KR20200015021A - Apparatus and method of separating incompletely reduced oxide - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, an unreduced oxide separation device comprises: a reactor; a dispersion plate which is disposed on a lower portion inside the reactor, and in which a metal conversion body containing unreduced oxide is placed on an upper portion; an anode filtration membrane which is disposed on an upper portion of the dispersion plate inside the reactor, ionizes the metal conversion body when power is applied, enables an electrolyte in which the ionized metal conversion body is dissolved to pass therethrough, and has unreduced oxide attached to a lower surface thereof; a cathode filtration membrane which is disposed on an upper portion of the anode filtration membrane inside the reactor, reduces and electrodeposits the first metal of the ionized metal conversion body on a lower surface thereof when power is applied, and enables an electrolyte in which the second metal of the ionized metal conversion body is dissolved to pass therethrough; the electrolyte filled inside the reactor so that the dispersion plate, the anode filtration membrane and the cathode filtration membrane are immersed; and a power supply device with an anode of a power source connected to the anode filtration membrane and a cathode of the power source connected to the cathode filtration membrane. According to the present invention, process efficiency can be increased by reducing excess oxide.

Description

미환원 산화물 분리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF SEPARATING INCOMPLETELY REDUCED OXIDE}Unreduced oxide separation apparatus and method {APPARATUS AND METHOD OF SEPARATING INCOMPLETELY REDUCED OXIDE}

본 출원은, 미환원 산화물 분리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present application relates to an unreduced oxide separation apparatus and method.

파이로 프로세싱은 사용후 핵연료에서 유효한 성분인 우라늄 및 초우라늄 원소를 분리 및 회수하는 공정이다. 이 공정은 크게 전처리, 전해환원, 전해정련, 전해제련, 폐기물처리 공정으로 구성되며, 각 단위 공정 간의 연계가 전체 공정의 효율 및 경제성에 큰 영향을 준다.Pyroprocessing is the process of separating and recovering uranium and ultrauranium elements, which are effective components in spent nuclear fuel. This process is mainly composed of pretreatment, electrolytic reduction, electrolytic refining, electrolytic refining, and waste treatment, and the linkage between each unit process greatly affects the efficiency and economic efficiency of the entire process.

전해환원공정은 산화물 형태의 사용후 핵연료를 금속 형태로 전환하여 후속 공정인 전해정련공정에 공급한다. 이때, 공급되는 금속 전환체에 미환원 산화물이 혼합되어 있을 경우, 전해정련공정의 양극 바스켓에 전기적 저항으로 작용하여, 원하는 전류의 인가가 불가능할 수 있다. 이러한 인가 전류의 한계는 전해정련장치의 용량증대에 한계를 부여한다. The electrolytic reduction process converts spent nuclear fuel in the form of an oxide into metal and supplies it to the subsequent electrolytic refining process. In this case, when the unreduced oxide is mixed in the supplied metal converter, it may act as an electrical resistance to the anode basket of the electrolytic refining process, and thus application of a desired current may not be possible. This limit of the applied current imposes a limit on the capacity increase of the electrolytic refining apparatus.

또한, 전해정련공정에서는 양극 바스켓에서 금속 전환체의 양극 용해가 일어남에 따라, 미환원 산화물 입자는 양극 바스켓의 바깥으로 흘러나와, 전해정련장치의 바닥 부분에 쌓이게 된다. 현재의 전해정련장치 구성에서는 바닥에 쌓인 산화물 및 산화물과 전해질의 혼합물(슬러리 형태)을 회수하기 어렵다는 문제점이 있다.In addition, in the electrolytic refining process, as the anode dissolution of the metal converter in the anode basket occurs, the unreduced oxide particles flow out of the anode basket and accumulate on the bottom of the electrolytic refining apparatus. In the current electrolytic refining apparatus configuration, there is a problem in that it is difficult to recover a mixture (slurry form) of an oxide and an oxide and an electrolyte stacked on the bottom.

또한, 기존의 전해환원공정과 전해정련공정에서는 사용후 핵연료가 각각의 공정에 대응하는 전용 운반용기에 장입되어 해당 공정장치로 이송되어 공정이 수행된다. 전처리 공정이 완료된 사용후 핵연료는 전해환원공정용 운반용기에 장입되어 전해환원장치로 이송된다. 이때, 사용후 핵연료가 전해환원공정용 운반용기에 장입된 상태로 전해환원공정이 수행된다. 전해환원공정에서, 전해환원공정용 운반용기는 음극으로 사용된다. 전해환원공정이 완료된 후, 사용후 핵연료는 전해환원공정용 운반용기에서 인출된다. 그 다음, 전해정련공정용 운반용기에 장입되어, 전해정련장치로 이송된다. 이때, 전해환원공정이 완료된 사용후 핵연료가 전해정련공정용 운반용기에 장입된 상태로 전해정련공정이 수행된다. 전해정련공정에서, 전해정련공정용 운반용기는 양극으로 사용된다. 전해정련공정 생성물의 대부분은 전해정련장치의 음극에서 회수되지만, 양극으로 사용된 전해정련공정용 운반용기에는 양극 잔류물이 남게 되어, 이 잔류물에 대한 별도의 회수 작업이 요구된다. 전해정련공정의 후속 공정인 전해제련공정의 수행을 위해, 전해정련공정에서 사용된 전해질이 전해제련장치로 이송된다. 이러한 전해정련장치에서 전해제련장치로 전해질을 이송하기 위해서는 별도의 전해질 이송장치가 요구된다. 상기에 서술한 바와 같이, 기존의 파이로 프로세싱을 구성하는 각각의 단위 공정에서, 전해환원, 전해정련, 전해제련 등 서로 다른 세 종류의 전해공정 간의 연계가 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 이러한 단위 공정간 연계의 복잡성은 전체 공정의 효율 및 경제성에 부정적인 영향을 초래한다.In addition, in the existing electrolytic reduction process and the electrolytic refining process, spent nuclear fuel is charged into a dedicated transport container corresponding to each process and transferred to a corresponding processing device to perform the process. The spent nuclear fuel, which has completed the pretreatment process, is charged to the transport container for the electrolytic reduction process and transferred to the electrolytic reduction apparatus. At this time, the electrolytic reduction process is performed in a state where the spent nuclear fuel is charged into the transport container for the electrolytic reduction process. In the electrolytic reduction process, the transport container for the electrolytic reduction process is used as the cathode. After the electrolytic reduction process is completed, the spent nuclear fuel is withdrawn from the transport container for the electrolytic reduction process. Then, it is charged to the transport container for the electrolytic refining process and transferred to the electrolytic refining apparatus. At this time, the electrolytic refining process is performed in a state where the spent nuclear fuel in which the electrolytic reduction process is completed is charged into a transport container for the electrolytic refining process. In the electrolytic refining process, the transport vessel for the electrolytic refining process is used as the positive electrode. Most of the electrolytic refining product is recovered from the negative electrode of the electrolytic refining apparatus, but the positive electrode residues remain in the transport vessel for the electrolytic refining process used as the positive electrode, and a separate recovery operation for this residue is required. In order to perform the electrolytic smelting process, which is a subsequent process of the electrolytic refining process, the electrolyte used in the electrolytic refining process is transferred to the electrolytic refining apparatus. In order to transfer the electrolyte from the electrolytic refining apparatus to the electrolytic refining apparatus, a separate electrolyte transfer apparatus is required. As described above, in each unit process constituting the conventional pyro processing, there is a problem in that it is difficult to link between three different electrolytic processes such as electrolytic reduction, electrolytic refining, and electrolytic refining. In addition, the complexity of the linkage between the unit processes adversely affects the efficiency and economics of the entire process.

