KR101794666B1 - 전해정련 우라늄의 회수 방법 및 이를 이용한 전해정련 장치 - Google Patents

전해정련 우라늄의 회수 방법 및 이를 이용한 전해정련 장치 Download PDF

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박성빈
장준혁
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Abstract

본 발명은 전해정련 우라늄의 회수 방법 및 이를 이용한 전해정련 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해조의 용융염 내에서, 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부 및 사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부에 전류를 인가하여 음극부에 우라늄을 전착시키는 단계, 전착된 우라늄을 전해조 외부로 이송하여 잔류 염을 제거하는 단계 및 잔류 염이 제거된 우라늄 전착물을 회수하는 단계를 포함하는 전해정련 우라늄의 회수 방법; 및 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부, 상기 음극부에 전착된 우라늄을 탈리시키기 위한 스크래퍼, 사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부, 상기 음극부 및 양극부가 잠기도록 용융염이 채워진 전해조, 상기 전해조 상부에 배치되고, 음극부에 전착된 우라늄을 이송 받아 잔류 염을 제거하는 잔류 염 제거부, 및 상기 전해조로부터 전착된 우라늄을 잔류 염 제거부로 이송시키는 우라늄 회수부를 포함하는 우라늄의 전해정련 장치에 관한 것이다.

Description

전해정련 우라늄의 회수 방법 및 이를 이용한 전해정련 장치{Method for recovering U deposit and electrolytic refining apparatus using the same}
본 발명은 전해정련 우라늄의 회수 방법 및 이를 이용한 전해정련 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 텅스텐 전극을 음극으로 사용하여 파이로 공정을 통해 회수하는 우라늄의 회수율 증대를 도출할 수 있는 전해정련 우라늄의 회수 방법 및 이를 이용한 전해정련 장치에 관한 것이다.
건식야금법과 전기화학법을 사용후핵연료에 적용하여 우라늄과 같은 유용한 성분을 회수하는 파이로 공정은 피복관 절단, 제거, 분말화 및 소결체를 제조하는 전처리 공정, 산화물 핵연료를 금속으로 전환하는 전해환원공정, 환원된 금속체에서 우라늄과 초우란(TRansUranic, TRU)원소 및 희토류 원소를 회수하는 전해정련 공정, 전해제련공정 및 파이로 공정에서 발생되는 여러 종류의 방사성 폐기물을 안정화시키는 폐기물 처리 공정 등의 세부공정으로 구성되어 있다. 이들 공정 중 전해정련공정은 사용후핵연료의 대부분을 차지하는 우라늄을 회수하는 공정으로 전체 파이로 공정의 효율성을 결정하는 중요공정 중 하나이다.
파이로 공정을 통해 사용후핵연료로부터 우라늄을 전해정련을 통해 전기화학적으로 회수할 때 대표적으로 사용되는 음극의 재질 중 하나는 스테인리스 스틸(STS)이다. 그러나, 상기 스테인리스 스틸(STS) 음극은 침상형 우라늄이 성장하는 계면에서 철(Fe)과의 금속간 화합물(intermetallic compound)이 형성될 수 있고, 접착성이 강해 스크래퍼(scraper)를 이용한 우라늄 전착물 탈거 시 전극 표면에 잔류물이 남아 반복사용 시 스크래퍼 끼임 현상 등과 같은 문제가 발생할 수 있다.
