JPH09203792A - 白金族元素の分離回収方法 - Google Patents
白金族元素の分離回収方法Info
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- JPH09203792A JPH09203792A JP1037996A JP1037996A JPH09203792A JP H09203792 A JPH09203792 A JP H09203792A JP 1037996 A JP1037996 A JP 1037996A JP 1037996 A JP1037996 A JP 1037996A JP H09203792 A JPH09203792 A JP H09203792A
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 白金族元素は工業的に極めて利用価値が高い
希少金属原料であるが、使用済み核燃料の再処理工場の
廃液に含まれる白金族元素を分離回収する有効な方法が
確立されておらず、廃棄物処理処分工程において白金族
元素による妨害が発生し、かつ、希少金属原料である白
金族元素の安定確保が依然困難な状態である等の課題が
あった。 【解決手段】 白金族元素を含有する硝酸溶液に、亜硝
酸あるいは亜硝酸塩を添加して前記白金族元素のアニオ
ンニトロ錯体を生成させるアニオンニトロ錯体生成工程
と、硝酸溶液をアニオン交換樹脂と接触させて溶液中の
前記白金族元素を選択的に吸着させる吸着工程と、アニ
オン交換樹脂を錯化剤を含有する水溶液と接触させて白
金族元素を溶離回収する溶離回収工程とを備えたもので
ある。
希少金属原料であるが、使用済み核燃料の再処理工場の
廃液に含まれる白金族元素を分離回収する有効な方法が
確立されておらず、廃棄物処理処分工程において白金族
元素による妨害が発生し、かつ、希少金属原料である白
金族元素の安定確保が依然困難な状態である等の課題が
あった。 【解決手段】 白金族元素を含有する硝酸溶液に、亜硝
酸あるいは亜硝酸塩を添加して前記白金族元素のアニオ
ンニトロ錯体を生成させるアニオンニトロ錯体生成工程
と、硝酸溶液をアニオン交換樹脂と接触させて溶液中の
前記白金族元素を選択的に吸着させる吸着工程と、アニ
オン交換樹脂を錯化剤を含有する水溶液と接触させて白
金族元素を溶離回収する溶離回収工程とを備えたもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、使用済み核燃料
の再処理工場で発生する廃液や使用済み核燃料の溶解残
滓の硝酸溶解液等、白金族元素を含有する溶液から白金
族元素を分離回収する白金族元素の分離回収方法に関す
るものである。
の再処理工場で発生する廃液や使用済み核燃料の溶解残
滓の硝酸溶解液等、白金族元素を含有する溶液から白金
族元素を分離回収する白金族元素の分離回収方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒ
ｈ），パラジウム（Ｐｄ）等の白金族元素は、装飾品の
みならず、電子材料，電気材料として電器産業の分野
や、触媒として合成化学、石油化学、自動車産業等の分
野において利用されている極めて重要な金属元素であ
る。しかしながら、白金族元素の天然鉱物資源は乏し
く、その埋蔵と生産は極端に限られた国に偏っており、
このため、白金族元素の供給体制は極めて脆弱である。
特に、現在日本における白金族元素の鉱山はほとんど無
く、その全てを海外からの輸入に頼っており、価格も極
めて高く、原料供給の確保は重要な課題となっている。
ｈ），パラジウム（Ｐｄ）等の白金族元素は、装飾品の
みならず、電子材料，電気材料として電器産業の分野
や、触媒として合成化学、石油化学、自動車産業等の分
野において利用されている極めて重要な金属元素であ
る。しかしながら、白金族元素の天然鉱物資源は乏し
く、その埋蔵と生産は極端に限られた国に偏っており、
このため、白金族元素の供給体制は極めて脆弱である。
特に、現在日本における白金族元素の鉱山はほとんど無
く、その全てを海外からの輸入に頼っており、価格も極
めて高く、原料供給の確保は重要な課題となっている。
【０００３】一方、原子力発電所で発生する使用済み核
燃料中には相当量の白金族元素が含まれている。例え
ば、通常の燃焼度の軽水炉使用済み燃料１ｔ当たりに含
まれる白金族元素の量は、ルテニウム１９００ｇ，ロジ
ウム３２０ｇ，パラジウム８５０ｇ程度である。もしこ
れらの白金族元素が全量回収され、その放射能が利用可
能なレベルまで低減されれば、現在日本における化学触
媒利用量をパラジウムで約３６％，ロジウムで約６０
％，ルテニウムでほぼ１００％満足することができる計
算となる。
燃料中には相当量の白金族元素が含まれている。例え
ば、通常の燃焼度の軽水炉使用済み燃料１ｔ当たりに含
まれる白金族元素の量は、ルテニウム１９００ｇ，ロジ
ウム３２０ｇ，パラジウム８５０ｇ程度である。もしこ
れらの白金族元素が全量回収され、その放射能が利用可
能なレベルまで低減されれば、現在日本における化学触
媒利用量をパラジウムで約３６％，ロジウムで約６０
％，ルテニウムでほぼ１００％満足することができる計
算となる。
【０００４】現在工業的に行われているピューレクス法
と呼ばれる使用済み燃料の再処理プロセスでは、使用済
み燃料を硝酸で溶解した後、溶媒抽出法によりウラン
（Ｕ），プルトニウム（Ｐｕ）を抽出分離して再利用し
ている。白金族元素は他の多種な核***生成物と共に抽
出残液に残り、放射性廃液として処理される。この廃液
は、硝酸回収工程や蒸発濃縮工程を経て高レベル廃液と
なり、最終的にはガラス固化体の形で地層深部に貯蔵さ
れ処分される計画が進められている。
と呼ばれる使用済み燃料の再処理プロセスでは、使用済
み燃料を硝酸で溶解した後、溶媒抽出法によりウラン
（Ｕ），プルトニウム（Ｐｕ）を抽出分離して再利用し
ている。白金族元素は他の多種な核***生成物と共に抽
出残液に残り、放射性廃液として処理される。この廃液
は、硝酸回収工程や蒸発濃縮工程を経て高レベル廃液と
なり、最終的にはガラス固化体の形で地層深部に貯蔵さ
れ処分される計画が進められている。
【０００５】上記再処理プロセスにおいて白金族元素は
いずれの工程でも分離回収されていない。そのため、高
レベル廃液の保管や貯蔵期間において白金族元素のコロ
イド状沈殿物が析出し、廃液のハンドリングや均一な固
化体の形成が困難となる。また、高レベル廃液のガラス
固化工程では、揮発しやすい放射性のルテニウム酸化物
が生成されるため、高温処理時に揮発拡散する恐れがあ
り、これを解決するために、高価で複雑なルテニウム除
去設備が必要とされる。
いずれの工程でも分離回収されていない。そのため、高
レベル廃液の保管や貯蔵期間において白金族元素のコロ
イド状沈殿物が析出し、廃液のハンドリングや均一な固
化体の形成が困難となる。また、高レベル廃液のガラス
固化工程では、揮発しやすい放射性のルテニウム酸化物
が生成されるため、高温処理時に揮発拡散する恐れがあ
り、これを解決するために、高価で複雑なルテニウム除