한국등록특허 제1733383호(“금속전환체 잔류 전해질의 회수장치 및 회수방법”, 등록일: 2017년04월28일)Korea Patent No. 1733383 (“Recovery device and recovery method of residual electrolyte of metal converter”, registered date: April 28, 2017)

본 발명은, 전해정련공정의 인가 전류 향상을 통한 용량증대 및 공정효율을 향상시킬 수 있음과 동시에 전해정련장치의 바닥에 미환원 산화물 및 이와 전해질의 혼합물이 축적되는 문제를 해결할 수 있는 미환원 산화물 분리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention can increase the capacity and process efficiency by improving the applied current of the electrolytic refining process and at the same time, the unreduced oxide which can solve the problem of accumulation of unreduced oxides and mixtures of electrolytes at the bottom of the electrorefining apparatus. It is to provide a separation device and method.

또한, 본 발명은 기존의 단위 공정인 전해환원, 전해정련, 전해제련 등 서로 다른 세 종류의 전해공정을 연계하여, 하나의 공정 시스템으로 구축할 수 있는 미환원 산화물 분리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention is to provide an unreduced oxide separation device and method that can be built in one process system by connecting three different electrolytic processes such as electrolytic reduction, electrolytic refining, electrolytic refining, which are existing unit processes. .

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 반응기; 상기 반응기 내부의 하부에 배치되고 상부에 미환원 산화물이 포함된 금속 전환체가 놓이는 분산판; 상기 반응기 내부에서 상기 분산판의 상부에 배치되고, 전원이 인가되면 상기 금속 전환체를 이온화시키고 이온화된 금속 전환체가 용해된 전해질을 통과시키며, 그 하부 표면에는 상기 미환원 산화물이 부착되는 양극 여과막; 상기 반응기 내부에서 상기 양극 여과막의 상부에 배치되고, 상기 전원이 인가되면 그 하부 표면에 상기 이온화된 금속 전환체 중 제1 금속을 환원시켜 전착시키며, 상기 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질은 통과시키는 음극 여과막; 상기 분산판, 상기 양극 여과막 및 상기 음극 여과막이 침지되도록 상기 반응기 내부에 채워지는 상기 전해질; 및 상기 양극 여과막에 상기 전원의 양극이 연결되며, 상기 음극 여과막에 상기 전원의 음극이 연결된 전원 공급 장치;를 포함하는, 미환원 산화물 분리 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a reactor; A dispersion plate disposed at the bottom of the reactor and having a metal converter including an unreduced oxide thereon; An anode filtration membrane disposed above the dispersion plate in the reactor, and when power is applied, ionize the metal converter and pass the electrolyte in which the ionized metal converter is dissolved; The reactor is disposed above the anode filtration membrane, and when the power is applied, the first metal of the ionized metal converter is reduced and electrodeposited on the lower surface thereof, and the second metal of the ionized metal converter is dissolved. The electrolyte is passed through a cathode filtration membrane; The electrolyte filled in the reactor such that the dispersion plate, the anode filtration membrane, and the cathode filtration membrane are immersed; And a power supply device to which the anode of the power source is connected to the cathode filtration membrane, and the cathode of the power source is connected to the cathode filtration membrane.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 반응기 내부의 하부로부터 상부 방향으로 분산판, 양극 여과막, 음극 여과막이 순차로 구비되며, 상기 분산판에 형성된 다수의 관통홀을 통해 기체를 상기 반응기 내부의 상부 방향으로 취입시킴으로써 상기 분산판 위에 놓인 미환원 산화물이 포함된 금속 전환체와 전해질을 유동화하는 유동화 단계; 상기 양극 여과막 및 상기 음극 여과막에 전원을 공급함으로써 상기 양극 여과막에서는 상기 금속 전환체를 이온화시키고 이온화된 금속 전환체가 용해된 전해질을 통과시키며 그 하부 표면에는 상기 미환원 산화물이 부착되며, 상기 음극 여과막에서는 그 하부 표면에 상기 이온화된 금속 전환체 중 제1 금속을 환원시켜 전착시키며 상기 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질은 통과시키는 미산화물 분리 단계; 및 반응이 완료되면, 상기 양극 여과막의 하부 표면에 기체를 취입함으로써 상기 양극 여과막 하부 표면에 부착된 미환원 산화물을 제거한 후 제거된 미환원 산화물을 회수하여 전해환원장치로 공급하며, 상기 음극 여과막의 하부 표면에 기체를 취입함으로써 상기 음극 여과막 하부 표면에 전착된 제1 금속을 제거한 후 제거된 제1 금속을 회수하여 전해정련장치로 공급하며, 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질을 분말 형태로 응축한 후 회수하여 전해제련장치로 공급하는 미환원 산화물, 생성물 및 전해질 염 회수 단계를 포함하는, 미환원 산화물 분리 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a dispersion plate, an anode filtration membrane, and a cathode filtration membrane are sequentially provided from the bottom to the top of the inside of the reactor, and through the plurality of through holes formed in the dispersion plate, the gas is directed upward in the reactor. A fluidization step of fluidizing the metal converter containing the unreduced oxide on the dispersion plate and the electrolyte by blowing into the dispersing plate; By supplying power to the anode filtration membrane and the cathode filtration membrane, the anode filtration membrane ionizes the metal converter and passes through an electrolyte in which the ionized metal converter is dissolved, and the unreduced oxide is attached to a lower surface thereof. A microoxide separation step of reducing and depositing a first metal of the ionized metal converter on the lower surface thereof and passing an electrolyte in which the second metal of the ionized metal converter is dissolved; When the reaction is completed, the gas is blown into the lower surface of the anode filtration membrane to remove the unreduced oxide attached to the lower surface of the anode filtration membrane, and then the removed unreduced oxide is recovered and supplied to the electrolytic reduction apparatus. The gas is blown into the lower surface to remove the first metal deposited on the lower surface of the cathode filtration membrane, and then the removed first metal is recovered and supplied to the electrolytic refining apparatus. There is provided a method for separating unreduced oxides, comprising recovering unreduced oxides, products, and electrolyte salts, which are then condensed in powder form and recovered and fed to an electrolytic smelter.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 전해환원공정에서 환원되지 않은 산화물을 분리하여 환원율이 향상된 금속 전환체를 후속 공정인 전해정련공정에 공급함으로써 전해정련공정의 인가 전류 향상을 통한 용량증대를 기대할 수 있다. 또한, 잉여 산화물의 감소로 공정효율을 향상시킬 수 있고, 전해정련장치의 바닥에 미환원 산화물 및 이와 전해질의 혼합물이 축적되는 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.According to one embodiment of the present invention, by increasing the reduction current by increasing the applied current of the electrolytic refining process can be expected to increase the capacity by separating the non-reduced oxide in the electrolytic reduction process by supplying a metal conversion body with improved reduction rate to the subsequent electrolytic refining process have. In addition, it is possible to improve the process efficiency by reducing the excess oxide, there is an advantage that can solve the problem of the accumulation of the unreduced oxide and the mixture of the electrolyte on the bottom of the electrolytic refining apparatus.

