液膜を利用した新精錬法の研究

栗倉 泰弘*; 平藤 哲治*

PNC TJ6604 92-002, 23 Pages, 1992/03

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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、平成2年度に引き続き、今年度も京都大学工学部冶金学教室の粟倉泰弘に研究依頼があった。今年度は、ミキサーセトラー型および抽出塔型の抽出装置を用いて、エマルション型液膜法による連続抽出実験を行い、昨年度までに得られた結果と合わせて、エマルション型液膜法のU(VI)抽出への適用性の検討を行った。また、最近新しい液膜法として注目されている静電的擬液膜法の金属イオンの回収・濃縮への適用性について、抽出剤としてD2EHPA、逆抽出液としてHCl、H2SO4、HNO3水溶液を用い、この方法によるNi(II)の濃縮に及ぼす様々の因子について検討した。得られた結果は大略次の通りである。エマルション型液膜法によるU(VI)の抽出に適する条件は、外部水相:0.11kg・m-3U(VI)-1033kg・m-3H2SO4水溶液、内部水相:12kmol・m-3Na2CO3水溶液、有機相:0.020.03kmol・m-3TNOA、内部水相WI、有機相0、外部水相WEの体積比、WI/O/WE:1/1/10であり、この条件を大きく変えることは困難である。従って、エマルション型液膜法に適する工程としては、比較的低濃度のU(VI)廃液からのU(VI)回収などが考えられる。また、エマルション型液膜法により連続的また定常的な抽出を行うには、ミキサーセトラー型の抽出装置に較べ、抽出塔型の抽出装置の方がエマルションの膨潤が小さく適している。静電的擬液膜法による0.1kg・m-3のNi(II)を含むNiSO4-0.1kmol・m-3CH3COONa水溶液から10vol%D2EHPA-ケロシン溶液を用いたNi(II)の濃縮への種々の因子の影響について調べた。その結果、抽出室の電極間距離を10mm逆抽出室の電極間距離を5mm、印加電圧を3.7kV、逆抽出液として0.5あるいは1.0kmol・m-3のHCl水溶液を用いた条件下で安定した約10倍の濃縮が可能であった。また逆抽出液として1.0kmol・m-3のHCl、H2SO4、HNO3水溶液のいづれを用いてもほぼ同様のNi(II)の濃縮を行うことができた。さらにこの方法によるNi(II)の濃縮実験中のNi(II)濃度の分布を調べた結果、良好な