超臨界水中での反応晶析を用いた廃液からの金属の分離回収技術の開発

超临界水反应结晶废液金属分离回收技术开发

• 批准号: 05222203
• 负责人: 阿尻 雅文
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05222203/
• 关键词: 超臨界; 水; 反応晶析; 分離; 加水分解; 廃液; 金属酸化物; 微粒子

本研究では、超臨界水中での反応晶析を積極的に利用して、廃液から金属を金属種ごとに分離しつつ回収する手法の開発を行っている。硝酸アルミニウム、硝酸セリウム、硝酸コバルト、硝酸ニッケルを原料とし、亜臨界・超臨界水中での反応晶析を行い、その速度論的解析を行った。本年度は、特に実験の精密化をはかるとともに、さらに広い温度、圧力条件で実験を行った。その結果、加水分解速度は金属種により大きく異なること、また超臨界条件下では亜臨界水中では析出しなかった金属も酸化物として析出させることができることがわかった。この結果より、廃液から金属を分離回収できる可能性を示すことができた。粒子の成長過程についても反応時間を変えた実験、多段吹き込み実験等を行ない、その結果に基づき晶析機構の検討を行った。比較的溶解力のある亜臨界水には、前駆体ゲルが多量に溶解しており、金属イオンが消失した後も粒子成長に取り込まれ粒子成長が進行するが、超臨界水中ではゲルの溶解度が小さいため、粒子成長が生じにくい。したがって、反応晶析しにくい金属系も金属酸化物として晶析しやすいし、また微粒子が生成しやすい。また、原子炉からの放射性廃液の模擬廃液を原料として、回分式実験装置を用い、200、300、400℃と段階的に昇温し、それぞれの温度で析出した金属酸化物を回収して金属の群分離の可能性を検討した。高濃度の酸が共存している条件であるにもかかわらず、Fe、Mo、Pd、Zrについては、200℃でも2分間の反応時間内でほぼ100%近くを酸化物微粒子として回収できた。Crは、300℃、2分間で80%近くを回収できた。400℃では、Ce、Mn、Niの析出が進行した。今後、加水分解機構および粒子成長機構についてより詳細な検討を行えば、本手法による精密な金属の分離・回収も可能であると考える。

In this study, the reverse crystallization in supercritical water was actively used to develop the separation method of metal species from supercritical water. Nitric acid, nitric acid, supercritical water, reverse crystallization, and rate-theoretic analysis This year, the precision of the special equipment has been improved. The temperature and pressure conditions have been improved. As a result, the decomposition rate of metal species varies greatly under supercritical conditions, and metal acids are precipitated under supercritical conditions. The results show the possibility of metal separation and recovery. The growth process of particles is characterized by the change of reaction time, multi-stage reaction time, etc., and the discussion of basic crystal analysis mechanism. Compared with the solubility of supercritical water, the solubility of precursor must be high, the solubility of metal must be low, and the particle growth must be high. In addition, the formation of fine particles in the metal system To investigate the possibility of separation of metal acid compounds from radioactive liquid simulants in atomic furnace at temperatures ranging from 200 ℃ to 300 ℃ and from 400℃ to 400℃. High concentration of acid blue shift conditions, Fe, Mo, Pd, Zr blue shift conditions, 200℃ within 2 minutes of the reaction time, close to 100% acid particles blue shift conditions. Cr, 300℃, 2 minutes, 80% close to the sun. At 400℃, Ce, Mn and Ni precipitate gradually. In the future, the hydration mechanism and particle growth mechanism will be discussed in detail. This method will be used for the separation and recovery of metals.