JPS6053160B2 - 海水中ウランの採取方法 - Google Patents
海水中ウランの採取方法Info
- Publication number
- JPS6053160B2 JPS6053160B2 JP3034077A JP3034077A JPS6053160B2 JP S6053160 B2 JPS6053160 B2 JP S6053160B2 JP 3034077 A JP3034077 A JP 3034077A JP 3034077 A JP3034077 A JP 3034077A JP S6053160 B2 JPS6053160 B2 JP S6053160B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adsorbent
- uranium
- seawater
- magnetic
- magnetic separator
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- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は海水中のウランを吸着採取する方法に関し、
更に詳しくは海水と接触後の吸着剤を磁気分離法を用い
て回収することを特徴とする海水中ウランの採取方法に
関する。
更に詳しくは海水と接触後の吸着剤を磁気分離法を用い
て回収することを特徴とする海水中ウランの採取方法に
関する。
海水中には約仙億トンのウランが溶存している。
しカル海水中のウラン濃度は約３．３μｇ／ｅときわめ
て低く、膨大な量の海水を吸着剤と接触させる必要があ
る。海水と吸着剤とを接触させる方式を大別すると３つ
に分けられる。第１は吸着剤を固定床につめ、これに海
水を通す方法、第２は吸着剤を担持させたシート等を海
水中に設置し接触させる方法、第３は吸着剤を細かいス
ラリー状にして海水と接触させる方式である。第１の方
法は細かい粒子状吸着剤は圧力損失が大きくなるので採
用できず、したがつて比較的大きな粒子を使用するため
吸着量はあまり大きくならない。また海水中の砂とか他
の固形物で吸着床が目づまりを起こす可能性も強い。第
２の方法は海水との接触に問題があつて、長時間吸着体
を海水中に浸しておかなければならず、吸着量も他に比
べて大きいとは言えない。これに対し第３の方法は粒径
の細かい吸着剤を用いるため吸着剤ｇあたりの吸着量も
他の２方法に比較して大きくなる。従来の方法ては海水
と接触後、吸着剤の回収を沈降槽を用いて行なつている
。しかしこの方法では沈降に長時間を要しかつ非常に大
きな沈降槽が必要になる。しかも吸着剤の回収率を１０
０％にすることは困難でウラン採取量が減少しかつ海洋
汚染の恐れもある。本発明の目的は磁性を有するウラン
吸着剤を海水と接触させた後、吸着剤を磁気分離法によ
つて効率良く回収し、かつ吸着剤からウランを脱着させ
る装置及び方法を提供することにある。
て低く、膨大な量の海水を吸着剤と接触させる必要があ
る。海水と吸着剤とを接触させる方式を大別すると３つ
に分けられる。第１は吸着剤を固定床につめ、これに海
水を通す方法、第２は吸着剤を担持させたシート等を海
水中に設置し接触させる方法、第３は吸着剤を細かいス
ラリー状にして海水と接触させる方式である。第１の方
法は細かい粒子状吸着剤は圧力損失が大きくなるので採
用できず、したがつて比較的大きな粒子を使用するため
吸着量はあまり大きくならない。また海水中の砂とか他
の固形物で吸着床が目づまりを起こす可能性も強い。第
２の方法は海水との接触に問題があつて、長時間吸着体
を海水中に浸しておかなければならず、吸着量も他に比
べて大きいとは言えない。これに対し第３の方法は粒径
の細かい吸着剤を用いるため吸着剤ｇあたりの吸着量も
他の２方法に比較して大きくなる。従来の方法ては海水
と接触後、吸着剤の回収を沈降槽を用いて行なつている
。しかしこの方法では沈降に長時間を要しかつ非常に大
きな沈降槽が必要になる。しかも吸着剤の回収率を１０
０％にすることは困難でウラン採取量が減少しかつ海洋
汚染の恐れもある。本発明の目的は磁性を有するウラン
吸着剤を海水と接触させた後、吸着剤を磁気分離法によ
つて効率良く回収し、かつ吸着剤からウランを脱着させ
る装置及び方法を提供することにある。
スラリー方式で効率良くウランを回収するには（１）接
着剤のウラン吸着量が大きいこと。
着剤のウラン吸着量が大きいこと。
また吸着速度が速いこと。（２）吸着剤を効率よく回収
できること。などが望まれる。（１）に関しては、含水
酸化チタン系吸着剤では、ｇあたりのウラン吸着量は粒
子の見かけ上の外表面積に比例すると報告されている。
（菅野他；日本原子力学会誌ＶＯｌ．ｌ２、ＮＯ．ｌｌ
９７Ｏ）したがつて粒子を細かくすればする程、ｇ吸着
剤あたりのウラン吸着量を大きくすることができる。し
かし（２）の観点から、粒子径を小さくすることは問題
が多い。従来の沈降法によつて吸着剤を効率良く沈降回
収できる粒子径は１００μｍが限度である。また遠心分
離機を使つて粒子を回収する方法も考えられるが、処理
海水量が膨大なため実用化に問題がある。これに対し磁
気分離法を用いた場合、吸着剤の粒子径をさらに小さく
できること、したがつてウラン吸着量を大幅に増加でき
ること。また磁気分離法は大量の海水を処理する上で問
題がない。磁気分離法で磁気粒子の捕獲限界寸法は、磁
性粒子に働く磁界の吸引力と粒子を取除こうとする流体
圧力や重力などの力との釣合いによつて決定される。マ
グネタイトが１／１唱合された含水酸化チタン・鉄複合
吸着剤の場合ＫＯｌｍ−ＭａｒｓｔＯｎ型大勾配磁気分
離機（ＨＧＭＳ）では、第１図に示す通り、粒子径１ｐ
ｍまで捕獲可能となる。（内山、応用物理ＶＯｌ．４５
ｓＮＯ．２．ｌ９７６） 吸着剤の粒径を１００ｐｍから１ｐｍまで小さくするこ
とによつて、吸着剤１ｇあたりのウラン吸着量を１０皓
と飛躍的に向上させることができる。
できること。などが望まれる。（１）に関しては、含水
酸化チタン系吸着剤では、ｇあたりのウラン吸着量は粒
子の見かけ上の外表面積に比例すると報告されている。
（菅野他；日本原子力学会誌ＶＯｌ．ｌ２、ＮＯ．ｌｌ
９７Ｏ）したがつて粒子を細かくすればする程、ｇ吸着
剤あたりのウラン吸着量を大きくすることができる。し
かし（２）の観点から、粒子径を小さくすることは問題
が多い。従来の沈降法によつて吸着剤を効率良く沈降回
収できる粒子径は１００μｍが限度である。また遠心分
離機を使つて粒子を回収する方法も考えられるが、処理
海水量が膨大なため実用化に問題がある。これに対し磁
気分離法を用いた場合、吸着剤の粒子径をさらに小さく
できること、したがつてウラン吸着量を大幅に増加でき
ること。また磁気分離法は大量の海水を処理する上で問
題がない。磁気分離法で磁気粒子の捕獲限界寸法は、磁
性粒子に働く磁界の吸引力と粒子を取除こうとする流体
圧力や重力などの力との釣合いによつて決定される。マ
グネタイトが１／１唱合された含水酸化チタン・鉄複合
吸着剤の場合ＫＯｌｍ−ＭａｒｓｔＯｎ型大勾配磁気分
離機（ＨＧＭＳ）では、第１図に示す通り、粒子径１ｐ
ｍまで捕獲可能となる。（内山、応用物理ＶＯｌ．４５
ｓＮＯ．２．ｌ９７６） 吸着剤の粒径を１００ｐｍから１ｐｍまで小さくするこ
とによつて、吸着剤１ｇあたりのウラン吸着量を１０皓
と飛躍的に向上させることができる。
また吸着剤に吸着されたウランは炭酸アンモン溶液など
の脱着液で溶離でき、吸着剤は再使用できる。
の脱着液で溶離でき、吸着剤は再使用できる。
本発明を要約すると
（１）磁性吸着剤を海水と接触させた後、ウランを吸着
した吸着剤を磁気分離によつて海水から分離回収し、１
段または複数段でウランを溶離せしめることを特徴とす
る海水中ウラン採取方法。
した吸着剤を磁気分離によつて海水から分離回収し、１
段または複数段でウランを溶離せしめることを特徴とす
る海水中ウラン採取方法。
（２）磁気分離で磁性吸着剤を分離回収するのに磁気分
離フィルターによつて吸着剤をフィルター内に捕獲した
後、脱着液を磁気分離フィルター内に送り吸着剤中のウ
ランを溶離することを特徴とするウラン脱着方法。
離フィルターによつて吸着剤をフィルター内に捕獲した
後、脱着液を磁気分離フィルター内に送り吸着剤中のウ
ランを溶離することを特徴とするウラン脱着方法。
（３）ウラン脱着後、吸着剤を水洗した後、磁気フィル
ターの磁場を切り、フィルターで捕獲された吸着剤を逆
洗して脱離し、再使用に供する方法。
ターの磁場を切り、フィルターで捕獲された吸着剤を逆
洗して脱離し、再使用に供する方法。
が得られる。
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
第２図は発明の概略を示すフローシートである。海水は
海水入口３から攪拌槽１に導入される。一方磁性吸着剤
は吸着剤投入口４から海水中に供給され、攪拌器２で混
合される。吸着剤が海水中のウランを吸着した後、バル
ブ６およびバルブ７を開いて、吸着剤を含む海水を磁気
分離機５に送り、磁気分離フィルター１７に生ずる大勾
配磁界によつてフィルター１７内に磁性吸着剤を捕獲す
る。次にバルブ６，７を閉じ、バルブ８，９を開けて、
ウラン脱着液、例えば数％の炭酸アンモニウム溶液を通
して吸着剤に吸着されたウランを溶離させる。脱着液を
できるだけ少なくして、脱着液中のウラン濃度を高める
ため、脱着液入口１３と脱着液出口１４間を結んで数回
磁気フィルター内を脱着液を通しても良い。最終的には
脱着液出口１４から高濃度５ウラン溶液を取り出す。ウ
ランを吸着剤から脱着させた後、グルブ８，９をしめ、
バルブ１０，１１を開けて逆洗液入口１５から逆洗水を
通す。この時磁気分離フィルター１４の磁界を切ること
によつて、磁気分離フィルター１４内に捕獲された吸着
剤は逆洗水によつて容易に磁気分離フィルター１４から
脱離され吸着剤導入管１６を通つて、海水へ再び供給さ
れる。第３図は、磁気分離機を２台並列に設けて、ウラ
ンの吸着および脱着を連続的におこなわせたものである
。第４図は、磁気分離機１１８で捕獲されたウランを吸
着した吸着剤から、ウランを脱着させると同時に磁気分
離フィルターの磁界を切ることによつて吸着剤を磁気分
離フィルターから脱離させ、これを磁気分離機■で回収
する。
海水入口３から攪拌槽１に導入される。一方磁性吸着剤
は吸着剤投入口４から海水中に供給され、攪拌器２で混
合される。吸着剤が海水中のウランを吸着した後、バル
ブ６およびバルブ７を開いて、吸着剤を含む海水を磁気
分離機５に送り、磁気分離フィルター１７に生ずる大勾
配磁界によつてフィルター１７内に磁性吸着剤を捕獲す
る。次にバルブ６，７を閉じ、バルブ８，９を開けて、
ウラン脱着液、例えば数％の炭酸アンモニウム溶液を通
して吸着剤に吸着されたウランを溶離させる。脱着液を
できるだけ少なくして、脱着液中のウラン濃度を高める
ため、脱着液入口１３と脱着液出口１４間を結んで数回
磁気フィルター内を脱着液を通しても良い。最終的には
脱着液出口１４から高濃度５ウラン溶液を取り出す。ウ
ランを吸着剤から脱着させた後、グルブ８，９をしめ、
バルブ１０，１１を開けて逆洗液入口１５から逆洗水を
通す。この時磁気分離フィルター１４の磁界を切ること
によつて、磁気分離フィルター１４内に捕獲された吸着
剤は逆洗水によつて容易に磁気分離フィルター１４から
脱離され吸着剤導入管１６を通つて、海水へ再び供給さ
れる。第３図は、磁気分離機を２台並列に設けて、ウラ
ンの吸着および脱着を連続的におこなわせたものである
。第４図は、磁気分離機１１８で捕獲されたウランを吸
着した吸着剤から、ウランを脱着させると同時に磁気分
離フィルターの磁界を切ることによつて吸着剤を磁気分
離フィルターから脱離させ、これを磁気分離機■で回収
する。
必要ならば脱着液を磁気分離機■に二くり返し通すこと
によつて、脱着液中ウラン濃度を高めることができる。
なお磁気分離機１からの吸着剤からの脱離はごく短時間
で終了するので、半連続的に磁気分離機１で海水中の吸
着剤を回収することが可能てある。第５図は比較的粒径
の大きな吸着剤に適するもので、粒子径が１００ｐｍ以
上で、マグネタイトのような強磁性体の場合、小さな磁
界でも回収可能であるため主に永久磁石を用いたドラム
型磁気分離機が適用される。吸着剤を含んだ海水がドラ
ム型磁気分離機２０の上部から供給される。回転ドラム
２２の内側に設けた永久磁石２１によつて磁性吸着剤は
回転ドラム上を移動し、海水と分離されて、脱着層２３
に送られる。ここでウランは吸着剤から溶離されとり出
される。一方吸着剤は再便用にまわされる。第６図は広
範囲の粒径を持つた吸着剤の回収に適用されるもので、
比較的大きな粒径の吸着剤は沈降槽２４で沈降させ、沈
降しない小さな粒径の吸着剤を大勾配磁気分離によつて
回収するものてあり、磁気分離機の負荷を小さくできる
。
によつて、脱着液中ウラン濃度を高めることができる。
なお磁気分離機１からの吸着剤からの脱離はごく短時間
で終了するので、半連続的に磁気分離機１で海水中の吸
着剤を回収することが可能てある。第５図は比較的粒径
の大きな吸着剤に適するもので、粒子径が１００ｐｍ以
上で、マグネタイトのような強磁性体の場合、小さな磁
界でも回収可能であるため主に永久磁石を用いたドラム
型磁気分離機が適用される。吸着剤を含んだ海水がドラ
ム型磁気分離機２０の上部から供給される。回転ドラム
２２の内側に設けた永久磁石２１によつて磁性吸着剤は
回転ドラム上を移動し、海水と分離されて、脱着層２３
に送られる。ここでウランは吸着剤から溶離されとり出
される。一方吸着剤は再便用にまわされる。第６図は広
範囲の粒径を持つた吸着剤の回収に適用されるもので、
比較的大きな粒径の吸着剤は沈降槽２４で沈降させ、沈
降しない小さな粒径の吸着剤を大勾配磁気分離によつて
回収するものてあり、磁気分離機の負荷を小さくできる
。
沈降槽２４底部に沈積した吸着剤はスラリーポンプ２５
に移送され、脱着層２゛３で処理される。本発明は吸着
剤の回収に磁気分離法を適用することによつて、吸着剤
の粒子の大きさを従来に比べ格段と小さくでき、したが
つて吸着剤１ｇあたりのウラン吸着量を飛躍的に増加さ
せることは明白で、海水中ウランの採取および低濃度ウ
ラン溶液からのウランの採取に非常に有効である。
に移送され、脱着層２゛３で処理される。本発明は吸着
剤の回収に磁気分離法を適用することによつて、吸着剤
の粒子の大きさを従来に比べ格段と小さくでき、したが
つて吸着剤１ｇあたりのウラン吸着量を飛躍的に増加さ
せることは明白で、海水中ウランの採取および低濃度ウ
ラン溶液からのウランの採取に非常に有効である。
第１図は磁気分離によつて捕獲される粒子径と誘導磁化
の関係図、第２図は海水中ウランの採取装置の基本図、
第３図は連続的にウランの吸着、脱着を行なう場合の、
第４図は吸着剤中のウランと吸着剤の磁気分離フィルタ
ーからの脱離を同時におこなわせる場合の、第５図は粒
径が比較的大きな吸着剤を回収する場合の、第６図は沈
降と磁気による分離を併用して吸着剤を回収する場合の
装置系統図を示す。 １・・・・・・攪拌槽、２・・・・・・攪拌器、３・・
・・・・海水入口、４・・・・・・吸着剤投入口、５・
・・・・・磁気分離機、６●◆●●バルブ１９７１０…
●バルブ２、８１１１バルブ３、９・・・・・・バルブ
牡１０・・・・・・バルブ５、１１・・・・・・バルブ
６、１２・・・・・・海水出口、１３・・・・・・脱着
液入口、１４・・・・・・脱着液出口、１５・・・・・
逆洗液入）口、１６・・・・・・吸着剤導入管、１７・
・・・・・磁気分離フィルター、１８・・・・・磁気分
離機１、１９・・・・・・磁気分離機■、２０・・・・
・・ドラム型磁気分離機、２１・・・・・永久磁石、２
２・・・・・・回転ドラム、２３・・・・・・脱着層、
２４・・・・・・沈降槽、２５・・・・・・スラリーポ
ンプ。
の関係図、第２図は海水中ウランの採取装置の基本図、
第３図は連続的にウランの吸着、脱着を行なう場合の、
第４図は吸着剤中のウランと吸着剤の磁気分離フィルタ
ーからの脱離を同時におこなわせる場合の、第５図は粒
径が比較的大きな吸着剤を回収する場合の、第６図は沈
降と磁気による分離を併用して吸着剤を回収する場合の
装置系統図を示す。 １・・・・・・攪拌槽、２・・・・・・攪拌器、３・・
・・・・海水入口、４・・・・・・吸着剤投入口、５・
・・・・・磁気分離機、６●◆●●バルブ１９７１０…
●バルブ２、８１１１バルブ３、９・・・・・・バルブ
牡１０・・・・・・バルブ５、１１・・・・・・バルブ
６、１２・・・・・・海水出口、１３・・・・・・脱着
液入口、１４・・・・・・脱着液出口、１５・・・・・
逆洗液入）口、１６・・・・・・吸着剤導入管、１７・
・・・・・磁気分離フィルター、１８・・・・・磁気分
離機１、１９・・・・・・磁気分離機■、２０・・・・
・・ドラム型磁気分離機、２１・・・・・永久磁石、２
２・・・・・・回転ドラム、２３・・・・・・脱着層、
２４・・・・・・沈降槽、２５・・・・・・スラリーポ
ンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 海水中ウランを採取するに当り、磁性を有する吸着
剤を海水と接触後、磁気分離機を用いて前記の吸着剤を
捕獲しウランを採取することを特徴とする海水中ウラン
の採取方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において磁性を有する吸着剤
を磁気分離機内にとどめたまま、ウランの脱着液を前記
吸着剤に接触せしめることを特徴とするウランの採取方
法。 ３ 特許請求の範囲第１項において吸着剤回収用磁気分
離機を並列に設置し、第１の磁気分離機で吸着剤を海水
中から回収している間に、第２の磁気分離機内の吸着剤
に吸着されたウランを脱着することを特徴とする海水中
ウランの採取方法。 ４ 特許請求の範囲第１項において第１の磁気分離機内
に捕獲されたウランを吸着した吸着剤を、ウラン脱着液
で逆洗して当該磁気分離機から前記吸着剤を脱離させ、
つぎに第２の磁気分離機に前記吸着剤を捕獲させ、ウラ
ン脱着液でウランを溶離することを特徴とするウランの
採取方法。 ５ 海水中ウランを吸着剤を用いて採取するに当り、磁
性を有する吸着剤を海水と接触後、吸着剤を含む海水を
沈降槽に導き、該沈降槽下部より粒子の大きい吸着剤を
回収し、沈降槽上部より、粒子の小さい吸着剤を含む海
水を磁気分離機に導き、吸着剤を磁気分離機で回収する
ことを特徴とする海水中ウランの採取方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3034077A JPS6053160B2 (ja) | 1977-03-22 | 1977-03-22 | 海水中ウランの採取方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3034077A JPS6053160B2 (ja) | 1977-03-22 | 1977-03-22 | 海水中ウランの採取方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53115601A JPS53115601A (en) | 1978-10-09 |
| JPS6053160B2 true JPS6053160B2 (ja) | 1985-11-22 |
Family
ID=12301087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3034077A Expired JPS6053160B2 (ja) | 1977-03-22 | 1977-03-22 | 海水中ウランの採取方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053160B2 (ja) |
-
1977
- 1977-03-22 JP JP3034077A patent/JPS6053160B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53115601A (en) | 1978-10-09 |
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