去設備が必要とされる。
【０００６】使用済み燃料中の白金族元素は溶解工程で
一部が不溶残滓となるが、そのかなりの部分は硝酸に溶
解されて溶解液中に存在する。これらの元素の溶解量は
燃料の燃焼度、使用する硝酸溶液の濃度、さらに溶解温
度等の条件によるが、通常パラジウムはほとんど全量，
ルテニウムは６０〜９０％程度が溶解するとされてい
る。なお、通常の溶解条件では、ロジウムの大部分は溶
解されずに不溶残滓に残されるが、この残滓をさらに高
い温度に上げたり、強い酸化剤（例えば過酸化水素，IV
価セリウムイオン，II価銀イオン）を添加することよ
り、そのほとんど全量を溶解することができる。
一部が不溶残滓となるが、そのかなりの部分は硝酸に溶
解されて溶解液中に存在する。これらの元素の溶解量は
燃料の燃焼度、使用する硝酸溶液の濃度、さらに溶解温
度等の条件によるが、通常パラジウムはほとんど全量，
ルテニウムは６０〜９０％程度が溶解するとされてい
る。なお、通常の溶解条件では、ロジウムの大部分は溶
解されずに不溶残滓に残されるが、この残滓をさらに高
い温度に上げたり、強い酸化剤（例えば過酸化水素，IV
価セリウムイオン，II価銀イオン）を添加することよ
り、そのほとんど全量を溶解することができる。
【０００７】溶解されたこれらの白金族元素は、燃料溶
解液中に存在するウラン，プルトニウム等の核燃料物質
のほかに、ネプツニウム（Ｎｐ），アメリシウム（Ａ
ｍ），キュリウム（Ｃｍ）等のマイナアクチノイド元
素、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属元素、バリウム
（Ｂａ），ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金
属元素、ネオジム（Ｎｄ），セリウム（Ｃｅ）等の希土
類金属元素、モリブデン（Ｍｏ），ジルコニウム（Ｚ
ｒ），テルル（Ｔｅ）等の多種多様な核***生成物と共
存している。
解液中に存在するウラン，プルトニウム等の核燃料物質
のほかに、ネプツニウム（Ｎｐ），アメリシウム（Ａ
ｍ），キュリウム（Ｃｍ）等のマイナアクチノイド元
素、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属元素、バリウム
（Ｂａ），ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金
属元素、ネオジム（Ｎｄ），セリウム（Ｃｅ）等の希土
類金属元素、モリブデン（Ｍｏ），ジルコニウム（Ｚ
ｒ），テルル（Ｔｅ）等の多種多様な核***生成物と共
存している。
【０００８】燃料溶解液中の白金族元素は前記再処理工
程を経て、最終的には高レベル放射性廃液中に移行す
る。この廃液には、少量のウラン、プルトニウム抽出残
留物及び硝酸に溶解された白金族元素及び上記核***生
成物のほとんど全量が含まれている。これらの溶液は複
雑な組成及び多様な化学的性質に加え、強い放射能を持
っているため、その中の有価元素の分離回収に関して
は、まだ効果的な方法が確立されていないのが現状であ
る。
程を経て、最終的には高レベル放射性廃液中に移行す
る。この廃液には、少量のウラン、プルトニウム抽出残
留物及び硝酸に溶解された白金族元素及び上記核***生
成物のほとんど全量が含まれている。これらの溶液は複
雑な組成及び多様な化学的性質に加え、強い放射能を持
っているため、その中の有価元素の分離回収に関して
は、まだ効果的な方法が確立されていないのが現状であ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、白金族
元素は工業的に極めて利用価値が高いが国内での供給が
できない希少金属原料であり、使用済み核燃料の再処理
工場で発生する廃液から白金族元素が分離回収されれば
希少金属原料の安定確保が行えるとともに、再処理工場
廃棄物の処理処分プロセス性能の向上、廃液の放射能レ
ベルの低減に大きく貢献して有益である。これにもかか
わらず、従来は使用済み核燃料の再処理工場の廃液から
白金族元素を分離回収する有効な方法が確立されておら
ず、廃棄物処理処分工程において白金族元素による妨害
が発生し、かつ、希少金属原料である白金族元素の安定
確保が依然困難な状態である等の課題があった。
元素は工業的に極めて利用価値が高いが国内での供給が
できない希少金属原料であり、使用済み核燃料の再処理
工場で発生する廃液から白金族元素が分離回収されれば
希少金属原料の安定確保が行えるとともに、再処理工場
廃棄物の処理処分プロセス性能の向上、廃液の放射能レ
ベルの低減に大きく貢献して有益である。これにもかか
わらず、従来は使用済み核燃料の再処理工場の廃液から
白金族元素を分離回収する有効な方法が確立されておら
ず、廃棄物処理処分工程において白金族元素による妨害
が発生し、かつ、希少金属原料である白金族元素の安定
確保が依然困難な状態である等の課題があった。
【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、使用済み核燃料の再処理工場で発
生する廃液、使用済み核燃料の溶解残滓の硝酸溶解液な
どの白金族元素を含有する溶液から、白金族元素を高収
率、高純度で分離回収することができる白金族元素の分
離回収方法を得ることを目的とする。
めになされたもので、使用済み核燃料の再処理工場で発
生する廃液、使用済み核燃料の溶解残滓の硝酸溶解液な
どの白金族元素を含有する溶液から、白金族元素を高収
率、高純度で分離回収することができる白金族元素の分
離回収方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る白金族元素の分離回収方法は、ルテニウム，ロジウ
ム，パラジウム等の白金族元素を含有する硝酸溶液に、
亜硝酸あるいは亜硝酸塩を添加して前記白金族元素のア
ニオンニトロ錯体を生成させるアニオンニトロ錯体生成
工程と、前記アニオンニトロ錯体生成工程を経た硝酸溶
液をアニオン交換樹脂と接触させ、前記硝酸溶液中の前
記白金族元素を前記アニオン交換樹脂に選択的に吸着さ
せる吸着工程とを備えたものである。
る白金族元素の分離回収方法は、ルテニウム，ロジウ
ム，パラジウム等の白金族元素を含有する硝酸溶液に、
亜硝酸あるいは亜硝酸塩を添加して前記白金族元素のア
ニオンニトロ錯体を生成させるアニオンニトロ錯体生成
工程と、前記アニオンニトロ錯体生成工程を経た硝酸溶
液をアニオン交換樹脂と接触させ、前記硝酸溶液中の前
記白金族元素を前記アニオン交換樹脂に選択的に吸着さ
せる吸着工程とを備えたものである。
【００１２】請求項２記載の発明に係る白金族元素の分
離回収方法は、吸着工程において白金族元素を吸着させ
たアニオン交換樹脂を、チオ尿素，アンモニア等の錯化
剤を含有する水溶液と接触させ、前記アニオン交換樹脂
に吸着した前記白金族元素を溶離回収する溶離回収工程
を前記吸着工程の後に備えたものである。
離回収方法は、吸着工程において白金族元素を吸着させ
たアニオン交換樹脂を、チオ尿素，アンモニア等の錯化
剤を含有する水溶液と接触させ、前記アニオン交換樹脂
