JPH054930B2 - - Google Patents
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- JPH054930B2 JPH054930B2 JP62073712A JP7371287A JPH054930B2 JP H054930 B2 JPH054930 B2 JP H054930B2 JP 62073712 A JP62073712 A JP 62073712A JP 7371287 A JP7371287 A JP 7371287A JP H054930 B2 JPH054930 B2 JP H054930B2
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明はウランと稀土類元素との分離精製方
法に関し、さらに詳しく言うと、ウランと稀土類
元素とを簡単な操作で効率よく分離することがで
き、たとえば核燃料製造分野において好適に利用
することができるウランと稀土類元素との分離精
製方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for separating and purifying uranium and rare earth elements, and more specifically, to efficiently separate uranium and rare earth elements with simple operations. The present invention relates to a method for separating and refining uranium and rare earth elements, which can be suitably used, for example, in the field of nuclear fuel production.
[従来の技術およびその問題点]
たとえば、ウラン、ガドリニウム混合ペレツト
のようなウランと稀土類元素とを用いた核燃料の
製造分野においては、製造工程におけるペレツト
の破損あるいは配合ミスによる残材および検査残
試料の再生が不可欠である。[Prior art and its problems] For example, in the field of manufacturing nuclear fuel using uranium and rare earth elements, such as uranium and gadolinium mixed pellets, residual materials and inspection residues due to pellet breakage or mixing errors during the manufacturing process occur. Sample regeneration is essential.
従来、ウランと稀土類元素との分離精製方法と
しては、過酸化水素沈殿やシユウ酸沈殿などの精
製効果を利用した沈殿法、陽イオン交換樹脂また
は陰イオン交換樹脂を用いたイオン交換法、トリ
ブチルホスフエート(TBP)などの溶媒を用い
る溶媒抽出法が用いられてきた。 Conventional separation and purification methods for uranium and rare earth elements include precipitation methods that utilize purification effects such as hydrogen peroxide precipitation and oxalic acid precipitation, ion exchange methods that use cation exchange resins or anion exchange resins, and tributyl Solvent extraction methods using solvents such as phosphate (TBP) have been used.
しかしながら、これらの従来の方法は、いずれ
も、操作が極めて煩雑であつたり、大量の酸又は
アルカリを用いる関係上、環境汚染の防止や後処
理を目的として本来の分離工程並みの設備を必要
とし、その結果、全体の設備が大型化してしまう
という問題を有していた。 However, all of these conventional methods are extremely complicated to operate, use a large amount of acid or alkali, and require equipment comparable to the original separation process for the purpose of preventing environmental pollution and post-processing. As a result, there was a problem in that the entire equipment became larger.
また、これらの従来の方法においては、ppm程
度の微量の稀土類元素を分離することが困難であ
るという問題もあつた。 In addition, these conventional methods have had the problem that it is difficult to separate rare earth elements in trace amounts of about ppm.
[発明の目的]
この発明の目的は、前記問題を解消し、ウラン
と稀土類元素とを簡単な操作で効率よく分離する
ことができ、大型設備を必要とせず、しかも微量
の稀土類元素をも分離可能なウランと稀土類元素
との分離精製方法を提供することである。[Objective of the Invention] The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to be able to efficiently separate uranium and rare earth elements with a simple operation, to eliminate the need for large-scale equipment, and to separate trace amounts of rare earth elements. Another object of the present invention is to provide a method for separating and purifying uranium and rare earth elements, which can also be separated.
[前記目的を達成するための手段]
前記目的を達成するために、この発明者が鋭
意、検討を重ねた結果、特定の湿式処理を行なつ
た場合には、大型設備を必要とすることなく、ウ
ランと稀土類元素とを簡単に、かつ効率よく分離
することができ、しかも微量の稀土類元素をも分
離することができることを見い出して、この発明
に到達した。[Means for achieving the above-mentioned object] In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has made extensive studies and found that if a specific wet treatment is carried out, it is possible to achieve the above-mentioned object without the need for large-scale equipment. The present invention was achieved by discovering that uranium and rare earth elements can be easily and efficiently separated, and even trace amounts of rare earth elements can be separated.
すなわち、この発明の概要は、
ウランと稀土類元素とを含む酸性溶液にアミノ
ポリカルボン酸を添加した後、さらにアンモニア
水および/またはアンモニアガスを添加すること
によりウランを重ウラン酸アンモニウム(ADU)
として沈殿させることを特徴とするウランと稀土
類元素との分離精製方法である。 That is, the outline of this invention is that after adding aminopolycarboxylic acid to an acidic solution containing uranium and rare earth elements, uranium is converted into ammonium deuterate (ADU) by further adding aqueous ammonia and/or ammonia gas.
