JPH0810274B2 - トリブチルフオスフエ−ト含有有機溶媒の再生方法 - Google Patents
トリブチルフオスフエ−ト含有有機溶媒の再生方法Info
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- JPH0810274B2 JPH0810274B2 JP8363786A JP8363786A JPH0810274B2 JP H0810274 B2 JPH0810274 B2 JP H0810274B2 JP 8363786 A JP8363786 A JP 8363786A JP 8363786 A JP8363786 A JP 8363786A JP H0810274 B2 JPH0810274 B2 JP H0810274B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ウランの再転換工程やウランスクラツプ回
収工程に用いられるトリブチルフオスフエート含有有機
溶媒の再生処理方法に関するものである。
収工程に用いられるトリブチルフオスフエート含有有機
溶媒の再生処理方法に関するものである。
六弗化ウラン（UF6）から二酸化ウラン（UO2）を得る
（これをウランの再転換という）ため種々の方法が行な
われている。その中の一つに、UF6ガスを硝酸アルミニ
ウム水溶液に吹き込んで硝酸ウラニル（UO2（NO3）２）
を生成せしめ、該UO2（NO3）２をトリブチルフオスフエ
ート（TBPと略記する）含有有機溶媒で抽出精製し、精
製UO2（NO3）２をアンモニアと反応させて重ウラン酸ア
ンモニウムとして沈殿させ、該沈殿物を仮焼してU3O8と
し、これを水素で還元してUO2粉末とする方法がある。
この方法は上記のように溶媒抽出による精製工程がある
ため、弗素混入の少ないUO2粉末が得られる点で優れて
いる。このようなTBP溶媒抽出は、ウランスクラツプか
らウランを回収する場合にも適用されている。
（これをウランの再転換という）ため種々の方法が行な
われている。その中の一つに、UF6ガスを硝酸アルミニ
ウム水溶液に吹き込んで硝酸ウラニル（UO2（NO3）２）
を生成せしめ、該UO2（NO3）２をトリブチルフオスフエ
ート（TBPと略記する）含有有機溶媒で抽出精製し、精
製UO2（NO3）２をアンモニアと反応させて重ウラン酸ア
ンモニウムとして沈殿させ、該沈殿物を仮焼してU3O8と
し、これを水素で還元してUO2粉末とする方法がある。
この方法は上記のように溶媒抽出による精製工程がある
ため、弗素混入の少ないUO2粉末が得られる点で優れて
いる。このようなTBP溶媒抽出は、ウランスクラツプか
らウランを回収する場合にも適用されている。
上記TBPはケロシン、ドデカン等の炭化水素油で希釈
して用いられ、TBPの含有率は通常30〜40容量％とされ
ている。ところでこのTBP含有有機溶媒は上記の工程に
おいて絶えずウランや硝酸と接触するため、放射線によ
る損傷、化学的な損傷を受け、次第に逆抽出性能が低下
してくる。この逆抽出性能の低下現象はおよそ次のよう
に考えられている。即ち、TBPが分解すると、ジブチル
フオスフエート（DBP）、モノブチルフオスフエート（M
BP）、ブタノール、リン酸等を生成し、炭化水素油が硝
酸によつて酸化され、又分解してカルボン酸、ニトロ化
合物、ヒドロキサム酸等を生成し、これらの分解生成物
のいくつかがウランと強固に結合して逆抽出を妨げるこ
とになる。このように逆抽出性能が低下すると有機溶媒
中に残留するウラン濃度が増大し、ウランの損失が大き
くなると共に抽出能力も低下するので、劣化がある程度
まで達すればこの溶媒を新しい溶媒と交換しなければな
らない。
して用いられ、TBPの含有率は通常30〜40容量％とされ
ている。ところでこのTBP含有有機溶媒は上記の工程に
おいて絶えずウランや硝酸と接触するため、放射線によ
る損傷、化学的な損傷を受け、次第に逆抽出性能が低下
してくる。この逆抽出性能の低下現象はおよそ次のよう
に考えられている。即ち、TBPが分解すると、ジブチル