に吸着した前記白金族元素を溶離回収する溶離回収工程
を前記吸着工程の後に備えたものである。
【００１３】請求項３記載の発明に係る白金族元素の分
離回収方法は、アニオンニトロ錯体生成工程において亜
硝酸あるいは亜硝酸塩を添加する前に、硝酸溶液中の硝
酸イオン濃度を２ｍｏｌ／ｌ以下、水素イオン濃度を
０．０１〜２ｍｏｌ／ｌの範囲内に調整するイオン濃度
調整工程を備えたものである。
離回収方法は、アニオンニトロ錯体生成工程において亜
硝酸あるいは亜硝酸塩を添加する前に、硝酸溶液中の硝
酸イオン濃度を２ｍｏｌ／ｌ以下、水素イオン濃度を
０．０１〜２ｍｏｌ／ｌの範囲内に調整するイオン濃度
調整工程を備えたものである。
【００１４】請求項４記載の発明に係る白金族元素の分
離回収方法は、使用済み核燃料の再処理工程で発生する
廃液、または使用済み核燃料の溶解残滓の硝酸溶解液を
白金族元素を含有する硝酸溶液として、これに請求項１
から請求項３のうちのいずれか１項記載の発明を適用す
るものである。
離回収方法は、使用済み核燃料の再処理工程で発生する
廃液、または使用済み核燃料の溶解残滓の硝酸溶解液を
白金族元素を含有する硝酸溶液として、これに請求項１
から請求項３のうちのいずれか１項記載の発明を適用す
るものである。
【００１５】本発明者等は、まず、使用済み核燃料の再
処理工程で発生する廃液、使用済み核燃料の溶解残滓の
硝酸溶解液などの白金族元素を含有する硝酸溶液（これ
らの溶液を以下「処理液」ともいう。）から白金族元素
を分離回収するために、硝酸および亜硝酸イオンを含む
水溶液におけるルテニウム，ロジウム，パラジウムおよ
び上記処理液中に含まれる他の各種金属元素に対する代
表的なアニオン交換樹脂の吸着特性を調べてきた。
処理工程で発生する廃液、使用済み核燃料の溶解残滓の
硝酸溶解液などの白金族元素を含有する硝酸溶液（これ
らの溶液を以下「処理液」ともいう。）から白金族元素
を分離回収するために、硝酸および亜硝酸イオンを含む
水溶液におけるルテニウム，ロジウム，パラジウムおよ
び上記処理液中に含まれる他の各種金属元素に対する代
表的なアニオン交換樹脂の吸着特性を調べてきた。
【００１６】特に、硝酸溶液におけるこれらの金属元素
の吸着性に対する亜硝酸イオンの添加効果に着目して鋭
意研究を重ねた結果、亜硝酸イオンの存在下によりルテ
ニウム，ロジウム，パラジウムの各白金族元素のアニオ
ン交換樹脂への吸着性が著しく増大することを見出し
た。
の吸着性に対する亜硝酸イオンの添加効果に着目して鋭
意研究を重ねた結果、亜硝酸イオンの存在下によりルテ
ニウム，ロジウム，パラジウムの各白金族元素のアニオ
ン交換樹脂への吸着性が著しく増大することを見出し
た。
【００１７】ルテニウム，ロジウム，パラジウムの各白
金族元素のアニオン交換樹脂への吸着性に対する亜硝酸
イオン添加の効果について測定した結果の一例を示す。
図１は、一般に使用される４級アンモニウム基アニオン
交換樹脂を用い、０．１ｍｏｌ／ｌの硝酸水溶液におけ
るこれらの白金族元素の吸着分配係数の亜硝酸イオン濃
度依存性を示すグラフである。なお、溶液中の亜硝酸イ
オン濃度は亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ2 ）の添加によ
り調節した。吸着分配係数は、吸着平衡時における（樹
脂中の金属濃度／溶液中の金属濃度）として定義され
る。
金族元素のアニオン交換樹脂への吸着性に対する亜硝酸
イオン添加の効果について測定した結果の一例を示す。
図１は、一般に使用される４級アンモニウム基アニオン
交換樹脂を用い、０．１ｍｏｌ／ｌの硝酸水溶液におけ
るこれらの白金族元素の吸着分配係数の亜硝酸イオン濃
度依存性を示すグラフである。なお、溶液中の亜硝酸イ
オン濃度は亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ2 ）の添加によ
り調節した。吸着分配係数は、吸着平衡時における（樹
脂中の金属濃度／溶液中の金属濃度）として定義され
る。
【００１８】図１より、ルテニウム，ロジウム，パラジ
ウム各元素に対する吸着分配係数は、ＮａＮＯ2 の添加
により著しく増大し、０．１〜１．０ｍｏｌ／ｌの亜硝
酸イオンの存在下では、これらの白金族元素の吸着分配
係数は数百倍に増大し、数百ないし数千といった大きな
値を示すことがわかる。即ち、このような亜硝酸イオン
濃度の条件下では、溶液中におけるこれらの白金族元素
がアニオン交換樹脂に強く吸着されて溶液側から樹脂側
に移行することになる。
ウム各元素に対する吸着分配係数は、ＮａＮＯ2 の添加
により著しく増大し、０．１〜１．０ｍｏｌ／ｌの亜硝
酸イオンの存在下では、これらの白金族元素の吸着分配
係数は数百倍に増大し、数百ないし数千といった大きな
値を示すことがわかる。即ち、このような亜硝酸イオン
濃度の条件下では、溶液中におけるこれらの白金族元素
がアニオン交換樹脂に強く吸着されて溶液側から樹脂側
に移行することになる。
【００１９】なお、亜硝酸イオンの存在下における、ル
テニウム，ロジウム，パラジウムの各白金族元素のアニ
オン交換樹脂への吸着促進効果は、アニオン交換樹脂の
交換基の種類や構造にはほとんど依存せず、本発明者ら
が１級〜３級アミン基，ピリジン基，ジピロリル基，ベ
ンズイミダゾル基，アンモニウム基を交換基とするアニ
オン交換樹脂をそれぞれ用いて測定したところ、図１と
ほとんど同様な結果が得られた。即ち、通常市販されて
いる高分子ポリマーを基体とするアニオン交換樹脂で
は、いずれもほぼ同様な吸着性の促進効果が認められ
た。
テニウム，ロジウム，パラジウムの各白金族元素のアニ
オン交換樹脂への吸着促進効果は、アニオン交換樹脂の
交換基の種類や構造にはほとんど依存せず、本発明者ら
が１級〜３級アミン基，ピリジン基，ジピロリル基，ベ
ンズイミダゾル基，アンモニウム基を交換基とするアニ
オン交換樹脂をそれぞれ用いて測定したところ、図１と
ほとんど同様な結果が得られた。即ち、通常市販されて
いる高分子ポリマーを基体とするアニオン交換樹脂で
は、いずれもほぼ同様な吸着性の促進効果が認められ
た。
【００２０】ルテニウム，ロジウム，パラジウムの各白
金族元素は周期表中の第VIII族の第２遷移金属元素であ
り、これらの金属イオンであるＲｕ3+，Ｒｈ3+，Ｐｄ2+
は、強い配位結合力を有する窒素原子を含む亜硝酸イオ
ン（ＮＯ2 -）と安定な錯体を形成する。このため、亜硝
酸イオン存在下の溶液中では、ＮＯ2 -イオン濃度の増加
とともにこれらの金属イオンと結合するＮＯ2 -の配位数
が増大し、負電荷をもつようになったこれらの金属ニト
ロ錯体はアニオン交換樹脂に強い吸着性を示すようにな
る。
金族元素は周期表中の第VIII族の第２遷移金属元素であ
り、これらの金属イオンであるＲｕ3+，Ｒｈ3+，Ｐｄ2+
は、強い配位結合力を有する窒素原子を含む亜硝酸イオ
ン（ＮＯ2 -）と安定な錯体を形成する。このため、亜硝
酸イオン存在下の溶液中では、ＮＯ2 -イオン濃度の増加
とともにこれらの金属イオンと結合するＮＯ2 -の配位数
が増大し、負電荷をもつようになったこれらの金属ニト
