JPH09243788A - アクチノイド元素と希土類元素の分離方法 - Google Patents
アクチノイド元素と希土類元素の分離方法Info
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- JPH09243788A JPH09243788A JP5046596A JP5046596A JPH09243788A JP H09243788 A JPH09243788 A JP H09243788A JP 5046596 A JP5046596 A JP 5046596A JP 5046596 A JP5046596 A JP 5046596A JP H09243788 A JPH09243788 A JP H09243788A
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- separating
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- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厳密な濃度管理を必要とせず、高い分離効率
（分離係数）を有し、後工程で容易にアクチノイド元素
を分別でき、処理が困難な廃棄物が発生しないアクチノ
イド元素と希土類元素の分離方法を提供する。 【解決手段】 高レベル廃液を元素群ごとに分離する群
分離法において、アクチノイド元素と希土類元素を含む
被処理溶媒６に、炭酸ヒドラジンを含む水溶液３を逆抽
出液として混入し、混合液を水相と有機相に分離し、水
相からアクチノイド元素を回収する。炭酸ヒドラジンの
濃度は、アクチノイド元素の分配比が１より小さく、か
つ希土類元素の分配比が１より大きくなる範囲、好まし
くは約０．９モル／ｌ以上かつ約２．０モル／ｌ以下に
設定する。
（分離係数）を有し、後工程で容易にアクチノイド元素
を分別でき、処理が困難な廃棄物が発生しないアクチノ
イド元素と希土類元素の分離方法を提供する。 【解決手段】 高レベル廃液を元素群ごとに分離する群
分離法において、アクチノイド元素と希土類元素を含む
被処理溶媒６に、炭酸ヒドラジンを含む水溶液３を逆抽
出液として混入し、混合液を水相と有機相に分離し、水
相からアクチノイド元素を回収する。炭酸ヒドラジンの
濃度は、アクチノイド元素の分配比が１より小さく、か
つ希土類元素の分配比が１より大きくなる範囲、好まし
くは約０．９モル／ｌ以上かつ約２．０モル／ｌ以下に
設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用済核燃料の再
処理技術に係わり、更に詳しくは、高レベル廃液を元素
群ごとに分離する群分離法におけるアクチノイド元素と
希土類元素の分離方法に関する。
処理技術に係わり、更に詳しくは、高レベル廃液を元素
群ごとに分離する群分離法におけるアクチノイド元素と
希土類元素の分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電設備で発生する使用済核燃料
の再処理において、高レベル廃液中に含まれる放射性核
種をその半減期や放射性毒性に応じて分離（群分離）し
て処理する群分離法が現在各国で鋭意研究開発されてい
る。図３は、最新の群分離プロセスである４群群分離プ
ロセスの概略フロー図であり、抽出分離（又は沈殿分
離）、沈殿分離（又は吸着分離）、無機イオン交換分離
等の組み合わせにより、高レベル廃液を、超ウラン元素
群、テクネチウム−白金族元素群、ストロンチウム−セ
シウム群、その他の核分裂生成物群に群分離するように
なっている。この図において抽出分離（又は沈殿分離）
では、超ウラン元素と希土類元素とを分離する必要があ
るが、これらの元素は周期表における同族の元素であ
り、分離が一般に困難である。ここで、超ウラン元素と
は、Ｕ，Ｎｐ，Ｐｕ，Ａｍ，Ｃｍ等のアクチノイド元素
であり、希土類元素とは、Ｓｃ，Ｙ，及びランタノイド
元素（Ｃｅ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｄｙ等）をいう。かかる群分
