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JPS6055446B2 - 湿式リン酸からウランを回収する方法 - Google Patents

湿式リン酸からウランを回収する方法

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Publication number
JPS6055446B2
JPS6055446B2 JP57060431A JP6043182A JPS6055446B2 JP S6055446 B2 JPS6055446 B2 JP S6055446B2 JP 57060431 A JP57060431 A JP 57060431A JP 6043182 A JP6043182 A JP 6043182A JP S6055446 B2 JPS6055446 B2 JP S6055446B2
Authority
JP
Japan
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phosphoric acid
uranium
hemihydrate
wet
wet phosphoric
Prior art date
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Expired
Application number
JP57060431A
Other languages
English (en)
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JPS58181728A (ja
Inventor
浩二 青野
隆一 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Glass Co Ltd filed Critical Central Glass Co Ltd
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Publication of JPS58181728A publication Critical patent/JPS58181728A/ja
Publication of JPS6055446B2 publication Critical patent/JPS6055446B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリン鉱石を硫酸、リン酸などの鉱酸で分解し
て得られる湿式リン酸から、その中に含有される微量の
ウランを石コウを媒体として回収する方法に関するもの
てある。
天然リン鉱石中には一般に100〜200ppmのウ
ランが含まれており、これをリン酸と硫酸の混酸で湿式
分解する、いわゆる湿式リン酸の製造工程でその大部分
はリン酸液中に移行する。
リン酸液中のウランの含有濃度はあまり高くはないが、
生 産されるリン酸液の絶対量が非常に大きいため、湿
式リン酸からウランを回収する試みは従来より行なわれ
ている。 湿式リン酸からのウランの工業的回収方法と
しては溶媒抽出法、イオン交換法、沈殿法、吸着法等が
知られている。
溶媒抽出法は現在、世界的に工業化が進んでいる方法で
はあるが、抽出工程でスラッジが生成するのを防止する
ために前処理としてリン酸を精製する必要があり、設備
費が一層高額であり、かつ抽出溶媒が高価なのでその損
失を避けるため煩雑な操作をしなければならないという
欠点がある。またイオン交換法ではリン酸の前処理の必
要性のほか、イオン交換カラムに供給すりリン酸液の濃
度は、通常生産される湿式リン酸の濃度よりも薄くして
カラムに供給しなければならない等の問題があり、まだ
広く実用化されるに至つていない。沈殿法、吸収法はウ
ラン回収剤が高価であつたり、その損失が問題になる等
の理由でこれも更に改善の必要がある。 一方、本発明
者らは既にリン鉱石を硫酸て分解する湿式リン酸製造法
において、石コウを生成する反応工程で酸化剤を共存さ
せ溶液中のウランを6価にすることを特徴とするウラン
含有率の高い湿式リン酸の製造法(特開昭57−279
11号)さら一に湿式リン酸に半水石コウおよび/また
は半水石コウを生成する化合物を添加し、全て半水石コ
ウに転化させ、湿式リン酸と半水石コウを分離し、分離
した半水石コウを水和し、次いで水和石コウを分離し、
分離液に沈殿剤を加えウランを不溶性沈澱として回収す
ることを特徴とする、湿式リン酸からウランを回収する
方法(特願昭56−24242号)および後者発明の工
程の改善に係るもので工業的な回収方法(特願昭56−
162077号)を提案した。
本発明は湿式リン酸からウランを回収するこれらの方法
の工程の改善に係るもので簡単な操作で高い回収率を得
る方法を達成し、完成したものである。
すなわち種々の湿式リン酸製造法で得られたリン酸(以
下湿式リン酸という)あるいは湿式リン酸にSiへ源、
アルカリ源を添加し、湿式リン酸中の弗素をケイ弗酸ア
ルカリとして除去した弗素含有量の少ないリン酸(以下
脱弗リン酸という)にアルカリ土類金属化合物を添加し
