KR101988439B1 - Separation and recovering method of uranium oxide and rare earth metal and apparatus for the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수 방법 및 이를 위한 분리 회수 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a separation and recovery method of uranium oxide and a rare earth metal, and a separation and recovery apparatus therefor.
용융염 전해공정은 전기화학적 방법을 이용하여 사용후 핵연료 또는 광물에서 활용자원으로서 우라늄(U) 또는 초우라늄(TRU) 및 희토류 금속을 분리 또는 회수할 수 있는 유용한 방법 중 하나이다. 구체적으로 용융염 전해공정은 금속을 양극으로 하여 화합물의 유해염 속에서 전기분해하면 양극부에서는 금속의 융해, 음극부에서는 금속의 석출이 발생하는 현상을 이용하는 공정으로 처음에는 우라늄염 또는 산화물로부터 금속 우라늄을 제조하는 방법으로 개발되어, 그 후 고순도의 우라늄 제조방법으로, 그리고 다음으로 사용후 핵연료의 건식 재처리 방법의 하나로 연구되었다. The molten salt electrolysis process is one of the useful methods for separating or recovering uranium (U) or ultra uranium (TRU) and rare earth metals as a utilization resource in spent fuel or minerals by electrochemical methods. Specifically, the molten salt electrolytic process uses a phenomenon in which metal is melted in the anode portion and metal is precipitated in the cathode portion when the metal is electrolyzed in the harmful salt of the compound using the metal as the anode. Uranium, followed by high purity uranium production, and then as a dry reprocessing method for spent fuel.
특히 사용후 핵연료에서 유효자원으로써 재사용이 가능한 우라늄 또는 초우라늄 금속을 회수하는 파이로프로세싱 공정에서는 용융염 내 희토류의 농도가 높을 경우 희토류의 공전착이 발생되어 재사용이 가능한 형태의 우라늄 및 초우라늄 금속을 얻는 것이 쉽지 않으며, 이를 위해서는 용융염 내 희토류의 농도를 일정 수준 이하로 낮추거나 희토류 핵종들을 용융염에서 분리할 수 있는 기술 개발이 필요하다.In the pyrolysis process, which recovers uranium or uranium metal that can be reused as an effective resource in spent fuel, especially when the concentration of rare earth in the molten salt is high, uranium and uranium metal It is necessary to develop a technique for lowering the concentration of the rare earth element in the molten salt to a certain level or separating the rare earth element from the molten salt.
뿐만 아니라, 희토류 금속은 발전기 및 차세대 전지를 포함한 첨단 산업에 사용되고 있는 미량원소들로, 지구 지각에 매우 적은 양만이 포함되어 있으며, 현재 희토류 금속의 상당량은 중국에서 공급되고 있으나, 이를 석유처럼 무기화하려는 움직임이 있다. 이에 많은 선진국들이 새로운 자원 공급처를 찾는 노력과 동시에 기존에 사용된 희토류를 다시 회수하여 사용하는 방법의 개발에 많은 관심을 가지고 있다.In addition, rare-earth metals are trace elements used in high-tech industries, including generators and next-generation batteries, and contain only a very small amount of earth crust. Currently, a considerable amount of rare earth metals are supplied from China, There is movement. Therefore, many developed countries are interested in finding a new source of resources and at the same time developing new methods for reclaiming used rare earths.
기존의 공정들에는 혼합된 원료로부터 우라늄 또는 초우라늄과 희토류 금속을 분리 회수하는 공정은 알려진 바 없다,There is no known process for separating and recovering uranium or uranium or rare earth metal from mixed raw materials in existing processes,
일본 공개특허 제2008-39412호는 우라늄 등을 포함하는 폐기물로부터 산화침전을 통하여 우라늄 등의 성분을 분리하는 기술에 대하여 언급하고 있다. 구체적으로, 일본 공개특허 제2008-39412호는 방사성 폐기물로부터 산화 침전을 통하여 우라늄을 회수하는 내용이 기재되어 있다. 그러나, 희토류 성분이 함께 혼합되어 있을 때, 이를 우라늄 성분과 분리하여 회수하는 방법에 대하여 언급하고 있지 않다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-39412 discloses a technique for separating components such as uranium from wastes containing uranium and the like through oxidative precipitation. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-39412 discloses contents of recovering uranium from the radioactive waste through oxidative precipitation. However, when the rare earth components are mixed together, there is no mention of a method of recovering the rare earth components separately from the uranium component.
또한 "희소금속 제련 및 재활용을 위한 용융염 공정", 이태혁 외, 세라미스트, 제18권, 제3호, 48-57(2015.9)에는 다양한 희소금속을 고상 금속 전극을 이용하여 제련하는 방법으로 다양한 용융염법이 기술되어 있다. 그러나, 우라늄 성분이 함께 혼합되어 있을 때, 이를 희소금속들과 분리하여 회수하는 방법에 대하여 언급하고 있지 않다.In addition, "a molten salt process for rare metal smelting and recycling ", Tae Hyuk Lee et al., Ceramist, Vol. 18, No. 3, 48-57 (2015.9), discloses a method of smelting various rare metals using solid metal electrodes The molten salt method is described. However, when the uranium components are mixed together, there is no reference to a method of separating and recovering them from rare metals.
이처럼, 파이로프로세싱 공정에서 용융염 내에 희토류 농도가 높을 경우 재사용이 가능한 형태의 우라늄 초우라늄 금속을 얻기 어려울 뿐만 아니라, 희토류 성분 자체도 분리 회수하는 것이 중요함에도 불구하고, 이를 해결할 수 있는 기술은 없는 실정이다. 이에 본 발명의 발명자들은 우라늄 화합물과 희토류 화합물을 포함하는 공융염에서 우라늄 성분과 희토류 성분을 분리하여 회수할 수 있는 방법을 연구하여 본 발명을 완성하였다.In this way, it is difficult to obtain a uranium chloranium metal in a form that can be reused when the rare earth concentration in the molten salt is high in the pyrolysis process, and it is important to separate and recover the rare earth component itself. However, It is true. Accordingly, the inventors of the present invention have completed the present invention by studying a method of separating and recovering uranium and rare earth components from a eutectic salt containing a uranium compound and a rare earth compound.