ロ錯体はアニオン交換樹脂に強い吸着性を示すようにな
る。
【００２１】一方、硝酸溶液におけるこれらの白金族元
素以外の金属元素、とりわけ前記使用済み核燃料の再処
理工場で発生する廃液や使用済み核燃料の溶解残滓の硝
酸溶解液中に含まれるＣｓ等のアルカリ金属元素、Ｂ
ａ，Ｓｒ等のアルカリ土類金属元素、Ｙ，Ｎｄ，Ｃｅ等
の希土類金属元素、Ｍｏ，Ｚｒ，Ｔｅ等の核***生成物
元素、Ｕ，Ｐｕ，Ｎｐ，Ａｍ，Ｃｍ等のアクチノイド元
素といった共存元素のアニオン交換樹脂への吸着性は、
亜硝酸または亜硝酸塩の添加によりほとんど変化しない
ことが認められた。
素以外の金属元素、とりわけ前記使用済み核燃料の再処
理工場で発生する廃液や使用済み核燃料の溶解残滓の硝
酸溶解液中に含まれるＣｓ等のアルカリ金属元素、Ｂ
ａ，Ｓｒ等のアルカリ土類金属元素、Ｙ，Ｎｄ，Ｃｅ等
の希土類金属元素、Ｍｏ，Ｚｒ，Ｔｅ等の核***生成物
元素、Ｕ，Ｐｕ，Ｎｐ，Ａｍ，Ｃｍ等のアクチノイド元
素といった共存元素のアニオン交換樹脂への吸着性は、
亜硝酸または亜硝酸塩の添加によりほとんど変化しない
ことが認められた。
【００２２】さらに、Ｃｓ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｙ，Ｎｄ，Ｃ
ｅ，Ａｍ，Ｃｍ，Ｍｏ，Ｚｒ等の共存元素は、硝酸溶液
中ではアニオンニトラト錯体を形成せずいずれもカチオ
ンの形で存在するため、アニオン交換樹脂にはまったく
吸着されない。また、Ｕ，Ｐｕ，Ｎｐは硝酸イオン濃度
が２ｍｏｌ／ｌ以上の比較的濃厚な硝酸溶液中ではアニ
オンニトラト錯体を形成するためアニオン交換樹脂によ
く吸着されるが、硝酸イオン濃度２ｍｏｌ／ｌ、特に
１．５ｍｏｌ／ｌ以下ではアニオン錯体が形成されない
ためＵ，Ｐｕ，Ｎｐはほとんど吸着されない。
ｅ，Ａｍ，Ｃｍ，Ｍｏ，Ｚｒ等の共存元素は、硝酸溶液
中ではアニオンニトラト錯体を形成せずいずれもカチオ
ンの形で存在するため、アニオン交換樹脂にはまったく
吸着されない。また、Ｕ，Ｐｕ，Ｎｐは硝酸イオン濃度
が２ｍｏｌ／ｌ以上の比較的濃厚な硝酸溶液中ではアニ
オンニトラト錯体を形成するためアニオン交換樹脂によ
く吸着されるが、硝酸イオン濃度２ｍｏｌ／ｌ、特に
１．５ｍｏｌ／ｌ以下ではアニオン錯体が形成されない
ためＵ，Ｐｕ，Ｎｐはほとんど吸着されない。
【００２３】従って、処理液中の硝酸イオン濃度を約２
ｍｏｌ／ｌ以下に調整し、亜硝酸または亜硝酸塩を添加
してルテニウム，ロジウム，パラジウム各白金族元素の
アニオンニトロ錯体を形成させた後、アニオン交換樹脂
にこれらの白金族元素のみを選択的に吸着させて、溶液
中に共存する他の元素から分離することが可能である。
ｍｏｌ／ｌ以下に調整し、亜硝酸または亜硝酸塩を添加
してルテニウム，ロジウム，パラジウム各白金族元素の
アニオンニトロ錯体を形成させた後、アニオン交換樹脂
にこれらの白金族元素のみを選択的に吸着させて、溶液
中に共存する他の元素から分離することが可能である。
【００２４】また本発明者等は、アニオン交換樹脂に吸
着された白金族元素を溶離回収するため、さらに鋭意な
検討を重ねた結果、次の方法を見いだした。すなわち、
処理液中からルテニウム，ロジウム，パラジウム等の白
金族元素を吸着させた後のイオン交換樹脂を、次いで、
チオ尿素（ＳＣ（ＮＨ2 ）2 ）またはアンモニア（ＮＨ
3 ）含有水溶液と接触させ、イオン交換樹脂に吸着した
白金族元素を溶離回収する。
着された白金族元素を溶離回収するため、さらに鋭意な
検討を重ねた結果、次の方法を見いだした。すなわち、
処理液中からルテニウム，ロジウム，パラジウム等の白
金族元素を吸着させた後のイオン交換樹脂を、次いで、
チオ尿素（ＳＣ（ＮＨ2 ）2 ）またはアンモニア（ＮＨ
3 ）含有水溶液と接触させ、イオン交換樹脂に吸着した
白金族元素を溶離回収する。
【００２５】以下、本発明を、（１）イオン濃度調整工
程、（２）アニオンニトロ錯体生成工程、（３）吸着工
程、（４）溶離回収工程に分けてさらに詳細に説明す
る。
程、（２）アニオンニトロ錯体生成工程、（３）吸着工
程、（４）溶離回収工程に分けてさらに詳細に説明す
る。
【００２６】（１）イオン濃度調整工程 本発明では、まず使用済み核燃料の再処理工程で発生す
る廃液、使用済み核燃料の溶解残滓の硝酸溶解液などの
白金族元素を含有する硝酸溶液（以下「処理液」ともい
う。）の中の硝酸濃度を０．０１〜２ｍｏｌ／ｌの範
囲、好ましくは、０．１〜１．５ｍｏｌ／ｌの範囲に調
整しておく。
る廃液、使用済み核燃料の溶解残滓の硝酸溶解液などの
白金族元素を含有する硝酸溶液（以下「処理液」ともい
う。）の中の硝酸濃度を０．０１〜２ｍｏｌ／ｌの範
囲、好ましくは、０．１〜１．５ｍｏｌ／ｌの範囲に調
整しておく。
【００２７】これらの溶液中の硝酸イオン濃度が２ｍｏ
ｌ／ｌ以上になると、溶液中に共存するＵ4+，Ｕ
Ｏ2 2+，Ｐｕ4+，Ｎｐ4+ 等の金属イオンが溶液中に多量
に存在するＮＯ3 -イオンとアニオン錯体を形成する。こ
れらのアニオン錯体はアニオン交換体に強い吸着性を呈
するため、白金族元素との分離が困難になる。
ｌ／ｌ以上になると、溶液中に共存するＵ4+，Ｕ
Ｏ2 2+，Ｐｕ4+，Ｎｐ4+ 等の金属イオンが溶液中に多量
に存在するＮＯ3 -イオンとアニオン錯体を形成する。こ
れらのアニオン錯体はアニオン交換体に強い吸着性を呈
するため、白金族元素との分離が困難になる。
【００２８】また、溶液中の水素イオン濃度が２ｍｏｌ
／ｌ以上になると、溶液中の多量なＨ+ が後ほど添加す
るＮＯ2 -イオンと結合して亜硝酸分子を生成する。この
亜硝酸は熱や光などによって分解しやすく、その分解に
よって生じる酸化窒素ガスは次の吸着工程においてカラ
ム式吸着を行う際にカラム操作の妨害となる。
／ｌ以上になると、溶液中の多量なＨ+ が後ほど添加す
るＮＯ2 -イオンと結合して亜硝酸分子を生成する。この
亜硝酸は熱や光などによって分解しやすく、その分解に
よって生じる酸化窒素ガスは次の吸着工程においてカラ
ム式吸着を行う際にカラム操作の妨害となる。
【００２９】また、溶液中の水素イオン濃度が０．０１
ｍｏｌ／ｌ以下では、溶液中の白金族元素をはじめ多種
の金属元素のイオンが加水分解反応により水酸化物を形
成して沈澱し、後の吸着工程でのイオン交換体への吸着
性が低下してしまう。以上の理由により、本発明では処
理液中の硝酸濃度を０．０１〜２ｍｏｌ／ｌの範囲に調
整する。なお、溶液中の硝酸濃度の調整は硝酸または純
水を添加することによって容易に行うことができ、ま
た、場合により公知の化学脱硝法や電解脱硝法によって
行うこともできる。
ｍｏｌ／ｌ以下では、溶液中の白金族元素をはじめ多種
の金属元素のイオンが加水分解反応により水酸化物を形
成して沈澱し、後の吸着工程でのイオン交換体への吸着
性が低下してしまう。以上の理由により、本発明では処
理液中の硝酸濃度を０．０１〜２ｍｏｌ／ｌの範囲に調
整する。なお、溶液中の硝酸濃度の調整は硝酸または純
水を添加することによって容易に行うことができ、ま
た、場合により公知の化学脱硝法や電解脱硝法によって
行うこともできる。