フオスフエート（DBP）、モノブチルフオスフエート（M
BP）、ブタノール、リン酸等を生成し、炭化水素油が硝
酸によつて酸化され、又分解してカルボン酸、ニトロ化
合物、ヒドロキサム酸等を生成し、これらの分解生成物
のいくつかがウランと強固に結合して逆抽出を妨げるこ
とになる。このように逆抽出性能が低下すると有機溶媒
中に残留するウラン濃度が増大し、ウランの損失が大き
くなると共に抽出能力も低下するので、劣化がある程度
まで達すればこの溶媒を新しい溶媒と交換しなければな
らない。
しかしながらこのように劣化したTBP含有有機溶媒は
上記のようにウランを含有しており、これは永久に保管
しなければならず、この保管のためのスペース及び費用
が必要である。又、TBPは高価であり、新しいTBPを逐次
購入することも経済的に負担である。劣化したTBP含有
有機溶媒を何らかの手段で再生できれば繰返し使用が可
能となり、保管スペース及び費用の減少と新しい溶媒の
購入量の圧縮を図ることができ、極めて好都合である。
このため劣化溶媒の再生処理技術の確立が強く要請され
ていた。
上記のようにウランを含有しており、これは永久に保管
しなければならず、この保管のためのスペース及び費用
が必要である。又、TBPは高価であり、新しいTBPを逐次
購入することも経済的に負担である。劣化したTBP含有
有機溶媒を何らかの手段で再生できれば繰返し使用が可
能となり、保管スペース及び費用の減少と新しい溶媒の
購入量の圧縮を図ることができ、極めて好都合である。
このため劣化溶媒の再生処理技術の確立が強く要請され
ていた。
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、劣化し
たTBP含有有機溶媒を効果的に再生処理する方法を提供
するものである。
たTBP含有有機溶媒を効果的に再生処理する方法を提供
するものである。
この目的を達成するため本発明の方法は、劣化したTB
P含有有機溶媒をアルカリ水溶液で洗浄処理して有機相
と水相とに分離した後、該水相をアンモニアで処理して
ウランを回収する一方、該有機相を粗大網状イオン交換
樹脂によりイオン交換処理してトリブチルフオスフエー
ト含有有機溶媒を再生する点に特徴がある。
P含有有機溶媒をアルカリ水溶液で洗浄処理して有機相
と水相とに分離した後、該水相をアンモニアで処理して
ウランを回収する一方、該有機相を粗大網状イオン交換
樹脂によりイオン交換処理してトリブチルフオスフエー
ト含有有機溶媒を再生する点に特徴がある。
本発明において劣化溶媒を先ずアルカリ洗浄するの
は、次工程におけるイオン交換樹脂への負荷を軽減して
樹脂寿命（この場合の寿命はイオン交換能が消耗する時
間を云う）を延長すると共に、ウランの回収を容易にす
るためである。
は、次工程におけるイオン交換樹脂への負荷を軽減して
樹脂寿命（この場合の寿命はイオン交換能が消耗する時
間を云う）を延長すると共に、ウランの回収を容易にす
るためである。
本発明に用いるアルカリ水溶液にはナトリウム、カリ
ウム、カルシウムの炭酸塩、水酸化物のほか炭酸アンモ
ニウム、アンモニア水等が使用できる。これらは複数種
併用しても良い。該溶液の濃度は５〜15重量％程度が適
当である。洗浄処理は、TBP含有有機溶媒10容に対して
アルカリ水溶液１〜５容程度の割合で接触せしめれば良
い。この接触方式は混合が良く行なわれるものであれば
どのような方式でも良く、撹拌法、パルスカラム法等適
当な手段を選択して良い。このアルカリ洗浄によれば劣
化物の主たる成分であるTBP分解生成物の殆どを水相に
移して有機相から除去することができる。しかしながら
このアルカリ洗浄では希釈剤である炭化水素油の劣化物
質、特にニトロ化合物は効果的に除去することができな
い。このニトロ化合物の除去は次工程の粗大網状イオン
交換樹脂を用いるイオン交換処理によつて殆んど完全に
行なうことができる。
ウム、カルシウムの炭酸塩、水酸化物のほか炭酸アンモ
ニウム、アンモニア水等が使用できる。これらは複数種
