는 단계;를 포함하는 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척폐액 화학처리공정을 제공한다.
상기 세척폐액은 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 순수(demineralized water) 또는 과산화수소(H2O2) 및 탄산소다(Na2CO3) 혼합 용액을 세척용액으로 사용하여 발생한 것을 특징으로 한다.
상기 (1)단계는 세척폐액을 일정 온도로 가열하면서 가성소다(NaOH) 수용액을 가하여 폐액 중의 우라늄을 Sodium diuranate(NaDU) 형태로 침전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 (3)단계 및 (5)단계는 스팀(steam)을 증발조에 공급하여 폐액을 증발시키는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액(과산화수소(H2O2) + 탄산소다(Na2CO3) + 우라늄화합물)에 가성소다(NaOH)를 가하여 폐액 중의 우라늄을 Sodium diuranate(NaDU) 형태로 침전시키기 위한 NaDU 반응기(1, NaDU reactor);와 상기 NaDU 반응기(1)와 연결되어 NaDU 반응기(1)에서 생성된 Sodium diuranate(NaDU) 침전물과 여액을 분리하는 여과기(2, filter separator);와 상기 여과기(2)와 연결되어 여과기(2)에 의해 분리된 여액을 저장하는 여액 저장탱크(3, filtrate reception tank);와 상기 여액 저장탱크(3)와 연결되어 여액 저장탱크(3)로부터 공급되는 여액을 증발시키는 증발조(4, evaporator);와 상기 증발조(4)와 연결되어 증발조(4)에 의해 증발된 증기(vapor)를 냉각하여 응축시키는 열교환기(5, heat exchanger); 및 상기 열교환기(5)와 연결되어 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크(6, condensate reception tank);를 포함하는 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척폐액 화학처리공정 장치를 제공한다.
상기 증발조(4)는 Sodium diuranate(NaDU) 증발 후 잔여 폐액을 여과하여 침전물과 여액을 분리하는 여과기(2′, filter separator)가 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 응축수 저장탱크(6)는 우라늄(U)과 불소(F) 검사 후 배출될 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크-1(6-1, condensate storage tank 1)과 화학처리의 대상이 되는 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크-2(6-2, condensate storage tank 2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 폐액에서 우라늄(U)을 침전, 분리하고 그 여액은 증발, 응축시켜 원자력인허가 및 환경 규제치를 만족하여 배출할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공함으로써, 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척폐액을 처리하기 위한 독자적인 기술과 공정을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 자체 유지보수 및 공정개선, 원천기술 확보, 국가 원자력산업 기술력 향상, 해외 사업 연계를 통한 신 성장동력을 창출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 국외의 공정기술 및 설비를 도입하여 운영하는 것에 비해 비용을 크게 절감할 수 있다.
도 1은 종래(국외공정)의 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수장치.
도 2는 본원 발명의 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수장치.
도 3 은 실험예 1 에서 5의 실험설비 개략도.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액(과산화수소(H2O2) + 탄산소다(Na2CO3) + 우라늄화합물)의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수방법에 있어서, (1) 세척폐액에 가성소다(NaOH)을 가하여 세척폐액에 존재하는 상기 우라늄화합물을 Sodium diuranate(NaDU) 형태로 침전시키는 단계;와 (2) 상기 (1)단계에 의해 형성된 Sodium diuranate(NaDU) 침전물과 세척폐액을 여과하여 분리하는 단계;와 (3) 상기 (2)단계에 의해 여과된 세척폐액을 증발시키는 단계; 및 (4) 상기 (3)단계에 의해 생성된 증기(vapor)를 냉각하여 응축수로 회수한 다음 잔존 우라늄(U) 및 불소(F)의 함량을 검사하는 단계;를 포함하는 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수방법을 제공한다.
한편, 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 종래에는 ADU 공정을 통한 Sodium diuranate(NaDU) 침전반응 이후 원자력인허가 및 환경규제치를 만족하기 위해 별도의 화학처리 공정[불화나트륨(NaF)침전공정 → 폐수 열분해 공정]을 거쳐야하며, 국외공정에서 액체 폐기물 1차 저장조(column tank)에 질산(HNO3)을 주입하여 이물질을 제거하는 공정을 반드시 포함하고 있으나, 본원발명은 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액에 별도로 화학처리 공정 및 질산(HNO3)을 주입하는 과정이 없고, 독자적인 설비를 사용하여 세척폐액을 처리할 수 있다.