【００３０】（２）アニオンニトロ錯体生成工程 上記の硝酸濃度調整後の処理液に、ＮＯ2 -イオン含有試
薬を添加し、溶液中の白金族イオンのニトロ錯体を生成
させる。当然のことながら、ＮＯ2 -イオン含有試薬の添
加量は処理液中のルテニウム，ロジウム，パラジウムの
存在量に応じる必要がある。上記濃度の硝酸溶液中で
は、これらの金属の酸化状態はＲｕ（III）、Ｒｈ（III
）、Ｐｄ（II）であり、それぞれのアニオンニトロ錯
体を生成させるには少なくともルテニウム，ロジウムに
は４倍モル量、パラジウムには３倍モル量が必要であ
る。なお、これらの金属ニトロ錯体の最大配位数はルテ
ニウム，ロジウムは６配位、パラジウムは４配位であ
る。
薬を添加し、溶液中の白金族イオンのニトロ錯体を生成
させる。当然のことながら、ＮＯ2 -イオン含有試薬の添
加量は処理液中のルテニウム，ロジウム，パラジウムの
存在量に応じる必要がある。上記濃度の硝酸溶液中で
は、これらの金属の酸化状態はＲｕ（III）、Ｒｈ（III
）、Ｐｄ（II）であり、それぞれのアニオンニトロ錯
体を生成させるには少なくともルテニウム，ロジウムに
は４倍モル量、パラジウムには３倍モル量が必要であ
る。なお、これらの金属ニトロ錯体の最大配位数はルテ
ニウム，ロジウムは６配位、パラジウムは４配位であ
る。
【００３１】本発明者らの実験結果によれば、溶液中の
これらの金属の存在量に対して、最大配位数のニトロ錯
体の生成に必要な化学量論量の１〜４倍のＮＯ2 -イオン
を添加することにより、ほぼ吸着分配係数の最大値を得
ることができる。これ以上のＮＯ2 -イオンを添加する
と、溶液中の過剰なＮＯ2 -イオンがアニオン交換樹脂に
競争吸着することとなり吸着分配係数は低下してしま
う。図１は上記のような吸着分配係数と溶液中のＮＯ2 -
イオン濃度との関係を示しているものである。また、過
剰なＮＯ2 -イオンの存在下では、上述したように、酸化
窒素ガスの発生による吸着操作への妨害も発生する。
これらの金属の存在量に対して、最大配位数のニトロ錯
体の生成に必要な化学量論量の１〜４倍のＮＯ2 -イオン
を添加することにより、ほぼ吸着分配係数の最大値を得
ることができる。これ以上のＮＯ2 -イオンを添加する
と、溶液中の過剰なＮＯ2 -イオンがアニオン交換樹脂に
競争吸着することとなり吸着分配係数は低下してしま
う。図１は上記のような吸着分配係数と溶液中のＮＯ2 -
イオン濃度との関係を示しているものである。また、過
剰なＮＯ2 -イオンの存在下では、上述したように、酸化
窒素ガスの発生による吸着操作への妨害も発生する。
【００３２】なお、ＮＯ2 -イオン含有試薬として特に限
定する必要はないが、アニオン交換体に吸着性を持たず
安価であるアルカリ金属，アンモニウム，アルカリ土類
金属の亜硝酸塩を好ましく用いることができる。また、
処理液に対し適当な還元剤の添加または電解還元等の手
法を施すことによって、直接ＮＯ2 -イオンを生成させる
ことも可能である。
定する必要はないが、アニオン交換体に吸着性を持たず
安価であるアルカリ金属，アンモニウム，アルカリ土類
金属の亜硝酸塩を好ましく用いることができる。また、
処理液に対し適当な還元剤の添加または電解還元等の手
法を施すことによって、直接ＮＯ2 -イオンを生成させる
ことも可能である。
【００３３】（３）吸着工程 処理液調整工程で得られた溶液をアニオン交換樹脂と接
触させることにより、溶液中のルテニウム，ロジウム，
パラジウムのみが樹脂に吸着されて溶液相から樹脂相に
移行し溶液中の他の元素から分離される。なお、ルテニ
ウムは主にニトロシル・ニトロのアニオン錯体、ロジウ
ムとパラジウムはアニオンニトロ錯体の形で樹脂に交換
吸着される。
触させることにより、溶液中のルテニウム，ロジウム，
パラジウムのみが樹脂に吸着されて溶液相から樹脂相に
移行し溶液中の他の元素から分離される。なお、ルテニ
ウムは主にニトロシル・ニトロのアニオン錯体、ロジウ
ムとパラジウムはアニオンニトロ錯体の形で樹脂に交換
吸着される。
【００３４】吸着操作には公知のカラム式およびバッチ
式を好ましく利用することができる。すなわち、カラム
式では、イオン交換樹脂をカラムに詰めて処理液を通液
し、溶液中のルテニウム，ロジウム，パラジウムを樹脂
に吸着させる。バッチ式では、容器に処理液およびイオ
ン交換樹脂を入れて攪拌または振とうし、溶液中のルテ
ニウム，ロジウム，パラジウムを樹脂に吸着させる。使
用するイオン交換樹脂の形状は特に限定するものではな
く、通常工業的によく利用される粒径数十〜数百ミクロ
ン程度のマクロポア型，ゲル型または担体担持型の球状
樹脂粒を好ましく用いることができる。また、吸着温度
も特に限定することなく、通常工業的に容易に実現する
室温から８０℃程度の範囲で良い。なお、温度を上げる
ことによって吸着速度をある程度促進することが可能で
ある。
式を好ましく利用することができる。すなわち、カラム
式では、イオン交換樹脂をカラムに詰めて処理液を通液
し、溶液中のルテニウム，ロジウム，パラジウムを樹脂
に吸着させる。バッチ式では、容器に処理液およびイオ
ン交換樹脂を入れて攪拌または振とうし、溶液中のルテ
ニウム，ロジウム，パラジウムを樹脂に吸着させる。使
用するイオン交換樹脂の形状は特に限定するものではな
く、通常工業的によく利用される粒径数十〜数百ミクロ
ン程度のマクロポア型，ゲル型または担体担持型の球状
樹脂粒を好ましく用いることができる。また、吸着温度
も特に限定することなく、通常工業的に容易に実現する
室温から８０℃程度の範囲で良い。なお、温度を上げる
ことによって吸着速度をある程度促進することが可能で
ある。
【００３５】（４）溶離回収工程 上記吸着工程を経てアニオン交換樹脂に吸着されたルテ
ニウム，ロジウム，パラジウムを溶離回収するために、
本発明者らは種々の溶離剤および溶離条件を鋭意検討
し、その結果、チオ尿素（ＳＣ（ＮＨ2）2）およびアン
モニア（ＮＨ3 ）がこれらの白金族元素の極めて優れた
溶離剤であることを見いだした。
ニウム，ロジウム，パラジウムを溶離回収するために、
本発明者らは種々の溶離剤および溶離条件を鋭意検討
し、その結果、チオ尿素（ＳＣ（ＮＨ2）2）およびアン
モニア（ＮＨ3 ）がこれらの白金族元素の極めて優れた
溶離剤であることを見いだした。
【００３６】これらの試薬は窒素原子の配位結合を通し
て上記白金族イオンと強い錯形成能力を有しＭＸn 2+、
ＭＸn 3+（Ｍ＝Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ、Ｘ＝ＳＣ（ＮＨ2）2
またはＮＨ3 、ｎ＝１〜６）といった安定なカチオン錯
体を形成する。このため、アニオン交換樹脂に吸着され
た白金族ニトロ錯体はこれらの溶離剤との配位子置換反
応により樹脂から溶離される。チオ尿素試薬は水溶性で
あり、これを水または希硝酸水溶液に溶かして０．１〜
数ｍｏｌ／ｌチオ尿素溶液として好ましく用いられる。
一方、ＮＨ3 溶離液としては市販アンモニア水を０．１
〜数ｍｏｌ／ｌ程度に薄めて使えばよい。なお、溶離液