전해정련 공정의 처리효율을 향상시키기 위하여 종래의 금속형 고체 음극 대신 흑연 음극을 사용하여 전해정련 공정을 수행하는 경우, 전해정련 반응으로 생성된 우라늄이 흑연 격자 사이에 삽입된 생성물로 자라다가 자발탈리(Self-scraping)되는 특성을 나타낸다. 이에 따라, 전해정련 공정 중 전착물을 잘라내거나 잔류하는 고착된 전착물을 제거하는 별도의 공정이 필요치 않다. 또한, 자발탈리하여 전해정련 반응기 바닥으로 떨어진 우라늄 전착물은 바닥 하부와 직접 연결된 스크류를 이용하여 용융염 외부로 배출시키거나, 반응기 하부에 설치된 회수용기를 반응기 상부로 끌어올려 처리함으로써 전해정련 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 한국 특허출원제10-2011-0082329호에서는 복수의 흑연 음극을 구비하는 전해정련 공정 고효율화를 위한 전해정련장치 및 이를 이용한 우라늄 전착물 회수방법을 개시하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래 기술에 사용된 바와 같은 전착된 우라늄의 자발 탈리가 가능한 탄소 계열의 전극은 우라늄 회수 시 우라늄카바이드(UCx)와 같은 물질의 형성 및 탄소에 의한 오염이 발생할 수 있고 금속에 비해 강도가 약해 대규모 용량 처리 시 파손의 위험이 존재한다. 또한, 전해정련 시 사용되는 용융염 내에서 전착물을 스크래이핑(scraping)하는 경우, 우라늄 덴드라이트(dendrite)가 비산되어 회수율이 떨어질 수 있으며, 스크래이핑 된 우라늄 전착물을 염 밖으로 배출 시 다량의 잔류염이 발생할 수 있고, 이러한 문제는 후속적인 증류 공정에 부담을 주게 된다.
따라서, 고효율의 우라늄 회수를 위해서는 일정한 작업 온도에서 우라늄과 반응하여 합금을 형성하지 않고, 우라늄 탈리 특성이 우수한 고강도의 금속 전극의 적용이 요구된다.
이에 본 발명의 일 견지는 텅스텐 전극을 음극으로 사용하여 우라늄 전착 후 텅스텐 음극을 염 밖으로 꺼내 잔류 염을 배출시킴으로써 우라늄 회수율을 높이고, 전착물 내 포함되는 잔류 염의 양을 감소시킬 수 있는 전해정련 우라늄의 회수 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 견지는 텅스텐 전극을 음극으로 사용하여 우라늄 전착 후 텅스텐 음극을 염 밖으로 꺼내 잔류 염을 배출시킴으로써 우라늄 회수율을 높이고, 전착물 내 포함되는 잔류 염의 양을 감소시킬 수 있는 전해정련 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 전해조의 용융염 내에서, 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부 및 사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부에 전류 또는 전압을 인가하여 음극부에 우라늄을 전착시키는 단계; 전착된 우라늄을 전해조 외부로 이송하여 잔류 염을 제거하는 단계; 및 잔류 염이 제거된 우라늄 전착물을 회수하는 단계를 포함하는 전해정련 우라늄의 회수 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부, 상기 음극부에 전착된 우라늄을 탈리시키기 위한 스크래퍼, 사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부, 상기 음극부 및 양극부가 잠기도록 용융염이 채워진 전해조, 상기 전해조 상부에 배치되고, 음극부에 전착된 우라늄을 이송 받아 잔류 염을 제거하는 잔류 염 제거부, 및 상기 전해조로부터 전착된 우라늄을 잔류 염 제거부로 이송시키는 우라늄 회수부를 포함하는 우라늄의 전해정련 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면 텅스텐 전극을 사용함으로써 STS 전극과 비교해 우라늄 전착물 스크래이핑(scraping) 시 전극 표면에 고착되는 우라늄의 잔류량을 줄이고, 카본 계열의 전극과 비교해 기계적 내구성을 높여 반복 사용의 회수와 기간을 확장시킬 수 있어, 결과적으로 파이로 공정을 통해 회수하는 우라늄의 회수율 증대에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다. 한편, 전극 어셈블리를 용융염 외부의 가열부로 꺼내어 우라늄 전착물을 회수하는 경우 염 내 회수 시 우라늄 덴드라이트(dendrite)의 비산으로 인한 손실을 막고 전착물 내 잔류염을 줄여 후속 증류 및 잉곳 제조 공정 시간을 줄이고 공정조건을 완화할 수 있다.
도 1은 음극 재질에 따른 음극에 고착되는 우라늄 전착물의 잔류량을 나타낸 사진이다.
도 2는 음극 재질에 따른 음극에 고착되는 우라늄 전착물의 잔류량을 SEM 및 EDX를 통해 확인한 사진이다.