본 발명의 목적은 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수 방법 및 이를 위한 분리 회수 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a separation and recovery method of uranium oxide and a rare earth metal and a separation / recovery device therefor.
상기 목적을 달성하기 위하여 To achieve the above object,
본 발명은The present invention
우라늄 화합물과 희토류 화합물을 포함하는 공융염에 우라늄 화합물을 산화시키기 위한 첨가제를 도입하여 우라늄 산화물을 침전시키는 단계;Introducing an additive for oxidizing the uranium compound into the eutectic salt comprising the uranium compound and the rare earth compound to precipitate the uranium oxide;
액상 금속을 음극으로 사용하는 용융염 전해법을 이용하여 희토류 화합물로부터 희토류 금속을 회수하는 단계; 및Recovering a rare earth metal from a rare earth compound using a molten salt electrolysis method using a liquid metal as a cathode; And
상기 침전된 우라늄 산화물을 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법을 제공한다.And recovering the precipitated uranium oxide. The present invention also provides a method for separating and recovering uranium oxide and rare earth metal.
또한 본 발명은Also,
상면이 개방된 반응기;A reactor having an open top surface;
상기 반응기 외부에서 이의 상면을 제외한 외면을 감싸도록 형성되는 가열기; 및A heater formed outside the reactor to surround an outer surface of the reactor except the upper surface thereof; And
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 하기 (a) 또는 (b)의 플랜지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수장치:And a flange portion (a) or (b) for sealing the open upper surface of the reactor. The apparatus for separating and recovering uranium oxide and rare earth metal according to claim 1,
(a)(a)
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 플랜지; 및A flange sealing the open upper surface of the reactor; And
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되는 교반기;를 포함하는 플랜지부,And a stirrer extending through the flange and extending into the reactor,
(b)(b)
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 플랜지;A flange sealing the open upper surface of the reactor;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 액상 금속 음극을 수용하는 액상 금속 음극 수용기;A liquid metal cathode receiver formed through the flange and extending into the reactor, the liquid metal cathode receiver accommodating a liquid metal cathode;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 내부에 위치하는 작업전극;A working electrode extending through the flange and extending into the reactor, the working electrode being positioned inside the liquid metal cathode receiver;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 외부에 위치하는 상대전극;A counter electrode extending through the flange and extending into the reactor, the counter electrode being positioned outside the liquid metal cathode receiver;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 외부에 위치하는 기준전극;를 포함하는 플랜지부를 제공한다.And a reference electrode extending through the flange and extending into the reactor, the reference electrode being located outside the liquid metal cathode receiver.
본 발명에 따르면, 사용후 핵연료 용융염으로부터 우라늄 산화물과 희토류 금속을 분리하여 각각 회수할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 따르면, 우라늄과 희토류를 함유한 광물에서도 우라늄 산화물과 희토류 금속을 고순도로 분리 및 회수할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the uranium oxide and the rare earth metal can be separated from the spent nuclear fuel molten salt and each can be recovered. Also, according to the present invention, uranium oxide and rare earth metal can be separated and recovered in high purity even in a mineral containing uranium and rare earth.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 일 예를 보여주는 공정도이고,
도 2는 본 발명에 따른 장치를 보여주는 일 구체예이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결과물을 보여주는 사진이고, 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 침전물의 XRD 그래프이다.1 is a process diagram showing an example of a method according to the present invention,
2 is an embodiment showing an apparatus according to the present invention,
FIG. 3 is a photograph showing an output according to an embodiment of the present invention, and FIG.
4 is an XRD graph of a precipitate according to an embodiment of the present invention.
이하에서 본 발명의 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for separating and recovering uranium oxide and a rare earth metal according to the present invention will be described.
본 발명은The present invention
우라늄 화합물과 희토류 화합물을 포함하는 공융염에 우라늄 화합물을 산화시키기 위한 첨가제를 도입하여 우라늄 산화물을 침전시키는 단계;Introducing an additive for oxidizing the uranium compound into the eutectic salt comprising the uranium compound and the rare earth compound to precipitate the uranium oxide;
액상 금속을 음극으로 사용하는 용융염 전해법을 이용하여 희토류 화합물로부터 희토류 금속을 회수하는 단계; 및Recovering a rare earth metal from a rare earth compound using a molten salt electrolysis method using a liquid metal as a cathode; And
상기 침전된 우라늄 산화물을 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법을 제공한다.And recovering the precipitated uranium oxide. The present invention also provides a method for separating and recovering uranium oxide and rare earth metal.
이하 본 발명의 방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 분리 회수방법은 우라늄 화합물과 희토류 화합물을 포함하는 공융염에 우라늄 화합물을 산화시키기 위한 첨가제를 도입하여 우라늄 산화물을 침전시키는 단계를 포함한다. 우라늄 화합물과 희토류 화합물으 혼합되어 있는 공융염에서 우선 우라늄 화합물을 선택적으로 산화시켜 침전시키는 방법으로 분리하기 위하여 첨가제를 도입하는 단계이다.The separation and recovery method according to the present invention comprises introducing an additive for oxidizing a uranium compound into a eutectic salt containing a uranium compound and a rare earth compound to precipitate uranium oxide. In the eutectic salt mixed with the uranium compound and the rare earth compound, the additive is introduced in order to separate the uranium compound by a selective precipitation method of the uranium compound.