離法は、例えば本発明の発明者等による研究報告書（日
本原子力研究所、研究報告書９５−０１１、「ＤＩＤＰ
Ａ溶媒からのウランの逆抽出法」、１９９５年３月）等
に開示されている。
の再処理において、高レベル廃液中に含まれる放射性核
種をその半減期や放射性毒性に応じて分離（群分離）し
て処理する群分離法が現在各国で鋭意研究開発されてい
る。図３は、最新の群分離プロセスである４群群分離プ
ロセスの概略フロー図であり、抽出分離（又は沈殿分
離）、沈殿分離（又は吸着分離）、無機イオン交換分離
等の組み合わせにより、高レベル廃液を、超ウラン元素
群、テクネチウム−白金族元素群、ストロンチウム−セ
シウム群、その他の核分裂生成物群に群分離するように
なっている。この図において抽出分離（又は沈殿分離）
では、超ウラン元素と希土類元素とを分離する必要があ
るが、これらの元素は周期表における同族の元素であ
り、分離が一般に困難である。ここで、超ウラン元素と
は、Ｕ，Ｎｐ，Ｐｕ，Ａｍ，Ｃｍ等のアクチノイド元素
であり、希土類元素とは、Ｓｃ，Ｙ，及びランタノイド
元素（Ｃｅ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｄｙ等）をいう。かかる群分
離法は、例えば本発明の発明者等による研究報告書（日
本原子力研究所、研究報告書９５−０１１、「ＤＩＤＰ
Ａ溶媒からのウランの逆抽出法」、１９９５年３月）等
に開示されている。
【０００３】図４は、高レベル廃液からアクチノイド元
素を分離するプロセスを示すフロー図の一例である。こ
のプロセスは、抽出I ，II、逆抽出I 〜V からなり、抽
出Iの抽出残液からＣｓ，Ｓｒ，Ｔｃ，ＰＧＭ等を分離
し、逆抽出III の水相ＡからＮｐ，Ｐｕ製品を分離し、
逆抽出IVの水相ＡからＡｍ，Ｃｍ等を分離し、逆抽出V
の水相ＡからＵ製品を分離するようになっている。なお
この図における各抽出／逆抽出は、被処理液（高レベル
廃液等）に適当な抽出溶液／逆抽出溶液を混ぜ、これを
静置して有機相Ｏと水相Ａに分離することにより通常行
われる。
素を分離するプロセスを示すフロー図の一例である。こ
のプロセスは、抽出I ，II、逆抽出I 〜V からなり、抽
出Iの抽出残液からＣｓ，Ｓｒ，Ｔｃ，ＰＧＭ等を分離
し、逆抽出III の水相ＡからＮｐ，Ｐｕ製品を分離し、
逆抽出IVの水相ＡからＡｍ，Ｃｍ等を分離し、逆抽出V
の水相ＡからＵ製品を分離するようになっている。なお
この図における各抽出／逆抽出は、被処理液（高レベル
廃液等）に適当な抽出溶液／逆抽出溶液を混ぜ、これを
静置して有機相Ｏと水相Ａに分離することにより通常行
われる。
【０００４】なお、有機相Ｏと水相Ａの両方に特定の成
分が平衡状態で溶けた場合のモル比（有機相内のモル数
／水相内のモル数）を「分配比」と呼ぶ。
分が平衡状態で溶けた場合のモル比（有機相内のモル数
／水相内のモル数）を「分配比」と呼ぶ。
【０００５】図４の逆抽出I では、従来は例えば、図５
に模式的に示すように、ＨＤＥＨＰ(di(2-ethylhexyl)o
rthophosphoric acid)の溶媒で抽出した後、逆抽出液と
してＤＴＰＡ(Di-ethylene Tri-amine Pentaacetic Aci
d)を用いて、アクチノイド元素（Ａｍ，Ｃｍ等）を水相
側に抽出分離している。このアクチノイド元素の分離回
収方法としては、ＴＡＬＳＰＥＡＫ法、Ｒｅｖｅｒｓｅ
ｄ ＴＡＬＳＰＥＡＫ法、ＤＩＤＰＡ法、等が従来から
知られている。
に模式的に示すように、ＨＤＥＨＰ(di(2-ethylhexyl)o
rthophosphoric acid)の溶媒で抽出した後、逆抽出液と
してＤＴＰＡ(Di-ethylene Tri-amine Pentaacetic Aci
d)を用いて、アクチノイド元素（Ａｍ，Ｃｍ等）を水相
側に抽出分離している。このアクチノイド元素の分離回
収方法としては、ＴＡＬＳＰＥＡＫ法、Ｒｅｖｅｒｓｅ
ｄ ＴＡＬＳＰＥＡＫ法、ＤＩＤＰＡ法、等が従来から
知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図６は、従来のアクチ