た後二水石コウを添加し、半水石コウの転移温度以上に
保持して半水石コウとした後、必要ならば該リン酸中の
アルカリ土類金属イオンに対して少なくとも当量の硫酸
を添加し、全ての半水石コウを分離し、該半水石コウを
水和させた後これを分離し、分離母液に沈殿剤を加え、
ウランを不溶性沈殿として回収することを特徴とする湿
式リン酸あるいは脱弗リン酸からの工業的なウランの回
収方法に関する。このように、本発明の方法はウラン回
収工程とリン酸製造工程とを全く別の工程として切り離
したものであるため、いかなる方法て製造された湿式リ
ン酸にも適用てきる。
石コウを抽出剤とし、水で逆抽出したウラン回収液はP
2O5、H2SO,等の成分をほとんど含まず、ウラン
が濃厚状態で存在するため沈殿法で容易にウランを回収
することができ、沈殿剤は安価であり、またその操作も
溶媒抽出法と比べ非常に簡単である。以下本発明につい
てさらに詳細に説明する。
本発明の実施にあたつては、リン鉱石を硫酸とリン酸の
混酸で分解する湿式リン酸製造法において、石コウを生
成する反応工程て酸化剤を共存させ溶液中のウランを6
価に酸化し、次いで生成石ゴウを分離した湿式リン酸あ
るいはさらに湿式り5ン酸中の弗素含有量を低下させた
脱弗リン酸を原料として用いるのが好ましい。酸化剤と
してはKClO3、NaClO3、H2O2、KMnO
4、HNO3、塩酸、02、空気などが例として挙げら
れる。また原料リン酸に石コウを作用させるに当つては
、6価のウランに比べ4価のウランが半水石コウに取り
込まれ易いので金属鉄などの還元剤の添加、電解還元等
の方法により6価のウランを4価に還元しておくのが望
ましい。次に原料リン酸にアルカリ土類金属化合物を添
加溶解させ、リン酸中のアルカリ土類金属イオン濃度を
上昇せしめる。このアルカリ土類金属化合物としては特
に限定しないが入手容易なCa化合物としてリン鉱石、
CaOl・Ca(0H)2、CacO3、Cacl2あ
るいはMg化合物としてMgO,.Mg(0H)2、M
gCO,、MgCl2等のいずれかを添加溶解せしめれ
ばよい。その添加量としてはリン酸中のアルカリ土類金
属イオン濃度を0.1%以上、上昇させるのが好ましく
、上限は特に制約されないが通常は5%程度までで、そ
れ以上ではそれ相応の顕著な効果はないが0.1%以下
ではその効果が少ない。本発明はこのように原料リン酸
にアルカリ土類金属化合物を添加溶解させる簡単な工程
を組込むだけで高いウラン回収率が”得られることは大
きな特徴である。このアルカリ土類金属イオン濃度とウ
ラン収率の相関の理由は明確ではないが、アルカリ土類
金属イオンが多く存在するとウランとカルシウムの置換
反応が促進されるためであろうと考えられる。次に該リ
ン酸に水和石コウ(二水石コウ)を添加するが、この二
水石コウは半水化工程でウランの捕促剤として働くもの
である。
なお、二水石コウは後工程の水和工程で生成する副生二
水石コウの一部を循環使用するのが好ましいが、他の工
程からの二水石コウでも有効である。その添加量は一般
には半水化工程でのスラリー濃度が5〜4喧量%になる
ように添加する。次の半水化工程ではリン酸と水和石コ
ウのスラリーを二水石コウが半水石コウに転移する温度
に保持する。
転移温度は100〜120℃程度であり、必要ならばオ
ートクレーブ中で半水化を行わせることができる。生成
した半水石コウは10ppm〜5000ppmのウラン
を含有するが、母液中にはアルカリ土類金属イオンが0
.1%以上溶存しているので次の工程として必要ならば
硫酸をアルカリ土類金属イオン濃度に対して少くとも当
量添加してもよい。反応温度は85〜90℃前後で充分
である。全ての半水石コウはリン酸と分離した後、次の
ウラン脱離工程に送られる。ウラン脱離工程以降は前記
先行発明(特願昭56−2424?)と同じである。す
なわち、ウランを捕促した半水石コウは水中で分散水和
させ、半水石コウが二水石コウに転移する過程でウラン
を固相から液相側へ吐き出させる。
この操作も本発明では特徴的なものであり、半水石コウ
からウランを取出すという処理を簡単な水和操作によつ
て行なうことができるのはウラン回収媒体として石コウ
を利用している利点である。水和反応には微量の硫酸あ
るいは水和促進剤、酸化剤を添加し、反応を促進させて
もよい。反応は常温で行わせることができる。水和によ
つて生成した二水石コウはウランをほとんど含まず、ウ
ランの溶出した水和母液(以下回収液という)とは機械
的に分離除去される。スラリー濃度は5〜4踵量%の範
囲が操作上好ましい。また回収液を水和工程へ循環させ
、回収液中のウラン濃度のアップを図つてもよい。以上
の工程を経てウランはリン酸液から分離され、最終的に
は実質的にリン酸を含まない回収液として溶液状態で得
られる。
回収液はウラン(U)として通常数十Ppm〜数千Pp
mのものが得られるが、該回収液からウランを取出すに
当つては、沈殿法を適用することによつ容易に、かつ経
済的に回収てきる。沈殿剤としては苛性ソーダ、アンモ
ニウム化合物等が一般的であるが、その他2価の鉄塩、
有機キレート試薬等が用いられる。回収ウランの原料で