としてのこれらの試薬濃度は特に限定するものではな
い。一方、溶離剤の使用量は、当然のことながら上記白
金族元素の吸着量に応じる必要があり、本発明者らの検
討結果によれば白金族元素吸着量の２倍モル量以上、好
ましくは４倍モル量以上使用すれば吸着した白金族イオ
ンを完全に溶離することができる。
て上記白金族イオンと強い錯形成能力を有しＭＸn 2+、
ＭＸn 3+（Ｍ＝Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ、Ｘ＝ＳＣ（ＮＨ2）2
またはＮＨ3 、ｎ＝１〜６）といった安定なカチオン錯
体を形成する。このため、アニオン交換樹脂に吸着され
た白金族ニトロ錯体はこれらの溶離剤との配位子置換反
応により樹脂から溶離される。チオ尿素試薬は水溶性で
あり、これを水または希硝酸水溶液に溶かして０．１〜
数ｍｏｌ／ｌチオ尿素溶液として好ましく用いられる。
一方、ＮＨ3 溶離液としては市販アンモニア水を０．１
〜数ｍｏｌ／ｌ程度に薄めて使えばよい。なお、溶離液
としてのこれらの試薬濃度は特に限定するものではな
い。一方、溶離剤の使用量は、当然のことながら上記白
金族元素の吸着量に応じる必要があり、本発明者らの検
討結果によれば白金族元素吸着量の２倍モル量以上、好
ましくは４倍モル量以上使用すれば吸着した白金族イオ
ンを完全に溶離することができる。
【００３７】なお、上記の溶離操作は吸着工程で記載し
たカラム式およびバッチ式と同様な方法で行うことがで
き、樹脂を溶離剤溶液と接触させることにより、樹脂に
吸着されたルテニウム，ロジウム，パラジウム各金属イ
オンが溶出し樹脂相から溶液相に移行して分離回収され
る。溶離操作の温度も吸着工程と同様に工業的に容易に
実現する室温から８０℃程度の範囲で良い。
たカラム式およびバッチ式と同様な方法で行うことがで
き、樹脂を溶離剤溶液と接触させることにより、樹脂に
吸着されたルテニウム，ロジウム，パラジウム各金属イ
オンが溶出し樹脂相から溶液相に移行して分離回収され
る。溶離操作の温度も吸着工程と同様に工業的に容易に
実現する室温から８０℃程度の範囲で良い。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．以下の実施の形態において、この発明に
よる白金族元素の分離回収方法を、使用済み核燃料の再
処理廃液を模擬した処理液に対して適用して分離回収試
験を行った一例を、試験手順に従って示す。
説明する。 実施の形態１．以下の実施の形態において、この発明に
よる白金族元素の分離回収方法を、使用済み核燃料の再
処理廃液を模擬した処理液に対して適用して分離回収試
験を行った一例を、試験手順に従って示す。
【００３９】１．処理液調整 分離回収目的の白金族元素である、ルテニウム（Ｒ
ｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ）の各硝酸
塩、および核***生成物の代表元素としてのストロンチ
ウム（Ｓｒ），ネオジム（Ｎｄ）の各硝酸塩を、０．１
ｍｏｌ／ｌ硝酸水溶液に溶解して、これを使用済み核燃
料の模擬再処理廃液として分離試験用の処理液とし、こ
の処理液に亜硝酸塩としての亜硝酸ナトリウムを添加し
て、処理液の組成を以下のようにした（イオン濃度調整
工程，アニオンニトロ錯体生成工程）。 Ｒｕ ９８５．６ｍｇ／ｌ Ｓｒ ７８３．４ｍｇ／ｌ Ｒｈ ２４９．６ｍｇ／ｌ Ｎｄ １３２７．６ｍｇ／ｌ Ｐｄ ７９６．１ｍｇ／ｌ ＮＯ3 - 約０．２ｍｏｌ／ｌ ＮａＮＯ2 １．０ｍｏｌ／ｌ Ｈ+ 約０．２ｍｏｌ／ｌ なお、以下の分離試験でカラムに導入した処理液の総量
は３０ｍｌである。
ｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ）の各硝酸
塩、および核***生成物の代表元素としてのストロンチ
ウム（Ｓｒ），ネオジム（Ｎｄ）の各硝酸塩を、０．１
ｍｏｌ／ｌ硝酸水溶液に溶解して、これを使用済み核燃
料の模擬再処理廃液として分離試験用の処理液とし、こ
の処理液に亜硝酸塩としての亜硝酸ナトリウムを添加し
て、処理液の組成を以下のようにした（イオン濃度調整
工程，アニオンニトロ錯体生成工程）。 Ｒｕ ９８５．６ｍｇ／ｌ Ｓｒ ７８３．４ｍｇ／ｌ Ｒｈ ２４９．６ｍｇ／ｌ Ｎｄ １３２７．６ｍｇ／ｌ Ｐｄ ７９６．１ｍｇ／ｌ ＮＯ3 - 約０．２ｍｏｌ／ｌ ＮａＮＯ2 １．０ｍｏｌ／ｌ Ｈ+ 約０．２ｍｏｌ／ｌ なお、以下の分離試験でカラムに導入した処理液の総量
は３０ｍｌである。
【００４０】２．カラム準備 白金族元素の吸着および溶離・回収はカラム式により行
った。カラムとしては内径１ｃｍ、長さ３０ｃｍのガラ
スカラムを用い、このカラム中に、アニオン交換樹脂と
して交換容量３．４ｍｅｑ／ｇ−ｒｅｓｉｎの石英担持
型ベンズイミダゾル基アニオン交換樹脂を高さ２５ｃｍ
まで充填し、カラム全体を６０℃の一定温度に保温し
た。
った。カラムとしては内径１ｃｍ、長さ３０ｃｍのガラ
スカラムを用い、このカラム中に、アニオン交換樹脂と
して交換容量３．４ｍｅｑ／ｇ−ｒｅｓｉｎの石英担持
型ベンズイミダゾル基アニオン交換樹脂を高さ２５ｃｍ
まで充填し、カラム全体を６０℃の一定温度に保温し
た。
【００４１】３．吸着 上記カラムの上端より、上記処理液を送液ポンプにより
５ｍｌ／ｍｉｎの流速で供給して、アニオン交換樹脂へ
の白金族元素の吸着を行った（吸着工程）。
５ｍｌ／ｍｉｎの流速で供給して、アニオン交換樹脂へ
の白金族元素の吸着を行った（吸着工程）。
【００４２】４．カラム洗浄 続いて、上記カラムに濃度０．１ｍｏｌ／ｌの硝酸水溶
液５０ｍｌを上記と同様な操作により通液して、アニオ
ン交換樹脂の隙間およびカラム内壁の洗浄を行った。
液５０ｍｌを上記と同様な操作により通液して、アニオ
ン交換樹脂の隙間およびカラム内壁の洗浄を行った。
【００４３】５．溶離・回収 次いで、０．５ｍｏｌ／ｌチオ尿素含有の０．１ｍｏｌ
／ｌ硝酸溶液５０ｍｌを上記と同様な操作によりカラム
に供給した（溶離回収工程）。
／ｌ硝酸溶液５０ｍｌを上記と同様な操作によりカラム
に供給した（溶離回収工程）。
【００４４】６．採取・分析 カラムに通液した期間にカラム下端から流出した溶液
を、フラクションコレクタにより１０ｍｌずつ採取して
ゆき、各フラクション採取液中の金属濃度を、ＩＣＰ
（誘導結合高周波プラズマ）発光分析により定量分析
し、流出液量と流出液中の各金属濃度との関係を求め
た。その結果を図２に示す。
を、フラクションコレクタにより１０ｍｌずつ採取して
ゆき、各フラクション採取液中の金属濃度を、ＩＣＰ
（誘導結合高周波プラズマ）発光分析により定量分析
し、流出液量と流出液中の各金属濃度との関係を求め
た。その結果を図２に示す。
【００４５】図２に示したように、処理液中のストロン
チウムおよびネオジムはアニオン交換樹脂に吸着され
ず、供給された処理液およびそれに続く洗浄液とともに
流出し、一方、ルテニウム，ロジウム，およびパラジウ
ムの各白金族元素は、吸着工程においてアニオン交換樹
脂に強く吸着され、溶離・回収工程において供給された
チオ尿素溶離液により有効に溶離され、ストロンチウ
ム，ネオジムと良好に分離された。
チウムおよびネオジムはアニオン交換樹脂に吸着され
ず、供給された処理液およびそれに続く洗浄液とともに
流出し、一方、ルテニウム，ロジウム，およびパラジウ
ムの各白金族元素は、吸着工程においてアニオン交換樹
脂に強く吸着され、溶離・回収工程において供給された
チオ尿素溶離液により有効に溶離され、ストロンチウ
ム，ネオジムと良好に分離された。
【００４６】以上の白金族元素の分離回収方法による、
模擬再処理廃液からの白金族元素の回収率は、ルテニウ
ム９９．２％，ロジウム９８．１％，パラジウム９９．
６％であった。
模擬再処理廃液からの白金族元素の回収率は、ルテニウ
ム９９．２％，ロジウム９８．１％，パラジウム９９．
６％であった。
【００４７】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、使用済み核燃料の再処理廃液等の白金族元素を含有
する溶液から、白金族元素を高収率、高純度で分離回収
することが可能であり、このような方法を用いることに
より、希少な白金族元素をリサイクルして安定供給を確
保することが可能となるとともに、再処理工場廃棄物の
処理処分プロセス性能の向上を図り、廃液の放射能レベ
ルを低減することが可能となる。
ば、使用済み核燃料の再処理廃液等の白金族元素を含有
する溶液から、白金族元素を高収率、高純度で分離回収
することが可能であり、このような方法を用いることに
より、希少な白金族元素をリサイクルして安定供給を確
保することが可能となるとともに、再処理工場廃棄物の
処理処分プロセス性能の向上を図り、廃液の放射能レベ
ルを低減することが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、ルテニウム，ロジウム，パラジウム等の白金族元
素を含有する硝酸溶液に、亜硝酸あるいは亜硝酸塩を添
加して前記白金族元素のアニオンニトロ錯体を生成さ
せ、次にこの硝酸溶液をアニオン交換樹脂と接触させて
溶液中の前記白金族元素を前記アニオン交換樹脂に選択
的に吸着させるように構成したので、白金族元素を含有
する溶液から白金族元素を陰イオンの形にしてアニオン
交換樹脂に吸着させて分離回収することが可能となり、
希少金属原料である白金族元素をリサイクルして安定供
給を確保することが可能となる効果がある。
れば、ルテニウム，ロジウム，パラジウム等の白金族元
素を含有する硝酸溶液に、亜硝酸あるいは亜硝酸塩を添
加して前記白金族元素のアニオンニトロ錯体を生成さ
せ、次にこの硝酸溶液をアニオン交換樹脂と接触させて
溶液中の前記白金族元素を前記アニオン交換樹脂に選択
的に吸着させるように構成したので、白金族元素を含有
する溶液から白金族元素を陰イオンの形にしてアニオン
交換樹脂に吸着させて分離回収することが可能となり、
希少金属原料である白金族元素をリサイクルして安定供
給を確保することが可能となる効果がある。
【００４９】請求項２記載の発明によれば、白金族元素
を吸着させたアニオン交換樹脂を、チオ尿素，アンモニ
ア等の錯化剤を含有する水溶液と接触させて、前記アニ
オン交換樹脂に吸着した前記白金族元素を溶離回収する
ように構成したので、白金族元素を吸着させたアニオン
交換樹脂から白金族元素を有効に溶離回収することがで
き、特に、錯化剤としてチオ尿素またはアンモニアを用
いた場合には極めて有効に溶離回収することが可能とな
る。従って、白金族元素を含有する溶液から白金族元素
を高収率で分離回収することが可能となり、希少金属原
料である白金族元素をリサイクルして安定供給を確保す
ることが可能となる効果がある。
を吸着させたアニオン交換樹脂を、チオ尿素，アンモニ
ア等の錯化剤を含有する水溶液と接触させて、前記アニ
オン交換樹脂に吸着した前記白金族元素を溶離回収する
ように構成したので、白金族元素を吸着させたアニオン
交換樹脂から白金族元素を有効に溶離回収することがで
き、特に、錯化剤としてチオ尿素またはアンモニアを用
いた場合には極めて有効に溶離回収することが可能とな
る。従って、白金族元素を含有する溶液から白金族元素
を高収率で分離回収することが可能となり、希少金属原
料である白金族元素をリサイクルして安定供給を確保す
ることが可能となる効果がある。
【００５０】請求項３記載の発明によれば、アニオンニ
トロ錯体生成工程において亜硝酸あるいは亜硝酸塩を添
加する前に、硝酸溶液中の硝酸イオン濃度を２ｍｏｌ／
ｌ以下、水素イオン濃度を０．０１〜２ｍｏｌ／ｌの範
囲内に調整するように構成したので、硝酸溶液中に共存
する他の金属元素のイオンと区別して白金族元素のアニ
オンニトロ錯体のみをアニオン交換樹脂に吸着させて白
金族元素を選択的に分離回収することが可能となり、亜
硝酸分子の生成・分解により生じる酸化窒素ガスによる
カラム式吸着の際のカラム操作妨害を防止することがで
き、また、硝酸溶液中の白金族元素が加水分解反応によ
り水酸化物を形成して沈澱することによるアニオン交換
樹脂への吸着性低下を防止することができ、以上によ
り、白金族元素を高収率、高純度で分離回収することが
可能となり、希少金属原料である白金族元素をリサイク
ルして安定供給を確保することが可能となる効果があ
る。
トロ錯体生成工程において亜硝酸あるいは亜硝酸塩を添
加する前に、硝酸溶液中の硝酸イオン濃度を２ｍｏｌ／
ｌ以下、水素イオン濃度を０．０１〜２ｍｏｌ／ｌの範
囲内に調整するように構成したので、硝酸溶液中に共存
する他の金属元素のイオンと区別して白金族元素のアニ
オンニトロ錯体のみをアニオン交換樹脂に吸着させて白
金族元素を選択的に分離回収することが可能となり、亜
硝酸分子の生成・分解により生じる酸化窒素ガスによる
カラム式吸着の際のカラム操作妨害を防止することがで
き、また、硝酸溶液中の白金族元素が加水分解反応によ
り水酸化物を形成して沈澱することによるアニオン交換
樹脂への吸着性低下を防止することができ、以上によ
り、白金族元素を高収率、高純度で分離回収することが
可能となり、希少金属原料である白金族元素をリサイク
ルして安定供給を確保することが可能となる効果があ
る。
【００５１】請求項４記載の発明によれば、使用済み核
燃料の再処理工程で発生する廃液、または使用済み核燃
料の溶解残滓の硝酸溶解液を白金族元素を含有する硝酸
溶液として、これに請求項１から請求項３のうちのいず
れか１項記載の発明を適用するように構成したので、使
用済み核燃料の再処理工程で発生する廃液や使用済み核
燃料の溶解残滓から白金族元素を高収率、高純度で分離
回収することが可能となり、希少金属原料である白金族
元素の安定供給を確保することができるとともに、再処
理工場廃棄物の処理処分プロセス性能の向上を図り、廃
液の放射能レベルを低減することができる効果がある。
燃料の再処理工程で発生する廃液、または使用済み核燃
料の溶解残滓の硝酸溶解液を白金族元素を含有する硝酸
溶液として、これに請求項１から請求項３のうちのいず
れか１項記載の発明を適用するように構成したので、使
用済み核燃料の再処理工程で発生する廃液や使用済み核
燃料の溶解残滓から白金族元素を高収率、高純度で分離
