JPS59200998A - ウランを含む廃液の処理方法 - 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】 本発明はフッ化ウランを取扱う製造工゛程がらの廃液よ
シラランを除去あるいは回収する方法に関する。

たとえば六フッ化ウランから二酸化ウランを製造する工
程は次式の反応を利用するもので、フッ化ウランは極め
て反応性に富んだ物質で、水に触れると直ちに反応する
。

ＵＦ、　　　＋　２Ｈ２０＝　　　ＵＯ２Ｆ２　　＋　
　４ＨＦ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（１１２ＵＯ２Ｆ２＋　８ＨＦ　＋１４ＮＨ４０Ｈ
＝　（ＮＨ４）２Ｕ２０□十＋２ＮＨ４Ｆ＋＋　＋１０
（２）六フフ化ウランを加熱蒸発させてガス状の六フッ
化ウランを水に浴％Ｔ＝させると（１）式のように加水
分解してフン化ウラニルとフッ化水累の水溶液となり、
次いでアンモニア水を加えると、（２）式のごとく反応
してフッ化ウラニールは重ウラン酸アンモニウム（ＡＤ
Ｕ）として沈殿する。このＡＤＨスラリーｗ濾過しケー
キ状として二酸化ウランの原料として使用する。このｆ
液中にはウランが少量含まれ、そのまま廃液として、プ
ラントから排出することは環境保全上問題があるため、
ウランを除去或は回収するための処理法が望才れている
。

従来ウランを含む廃液の処理法として次のような方法が
考えられている。

（１）希釈法 この方法はウランを含む廃液を単に水で希釈する方法で
ある。この方法においては、溶液中のウラン濃度にもよ
るが、大量の水を必要とし、従ってウランの回収は不可
能である。

（２）　　アルカリ土類金属塩沈殿法 この方法はウラン、アンモニア、フッ素を含む溶液に石
灰などアルカリ土類金私酸化物および水目ν化拶の１種
または２　ｌｊ以上を添加し、該溶液中のフッ素全アル
カリ土類金椙フン化物として沈殿させると同時に、ウラ
ンも共沈除去する方法である。この方法においては、ウ
ランだけでなくフッ素も同時に除去できるが、難沢過性
の沈殿が多量に発生し、沈殿物のｔ″過操作に多大な労
力が必要である。

！、た沈殿物の大半はアルカリ土類全屈フッ化物である
ため、沈殿物中のウラン状変は相対的に低下し、沈殿物
中のウランの回収が極めて困１１＃となり、廃棄するし
かない（特公昭４７−５５１９９号公報ン。

＜３）　　イオン交換法 この方法はウランを含む廃液全イオン交換初詣に接触さ
せ、ウラン全イオン交換樹脂に吸着させて、廃液中のウ
ランを除去するものである。イオン交換初詣に吸着した
ウランは硝咳で射出して回収する。この方法はウランの
除去・回収として優れているが、該ウラン全回収する必
要のない場合、その再生廃液の処理に問題があり、イオ
ン交４ｑｊ　９ｊ脂の劣化の面からも経済的とは言えな
い。

（４）　　以上の従来法に対してウランを含む廃液にフ
ッ素とアンモニアとの共存下で水ガラスを添カロするこ
とによりウランを除去回収方法が提案された（特公昭４
Ｂ−３８３２０号公報）。

この方法は、添加水ガラスから発生する二ば化ケイ素、
グイフン化アンモニウムとＡＤＵの共沈によル沈殿物全
発生させるもので生成速度が大きく、かつ沢過性が良く
、ウラン除去率が９９．７　％以上と極めて高いとして
いる。

さらに水ガラスの添加量：が少ないため生成した沈殿量
が少なく、該沈殿中のウラン濃度は相対的に高くなって
経済的に回収可能な範囲内にあシ、硝酸処理によって容
易に該ウランを回収することができるとしている。しか
しこの方法の問題点は該沈殿物全生成せしめるためにフ
ッ素の添加量を５り／を以上、アンモニアはフン累−１
１七の当量よシやや多い程朋加えなければならない点で
、生成した沈殿物をΔ１別した後ｆコ液中には高濃度の
フッ素とアンモニウムが残存する。沢液中のアンモニウ
ムは、？ｌ１ｌ−高アルカリにして蒸留すれば液中から
除去することはできるが、高温゛度のフッ素をその１ま
処理せずにプラントから廃液として排出することは環境
保全上問題があシ、さらにフッ素の処理が必要である。