본원발명의 우라늄 회수 방법은 상기 (3)단계 이후에 (5) 상기 (3)단계에 의해 증발 후 잔여 폐액을 여과 및 증발시키는 단계; 및 (6) 상기 (5)단계에 의해 생성된 증기(vapor)를 열교환하여 응축수로 회수한 다음 잔존 우라늄(U) 및 불소(F)의 함량을 검사하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 세척폐액은 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 순수(demineralized water) 또는 과산화수소(H2O2) 및 탄산나트륨(Na2CO3) 혼합한 용액을 세척용액으로 사용하여 발생한 것을 특징으로 하며, 상기 과산화수소(H2O2) 및 탄산나트륨(Na2CO3) 혼합한 용액을 사용하는 경우 과산화수소(H2O2) 10wt%, 탄산나트륨(Na2CO3) 90wt%를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 여과된 세척폐액을 증발시키는 단계는 스팀(steam)을 공급하여 수분을 증발시킨 후 열교환기를 거쳐 응축수 저장탱크(condensate reception tank)로 이송되고, 잔여물은 재순환하여 잔존하는 Sodium diuranate(NaDU) 고형물과 세척폐액을 여과한 다음 여과된 세척폐액을 증발시키는 과정을 반복하여 실시할 수 있다.
한편, 실린더 세척시 [순수(demineralized water) + 과산화수소(H2O2), 탄산소다(Na2CO3) 혼합액]을 사용하여 잔류 4가 우라늄(U4+:불용성)을 6가 우라늄(U6+:수용성)으로 변환시키고, 실린더 세척폐액은 0.1M에서 3.0M의 Uranyl nitrate 수용액[UO2(NO3)2ㅇ6H2O]과 세척 폐액 중 90%가량의 수분을 포함하고 우라늄(U) 농도는 1.0kg-UF6/100ℓ, 실린더는 30B Type를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 실린더 세척공정에 사용되는 6불화우라늄(UF6) 실린더 내부의 Heel은 3kg이하이며 실린더 외부의 표면으로부터 10cm 거리에서 50μ/hr의 방사선량율을 초과하지 않는 세척 준비단계; 실린더 내부에 노즐을 삽입하고 노즐을 통하여 세척수(순수(demineralized water) 20liters 또는 과산화수소(H2O2), 탄산소다(Na2CO3) 혼합 세척용액 20liters)를 분사하는 세척공정(실린더를 섭씨 90도, 69도, 90도 순으로 세운 상태에서 세척하며, 순수(demineralized water)로 1회, 세척용액으로 2회 세척한 후 순수(demineralized water)로 2회 또는 필요 시 과산화수소(H2O2) + 탄산소다(Na2CO3)수용액으로 2회 세척) 을 포함하여 이루어 질 수 있다.
또한, 본 발명은 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액(과산화수소(H2O2) + 탄산소다(Na2CO3) + Uranium complexes)에 가성소다(NaOH)를 가하여 Sodium diuranate(NaDU) 고형물을 침전시키기 위한 NaDU 반응기(1, NaDU reactor);와 상기 NaDU 반응기(1)와 연결설치되어 NaDU 반응기(1)에서 생성된 Sodium diuranate(NaDU) 고형물과 여액을 분리하는 여과기(2, filter separator);와 상기 여과기(2)와 연결 설치되어 여과기(2)에 의해 분리된 여액을 저장하는 여액 저장탱크(3, filtrate reception tank);와 상기 여액 저장탱크(3)와 연결 설치되어 여액 저장탱크(3)로부터 공급되는 여액을 증발시키는 증발기(4, evaporation vessel); 및 증발 후 남은 폐액을 다시 여과하여 증발기(4)로 재순환하는 여과기(2′, filter separator);와 상기 증발기(4)와 연결 설치되어 증발기(4)에 의해 증발된 증기(vapor)를 냉각시켜 응축시키는 열교환기(5, heat exchanger); 및 상기 열교환기(5)와 연결 설치되어 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크(6);를 포함하는 UF6 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄 회수장치를 제공한다.
상기 증발기(4)에 Sodium diuranate(NaDU) 고형물과 여액을 분리하는 여과기(2′, filter separator)가 연결 설치되어 2단계의 여과기가 구비될 수 있다.
상기 응축수 저장탱크(6)는 우라늄(U) 및 불소(F) 검사 후 배출될 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크-1(6-1, condensate storage tank)과 화학처리의 대상이 되는 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크-2(6-2, condensate storage tank)로 이루어질 수 있다.