아울러, 금속이 용해된 전해질을 분말 형태로 응축한 후 회수하여 전해제련공정에 공급함으로써 별도의 전해질 이송장치 없이 전해제련장치로 전해질을 분말 형태로 공급할 수 있다. 본 발명을 이용하면, 기존 전해공정 간 연계의 복잡성을 극복하고, 각각의 전해공정 장치들이 하나로 연결되어 연속성을 가진 공정 시스템으로 구축할 수 있다. 특히, 본 발명에서 제공하는 미환원 산화물 분리 장치 및 방법은 그 자체로 전해정련장치 및 전해정련공정의 역할이 가능하므로, 본 발명을 이용하면, 별도의 전해정련공정을 생략하고, 전해환원공정과 전해제련공정을 직접 연계할 수 있다.In addition, the electrolyte in which the metal is dissolved is condensed in powder form, recovered, and supplied to the electrolytic smelting process, so that the electrolyte may be supplied in powder form to the electrolytic smelting apparatus without a separate electrolyte transfer device. Using the present invention, it is possible to overcome the complexity of the linkage between the existing electrolytic process, each of the electrolytic process apparatus is connected to one can be built as a process system having a continuity. In particular, the non-reduced oxide separation apparatus and method provided by the present invention can play the role of an electrolytic refining apparatus and an electrolytic refining process by itself, and thus, by using the present invention, a separate electrolytic refining process is omitted, and Electrolytic smelting process can be linked directly.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미환원 산화물 분리 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 분산판을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미환원 산화물 분리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미환원 산화물 분리 방법을 설명하는 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram of an unreduced oxide separation device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a dispersion plate according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are views for explaining the operation of the unreduced oxide separation device according to one embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an unreduced oxide separation method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 더욱 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity, elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미환원 산화물 분리 장치(100)의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a non-reduced oxide separation device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미환원 산화물 분리 장치(100)는, 반응기(110)와, 반응기(110) 내부의 하부에 배치되고 상부에 미환원 산화물이 포함된 금속 전환체가 놓이는 분산판(111)과, 반응기(110) 내부에서 분산판(111)의 상부에 배치되고, 전원이 인가되면 금속 전환체를 이온화시키고 이온화된 금속 전환체가 용해된 전해질을 통과시키며, 그 하부 표면에는 미환원 산화물이 부착되는 양극 여과막(112)과, 반응기(110) 내부에서 양극 여과막(112)의 상부에 배치되고, 전원이 인가되면 그 하부 표면에 이온화된 금속 전환체 중 제1 금속을 환원시켜 전착시키며, 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질은 통과시키는 음극 여과막(113)과, 분산판(111), 양극 여과막(112) 및 음극 여과막(113)이 침지되도록 반응기 내부에 채워지는 전해질(L)과, 양극 여과막(112)에 전원의 양극이 연결되며, 음극 여과막(113)에 전원의 음극이 연결된 전원 공급 장치(115)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 금속은 우라늄(U)이며, 제2 금속은 플루토늄(Pu) 등을 포함하는 초우라늄일 수 있다.As shown in FIG. 1, the unreduced oxide separation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a reactor 110 and a non-reduced oxide disposed at a lower portion of the reactor 110 and included at an upper portion thereof. The dispersing plate 111 on which the metal converting body is placed, and the upper part of the dispersing plate 111 inside the reactor 110, when power is applied, ionizes the metal converting body and passes the electrolyte in which the ionized metal converting body is dissolved. The first surface of the metal conversion body ionized on the lower surface of the anode filtration membrane 112 to which the unreduced oxide is attached, and the upper portion of the anode filtration membrane 112 inside the reactor 110, is applied to the lower surface thereof. The metal is reduced and electrodeposited, so that the cathode filtration membrane 113 and the dispersion plate 111, the anode filtration membrane 112, and the cathode filtration membrane 113 which pass the electrolyte in which the second metal is dissolved in the ionized metal converter are immersed. Filled inside the reactor Be may include (L) and a cathode membrane (112) power supply 115 is connected to the negative electrode of the power source and the anode of the power supply connection, a negative electrode membrane 113 in. Here, the first metal may be uranium (U), and the second metal may be ultra uranium including plutonium (Pu).