あるリン酸液は主製品であるので、製品としての価値を
低下させるような添加物を加えることはできないが、回
収液はもはやリン酸製造工程とは全く分離されており、
上記沈殿剤のほか、凝集剤、吸着剤、フルコート剤、界
面活性剤、Pけ開節剤等の添加物を加えるなどして任意
に液性を調整できるので有効にウランを回収できる。一
方、リン酸に混入しても有害な物を含まない回収液はリ
ン酸製造工程に循環してもよいことはいうまでもない。
また分離した水和石コウの一部は半水化工程に循環使用
し、残りはそのまま排出し、セメント用として使用する
こともできるので、工業的に極めて有利なプロセスとい
うことができる。
以下実施例により本発明を説明する。
実施例1〜5 フロリダ産リン鉱石を硫酸分解して得た湿式リン酸(P
2O5濃度=30%、F濃度=1.5%、U濃度=10
0ppm)300gを攪拌機付きオークレーブに仕込み
、8rCとした。
リン酸中のウランを4価に還元するための前処理として
鉄粉0.2gを攪拌しながら加えた。該前処理を施した
リン酸に表−1のアルカリ土類金属化合物をそれぞれ添
加溶解した。これらのリン酸にそれぞれ水和石コウ50
g(U濃度=2ppm)を加え、スラリー温度を110
℃に調節し、2時間反応させた。水和石コウが全量半水
石コウに転移したことを確認したのちろ過し、リン酸を
得た。半水石コウケーキは最初熱水で次いでアセトンで
洗浄して風乾した。該半水石コウの重量、ウラン含有率
ならびに半水化工程のウラン収率を表−1に示した。続
いて該半水石コウNO.3のうち40gを507n1の
水で分散水和させた後、ろ過し、洗浄水と母液をあわせ
て回収液53m1を得た。
回収液のウラン濃度は551ppm1従つて水和操作に
おけるウラン収率は98%であつた。さらにPH:1の
回収液をNaOH水溶液でPH′+5.5まで中和して
ウランを18.0%(Uとして)含むニウラン酸ナトリ
ウム等の沈殿を0.16鯖た。この操作のウラン収率は
99.9%であつた。従つてNO.3における総合のウ
ラン収率は96%(4).98×0.98×0.999
)であつた。同様の水和操作をNO.l,2,4,5の
半水石コウについて行なつた結果、総合のウラン収率は
それぞれNO.l=93%、NO.2=95%、NO.
4,5=96%であつた。実施例6湿式リン酸を脱弗し
たいわゆる脱弗リン酸(P2O.濃度=30%、F濃度
=0.5%、U濃度=100ppm)300gについて
実施例1〜5と同様の操作を行なつた。
攪拌機付きオートクレーブに仕込み、鉄粉0.2gを加
えて還元処理した。該リン酸にリン鉱石18.2g添加
し溶解させた。次に水和石コウ50g(U濃度=2pp
m)を加え、スラリー温度を110℃に調節し、2時間
反応させた。水和石コウが全量半水石コウに転移したこ
とを確認したのちろ過し、P2O529.4%、U2p
pml含有のリン酸325yを得た。半水石コウケーキ
は最初熱水で次いでアセトンで洗浄して風乾した。該半
水石コウ;の重量は42g1ウラン含有量は746pp
mであつた。従つて半水化操作におけるウラン収率は部
%であつた。続いて該半水石コウのうち40gを50m
1の水で分散水和した後、ろ過し、洗浄水と母液をあわ
せて回収液53m1を得た。回収液のウラン濃度は55
2ppm1従つて水和操作における力ラン収率は部%で
あつた。さらにPH+1の回収液をアンモニア水でPH
:6まで中和するとウランを18.5%(Uとして)含
むウラン酸アンモニウム等の沈殿0.158gを得た。
この操作のウラン収率は99.9%であつた。従つて総
合のウラン収率は96%(0.98×0.98×0.9
99)であつた。比較例1 実施例1〜5と同じ湿式リン酸300gにリン鉱石0.
43gを溶解せしめ、(上昇したCaイオン濃度は0.
05%に相当する。
)実施例1〜5と全く同様の操作を行つた結果総合のウ
ラン収率は91%(イ).91×0.98×0.999
)であつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 湿式リン酸にアルカリ土類金属化合物を添加し、湿
    式リン酸中のアルカリ土類金属イオン濃度を0.1重量
    %以上とした後、二水石コウを添加し、半水石コウの転
    移温度以上に保持して半水石コウに転移させ、生成した
    半水石コウを分離、該半水石コウを水和して得られる二
    水石コウを分離し、分離母液に沈殿剤を添加してウラン
    を不溶性沈殿として回収することを特徴とする湿式リン
    酸からウランを回収する方法。 2 湿式リン酸として脱弗リン酸を用いる特許請求の範
    囲1項に記載の方法。 3 アルカリ土類金属イオンがCaあるいはMgである
    特許請求の範囲1項、2項に記載の方法。 4 分離二水石コウの一部をウラン回収剤としてリン酸
    中に戻し循環使用する特許請求の範囲1項に記載の方法
JP57060431A 1982-04-13 1982-04-13 湿式リン酸からウランを回収する方法 Expired JPS6055446B2 (ja)

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