JPH03196894A - 金属含有プロセス廃棄物流から金属を回収する方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属の水ガラス沈澱回収法に関する。

更に詳しくは、プロセス廃棄物流に水ガラスを添加し、
該水ガラスを該廃棄物流中で金属とのマトリックススラ
ッジを形成させ、形成された水ガラスマトリックススラ
ッジを該廃棄物流から分離し、次いで溶解し、回収のた
めに水ガラスマトリックススラッジ中に溶解した金属を
遊離させることからなる方法に関するものである。水ガ
ラスは次いで再使用するためにリサイクルされ、金属は
さらに処理されろうる。

（従来の技術） 水ガラス法は、ニララン酸アンモニウム（ＡＤＵ）およ
び直接転換（Ｉ　ＤＲ）法により生成する廃棄物流から
ウランの最終痕跡を除去するために用いられていた。

米国特許筒４．３４９．５１３号明細書には、液体に水
ガラスを加えてウランを捕獲する沈澱物を形成し、該沈
澱物を酸で処理することにより液体中のウランを回収す
る方法が開示されている。取り出されたウランは酸溶液
として回収される。沈澱物はアルカリ金属水酸化物溶液
で処理することにより水力ラスに再生される（図　ＩＡ
参照）。

米国特許筒４，３４９，５１３号明細書に基づく、一般
に用いられているウラン回収水ガラス法では、通常的６
　阿７０アンモニア、約１〜３−７０フツ素および水中
１５ｐｐｍのウランのプロセス廃棄物に、ケイ酸ナトリ
ウム（水ガラス）の６　阿１０溶液を加える。水ガラス
が沈澱し、ウランを捕獲しているケイ酸フッ化物マトリ
ックススラッジを形成する。ケイ酸フッ化物スラッジは
プロセス廃棄物流からＰ別され貯蔵タンクに送られる。

硝酸を間欠的に加えてｐＨを約２〜３にすると、硝酸ウ
ラニルの弱酸溶液としてウランが可溶化される。ついで
スラッジはＰ別され、固化され、０．２１ｍ’（５５ガ
ロン）ドラム中に処分される。希薄硝酸ウラニル溶液は
溶媒抽出に送られ、ウランが回収、精製される。ついて
、ウラン未禽有の硝酸溶液は硝酸を回収するために煮沸
され、スラッジは固化され、例えば埋葬により処分され
る。硝酸ウラニル溶液中のスラッジは主として、水ガラ
ススラッジの硝酸処理中に溶解されたシリカである（図
ＩＢ参照）。

従来の水ガラス法にはいくつかの不利な点がある。水ガ
ラススラッジ中に保持されている大量の金属および／ま
たはウランが、シリカケ−りの洗浄がうま〈実施できな
いために、シリカとともに喪失されてし丈う。シリカケ
ークは非常に微細粒径（５ｕｍ以下）のためｒ遇するこ
とが困難である。第２は、硝酸が水ガラススラ・ンジに
添加されるので、２より低いｐＨの特定範囲が形成され
ることである。この特定範囲では、ケーク中の遊離のフ
ッ化物が硝酸と結合してフッ化水素酸を生成し、これが
ついてシリカに作用し、シリカを少し溶解する。金属お
よび／またはウランの硝酸溶液中の溶解したシリカは溶
媒抽出区域に返送されるが、溶媒抽出中に固形物により
閉塞を起こす。更に、スラッジはフッ化物イオンと硝酸
蒸発器に持ち込み、これが生成したプロセス流を非常に
腐食性にする。結果として、酸回収装置を度々取り替え
なければならないことになる。

これらの従来法は、水ガラス処理液体中のウランの濃度
が低いものしか得られず、溶媒抽出工程で処理を必要と
する硝酸ウラニルの量が非常に多くなる。最後に、従来
法により一般的に得られるシリカスラッジは、沈澱物が
非反応性であるため濃厚力セイアルカリに再溶解するこ
とができない、従って、シリカスラッジは埋蔵により処
分されねばならない。