ノイド元素の分離回収方法におけるｐＨ値と分配比との
関係を示す図である("Development of a patitioning p
rocess for the management of high-level waste", FU
TURE NUCLEAR SYSTEMS: EMERGING FUEL CYCLES AND WAS
TE DISPOSAL OPTIONS, GLOBAL '93, September 1993, A
merican NuclearSociety, Inc．より抜粋）。
ノイド元素の分離回収方法におけるｐＨ値と分配比との
関係を示す図である("Development of a patitioning p
rocess for the management of high-level waste", FU
TURE NUCLEAR SYSTEMS: EMERGING FUEL CYCLES AND WAS
TE DISPOSAL OPTIONS, GLOBAL '93, September 1993, A
merican NuclearSociety, Inc．より抜粋）。
【０００７】この図６において、水相ＡにＡｍを抽出
し、有機相ＯにＮｄを抽出することにより、ＡｍとＮｄ
を分離するためには、Ａｍの分配比が１以下でかつＮｄ
の分配比が１以上になる範囲、例えばこの例では図に矢
印で示す約３．４〜３．８の範囲にｐＨを調節する必要
がある。しかしこの例のように、従来の方法におけるｐ
Ｈの許容範囲は極めて狭く、そのため、従来のＤＴＰＡ
による逆抽出では精度の高い極めて厳しいｐＨ調整が要
求され、このｐＨ値が少しでも変わると分離係数（ＤRE
／ＤAn）が非常に悪くなる問題点があった。なお、分離
係数（ＤRE／ＤAn）とは、希土類元素の分配比ＤREとア
クチノイド元素の分配比ＤAnの比であり、この分離係数
が大きいほど効率的に分離ができ、抽出工程における必
要段数を少なくすることができる。
し、有機相ＯにＮｄを抽出することにより、ＡｍとＮｄ
を分離するためには、Ａｍの分配比が１以下でかつＮｄ
の分配比が１以上になる範囲、例えばこの例では図に矢
印で示す約３．４〜３．８の範囲にｐＨを調節する必要
がある。しかしこの例のように、従来の方法におけるｐ
Ｈの許容範囲は極めて狭く、そのため、従来のＤＴＰＡ
による逆抽出では精度の高い極めて厳しいｐＨ調整が要
求され、このｐＨ値が少しでも変わると分離係数（ＤRE
／ＤAn）が非常に悪くなる問題点があった。なお、分離
係数（ＤRE／ＤAn）とは、希土類元素の分配比ＤREとア
クチノイド元素の分配比ＤAnの比であり、この分離係数
が大きいほど効率的に分離ができ、抽出工程における必
要段数を少なくすることができる。
【０００８】また、ｐＨ調整用に多量の試薬（乳酸やＨ
ＣＯＯＨ）を使用するため、これらの試薬が後工程に不
純物として残り、その処理が困難になる問題点があっ
た。更に逆抽出に用いたＤＴＰＡも、後工程において廃
棄物として回収され、この廃棄ＤＴＰＡの処理が困難で
ある問題点があった。
ＣＯＯＨ）を使用するため、これらの試薬が後工程に不
純物として残り、その処理が困難になる問題点があっ
た。更に逆抽出に用いたＤＴＰＡも、後工程において廃
棄物として回収され、この廃棄ＤＴＰＡの処理が困難で
ある問題点があった。
【０００９】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、厳密
な濃度管理を必要とせず、高い分離効率（分離係数）を
有し、後工程で容易にアクチノイド元素を分別でき、処
理が困難な廃棄物が発生しないアクチノイド元素と希土
類元素の分離方法を提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、厳密
な濃度管理を必要とせず、高い分離効率（分離係数）を
有し、後工程で容易にアクチノイド元素を分別でき、処
理が困難な廃棄物が発生しないアクチノイド元素と希土
類元素の分離方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、高レベ
ル廃液を元素群ごとに分離する群分離方法において、ア
