폐 산세 용액으로부터 공침 반응에 의한 지르코늄 회수 시 BaF2 입도 영향 및 Ba2ZrF8의 진공증류 특성 (The Effect of BaF2 Particle Size for Zirconium Recycling by Precipitation from Waste Acid and Ba2ZrF8 Vacuum Distillation Property)

서지정보

· 발행기관 : 한국자원리싸이클링학회
· 수록지 정보 : 자원리싸이클링 / 26권 / 6호 / 29 ~ 37페이지
· 저자명 : 최정훈, 하이크넬스시안, 한슬기, 김영민, 박철호, 강종원, 나기현, 김정훈, 이종현

초록

핵연료 피복관은 필거링 및 열처리 공정에 의해 제조되며, 핵연료 피복관 표면의 불순물 및 산화층을 제거하기 위해 산세 공정이 진행된다. 산세 공정 중 산세 용액으로 지르코늄이 용해되어 포화상태가 될 시 폐 산세 용액은 전량 폐기 되며 용액 내 지르코늄 또한 폐기된다. 그러므로 지르코늄을 재활용하기 위해 BaF2를 폐 산세 용액에 첨가하여 공침 반응에 의해 Ba2ZrF8을 형성시켰다. 한편, 전해제련을 통해 Zr을 회수하기 위해서는 Ba2ZrF8을 전해질로 사용해야하지만, 용융점이 1053oC로 높다. 따라서 ZrF4를첨가하여 용융점을 낮추어야한다. 본 연구에서는 Ba2ZrF8을 진공 증류를 통해 BaF2 및 ZrF4로 분리하는 연구를 진행하였다. 먼저, BaF2 입자크기(1 μm, 35 μm, 110 μm)에 따른 침전 특성을 실험하였다. 그리고 진공 증류를 통해 수득된 BaF2를 볼밀링을 통해분쇄하였으며, 침전 공정을 거치지 않은 BaF2와 침전 효율을 비교하였다.

영어초록

Nuclear fuel cladding tube is fabricated by pilgering and annealing process. In order to remove impurity and oxygen layer on the surface, pickling process is carried out. When Zirconium(Zr) is dissolved and saturated in acid solution during the pickling process, all the waste acid including Zr is disposed. Therefore, BaF2 is added into the waste acid to extract Zr and Ba2ZrF8 is subsequently formed. To recycle Zr by electrowinning process, Ba2ZrF8 is used as electrolyte, but it has high melting point (1053oC). ZrF4 should be added into Ba2ZrF8 to decrease the melting point. In this paper, it was investigated that Ba2ZrF8 was separated to BaF2 and ZrF4 by vacuum distillation. Firstly, BaF2 with different particle size (1 μm, 35 μm, 110 μm) was added into the waste acid and the respective precipitation property was estimated. BaF2 obtained by vacuum distillation was shattered by ball-milling with different time. The precipitation efficiency was compared with 1 μm of BaF2’s one, which was not used as precipitation agent.

참고자료

· 없음