도 1. 에 도시된 본원발명의 회수장치와 종래 세척폐액 처리장치를 나타낸 도 2.를 비교해서 살펴보면, 종래기술의 액체 폐기물 1차 저장조(column tank), 액체 폐기물 2차 저장조(decay tank) 및 침전 반응조 3개의 구성에 대한 기능을 본원 발명의 NaDU 반응기(1)가 수행하고 있으며, 본원 발명은 여과기(2, 2′)를 2단으로 구비하도록 할 수 있어 회수된 우라늄(U)의 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1. UF6 실린더 세척시 발생하는 반응기전
(1) UF6 실린더 세척 시 반응
UF6 + 2H2O → UO2F2 + 4HF
UF4 + 2H2O2 + Na2CO3 → UO2F2 + 2H2O + 2NaF + 1/2O2↑ + CO2↑
Na2CO3 + 2HF → 2NaF + H2O + CO2↑
실시예 2. 우라늄 침전반응 기전
(1) 세척용액에 질산(HNO3)을 투입하고 암모니아(NH3)를 첨가하여 Ammonium diuranate(ADU)로 침전할 경우
1) 2UO2(NO3)2 + 3H2O + 6NH3 → (NH4)2U2O7 + 4NH4NO3
2) HF + NH3 → NH4F
3) HNO3 + NH3 → NH4NO3
(2) 세척용액에 가성소다(NaOH)를 첨가하여 Sodium diuranate(NaDU)로 침전할 경우
2UO2F2 + 6NaOH → Na2U2O7 + 4NaF + 3H2O
한편, 상기 반응기전을 고려하여 세척용액의 성분을 분석한 결과는 하기와 같다.
[ 표 3]
세척용액의 성분표
Figure 112016041221180-pat00002
아래 실험예는 본 개발공정을 발명하기 위한 과정에서 Ammonium diuranate(ADU) 및 Sodium diuranate(NaDU) 침전 시험을 통해 비교 분석하여 최적의 공정을 선정하기 위함이며, Sodium diuranate(NaDU) 침전 공정이 원자력 인허가 및 환경규제치를 만족하기 유리하다는 결론을 내었다. 또한, Sodium diuranate(NaDU) 침전을 통한 결과를 더 발전시키기 위하여 가성소다(NaOH)와 불화 암모늄(NH4F)를 통해 침전 결과를 비교해보았다.
실험예 1. Ammonium diuranate(ADU) / Sodium diuranate(NaDU) 침전 시험 비교
(1) Ammonium diuranate(ADU) 침전 후 불화칼슘(CaF2)침전 시험
Figure 112016041221180-pat00003
(2) Sodium diuranate(NaDU) 침전 후 불화나트륨(NaF) 침전 시험
Figure 112016041221180-pat00004
상기 Ammonium diuranate(ADU)와 Sodium diuranate(NaDU) 침전시험 결과에서 알 수 있듯이, 우라늄(U) 제거방법에 있어서 Ammonium diuranate(ADU) 처리시에 우라늄(U) 함량 규제치를 만족하게 하기 어려울 뿐만 아니라, Sodium diuranate(NaDU) 침전반응이 Ammonium diuranate(ADU) 침전반응보다 간편하고 반응시간이 짧아 매우 경제적인 이점이 있다. 또한, 불소(F) 제거방법에서 Ammonium diuranate(ADU) 처리시에는 질산(HNO3)과 암모니아(NH3)를 사용하여야 하므로 불화칼슘(CaF2)침전이 필수적이며 불소(F)함량의 환경기준치를 만족시키기 어려운 문제점이 있으나 불화나트륨(NaF) 침전방식에 의해 발생하는 불화나트륨(NaF)은 자체처분이 가능하다.
더욱이 Sodium diuranate(NaDU)와 불화나트륨(NaF) 침전을 이용할 경우 공정에 필요한 시약(질산(HNO3), 암모니아(NH3), 수산화칼슘(Ca(OH)2))을 취급이 용이한 가성소다(NaOH) 또는 불화 암모늄(NH4F)으로 변경함으로써 취급상 위해요소가 개선되고 원가 절감이 가능하다.
결과적으로 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척폐액의 처리에서 Sodium diuranate(NaDU)와 불화나트륨(NaF) 침전을 이용할 경우 공정의 편의성, 공정의 경제성 및 2차 폐기물 발생량의 감소 등에서 유리한 점이 있음을 알 수 있다.
실험예 2. Ammonium diuranate(ADU) 침전시험
(1) 1차 시험
순서 시 험 방 법 U(ppm) F(ppm) 비 고
1 원액(500cc)+여과+질산(40cc)+NH3 7.0 2,800 원액 여과 후 사용
2 원액(500cc)+질산(100cc)+NH3 3.3 2,300
3 원액(500cc)+질산(50cc)+NH3 2.2 2,500
(2) 2차 시험
순서 시 험 방 법 U(ppm ) F(ppm)
1 세척원액 9,272 2,800
2 원액(600cc)+질산(60cc)+NH3 17.8 2,400
3 원액(500cc)+질산(50cc)+NH3 1,122 2,400
4 2차시험 3의 상등액 + 소석회 29.3 38
5 2차시험 2의 상등액 + 소석회 5.4 66
6 1차시험 3의 상등액 1,054 2,800
7 원액 + ( )10% 216 2,500
질산(HNO3)처리에 의한 Ammonium diuranate(ADU) 침전방식은 반응조건이 매우 민감하며 반응시간이 지나치게 많이 소요될 뿐만 아니라, 여과액 중의 불소(F)를 처리할 수 없는 단점이 있다. 또한, 침전 후 즉시 여과하지 않으면 우라늄(U)가 상등액 속으로 재용출되어 우라늄(U) 농도가 다시 상승하는 문제도 있다.
