JPS58161925A - 海水からのウラン採取方法 - 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】 本発明は海水からウランを採取する新規な方法に係り、
特に火力発電設備等のコンデンサの冷却水として使用さ
れる海水を一定温度範囲下に保持させ、ウランの経済的
な回収を行なうことができる海水からのウラン採取方法
に関する。

海水中にはウランが主にＵＯ□（ｃｏ３）’；’の形で
約３ｐｐｂ含まれており、これを経済的に採取出来れば
エネルギー資源の有効利用につながる。天然のウラン鉱
の可採年数は約２５年といわれ、陸上での可採条件’ｉ
１６，０００円／！とすると、採算がとれるウランＩｉ
は高高１６０万トンに過ぎないといわれている。ところ
が、海水中のウラン濃度は上述の如く低いが、量として
は約４５億トンもあり、この点からいって少しでも経済
的な回収率の高い海水からのウラン採取方法が望まれて
いる。

従来創案されている方法は、海上に新たに設備を作るか
２又は陸上にウラン回収設備を設置するものであった。

しかし、前者にあっては海上設置であるため作業に危険
性が伴ない設備も大掛りになるという問題点があり、ま
た後者にあっては陸から海に向は長大な海水吸引設備を
必要とするという欠点がある。そして両者に共通してい
えることは、海水の温度は自然のままのものを利用する
ため、海水温度が高いと回収率が良好となる。現在最も
経済的であるとして採用されている酸化チタンに吸着さ
せる方法を使用して吸着効率を上げるためには、海水取
水場所又は装置設置場所が海水温度の高い南方地域に限
られるという欠点を有することである。

そこで、本発明者は従来の採取方法における問題点に鑑
み、これを有効に解決すべく本発明を創案するに至った
ものである。

従って、本発明の目的とするところは、採取には酸化チ
タンに吸着させる方法が現在最も経済的であるが、この
方法によれば海水温度が３０〜４０℃のときウランの回
収率が最高になることに着目し、海水を冷却水として使
用する火力発電設備等の既存設備を最大限利用して海水
温度を上記温度範囲に保持させ、ウランの経済的な回収
を行なうことができる海水からめウラン採取方法を提供
するにある。

本発明は、かかる目的を達成すべく次のように構成した
ものである。

冷却水を海から取水し、これにより復水器を冷却した後
温排水として再び海に返水する機構を有する火力発電所
設備等において、海に返水させる温排水の一部を火力発
電所設備等の排ガスによる熱交換器に導いてこの排ガス
Ｖｃ１より温度上昇させ高温化する・ 次いでこの高温排水ヲ３０〜４０℃の温度範囲に落着く
ように流量制御等で温度調節を行なってウラン吸着材と
接触させる。しかして、この接触により排水中のウラン
をウラン吸着剤に吸着させ、爾後分離して海水からウラ
ンを採取するものである。

以下、本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

海水からウランを有効に採取するためには、少なくとも
三つの要件を満足する必要がある。第一に大量の海水が
必要であること、第二に新鮮な海水が必要であること、
そして第三に後述するように海水温度を適当な温度範囲
にすることである。

通常これらの要件を同時に満たすものを新規設備に求め
ることは経済上難点が多い。そこで、本発明では火力発
電や原子力発電設備等に着目し、この設備を利用するこ
とにより上記三つの要件を容易に満足することを見出し
九のである０沿岸に設置しである火力発電設備等の復水
器冷却は、海水によって行なわれているのが通例であり
、温排水の海洋、自然への影響を少なくするために、取
水海水温度（自然海水温度）と温排水温度との差、すな
わち海水の温度上昇分を約７℃以下となるように調節し
ているためこの温度を維持すべくその海水量は年間多量
なものとなる。−例として、１００万ｋＷ級の新鋭火力
ではこの冷却水量は約１９５，０００Ｔ／Ｈにも達する
。従って、日本全体としてこの種の冷却水量ハ上記−例
の数値からも大量であることが推算できる。