クチノイド元素と希土類元素を含む被処理溶媒に、炭酸
ヒドラジンを含む水溶液を逆抽出液として混入し、該混
合液を水相と有機相に分離し、該水相からアクチノイド
元素を回収する、ことを特徴とするアクチノイド元素と
希土類元素の分離方法が提供される。
ル廃液を元素群ごとに分離する群分離方法において、ア
クチノイド元素と希土類元素を含む被処理溶媒に、炭酸
ヒドラジンを含む水溶液を逆抽出液として混入し、該混
合液を水相と有機相に分離し、該水相からアクチノイド
元素を回収する、ことを特徴とするアクチノイド元素と
希土類元素の分離方法が提供される。
【００１１】本発明の発明者等は、上述した新規の問題
を解決するため、分解の容易なソルトフリー試薬に着目
し、かかるソルトフリー試薬の１つである炭酸ヒドラジ
ン溶液を用い、厳密な濃度管理を必要とせずに高い分離
効率（分離係数）を有し、かつエマルジョン相を発生さ
せない条件を種々の実験により見いだした。本発明はか
かる新規の知見に基づくものである。
を解決するため、分解の容易なソルトフリー試薬に着目
し、かかるソルトフリー試薬の１つである炭酸ヒドラジ
ン溶液を用い、厳密な濃度管理を必要とせずに高い分離
効率（分離係数）を有し、かつエマルジョン相を発生さ
せない条件を種々の実験により見いだした。本発明はか
かる新規の知見に基づくものである。
【００１２】すなわち、本発明によれば、ソルトフリー
試薬である炭酸ヒドラジン（Ｎ2 Ｈ 4 ）2 ＣＯ2 の水溶
液を逆抽出液として用いているので、後工程で硝酸分
解、電気分解、熱分解等により、容易にＮ2 ガス、Ｈ2
ガス、ＣＯ2 ガスに分解除去することができ、Ａｍ，Ｃ
ｍ等のアクチノイド元素を容易に分別することができ
る。
試薬である炭酸ヒドラジン（Ｎ2 Ｈ 4 ）2 ＣＯ2 の水溶
液を逆抽出液として用いているので、後工程で硝酸分
解、電気分解、熱分解等により、容易にＮ2 ガス、Ｈ2
ガス、ＣＯ2 ガスに分解除去することができ、Ａｍ，Ｃ
ｍ等のアクチノイド元素を容易に分別することができ
る。
【００１３】また、実験により炭酸ヒドラジン濃度と分
配比の関係が、アクチノイド元素と希土類元素で平行に
近く、これにより広い範囲で安定した分離係数が得られ
ることが確認された。従って、従来の方法におけるｐＨ
調整に比較して厳密な濃度管理を必要とせず、高い分離
効率（分離係数）を有し、後工程で容易にアクチノイド
元素を分別でき、処理が困難な廃棄物が発生しないアク
チノイド元素と希土類元素の分離方法とすることができ
る。
配比の関係が、アクチノイド元素と希土類元素で平行に
近く、これにより広い範囲で安定した分離係数が得られ
ることが確認された。従って、従来の方法におけるｐＨ
調整に比較して厳密な濃度管理を必要とせず、高い分離
効率（分離係数）を有し、後工程で容易にアクチノイド
元素を分別でき、処理が困難な廃棄物が発生しないアク
チノイド元素と希土類元素の分離方法とすることができ
る。
【００１４】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
炭酸ヒドラジンの濃度は、アクチノイド元素の分配比が
１より小さく、かつ希土類元素の分配比が１より大きく
なる範囲に設定する。この範囲は、本発明者等の実験例
によれば、約０．９モル／ｌ以上、かつ約２．０モル／
ｌ以下であることが好ましい。この構成により、混合液
を分離した水相Ａと有機相Ｏに、水相Ａにアクチノイド
元素を有機相Ｏより多く含ませ、有機相Ｏに希土類元素
を水相Ａよりも多く含ませることができ、アクチノイド
元素と希土類元素を効率的に分離することができる。
炭酸ヒドラジンの濃度は、アクチノイド元素の分配比が
１より小さく、かつ希土類元素の分配比が１より大きく
なる範囲に設定する。この範囲は、本発明者等の実験例
によれば、約０．９モル／ｌ以上、かつ約２．０モル／
ｌ以下であることが好ましい。この構成により、混合液
を分離した水相Ａと有機相Ｏに、水相Ａにアクチノイド
元素を有機相Ｏより多く含ませ、有機相Ｏに希土類元素
を水相Ａよりも多く含ませることができ、アクチノイド
元素と希土類元素を効率的に分離することができる。