도 3은 5회 전해정련 및 스크래이핑 후 실시예 1의 텅스텐(W) 음극 표면(a), STS 음극 표면(b), 그리고 텅스텐 전극 스크래이핑 후 우라늄 덴드라이트의 형상(c)을 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 의한 전해정련 공정에 따라 변화하는 전해정련 장치의 예시적인 단면도(a) 및 사시도(b)를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 전해조의 용융염 내에서, 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부 및 사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부에 전류 또는 전압을 인가하여 음극부에 우라늄을 전착시키는 단계; 전착된 우라늄을 전해조 용융염 외부로 이송하여 잔류 염을 제거하는 단계; 및 잔류 염이 제거된 우라늄 전착물을 회수하는 단계를 포함하는 전해정련 우라늄의 회수 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서 음극부는 텅스텐(W)으로 이루어져, 스크래핑 후 음극부에 우라늄 잔류량을 현저하게 감소시킬 수 있으며, 한편 양극부는 우라늄 보다 안정한 귀금속이라면 특히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 스테인레스스틸(STS)을 사용할 수 있다.
상기 잔류 염을 제거하는 단계는, 우라늄이 전착된 음극을 전해조 용융염 외부로 이송하는 단계; 상기 음극으로부터 우라늄 전착물을 탈리하는 단계; 및 탈리된 전착물의 잔류 염을 제거하는 단계를 포함하여 수행되거나, 또는 음극으로부터 우라늄 전착물을 탈리하는 단계; 탈리된 우라늄 전착물을 전해조 외부로 이송하는 단계; 및 탈리된 전착물의 잔류 염을 제거하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.
다만, 전자와 같이 우라늄이 전착된 음극을 전해조 용융염 외부로 이송한 후 상기 음극으로부터 우라늄 전착물을 탈리하여 탈리된 우라늄 덴드라이트(dendrite) 사이에 존재하는 잔류 염을 배출시키는 경우에는 용융 염 속에 비산되는 우라늄 양을 줄임으로써 우라늄 회수율을 높이고, 전착물 내 포함되는 잔류염의 양을 감소시킬 수 있다.
상기 전해조의 용융염은 450℃ 내지 650℃ 온도인 것이 바람직하고, 상기 온도 미만인 경우에는 염의 점도 및 전도성에 문제가 있고, 상기 온도를 초과하는 경우에는 염 휘발의 문제가 있다. 보다 바람직하게 상기 전해조의 용융염은 480℃ 내지 520℃ 온도인 것이다.
상기 전해조의 용융염은 LiCl, LiCl-KCl, NaCl, NaCl-KCl로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하나, 이에 특히 제한되는 것은 아니다.
상기 음극부에 우라늄을 전착시키는 단계는 Ag/Ag+ 기준전극 대비 -1.0 V 내지 -1.8 V의 전압을 인가하여 수행되는 것이 바람직하며, 상기 전압 미만인 경우에는 우라늄 환원 속도가 느린 문제가 있고, 상기 전압을 초과하는 경우에는 전해질 염의 양이온이 환원되는 문제가 있다. 보다 바람직하게 상기 전압은 -1.2 V 내지 -1.7 V 온도인 것이다.
한편, 상기 음극부에 우라늄을 전착시키는 단계는 -10 mA/cm2 내지 -400 mA/cm2의 전류를 인가하여 수행될 수도 있으며, 상기 전류 미만인 경우에는 전착속 도가 느린 문제가 있고, 상기 전류을 초과하는 경우에는 양극 바스켓 물질의 용해가 일어날 문제가 있다. 보다 바람직하게 상기 전류는 -30 mA/cm2 내지 -200 mA/cm3 인 것이다.
상기 잔류 염을 제거하는 단계는 전해조 용융염 외부에서 전해조의 용융염 온도 이하 내지 미만에서 수행되는 것이 바람직하며, 예를 들어 351 내지 650℃, 360 내지 550℃, 바람직하게는 450 내지 500℃인 것이다.
상기 잔류 염을 제거하는 단계는 전해조 용융염 외부에서 대기압과 동일하거나 낮은 압력의 공기 또는 불활성기체 분위기에서 수행되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 탈리하는 단계는 음극부 상부에 위치한 스크래퍼를 하단으로 이동시켜 수행될 수 있으나, 이는 음극부가 상부로 이동하는 경우도 포함하는 것을 의미하는 것이다. 나아가, 이에 특히 제한되는 것은 아니며, 향상된 탈리 효과를 도출하기 위해 상기 음극부는 진동을 수반할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 견지에 의하면, 우라늄의 전해정련 장치가 제공되며, 본 발명의 우라늄의 전해정련 장치는 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부, 상기 음극부에 전착된 우라늄을 탈리시키기 위한 스크래퍼, 사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부, 상기 음극부 및 양극부가 잠기도록 용융염이 채워진 전해조, 상기 전해조 상부에 배치되고, 음극부에 전착된 우라늄을 이송 받아 잔류 염을 제거하는 잔류 염 제거부, 및 상기 전해조로부터 전착된 우라늄을 잔류 염 제거부로 이송시키는 우라늄 회수부를 포함하는 것이다.
