JP2003294889A - Recovering method for platinum group element - Google Patents
Recovering method for platinum group elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は白金族元素回収方法
に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a platinum group element recovery method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】使用済み燃料の再処理に伴って発生する
廃液は、廃液処理設備においてガラス固化処理された
後、廃棄物保管施設に保管される。2. Description of the Related Art Waste liquid generated by reprocessing spent fuel is vitrified in a waste liquid treatment facility and then stored in a waste storage facility.
【０００３】図２は廃液処理設備を構成するガラス溶融
炉の一例であり、このガラス溶融炉は、上下方向中間部
分から下方へ向かって水平開口断面が徐々に縮小する形
状の溶融空間１１を有し且つ耐火材により形成された溶
融炉本体１２を備えている。FIG. 2 shows an example of a glass melting furnace constituting a waste liquid treatment facility. This glass melting furnace has a melting space 11 having a shape in which a horizontal opening cross section is gradually reduced downward from an intermediate portion in the vertical direction. And a melting furnace body 12 formed of a refractory material.
【０００４】溶融炉本体１２の上部には、原料供給管１
３、廃液供給管１４、並びに排気管１５が溶融空間１１
に連通するように接続されている。At the upper part of the melting furnace body 12, a raw material supply pipe 1
3, the waste liquid supply pipe 14 and the exhaust pipe 15 are the melting space 11
Connected to communicate with.
【０００５】溶融炉本体１２の内部には、溶融空間１１
の上下方向中間部分で向き合う一対の主電極１６と、溶
融空間１１の底部近傍で向き合う一対の底部電極１７と
が、溶融空間１１に貯留される溶融ガラスＧに浸漬する
ように設けられている。Inside the melting furnace body 12, there is a melting space 11
A pair of main electrodes 16 facing each other in the vertical middle portion and a pair of bottom electrodes 17 facing in the vicinity of the bottom of the melting space 11 are provided so as to be immersed in the molten glass G stored in the melting space 11.
【０００６】溶融炉本体１２の下部には、溶融空間１１
に連通する流下ノズル１８、該流下ノズル１８を取り囲
む誘導加熱コイル１９、並びに流下ノズル１８に対して
冷却用の空気を吹き付け得る空気噴射管２０とが設けら
れている。At the bottom of the melting furnace body 12, a melting space 11
A downflow nozzle 18 communicating with the downflow nozzle 18, an induction heating coil 19 surrounding the downflow nozzle 18, and an air injection pipe 20 capable of blowing cooling air to the downflow nozzle 18.
【０００７】更に、溶融炉本体１２の下方には、保管用
の容器２１を載置し且つ流下ノズル１８の直下へ横移動
可能な搬送台車２２が設けられている。Further, below the melting furnace body 12, there is provided a carrier truck 22 on which a container 21 for storage is placed and which can be laterally moved directly below the downflow nozzle 18.
【０００８】図２に示すガラス溶融炉では、原料供給管
１３から溶融空間１１内へ送給した原料ガラス（ホウ珪
酸ガラス）を、溶融炉本体１２に付帯しているヒータ
（図示せず）により溶融させ、主電極１６と底部電極１
７に電力を供給して、溶融空間１１内の溶融ガラスＧを
ジュール熱で固化しないように保温する。In the glass melting furnace shown in FIG. 2, the raw material glass (borosilicate glass) fed from the raw material supply pipe 13 into the melting space 11 is heated by a heater (not shown) attached to the melting furnace main body 12. Melted, main electrode 16 and bottom electrode 1
Power is supplied to 7 to keep the molten glass G in the melting space 11 warm so as not to be solidified by Joule heat.
【０００９】このとき、流下ノズル１８内でガラスが固
化して、溶融空間１１から外部への溶融ガラスＧの流出
が阻止される。At this time, the glass is solidified in the downflow nozzle 18 and the outflow of the molten glass G from the melting space 11 to the outside is prevented.