【００１５】また、前記水溶液は、エマルジョン相を抑
制するためにアルコールを含有する、ことが好ましい。
このアルコールは、例えばエタノールであり、エマルジ
ョン相の形成を抑制するために、少なくとも４％以上を
加えるのがよく、最大でも２０％以下とするのがよい。
このアルコールも、炭酸ヒドラジンと同様にソルトフリ
ー試薬であり、蒸発，熱分解等により容易に除去するこ
とができる。
制するためにアルコールを含有する、ことが好ましい。
このアルコールは、例えばエタノールであり、エマルジ
ョン相の形成を抑制するために、少なくとも４％以上を
加えるのがよく、最大でも２０％以下とするのがよい。
このアルコールも、炭酸ヒドラジンと同様にソルトフリ
ー試薬であり、蒸発，熱分解等により容易に除去するこ
とができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の分離方法
を適用した分離装置のブロック図である。この図におい
て、１は抽出溶媒（ＤＩＤＰＡ等）、２はＡｍ，Ｃｍ，
希土類元素を含む溶液（希硝酸溶液等）、３はＡｍ，Ｃ
ｍを選択的に逆抽出する炭酸ヒドラジン溶液、４はＡ
ｍ，Ｃｍを抽出した炭酸ヒドラジン溶液、５は抽出され
なかった希土類元素を含む溶媒である。すなわち、この
分離装置により、アクチノイド元素と希土類元素を含む
被処理溶媒６に、炭酸ヒドラジンを含む水溶液３を逆抽
出液として混入し、この混合液を水相Ａと有機相Ｏに分
離し、水相Ａからアクチノイド元素を回収するようにな
っている。なお、この図における抽出器と逆抽出器の構
造は、従来の周知のものと同様であり、単段であっても
複数段であってもよい。
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の分離方法
を適用した分離装置のブロック図である。この図におい
て、１は抽出溶媒（ＤＩＤＰＡ等）、２はＡｍ，Ｃｍ，
希土類元素を含む溶液（希硝酸溶液等）、３はＡｍ，Ｃ
ｍを選択的に逆抽出する炭酸ヒドラジン溶液、４はＡ
ｍ，Ｃｍを抽出した炭酸ヒドラジン溶液、５は抽出され
なかった希土類元素を含む溶媒である。すなわち、この
分離装置により、アクチノイド元素と希土類元素を含む
被処理溶媒６に、炭酸ヒドラジンを含む水溶液３を逆抽
出液として混入し、この混合液を水相Ａと有機相Ｏに分
離し、水相Ａからアクチノイド元素を回収するようにな
っている。なお、この図における抽出器と逆抽出器の構
造は、従来の周知のものと同様であり、単段であっても
複数段であってもよい。
【００１７】図２は、本発明者等の実験による逆抽出剤
である水溶液３中の炭酸ヒドラジン濃度と分配比（Ｄ）
の関係図である。この図において、横軸は炭酸ヒドラジ
ン濃度（モル／ｌ）、縦軸は分配比を示している。ま
た、図中のＡｍ（アメリシウム）はアクチノイド元素で
あり、その他のセリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、
ユーロピウム（Ｅｕ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）は、希
土類元素である。
である水溶液３中の炭酸ヒドラジン濃度と分配比（Ｄ）
の関係図である。この図において、横軸は炭酸ヒドラジ
ン濃度（モル／ｌ）、縦軸は分配比を示している。ま
た、図中のＡｍ（アメリシウム）はアクチノイド元素で
あり、その他のセリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、
ユーロピウム（Ｅｕ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）は、希
土類元素である。
【００１８】図２から、炭酸ヒドラジンの濃度を、約
０．９モル／ｌ以上、かつ約２．０モル／ｌ以下にする
ことにより、アクチノイド元素（Ａｍ）の分配比を１よ
り小さくでき、かつ希土類元素（Ｃｅ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｄ
ｙ）の分配比を１より大きすることができることがわか
る。なお、炭酸ヒドラジンの濃度の最大値は対象とする