상기 스크래퍼는 상기 음극부에 전착된 우라늄을 탈리시킬 수 있는 구성이라면 특히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 음극부 상부에 위치하고, 스크래퍼를 하단으로 이동시켜 우라늄을 탈리하도록 구성된 것일 수 있다.
상기 음극부는 우라늄이 전착된 후 전해조 내 용융염으로부터 잔류 염 제거부로 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 우라늄이 전착된 음극부가 상부로 이동하여, 상기 전해조 상부에 배치되고 음극부에 전착된 우라늄을 이송 받아 잔류 염을 제거하는 잔류 염 제거부 내로 배치됨에 따라 잔류 염 제거가 수행될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 상기 우라늄 회수부는 음극부로부터 탈리된 우라늄 전착물을 받아서 직접 잔류 염 제거부로 배치되는 이동 가능한 단일 구성일 수 있으며, 택일적으로 음극부로부터 탈리된 우라늄 전착물을 받는 캐칭 바스켓 및 캐칭 바스켓으로부터 우라늄 전착물을 이송받아 잔류 염 제거부에서 잔류 염을 제거하는 도가니를 포함하는 분리된 구성일 수 있다.
상기 단일 구성인 경우의 우라늄 회수부와 분리된 구성인 경우 상기 도가니는 하부에 잔류 염이 배출될 수 있는 배출구가 구비된 형태인 것이 바람직하다.
나아가, 상기 전해조 하부에는 전해조 하부에 존재하는 우라늄 잔여물을 회수하여 전해조 외부로 이송하는 우라늄 잔여물 회수부를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 우라늄 잔여물은 전해조 바닥에 떨어진 우라늄 전착물을 긁어 모을 수 있는 형태이고, 이후 외부로 배출될 수 있는 구조인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 텅스텐 전극을 사용함으로써 STS 전극과 비교해 우라늄 전착물 스크래이핑(scraping) 시 전극 표면에 고착되는 우라늄의 잔류량을 줄이고, 카본 계열의 전극과 비교해 기계적 내구성을 높여 반복 사용의 회수와 기간을 확장시킬 수 있어, 결과적으로 파이로 공정을 통해 회수하는 우라늄의 회수율 증대에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 우라늄 전해정련 실험
3wt%의 UCl3이 포함된 500℃의 LiCl-KCl 용융염(1 kg)에 스크래퍼(scraper)가 부착된 음극과 사용후핵연료 금속전환체를 수용할 수 있는 STS 양극 바스켓으로 이루어진 전극 어셈블리를 침지시킨 뒤 양극과 음극 사이에 - 150 mA(-104 mA/cm2) 전류를 2 시간 동안 인가하여 전해정련을 진행하였다.
이때 사용된 음극의 재질은 아래와 같다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1
음극 스테인리스 스틸(STS) 몰리브덴(Mo) 텅스텐(W)
2 시간 동안 우라늄 전해정련을 수행한 뒤, 각각의 전극에 따른 우라늄 전착물의 탈리 특성을 살펴보기 위하여, 각 전극을 희석한 염산에 3시간 동안 담지시켜 염을 제거하여 우라늄 전착물을 탈리시킨 뒤 표면을 살펴보았다.
추가적으로 동일한 용융염에서 스크래퍼와 6 mm 지름의 텅스텐 봉 전극이 장착된 전극 어셈블리를 이용하여 우라늄 전해정련을 수행하여 우라늄 탈리 특성을 확인하였다. -400 mA(-51 mA/cm2)의 일정 전류를 3시간 동안 인가하여 전해정련을 수행한 뒤, 음극부를 용융염에서 탈거하여 단열이 되는 400 ℃ 온도의 가열부에 30 분 위치시켜 우라늄 덴드라이트 전착물에 포함된 잔류염을 자연 배출시켰다. 이후 우라늄 전착물을 회수할 수 있는 메쉬 구조의 이동식 캐칭 바스켓을 전착물 하단에 배치시키고, 음극 상단부에 위치한 스크래퍼를 하단으로 이동 또는 낙하시켜 우라늄 전착물을 탈리시켜 하단에 배치된 캐칭바스켓에 떨어뜨렸다. 그 후 상기 이동식 캐칭바스켓을 전극 하단으로부터 이동시켜 전해조에서 밖으로 배출시켰다.