また、火力発電あるいは原子力発電設備から排出される
上記温排水は温度拡散を良好にするため、取水と排水と
は距離的に分離するようになっており、取水は絶えず新
鮮な海水を得るよう考慮されている。このことは、ウラ
ン回収についても絶えず新鮮な海水が採取設備に供給さ
れることからみて全く要件が合致し、上記二点から火力
発電設備等は少なくとも最初の二つの要件を満足してい
ることが解り、火力発電設備等の海水冷却水路にウラン
採取装置を設置することは全く適しているといえる。

他方、ウラン採取装置としては吸着材の種類にも依るが
、海水温度を適当な温度範囲にすればその吸着効率は最
大となる。このことを更に詳しく述べる。

海水の表面温度は第１図、第２図に示す日本近海の海水
温度図に示す如く、赤道附近の３０℃前後を最高に両極
へ向って温度は下っている。日本の沿岸の例として２月
と８月の平均温度を取ると場所的には表１の如くなる。

一方、吸着材として酸化チタンを使用した場合の吸着特
性はＷＥ３図及び第４図の通りである。この図から尿素
法において３０〜４０℃に温度を保つのが最も効率が良
くなることがわかる。してみると、表１で示した自然の
海水温度をそのまま取水したのでは、３０〜４０℃の温
度を得ることができない。

従って、３０〜４Ｃ１の温度を得るには、海水冷却水路
のうちの温度が高い温排水側を流れる海水を利用するこ
とである。しかし、この温排水は前述したように自然海
水温度に対し約７℃高いだけなので、更に加熱する必要
がある。そこで、火力発電設備等で排出される燃焼排ガ
ス熱を使用して上記加熱に供するようにすれば、第三の
要件をも満足することが可能となる。

第５図は、本発明方法を説明するためのウラン回収シス
テムの一例を示す概略説明図である。

同図に示す如く、既知の火力発電設備１は、ポンプ２に
よる給水３を受けてボイラ４内で石炭等の燃料５１！−
燃焼させて蒸気６を発生し、この蒸気でタービン？ｔ−
回転して発電機８を駆動する一方、タービン７から排出
された蒸気は復水器９で冷却して凝縮液化され再びボイ
ラ４内に送られる。そして上記復水器９の冷却には海水
が使用され、ポンプ１０で取水されて復水器９で熱交換
された後に温排水１１として海へ返水され、また、ボイ
ラ４内での燃焼により生じた燃焼排ガスは煙突１２から
排出されるように構成されている。

上記構成において、温排水ライン１３にこのラインの下
流側で合流する分流路１４を設け、この分流路１４の途
中にウラン吸着材として酸化チタンを使用し次ウラン回
収装置１５が介設されている。このウラン回収装置１５
の上流側の分流路１４には、この分流路１４より上記ボ
イラ４の排ガス出口に設けた排熱利用の熱交換器１６に
引き込まれた後、引込み地点よりも下流側であってウラ
ン回収装置１５の入口側に合流するバイパス路１７が回
設されている。上記温排水ライン１３にはこのラインを
流れる温排水量を調節して上記分流路１４へ分流する温
排水量を流量調節すべく本パルプ１８が介設され、また
、バイノｆス路１７の分岐点よりも下流側の分流路１４
にはバイパス路１７への流量調節をすべく主バルブ１９
が、さらに合流側のバイパス路１７には分流路１４への
流量調節をすべく副バルブ２０が同様に介設されている
。そして各パルプは、ウラン回収装置１５に流入する温
排水の温度を検出してこの流入温度が３０〜４０℃の温
度に保持されるぺ〈設けられた温度調節器２１によって
その開閉量を制御されるようになっている。

次に、以上の構成よりなるウラン回収システムの作用を
説明する。

ポングア０作用により常時海水が取水されて復水器９へ
供給されると共に、供給された海水は復水器９を流れる
蒸気を冷却しに後温排水となって温排水ライン１３から
海へ排出される。ポンプ１０圧は一定であるから、温排
水ライン１３の本パルプ１８を調節することにより温排
水ライン１３から分流路１４へ流れる分流量に一義的に
定まる。このようにして所定蓋の温排水が分流路１４へ
流れ込んでいる状態で、今分流路１４の主バルブ１９が
バイパス路１７の副パルプ２０よりも開度が小さいとす
る。分流路１４に流入した温排水の一部は直接ウラン回
収装置１５Ｖｃ流れるも、大半はバイパス路１７へ引き
込まれ熱交換器１６で排熱と熱交換されて高温化される
。そして、この高温化された温排水は分流路１４を直接
流れて来る比較的低温の温排水と合流して冷却され、両
者の中間温度となってウラン回収装置１ｓＶｃ流入する
。この流入口では温度制御器２１による温度検知がなさ
れているので、もし流入水の温度が３０〜４０℃よりも
高いと主バルブ１９を更に開き・逆に副パルプ２０を絞
って熱ぐなＨａぎ几温排水全冷却するように作用する。

ま之、逆に温度が３０〜４０℃よりも低いと今度は主バ
ルブ１９を絞り副パルプ２０を開いてパイ・母ス路１７
の流量を大とし高温化を図り、常にウラン回収装置１５
への流入温度を３０〜４０℃の温度範囲に維持させる。

ここで、主バルブ１９と副バルブ２０の２つのパルプを
設けたのは、ポンプ１０ＥＥが分流路１４及びバイパス
路１１の双方に均等に作用するため、いずれか一方のパ
ルプでは微妙な制御が行なえないためである。また、温
排水ライン１３の本パルプ１８も上記温度制御器２１に
よって制御し得るようにしであるが、最初にパルプ開度
が設定されると、あとは主バルブ１９と副パルプ２０の
２つのバルブによる制御で温度を一定範囲に保つことが
できるので、その制御は副次的なものとなる。

しかして、３０〜４０℃の温排水がウラン回収装置１５
に流入すると酸化チタンと接触し、含有ウランがこの酸
化チタンに吸着される０そして、この吸着は上記温度の
とき最も効率良く行なわれることとなる。

次に、本発明を実施しない場合と実施する場合のウラン
回収率を、表１のデータを基に第３図及び第４図から算
出して、それぞれ表２及び表３に示す〇 但し、表２及び表３ともに日本平均は北海道と光用の算
術平均とし、最近は尿素法よりも効率の良い方法が開発
されているが、ここでは便宜的に尿素法の数値を採用し
た〇 これらを比較すると、結果は次の通りになる。

表４（比較） 表４より、発電所の温排水を使用しない場合と、発電所
の温排水を利用し更に温度制御する本実施例の場合とで
は、吸着率で３〜５倍、飽和吸着量で９〜１５倍の違い
があり、明らかに本発明のウラン採取方法が優れている
ことがわかる。

以上述べたように本発明によれば次のような優れた効果
を発揮する。

（１）　　この採取方法によれば、海水温度ｔ−３０〜
４０済的なウラン回収を行なうことができる。

（２）海水は火力発電設備等の冷却水を利用するととも
にその高温化ｔ−排熱により行なうようにし友ので省設
備化、省エネルギー化が図れ、陸上にて大量の海水量を
取扱い得て新鮮な海水から有効にウラン回収をすること
ができる。

（３）陸上ウラン資源は特定地域に偏在しているが、海
水か５ら採取する場合には採取地域範囲が広くなり有用
性が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ２月と８月の日本近海の海
面水温図、第３図は酸化チタン吸着法におけるウラン吸
着率に対する海水温度の影響を示す特性図、第４図は同
じく飽和吸着量に対する温度の影響を示す特性図、第５
図は本発明の詳細な説明するためのウラン回収システム
の好適一実施例を示す概略説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却水を海から取水し冷却後に温排水として海に返水す
   るようにした復水器を有する火力発電設備等において、
   上記温排水を引き込み火力発電設備等から排出される排
   熱により高温とし、次いでこれを３０〜４０℃に温度調
   節してウラン吸着材と接触させ、排水デのウランを吸着
   分離させることを特徴とする海水からのウラン採取方法
   ０