（発明が解決しようとする課題） 従って、金属硝酸液流中のフッ化物未含有金属が高濃度
で得られ、プロセス廃棄物の埋蔵のための必要性が省略
された、経済的で簡単な水ガラス沈澱回収法が必要であ
る。

本発明は従来法よりも簡単で、より経済的で、生態学上
より健全な水ガラス回収法を提供しようとするものであ
る。

本発明の目的は簡単な、金属の水力ラス回収法を提供す
るものである。

本発明の他の目的は実質的にシリカおよびフッ化物を含
有していない金属硝酸塩の溶液を提供するものである。

本発明のさらに他の目的は、カセイアルカリを用いてプ
ロセス廃棄物流中で水ガラスを溶解し、金属を酸に溶解
する前に該水ガラスをマトリックス化された金属から分
離することにある。

本発明のもう一つの目的はウランの回収に適した水ガラ
ス回収法を提供することにある。

本発明のこれらの目的は下記する本発明の説明からより
詳しく理解することができるであろう。

（課題を解決するための手段） 本発明の方法は、金属を含有するプロセス廃棄物流に水
ガラスを加え、該廃棄物流および沈澱物中に金属とのマ
トリックスを形成させる。該沈澱物はついで該廃棄物流
から除去される。カセイアルカリを加温下に沈澱物に加
え、水ガラスマトリックスまたはスラッジを溶解して水
ガラススラッジ中に金属および／またはウランを遊離さ
せ、例えばニララン酸アンモニウム、ニララン酸ナトリ
ウムまたは酸化ウランあるいは水酸化ウランのような金
属酸化物あるいは水酸化物、アンモニウム塩またはナト
リウム塩として濾過により回収される。

ついで得られた金属性固形物は沢過ケークに酸を用いて
溶解させ、金属塩の酸溶液をうる。この金属性溶液はさ
らに溶媒抽出区域で処理することができる。ついてケイ
酸ナトリウム溶液は、このプロセスで再使用するために
濃度を調節した後供給タンクに循環することができる。

（発明の詳細な説明） 本発明の方法は金属を含有するいかなるプロセス廃棄物
流にも適用することができる。説明の便利さのために、
ウランを含有するプロセス廃棄物流を例にして説明する
か、本発明はウランの回収に限定されるものではない。

この方法は、例えばＡＤＵ法またはＩＤＲ法のいずれか
に好適に使用される。これら両法は供給原料としてｔＪ
Ｆ、またはＵ　Ｏ２（Ｎ　Ｏ３）　２が用いられる。Ａ
ＤＵ法ては、水がＵＰ、に添加され、ＵＯ２Ｆ２が形成
される。ついでフッ化または硝酸ウラニル溶液が水酸化
アンモニウムと接触され、ニララン酸アンモニウムが形
成される。ニララン酸アンモニウムはついで溶液から濾
過され、焼成炉でＵＣ２に処理される。濾過物は溶解し
た、微粒子のＡＤＯおよびＵＯ２Ｆ２を含有する。

■ＤＲ法では、ＵＰ、および／または ＵＣ２（ＮＯ３）２が焼成炉に注入され、そこてＵＣ２
に直接還元される。ついでこの方法の廃ガスは洗浄され
、ウラン汚染溶液が生成される。

図ＩＡおよびＩＢならびに図２は、従来法と本発明の好
ましい態様との比較を説明するためのものである。図Ｉ
Ａは米国特許第４，３４９．５＋３号明細書に記載の従
来法を示すものである。水力ラスケクまたはスラリー２
は撹拌下６、希薄硝酸４で処理される。水８で洗浄した
後、濾過１０し、ウラン含有濾過物１２はさらにウラン
１４を回収するために処理される。Ｓ　ｔ　Ｏ２沈澱物
１６はついて゛水酸化ナトリウム溶液２０に溶解され、
ついで水力ラス２２に再生される。この方法は実際は実
施できないことが判った。米国特許第４，３４９，５１
３号に基づ〈従来技術の変法か実施されていた。