【００１０】この状態で、原料供給管１３から溶融空間
１１内へ原料ガラスを送給すると、当該原料ガラスが溶
融ガラスＧに溶融し、廃液供給管１４から溶融空間１１
内へ使用済み燃料の湿式再処理によって発生した廃液を
送給すると、当該廃液が溶融ガラスＧに混ざり合う。In this state, when the raw material glass is fed from the raw material supply pipe 13 into the melting space 11, the raw material glass is melted into the molten glass G, and the waste liquid supply pipe 14 causes the melting space 11 to flow.
When the waste liquid generated by the wet reprocessing of the spent fuel is fed into the inside, the waste liquid is mixed with the molten glass G.
【００１１】廃液のガラス固化処理にあたっては、搬送
台車２２に容器２１を載置し、流下ノズル１８の直下に
容器２１が位置するように搬送台車２２を移動させてお
く。In the vitrification treatment of the waste liquid, the container 21 is placed on the carrier 22 and the carrier 22 is moved so that the container 21 is located immediately below the downflow nozzle 18.
【００１２】次いで、誘導加熱コイル１９へ電力を供給
することによって流下ノズル１８を加熱し、当該流下ノ
ズル１８内で固化しているガラスを溶融させて、廃液が
混入した溶融ガラスＧを、流下ノズル１８から容器２１
内へ流出させる。Next, the downflow nozzle 18 is heated by supplying electric power to the induction heating coil 19 to melt the glass solidified in the downflow nozzle 18, and the molten glass G mixed with the waste liquid is passed through the downflow nozzle. 18 to container 21
Let it flow out.
【００１３】容器２１に対する溶融ガラスＧの充填量が
設定値に近付いたならば、誘導加熱コイル１９による流
下ノズル１８の加熱を中断し、また、必要に応じて空気
噴射管２０から流下ノズル１８へ空気を吹き付ける。When the filling amount of the molten glass G into the container 21 approaches the set value, the heating of the downflow nozzle 18 by the induction heating coil 19 is interrupted, and if necessary, the air injection pipe 20 transfers to the downflow nozzle 18. Blow air.
【００１４】これにより、流下ノズル１８内でガラスを
固化し、溶融ガラスＧの流下が停止する。As a result, the glass is solidified in the downflow nozzle 18, and the downflow of the molten glass G is stopped.
【００１５】また、容器２１を自然風冷すると溶融ガラ
スＧが固化して、廃液が含んでいた種々の放射性核種が
固化ガラスＳに封じ込められる。When the container 21 is naturally cooled by air, the molten glass G is solidified, and various radioactive nuclides contained in the waste liquid are contained in the solidified glass S.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】使用済み燃料の再処理
により発生する廃液には、ウラン核***生成物として、
微少量の白金族元素（ルテニウム、ロジウム、及びパラ
ジウムなど）が含まれており、導電性物質である白金族
元素が溶融炉本体１２の内底部に堆積した場合、底部電
極１７間で電流に短絡が生じて、溶融ガラスＧを流下に
適した温度に保持できなくなることが懸念される。The waste liquid generated by the reprocessing of the spent fuel contains uranium fission products as
When a small amount of platinum group element (ruthenium, rhodium, palladium, etc.) is contained and the platinum group element which is a conductive substance is deposited on the inner bottom portion of the melting furnace body 12, a short circuit is caused between the bottom electrodes 17 due to current flow. It is feared that the molten glass G cannot be maintained at a temperature suitable for flowing down.
【００１７】しかしながら、ジュール熱によって保温さ
れている状態の溶融ガラスＧ中から白金族元素だけを択
一的に回収することは不可能である。However, it is impossible to selectively recover only the platinum group element from the molten glass G kept warm by Joule heat.
【００１８】また、ガラス固化処理を行なう前に、廃液
中に含まれている白金族元素を電解析出により回収する
ことも考えられるが、そのためには、電解析出の設備を
別途に用意しなければならない。It is also conceivable to recover the platinum group element contained in the waste liquid by electrolytic deposition before performing the vitrification treatment. For that purpose, an electrolytic deposition facility is separately prepared. There must be.