이때 사용되는 공융염은 이후 공정인 용융염 전해법 공정을 고려하여 염화물 계여의 공융염을 사용하는 것이 바람직하다. 기존 공지의 기술들은 공융염 전해질로 LiF-NdF3-BaF2와 같은 불화물계 공융염을 사용하였으나, 이와 같이 불화물계 공융염을 사용하는 경우 용융염 전해법 공정 온도가 1000 ℃를 초과하는 고온이라는 문제점이 있고, 이에 따라 공정의 안전성이 저하되는 문제점이 있다. 본 발명의 방법에서는 염화물 계열의 공융염을 사용하여 상대적으로 저온에서 공정을 수행할 수 있고, 이에 따라 공정의 안전성을 크게 개선시킬 수 있는 장점이 있다.The eutectic salt to be used at this time is preferably a eutectic salt of chloride-based salt, considering the subsequent process of molten salt electrolysis. The conventional known technologies use a fluoride-based eutectic salt such as LiF-NdF 3 -BaF 2 as a eutectic salt electrolyte. However, when the fluoride-based eutectic salt is used, the process temperature of the molten salt electrolysis process is higher than 1000 ° C. There is a problem that the safety of the process is deteriorated. In the method of the present invention, the chloride-based eutectic salt can be used to carry out the process at a relatively low temperature, thereby greatly improving the safety of the process.
이때 사용되는 염화물 계열의 공융염은 염화리튬-염화칼륨 공융염일 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 다만, 다양한 염화물 계열의 공융염 중 염화리튬-염화칼륨 공융염을 사용하는 경우 다른 염화물 계열의 공융염과 비교하여 낮은 공정온도에서 운전할 수 있는 장점이 있다.The chloride-based eutectic salt used herein may be lithium chloride-potassium chloride eutectic salt, but is not necessarily limited thereto. However, when the eutectic salt of lithium chloride and potassium chloride in the eutectic salt of various chloride series is used, the eutectic salt can be operated at a lower process temperature than the other eutectic salt of chloride type.
본 발명에 따른 분리 회수 방법에서 상기 첨가제는 우라늄 화합물을 산화시켜 침전시킬 수 있는 첨가제이면 특정 물질로 한정되는 것은 아니나, 우라늄 침전반응 후 전해질의 조성이 변화되지 않아 재사용이 가능한 형태로 유지하기 위해 LiCl-KCl 공융염의 전해질을 사용할 경우에는 공융염의 혼합조성을 고려한 혼합비의 Li2CO3-K2CO3 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 단일 첨가제(K2CO3)를 사용한 후 전해질 조성을 유지하기 위해 LiCl을 주입하는 방법을 사용할 수도 있다. 본 발명에서는 첨가제로 K2CO3를 사용하는 경우를 예를 들어 설명하며 그 내용은 이하와 같다.In the separation and recovery method according to the present invention, the additive is not limited to a specific substance as long as it is an additive that can precipitate uranium compound by oxidation. However, since the composition of the electrolyte does not change after the uranium precipitation reaction, When using an electrolyte of a KCl eutectic salt, it is preferable to use a mixing ratio of Li 2 CO 3 -K 2 CO 3 considering the mixed composition of the eutectic salt. In order to maintain the electrolyte composition after using the single additive (K 2 CO 3 ) May be used. In the present invention, the case where K 2 CO 3 is used as an additive will be described by way of example, and the contents thereof are as follows.
첨가제를 이용하여 공융염 내 우라늄 화합물, 예를 들어 우라늄 염화물(UCl3)를 산화물 형태로 전환하는 것은 하기 반응식 1을 기반으로 수행된다. 반응식 1은 온도가 증가함에 따라 반응성이 증가하는 경향을 가지는 반응이고, 운전 온도로 고려되는 500 ℃에서 약 -104.8 kcal의 자유에너지를 갖는 반응이다. 이와 경쟁반응으로 나타날 수 있는 반응은 하기 반응식 2와 같이, 희토류 화합물의 구체적인 예인 NdCl3와 첨가제의 반응이다. 반응식 2의 반응 또한 온도가 증가함에 따라 반응성이 증가하는 경향을 가지나 500 ℃에서 약 -55.2 kcal의 자유에너지를 가지고 있어, 수치상으로 반응식 1에 비하여 반응성이 약 절반 정도이다. 또한 반응식 2에 의하여 발생되는 희토류 산화물은 하기 반응식 3과 같은 반응식에 의하여 염화물로 전환될 수 있는 양에 해당하도록 K2CO3 첨가제를 주입하면, 공융염 내 UCl3는 산화물로 전환되고, 희토류는 염화물 상태로 잔류하는 상황이 되기 때문에, 결과적으로 공융염 내에서 UCl3만 산화물로 전환되게 된다.The conversion of a uranium compound in the eutectic salt, for example uranium chloride (UCl 3 ), to an oxide form using an additive is carried out on the basis of the following reaction formula (1). Reaction 1 has a tendency to increase reactivity with increasing temperature and is a reaction with a free energy of about -104.8 kcal at 500 ° C considered as the operating temperature. The reaction which may appear as a competitive reaction is reaction of NdCl 3 , which is a specific example of a rare earth compound, with an additive, as shown in the following reaction formula (2). The reaction of
<반응식 1><Reaction Scheme 1>
UCl3 + 1.5K2CO3 -> UO2 + CO2(g) + 0.5CO(g) +3KClUCl 3 + 1.5K 2 CO 3 -> UO 2 + CO 2 (g) + 0.5CO (g) + 3KCl
<반응식 2><
NdCl3 + 1.5K2CO3 -> 0.5Nd2O3 + 1.5CO2(g) + 3KClNdCl 3 + 1.5 K 2 CO 3 -> 0.5 Nd 2 O 3 + 1.5 CO 2 (g) + 3 KCl
<반응식 3><Reaction Scheme 3>
Nd2O3 + 2UCl3 -> NdCl3 + UO2 + UONd 2 O 3 + 2 UCl 3 -> NdCl 3 + UO 2 + UO
본 발명에 따른 분리 회수 방법은 액상 금속을 음극으로 사용하는 용융염 전해법을 이용하여 희토류 화합물로부터 희토류 금속을 회수하는 단계를 포함한다. 즉, 공융염에 포함되어 있는 희토류 화합물을 용융염 전해법을 이용하여 액상 금속에 희토류 금속 형태로 전착시키는 방법으로 희토류 금속을 회수한다.The separation and recovery method according to the present invention includes a step of recovering a rare earth metal from a rare earth compound using a molten salt electrolysis method using a liquid metal as a cathode. That is, the rare earth metal contained in the eutectic salt is electrodeposited on the liquid metal in the form of rare earth metal using the molten salt electrolysis method to recover the rare earth metal.