상술한 반응기(110)는 예컨대 단면이 원형인 원통형의 구조를 가지며, 액체 상태의 전해질(L)을 내부에 수용할 수 있다. 전해질(L)은 LiCl-KCl 용융염을 포함할 수 있다. 여기에, 반응을 촉진하기 위해 부가적으로 UCl3를 첨가할 수 있다. 상술한 반응기(110)의 구조는 발명의 이해를 돕기 위한 것에 불과할 뿐, 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 한다.The reactor 110 described above has a cylindrical structure having a circular cross section, for example, and can accommodate the electrolyte L in a liquid state therein. The electrolyte L may include a LiCl-KCl molten salt. In addition, UCl 3 may be additionally added to promote the reaction. It is to be noted that the structure of the reactor 110 described above is merely to aid the understanding of the invention, but is not limited thereto.

또한, 반응기(110)는 고온의 전해질(L)에서 부식 저항성이 있으면서도 기계적 안정성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 반응기(110)는 인코넬(inconel) 등 니켈계 초합금, 스테인리스 스틸, 탄탈륨 금속 재질 또는 세라믹을 사용하여 이루어질 수 있으나, 반응기(110)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, the reactor 110 may be made of a material having mechanical stability and corrosion resistance in the high temperature electrolyte (L). For example, the reactor 110 may be made of nickel-based superalloy such as Inconel, stainless steel, tantalum metal, or ceramic, but the material of the reactor 110 is not limited thereto.

상술한 양극 여과막(112) 및 음극 여과막(113)은, 판(Plate) 형상으로 반응기(110)의 내부에서 경사지게 배치될 수 있으며, 후술하는 도 2와 같은 다수의 관통홀(H)이 형성된 판 형상일 수 있다. 특히 양극 여과막(112)은 경사지게 배치됨으로써 제1 금속의 회수가 용이할 수 있는 이점이 있다. 양극 여과막(112)의 재질로 금속을 사용할 경우 여과막 자체가 용해될 수 있는바, 이를 방지하기 위해 탄소 재질을 사용할 수 있다.The above-described positive electrode filtration membrane 112 and the negative electrode filtration membrane 113 may be disposed to be inclined inside the reactor 110 in a plate shape, and a plate having a plurality of through holes H as shown in FIG. 2 will be described later. It may be shaped. In particular, since the anode filtration membrane 112 is disposed to be inclined, the first metal may be easily recovered. When metal is used as the material of the anode filtration membrane 112, the filtration membrane itself may be dissolved, and a carbon material may be used to prevent this.

또한, 양극 여과막(112)에 형성된 다수의 관통홀(H)의 크기(직경)는 미환원 산화물의 크기를 고려하여 결정되는데, 미환원 산화물이 통과할 수 없을 정도로 작아야 한다. 반면 음극 여과막(113)은 환원된 금속(제1 금속)의 직경을 고려하여 결정되는데, 제1 금속이 통과할 수 없을 정도로 작아야 한다.In addition, the size (diameter) of the plurality of through holes H formed in the anode filtration membrane 112 is determined in consideration of the size of the unreduced oxide, and should be small enough that the unreduced oxide cannot pass therethrough. On the other hand, the cathode filtration membrane 113 is determined in consideration of the diameter of the reduced metal (first metal), and should be small enough that the first metal cannot pass therethrough.

또한, 상술한 반응기(110)의 상부에는, 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질을 분말 형태로 응축시키기 위한 응축부(116)가 더 형성될 수 있다. 상술한 제2 금속은, 예를 들면 플루토늄(Pu) 등을 포함하는 초우라늄일 수 있다. 응축부(116)는 반응기(110) 내부에서 전해질(L) 상층부의 상부에 위치하는 공간에 해당할 수 있다. 한편, 응축부(116)의 효율을 향상시키기 위해 반응기(110)의 상부에 냉각핀이 더 구비될 수도 있다. In addition, a condenser 116 may be further formed on the reactor 110 to condense the electrolyte in which the second metal is dissolved in the ionized metal converter in powder form. For example, the second metal may be ultra uranium including plutonium (Pu). The condensation unit 116 may correspond to a space located above the upper portion of the electrolyte L in the reactor 110. On the other hand, in order to improve the efficiency of the condensation unit 116 may be further provided with a cooling fin on the upper portion of the reactor (110).

또한, 반응기(110)의 외측에는 반응기(110) 내부의 전해질(L)을 일정 온도로 유지할 수 있도록 가열부(미도시)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 전해질(L)을 대략 500℃의 온도로 가열 및 유지시킬 수 있다. 전해질(L)로 LiCl 용융염을 사용하고자 하는 경우에는 전해질(L)을 대략 650℃의 온도로 가열 및 유지할 수 있다. 전해질(L)로 사용되는 용융염의 종류는 한정되는 것이 아니며, 한 종류의 염 또는 두 종류 이상의 염 혼합물을 포함할 수 있다. 용융염의 역할을 전해질의 역할뿐만 아니라, 반응을 촉진하거나 제어하는 역할을 할 수도 있다. 이때, 반응기(110) 내부의 전해질(L)은 용융점 이상의 온도로 가열 및 유지될 수 있다.In addition, a heater (not shown) may be provided outside the reactor 110 to maintain the electrolyte L inside the reactor 110 at a constant temperature. For example, the electrolyte L may be heated and maintained at a temperature of approximately 500 ° C. In the case where LiCl molten salt is to be used as the electrolyte L, the electrolyte L may be heated and maintained at a temperature of approximately 650 ° C. The type of molten salt used as the electrolyte (L) is not limited, and may include one kind of salt or two or more kinds of salt mixtures. The role of the molten salt may serve to promote or control the reaction as well as the role of the electrolyte. In this case, the electrolyte L inside the reactor 110 may be heated and maintained at a temperature above the melting point.

한편, 상술한 미환원 산화물 분리 장치(100)는 응축부(116)에 의해 응축된 분말 형태의 전해질로부터 기체를 분리하기 위한 싸이클론(117)을 포함할 수 있다.On the other hand, the above-described non-reduced oxide separation device 100 may include a cyclone 117 for separating the gas from the powder-type electrolyte condensed by the condensation unit 116.

한편, 분산판(111)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 관통홀(H)이 형성된 원형의 판 형태일 수 있다. 상술한 도 2의 형상은 분산판(111) 외에도 양극 여과막(112) 및 음극 여과막(113)에도 적용될 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 2, the dispersion plate 111 may have a circular plate shape in which a plurality of through holes H are formed. 2 described above may be applied to the anode filtration membrane 112 and the cathode filtration membrane 113 in addition to the dispersion plate 111.

또한, 반응기(110)에는 분산판(111)의 하부에 형성되어 분산판(111)에 형성된 다수의 관통홀(H)을 통해 고압의 가스(G)를 반응기(110) 내부의 상부 방향으로 취입시킴으로써 분산판(111) 위에 놓인 미환원 산화물이 포함된 금속 전환체와 전해질을 유동화하기 위한 운반 기체 공급 유로(P3) 및 밸브(V3)가 형성될 수 있다. In addition, the reactor 110 is blown into the upper direction of the inside of the reactor 110, the high-pressure gas (G) formed through the plurality of through holes (H) formed in the lower portion of the distribution plate 111 formed in the dispersion plate 111. As a result, the metal converter including the unreduced oxide on the dispersion plate 111 and the carrier gas supply passage P3 and the valve V3 for fluidizing the electrolyte may be formed.

또한, 상술한 반응기(110)에는, 양극 여과막(112)의 하부 표면에 고압의 가스(G)를 취입함으로써 양극 여과막(112) 하부 표면에 부착된 미환원 산화물을 제거하기 위한 제1 기체 유입 유로(P6)와, 양극 여과막(112)으로부터 제거된 미환원 산화물(Metal Oxide, MO)을 회수하기 위한 미환원 산화물 회수 유로(P8) 및 밸브(V8)가 형성될 수 있다. 상술한 미환원 산화물 회수 유로(P8)를 통해 회수된 미환원 산화물(MO)은 전해환원장치로 공급될 수 있다.In addition, in the reactor 110 described above, a first gas inflow passage for removing unreduced oxide adhering to the lower surface of the anode filtration membrane 112 by blowing a high-pressure gas G into the lower surface of the anode filtration membrane 112. A non-reduced oxide recovery flow path P8 and a valve V8 for recovering the non-reduced oxide (Metal Oxide, MO) removed from the P6 and the anode filtration membrane 112 may be formed. The non-reduced oxide (MO) recovered through the above-described unreduced oxide recovery channel P8 may be supplied to the electrolytic reduction apparatus.

한편, 상술한 반응기(110)에는, 음극 여과막(113)의 하부 표면에 고압의 가스(G)를 취입함으로써 음극 여과막(113) 하부 표면에 전착된 제1 금속을 제거하기 위한 제2 기체 유입 유로(P7) 및 밸브(V7)와 제2 기체 유입 유로(P7)의 대향하는 위치에 형성되어 음극 여과막(113)으로부터 제거된 제1 금속을 회수하기 위한 생성물 회수 유로(P9) 및 밸브(V9)가 형성될 수 있다. 상술한 제1 금속은 우라늄(U)일 수 있다.On the other hand, in the above-described reactor 110, the second gas inflow passage for removing the first metal electrodeposited on the lower surface of the cathode filtration membrane 113 by blowing a high-pressure gas (G) to the lower surface of the cathode filtration membrane 113. And a product recovery flow path P9 and a valve V9 formed at positions opposite to the valve V7 and the second gas inflow flow path P7 to recover the first metal removed from the cathode filtration membrane 113. Can be formed. The first metal may be uranium (U).

또한, 상술한 미환원 산화물 분리 장치(100)는, 응축된 분말 형태의 전해질을 회수하기 위한 염 회수 유로(P10) 및 밸브(V10)와, 응축된 분말 형태의 전해질을 반응기(110) 내부로 다시 유입시키기 위한 염 공급 유로(P5) 및 밸브(V5)를 더 포함할 수 있다. 염 회수 유로(P10)를 통해 회수된 분말 형태의 전해질(분말염)은, 전해제련장치로 공급될 수 있다.In addition, the above-described unreduced oxide separation device 100, the salt recovery passage (P10) and the valve (V10) for recovering the electrolyte in the form of condensed powder, and the electrolyte in the form of condensed powder into the reactor 110 It may further include a salt supply flow path (P5) and the valve (V5) for introducing again. The powdered electrolyte (powder salt) recovered through the salt recovery passage P10 may be supplied to the electrolytic smelting apparatus.

또한, 본 발명의 예시적 실시예에 따른 미환원 산화물 분리 장치(100)는 응축부에 의해 응축된 분말 형태의 전해질로부터 기체를 분리하기 위한 싸이클론(117)을 더 포함할 수 있으며, 분리된 기체(G)는 외부로 배출될 수 있다. 상술한 사이클론(117)은 반응기(110)의 일측에 유로(P4) 및 밸브(V11)를 통해 연결될 수 있다. In addition, the non-reduced oxide separation device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may further include a cyclone 117 for separating the gas from the electrolyte in the form of powder condensed by the condensation unit, separated The gas G may be discharged to the outside. The cyclone 117 described above may be connected to one side of the reactor 110 through a flow path P4 and a valve V11.

한편, 도 1에서 미설명된 부호 P1은 반응물, 즉 미환원 산화물이 포함된 금속 전환체를 반응기(110) 내부로 공급하기 반응물 공급 유로이며, 미설명된 부호 P2는 고압의 가스(G)를 반응기(110) 내부로 취입시키기 위한 유로이며, V2는 밸브이다. 그리고, 미설명된 부호 P12 및 밸브(V12)는 상부에서 반응기(110) 내부의 하부 방향으로 고압 가스(G)를 취입시켜 양극 여과막(112)의 하부 표면에 부착된 미화원 산화물 또는 음극 여과막(113)의 하부 표면에 부착된 제1 금속을 제거하기 위한 유로이다. 또한, 운반 기체 공급 유로(P3) 및 밸브(V3)와 운반 기체 공급 유로(P12) 및 밸브(V12)를 이용하여, 각각 반응기(110)의 상부 방향과 하부 방향으로 동시에 고압 가스(G)를 취입시켜 반응기(110) 내부에 존재하는 물질들의 체류 시간을 조절할 수 있다. 한편, 제1 영역(Z1)은 반응기(110) 내부에서 분산판(111)과 양극 여과막(112) 사이의 영역을, 제2 영역(Z2)은 반응기(110) 내부에서 양극 여과막(112)과 음극 여과막(113) 사이의 영역을, 제3 영역(Z3)은 반응기(110) 내부에서 음극 여과막(113) 상부의 전해질 영역을 의미한다.Meanwhile, reference numeral P1, which is not described in FIG. 1, is a reactant supply flow path for supplying a reactant, that is, a metal converter containing an unreduced oxide, into the reactor 110, and reference numeral P2, which is not described, denotes a gas G of a high pressure. A flow path for blowing into the reactor 110, and V2 is a valve. Unexplained reference numeral P12 and the valve V12 blow the high pressure gas G in the lower direction inside the reactor 110 from the top to deposit the source oxide or cathode filtration membrane 113 attached to the lower surface of the anode filtration membrane 112. A flow path for removing the first metal attached to the lower surface of the). In addition, by using the carrier gas supply flow path P3 and the valve V3, the carrier gas supply flow path P12, and the valve V12, the high pressure gas G is simultaneously simultaneously carried out in the upper direction and the lower direction of the reactor 110, respectively. Blowing may control the residence time of the materials present in the reactor 110. Meanwhile, the first region Z1 is a region between the dispersion plate 111 and the anode filtration membrane 112 within the reactor 110, and the second region Z2 is a portion of the anode filtration membrane 112 within the reactor 110. The region between the cathode filtration membrane 113 and the third region Z3 refers to an electrolyte region above the cathode filtration membrane 113 in the reactor 110.

본 발명에서 고압의 가스(G) 내지 운반 기체는 반응성을 고려해 아르곤 가스가 사용될 수 있다.In the present invention, the high pressure gas (G) to the carrier gas may be used argon gas in consideration of reactivity.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 전해환원공정에서 환원되지 않은 산화물을 분리하여 환원율이 향상된 금속 전환체를 후속 공정인 전해정련공정에 공급함으로써 전해정련공정의 인가 전류 향상을 통한 용량증대를 기대할 수 있다. 또한, 잉여 산화물의 감소로 공정효율을 향상시킬 수 있고, 전해정련장치의 바닥에 미환원 산화물 및 이와 전해질의 혼합물이 축적되는 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, by separating the oxides that are not reduced in the electrolytic reduction step, and supplying a metal conversion body having an improved reduction rate to an electrolytic refining step, which is a subsequent step, Capacity increase can be expected. In addition, it is possible to improve the process efficiency by reducing the excess oxide, there is an advantage that can solve the problem of the accumulation of the unreduced oxide and the mixture of the electrolyte on the bottom of the electrolytic refining apparatus.

한편, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미환원 산화물 분리 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미환원 산화물 분리 방법을 설명하는 흐름도이다.3A to 3C are views for explaining the operation of the unreduced oxide separation device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for separating unreduced oxide according to an embodiment of the present invention. to be.

이하, 도 3a 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 미환원 산화물 분리 방법 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 2에서 설명된 사항과 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, an unreduced oxide separation method method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 4. However, for simplicity of the invention, descriptions duplicated with those described in FIGS. 1 to 2 will be omitted.

우선, 유동화 단계가 개시된다(S401). 유동화 단계는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 분산판(111)에 형성된 다수의 관통홀(도 2의 H 참조)을 통해 고압의 가스(G)를 반응기(110) 내부의 상부 방향으로 취입시킴으로써 분산판(111) 위에 놓인 미환원 산화물이 포함된 금속 전환체와 전해질을 유동화시키는 과정일 수 있다.First, the fluidization step is started (S401). The fluidization step, as shown in Figure 3a, by blowing the high-pressure gas (G) in the upper direction inside the reactor 110 through a plurality of through holes (see H in Figure 2) formed in the distribution plate 111 It may be a process of fluidizing the electrolyte and the metal converter containing the unreduced oxide on the dispersion plate 111.

다음, 미환원 산화물 분리 단계가 개시된다(S402). 미환원 산화물 분리 단계는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치(115)에서 양극 여과막(112) 및 음극 여과막(113)에 전원을 공급함으로써 양극 여과막(112)에서는 금속 전환체를 이온화시키고 이온화된 금속 전환체가 용해된 전해질을 통과시키며 그 하부 표면에는 미환원 산화물이 부착되며, 음극 여과막(113)에서는 그 하부 표면에 이온화된 금속 전환체 중 제1 금속을 환원시켜 전착시키며 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질은 통과시키는 과정일 수 있다. Next, the unreduced oxide separation step is started (S402). The non-reducing oxide separation step, as shown in Figure 3b, by supplying power to the anode filtration membrane 112 and the cathode filtration membrane 113 in the power supply 115 to ionize the metal converter in the anode filtration membrane 112 and The ionized metal converter passes through the dissolved electrolyte, and an unreduced oxide is attached to the lower surface thereof. In the cathode filtration membrane 113, the first metal of the ionized metal converter is reduced and electrodeposited on the lower surface thereof. The electrolyte in which the second metal is dissolved in the body may be a process of passing through.

마지막으로, 미환원 산화물, 생성물 및 전해질 염(분말염) 회수 단계가 개시된다(S403). 회수 단계는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 반응이 완료되면, 양극 여과막(112)의 하부 표면에 고압의 가스(G)를 취입함으로써 양극 여과막(112) 하부 표면에 부착된 미환원 산화물을 제거한 후 제거된 미환원 산화물을 회수하여 전해환원장치로 공급하며, 음극 여과막(113)의 하부 표면에 고압의 가스(G)를 취입함으로써 음극 여과막(113) 하부 표면에 전착된 제1 금속을 제거한 후 제거된 제1 금속을 회수하여 전해정련장치로 공급하며, 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질을 분말 형태로 응축한 후 회수하여 전해제련장치로 공급하는 과정일 수 있다.Finally, an unreduced oxide, product and electrolyte salt (powder salt) recovery step is started (S403). As shown in FIG. 3C, when the reaction is completed, the recovery step removes the unreduced oxide adhering to the lower surface of the anode filtration membrane 112 by blowing a high-pressure gas G to the lower surface of the anode filtration membrane 112. Thereafter, the removed unreduced oxide is recovered and supplied to the electrolytic reduction apparatus, and the first metal deposited on the lower surface of the cathode filtration membrane 113 is removed by blowing a high-pressure gas G into the lower surface of the cathode filtration membrane 113. The removed first metal may be recovered and supplied to the electrolytic refining apparatus, and the electrolyte in which the second metal is dissolved in the ionized metal converter may be condensed in a powder form and then recovered and supplied to the electrolytic refining apparatus.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 전해환원공정에서 환원되지 않은 산화물을 분리하여 환원율이 향상된 금속 전환체를 후속 공정인 전해정련공정에 공급함으로써 전해정련공정의 인가 전류 향상을 통한 용량증대를 기대할 수 있다. 또한, 잉여 산화물의 감소로 공정효율을 향상시킬 수 있고, 전해정련장치의 바닥에 미환원 산화물 및 이와 전해질의 혼합물이 축적되는 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다. As described above, according to one embodiment of the present invention, by separating the oxides that are not reduced in the electrolytic reduction step, and supplying a metal conversion body having an improved reduction rate to an electrolytic refining step, which is a subsequent step, Capacity increase can be expected. In addition, it is possible to improve the process efficiency by reducing the excess oxide, there is an advantage that can solve the problem of the accumulation of the unreduced oxide and the mixture of the electrolyte on the bottom of the electrolytic refining apparatus.