併用しても良い。該溶液の濃度は５〜15重量％程度が適
当である。洗浄処理は、TBP含有有機溶媒10容に対して
アルカリ水溶液１〜５容程度の割合で接触せしめれば良
い。この接触方式は混合が良く行なわれるものであれば
どのような方式でも良く、撹拌法、パルスカラム法等適
当な手段を選択して良い。このアルカリ洗浄によれば劣
化物の主たる成分であるTBP分解生成物の殆どを水相に
移して有機相から除去することができる。しかしながら
このアルカリ洗浄では希釈剤である炭化水素油の劣化物
質、特にニトロ化合物は効果的に除去することができな
い。このニトロ化合物の除去は次工程の粗大網状イオン
交換樹脂を用いるイオン交換処理によつて殆んど完全に
行なうことができる。
粗大網状イオン交換樹脂はスチレン−ジビニルベンゼ
ンコポリマー類であつて、４級アンモニウム性官能基を
有するものを強塩基性陰イオン交換樹脂、アミノ性官能
基を有するものを弱塩基性陰イオン交換樹脂、スルフオ
ン酸官能基を有するものを陽イオン交換樹脂と云い、こ
の形式の樹脂は、例えば米国ローム−アンド−ハース社
（Rohm＆Haas Company）からアンバーリスト（Amberlys
t）の商品名で市販されている。上記ニトロ化合物の除
去にはこのうちの強塩基性粗大網状陰イオン交換樹脂が
最も適している。しかしニトロ化合物以外のものを除去
するためには他のものを使用すると良い。イオン交換処
理はこのような樹脂の充填層（ベツド）に前記アルカリ
洗浄済のTBP含有有機溶媒（有機相）を通過せしめるこ
とによつて行なわれる。
ンコポリマー類であつて、４級アンモニウム性官能基を
有するものを強塩基性陰イオン交換樹脂、アミノ性官能
基を有するものを弱塩基性陰イオン交換樹脂、スルフオ
ン酸官能基を有するものを陽イオン交換樹脂と云い、こ
の形式の樹脂は、例えば米国ローム−アンド−ハース社
（Rohm＆Haas Company）からアンバーリスト（Amberlys
t）の商品名で市販されている。上記ニトロ化合物の除
去にはこのうちの強塩基性粗大網状陰イオン交換樹脂が
最も適している。しかしニトロ化合物以外のものを除去
するためには他のものを使用すると良い。イオン交換処
理はこのような樹脂の充填層（ベツド）に前記アルカリ
洗浄済のTBP含有有機溶媒（有機相）を通過せしめるこ
とによつて行なわれる。
通液量は１時間当り充填樹脂量の４〜６倍（即ち、４
〜６ベツドボリユーム/hr）が適当な範囲である。粗大
網状イオン交換樹脂はTBP分解生成物を除去する能力も
あるが、これらは前工程のアルカリ洗浄で除去されるの
でその分だけ負荷が軽減され、樹脂寿命が延長される。
〜６ベツドボリユーム/hr）が適当な範囲である。粗大
網状イオン交換樹脂はTBP分解生成物を除去する能力も
あるが、これらは前工程のアルカリ洗浄で除去されるの
でその分だけ負荷が軽減され、樹脂寿命が延長される。
本発明においてアルカリ洗浄とイオン交換処理は必ず
しも連続して行なう必要はなく、通常劣化したTBP含有
有機溶媒に含有される分解生成物はTBP分解生成物が大
部分であるので、アルカリ洗浄再生のみで再使用するこ
とを複数回（例えば10〜15回）行なつた後にイオン交換
処理を１回行なうという割合で再生処理すれば充分であ
る。このような場合TBP含有有機溶媒中にはニトロ化合
物が濃縮しているので、イオン交換における溶媒の処理
量は充填樹脂量の約80〜90倍量となる。
しも連続して行なう必要はなく、通常劣化したTBP含有
有機溶媒に含有される分解生成物はTBP分解生成物が大
部分であるので、アルカリ洗浄再生のみで再使用するこ
とを複数回（例えば10〜15回）行なつた後にイオン交換
処理を１回行なうという割合で再生処理すれば充分であ
る。このような場合TBP含有有機溶媒中にはニトロ化合
物が濃縮しているので、イオン交換における溶媒の処理
量は充填樹脂量の約80〜90倍量となる。
アルカリ洗浄工程では、TBP分解生成物のほか、炭化
水素油の劣化物質であるカルボン酸、ヒドロキサム酸等
が除去され、これらに結合しているウランも一緒にアル