希土類元素により異なり、Ｃｅ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｄｙでは
それぞれ、約１．３，１．７５，１．９，２．０以下と
するのがよい。またこれらの濃度は、運転条件や他の試
薬濃度により変化するので、本発明はこれに限定され
ず、アクチノイド元素（Ａｍ）の分配比を１より小さく
でき、かつ希土類元素（Ｃｅ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｄｙ）の分
配比を１より大きすることができる範囲に設定するのが
よい。
０．９モル／ｌ以上、かつ約２．０モル／ｌ以下にする
ことにより、アクチノイド元素（Ａｍ）の分配比を１よ
り小さくでき、かつ希土類元素（Ｃｅ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｄ
ｙ）の分配比を１より大きすることができることがわか
る。なお、炭酸ヒドラジンの濃度の最大値は対象とする
希土類元素により異なり、Ｃｅ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｄｙでは
それぞれ、約１．３，１．７５，１．９，２．０以下と
するのがよい。またこれらの濃度は、運転条件や他の試
薬濃度により変化するので、本発明はこれに限定され
ず、アクチノイド元素（Ａｍ）の分配比を１より小さく
でき、かつ希土類元素（Ｃｅ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｄｙ）の分
配比を１より大きすることができる範囲に設定するのが
よい。
【００１９】上述した本発明によれば、ソルトフリー試
薬である炭酸ヒドラジン（Ｎ2 Ｈ4）2 ＣＯ2 の水溶液
を逆抽出液として用いているので、後工程で硝酸分解、
電気分解、熱分解等により容易にＮ2 ガス、Ｈ2 ガス、
ＣＯ2 ガスに分解除去することができ、Ａｍ，Ｃｍ等の
アクチノイド元素を容易に分別することができる。ま
た、図２において炭酸ヒドラジン濃度と分配比の関係
が、アクチノイド元素と希土類元素で平行に近く広い範
囲で安定した分離係数が得られるので、従来の方法にお
けるｐＨ調整に比較して厳密な濃度管理を必要とせず、
高い分離効率（分離係数）を有し、後工程で容易にアク
チノイド元素を分別でき、処理が困難な廃棄物が発生し
ないアクチノイド元素と希土類元素の分離方法とするこ
とができる。
薬である炭酸ヒドラジン（Ｎ2 Ｈ4）2 ＣＯ2 の水溶液
を逆抽出液として用いているので、後工程で硝酸分解、
電気分解、熱分解等により容易にＮ2 ガス、Ｈ2 ガス、
ＣＯ2 ガスに分解除去することができ、Ａｍ，Ｃｍ等の
アクチノイド元素を容易に分別することができる。ま
た、図２において炭酸ヒドラジン濃度と分配比の関係
が、アクチノイド元素と希土類元素で平行に近く広い範
囲で安定した分離係数が得られるので、従来の方法にお
けるｐＨ調整に比較して厳密な濃度管理を必要とせず、
高い分離効率（分離係数）を有し、後工程で容易にアク
チノイド元素を分別でき、処理が困難な廃棄物が発生し
ないアクチノイド元素と希土類元素の分離方法とするこ
とができる。
【００２０】表１は、図２の結果からアクチノイド元素
と希土類元素の分離係数を算出したものである。
と希土類元素の分離係数を算出したものである。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１から明らかなように、Ａｍ（アメリシ
ウム）をより多く水相に逆抽出させながら、ネオジム
（Ｎｄ），ユーロピウム（Ｅｕ），ジスプロニウム（Ｄ
ｙ）を分離するには、炭酸ヒドラジ濃度を約１．５モル
／ｌにすることにより、分離係数を高く保持して効率的
に分離ができ、抽出工程における必要段数を少なくする
ことができる。同様に、セリウム（Ｃｅ）を分離するに
は、炭酸ヒドラジ濃度を約１．１モル／ｌにすることに
より、Ａｍ（アメリシウム）の逆抽出率は悪くなるが分
離することができる。
ウム）をより多く水相に逆抽出させながら、ネオジム
（Ｎｄ），ユーロピウム（Ｅｕ），ジスプロニウム（Ｄ