This is a method for separating and purifying uranium and rare earth elements, which is characterized by precipitation of uranium and rare earth elements.
前記酸性溶液としては、たとえば硝酸、塩酸、
硫酸、硫化水素、炭酸、塩素酸、リン酸、過塩素
酸、亜塩素酸、次亜塩素酸、亜硝酸、および亜硫
酸などの酸化性あるいは非酸化性無機酸溶液およ
びそれらの混合溶液、酢酸、ギ酸、クエン酸、お
よび酒石酸などのカルボン酸、オキシカルボン酸
およびジカルボン酸などの有機酸溶液およびそれ
らの混合溶液が挙げられる。 Examples of the acidic solution include nitric acid, hydrochloric acid,
Oxidizing or non-oxidizing inorganic acid solutions such as sulfuric acid, hydrogen sulfide, carbonic acid, chloric acid, phosphoric acid, perchloric acid, chlorous acid, hypochlorous acid, nitrous acid, and sulfurous acid, and mixed solutions thereof, acetic acid, Examples include solutions of organic acids such as carboxylic acids, oxycarboxylic acids, and dicarboxylic acids, such as formic acid, citric acid, and tartaric acid, and mixed solutions thereof.
これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以
上を混合して用いてもよい。 These may be used alone or in combination of two or more.
前記酸性溶液は、そのpHを4〜6、好ましく
は5.2±0.1に調整して用いる。pHがこの範囲をは
ずれると、稀土類元素とアミノポリカルボン酸と
の選択的なキレートの形成による稀土類元素のマ
スキングが困難になることがある。 The acidic solution is used after adjusting its pH to 4 to 6, preferably 5.2±0.1. When the pH is outside this range, it may become difficult to mask the rare earth element by forming a selective chelate between the rare earth element and the aminopolycarboxylic acid.
前記アミノポリカルボン酸としては、たとえば
エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ジエチレン
トリアミン五酢酸(DTPA)、トランス−1,2
−シクロヘキサンジアミン五酢酸(CyDTA)、
エチレングリコールビス(2−アミノエチル)エ
ーテルジアミン四酢酸(GEDTA)、トリエチレ
ンテトラミン六酢酸(TTHA)、ニトリロ三酢酸
(NTA)およびヒドロキシエチルエチレンジア
ミン三酢酸(EDTA−OH)などが挙げられる。 Examples of the aminopolycarboxylic acids include ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), trans-1,2
- cyclohexanediaminepentaacetic acid (CyDTA),
Examples include ethylene glycol bis(2-aminoethyl)etherdiaminetetraacetic acid (GEDTA), triethylenetetraminehexaacetic acid (TTHA), nitrilotriacetic acid (NTA), and hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (EDTA-OH).
このように、アミノポリカルボン酸と総称され
るものは、エチレンジアミン誘導体であるポリア
ミン化合物、すなわちエチレンジアミン(En)、
ジエチレントリアミン(Dien)、トリアミノトリ
エチルアミン(Tren)、あるいはトリエチレンテ
トラミン(Trien)などにカルボン酸基(−
COOH)を結合したもので、ポリアミン化合物
がごく限られた金属(例;Cu,Ni,Co,Zn,
Cd,Hg,など)としか安定なキレートを生成し
ないのに対し、多くの金属と安定なキレートを生
成する。 In this way, what is collectively called aminopolycarboxylic acids are polyamine compounds that are ethylenediamine derivatives, namely ethylenediamine (En),
A carboxylic acid group (-
COOH), and the polyamine compound is a very limited metal (e.g. Cu, Ni, Co, Zn,
It forms stable chelates with many metals, whereas it only forms stable chelates with other metals (Cd, Hg, etc.).
なお、前記アミノポリカルボン酸は、1種単独
で用いることもできるし、2種以上を組み合わせ
て用いることもできる。 In addition, the said amino polycarboxylic acid can also be used individually by 1 type, and can also be used in combination of 2 or more types.
これらの中でも、好ましいのはEDTA,
DTPAである。 Among these, preferred are EDTA,
It is DTPA.
この発明においては、前記アミノポリカルボン
酸を前記酸性溶液中の予想される稀土類元素に対
して小過剰に加えることにより、稀土類元素をマ
スキングする。 In this invention, the rare earth element is masked by adding the aminopolycarboxylic acid in a small excess relative to the expected rare earth element in the acidic solution.