回収することが可能となり、希少金属原料である白金族
元素の安定供給を確保することができるとともに、再処
理工場廃棄物の処理処分プロセス性能の向上を図り、廃
液の放射能レベルを低減することができる効果がある。
【図１】アニオン交換樹脂へのルテニウム，ロジウム，
パラジウム各白金族元素の吸着分配係数の亜硝酸イオン
濃度依存性の測定結果を示すグラフ図である。
パラジウム各白金族元素の吸着分配係数の亜硝酸イオン
濃度依存性の測定結果を示すグラフ図である。
【図２】この発明の実施の形態１による使用済み核燃料
の模擬再処理廃液のカラム分離試験結果を示すグラフ図
である。
の模擬再処理廃液のカラム分離試験結果を示すグラフ図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｆ 9/06 ５８１ Ｇ２１Ｆ 9/06 ５８１Ｊ
Claims (4)
- 【請求項１】 ルテニウム，ロジウム，パラジウム等の
白金族元素を含有する硝酸溶液に、亜硝酸あるいは亜硝
酸塩を添加して前記白金族元素のアニオンニトロ錯体を
生成させるアニオンニトロ錯体生成工程と、前記アニオ
ンニトロ錯体生成工程を経た硝酸溶液をアニオン交換樹
脂と接触させ、前記硝酸溶液中の前記白金族元素を前記
アニオン交換樹脂に選択的に吸着させる吸着工程とを備
えたことを特徴とする白金族元素の分離回収方法。 - 【請求項２】 吸着工程において白金族元素を吸着させ
たアニオン交換樹脂を、チオ尿素，アンモニア等の錯化
剤を含有する水溶液と接触させ、前記アニオン交換樹脂
に吸着した前記白金族元素を溶離回収する溶離回収工程
を前記吸着工程の後に備えたことを特徴とする請求項１
記載の白金族元素の分離回収方法。 - 【請求項３】 アニオンニトロ錯体生成工程において亜
硝酸あるいは亜硝酸塩を添加する前に、硝酸溶液中の硝
酸イオン濃度を２ｍｏｌ／ｌ以下、水素イオン濃度を
０．０１〜２ｍｏｌ／ｌの範囲内に調整するイオン濃度
調整工程を備えたことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の白金族元素の分離回収方法。 - 【請求項４】 白金族元素を含有する硝酸溶液は、使用
済み核燃料の再処理工程で発生する廃液、または使用済
み核燃料の溶解残滓の硝酸溶解液であることを特徴とす
る請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の白
金族元素の分離回収方法。
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|---|---|---|---|
| JP01037996A JP3611658B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 白金族元素の分離回収方法 |
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| JPH09203792A true JPH09203792A (ja) | 1997-08-05 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3611658B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7291202B2 (en) | 2003-09-26 | 2007-11-06 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Process for mutual separation of platinum group metals |
| JP2014055331A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Sanyo Shoten:Kk | 白金族の分離回収法 |
| RU2685618C2 (ru) * | 2014-06-18 | 2019-04-22 | Джонсон Мэтти Паблик Лимитед Компани | Разделение металлов |
| CN113213487A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-08-06 | 云龙县铂翠贵金属科技有限公司 | 一种乙烯基硅烷高沸物的综合利用方法 |
| WO2023170354A1 (fr) * | 2022-03-10 | 2023-09-14 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé de purification du ruthénium vis-à-vis du technétium et d'impuretés métalliques en solution aqueuse d'acide nitrique |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP01037996A patent/JP3611658B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10513752B2 (en) | 2014-06-18 | 2019-12-24 | Johnson Matthey Public Limited Company | Interseparation of metals |
| CN113213487A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-08-06 | 云龙县铂翠贵金属科技有限公司 | 一种乙烯基硅烷高沸物的综合利用方法 |
| WO2023170354A1 (fr) * | 2022-03-10 | 2023-09-14 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé de purification du ruthénium vis-à-vis du technétium et d'impuretés métalliques en solution aqueuse d'acide nitrique |
| FR3133390A1 (fr) * | 2022-03-10 | 2023-09-15 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé de purification du ruthénium vis-à-vis du technétium et d’impuretés métalliques en solution aqueuse d’acide nitrique |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3611658B2 (ja) | 2005-01-19 |
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