아울러, 금속이 용해된 전해질을 분말 형태로 응축한 후 회수하여 전해제련공정에 공급함으로써 별도의 전해질 이송장치 없이 전해제련장치로 전해질을 분말 형태로 공급할 수 있다. 본 발명을 이용하면, 기존 전해공정 간 연계의 복잡성을 극복하고, 각각의 전해공정 장치들이 하나로 연결되어 연속성을 가진 공정 시스템으로 구축할 수 있다. 또한, 본 발명에서 제공하는 미환원 산화물 분리 장치 및 방법은 그 자체로 전해정련장치 및 전해정련공정의 역할이 가능하므로, 본 발명을 이용하면, 별도의 전해정련공정을 생략하고, 전해환원공정과 전해제련공정을 직접 연계할 수 있다.In addition, the electrolyte in which the metal is dissolved is condensed in powder form, recovered, and supplied to the electrolytic smelting process, so that the electrolyte may be supplied in powder form to the electrolytic smelting apparatus without a separate electrolyte transfer device. Using the present invention, it is possible to overcome the complexity of the linkage between the existing electrolytic process, each of the electrolytic process apparatus is connected to one can be built as a process system having a continuity. In addition, since the unreduced oxide separation apparatus and method provided by the present invention can serve as an electrolytic refining apparatus and an electrolytic refining process, by using the present invention, a separate electrolytic refining process is omitted, and Electrolytic smelting process can be linked directly.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings. It is intended that the scope of the claims be defined by the appended claims, and that various forms of substitution, modification, and alteration can be made without departing from the spirit of the invention as set forth in the claims. Will be self explanatory.

100: 미환원 산화물 분리 장치
110: 반응기
111: 분산판
112: 양극 여과막
113: 음극 여과막
115: 전원 공급 장치
116: 응축부
117: 싸이클론
P1 내지 P12: 유로
V1 내지 V12: 밸브
G: 고압 가스
H: 관통홀
MO: 미환원 산화물
Z1 내지 Z3: 반응기 내부 영역
L: 전해질
100: unreduced oxide separation device
110: reactor
111: dispersion plate
112: anode filtration membrane
113: cathode filtration membrane
115: power supply
116: condensation
117: cyclone
P1 to P12: flow path
V1 to V12: valve
G: high pressure gas
H: through hole
MO: unreduced oxide
Z1 to Z3: region inside the reactor
L: electrolyte

Claims (11)