본 발명에 따른 분리 회수방법은 액상 금속을 음극으로 사용하는 것을 발명의 특징으로 한다. 기존 공지의 기술들은 예를 들어 철과 같은 고체 금속을 음극으로 사용함에 따라, 첫째 환원되는 희토류 금속이 음극과 함금을 형성하여 고순도의 희토류 금속을 회수할 수 없게 되고, 이를 해결하기 위하여 Mo, Ta와 같은 고가의 음극 재료를 사용해야 하는 문제점이 있었고, 둘째, 환원되는 희토류 금속 중 일부가 음극에 전착되지 않고, 공융염 내에 산재하게 됨에 따라, 이를 회수하기 위한 고온의 부가 공정이 필요하였다. 구체적으로 공융염 내에 산재되어 있는 희토류 금속을 회수하기 위해서는 희토류 금속의 용융조건인 약 1000 ℃의 온도까지 가열하여 공융염보다 비중이 높은 희토류 금속을 하부에서 분리 및 회수하는 방법을 사용하였다. 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 액상의 금속을 음극으로 사용한다.The separation and recovery method according to the present invention is characterized in that a liquid metal is used as a cathode. Conventional known techniques use a solid metal such as iron as a negative electrode, and the rare earth metal which is reduced first forms an alloy with the negative electrode and thus can not recover the rare earth metal of high purity. In order to solve this problem, . Secondly, some of the reduced rare earth metals are not electrodeposited to the negative electrode, but are dispersed in the eutectic salt, and thus, a high-temperature addition process is required to recover the rare-earth metals. Specifically, in order to recover the rare earth metal dispersed in the eutectic salt, a method of separating and recovering a rare earth metal having a specific gravity higher than that of the eutectic salt was conducted at a temperature of about 1000 ° C, which is a melting condition of rare earth metals, was used. In order to solve such a problem, the present invention uses a liquid metal as a cathode.
본 발명은 액상의 금속을 음극으로 사용함에 따라, 환원된 희토류 금속을 음극 성분으로부터 용이하게 회수하여 고순도 및 고밀도의 희토류 금속을 얻을 수 있고, 공융염 내 산재하는 희토류 금속을 회수하기 위한 추가 공정이 불필요하게 되는 장점이 있다. 본 발명에서 액상의 금속을 음극으로 사용함으로써, 희토류 화합물이 환원되면서, 희토류 금속과 액상의 금속 음극이 합금을 형성하면서 액상 금속 음극이 담긴 수용기 내에서 희토류 금속이 전착된다. 이 상태에서 상기 수용기 내의 공융염 및 액상의 금속 음극을 제거하는 방법으로 용이하게 고순도 및 고밀도의 희토류 금속을 회수할 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 액상 금속을 음극으로 사용함에 따라 용융염 전해법 공정 중 회수하려는 희토류 금속이 액상 금속에 전착되면서 액상 금속과 합금을 형성함에 따라 활동도 변화가 발생되어, 기존의 고체 전극과 비교하여 전위가 양의 값으로 이동하게 되며, 이로 인하여 전압 강하가 발생됨에 따라 소요 전력이 감소되고, 이에 따른 운전상의 부가적인 경제성을 확보하는 장점이 있다.According to the present invention, by using a liquid metal as a negative electrode, the reduced rare earth metal can be easily recovered from the negative electrode component to obtain a rare earth metal having high purity and high density, and an additional process for recovering the rare earth metal dispersed in the eutectic salt There is an advantage of being unnecessary. In the present invention, by using a liquid metal as the cathode, the rare earth compound is reduced, and the rare earth metal is electrodeposited in the receiver containing the liquid metal cathode while the rare earth metal and the liquid metal cathode form an alloy. In this state, it is possible to easily recover high-purity and high-density rare-earth metals by removing the eutectic salt and the liquid metal cathode in the receiver. Further, according to the present invention, as the liquid metal is used as a negative electrode, a rare earth metal to be recovered in the molten salt electrolytic process is electrodeposited on the liquid metal to form an alloy with the liquid metal, The potential is moved to a positive value. As a result, the required power is reduced as the voltage drop occurs, thereby securing an additional economical efficiency in operation.
이때 본 발명에서 음극으로 사용되는 액상의 금속은 액상의 아연 금속인 것이 바람직하다. 다른 액상의 금속과 비교하여, 아연은 독성도가 낮고, 전착 후 감압증류를 통한 분리가 용이하며, 최종 생성물이 고밀도의 형태로 회수될 수 있다는 점에서, 본 발명의 용융염 전해법에서 음극으로 사용될 때 장점이 있다. 액상의 금속으로 아연 외 예를 들어 카드뮴이 사용될 수도 있다.At this time, the liquid metal used as a cathode in the present invention is preferably a liquid zinc metal. Compared to other liquid metals, zinc has low toxicity, is easy to separate through vacuum distillation after electrodeposition, and can be recovered in a high-density form, so that it can be used as a negative electrode in the molten salt electrolysis process of the present invention There are advantages when. As the liquid metal, other than zinc, for example, cadmium may be used.