図ＩＢは従来技術の変法を説明するものであり、水ガラ
スケークまたはスラリー２は混合タンク６中で硝酸４て
処理され、硝酸ウラニルを生成する。

硝酸添加は、ケークによりもたらされたＮＨ４ＦをＨＦ
およびＮＨ，ＮＯ３に転換せしめる。ついでＨＦはＳｉ
Ｏ２に作用し、シリカの一部を溶液中に溶解せしめる。

スラリーはついで濾過８され、大部分の硝酸ウラニル溶
８！１０が回収される。ケクの洗浄のためにいくつかの
試みがなされうる。

しかしながら、非常に微細粒径のため、この洗浄はあま
り効果的ではない。ケークはついでコンクリートで固め
られ、核廃棄物１２として埋蔵される。供給ウランの損
失は約１２％である。このウランは濃縮されているので
１ｋｇあたり約１０００ドルの価値があるため、これは
重大な損失である。

また埋蔵費用（約４０ドル／ｆｔ”）も重要である。濾
過後シリカを１４水酸化ナトリウムに溶解する試みもあ
るが、成功していない。

図２に示されている本発明の好ましいプロセスにおいて
は、まず水ガラスケーク２を混合タンク６中で濃厚力セ
イアルカリ４と接触させる。カセイアルカリとしては、
例えば水酸化ナトリウムまたはカリウムなどが好適であ
る。カセイアルカリ４は水ガラスケークまたはシリカマ
トリックス２に作用してそれを溶解する。シリカマトリ
ックスは水ガラス沈澱段階では非常に反応性が高い。

水ガラスケーク中に含まれる金属は、例えばウランの場
合はＡＤＵとして残存するか、またはニララン酸ナトリ
ウムまたは水酸化ウランのような金属のアルカリ塩とし
て沈澱する。金属性固形物は溶解した水ガラスベースの
溶液８からｒ別され、該溶液はついで工程１０で使用す
るためにリサイクルされる。通常、水ガラス溶液は約２
〜８Ｈ１０Ｓ　ｉ　Ｏ２の濃度に調節する必要がある。

フィルター上の金属性固形物はついで混合タンク１４中
で硝酸のような濃厚な酸１２で洗浄され、さらに金属回
収１６のために処理される。金属性酸塩の濃度は、図Ｉ
ＡおよびＩＢに示した従来法よりも約２０倍以上濃厚で
ある。

ウランの回収に関しては、ＡＤＯまたはＩＤＲ法の後、
プロセス廃棄物流が生成される。一般に、プロセス廃棄
物は約４〜８１１１１０アンモニア、約１へ一３１’１
１０フッ化物、約５〜１１００ｐｐのウランおよび８材
１０硝酸塩を水中に含む。ケイ酸すｌ−リウムまたは水
ガラスは、好ましくは約２〜８％ｌ’Ｉ１０　Ｓ　Ｉ　
Ｏ２の濃度で廃棄物流の約１〜１０％の速度でプロセス
廃棄物流に添加される。プロセス廃棄物流中に金属をマ
トリックスしている水ガラス沈澱物はついで該廃棄物流
から除去され、約１５　　Ｗｌｏ　Ｓ　１０２固形物と
して収集される。水酸化ナトリウムのような、約２５〜
５ＣＩＩ１０力セイアルカリが加温下、好ましくは約４
０〜７０°Ｃ１より好ましくは約６０°Ｃで水ガラス沈
澱物に添加される。水酸化ナトリウムのようなカセイア
ルカリは、好ましくは５ｉ０２１モル当たりＮａ３約モ
ルの割合で存在させる。水酸化カリウムのような他の強
アルカリも使用することかできる。

カセイアルカリの添加後、水ガラススラ・ノジは溶解し
、懸濁液またはスラッジ中に金属を固体として残す。ケ
イ酸ナトリウム溶液は、沈澱槽または遠心分離器により
フィルター上の金属固体から分離され。

ケイ酸ナトリウム溶液はついで濃厚な（約２９Ｗ１０　
Ｓ　ｉＯ２）水ガラスでその濃度を調節することにより
リサイクルすることができ、水ガラス法に再使用するた
め供給タンクに送られる。特に、リサイクルされるケイ
酸ナトリウム溶液の濃度は約２〜８％Ｓｉｎ、にすべき
である６ ニウラン酸アンモニア、ニララン酸ナトリウムまたは二
酸化ウランあるいは水酸化ウランのような金属アンモニ
ウムまたは金属酸化物あるいは水酸化物の形態である生
成金属固体は、それぞれ約２０〜６８Ｗ１０酸、好まし
くは約４０１’１１０酸を用いて濾過ケーク中に溶解さ
れる。もし望むならば、濃厚な酸を使用することができ
るが、硝酸が好ましい。得られた硝酸溶液は金属が非常
に濃縮されており、ケイ酸塩は実質的に含有していない
。

ついてこの溶液はさらに金属を回収するために処理され
る。ウラン回収の例では、当業者に周知の溶媒抽出技術
をウランの回収のために使用することができる。

金属硝酸溶液の量は従来法より非常に少なく、水力ラス
沈澱物からの金属の回収はほぼ完全に行われる。水ガラ
スはリサイクルできるので、この方法で要求される水ガ
ラスの量が減少される。フッ化物レヘルも低下し、結果
として装置の腐食が減少する。本発明の方法は廃棄物の
埋蔵の必要性が省略され、それによって埋蔵コストが削
減される。

上記の発明は、水ガラス沈澱回収法を用いて廃棄物流か
ら金属を回収する方法を提供するもので、あることが理
解されるてあろう。ＡＤＵまたはＩＤＲ法はこの方法を
用いてウランを回収するために特に適している。特にカ
セイアルカリ溶液の水ガラスマトリックス沈澱物への添
加は、水ガラススラッジを溶解し、より簡単で且つコス
ト効率よく回収するために、水ガラススラッジ中に金属
が遊術する。この方法で使用された水ガラスはリサイク
ルすることができ、金属を回収することができる。

説明のために、本発明の特別の態様を上述したが、当業
者ならば特許請求の範囲の記載から逸脱することなく種
々の変更を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

図ＩＡは米国特許第４，３４９，５１３号明細書に記載
の従来法のフローチャートを示すものである。 図ＩＢは一般に使用されている従来法のフローチャート
を示すものである。 図２は本発明の好ましい態様のフローチャートを示すも
のである。 図２中の２は水ガラスケーク、４はカセイアルカリ、１
０はケイ酸ナトリウム溶液、１２は濃厚な酸、１６は回
収金属硝酸塩溶液を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属含有プロセス廃棄物流に約１〜１０％の水ガラ
   スを添加して該水ガラスで該金属とのマトリックスを形
   成し、該廃棄物流から水ガラス金属マトリックスを除去
   し、水ガラス金属マトリックスに２５〜５０Ｗ／Ｏカセ
   イアルカリを加えて水ガラス溶液と金属スラリーを生成
   させ、金属スラリーから水ガラス溶液を分離し、酸を加
   えて該金属スラリーを溶解し、溶解したスラリーから該
   金属を分離することを特徴とする、金属含有プロセス廃
   棄物流から金属を回収する方法。 ２、金属含有水ガラススラッジマトリックスに、加温下
   で２５〜５０Ｗ／Ｏカセイアルカリを加えて水ガラス溶
   液と金属スラリーを生成させ、水ガラス溶液と金属スラ
   リーとを分離し、該金属スラリーに酸を加えて該金属を
   溶解し、該金属を該スラリーから分離することを特徴と
   する、金属含有水ガラススラッジマトリックスから金属
   を回収する方法。