具体的には、酢酸塩(NaAc,NH4Ac、等)
を加えて、pHを5.2±0.1に調節して、稀土類と化
学的に当量になるようにEDTA、あるいは
DTPAを加え、さらに0.001〜1.00M、望ましく
は0.002〜0.005Mになるように過剰に加え、その
後アンモニア水またはアンモニアガスを加えて、
ADUの沈殿を生じさせる。 Specifically, acetate (NaAc, NH 4 Ac, etc.)
Adjust the pH to 5.2 ± 0.1 by adding EDTA or
Add DTPA, further add excess to 0.001-1.00M, preferably 0.002-0.005M, then add ammonia water or ammonia gas,
causing precipitation of ADU.
前記アンモニア水および/またはアンモニアガ
スの添加にあたつては、添加後の溶液のpHが8
〜10、好ましくは9になるように調整する。これ
はpHが10以上でもADUは生じるが、塩類が多く
なるのでこの後処理を考えるとpH9が最も良い。
また、この処理によつて、不純物として含まれる
鉄、ニツケル、銅、亜鉛、およびアルミニウムな
どは稀土類と挙動を共にする。 When adding the ammonia water and/or ammonia gas, the pH of the solution after addition is 8.
Adjust to ~10, preferably 9. Although ADU will occur even if the pH is higher than 10, it will contain more salts, so a pH of 9 is best when considering this post-treatment.
Also, due to this treatment, iron, nickel, copper, zinc, aluminum, etc. contained as impurities behave in the same way as rare earth elements.
生成したADUの沈殿は、たとえば濾紙法、吸
引濾過法、遠心分離法などの従来法により溶液と
分離することができる。 The generated ADU precipitate can be separated from the solution by conventional methods such as a filter paper method, a suction filtration method, a centrifugation method, and the like.
一方、溶液中の稀土類元素は、硝酸、または塩
酸を用いて酸性とし、蒸発乾固して大部分の塩類
を揮散させた後、焼結することにより、酸化物と
して回収することができる。 On the other hand, the rare earth element in the solution can be recovered as an oxide by making it acidic using nitric acid or hydrochloric acid, evaporating it to dryness to volatilize most of the salts, and then sintering it.
この発明の方法により分離したADUは、焙焼
によりUO3またはU3O8に転換することができる。
この焙焼温度はUO3を得る場合には、通常、350
〜550℃、U3O8を得る場合には、通常、550℃以
上である。 ADU separated by the method of this invention can be converted to UO 3 or U 3 O 8 by torrefaction.
This roasting temperature is usually 350 to obtain UO 3
~550°C, and when obtaining U 3 O 8 , the temperature is usually 550°C or higher.
さらに、使用目的に応じてこれらのUO3または
U3O8を還元することによりUO2を得ることがで
きる。 Additionally, depending on the intended use these UO 3 or
UO 2 can be obtained by reducing U 3 O 8 .
この発明の方法により分離した稀土類元素は、
そのままでたとえばウラン・稀土類混合ペレツト
などの製造原料に用いることができる。 The rare earth elements separated by the method of this invention are
It can be used as it is, for example, as a raw material for producing uranium/rare earth mixed pellets.
[発明の効果]
この発明によると、
(1) 操作がきわめて簡単であるとともに、
(2) 装置の大型化を招くことがなく、
(3) しかも、従来の方法では困難であつた微量の
稀土類元素を効率よく分離することができる、
などの種々の効果を有するウランと稀土類元素
との分離精製方法を提供することができる。[Effects of the invention] According to the invention, (1) operation is extremely simple, (2) the device does not become large, and (3) it is possible to remove trace amounts of rare earth, which was difficult with conventional methods. It is possible to efficiently separate similar elements,
It is possible to provide a method for separating and purifying uranium and rare earth elements, which has various effects such as.
[実施例]
次いで、この発明の実施例を示し、この発明に
ついてさらに具体的に説明する。[Example] Next, Examples of the present invention will be shown and the present invention will be explained in more detail.
(実施例 1)
ウラン96g、ガドリニウム4gを含む硝酸溶液の
pHを5.2に調整した後、この溶液にジエチレント
リアミン五酢酸(DTPA)10gを加えた。(Example 1) Nitric acid solution containing 96g of uranium and 4g of gadolinium
After adjusting the pH to 5.2, 10 g of diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) was added to this solution.