2. 우라늄 전착물 제거 후 우라늄 전착물의 잔류 특성 확인 실험
(1) 1회 전해정련 관련 실험
상기 비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 의해 전해정련 및 묽은 염산에서 잔류염 제거를 3시간 동안 수행한 뒤 각 음극 표면의 우라늄 잔여 정도를 확인하였다.
그 결과 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 실시예 1에서 적용된 텅스텐 음극을 적용한 경우 음극에 고착되는 잔류량이 현저하게 감소되는 것을 확인할 수 있었다.
나아가, 음극 표면의 우라늄 전착물의 잔류 특성을 보다 면밀하게 확인하기 위해 SEM 및 EDX를 이용한 전극표면 분석을 추가적으로 수행하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에서도 역시 실시예 1에서 적용된 텅스텐 음극을 적용한 경우 음극에 고착되는 우라늄 잔류량이 현저하게 감소되는 것을 명확하게 확인할 수 있었다.
(2) 기계적 스크래핑 및 복수 회 전해정련 관련 실험
상기 (1)에서 수행된 전해정련 실험과 동일한 용융염에서 기계적 스크래퍼와 6 mm 지름의 텅스텐 봉 전극이 장착된 전극 어셈블리를 이용하여 우라늄 전해정련을 수행하여 우라늄 탈리 특성을 확인하였다. 또한, 이를 5회 반복하여 전해정련 공정을 수행한 후 텅스텐 음극 표면의 우라늄 잔류량 경향을 동일한 크기의 STS 전극과 비교하여 확인하였다.
그 결과를 도 3에 나타내었으며, 도 3(a) 및 도 3(b)에서 확인할 수 있는 바와 같이 5회 반복 수행 후에도 텅스텐 음극을 적용한 경우 음극에 고착되는 우라늄 잔류량은 거의 없으나, STS 음극의 경우 우라늄 잔류량이 현저하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
도 3(c)는 스크래핑 후 얻어진 우라늄 덴드라이트의 형상을 나타낸 것이다.
이렇게 우라늄 덴드라이트를 얻은 후 음극부를 전해조 내 용융염에 다시 침지시켜 전해정련을 수행할 수 있으며, 얻어진 우라늄 전착물은 우라늄 잉곳 제조에 사용될 수 있다.
3. 우라늄 전해정련 장치의 제조
본 발명에 따른 우라늄 전해정련 장치(100)를 도 4 내지 도 7에 나타난 바와 같이 제조하였다. 보다 상세하게, 본 발명에 따른 우라늄 전해정련 장치(100)는 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부(12), 상기 음극부에 전착된 우라늄 전착물(30)을 탈리시키기 위한 스크래퍼 (13), 사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부(11), 상기 음극부 및 양극부가 잠기도록 용융염이 채워진 전해조(10), 상기 전해조 상부에 배치되고, 음극부에 전착된 우라늄을 이송받아 잔류 염을 제거하는 잔류 염 제거부(20), 및 상기 전해조로부터 전착된 우라늄을 잔류 염 제거부로 이송시키는 우라늄 회수부를 포함한다.
도 4와 같이 스크래퍼는 음극부 상부에 위치하고, 스크래퍼를 하단으로 이동시켜 우라늄을 탈리하도록 구성하였고, 상기 음극부는 우라늄이 전착된 후 전해조로부터 잔류 염 제거부로 이동하도록 구성하였다.
한편, 상기 우라늄 회수부는 음극부로부터 탈리된 우라늄 전착물을 받는 캐칭 바스켓(14) 및 캐칭 바스켓으로부터 우라늄 전착물을 이송받아 잔류 염 제거부에서 잔류 염을 제거하는 도가니(15)를 포함하도록 하였으며, 전해조 바닥에는 우라늄 잔여물 회수부(16)를 구비하도록 하였다.