본 발명의 분리 회수 방법에서 상기 액상 금속을 음극으로 사용하는 용융염 전해법을 이용하여 희토류 화합물로부터 희토류 금속을 회수하는 단계는 감압증류를 통하여 액상 금속과 공융염을 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 용융염 전해법을 수행하게 되면, 희토류 화합물이 환원되어 희토류 금속이 형성되나, 본 발명의 방법을 통하여 형성된 희토류 금속은 공융염 전해질 및 액상 금속 음극과 혼합되어 있는 형태로 존재하게 된다. 이 상태에서 희토류 금속은 다른 성분들로부터 다양한 공지 방법으로 분리 및 회수될 수 있으나, 감압증류 방법으로 분리 및 회수하면 최종 생성물의 형태가 다공성의 스폰지 형태가 아니라 고밀도의 덩어리 형태로 형성됨에 따라 고순도일 뿐만 아니라, 고밀도로 희토류 금속을 회수할 수 있게 되는 장점이 있다. 감압증류를 통하여 분리되는 아연 등의 액상 금속 및 공유염은 용융염 전해법에 재사용될 수 있다.In the separation and recovery method of the present invention, the step of recovering the rare earth metal from the rare earth compound using the molten salt electrolysis method using the liquid metal as a negative electrode preferably includes a step of removing the liquid metal and the eutectic salt through the reduced pressure distillation Do. When the molten salt electrolytic process is performed, the rare earth compound is reduced to form a rare earth metal, but the rare earth metal formed through the process of the present invention is mixed with the eutectic salt electrolyte and the liquid metal anode. In this state, the rare earth metal can be separated and recovered from other components by various known methods. However, when the separated product is separated and recovered by the reduced pressure distillation method, the final product is formed into a high-density lump form instead of a porous sponge form, In addition, there is an advantage that the rare earth metal can be recovered at a high density. Liquid metals and cobalt salts such as zinc, which are separated through vacuum distillation, can be reused in molten salt electrolysis.
본 발명에 따른 분리 회수 방법은 용융염 전해법을 수행하는 단계를 포함하며, 이때 음극에 인가되는 전위는 -2.1 V 내지 -1.5 V의 범위인 것이 바람직하다(기준전극 1wt% Ag/Ag+). 만약 인가되는 전위가 -2.1 V 미만인 경우에는 액상 금속 음극을 수용하는 금속 수용기 등도 전극으로 역할을 수행하여 이와 같은 수용기의 외벽에도 희토류가 금속 형태로 환원되게 되어, 이를 회수하는 것이 어려워지는 문제점이 있고, 인가되는 전위가 -1.5 V를 초과하는 경우에는 음극에서 희토류 화합물의 환원이 원활이 수행되지 않는 문제점이 있다.The separation and recovery method according to the present invention includes a step of performing a molten salt electrolysis method, wherein the potential applied to the cathode is preferably in the range of -2.1 V to -1.5 V (reference electrode 1 wt% Ag / Ag + ). . If the applied electric potential is less than -2.1 V, the metal receptacle for receiving the liquid metal cathode also serves as an electrode, and the rare earth metal is reduced to the metal form on the outer wall of such a receptacle, which makes it difficult to recover the metal , And when the applied potential exceeds -1.5 V, reduction of the rare earth compound is not smoothly performed in the cathode.
본 발명에 따른 분리 회수 방법은 용융염 전해법을 수행하는 단계를 포함하며, 이때 용융염 전해법은 400 내지 600 ℃에서 수행되는 것이 바람직하다. 기존의 용융염 전해법의 경우 불화물 계열의 공융염을 사용하여 전해 공정이 1000 ℃를 초과하는 고온에서 수행되었어야 하며, 이에 따라 공정의 안전성이 크게 문제되었다. 그러나, 본 발명의 경우 염화물 계열의 공융염을 사용함에 따라 400 내지 600 ℃의 온도범위에서 용융염 전해법을 수행할 수 있게 되었고, 이에 따라 공정의 안전성이 크게 개선된 장점이 있다. 이때 상기 온도가 400 ℃ 미만인 경우에는 공융염 물질들이 충분히 용융되지 않는 문제점이 있고, 600 ℃를 초과하는 경우 불필요하게 공정 온도가 높아져 공정 안전성이 저하되는 문제점이 있다.The separation and recovery method according to the present invention includes a step of performing a molten salt electrolysis method, wherein the molten salt electrolysis method is preferably performed at 400 to 600 ° C. In the case of the conventional molten salt electrolysis method, the electrolytic process must be performed at a high temperature exceeding 1000 ° C. by using a fluoride-based eutectic salt, and thus, the process safety is seriously problematic. However, according to the present invention, the use of a chloride-based eutectic salt enables the molten salt electrolysis to be carried out in a temperature range of 400 to 600 ° C, thereby greatly improving the safety of the process. If the temperature is less than 400 ° C., the eutectic salt materials may not sufficiently melt. If the temperature is higher than 600 ° C., the process temperature may be unnecessarily increased and the process safety may be deteriorated.
본 발명에 따른 분리 회수 방법 중 용융염 전해법을 수행하는 단계는 감압증류를 통하여 액상 금속 음극 성분과 전해질 성분을 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하고, 이때 감압증류는 600 내지 1000 ℃의 온도범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 감압증류시의 온도가 600 ℃ 미만인 경우에는 고순도의 희토류 금속을 회수할 수 없는 문제점이 있고, 온도가 1000 ℃를 초과하는 경우에는 불필요하게 공정 온도가 높아져 공정 안전성이 저하되는 문제점이 있다.The step of performing the molten salt electrolysis in the separation and recovery method according to the present invention preferably includes a step of removing the liquid metal anode component and the electrolyte component through the reduced pressure distillation wherein the reduced pressure distillation is performed at a temperature range of 600 to 1000 ° C . When the temperature at the time of the reduced pressure distillation is less than 600 ° C, there is a problem that the rare earth metal of high purity can not be recovered. When the temperature exceeds 1000 ° C, the process temperature becomes unnecessarily high and process safety is deteriorated.
