オパールCTを用いたZrとHfの分離及びその選択的吸着メカニズムの解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13740305
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 村上 英樹 秋田大学, 工学資源学部, 講師 (40250899)
• Keywords: 珪質泥岩 / オパールCT / ジルコニウム / ハフニウム / 吸着 / 分離

Research Abstract

日本のような天然エネルギー資源に乏しい国は,核融合等の次期エネルギーが実用化されるまで,原子力に頼らなければならない.しかしながら,放射性廃棄物による地球環境への負荷を出来る限り抑制するためには原子炉のエネルギー転換率を高める必要があり,これをクリアするための課題の一つがジルコニウム(Zr)とハフニウム(Hf)の完全分離である.この問題を解決するために,本研究課題である,オパールCT含有珪質泥岩を用いた,ZrとHfを分離する新しい技術の開発を試みた.
これまで,溶液中に微量のフッ化水素が存在する環境下ではZrとHfの吸着が起こらないとされてきたが,昨年度の研究で,Hfについてはフッ化水素存在条件下でも吸着現象が生じることが明らかになったので,今年度はこの点について重点的に研究を行った.
1.塩酸溶媒のZr-Hf溶液に微量のフッ酸を添加した場合.
ZrとHfのオパールCTに吸着される速度に差が生じ,最大30%多くHfが吸着された.この方法は,少ないオパールCTで効率良く溶液からHfを除去出来るものの,同時に,一部Zrも吸着してしまうのが問題である.
2.微量フッ酸溶媒のZr-Hf溶液の場合.
微量フッ酸の濃度を変えることにより,溶液中にZrを残したままHfを吸着させることに成功した.しかしながら,一回に吸着される量は20%程度で,全てのHfを溶液から除去するのに,多くのオパールCTを必要とする.
今年度までに未完成ではあるが,溶液中のZrとHfをオパールCTを用いて分離することに成功した.しかしながら,その吸着メカニズムを解明することが出来なかった.これが明らかになれば,従来の分離方法よりもコストダウンが可能となり,実用化出来るものと考えられる.