도 4는 전해조의 용융염 내에서, 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부 및 사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부에 전류 및 전압을 인가하여 음극부에 우라늄을 전착시키는 단계를 수행하는 공정을 도시한 것이고, 도 5는 스크래퍼가 하단으로 내려오면서 우라늄을 탈리하는 공정을 도시한 것이며, 도 6은 탈리된 우라늄을 담은 캐칭 바스켓이 우라늄 전착물을 도가니에 담는 공정을 도시한 것으로, 염 제거 공정이 수행되는 것이다. 이후 도 7과 같이 잔류 염이 제거된 우라늄이 최종적으로 회수될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10: 전해조
11: 양극부(양극바스켓)
12: 텅스텐 음극
13: 스크래퍼
14: 캐칭 바스켓
15: 도가니
16: 우라늄 잔여물 회수부
20: 잔류 염 제거부
30: 우라늄 전착물
100: 우라늄의 전해정련 장치

Claims (16)

  1. 전해조의 용융염 내에서, 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부 및 사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부에 전류를 인가하여 음극부에 우라늄을 전착시키는 단계;
    우라늄이 전착된 음극을 전해조의 용융염 외부로 이송하는 단계;
    상기 음극으로부터 우라늄 전착물을 탈리하는 단계; 및
    탈리된 전착물의 잔류 염을 제거하는 단계; 및
    잔류 염이 제거된 우라늄 전착물을 회수하는 단계
    를 포함하는 전해정련 우라늄의 회수 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 전해조의 용융염은 450 내지 650℃ 온도인 전해정련 우라늄의 회수 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전해조의 용융염은 LiCl, LiCl-KCl, NaCl, NaCl-KCl로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 전해정련 우라늄의 회수 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 음극부에 우라늄을 전착시키는 단계는 Ag/Ag+ 기준전극 대비 -1.0 내지 -1.8 V의 전압을 인가하여 수행되는 전해정련 우라늄의 회수 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 음극부에 우라늄을 전착시키는 단계는 -10 내지 -400 mA/cm2의 전류를 인가하여 수행되는 전해정련 우라늄의 회수 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 잔류 염을 제거하는 단계는 전해조 외부에서 351℃ 이상 전해조의 용융염 온도 이하에서 수행되는, 전해정련 우라늄의 회수 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 잔류 염을 제거하는 단계는 전해조 외부에서 대기압과 동일 또는 보다 낮은 압력의 공기 또는 불활성기체 분위기에서 수행되는 전해정련 우라늄의 회수 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 탈리하는 단계는 음극부 상부에 위치한 스크래퍼를 하단으로 이동시켜 수행되는 전해정련 우라늄의 회수 방법.
  11. 텅스텐(W)으로 이루어진 음극부,
    상기 음극부에 전착된 우라늄을 탈리시키기 위한 스크래퍼,
    사용후핵연료 금속 전환체를 수용할 수 있는 양극부,
    상기 음극부 및 양극부가 잠기도록 용융염이 채워진 전해조,
    상기 전해조 상부에 배치되고, 음극부에 전착된 우라늄을 이송 받아 잔류 염을 제거하는 잔류 염 제거부, 및
    상기 전해조로부터 전착된 우라늄을 잔류 염 제거부로 이송시키는 우라늄 회수부를 포함하는 우라늄의 전해정련 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 스크래퍼는 음극부 상부에 위치하고, 스크래퍼를 하단으로 이동시켜 우라늄을 탈리하도록 구성된 우라늄의 전해정련 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 음극부는 우라늄이 전착된 후 전해조로부터 잔류 염 제거부로 이동하도록 구성된 우라늄의 전해정련 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 우라늄 회수부는 음극부로부터 탈리된 우라늄 전착물을 받는 캐칭 바스켓 및 캐칭 바스켓으로부터 우라늄 전착물을 이송받아 잔류 염 제거부에서 잔류 염을 제거하는 도가니를 포함하는, 우라늄의 전해정련 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 캐칭 바스켓은 하부에 잔류 염이 배출될 수 있는 배출구가 구비된 우라늄의 전해정련 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 전해조 하부에는 전해조 하부에 존재하는 우라늄 잔여물을 회수하여 전해조 외부로 이송하는 우라늄 잔여물 회수부를 추가로 포함하는 우라늄의 전해정련 장치.
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