カリ洗浄液（水相）に入る。この洗浄廃液に炭酸塩が含
有される場合は一旦酸性にして脱炭酸した後、又炭酸塩
を含有しない場合はそのまゝアンモニアを添加すればウ
ランを重ウラン酸アンモニウムとして沈殿回収すること
ができる。又、洗浄液中にアンモニアが存在すればウラ
ンは直ちに重ウラン酸アンモニウムを生成して沈殿する
ので、そのまゝ固液分離すれば良い。母液は低レベル放
射性廃液となり、これは他の雑廃水と共に別途処理され
る。
水素油の劣化物質であるカルボン酸、ヒドロキサム酸等
が除去され、これらに結合しているウランも一緒にアル
カリ洗浄液（水相）に入る。この洗浄廃液に炭酸塩が含
有される場合は一旦酸性にして脱炭酸した後、又炭酸塩
を含有しない場合はそのまゝアンモニアを添加すればウ
ランを重ウラン酸アンモニウムとして沈殿回収すること
ができる。又、洗浄液中にアンモニアが存在すればウラ
ンは直ちに重ウラン酸アンモニウムを生成して沈殿する
ので、そのまゝ固液分離すれば良い。母液は低レベル放
射性廃液となり、これは他の雑廃水と共に別途処理され
る。
一方使用済の粗大網状イオン交換樹脂は、HNU3−HFと
NaOHで再生することも可能であるが、この再生液の処理
は比較的難しく、むしろ廃棄するのが得策である。この
場合樹脂をそのまゝ保管しても良いが、灰化して減容す
るのが好ましく、又灰化すればウランの抽出も容易とな
り、これからウランを回収することも可能となる。
NaOHで再生することも可能であるが、この再生液の処理
は比較的難しく、むしろ廃棄するのが得策である。この
場合樹脂をそのまゝ保管しても良いが、灰化して減容す
るのが好ましく、又灰化すればウランの抽出も容易とな
り、これからウランを回収することも可能となる。
ウランの再転換工程に用い、逆抽出後のウラン濃度が
約100mg/となつたTBP含有有機溶媒（TBP35容量％、ｎ
−ドデカン65容量％）3000と５重量％のNa2CO3水溶液
300を槽中で撹拌混合した後静置して有機相と水相を
分離した。この洗浄を２回行なつた後、アルカリ洗浄済
の有機相の一部を、アンバーリストＡ−26（米国ローム
・アンド・ハース社製の強塩基製粗大網状陰イオン交換
樹脂の商品名）10を充填したカラム中に、流速４ベツ
ドボリユーム/hrで通液し、イオン交換処理した。
約100mg/となつたTBP含有有機溶媒（TBP35容量％、ｎ
−ドデカン65容量％）3000と５重量％のNa2CO3水溶液
300を槽中で撹拌混合した後静置して有機相と水相を
分離した。この洗浄を２回行なつた後、アルカリ洗浄済
の有機相の一部を、アンバーリストＡ−26（米国ローム
・アンド・ハース社製の強塩基製粗大網状陰イオン交換
樹脂の商品名）10を充填したカラム中に、流速４ベツ
ドボリユーム/hrで通液し、イオン交換処理した。
上記アルカリ洗浄のみ行なつた溶媒とイオン交換まで
行なつた溶媒について、逆抽出性能の比較試験を行なつ
た。この試験は溶媒各50mlを分液漏斗に入れ、これにウ
ランを14g/含有する硝酸濃度１規定の水溶液20mlを加
えてよく振り混ぜてウランを有機溶媒中に抽出し、次い
で該有機溶媒を純水で数回逆抽出操作を行なつて逆抽出
で達成しうる残留ウラン濃度の最低限の値を求めた。そ
の結果、アルカリ洗浄のみ行なつた溶媒の残留ウラン濃
度は約10mg/、イオン交換まで行なつた溶媒は1mg/
以下であつた。この試験の結果からアルカリ洗浄のみで
もかなり逆抽出性能を回復できるが、アルカリ洗浄では
除去し得ない劣化物質があること、この劣化物質は粗大
網状イオン交換樹脂によつて充分除去されていること、
が判る。
行なつた溶媒について、逆抽出性能の比較試験を行なつ
た。この試験は溶媒各50mlを分液漏斗に入れ、これにウ
ランを14g/含有する硝酸濃度１規定の水溶液20mlを加
えてよく振り混ぜてウランを有機溶媒中に抽出し、次い
で該有機溶媒を純水で数回逆抽出操作を行なつて逆抽出
で達成しうる残留ウラン濃度の最低限の値を求めた。そ
の結果、アルカリ洗浄のみ行なつた溶媒の残留ウラン濃
度は約10mg/、イオン交換まで行なつた溶媒は1mg/
