エマルションフローを利用した海水中微量ウランの捕集・資源化

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20560750
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 柳瀬 信之 Japan Atomic Energy Agency, 原子力基礎工学研究部門, 研究副主幹 (90354852)
• Keywords: 海洋資源・エネルギー / ウラン資源 / エマルションフロー / 液体捕集材 / 液-液抽出

Research Abstract

高塩濃度溶液である海水から高選択的にウランだけを抽出できる液体捕集材PC-88Aとその希釈溶媒である灯油を用いて海水からのウランの回収試験を行った。その結果、前年度に開発した海水中に多量に浮遊する微小粒子を回収する向流式エマルションフロー装置では、粒子が有機相と水相の液液界面に凝集しヘッドが目詰まりせず稼働することを確認した。また、向流式大型抽出装置に関しても装置を大型化しても良好なエマルションが生成することを確認できた。
さらに、大量の海水から希薄なウランを高濃度で回収するには長時間連続的に装置を稼働しても性能の劣化が生じない必要がある。そこで、毎時60Lの抽出装置を用いて長時間の性能安定性を評価した。その結果、海水100L処理後ウランの抽出率が徐々に低下することが分かった。これを解決するために捕集材が妨害元素により飽和しウランを抽出しなくなることを防ぐための妨害元素除去装置を新たに開発した。また、長時間連続運転のためには、捕集材に濃縮されたウランを装置を止めることなしに逆抽出し回収する必要がある。そのために連続ウラン回収装置も新たに開発した。
エマルションフロー抽出法で抽出率を向上させるにはエマルションをより微細化すればよい。しかし、微細化に伴い抽出材の排水への漏洩が多くなる。これを防止するための油滴回収装置を開発した。
これらの新たに開発した装置を組み込んだ多段システムを用いて海水800Lを約13時間かけて処理した結果、ほぼ100%ウランを回収することができた。