Effect of solid impurities on crystal purification performance in uranium crystallization system

ウラン晶析法における結晶精製性能に与える固体不純物の影響

竹内 正行 ; 矢野 公彦 ; 三本松 勇二; 柴田 淳広  ; 鷲谷 忠博 ; 長田 正信*; 近沢 孝弘*

Takeuchi, Masayuki; Yano, Kimihiko; Sambommatsu, Yuji; Shibata, Atsuhiro; Washiya, Tadahiro; Nagata, Masanobu*; Chikazawa, Takahiro*

ウラン晶析法では冷却操作により、高HM濃度の使用済燃料溶解液中の多くのウランを硝酸ウラニル六水和物結晶として分離する。しかしながらその結晶の純度は十分でないことから、その純度を向上させるため、結晶精製技術の適用を検討している。本研究では結晶精製装置の精製メカニズムを明らかにするために、硝酸ウラニル六水和物結晶の精製試験により、精製性能に与える固体不純物の粒径及び密度の影響を評価した。その結果、固体不純物の粒径が小さいほど除染しやすいことがわかり、一方、密度については結晶精製性能に大きく影響を与えないことがわかった。その理由としては、小さい粒子ほどウラン結晶間を通過しやすいことで分離されやすいためであり、さらに不純物の除染性はウラン結晶の融液による押し流しによって促進されるものと考えられる。

In an uranium crystallization system, a great part of uranium in dissolver liquor with high heavy metal concentration is separated by cooling as uranyl nitrate hexahydrate (UNH) crystal. However, the purity of UNH crystal is not high, so we have discussed the application of crystal purification technology to improve the purity of UNH crystal. In this study, the effects of grain size and density of solid impurities on the purification performance were evaluated in UNH crystal purification tests to discuss the purification mechanism of KCP. From the results, a decontamination factor of smaller grain size of solid impurities was larger than that of bigger one, on the other hand, the density effect was not significant. It is explained that the smaller size of solid impurities is easy to pass through between UNH crystal grains and the decontamination of the solid impurities in the purifier is promoted by pushing down them along the flow of melt.