以下であつた。この試験の結果からアルカリ洗浄のみで
もかなり逆抽出性能を回復できるが、アルカリ洗浄では
除去し得ない劣化物質があること、この劣化物質は粗大
網状イオン交換樹脂によつて充分除去されていること、
が判る。
本発明により、劣化したTBP含有有機溶媒を新品と同
程度の性能に再生回復することができた。これによつて
劣化溶媒の保管の必要がなくなり、又新規購入のTBPは
分解等により消耗する分の補給分だけで済むようにな
り、ランニングコスト節減に大きく寄与することができ
た。
程度の性能に再生回復することができた。これによつて
劣化溶媒の保管の必要がなくなり、又新規購入のTBPは
分解等により消耗する分の補給分だけで済むようにな
り、ランニングコスト節減に大きく寄与することができ
た。
Claims (1)
- 【請求項１】劣化したトリブチルフオスフエート含有有
機溶媒をアルカリ水溶液で洗浄処理して有機相と水相と
に分離した後、該水相をアンモニアで処理してウランを
回収する一方、該有機相を粗大網状イオン交換樹脂によ
りイオン交換処理してトリブチルフオスフエート含有有
機溶媒を再生することを特徴とする、トリブチルフオス
フエート含有有機溶媒の再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8363786A JPH0810274B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | トリブチルフオスフエ−ト含有有機溶媒の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8363786A JPH0810274B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | トリブチルフオスフエ−ト含有有機溶媒の再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62239099A JPS62239099A (ja) | 1987-10-19 |
| JPH0810274B2 true JPH0810274B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=13807976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8363786A Expired - Fee Related JPH0810274B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | トリブチルフオスフエ−ト含有有機溶媒の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810274B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9021264D0 (en) * | 1990-09-29 | 1990-11-14 | British Nuclear Fuels Plc | Cleaning of solutions |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5423900A (en) * | 1977-07-25 | 1979-02-22 | Mitsubishi Metal Corp | Recovering regeneration method of radioactive retreating waste organic solvent |
-
1986
- 1986-04-11 JP JP8363786A patent/JPH0810274B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62239099A (ja) | 1987-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |