海水ウラン採取システムの総合コスト評価

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海洋に囲まれた我が国においては海水中に3ppb程度含有されるウランを回収資源化する技術を確立することは将来の我が国のエネルギー供給のバランスを考える時重要な課題の一つと思われる。この希薄資源を大量の海水から如何に効率よく回収するかは、工学的な問題を数多く含んでいるが、本研究では特に吸着法を用いるウランの濃縮・回収について、吸着・脱着・脱着剤回収及び二次濃縮を含めた全システムについてのプロセス・システム工学的手法による総合コスト評価プログラムの作成を行なった。1.一次濃縮に吸着剤として、チタン酸及びアミドキシム樹脂を選び(粒径0.1〜1.0mm)、プロセスとして吸着・洗浄・脱着・洗浄・再生のすべての工程に流動層を用いることとし、工程間の吸着剤の輸送はスラリー輸送を考えた。チタン酸では炭酸アンモニウム脱着とし、アミドキシム樹脂では、塩類の希塩酸脱着後のウランの塩酸脱着とした。二次濃縮にはイオン交換を仮定した。2. 1000t-U/年の規模を想定し、信号線図を用いる演酸によりプロセス全体についての各成分の物質収支をまず決定し、その物質収支を満たす各装置の規模、さらにその各単位操作の運転費を、詳細な化工計算により求めた。結果として、3. 炭酸ウラニルイオンの吸着剤粒子内拡散係数は吸着剤充填費及び吸着流動層容器費用に大きく影響するが、すでに吸着剤の改良の結果これ以上の改良は望めないと思われる。4.総コストのなかで海水輸送の為のパイプ費、輸送動力費が大きな割合を占める。海水のポンプ輸送を考える際にはそれの最適化が必要で、あるいは海流や波力の直接利用の検討をすべきと思われる。いずれにせよ、5.吸着層での吸着剤滞留時間について総コストの最適化がなされる。6.海水輸送費を除くと、約5万円/kg-Uの総コストが、チタン酸及びアミドキシム樹脂について得られた。講入したパソコンはプログラミング及び計算に有効に使用された。