【００１９】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、ガラス固化処理に並行して効率よく白金族元素を回
収できるようにすることを目的としている。The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to enable efficient recovery of platinum group elements in parallel with vitrification treatment.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の白金族元素回収方法で
は、反復して供用可能な加熱用容器内で原料ガラスを溶
融させたうえ、微少量の白金族元素を含有している放射
性廃液を加熱用容器内へ投入し、放射性廃液が混入した
溶融ガラスを、加熱用容器から保管用容器内へ移す操作
を繰り返し行なうことにより、加熱用容器の内底部に白
金族元素の層を形成させ、加熱用容器から白金族元素を
分離する。In order to achieve the above object, in the platinum group element recovery method according to claim 1 of the present invention, the raw material glass is melted in a heating container that can be repeatedly used. On top of that, a radioactive waste liquid containing a very small amount of platinum group element is put into the heating container, and the molten glass mixed with the radioactive waste liquid is transferred from the heating container to the storage container by repeating the operation. A platinum group element layer is formed on the inner bottom of the heating vessel, and the platinum group element is separated from the heating vessel.
【００２１】本発明の請求項２に記載の白金族元素回収
方法では、加熱用容器を非金属製とし、原料ガラスを鉄
リン酸ガラスとする。In the platinum group element recovery method according to the second aspect of the present invention, the heating container is made of nonmetal and the raw material glass is iron phosphate glass.
【００２２】本発明の請求項１あるいは請求項２に記載
の白金族元素回収方法のいずれにおいても、原料ガラス
の加熱工程、及び溶融ガラスに対する放射性廃液の混入
工程に単一の加熱用容器を反復供用して、当該加熱用容
器の内底部に付着する白金族元素を層状に成長させた
後、白金族元素を加熱用容器から分離して回収する。In any of the methods for recovering a platinum group element according to claim 1 or 2 of the present invention, a single heating container is repeatedly used for the step of heating the raw material glass and the step of mixing the radioactive waste liquid with the molten glass. After being used, the platinum group element adhering to the inner bottom portion of the heating container is grown in layers, and then the platinum group element is separated from the heating container and recovered.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２４】図１は本発明の白金族元素回収方法の実施
の形態の一例であり、当該回収方法の実施にあたって
は、高周波誘導加熱炉１と、使用済み燃料の湿式再処理
により発生した廃液２の取り扱い用の容器３と、鉄リン
酸ガラスカレット４を溶融するための加熱用の容器５
と、ガラス固化体を形成させるための保管用の容器６と
を準備しておく。FIG. 1 is an example of an embodiment of a platinum group element recovery method of the present invention. In carrying out the recovery method, a high frequency induction heating furnace 1 and a waste liquid 2 generated by wet reprocessing of spent fuel are used. Container 3 for handling, and container 5 for heating for melting iron phosphate glass cullet 4
And a container 6 for storage for forming a vitrified body.
【００２５】高周波誘導加熱炉１は、耐火物で形成され
且つ容器５が挿入可能な炉本体７に誘導加熱コイル８を
埋め込んだものである。The high frequency induction heating furnace 1 is formed by embedding an induction heating coil 8 in a furnace body 7 made of refractory and into which a container 5 can be inserted.
【００２６】容器５は、導電性を有し且つ耐熱性に優れ
た非金属材料である炭化珪素により形成されている。The container 5 is made of silicon carbide, which is a non-metal material having conductivity and excellent heat resistance.
【００２７】容器６は、鋼、あるいはステンレス鋼など
のような剛性が高い金属材料により形成されている。The container 6 is made of a metal material having high rigidity such as steel or stainless steel.
【００２８】まず、高周波誘導加熱炉１の炉本体７に、
鉄リン酸ガラスカレット４を入れた容器５を挿入し、誘
導加熱コイル８に高周波電流を通電することにより容器
５を加熱して、鉄リン酸ガラスカレット４を１０００〜
１２００℃程度の雰囲気温度で溶融させる。First, in the furnace body 7 of the high frequency induction heating furnace 1,
The container 5 containing the iron phosphate glass cullet 4 is inserted, and the container 5 is heated by passing a high-frequency current through the induction heating coil 8 to set the iron phosphate glass cullet 4 to 1000 to
It is melted at an ambient temperature of about 1200 ° C.
【００２９】溶融状態の高温の鉄リン酸ガラスは、金属
を著しく侵食するが、容器５を炭化珪素で形成している
ので、当該容器５に侵食が生じることを回避できる。The high temperature iron phosphate glass in the molten state significantly corrodes the metal, but since the container 5 is made of silicon carbide, it is possible to avoid the corrosion of the container 5.
【００３０】鉄リン酸ガラスカレット４が充分に溶融し
たならば、予め容器３に取り分けておいた廃液２を容器
５内の溶融ガラスＧに混入させると、廃液２に含まれて
いる種々の放射性核種のうち、白金族元素Ｍが沈降して
容器５の内底部に付着する。When the iron phosphate glass cullet 4 is sufficiently melted, when the waste liquid 2 previously stored in the container 3 is mixed with the molten glass G in the container 5, various radioactive substances contained in the waste liquid 2 are mixed. Among the nuclides, the platinum group element M precipitates and adheres to the inner bottom of the container 5.
【００３１】更に、容器５を高周波誘導加熱炉１の外部
へ取り出し、廃液２が混ざり合った溶融ガラスＧを容器
６へ移して自然風冷すると、容器６内で溶融ガラスＧが
固化し、これにより、廃液２が含んでいた白金族元素以
外の放射性核種が固化ガラスＳに封じ込められる。Further, the container 5 is taken out of the high-frequency induction heating furnace 1, and the molten glass G mixed with the waste liquid 2 is transferred to the container 6 and naturally cooled by air, so that the molten glass G is solidified in the container 6, As a result, the radionuclide other than the platinum group element contained in the waste liquid 2 is contained in the solidified glass S.
【００３２】容器６へ移される溶融ガラスＧの温度は、
前記の容器５を高周波誘導加熱炉１の外部へ取り出した
時点から低下しはじめているので、金属材料で形成した
容器６には侵食が生じない。The temperature of the molten glass G transferred to the container 6 is
Since the temperature of the container 5 has started to drop since it was taken out of the high-frequency induction heating furnace 1, the container 6 made of a metal material is not corroded.
【００３３】単一の容器５を用いて、上述したようなガ
ラス固化処理を繰り返し行なうと、容器５の内底部に付
着する白金族元素Ｍが層状になる。When the vitrification treatment as described above is repeated using the single container 5, the platinum group element M attached to the inner bottom of the container 5 becomes layered.
【００３４】この白金族元素Ｍを、機械的な手段、ある
いはレーザビームの利用によって、容器５の内底部から
分離回収する。The platinum group element M is separated and recovered from the inner bottom of the container 5 by mechanical means or the use of a laser beam.
【００３５】このように、図１に示す白金族元素回収方
法では、鉄リン酸ガラスカレット４の加熱工程、及び溶
融ガラスＧに対する廃液２の混入工程に単一の容器５を
反復供用して、白金族元素以外の放射性核種を容器６内
の固化ガラスＳに封じ込める作業を行なうとともに、容
器５の内底部に付着する白金族元素Ｍを、層状に成長さ
せたうえ、容器５から分離するので、ガラス固化処理に
並行して白金族元素Ｍを効率よく回収できることができ
る。As described above, in the platinum group element recovery method shown in FIG. 1, the single container 5 is repeatedly used for the step of heating the iron phosphate glass cullet 4 and the step of mixing the waste liquid 2 with the molten glass G, Since the radionuclide other than the platinum group element is contained in the solidified glass S in the container 6, the platinum group element M adhering to the inner bottom of the container 5 is grown in layers and separated from the container 5. The platinum group element M can be efficiently recovered in parallel with the vitrification treatment.
