JPH02225686A - ウラニル塩の電解還元方法 - Google Patents
ウラニル塩の電解還元方法Info
- Publication number
- JPH02225686A JPH02225686A JP63243675A JP24367588A JPH02225686A JP H02225686 A JPH02225686 A JP H02225686A JP 63243675 A JP63243675 A JP 63243675A JP 24367588 A JP24367588 A JP 24367588A JP H02225686 A JPH02225686 A JP H02225686A
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- JP
- Japan
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- salt
- anode
- gas diffusion
- uranyl
- gas
- Prior art date
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- Pending
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ウラニル塩溶液を電解還元し、ウラナス塩を
得る方法に関するものである。
得る方法に関するものである。
（従来技術とその問題点）
従来、ウラナス塩を得る方法として、ウラン精鉱を硫酸
もしくは塩酸で溶解したのち溶媒抽出法で精製し、硫酸
ウラニルｕｏ、ｓｏ、または塩化ウラニルＵＯ２Ｃβ２
の水溶液を得る。
もしくは塩酸で溶解したのち溶媒抽出法で精製し、硫酸
ウラニルｕｏ、ｓｏ、または塩化ウラニルＵＯ２Ｃβ２
の水溶液を得る。
このウラニル塩を水溶液中で還元してウラナス塩に変化
させるのに電解還元法を用いている。
させるのに電解還元法を用いている。
この方法は、陽極には白金メツキしたチタン板、陰極に
はチタン板を用い陽イオン交換膜で両極液を隔てている
。
はチタン板を用い陽イオン交換膜で両極液を隔てている
。
電流密度は１２０ ｍ Ａ、／ｃｄであり、陰極でウラ
ニル塩が還元されウラナス塩となる。
ニル塩が還元されウラナス塩となる。
陽極ではＷＩ素発生が生じ、このため浴電圧は高く、４
Ｖ以上となる。
Ｖ以上となる。
上記のように、従来法では電解還元に必要な電力量が多
くなるという欠点があった。
くなるという欠点があった。
（発明の目的）
本発明は、上記従来法の欠点を解決するために成された
もので、陽極にガス拡散電極を用い、水素を供給するこ
とで浴電圧の低下をさせ、電気使用量の低下と隔膜を使
用せずに電解還元できる方法を提供するものである。
もので、陽極にガス拡散電極を用い、水素を供給するこ
とで浴電圧の低下をさせ、電気使用量の低下と隔膜を使
用せずに電解還元できる方法を提供するものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、ウラニル塩を水溶液中で電解還元しウラナス
塩を得る方法に於いて、陽極にガス拡散電極を用い陰極
に不溶性電極を用い、陽極に水素ガスを供給して電解す
ることを特徴とする特許ル塩の電解還元方法である。
塩を得る方法に於いて、陽極にガス拡散電極を用い陰極
に不溶性電極を用い、陽極に水素ガスを供給して電解す
ることを特徴とする特許ル塩の電解還元方法である。
以下本発明の詳細について説明する。
第１図はガス拡散電極の模式図で、ガス拡散電極ｌは反
応層２とガス拡散層３の二層を有する膜状体のもので、
反応層２は、平均粒径４２０人の撥水性カーボンブラッ
クと親水性カーボンブラック、平均粒径０． ３．ｃａ
のポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥとよぶ）
と溶媒としてソルベントナフサからなり、その混合比は
７：４：４：２０の割合で、さらに白金ブラック平均粒
径５０人を膜厚０，１ｍに成型したときに、０．５６ｍ
ｇ／ｃｄ担持する割合を加え、混合して圧縮成型したの