실험예 3. Sodium diuranate(NaDU) 침전시험
(1) 1차 시험
순서 시 험 방 법 U(ppm) F(ppm)
1 원액 + NaOH + 불산 + 침전 13.9 2,400
2 원액 + 가열 + NaOH+불산 + 침전 2.1 2,500
3 원액+질산+ NaOH+불산 + 침전 59.4 2,500
(2) 2차 시험
순서 시 험 방 법 U(ppm) F(ppm) 비 고

1
원액300cc→Na2CO3(19.5g)→교반
→가열 74℃→NaOH 45cc→
→침강제→여과
6.1 2,500 침전 전 Na2CO3 사용
(가열)

2
원액300cc→Na2CO3(19.5g)→교반
→HF(pH4)→가열 60℃→
NaOH 45cc→침강제→여과
17.1 10,000 침전 전 Na2CO3 사용
침전 후 불산 첨가
(가열)
(3) 3차 시험
순서 시 험 방 법 U(ppm) F(ppm) 비 고
1 원액300cc→가열75℃→NaOH 45cc
→냉각→침강제→여과
10.6 1,500 불산 사용 안함(가열)
2 원액300cc→가열75℃→NaOH 45cc
→HF 40cc→냉각→침강제→여과
10.1 11,200 침전 후 불산 사용(가열)
3 원액300cc→가열75℃→NaOH 30cc
→냉각→침강제→여과
10.6 1,900 불산 사용 안함(가열)
4 원액300cc→가열75℃→NaOH 30cc
→HF 40cc→냉각→침강제→여과
11.0 12,600 침전 후 불산 사용(가열)
※ 특기사항 : 4가지 경우 모두 Floc 에 의한 응집이 잘 되지 않으며, 여과 전의 상등액이 투명하지 못함.
(4) 4차 시험
순서 시 험 방 법 U(ppm) F(ppm) 비 고
1 원액 300cc→HF 6cc→가열75℃→
NaOH 15cc→냉각35℃→침강제→여과
13.9 10,500 침전前 불산사용(가열)
2 원액 300cc→HF 6cc→
NaOH 15cc→냉각35℃→침강제→여과
22.8 11,200 침전前 불산사용(비가열)
※ 특기사항 : 2가지 경우 모두 Floc 에 의한 응집이 잘 됨.
(5) 5차 시험
순서 시 험 방 법 U(ppm) F(ppm) 비 고
1 원액300cc→NH4F 9cc→가열75℃→
NaOH 15cc→냉각→침강제→여과
25.2 11,100 침전前 NH4F 사용(가열)
2 원액 300cc→NH4F 9cc
→NaOH 15cc→냉각→침강제→여과
4.3 14,500 침전前 NH4F 사용(비가열)
※ 특기사항 : 4가지 경우 모두 Floc 에 의한 응집이 잘되나, 여과전의 상등액이 투명하지 못함.
(6) 6차 시험
순서 시 험 방 법 U(ppm) F(ppm) 비 고
1 원액 300cc→가열75℃→NaOH 15cc→냉각→침강제→여과 9.1 1,900 불산 사용 안함
(가열)
2 상 동 13.4 1,800 상 동
※ 특기사항 : 4가지 경우 모두 Floc 에 의한 응집이 잘 되지 않으며, 여과전의 상등액이 투명하지 못함.