반응기;
상기 반응기 내부의 하부에 배치되고 상부에 미환원 산화물이 포함된 금속 전환체가 놓이는 분산판;
상기 반응기 내부에서 상기 분산판의 상부에 배치되고, 전원이 인가되면 상기 금속 전환체를 이온화시키고 이온화된 금속 전환체가 용해된 전해질을 통과시키며, 그 하부 표면에는 상기 미환원 산화물이 부착되는 양극 여과막;
상기 반응기 내부에서 상기 양극 여과막의 상부에 배치되고, 상기 전원이 인가되면 그 하부 표면에 상기 이온화된 금속 전환체 중 제1 금속을 환원시켜 전착시키며, 상기 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질은 통과시키는 음극 여과막;
상기 분산판, 상기 양극 여과막 및 상기 음극 여과막이 침지되도록 상기 반응기 내부에 채워지는 상기 전해질; 및
상기 양극 여과막에 상기 전원의 양극이 연결되며, 상기 음극 여과막에 상기 전원의 음극이 연결된 전원 공급 장치;
를 포함하는, 미환원 산화물 분리 장치.
Reactor;
A dispersion plate disposed at the bottom of the reactor and having a metal converter including an unreduced oxide thereon;
An anode filtration membrane disposed above the dispersion plate in the reactor, and when power is applied, ionize the metal converter and pass the electrolyte in which the ionized metal converter is dissolved;
The reactor is disposed above the anode filtration membrane in the reactor, and when the power is applied, the first metal of the ionized metal converter is reduced and electrodeposited on the lower surface thereof, and the second metal of the ionized metal converter is dissolved. The electrolyte is passed through a cathode filtration membrane;
The electrolyte filled in the reactor such that the dispersion plate, the anode filtration membrane, and the cathode filtration membrane are immersed; And
A power supply device to which the anode of the power source is connected to the anode filtration membrane and the cathode of the power source is connected to the cathode filtration membrane;
Non-reducing oxide separation device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 분산판에는 다수의 관통홀이 형성되며,
상기 반응기에는,
상기 분산판의 하부에 형성되어 상기 분산판에 형성된 다수의 관통홀을 통해 기체를 상기 반응기 내부의 상부 방향으로 취입시킴으로써 상기 분산판 위에 놓인 상기 미환원 산화물이 포함된 금속 전환체와 상기 전해질을 유동화하기 위한 운반 기체 공급 유로;
가 더 형성된, 미환원 산화물 분리 장치.
The method of claim 1,
The dispersion plate is formed with a plurality of through holes,
In the reactor,
Fluidized the metal converter containing the unreduced oxide and the electrolyte on the dispersion plate by blowing a gas upwardly in the reactor through a plurality of through holes formed in the dispersion plate to form a lower portion of the dispersion plate. A carrier gas supply flow path to be used;
A further reduced, non-reduced oxide separation device.
제1항에 있어서,
상기 양극 여과막 및 상기 음극 여과막은,
판(plate) 형상을 가지며, 상기 반응기의 내부에서 경사지게 배치되는, 미환원 산화물 분리 장치.
The method of claim 1,
The anode filtration membrane and the cathode filtration membrane,
Unreduced oxide separation device having a plate shape, disposed inclined inside the reactor.
제3항에 있어서,
상기 반응기에는,
상기 양극 여과막의 하부 표면에 기체를 취입함으로써 상기 양극 여과막 하부 표면에 부착된 미환원 산화물을 제거하기 위한 제1 기체 유입 유로; 및
상기 양극 여과막으로부터 제거된 미환원 산화물을 회수하기 위한 미환원 산화물 회수 유로;
가 더 형성된, 미환원 산화물 분리 장치.
The method of claim 3,
In the reactor,
A first gas inflow passage for removing unreduced oxide adhering to the lower surface of the anode filtration membrane by blowing gas into the lower surface of the anode filtration membrane; And
An unreduced oxide recovery flow path for recovering the unreduced oxide removed from the anode filtration membrane;
A further reduced, non-reduced oxide separation device.
제4항에 있어서,
상기 미환원 산화물 회수부를 통해 회수된 미환원 산화물은, 전해환원장치로 공급되는, 미환원 산화물 분리 장치.
The method of claim 4, wherein
The unreduced oxide separation apparatus recovered through the unreduced oxide recovery unit is supplied to an electrolytic reduction apparatus.
제3항에 있어서,
상기 반응기에는,
상기 음극 여과막의 하부 표면에 기체를 취입함으로써 상기 음극 여과막 하부 표면에 전착된 제1 금속을 제거하기 위한 제2 기체 유입 유로; 및
상기 제2 기체 유입 유로의 대향하는 위치에 형성되어 상기 음극 여과막으로부터 제거된 제1 금속을 회수하기 위한 생성물 회수 유로;
가 더 형성된, 미환원 산화물 분리 장치.
The method of claim 3,
In the reactor,
A second gas inflow passage for removing the first metal electrodeposited on the lower surface of the cathode filtration membrane by blowing gas into the lower surface of the cathode filtration membrane; And
A product recovery flow path for recovering the first metal formed at an opposite position of the second gas inflow flow path and removed from the cathode filtration membrane;
A further reduced, non-reduced oxide separation device.
제1항에 있어서,
상기 반응기의 상부에는,
이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질을 분말 형태로 응축시키기 위한 응축부;
가 더 형성된, 미환원 산화물 분리 장치.
The method of claim 1,
At the top of the reactor,
A condenser for condensing the electrolyte in which the second metal is dissolved in the ionized metal converter in powder form;
A further reduced, non-reduced oxide separation device.
제7항에 있어서,
상기 미환원 산화물 분리 장치는,
상기 응축부에 의해 응축된 분말 형태의 전해질로부터 기체를 분리하기 위한 싸이클론;
을 더 포함하는, 미환원 산화물 분리 장치.
The method of claim 7, wherein
The non-reduced oxide separation device,
A cyclone for separating gas from an electrolyte in powder form condensed by the condenser;
Further comprising, a non-reduced oxide separation device.
제8항에 있어서,
상기 미환원 산화물 분리 장치는,
응축된 상기 분말 형태의 전해질을 회수하여 전해제련장치로 공급하기 위한 염 회수 유로; 및
응축된 상기 분말 형태의 전해질을 상기 반응기 내부로 다시 유입시키기 위한 염 공급 유로;
를 더 포함하는, 미환원 산화물 분리 장치.
The method of claim 8,
The non-reduced oxide separation device,
A salt recovery passage for recovering the condensed electrolyte in powder form and supplying it to an electrolytic smelting apparatus; And
A salt supply flow path for introducing the condensed electrolyte in the form of powder back into the reactor;
Further comprising, a non-reduced oxide separation device.
제1항에 있어서,
상기 제1 금속은, 우라늄이며,
상기 제2 금속은, 초우라늄인, 미환원 산화물 분리 장치.
The method of claim 1,
The first metal is uranium,
And the second metal is superuranium.
반응기 내부의 하부로부터 상부 방향으로 분산판, 양극 여과막, 음극 여과막이 순차로 구비되며, 상기 분산판에 형성된 다수의 관통홀을 통해 기체를 상기 반응기 내부의 상부 방향으로 취입시킴으로써 상기 분산판 위에 놓인 미환원 산화물이 포함된 금속 전환체와 전해질을 유동화하는 유동화 단계;
상기 양극 여과막 및 상기 음극 여과막에 전원을 공급함으로써 상기 양극 여과막에서는 상기 금속 전환체를 이온화시키고 이온화된 금속 전환체가 용해된 전해질을 통과시키며 그 하부 표면에는 상기 미환원 산화물이 부착되며, 상기 음극 여과막에서는 그 하부 표면에 상기 이온화된 금속 전환체 중 제1 금속을 환원시켜 전착시키며 상기 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질은 통과시키는 미산화물 분리 단계; 및
반응이 완료되면, 상기 양극 여과막의 하부 표면에 기체를 취입함으로써 상기 양극 여과막 하부 표면에 부착된 미환원 산화물을 제거한 후 제거된 미환원 산화물을 회수하여 전해환원장치로 공급하며, 상기 음극 여과막의 하부 표면에 기체를 취입함으로써 상기 음극 여과막 하부 표면에 전착된 제1 금속을 제거한 후 제거된 제1 금속을 회수하여 전해정련장치로 공급하며, 이온화된 금속 전환체 중 제2 금속이 용해된 전해질을 분말 형태로 응축한 후 회수하여 전해제련장치로 공급하는 미환원 산화물, 생성물 및 전해질 염 회수 단계를 포함하는, 미환원 산화물 분리 방법.
A dispersion plate, an anode filtration membrane, and a cathode filtration membrane are sequentially provided from the bottom to the inside of the reactor, and the gas placed on the dispersion plate by blowing gas upward in the reactor through a plurality of through holes formed in the dispersion plate. A fluidization step of fluidizing the metal converter and the electrolyte containing the reducing oxide;
By supplying power to the anode filtration membrane and the cathode filtration membrane, the anode filtration membrane ionizes the metal converter and passes through an electrolyte in which the ionized metal converter is dissolved, and the unreduced oxide is attached to a lower surface thereof. A microoxide separation step of reducing and electrodepositing a first metal of the ionized metal converter on a lower surface thereof and passing an electrolyte in which the second metal of the ionized metal converter is dissolved; And
When the reaction is completed, the gas is blown into the lower surface of the anode filtration membrane to remove the unreduced oxide adhering to the lower surface of the anode filtration membrane, and the removed unreduced oxide is recovered and supplied to the electrolytic reduction apparatus, and the lower portion of the cathode filtration membrane The gas is blown into the surface to remove the first metal electrodeposited on the lower surface of the cathode filtration membrane, and then the removed first metal is recovered and supplied to the electrolytic refining apparatus. The electrolyte in which the second metal is dissolved in the ionized metal converter is powdered. And recovering the unreduced oxide, product and electrolyte salt, which are condensed into a form and then recovered and supplied to the electrolytic smelter.
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