ち、２８０℃で加熱乾燥して溶媒を除去したものである
。
応層２とガス拡散層３の二層を有する膜状体のもので、
反応層２は、平均粒径４２０人の撥水性カーボンブラッ
クと親水性カーボンブラック、平均粒径０． ３．ｃａ
のポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥとよぶ）
と溶媒としてソルベントナフサからなり、その混合比は
７：４：４：２０の割合で、さらに白金ブラック平均粒
径５０人を膜厚０，１ｍに成型したときに、０．５６ｍ
ｇ／ｃｄ担持する割合を加え、混合して圧縮成型したの
ち、２８０℃で加熱乾燥して溶媒を除去したものである
。
該反応層２は、電極としての導電性を持たせるために主
成分としてカーボンブラックが用いられている。
成分としてカーボンブラックが用いられている。
親水性カーボンブラックは電解液の浸透通路を構成する
ためであり、撥水性カーボンブラックは電極としての性
能を損なうことなくガス拡散通路を構成するためであり
、さらに、ガス拡散通路の構成材兼結着剤としてＰＴＦ
Ｅを加えている。
ためであり、撥水性カーボンブラックは電極としての性
能を損なうことなくガス拡散通路を構成するためであり
、さらに、ガス拡散通路の構成材兼結着剤としてＰＴＦ
Ｅを加えている。
また、白金は全体に均−分散しており、酸化還元反応を
促進すると共に電子伝導性を持たせるためである。
促進すると共に電子伝導性を持たせるためである。
ガス拡散層３は、０．１ミクロン以下の疎水性細孔のみ
を有する膜で、平均粒径４２０人の撥水性カーボンブラ
ックと平均粒径０． ３ｔｓのＰＴＦＥと溶媒としてソ
ルベントナフサとを７：３：１８の割合で混合し、厚さ
０．５ｍｉに成型し、２８０℃で加熱乾燥して溶媒を除
去したものである。
を有する膜で、平均粒径４２０人の撥水性カーボンブラ
ックと平均粒径０． ３ｔｓのＰＴＦＥと溶媒としてソ
ルベントナフサとを７：３：１８の割合で混合し、厚さ
０．５ｍｉに成型し、２８０℃で加熱乾燥して溶媒を除
去したものである。
該ガス拡散層３は、電解液の漏れを防ぐために撥水性カ
ーボンブラックとＰＴＦＥを用いている。
ーボンブラックとＰＴＦＥを用いている。
特に、ガスの通過性を高めるための細孔を有するもので
ある。
ある。
ガス拡散電極１は、上記の反応層２とガス拡散層３を接
合したもので、該ガス拡散電極は補強を施して用いるこ
ともできる。例えば金属の網状体に耐酸性の樹脂被覆を
したものを用いて該ガス拡散電極を挟み固定すればよい
。
合したもので、該ガス拡散電極は補強を施して用いるこ
ともできる。例えば金属の網状体に耐酸性の樹脂被覆を
したものを用いて該ガス拡散電極を挟み固定すればよい
。
上記で作製したガス拡散電極を陽極とした電解装置の模
式図が第２図である。
式図が第２図である。
電解装置４は陰極５と陽極６側にはガス室７とガス供給
口８があり、陰極５と陽極６の間に電解液９を流せるよ
うにしであるものである。
口８があり、陰極５と陽極６の間に電解液９を流せるよ
うにしであるものである。
陰極５はチタン材の電極を用い、陽極６は電解液に接触
する側がガス拡散電極の反応層側となるようにセットし
、極間距離は数市まで狭くしてもよい。
する側がガス拡散電極の反応層側となるようにセットし
、極間距離は数市まで狭くしてもよい。
電解液はウラニル塩と酸と水がら成るもので、ウラニル
塩はウランとして１００ｇ／ｊ７程度の濃度で酸は５５
〜Ｂｏｇ／ｌの濃度であることが好ましく、電解還元中
にガス供給口８より水素ガスを供給して陽極を減極する
。
塩はウランとして１００ｇ／ｊ７程度の濃度で酸は５５
〜Ｂｏｇ／ｌの濃度であることが好ましく、電解還元中
にガス供給口８より水素ガスを供給して陽極を減極する
。
供給された水素ガスはガス室７に入りガス拡散電極のガ
ス拡散層３を通過して反応層２に入り酸素イオンと反応
して水になるため陽極６では酸素ガスが発生せずに減極
される。
ス拡散層３を通過して反応層２に入り酸素イオンと反応
して水になるため陽極６では酸素ガスが発生せずに減極
される。
陰極ではウラニルイオンが還元されウラナスイオンにな
る。
る。
