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真嶋 宏*; 粟倉 泰弘*; 平藤 哲司*
PNC TJ6604 91-052, 45 Pages, 1991/03
動力炉・核燃料開発事業団より、液膜を利用した新しいU(VI)の湿式製錬法の開発を目的として、昭和63年度、平成元年度に引き続き、今年度も京都大学工学部冶金学教室の真嶋及び粟倉に研究依頼があった。今年度は、ウラン鉱石浸出液からのU(VI)の回収・濃縮へのエマルション型液膜法の適用性を検討するため、TNOAを抽出剤するエマルション型液膜法及び含浸型液膜法を用いてU(VI)抽出に及ぼす浸出液中のU(VI)以外のイオンの影響を検討するとともに、ウラン鉱石浸出液を用いた抽出実験も行った。また、エマルション型液膜法による連続抽出時の定常状態下でのデータを得るための予備実験として、抽出塔型の抽出装置を用いて、U(VI)と抽出特性の類似しているMo(VI)の硫酸酸性水溶液からの連続抽出実験も行った。得られた結果は大略次の通りである。内部水相にNa2CO3水溶液を用いた含浸型液膜法によるMo(VI)の抽出においては、Na2CO3濃度あるいは内部水相のpHの変化は、Mo(VI)の抽出速度にはほとんど影響しなかった。また、0.01kmol・m-3以下のTNOA濃度範囲において、Mo(VI)抽出速度はTNOA濃度の増大と共に増大するが、TNOA濃度0.01kmol・m-3以上では、Mo(VI)抽出速度はTNOA濃度に依存しなかった。エマルション型液膜法によるU(VI)の抽出に及ぼすMo(VI)及びAs(V)の影響について調べた結果、外部水相中のMo(VI)の存在はU(VI)の抽出を妨害するが、As(V)の存在はU(VI)の抽出にほとんど影響しなかった。エマルション型液膜法による実際のU(VI)浸出液からのU(VI)の回収・濃縮への適用を検討するため、ウラン鉱石の浸出液からのエマルション型液膜法によるU(VI)の抽出について検討した。その結果、浸出液のpHが1.5程度であれば、抽出残液中のU(VI)濃度を0.001kg・m-3程度に下げることができた。また、エマルションの解乳化により回収した有機相は繰り返し利用時においても、U(VI)の抽出に対して十分な能力を示した。また抽出塔型の実験装置を用いてMo(VI)の連続抽出実験を行った結果、外部水相のMo(VI)濃度は、抽出時間120分程度までは時間の経過と共に徐々に減少するが、抽出時間120分以降ではほぼ一定値を示した。この時点でのMo(V
真嶋 宏*
PNC TJ7604 90-001, 51 Pages, 1990/03
本年度も、昨年度に引き続き、硫酸-硫酸ウラニル水溶液からのU(VI)の回収における乳化型液膜法の適用の可能性について検討した。本年度は、特にボリアミン系界面活性剤ECA4360Jを用いて作製したエマルションによるU(VI)の抽出、抽出操作後のエマルションの解乳化、及び解乳化し回収した有機相の再利用について検討した。得られた結果は大略次の通りである。硫酸-硫酸ウラニル水溶液からのU(VI)の回収を目的とし、抽出剤としてTNOA、界面活性剤としてSpan80あるいはECA4360Jを含むケロシン溶液を有機相とし、主にNa2CO3水溶液を内部水相に用いた乳化型液膜法の適用の可能性を検討した。界面活性剤としてECA4360Jを用いると、Span80を用いた場合よりエマルションは安定であり、より高い抽出率が得られた。界面活性剤としてECA4360Jを用いたエマルションによる、向流二段階抽出の模擬実験を行ったところ、初期U(VI)濃度が1kg・m-3程度の原液を処理し、抽出残液中のU(VI)濃度を1ppm程度にすることが可能であった。