即ち六フン化ウランに起因するフッ素は上式（１）〜（
２）から明らかなように六フッ化ウラン１モルに対して
６モルであり、水中に溶解しているので、例えば上記公
報に記載の実施例１で示されているウランＩ　Ｉ　Ｏｍ
ｔ／ｌが六フッ化ウランのみに起因するとすれば、フッ
素は５５ｍグ／ｌ（Ｆとして）が水中に溶存するにすぎ
ない。

しかるに上記公報記載の発明ではさらにフッ素をフッ化
アンモニウムの形で＋　ｏ　ｔ７ｔ（Ｆとして）添〃口
しなければならず水ガラス１〜２９　／　Ｌ　ｆ　添加
してケイフッ化ナトリウムを生成せしめても、添刀０Ｌ
７ｉｎフッ素は約９′Ｉ／ｌ　（Ｆとして）水中に溶存
したまま残るからである。このフッ素を除去するためＶ
こ（は上記＜１１〜（３）の方法があるが希釈法による
ことは論−外として現在量もよく用いられ−Ｃいるのが
（２）のアルカリ土類金属塩沈殿法であり、上記に述べ
たとおり、人１ｔ濾過件の沈殿物が多量に発生すること
は免れない。いずれにしても上記発明はウラン回収には
極めて有効であるが、回収後の廃液処理には極めて不利
であると言える。

本発明の目的とするところは、従来法よりウランならび
にフッ素の除去全有利かつ容易に行う方法を提供すると
ころにある。更に本発明の目的とするところは、ウラン
廃液にアンモニア及びフッ素を更に添加することなく、
便用桑品旬も少なく、かつｔ過性の良い沈Ｉｎ　’ａ”
　？！ｉ、生成沈殿物仰二が少なくて回収廃棄共に容易
かつ経済的なウランならびにフッ素の除去回収法ヲ捉供
するところにある。

本発明者らは上記目的を達成するために種々検討の結果
以下に述べるような満足すべき方法を見出した。

本発明の少雪とするところはウランを含む溶゛ｌ（！を
加熱又は加熱濃縮を行いながら、水ガラスおよびアルカ
リ土類金属塩を添加することにより沈殿物全生成させ、
該沈殿物を溶液から分離することによりウランの除去回
収ならびにフッ素の除去を行う点にある。

以下本発明を具体例につき説明する。

具体例Ｉ　ウランを回収する場合 （１）　　まずウランを含む溶液を約８０〜１００℃で
加熱又は加熱濃縮しながら水ガラスを添加すると、溶液
中のウランから重ウラン酸ナトリウム（Ｎａ２Ｕ２０ｙ
　）　＃フッ素からケイフッ化ソーダ（Ｎａ２５ｊ、Ｆ
６　）　　が生成され、ケイ順ソーダが刀０水分解され
てケイＷ　（５ｉ０２　）が生成する。

ケイｒｆｌ　（ＳｉＯ＋　）は上記重ウラン酸ナトリウ
ムとケイフッ化ソーダの固形物のバインダーとして固形
物同志全強固に固着させる作用をもつ。加熱又は加熱損
イネすることによりその作用全促進し、固形物泥層が２
〜５り／ｌ程度になるとゲル化する。

水ガ“ラスはＪ工Ｓ規格けい酸ソーダ１〜３号（Ｎａ２
０−ｎｓ１０２　）ｔ＜用いる。Ｊ　Ｉ　Ｓ　ｇ、’ｒ
％けい酸ソーダには１〜３号品があるが、　　５ｉ０２
　／　Ｎａ、２０モル比が高い程好廿しい。これ（１ケ
イ［７（Ｓｉ０２）のゲル化が早いからである。

水ガラスの添加号・４“は浴液中の固形物量に対してｓ
ｈｏ、として２０〜５０％添刀口する。の鑓χ宿すると
きは減圧・常圧いずれでもよく、溶液中の同形物ノ仏目
矩が約２〜５７／を程度になる迄δ４縮する。

溶液甲に既にこの程度の固形物礎度があれば水ガラス添
加後約５０〜８０℃で約１〜２時間程度加熱するだけで
よい。

（２）シかる後当該浴液を１過して固形物と秒１液に分
けする。ｌ″液中はフッ素が残存し、ウランは固形物に
含まれている。この同形物はウランの回収用に供する。

即ち発核固形物からウランを回収するためには、周知の
如く石肖酸で溶出すればよい。− （３）　　一方フッ素の残存するＰ液はさらに約８０〜
１００℃で加熱又は加熱濃縮しながら水ガラスおよびア
ルカリ土類金属塩′ｆｃ添加すると、次式のように反応
してフッ化カルシウム沈殿物が生成される。

Ｏａ２＋　＋　２Ｆ’−→ＣａＦ２↓ この沈殿物は極めて微細で難Ｖ過性であるが、加熱又は
７ＪＩ］熱濃縮によυ水ガラスカ（刀ロア４（分解して
生成されるケイハ（Ｓｉ０２）７５玉、沈殿物粒子同志
を強固に固着させることにより濾過性が良く、緻密な沈
殿物となる。水ガラスの添加Ｊ、４−は、当該ｊコ液に
添力口するアルカリ土類金属塩を含めた全固形物重に対
し５１０２として１〜２０％である。アルカリ土類金属
塩は溶液中のフッ素の当量の約１．０〜′２−θ倍名隻
刀口する。

アルカリ土類金属塩には（３ａ（ＯＨ）２．　ＣａＯ０
３゜好ましくは中性塩即ちＣａＣ’１２　＃　ＯａＢ”
４ｒ　Ｃａ（”３）　２１ｃａ３（ｐｏ４）２が適する
。何故ならば水ガラス路≦加により１液ｐＨはアルカリ
性域になるため、排水として放流する前に、中性域にｐ
ＨＭＪ整する必要があり、この時の絃の必要量を少なく
するためにはアルカリ土類金属 ましいからである。Ｏａ　　塩の代わりにＭｊ（ＯＨ）
　２。

ＭＳ’００３　、　ＭｆＣｔ４　、　Ｍｆｆ３０４　、
　ＭＳ’　（ＮＯ３　）２　、　ＮＯ３（ＰＯ４　）２
も使用できる。

上記（１）と同様に刃口熱濃縮するときは減圧・常圧い
ずれでもよく、＠液中の固Ｊｉネ物痕度が約２〜５り／
を程度になる迄？０扁する。浴液中に既にこの程度の固
形ｖ！Ｊ２９度があれば水ガラス添加後約５０〜８０℃
で約１〜２時［ロＪ　７１［］熱するだけでよい。

而る後当該溶液全１過して固形物と１液を分別し、フッ
素を含む固形物は尻果物として廃檗し、ｊ″′液は排水
としてｐＨ　　調ｆｋ後放流する。

具体例■　ウランを回収しない場合 （１）　　まずウランを含む溶液を約８０〜１００℃で
加熱儂縮しながら水ガラスおよびアルカリ土類金１修塩
會添刀目する。溶液中のウランは重ウラン酸ナトリウム
（Ｎａ２Ｕ２０７　）　ｘフッ素からケイフン化ソーダ
（Ｎａ２５ｉＦ６）、フン化カルシウム（ｃａＦ２）な
どの混合物が生成される。ケイ酸ソーダは加水分解され
てケイｍ　（５ｉ０２　）を生成させ、上記沈殿物同志
を強固に固着させる作用をもつ。加熱又は加熱濃縮する
ことによりその作用が促進され、固形物濃度が５９　／
　１以上になるとゲル化する。水ガラスは具体例Ｉで述
べたＪＩＳ規格けい酸ソーダを用いる。水ガラスの添加
量は下記アルカリ土類金属塩の添７１１］ｉを含めて溶
液中の固形物量に対してＳｉ’０２として１〜２０％で
ある。アルカリ土類金属塩はウランを含む溶液のフッ素
当量の約１．０〜２．０倍程度添加する。金属塩類は具
体例１と同じ。しかる後溶液中の固形物濃度が約２〜ｓ
　ｙ７を程度となる迄加熱濃縮するが、当該溶液中の固
形物濃度が既に約２〜ｓ　ｔ７を程度あれば５０〜８０
℃で約１〜２時聞方１熱するだけでよい。

（２）シかる後、当該浴液を７Ｊ４過し、固形物とｆ液
全分別する。ウランおよびフッ素は固形物の中に含まれ
、ｆ液中には含捷れない。

（３）　　固形物は廃棄物として、ｐ液は排水としてｐ
Ｈ調整後放流する。

実施例１ ウラン９５ｍり７ｔ、　　フッ素５０ｍｇ／ｌｆ含む硝
酸ウラニル・フッ化ソーダ溶液１ｔをカロ熱濃縮しなが
ら、水ガラス（Ｊ工Ｓけい散ソーダ６号）を０４９添加
し、容ｆｌｆを約Ａ迄に減らした。し〃・る後生成した
沈殿ｗＪをη１別した。１液約２００−をさらに加熱濃
縮しながら水ガラス（上記と同じ）と塩化カルシウムＣ
！ａ０ｔ２（ｚ各々０，３グ。

０．６ｇを添加し、約Ａ迄に容積を減らし、生成した沈
殿物＋ｒ別した。Ｐ液中のウラン含有量は０．２　ｍＷ
　／　を以下でウラン除去率は９９８％以上、フッ素の
含有量は［１＋　ｍｙ／　を以下でフッ素除去率ｉｉ：
　９９．８　’Ｘｉ以上であった。

生成した沈殿物量は、合計して約１ｇであつ１こ　。

比較試験（特公昭４８〜３８３２０号公報記載の方法〕 上記ウラン２よびフッ素を含む溶液にフッ化アンモニウ
ム（Ｆとして１０９／ｌ）と塩化アンモニウム（ＮＨ３
として２０　ｔ／ｌ）ｆ添加しさらに水ガラスＩ　ｆ／
ｌ　ｆ加えて攪拌し、生成した沈殿＋Ｐ別した。Ｐ液中
のウラン含有量は０．２ｍｆ／　／　を以下でウラン除
去率は９９８チ以上、フッ素含有二耽は９７／ｌでほと
んど除去されていなかった。この沢）１りに酸化カルシ
ウム２０ｆ１７１を添加し沈殿？＋を生成させた後Ｐ別
し、そのＰ液中のフッ素含有量は［１１ｍＷ　／　ｌ以
下でフッ素除去率はほぼ１００％であるが、生成沈殿物
量は合計して約２２ｒであった。

実施例２ 実施例１と同様のウラン９５ｔｎグ／ｌ、フッ素５０ｎ
１グ／ｌｋ含む硝酸ウラニル・フッ化ソーダ浴液１を全
加熱ＬｍＬながら、水ガラス（Ｊ工Ｓケイ酸７−　タ５
　Ｍ　）を０．４ｆ、塩化カルシウム０ａＣｔ、　ｆ　
［１６９を添カロし、約％迄容８！を減らし、生成した
沈設！１／ｌをＰ別した。沢液約１２５　ｍ７！のウラ
ン含有量は０．２　ｍｆ　／　を以下でウラン除去率は
９９．８係以上、フッ素含有量はｏ、　＋　ｍｆ／を以
下でフッ素除去率は９９，８％以上であった。生成した
沈殿物量は、合計して約１．１ｇであった。

以上述べてきたところからも明らかなように、本発明は
従来法に比べ下記の点で有利なウランを含む廃液の処理
方法である。

＋１＋　　ウランの除去・回収と共にフッ素の除去も容
易に行える。

（２）　　アンモニアおよびフッ素ヲさらに添刀口しな
くてよいので、添加フッ素除去に必要なアルカリ土類金
属塩の添加量が従来法より少くてすむ。

（３）　　加熱又は加熱濃縮することにより、水ガラス
の添刀ｌ］請を従来法にくらべ少なくできる。

（４）　　生成する沈殿物はｆ過性が良いのみならず緻
密であるため従来のアルカリ土類金属塩沈殿法（及びフ
ッ素除去に該方法音用いる特公昭４８−３８３２０号公
報記載の方法ンに比べて汚泥発生量が少ない。

（５）　　（２！　、　（３）　、　（４＋よシ該沈殿
物中のウラン含有量は相対的に冒くなる。

（６）　　ウランを回収する場合もウランを回収せ伊ウ
ランを含む固形物として廃棄する場合も、生成汚泥景が
少ないためウランおよびフン累の処理が容易かつ榎めて
有利に行える。

徂代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウランを含む溶液からウランを除去回収する方法におい
   て、ウランを含む溶液全加熱又は加熱濃縮しながら水ガ
   ラスおよびアルカリ土類金属塩全添加して沈殿物を生成
   し、該沈殿物を溶液から分離することを特徴とする廃液
   の処理方法。