その反応式は、従来法では（１）式であったものが、本
発明の方法では（２）式となる。
発明の方法では（２）式となる。
ＵＯｔＳＯｎ＋Ｈ２Ｓ０ｎ→
Ｕ（ＳＱ、）、＋１／２０２＋Ｈ２０（１）式０式％
Ｕ （Ｓｏ、）２＋２８．０ （２）式上記に
より酸素ガスが発生しないため浴電圧を約２Ｖ低下させ
ることができ、陽極の電位が卑となるので、生成したウ
ラナス塩が再酸化されないため従来法で用いられていた
隔膜としての陽イオン交換膜が不用となり、さらに浴電
圧を低下させることができる。
より酸素ガスが発生しないため浴電圧を約２Ｖ低下させ
ることができ、陽極の電位が卑となるので、生成したウ
ラナス塩が再酸化されないため従来法で用いられていた
隔膜としての陽イオン交換膜が不用となり、さらに浴電
圧を低下させることができる。
以上のように浴電圧を低下させることで、従来法ではｌ
２０ ｒｎＡ／ｃ＋＋ｌであった電流密度も増加させ
ることもできウラニル塩の濃度の変化にも対応でき、電
解還元速度を高めることもできる。
２０ ｒｎＡ／ｃ＋＋ｌであった電流密度も増加させ
ることもできウラニル塩の濃度の変化にも対応でき、電
解還元速度を高めることもできる。
以下、本発明の実施例を記載するが、該実施例は本発明
を限定するものではない。
を限定するものではない。
（実施例１）
硫酸ウラニル（ウランとして１００ｇ／β含む）に硫酸
８０ｇを含む水溶液を電解液とし、陰極にチタン板１０
１００Ｘ１００．陽極に白金担持ガス拡散電極１１００
Ｘ１００を極間を１０鴫として電流密度１．５０ ｒｎ
Ａ／ｃｄで電解したところ、浴電圧は０．５Ｖで電解が
可能であった。
８０ｇを含む水溶液を電解液とし、陰極にチタン板１０
１００Ｘ１００．陽極に白金担持ガス拡散電極１１００
Ｘ１００を極間を１０鴫として電流密度１．５０ ｒｎ
Ａ／ｃｄで電解したところ、浴電圧は０．５Ｖで電解が
可能であった。
そのときの電流効率は７０％であった。
供給した水素ガスは１．１ｋｇ／ｃ＋＋ｆの圧力で供給
した。
した。
（実施例２）
塩化ウラニル（ウランとして１００ｇ／ｌ含む）に塩酸
６０ｇを含む水溶液を電解液とし、陰極にチタン板１０
０Ｘ１００ａ＋ｉ、陽極に白金担持ガス拡散電極１００
Ｘ１００ｎｕａを極間をｌＯｎとして電流密度１４０ｍ
Ａ／ｃｄで電解したところ、浴電圧は０．５６Ｖで電解
が可能であった。
６０ｇを含む水溶液を電解液とし、陰極にチタン板１０
０Ｘ１００ａ＋ｉ、陽極に白金担持ガス拡散電極１００
Ｘ１００ｎｕａを極間をｌＯｎとして電流密度１４０ｍ
Ａ／ｃｄで電解したところ、浴電圧は０．５６Ｖで電解
が可能であった。
そのときの電流効率は８０％であった。
供給した水素ガスは１．１ｋｇ／ｃａｆの圧力で供給し
た。
た。
（発明の効果）
本発明は、ウラニル塩溶液を電解還元してウラナス塩溶
液を得る方法で、陽極としてガス拡ＲＪｉ電極を用い、
対極側をチタン電極用い、電解中に陽極を水素ガスで減
極して電解することで、浴電圧を著しく減少させること
ができ、従来法で用いられていた隔膜も不用となり、電
力量の低下が達成でき、浴電圧を低下できたことで電流
密度も高めることができ電解還元速度が上がるため、コ
ンパクトな装置で多量の電解還元処理が可能となったこ
とは、生産コスト等に対しても極めて効果があり貢献度
の高いものといえる。
液を得る方法で、陽極としてガス拡ＲＪｉ電極を用い、
対極側をチタン電極用い、電解中に陽極を水素ガスで減
極して電解することで、浴電圧を著しく減少させること
ができ、従来法で用いられていた隔膜も不用となり、電
力量の低下が達成でき、浴電圧を低下できたことで電流
密度も高めることができ電解還元速度が上がるため、コ
ンパクトな装置で多量の電解還元処理が可能となったこ
とは、生産コスト等に対しても極めて効果があり貢献度
の高いものといえる。
出願人 田中貴金属工業株式会社
古屋長−
手続補正書
（方式）
％式％
２、発明の名称
ウラニル塩の電解還元方法
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
昭和６３年１２月２０日
５、補正の対象
明細書の図面の簡単な説明の欄
６、補正の内容
第１図はガス拡散電極の模式断面図、第２図はガス拡散