또한, 본 발명은In addition,
상면이 개방된 반응기;A reactor having an open top surface;
상기 반응기 외부에서 이의 상면을 제외한 외면을 감싸도록 형성되는 가열기; 및A heater formed outside the reactor to surround an outer surface of the reactor except the upper surface thereof; And
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 하기 (a) 또는 (b)의 플랜지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수장치:And a flange portion (a) or (b) for sealing the open upper surface of the reactor. The apparatus for separating and recovering uranium oxide and rare earth metal according to claim 1,
(a)(a)
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 플랜지; 및A flange sealing the open upper surface of the reactor; And
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되는 교반기;를 포함하는 플랜지부,And a stirrer extending through the flange and extending into the reactor,
(b)(b)
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 플랜지;A flange sealing the open upper surface of the reactor;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 액상 금속 음극을 수용하는 액상 금속 음극 수용기;A liquid metal cathode receiver formed through the flange and extending into the reactor, the liquid metal cathode receiver accommodating a liquid metal cathode;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 내부에 위치하는 작업전극;A working electrode extending through the flange and extending into the reactor, the working electrode being positioned inside the liquid metal cathode receiver;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 외부에 위치하는 상대전극;A counter electrode extending through the flange and extending into the reactor, the counter electrode being positioned outside the liquid metal cathode receiver;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 외부에 위치하는 기준전극;를 포함하는 플랜지부를 제공한다.And a reference electrode extending through the flange and extending into the reactor, the reference electrode being located outside the liquid metal cathode receiver.
이하 본 발명의 분리 회수장치를 각 구성별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the separation / collection device of the present invention will be described in detail for each configuration.
본 발명에 따른 분리 회수장치는 상면이 개방된 반응기를 포함한다. 상기 반응기는 우라늄 화합물과 희토류 화합물이 혼합되어 있는 공융염을 수용하는 반응기이고, 상기 반응기 내에서 우라늄 화합물이 우라늄 산화물로 산화되어 침전되는 반응과, 용융염 전해법에 의한 희토류 화합물이 희토류 금속으로 전환되는 반응이 수행된다. 원료 물질이 용이하게 도입되도록 하기 위하여 상기 반응기는 상면이 개방되어 있다. The separation and collection apparatus according to the present invention includes a reactor having an open top surface. The reactor is a reactor for containing a eutectic salt in which a uranium compound and a rare earth compound are mixed. In the reactor, the uranium compound is oxidized to uranium oxide to precipitate, and the rare earth compound is converted into a rare earth metal by the molten salt electrolysis Lt; / RTI > In order to facilitate the introduction of the raw material, the upper surface of the reactor is opened.
다음으로 본 발명에 따른 분리 회수장치는 상기 반응기 외부에서 이의 상면을 제외한 외면을 감싸도록 형성되는 가열기를 포함한다. 본 발명의 반응기 내에서는 원료물질들이 용융된 이후에 순차적으로 반응이 진행되어야 하기 때문에 반응기를 가열시키기 위한 수단이 필요하고, 특히 균일한 반응을 위하여 본 발명에서는 반응기의 개방된 상면을 제외한 외면을 감싸도록 형성되는 가열기를 구성으로 포함한다.Next, the separation / recovery device according to the present invention includes a heater formed outside the reactor to surround the outer surface of the reactor except the upper surface thereof. In the reactor of the present invention, means for heating the reactor is required since the reaction must proceed sequentially after the raw materials are melted. In particular, in order to achieve a uniform reaction, the outer surface of the reactor except the open top surface is surrounded As shown in FIG.
다음으로 본 발명에 따른 분리 회수장치는 상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키기 위한 플랜지부를 포함하는데, 우라늄 화합물을 산화시키는 단계에서 사용되는 플랜지부와 희토류 화합물로부터 희토류 금속을 회수하는 단계에서 사용되는 플랜지부가 구별되어 포함된다.Next, the separation and recovery device according to the present invention includes a flange portion for sealing the open upper surface of the reactor, and is used in the step of recovering the rare earth metal from the rare earth compound and the flange portion used in the step of oxidizing the uranium compound Flange portions are separately included.
구체적으로 우라늄 화합물을 산화시키는 단계에서 사용되는 플랜지부는 상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 플랜지; 및 상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되는 교반기를 포함한다. 우라늄 화합물을 산화시키기 위해서는 상기와 같은 첨가제를 도입한 후 고온 환경에서 교반하면서 반응을 수행하게 되는데, 본 발명에 따른 플랜지부는 반응기 상면을 밀폐시키기 위한 플랜지와, 상기의 교반을 수행하기 위하여 반응기 내로 연장되어 형성되는 교반기를 포함한다.Specifically, the flange portion used in the step of oxidizing the uranium compound comprises a flange for sealing the open upper surface of the reactor; And a stirrer extending through the flange and extending into the reactor. In order to oxidize the uranium compound, the additive is introduced and the reaction is performed in a high temperature environment. The flange according to the present invention comprises a flange for sealing the upper surface of the reactor, And an agitator formed thereon.