ｙ）を分離するには、炭酸ヒドラジ濃度を約１．５モル
／ｌにすることにより、分離係数を高く保持して効率的
に分離ができ、抽出工程における必要段数を少なくする
ことができる。同様に、セリウム（Ｃｅ）を分離するに
は、炭酸ヒドラジ濃度を約１．１モル／ｌにすることに
より、Ａｍ（アメリシウム）の逆抽出率は悪くなるが分
離することができる。
【００２３】逆抽出液として用いる炭酸ヒドラジの水溶
液は、エマルジョン相を抑制するためにアルコールを含
有する、ことが好ましい。このアルコールは、例えばエ
タノールであり、エマルジョン相の形成を抑制するため
に、少なくとも４％以上を加えるのがよく、最大でも２
０％以下とするのがよい。このアルコールも、炭酸ヒド
ラジンと同様にソルトフリー試薬であり、蒸発，熱分解
等により容易に除去することができる。
液は、エマルジョン相を抑制するためにアルコールを含
有する、ことが好ましい。このアルコールは、例えばエ
タノールであり、エマルジョン相の形成を抑制するため
に、少なくとも４％以上を加えるのがよく、最大でも２
０％以下とするのがよい。このアルコールも、炭酸ヒド
ラジンと同様にソルトフリー試薬であり、蒸発，熱分解
等により容易に除去することができる。
【００２４】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。例えば、本発明をＣＭＰＯを溶媒と
するＴＲＵＥＸプロセスへ適用できるが、本発明はこれ
に限定されず、アクチノイド元素と希土類元素を分離す
るその他の群分離プロセスにも適用できるものである。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。例えば、本発明をＣＭＰＯを溶媒と
するＴＲＵＥＸプロセスへ適用できるが、本発明はこれ
に限定されず、アクチノイド元素と希土類元素を分離す
るその他の群分離プロセスにも適用できるものである。
【００２５】
【発明の効果】上述したように、本発明のアクチノイド
元素と希土類元素の分離方法によれば、抽出操作の運
転条件で重要なのは炭酸ヒドラジン濃度であるが、従来
法のｐＨ調整ほど難しくなく、アクチノイド元素と希
土類元素の分配比のグラフが平行に近いので分離係数が
安定しており、ソルトフリー試薬のため硝酸分解、電
気分解、熱分解等により分解し、Ａｍ，Ｃｍを簡単に分
別できる。
元素と希土類元素の分離方法によれば、抽出操作の運
転条件で重要なのは炭酸ヒドラジン濃度であるが、従来
法のｐＨ調整ほど難しくなく、アクチノイド元素と希
土類元素の分配比のグラフが平行に近いので分離係数が
安定しており、ソルトフリー試薬のため硝酸分解、電
気分解、熱分解等により分解し、Ａｍ，Ｃｍを簡単に分
別できる。
【００２６】従って、本発明のアクチノイド元素と希土
類元素の分離方法は、厳密な濃度管理を必要とせず、高
い分離効率（分離係数）を有し、後工程で容易にアクチ
ノイド元素を分別でき、処理が困難な廃棄物が発生しな
い、等の優れた効果を有する。
類元素の分離方法は、厳密な濃度管理を必要とせず、高
い分離効率（分離係数）を有し、後工程で容易にアクチ
ノイド元素を分別でき、処理が困難な廃棄物が発生しな
い、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明の分離方法を適用した分離装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】炭酸ヒドラジン濃度と分配比の関係図である。
【図３】最新の群分離プロセスである４群群分離プロセ
スの概略フロー図である。
スの概略フロー図である。
【図４】高レベル廃液からアクチノイド元素を分離する
プロセスを示すフロー図である。
プロセスを示すフロー図である。
【図５】従来の分離方法による分離装置のブロック図で
ある。
ある。
【図６】従来のアクチノイド元素の分離回収プロセスに
おけるｐＨ値と分配比との関係を示す図である。
おけるｐＨ値と分配比との関係を示す図である。
Ａ 水相 Ｏ 有機相 １ 抽出溶媒（ＤＩＤＰＡ等） ２ Ａｍ，Ｃｍ，希土類元素を含む溶液（希硝酸溶液