실험예 4. 불소(F) 침전시험
(1) Ammonium diuranate(ADU) 침전 후 불화칼슘(CaF2) 침전 시험
순서 시 험 방 법 U(ppm // Bq/cc) F(ppm)
1회 ADU 침전 상등액 + 소석회 29.3 // 3.2 38
2회 ADU 침전 상등액 + 소석회 5.40 // 0.6 66
※ 규제치 : Activity(알파, 베타) < 0.08 Bq/cc, 불소(F) < 10ppm
※ U-235 5%의 비방사능을 고려하여 ppm을 Bq/cc로 환산함
(2) Sodium diuranate(NaDU) 침전 후 불화나트륨(NaF) 침전 시험
순서 시 험 방 법 U(Bq/cc) F(ppm)
1 NaDU 침전 상등액 + NH4F 0.006 1
2 NaDU 침전 상등액 + NH4F 0.011 1
1) 시험내용 : 실린더 폐수(질산(HNO3) 첨가 하지 않음)를 (우라늄(U), 나트륨(Na), 불소(F))화합물로 침전시킨 후 그 상등액을 불화나트륨(NaF)으로 침전단증류 처리하여 샘플링 함
2) 방법 : 폐액 300ml → 가성소다(NaOH) 15g 투입 → 여과 → 여과액 250ml + Ammonium fluoride(NH4F)(80ml) → 여액을 단증류 한 후 샘플링 → 불소(F), Activity 분석
실험예 5. 본원 발명의 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척
폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수장치 실험
(1) 1차 실험
1) 실험조건
(가) 실린더 세척폐액 30kg + NaOH(aq, 30%) 1.5kg
(나) NaOH 투입속도 : 300g/min
(다) 반응시간 : 30min
(라) 반응온도 : 40 ~ 60℃
(마) 반응압력 : 0bar??G
(바) 증발온도 : 110 ~ 130℃
2) 목적
(가) 주어진 실험조건에서 각 단계별 우라늄(U), 불소(F) 함량 측정
3) 실험결과
Figure 112016041221180-pat00005
4) 기타
(가) 실린더 세척폐액 비중 : 1.028
(2) 2차 실험
1) 실험조건
(가) 실린더 세척폐액 20kg + NaOH(aq, 30%) 1kg
(나) NaOH 투입속도 : 2kg/min
(다) 반응시간 : 30min
(라) 반응온도 : 40 ~ 60℃
(마) 반응압력 : 0bar??G
(바) 증발온도 : 110 ~ 130℃
2) 목적
(가) 가성소다(NaOH) 투입속도를 변화시켰을 때 우라늄(U), 불소(F) 함량 변화 비교
(나) 실험 후 발생하는 폐액량을 줄이기 위해, 1차 실험의 세척폐액 및 가성소다(NaOH) 투입 비율을 동일하게 1/3만큼씩 감소시켜 1차 실험과 비교
3) 실험결과
Figure 112016041221180-pat00006
(3) 3차 실험
1) 실험조건
(가) 실린더 세척폐액 20kg + NaOH(aq, 30%) 2kg
(나) NaOH 투입속도 : 2kg/min
(다) 반응시간 : 30min
(라) 반응온도 : 40 ~ 60℃
(마) 반응압력 : 0bar??G
(바) Settling(30분) 및 하단용액 Drain(1 Liter)
(사) 증발온도 : 110 ~ 130℃
2) 목적
(가) 가성소다(NaOH) 투입량 증가 시 응축수의 방사능량 비교
3) 실험결과
Figure 112016041221180-pat00007
* : Non-Detected
(4) 4차 실험
1) 실험조건
(가) 실린더 세척폐액 20kg + NaOH(aq, 30%) 2kg
(나) NaOH 투입속도 : 2kg/min
(다) 반응시간 : 30min
(라) 반응온도 : 40 ~ 60℃
(마) 반응압력 : 2.5bar??G
(바) Settling(30분) 및 하단용액 Drain(1 Liter)
(사) 증발온도 : 110 ~ 130℃
2) 목적
(가) 반응압력을 최대한 증가시켰을 때 응축수 방사능량 비교
3) 실험결과
Figure 112016041221180-pat00008
(5) 5차 실험
1) 실험조건
(가) 실린더 세척폐액 20kg + NaOH(aq, 30%) 2kg
(나) NaOH 투입속도 : 2kg/min
(다) 반응시간 : 30min
(라) 반응온도 : 40 ~ 60℃
(마) 반응압력 : 0bar??G
(바) Settling(30분) 및 하단용액 Drain(1 Liter)
(사) 증발온도 : 110 ~ 130℃
2) 목적
(가) Sodium diuranate(NaDU) 용액을 필터링한 후, 여액을 증발시켜 방사능량 비교
3) 실험결과
Figure 112016041221180-pat00009
(6) 6차 실험
1) 실험조건
(가) 실린더 세척폐액 20kg + NaOH(aq, 30%) 1.5kg
(나) NaOH 투입속도 : 2kg/min
(다) 반응시간 : 30min
(라) 반응온도 : 40 ~ 60℃
(마) 반응압력 : 0bar??G
(바) Settling(30분) 및 하단용액 Drain(1 Liter)
(사) 증발온도 : 110 ~ 130℃
2) 목적
(가) 가성소다(NaOH) 투입량이 감소되었을 때 응축수의 방사능량 비교
3) 실험결과
Figure 112016041221180-pat00010
상기 실험예 1~4는 본원의 종래 세척폐액 처리공정을 개발하기 위해 실시한 실험자료이며 실험예 5는 본원이 현재 발명하고자 하는 공정이 원자력인허가 및 환경규제치를 만족하는지를 확인하고자 실시한 실험이다. 실험설비 개략도는 도 3.에 나타낸 바와 같다.
본 실험에서의 변수는 가성소다(NaOH) 투입량과 속도, 반응온도와 시간, pH로 선정하여 각각의 변화에 따른 결과 값을 비교하였다. 원자력인허가 및 환경 기준치는 Sodium diuranate(NaDU) Filtrate에 대하여 우라늄(U)<20ppm 이하일 경우 방사선관리구역에서 비관리구역으로 이송이 가능하여서 화학처리공장으로 보낼 수 있으며, 응축수의 경우 우라늄(U)<1ppm 이하(<0.08Bq/cc)와 불소(F)<10ppm 이하일 때 환경에 배출할 수 있으므로, 각 변수를 변화시켜 상기 기준치를 만족하는지에 대한 실험을 시행하였다. 모든 실험결과가 원자력인허가 및 환경규제치를 만족하였으며, 상황에 따라 적합한 반응조건을 선택하여 본원 발명에 의한 상업설비를 운영하고자 한다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.
따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
1 : NaDU 반응기(NaDU reactor)
2, 2′ : 여과기(filter separator)
3 : 여액 저장탱크(filtrate reception tank)
4 : 증발기(evaporation vessel)
5 : 열교환기(heat exchanger)
6(6-1, 6-2) : 응축수 저장탱크(condensate storage tank)

Claims (8)

  1. 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액(과산화수소(H2O2) + 탄산소다(Na2CO3) + 우라늄화합물)의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수방법에 있어서,
    (1) 세척폐액에 가성소다(NaOH)를 가하여 세척폐액에 존재하는 상기 우라늄화합물을 Sodium diuranate(NaDU) 형태로 침전시키는 단계;
    (2) 상기 (1)단계에 의해 형성된 Sodium diuranate(NaDU) 침전물과 세척폐액을 여과하여 분리하는 단계;
    (3) 상기 (2)단계에 의해 여과된 세척폐액을 증발시킴에 있어, 상기 세척폐액에 스팀(steam)을 공급하여 수분을 증발시킨 후, 증발된 수분은 열교환기를 거쳐 응축수 저장탱크로 이송시키고, 잔여물은 상기 (2)단계로 이송시키는 단계; 및
    (4) 상기 (3)단계에 의해 생성된 증기(vapor)를 냉각하여 응축수로 회수한 다음 잔존 우라늄(U) 및 불소(F)의 함량을 검사하는 단계;를 포함하는 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 (3)단계 이후에 하기의 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄(U) 회수방법.
    (5) 상기 (3)단계에 의해 증발 후 잔여 폐액을 여과 및 증발시키는 단계; 및
    (6) 상기 (5)단계에 의해 생성된 증기(vapor)를 냉각하여 응축수로 회수한 다음 잔존 우라늄(U) 및 불소(F)의 함량을 검사하는 단계;를 포함하는 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (1)단계에서 세척폐액을 가열하면서 가성소다(NaOH) 수용액을 가하여 pH를 조절하여 Sodium diuranate(NaDU) 형태의 고형물을 형성시켜 침전시키는 것을 특징으로 하는 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수방법.
  5. 삭제
  6. 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액(과산화수소(H2O2) + 탄산소다(Na2CO3) + 우라늄화합물)에 가성소다(NaOH)를 가하여 Sodium diuranate(NaDU) 고형물을 침전시키기 위한 NaDU 반응기(1, NaDU reactor);
    상기 NaDU 반응기(1)와 연결되어 NaDU 반응기(1)에서 생성된 Sodium diuranate(NaDU) 고형물과 여액을 분리하는 여과기(2, filter separator);
    상기 여과기(2)와 연결되어 여과기(2)에 의해 분리된 여액을 저장하는 여액저장탱크(3, filtrate reception tank);
    상기 여액 저장탱크(3)와 연결 설치되어 여액 저장탱크(3)로부터 공급되는 여액을 증발시키는 증발기(4, evaporation vessel);
    상기 증발기(4)와 연결되어 증발기(4)에 의해 증발된 증기(vapor)를 냉각시켜 응축시키는 열교환기(5, heat exchanger); 및
    상기 열교환기(5)와 연결되어 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크(6);를 포함하는 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 증발기(4)에 Sodium diuranate(NaDU) 고형물과 여액을 분리하는 여과기(2′, filter separator)가 연결설치 되는 것을 특징으로 하는 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 응축수 저장탱크(6)는 방사능 및 불소(F) 검사 후 배출될 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크-1(6-1, condensate storage tank)과 화학처리의 대상이 되는 응축수를 저장하는 응축수 저장탱크-2(6-2, condensate storage tank)를 포함하는 것을 특징으로 하는 6불화우라늄(UF6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(U) 회수장치.