희토류 화합물로부터 희토류 금속을 회수하는 단계에서 사용되는 플랜지부는 상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 플랜지; 상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 액상 금속 음극을 수용하는 액상 금속 음극 수용기; 상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 내부에 위치하는 작업전극; 상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 외부에 위치하는 상대전극; 및 상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 외부에 위치하는 기준전극;을 포함한다. 상기 수용기는 액상의 음극을 수용하기 위하여 예를 들어 바스켓 형태일 수 있고, 용융염 전해법의 반응이 수행되는 동안의 온도조건 및 부식 환경을 견딜 수 있는 재질이라면, 그 재질이 특정 재질로 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 부식 저항성이 우수한 스테인리스 스틸을 사용할 수 있고, 또는 공정시간을 단축하기 위하여 과전압을 인가하는 경우에는 세라믹 성분을 사용할 수도 있다. 반응기 내부에는 용융염 전해법을 수행하기 위하여 작업전극, 상대전극 및 기준전극을 포함하며, 이때 작업전극은 상기 액상 금속 음극 수용기 내부에 위치하고, 상대전극 및 기준전극은 상기 액상 금속 음극 수용기 외부에 위치한다.The flange portion used in the step of recovering the rare earth metal from the rare earth compound includes a flange for sealing the open upper surface of the reactor; A liquid metal cathode receiver formed through the flange and extending into the reactor, the liquid metal cathode receiver accommodating a liquid metal cathode; A working electrode extending through the flange and extending into the reactor, the working electrode being positioned inside the liquid metal cathode receiver; A counter electrode extending through the flange and extending into the reactor, the counter electrode being positioned outside the liquid metal cathode receiver; And a reference electrode extending through the flange and extending into the reactor, the reference electrode being located outside the liquid metal cathode receiver. The receptors may be, for example, in the form of a basket to receive a liquid negative electrode and, if the material is capable of withstanding the temperature and corrosive environment during the reaction of the molten salt electrolysis process, For example, stainless steel having excellent corrosion resistance may be used, or a ceramic component may be used when an overvoltage is applied to shorten the processing time. In the reactor, a working electrode, a counter electrode, and a reference electrode are disposed to perform a molten salt electrolytic process. The working electrode is located inside the liquid metal cathode receiver, and the counter electrode and the reference electrode are located outside the liquid metal cathode receiver do.
한편, 본 발명에서 사용되는 물질들은 수분 및 산소등과의 반응이 쉽게 진행될 수 있기 때문에 상기 반응기의 개방된 상면과 플랜지부는 비활성 분위기가 형성된 공간에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 비활성 분위기가 형성된, 예를 들어 글로브 박스 내에서, 우라늄 산화물을 형성하는 단계에서는 상기 (a)에 해당하는 플랜지부가 사용되고, 희토류 금속을 회수하는 단계에서는 상기 (b)에 해당하는 플랜지부가 사용된다.Meanwhile, since the materials used in the present invention can easily react with moisture and oxygen, the open upper surface and the flange portion of the reactor are preferably located in a space in which an inert atmosphere is formed. That is, in the step of forming an inert atmosphere, for example, in the glove box, the flange portion corresponding to (a) is used in the step of forming uranium oxide. In the step of recovering the rare earth metal, do.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이하의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples. The following examples are illustrative of the present invention, but the scope of the present invention is not limited by the following examples.
<실시예 1>≪ Example 1 >
반응기: SUS 316L 재질로, 직경 100 mm, 높이 300 mm인 원통형 반응기Reactor: SUS 316L cylindrical reactor with a diameter of 100 mm and a height of 300 mm
작업전극: 1 mm 직경의 텅스텐(Nilaco 사) 봉Working electrode: 1 mm diameter tungsten (Nilaco) rods
상대전극: 3 mm 직경의 유리질탄소(Alfa Aesar 사) 봉Relative electrode: 3 mm diameter glassy carbon (Alfa Aesar) rod
기준전극: 1% AgCl을 포함하는 LiCl-KCl 공융염에 Ag 봉이 담긴 파이렉스 튜브Reference electrode: LiCl-KCl containing 1% AgCl A Pyrex tube containing an Ag rod in a eutectic salt
용융염 전해법을 위하여 인가된 전위: -1.6 V 내지 - 2.0 VApplied potential for molten salt electrolysis: -1.6 V to -2.0 V
액상 금속 음극: 아연(Zn)Liquid metal cathode: zinc (Zn)
이하의 실험은 모두 아르곤 분위기에서 수행되었다.All of the following experiments were performed in an argon atmosphere.
도 2의 (a)를 바탕으로 실시예 1 중 우라늄 산화물 침전 부분을 설명한다.The uranium oxide precipitation portion of Example 1 will be described based on Fig. 2 (a).
아르곤 분위기에서 LiCl 공융염(LiCl 몰비: 0.58)에 약 1.4 wt%에 해당하는 UCl3와 약 4.0 wt%에 해당하는 NdCl3를 첨가하여 알루미나 도가니(101)에 담아 반응기(100)에 장입한 후 가열기(200)로 반응기를 가열하여 500 ℃에서 용융을 수행하였다. 용융이 완료된 후, K2CO3를 상기 반응식 1을 기준으로 필요한 반응당량으로 도입하되, 반응 가스가 폭발적으로 발생되는 것을 방지하기 위하여, 한꺼번에 전량을 도입하지 않고, 조금씩 나누어 단계적으로 주입하였고, K2CO3 도입 후 교반기(302)를 포함하는 플랜지부(300)의 플랜지(301)로 반응기를 밀폐하고, 50 rpm 수준으로 교반하면서 반응을 수행하여 우라늄 산화물을 침전시켰다. 상기 반응 전과 반응 후의 공융염 시료를 채취하여 농도비교를 통한 UCl3의 산화물로의 전환율을 평가하였으며, 99.3 wt%가 전환되었음을 확인하였다.Then: (0.58 LiCl mole ratio) in the addition of UCl 3 and NdCl 3, which is equivalent to about 4.0 wt%, which is equivalent to about 1.4 wt% put in an alumina crucible (101) charged to the reactor (100) LiCl molten salt in an argon atmosphere The reactor was heated with the
다음은 도 2의 (b)를 바탕으로 희토류 금속의 회수 부분을 설명한다.Next, the recovery portion of the rare earth metal will be described based on Fig. 2 (b).
