Chloride pyrometallurgy of uranium Ore, 2

滝 富弘; 河本 薫明; 音村 圭一郎; 竹中 俊英*; 佐藤 修彰*; 藤野 威男*

Journal of Nuclear Science and Technology, 33(4), p.327 - 332, 1996/00

https://doi.org/10.1080/18811248.1996.9731912

ウラン鉱石の乾式塩化製錬法として,塩素および酸素の混合ガスを用いる含ウランリン鉱石の塩化の熱力学および主要元素の揮発率に及ぼす酸素の添加効果について調べた。1223Kにおいて,塩素に酸素を添加すると(塩素=100ml/min,酸素=25ml/min,窒素=375ml/min),添加しない場合と比べて,ウランの揮発率は90%と変わらないが,他のアルミニウム,リンやケイ素の揮発率を低減でき,添加量の増加とともに揮発率も減少することがわかった。 さらに,鉱石の塩化揮発に及ぼす塩素量,反応温度および反応時間,混合炭素量の影響について調べ,本実験の塩化条件をまとめた。

ウランの乾式製錬に関する基礎的研究

佐藤 修彰*; 竹中 俊英*; 藤野 威男*

PNC TJ6601 91-051, 24 Pages, 1991/03

PNC-TJ6601-91-051.pdf:0.54MB

動力炉・核燃料開発事業団人形峠事業所、環境資源開発部環境資源開発課では昭和61年度から中央アフリカ、バクーマ産含ウランリン鉱石からのウランの回収プロジェクトを開始し、塩化法によウランの乾式製錬技術の確立を進めている。バクーマ産鉱石をはじめとして、リン鉱石からのウランの回収では、硫酸を用いる従来の湿式製錬法では、硫酸の使用量が多く、現地における硫酸の供給などコスト面において適用が難しい。 そこで乾式製錬法について、ウランを塩化物として鉱石より揮発回収する塩化物揮発法の適用を検討してきた。そして技術的、また経済的に成立し得るプロセスの開発研究に4年前より着手している。 これまでの成果としては、塩化ナトリウムや塩化カルシウムを用いた固体塩化剤による含ウラン鉱石の塩化揮発試験、塩素ガスを用いた塩化揮発試験、塩素ガスと酸素ガスの混合ガスを用いた塩化揮発試験、さらにウラン-鉄混合塩化物の蒸留分離試験を行ってきた。これらの試験の結果、混合ガスを用いてアルミニウム、シリコン、リンの塩化を抑制しながらウランの塩化を行うことが可能であることを見いだし、効率的な塩化条件を決定した。一方、東北大学選鉱製錬研究所では、チタン、ニオブ、タンタルなどのレアメタルを対象として、塩化物を経由する新製錬法、高純度精製法、新素材合成プロセスの研究を行っている。また、金属核燃料を使用する新型原子炉用核燃料の再処理法として、塩化物を用いる揮発分離・溶融塩電解に関する研究も行っている。以上を背景として、当研究所では、動力炉・核燃料開発事業団からの依頼により、含ウランリン鉱石の塩化法による乾式処理法の基礎研究として、バクーマ鉱石に対する塩化製錬法の適用の検討、およびその熱力学的検討と実験室規模での塩化試験を受託研究として行い、乾式製錬法の可能性を検討してきた。昨年までにウランとアルミニウム、シリコン、リンの塩化分離に関しての検討と生成するウラン-鉄混合塩化物の揮発分離に関しての基礎的検討を行った。本研究では、ウラン-鉄混合塩化物からのウランの揮発分離精製について検討を加えた。また、リン酸カルシウムの塩化の際の挙動や生成する塩化鉄からの塩素の回収についても検討を行った。

フッ化物溶融塩-金属還元抽出による酸化物燃料再処理プロセス

佐藤 修彰*; 竹中 俊英*; 林 博和; 天野 治*; 河村 文雄*

no journal, , 

一次エネルギーの4割を占める石油ピークへの備えとして原子力発電の増強が期待されている。そのためには、ウランピークと高レベル廃棄物処分の国民的理解が課題である。近年の米国のGNEP構想などでも同様の認識であり、日本及び諸外国において高速炉サイクルの導入が検討されており、高速炉用燃料としては金属燃料もその候補として研究開発が行われている。一方、現在並びに近い将来での日本の軽水炉燃料は酸化物であるため、高速炉用燃料として金属燃料を採用する場合には酸化物燃料を金属に転換して大量の初期装荷燃料を得る必要がある。そこで、使用済軽水炉燃料から高速炉用の金属燃料を得るため、フッ化物溶融塩中での金属還元抽出による再処理法を提案する。具体的には使用済燃料から余剰ウランをフッ化物揮発法で高速分離し、Pu, MA, 少量のUを含む回収物質を溶融塩に溶解し、液体金属で選択還元抽出して金属燃料を得るもので、エネルギー効率の面から筋の良い高経済性の処理方法である。