KR1020160052523A 2016-04-28 2016-04-28 6불화우라늄(uf6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(u) 회수방법 KR101648973B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160052523A KR101648973B1 (ko) 2016-04-28 2016-04-28 6불화우라늄(uf6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(u) 회수방법
EP16900611.1A EP3450581B1 (en) 2016-04-28 2016-11-23 Method for collecting uranium by treatment process of washing waste liquid generated in uranium hexafluoride cylinder washing process
PCT/KR2016/013505 WO2017188538A1 (ko) 2016-04-28 2016-11-23 6불화우라늄 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄 회수방법
US16/171,641 US11289233B2 (en) 2016-04-28 2018-10-26 Method for collecting uranium by treatment process of washing waste liquid generated in uranium hexafluoride cylinder washing process
US17/524,036 US20220068516A1 (en) 2016-04-28 2021-11-11 Method for collecting uranium by treatment process of washing waste liquid generated in uranium hexafluoride cylinder washing process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160052523A KR101648973B1 (ko) 2016-04-28 2016-04-28 6불화우라늄(uf6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(u) 회수방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101648973B1 true KR101648973B1 (ko) 2016-08-18

Family

ID=56874595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160052523A KR101648973B1 (ko) 2016-04-28 2016-04-28 6불화우라늄(uf6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(u) 회수방법

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11289233B2 (ko)
EP (1) EP3450581B1 (ko)
KR (1) KR101648973B1 (ko)
WO (1) WO2017188538A1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101856467B1 (ko) 2017-06-01 2018-05-11 한전원자력연료 주식회사 기상반응을 통한 6불화우라늄 실린더 내부 잔여물 처리방법 및 처리장치
KR102042487B1 (ko) 2018-06-12 2019-11-11 한국원자력연구원 우라늄 함유 폐액의 처리 장치 및 우라늄 함유 폐액의 처리 방법
WO2020004707A1 (ko) * 2018-06-26 2020-01-02 한전원자력연료 주식회사 핵연료 제조공정에서의 uf6 가스 누출 감지 시스템
KR20200016091A (ko) * 2018-08-06 2020-02-14 한전원자력연료 주식회사 핵물질가공시설에서 발생되는 불소 함유 폐액의 감압증발법을 이용한 불소처리방법
KR20200055409A (ko) * 2018-11-13 2020-05-21 한전원자력연료 주식회사 불산 용액 내 실시간 우라늄 검출 시스템
KR20200077280A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 한전원자력연료 주식회사 6불화우라늄(uf6) 실린더 세척폐액의 처리공정
KR20220157695A (ko) * 2021-05-21 2022-11-29 한국원자력연구원 폐액 처리 장치 및 이를 이용한 폐액 처리 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7072793B2 (ja) * 2018-01-11 2022-05-23 株式会社東邦電探 濁度推定による早期警報機能付き水中放射能測定装置、水中放射能測定システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62235218A (ja) * 1986-04-04 1987-10-15 Unitika Ltd ウランおよびフツ酸の分離回収法
KR20090112862A (ko) 2008-04-25 2009-10-29 한국원자력연구원 고 알카리 탄산염 용액 계를 사용하는 사용후핵연료의우라늄 분리회수방법과 그 장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56119898A (en) * 1980-02-26 1981-09-19 Hitachi Ltd Radioactive liquid waste processing system
DE3226768A1 (de) 1981-11-05 1983-05-26 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Derivate der cis, endo-2-azabicyclo-(3.3.0)-octan-3-carbonsaeure, verfahren zu ihrer herstellung, diese enthaltende mittel und deren verwendung
KR840002354B1 (ko) * 1983-07-04 1984-12-21 한국에너지연구소 Auc 제조공정의 폐수에서 우라늄 회수법
JP2858640B2 (ja) * 1995-10-17 1999-02-17 東京電力株式会社 マイルドな条件による使用済核燃料再処理方法
TWI249508B (en) * 2002-11-28 2006-02-21 Sasakura Eng Co Ltd Hydrofluoric acid wastewater treatment method and device
KR100514094B1 (ko) * 2003-03-19 2005-09-13 한국원자력연구소 우라늄 산화물 금속전환 및 여과회수 장치
US9868660B2 (en) * 2012-04-17 2018-01-16 Water Solutions, Inc. Methods and systems for reducing biofouling of microfiltration membranes