【００３６】なお、本発明の白金族元素回収方法は、上
述した実施の形態のみに限定されるものではなく、アル
ミナなどの耐熱性材料で形成した容器にガラス原料を投
入し且つ容器をヒータやプラズマ加熱装置で加熱してガ
ラス原料を溶融させるようにすること、その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは
勿論である。The method for recovering the platinum group element of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but the glass raw material is put into a container formed of a heat resistant material such as alumina and the container is heated by a heater or It goes without saying that the glass raw material can be melted by heating with a plasma heating device, and other changes can be made without departing from the scope of the present invention.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の白金族元素
回収方法によれば、原料ガラスの加熱工程、及び溶融ガ
ラスに対する放射性廃液の混入工程に単一の加熱用容器
を反復供用して、放射性核種を保管用容器内の固化ガラ
ス中に封じ込める作業を行なうとともに、加熱用容器の
内底部に付着する白金族元素を層状に成長させて、加熱
用容器から分離するので、ガラス固化処理に並行して白
金族元素を効率よく回収することができる、という優れ
た効果を奏し得る。As described above, according to the platinum group element recovery method of the present invention, a single heating container is repeatedly used in the step of heating the raw glass and the step of mixing the radioactive waste liquid with the molten glass. , The radionuclide is contained in the solidified glass in the storage container, and the platinum group element adhering to the inner bottom of the heating container is grown in layers and separated from the heating container. In parallel, the platinum group element can be efficiently recovered, which is an excellent effect.
【図１】本発明の白金族元素回収方法の一例の手順を示
す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a procedure of an example of a platinum group element recovery method of the present invention.
【図２】ガラス溶融炉の一例を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a glass melting furnace.
２ 廃液（放射性廃液） ４ 鉄リン酸ガラスカレット（原料ガラス） ５ 容器（加熱用容器） ６ 容器（保管用容器） Ｇ 溶融ガラス Ｍ 白金族元素 2 Waste liquid (radioactive waste liquid) 4 Iron phosphate glass cullet (raw glass) 5 containers (heating containers) 6 containers (storage containers) G molten glass M platinum group element
Claims (2)
ガラスを溶融させたうえ、微少量の白金族元素を含有し
ている放射性廃液を加熱用容器内へ投入し、放射性廃液
が混入した溶融ガラスを、加熱用容器から保管用容器内
へ移す操作を繰り返し行なうことにより、加熱用容器の
内底部に白金族元素の層を形成させ、加熱用容器から白
金族元素を分離することを特徴とする白金族元素回収方
法。1. A method in which a raw glass is melted in a heating container that can be repeatedly used, and then a radioactive liquid waste containing a minute amount of a platinum group element is put into the heating container to mix the radioactive liquid waste. By repeating the operation of moving the molten glass from the heating container into the storage container, a layer of the platinum group element is formed on the inner bottom of the heating container, and the platinum group element is separated from the heating container. A characteristic platinum group element recovery method.
を鉄リン酸ガラスとする請求項１に記載の白金族元素回
収方法。2. The method for recovering a platinum group element according to claim 1, wherein the heating container is made of non-metal and the raw material glass is iron phosphate glass.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002092650A JP2003294889A (en) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | Recovering method for platinum group element |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008501977A (en) * | 2004-06-07 | 2008-01-24 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | Multilayer ceramic tubes used for fuel containment barriers in nuclear power plants |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002092650A patent/JP2003294889A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008501977A (en) * | 2004-06-07 | 2008-01-24 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | Multilayer ceramic tubes used for fuel containment barriers in nuclear power plants |
| JP4763699B2 (en) * | 2004-06-07 | 2011-08-31 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | Multilayer ceramic tubes used for fuel containment barriers in nuclear power plants |
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