抽出剤としてTNOA、界面活性剤としてSpan80あるいはECA4360Jを含むケロシン溶液を有機相とし、Na2CO3水溶液を内部水相とするエマルションに、パルス状の直流の静電気高電圧を印加することにより解乳化し、エマルションの解乳化に及ぼす種々の因子の影響について検討し、以下の結果を得た。解乳化時の印加電圧が高いほど、解乳化速度は大きく、最終的な解乳化率も高くなる。有機相中のTNOAの濃度が0.1kmol・m-3以下では、エマルションの解乳化挙動はTNOAの濃度に依存しないが、Span80及びECA4360Jの濃度が高いほど、解乳化が困難であった。たゞし同濃度で比較すると、Span80を使用した場合よりもECA4360Jを使用した場合の方が、はるかに解乳化が困難であり、内部水相中のNa2CO3の濃度が高いほど、解乳化が容易であった。エマルション中の有機相に対する内部水相の体積比が大きいほど、解乳化が容易であった。エマルション作製時のホモジナイザーの撹拌速度が大きいほど、また乳化時間が長いほど、解乳化が困難であった。抽出条件によっては抽出操作を行うことによって、エマルションの解乳化が著しく容易になる。抽出操作後のエマル 〔S 2000.6.21〕
真嶋 宏*; 粟倉 泰弘*; 平藤 哲司*
PNC TJ7604 89-001, 54 Pages, 1989/03
動力炉・核燃料開発事業団より、液膜及び光を利用した新しいウランの湿式製錬法の開発をめざして、京都大学工学部の真嶋及び粟倉に研究依頼があった。本年度は、ウラン鉱石の硫酸浸出工程から得られる硫酸-硫酸ウラニル水溶液から、三級アミンの代表的な抽出剤であるトリ-n-オクチルアミン(TNOA)を用いたU(VI)の回収における乳化型液膜法の適用の可能性について検討するとともに、光化学反応による新しい製錬法に関する文献調査を行った。得られた結果は大略次の通りである。有機相として抽出剤TNOA、界面活性剤Span80をケロシンで希釈したもの、内部水相として硫酸または塩酸を用いたエマルションを作製し、このエマルションを1mol・dm/SUP-3/H/SUB2/SO/SUB4水溶液中に攪拌分散させ、その崩壊率を測定することにより乳化型液膜の安定性について検討した。エマルション作製時に用いるホモジナイザーの攪拌速度が大きいほど、また乳化時間が長いほど、エマルション中の内部水相の粒径は小さく、エマルションは安定である。さらにSpan80濃度が高いほど、TNOA濃度が低いほどエマルションは安定であり、抽出時の攪拌翼の攪拌速度が小さくて抽出温度が低いほど、エマルションは安定であった。硫酸-硫酸ウラニル水溶液からのU(VI)回収を目的とし、抽出剤TNOA及び界面活性剤Span80をケロシンで希釈した有機相と、主に炭酸ナトリウム水溶液を内部水相に用いた乳化型液膜法の適用の可能性を検討した。Span80濃度の減少及びTNOA濃度の増加は、U(VI)抽出速度及び抽出率の増大をもたらすが、一方エマルションは不安定になる。抽出剤としてTNOA又はAlamine336を用いると、いずれも高い抽出率を得られるが、トリ-i-オクチルアミン(TIOA)を用いた場合の抽出率は、それらより低い。外部水相中の硫酸濃度の減少は、U(VI)抽出速度及び抽出率の増大をもたらす。外部水相中のU(VI)濃度を変化させても、U(VI)抽出速度及び抽出率には、ほとんど差はないが、U(VI)濃度が低いと最高抽出率への到達時間は短くなる。抽出機構が陰イオン交換型となる例えば塩酸水溶液のような内部水相を用いるよりは、外部水相と内部水相のpHの差を抽出の駆動力とする例えば炭酸ナトリウム水溶液などの内部