우라늄 산화물 침전이 완료된 후, 상기 우라늄 산화물 침전시에 사용한 플랜지부(300)를 제거하고, 용융염 전해법을 수행하기 위하여, 음극 수용기(405), 작업전극(401), 상대전극(404), 및 기준전극(403)과 플랜지(401)를 포함하는 플랜지부(400)로 상기 반응기를 밀폐시키되, 음극 수용기(405)에는 아연 금속을 도입하였고, 공융염 내에서 아연이 모두 용융된 이후 -1.9 V의 범위에서 전위를 인가하면서 희토류 금속의 전착을 6시간동안 수행하였다. 희토류 금속의 전착효율을 평가하고자 전착 전후의 공융염 시료를 채취하여 공융염 내 Nd 농도를 비교하여 전착/분리효율을 산출하였고, 99.1 wt%의 전착/분리율을 얻었다.The working
우라늄 산화물 침전과 Nd 전착이 완료된 이후의 사진을 도 3에 나타내었다. 이때 침전물 형태로 분리한 우라늄 산화물에 대한 화학적 구조는 XRD를 통하여 확인하였고, 그 결과 도 4와 같이 UO2임을 확인하였다.Fig. 3 shows a photograph after the completion of uranium oxide precipitation and Nd electrodeposition. The chemical structure of uranium oxide separated in the form of precipitate was confirmed by XRD. As a result, it was confirmed that UO 2 was as shown in FIG.
100.............반응기
101.............도가니
200.............가열기
300.............플랜지부
301.............플랜지
302.............교반기
303.............모터
400.............플랜지부
401.............플랜지
402.............작업전극
403.............기준전극
404.............상대전극
405.............액상 금속 음극 수용기100 ............. reactor
101 ............. Crucible
200 .............heater
300 ............. flange portion
301 ............. Flange
302 .............
303 ............. motor
400 ...... Flange
401 ............. Flange
402 ............. Working electrode
403 ............. reference electrode
404 ............. counter electrode
405 ......... liquid metal cathode receiver
Claims (11)
액상 금속을 음극으로 사용하는 용융염 전해법을 이용하여 희토류 화합물로부터 희토류 금속을 회수하는 단계; 및
상기 침전된 우라늄 산화물을 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법.
Introducing an additive for oxidizing the uranium compound into the eutectic salt comprising the uranium compound and the rare earth compound to precipitate the uranium oxide;
Recovering a rare earth metal from a rare earth compound using a molten salt electrolysis method using a liquid metal as a cathode; And
And recovering the precipitated uranium oxide. The method of separating and recovering uranium oxide and rare earth metal according to claim 1,
상기 공융염은 염화물 계열의 공융염인 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법.
The method according to claim 1,
Wherein the eutectic salt is a chloride-based eutectic salt.
상기 염화물 계열의 공융염은 염화리튬-염화칼륨 공융염인 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the eutectic chloride-based eutectic salt is a lithium chloride-potassium eutectic salt.
상기 첨가제는Li2CO3와 K2CO3의 혼합물 또는 K2CO3인 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법.
The method according to claim 1,
Wherein the additive is a mixture of Li 2 CO 3 and K 2 CO 3 or K 2 CO 3 .
상기 액상 금속은 액상 아연 금속인 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법.
The method according to claim 1,
Wherein the liquid metal is a liquid zinc metal.
상기 액상 금속을 음극으로 사용하는 용융염 전해법을 이용하여 희토류 화합물로부터 희토류 금속을 회수하는 단계는 감압증류를 통하여 액상 금속과 공융염을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of recovering the rare earth metal from the rare earth compound by using the molten salt electrolysis method using the liquid metal as the negative electrode comprises a step of removing the liquid metal and the eutectic salt through the reduced pressure distillation, .
상기 용융염 전해법 수행시 음극에 인가되는 전위는 -2.1 V 내지 -1.5 V(기준전극 1 wt% Ag/Ag+)인 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법.
The method according to claim 1,
Wherein the potential applied to the cathode when performing the molten salt electrolysis is -2.1 V to -1.5 V (reference electrode: 1 wt% Ag / Ag + ).
상기 용융염 전해법은 400 내지 600 ℃의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법.
The method according to claim 1,
Wherein the molten salt electrolysis is carried out at a temperature ranging from 400 to 600 ° C.
상기 감압증류는 600 내지 1000 ℃의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수방법.
The method according to claim 6,
Wherein the reduced-pressure distillation is carried out at a temperature in the range of 600 to 1000 占 폚.
상기 반응기 외부에서 이의 상면을 제외한 외면을 감싸도록 형성되는 가열기;
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 하기 (a)의 플랜지부; 및
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 하기 (b)의 플랜지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수장치:
(a)
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 플랜지; 및
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되는 교반기;를 포함하는 플랜지부,
(b)
상기 반응기의 개방된 상면을 밀폐시키는 플랜지;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 액상 금속 음극을 수용하는 액상 금속 음극 수용기;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 내부에 위치하는 작업전극;
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 외부에 위치하는 상대전극; 및
상기 플랜지를 관통하여 반응기 내로 연장되어 형성되고, 상기 액상 금속 음극 수용기 외부에 위치하는 기준전극;을 포함하는 플랜지부.
A reactor having an open top surface;
A heater formed outside the reactor to surround an outer surface of the reactor except the upper surface thereof;
A flange portion of (a) sealing the open upper surface of the reactor; And
And a flange portion (b) for sealing the open upper surface of the reactor. The apparatus for separating and recovering uranium oxide and rare earth metal according to claim 1,
(a)
A flange sealing the open upper surface of the reactor; And
And a stirrer extending through the flange and extending into the reactor,
(b)
A flange sealing the open upper surface of the reactor;
A liquid metal cathode receiver formed through the flange and extending into the reactor, the liquid metal cathode receiver accommodating a liquid metal cathode;
A working electrode extending through the flange and extending into the reactor, the working electrode being positioned inside the liquid metal cathode receiver;
A counter electrode extending through the flange and extending into the reactor, the counter electrode being positioned outside the liquid metal cathode receiver; And
And a reference electrode extending through the flange and extending into the reactor, the reference electrode being located outside the liquid metal cathode receiver.
상기 반응기의 개방된 상면 및 플랜지부는 비활성 분위기가 형성된 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물과 희토류 금속의 분리 회수장치.11. The method of claim 10,
Wherein the open upper surface and the flange portion of the reactor are located in a space in which an inert atmosphere is formed.
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2017
- 2017-12-06 KR KR1020170166506A patent/KR101988439B1/en active IP Right Grant
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