次いで、7Nアンモニア水を滴下し、pHを9と
し、全体の液量を5とした。これを濾別するこ
とにより重ウラン酸アンモニウム(ADU)の沈
殿134gを得た。その後、得られたADUの沈殿を
850±50℃の温度下に焙焼してU3O8への転換を行
ない、U3O8113gを得た。 Next, 7N ammonia water was added dropwise to adjust the pH to 9 and the total liquid volume to 5. By filtering this, 134 g of ammonium deuterate (ADU) precipitate was obtained. Then, the precipitation of the obtained ADU is
Conversion to U 3 O 8 was performed by roasting at a temperature of 850±50° C. to obtain 113 g of U 3 O 8 .
このU3O8中のガドリニウム量をイオン交換分
離−オキシン−TTA抽出−発光分光分析法によ
り測定したところ、ガドリニウム量は0.2ppmに
減少していた。 When the amount of gadolinium in this U 3 O 8 was measured by ion exchange separation - oxine - TTA extraction - emission spectrometry, it was found that the amount of gadolinium had decreased to 0.2 ppm.
(実施例 2)
前記実施例1で得られたU3O8110gを7N硝酸
100mlに溶解してpHを5.2に調整した後、この溶
液にジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)1g
を加えた。(Example 2) 110g of U 3 O 8 obtained in Example 1 was added to 7N nitric acid.
Add 1 g of diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) to this solution after dissolving in 100 ml and adjusting the pH to 5.2.
added.
次いで、アンモニア水を加えて、pHを9とし、
濾別により重ウラン酸アンモニウム(ADU)の
沈殿130gを得た。 Next, add ammonia water to adjust the pH to 9.
130 g of ammonium deuterate (ADU) precipitate was obtained by filtration.
その後、前記実施例1と同様にしてADUの転
換を行なつてU3O893gを得た。 Thereafter, ADU was converted in the same manner as in Example 1 to obtain 93 g of U 3 O 8 .
このU3O8中のガドリニウム量を測定したとこ
ろ、ガドリニウム量は0.05ppm以下に減少してい
た。 When the amount of gadolinium in this U 3 O 8 was measured, it was found that the amount of gadolinium had decreased to 0.05 ppm or less.
(実施例 3)
前記実施例1において、ジエチレントリアミン
五酢酸(DTPA)に代えて、エチレンジアミン
四酢酸(EDTA)を用いたほかは、前記実施例
1と同様にして実施し、U3O8113gを得た。(Example 3) The procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was used instead of diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), and 113 g of U 3 O 8 was Obtained.
得られたU3O8中のガドリニウム量は0.3ppmに
減少していた。 The amount of gadolinium in the obtained U 3 O 8 was reduced to 0.3 ppm.
(実施例 4)
前記実施例4において、前記実施例1で得られ
たU3O8に代えて、前記実施例2で得られたU3O8
を用いたほかは、前記実施例2と同様にして実施
し、U3O8113gを得た。(Example 4) In Example 4, U 3 O 8 obtained in Example 2 was replaced with U 3 O 8 obtained in Example 1.
The procedure was carried out in the same manner as in Example 2 except that 113 g of U 3 O 8 was obtained.
得られたU3O8中のガドリニウム量は0.03ppm
に減少していた。 The amount of gadolinium in the obtained U 3 O 8 is 0.03 ppm
It had decreased to
Claims (1)
ノポリカルボン酸を添加した後、さらにアンモニ
ア水および/またはアンモニアガスを添加するこ
とによりウランを重ウラン酸アンモニウムとして
沈殿させることを特徴とするウランと稀土類元素
との分離精製方法。1 Uranium characterized by adding aminopolycarboxylic acid to an acid solution containing uranium and rare earth elements, and then further adding aqueous ammonia and/or ammonia gas to precipitate uranium as ammonium deuterate. A method for separating and purifying rare earth elements.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62073712A JPS63239127A (en) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | Method for separating and refining uranium and rare earth element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62073712A JPS63239127A (en) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | Method for separating and refining uranium and rare earth element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63239127A JPS63239127A (en) | 1988-10-05 |
| JPH054930B2 true JPH054930B2 (en) | 1993-01-21 |
Family
ID=13526106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62073712A Granted JPS63239127A (en) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | Method for separating and refining uranium and rare earth element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63239127A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02102118A (en) * | 1988-10-11 | 1990-04-13 | Nuclear Fuel Ind Ltd | Separation and purification of uranium and lanthanide elements |
| KR101988439B1 (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-12 | 한국원자력연구원 | Separation and recovering method of uranium oxide and rare earth metal and apparatus for the method |
| CN113737029B (en) * | 2021-08-03 | 2023-06-30 | 龙南市和利稀土冶炼有限公司 | Method for extracting rare earth oxide from rare earth ore |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62073712A patent/JPS63239127A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63239127A (en) | 1988-10-05 |
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