US9382129B2 (en) * 2013-02-26 2016-07-05 Transport Logistics International, Inc. Uranium recovery from UF6 cylinders

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62235218A (ja) * 1986-04-04 1987-10-15 Unitika Ltd ウランおよびフツ酸の分離回収法
KR20090112862A (ko) 2008-04-25 2009-10-29 한국원자력연구원 고 알카리 탄산염 용액 계를 사용하는 사용후핵연료의우라늄 분리회수방법과 그 장치

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101856467B1 (ko) 2017-06-01 2018-05-11 한전원자력연료 주식회사 기상반응을 통한 6불화우라늄 실린더 내부 잔여물 처리방법 및 처리장치
WO2018221811A1 (ko) * 2017-06-01 2018-12-06 한전원자력연료 주식회사 기상반응을 통한 6불화우라늄 실린더 내부 잔여물 처리방법 및 처리장치
KR102042487B1 (ko) 2018-06-12 2019-11-11 한국원자력연구원 우라늄 함유 폐액의 처리 장치 및 우라늄 함유 폐액의 처리 방법
WO2020004707A1 (ko) * 2018-06-26 2020-01-02 한전원자력연료 주식회사 핵연료 제조공정에서의 uf6 가스 누출 감지 시스템
US11721446B2 (en) 2018-06-26 2023-08-08 Kepco Nuclear Fuel Co., Ltd. System for sensing UF6 gas leak in nuclear fuel manufacturing process
KR102139308B1 (ko) * 2018-08-06 2020-07-29 한전원자력연료 주식회사 핵물질가공시설에서 발생되는 불소 함유 폐액의 감압증발법을 이용한 불소처리방법
KR20200016091A (ko) * 2018-08-06 2020-02-14 한전원자력연료 주식회사 핵물질가공시설에서 발생되는 불소 함유 폐액의 감압증발법을 이용한 불소처리방법
KR102136362B1 (ko) * 2018-11-13 2020-07-22 한전원자력연료 주식회사 불산 용액 내 실시간 우라늄 검출 시스템
KR20200055409A (ko) * 2018-11-13 2020-05-21 한전원자력연료 주식회사 불산 용액 내 실시간 우라늄 검출 시스템
KR20200077280A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 한전원자력연료 주식회사 6불화우라늄(uf6) 실린더 세척폐액의 처리공정
KR102132270B1 (ko) * 2018-12-20 2020-07-09 한전원자력연료 주식회사 6불화우라늄(uf6) 실린더 세척폐액의 처리공정
KR20220157695A (ko) * 2021-05-21 2022-11-29 한국원자력연구원 폐액 처리 장치 및 이를 이용한 폐액 처리 방법
KR102539411B1 (ko) * 2021-05-21 2023-06-02 한국원자력연구원 폐액 처리 장치 및 이를 이용한 폐액 처리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US11289233B2 (en) 2022-03-29
EP3450581A4 (en) 2019-12-11
US20190139663A1 (en) 2019-05-09
EP3450581A1 (en) 2019-03-06
EP3450581B1 (en) 2021-09-29
US20220068516A1 (en) 2022-03-03
WO2017188538A1 (ko) 2017-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101648973B1 (ko) 6불화우라늄(uf6) 실린더 세척공정에서 발생한 세척폐액의 처리공정에 의한 우라늄(u) 회수방법
EP0834584B1 (en) Recovery of tantalum and/or niobium from metalfluoride containing materials and ore residues with use of sulfuric acid roasting
CS274470B2 (en) Method of acids winning or recovery from their metals containing solutions
CN101375347B (zh) 使用过的核燃料的湿式再处理中的钠盐回收系统
RU2627237C2 (ru) Установка для обработки радиоактивных углеродных отходов, в частности, графита
US3394997A (en) Method of preparing uranium diuranate
CN108182983B (zh) 一种铀纯化放射性废水的治理方法
JPH0533169A (ja) フツ素及びアンモニア化合物を含むエツチング廃液の処理・回収方法
US4981616A (en) Spent fuel treatment method
KR102005680B1 (ko) 방사성 폐 이온교환수지 처리방법
JPS6337360B2 (ko)
KR102274386B1 (ko) 불화수소를 포함하는 공정폐수로부터 불화칼슘을 형성하는 공정폐수 재활용방법 및 그를 포함하는 불화칼슘블록성형방법
JP4085520B2 (ja) 劣化uf6の処理設備及びその処理方法
JP7247343B2 (ja) イオン交換樹脂のコンディショニング方法およびそれを実行するための装置
KR102469051B1 (ko) 방사능 오염 콘크리트 처리를 위한 염소화 제염방법
RU2630989C1 (ru) Способ переработки фторидного редкоземельного концентрата
US20040050716A1 (en) Electrochemical oxidation of matter
JP5072334B2 (ja) 放射性廃棄物の処理方法および処理装置
CN213803327U (zh) 一种含重金属的硫酸铵废水的综合利用装置
KR102568770B1 (ko) 방사성 폐수지를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치
RU2422366C1 (ru) Способ извлечения урана из сорбента фторида натрия
CN215592846U (zh) 一种污酸废水处理系统
US4469629A (en) Method for extracting fluoride ions from a nuclear fuel solution
RU2701577C1 (ru) Способ переработки фторидного редкоземельного концентрата
US4187280A (en) Process for recovering useable products from by-product ammonium nitrate formed in the manufacture of nuclear reactor fuels or breeder materials

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant