酸化鉄吸着剤によるMo分離要素技術開発(受託研究)

Development of separation technology of Mo by using iron oxide adsorbents (Contract research)

菊池 孝浩; 星 陽崇; 朝倉 俊英; 森田 泰治  ; 木村 貴海 ; Dodbiba, G.*; 藤田 豊久*

Kikuchi, Takahiro; Hoshi, Harutaka; Asakura, Toshihide; Morita, Yasuji; Kimura, Takaumi; Dodbiba, G.*; Fujita, Toyohisa*

高レベル放射性廃棄物に含まれるMoは、ガラス固化体への溶解度が低く、ガラス固化体発生本数を増大させる一つの因子となっている。本報では、おもに酸化鉄系の吸着剤(Fe吸着剤)を中心に鉄・鉛複合酸化物(Fe-Pb吸着剤),酸化コバルト,酸化マンガン,アルミナ,酸化ジルコニウム等の金属酸化物吸着剤による硝酸中でのMoの吸着特性を調べた結果を報告する。3M硝酸中でFe-Pb吸着剤は約80%が、酸化マンガンは約55%が溶出した。試験をしたすべての吸着剤で、硝酸濃度の増加とともにMoに対する分配比は低下したが、ヘマタイト構造のFe吸着剤及び非晶質の含水酸化ジルコニウムは、3M硝酸中においても高いMo吸着能を示した。一方、アルミナや酸化コバルトの3M硝酸中でMoに対する分配比は低かった。Fe吸着剤は、Mo以外の主なFP, U及びTRUはほとんど吸着せず、Moと相互分離できることが示唆された。吸着したMoの一部は吸着剤に残存するものの、シュウ酸で溶離することで、繰り返し使用が可能であることがわかった。また、吸着等温式及び総括物質移動係数から破過挙動の推定が可能となり、吸着剤粒径が破過挙動に影響を及ぼし、小粒径化することでMo処理量が増大することがわかった。

We have investigate that separation of Mo from simulated HLLW using various metal oxides adsorbent. Fe-Pb oxides and manganese oxide showed very high solubility in nitric acid solution. The distribution coefficient of Mo was decreased with increasing nitric acid concentration among tested adsorbents. Adsorption ability of Mo on alumina and cobalt oxide was low in 3M nitric acid. Hematite type iron oxide (Fe adsorbent) and amorphous zirconium oxide had high Mo adsorption ability, in 3M nitric acid. TRU, U and major fission products were not adsorbed on the adsorbent. So, separation of Mo can be achieved by using Fe adsorbent. A part of Mo was adsorbed irreversibly on Fe adsorbent, but reversibly-adsorbed Mo was recovered by oxalic acid, and the adsorbent was able to use repeatedly. Behavior of break-through of Mo is estimated from adsorption isotherm and overall mass transfer coefficient. We found that amount of throughput of Mo increased with decreasing grain size of the adsorbent.