電極を陽極とした電解装置の模式断面図である。 ｌ。 ２゜ ３゜ 手 続 補 正 書 （方式） 事件の表示 昭和６３年特許願第２４３６７５号 発明の名称 ウラニル塩の電解還元方法 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ５． ６゜ 平成 ２年 ２月２７日 （発送臼） 補正の対象 明細書の発明の名称の欄 補正の内容 明細書第１頁第３行目の［ウラニル塩の電解還元」を「
ウラニル塩の電解還元方法」に補正する。
電極を陽極とした電解装置の模式断面図である。 ｌ。 ２゜ ３゜ 手 続 補 正 書 （方式） 事件の表示 昭和６３年特許願第２４３６７５号 発明の名称 ウラニル塩の電解還元方法 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ５． ６゜ 平成 ２年 ２月２７日 （発送臼） 補正の対象 明細書の発明の名称の欄 補正の内容 明細書第１頁第３行目の［ウラニル塩の電解還元」を「
ウラニル塩の電解還元方法」に補正する。
Claims (1)
- １、ウラニル塩を水溶液中で電解還元しウラナス塩を得
る方法に於いて、陽極にガス拡散電極を用い陰極に不溶
性電極を用い、陽極に水素ガスを供給して電解すること
を特徴とするウラニル塩の電解還元方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63243675A JPH02225686A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | ウラニル塩の電解還元方法 |
| EP89830407A EP0362157B1 (en) | 1988-09-22 | 1989-09-21 | Process for converting ionic valence number and apparatus employed therefor |
| DE89830407T DE68908992T2 (de) | 1988-09-22 | 1989-09-21 | Verfahren zur Änderung der Ionen-Wertigkeit und Vorrichtung dazu. |
| US07/410,582 US5071516A (en) | 1988-05-13 | 1989-09-21 | Process for converting ionic valence number |
| US07/757,477 US5181993A (en) | 1988-09-22 | 1991-09-10 | Process for converting ferrous ions to ferric ions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63243675A JPH02225686A (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | ウラニル塩の電解還元方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02225686A true JPH02225686A (ja) | 1990-09-07 |
Family
ID=17107317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63243675A Pending JPH02225686A (ja) | 1988-05-13 | 1988-09-28 | ウラニル塩の電解還元方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02225686A (ja) |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP63243675A patent/JPH02225686A/ja active Pending
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