等） ３ 炭酸ヒドラジン溶液 ４ Ａｍ，Ｃｍを抽出した炭酸ヒドラジン溶液 ５ 希土類元素を含む溶媒 ６ アクチノイド元素と希土類元素を含む被処理溶媒
等） ３ 炭酸ヒドラジン溶液 ４ Ａｍ，Ｃｍを抽出した炭酸ヒドラジン溶液 ５ 希土類元素を含む溶媒 ６ アクチノイド元素と希土類元素を含む被処理溶媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 和浩 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 久保田 益充 茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４ 日本原子力研究所東海研究所内 (72)発明者 白橋 浩一 茨城県那珂郡東海村白方字白根２番地の４ 日本原子力研究所東海研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 高レベル廃液を元素群ごとに分離する群
分離法において、 アクチノイド元素と希土類元素を含む被処理溶媒に、炭
酸ヒドラジンを含む水溶液を逆抽出液として混入し、該
混合液を水相と有機相に分離し、該水相からアクチノイ
ド元素を回収する、ことを特徴とするアクチノイド元素
と希土類元素の分離方法。 - 【請求項２】 前記炭酸ヒドラジンの濃度は、アクチノ
イド元素の分配比が１より小さく、かつ希土類元素の分
配比が１より大きくなる範囲に設定する、ことを特徴と
する請求項１に記載の分離方法。 - 【請求項３】 前記炭酸ヒドラジンの濃度は、約０．９
モル／ｌ以上、かつ約２．０モル／ｌ以下である、こと
を特徴とする請求項２に記載の分離方法。 - 【請求項４】 前記水溶液は、エマルジョン相を抑制す
るためにアルコールを含有する、ことを特徴とする請求
項１に記載の分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5046596A JPH09243788A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | アクチノイド元素と希土類元素の分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5046596A JPH09243788A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | アクチノイド元素と希土類元素の分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243788A true JPH09243788A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12859638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5046596A Pending JPH09243788A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | アクチノイド元素と希土類元素の分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09243788A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008262931A (ja) * | 2008-08-05 | 2008-10-30 | Toray Ind Inc | プラズマディスプレイパネルの緩衝層形成用ペースト |
-
1996
- 1996-03-07 JP JP5046596A patent/JPH09243788A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008262931A (ja) * | 2008-08-05 | 2008-10-30 | Toray Ind Inc | プラズマディスプレイパネルの緩衝層形成用ペースト |
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