(57)【要約】【課題】  簡便で、経済的で、そして安全性が高い、硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液の製造方法を提供する。【解決手段】  ヒドロキシルアミン水溶液とヒドラジン水溶液とを混合した後、得られた混合液に硝酸水溶液を添加することにより、硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液を製造する。【選択図】  なし 【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシルアミン水溶液とヒドラジン水溶液とを予め混合した後、得られた混合液に硝酸水溶液を添加することを特徴とする、硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液を製造する方法。
【請求項２】
混合液への硝酸水溶液の添加の温度を、混合液の温度を６０℃以下に維持しながら行なうことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
得られる硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液の重量を基準にして、５乃至５０重量％のヒドロキシルアミン水溶液、５乃至７０重量％のヒドラジン水溶液、および５乃至７０重量％の硝酸水溶液を用いる請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
得られる硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液が５乃至４０重量％の硝酸ヒドロキシルアミン、および１乃至１０重量％の硝酸ヒドラジンを含むようにすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の製造方法。
【請求項５】
プルトニウムおよび／またはネプツニウムの還元剤として使用するための請求項１乃至４のいずれかの項に記載の製造方法で得た、硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンとを含む硝酸水溶液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸酸性水溶液を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、使用済み燃料からＮｐを回収する方法において、硝酸ヒドロキシルアミン、ヒドラジンあるいはイソブチルアルデヒドから選ばれる少なくとも一つの原子価調整剤を用いて、ＰｕおよびＮｐの原子価をそれぞれIII価とＶ価に調整することが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、使用済み核燃料再処理工程や核燃料製造工程において発生するＰｕ、Ｎｐ（ネプツニウム）含有硝酸溶液から、ＰｕおよびＮｐを分離回収する方法において、該硝酸溶液に硝酸ヒドロキシルアミンとヒドラジンとからなる還元剤を添加して、硝酸溶液中のＰｕ、ＮｐをそれぞれＰｕ（III）、Ｎｐ（IV）に還元して原子価調整を行うことが開示されている。ここで、硝酸ヒドロキシルアミンとヒドラジンとは単に混合水溶液として用いられている。
【０００４】
硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液は、使用済み核燃料からウラン（Ｕ）とプルトニウム（Ｐｕ）を分離抽出する際に、Ｐｕの還元剤（原子価調整剤）として使用されている。
【特許文献１】特開平８−１１４６９６号公報
【特許文献２】特開平７−５５９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、使用済み核燃料からウラン（Ｕ）とプルトニウム（Ｐｕ）を分離抽出する際に、Ｐｕの還元剤（原子価調整剤）として使用するために効果的に用い得る硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンとを含む硝酸水溶液の製造を検討した。
【０００６】
上記の検討の過程において、本発明者は、従来技術を考慮すると容易に考え付く製造方法として、まず、ヒドロキシルアミン水溶液に硝酸水溶液を加えて硝酸ヒドロキシルアミン水溶液を調製し、一方、ヒドラジン水溶液に硝酸水溶液を加えて硝酸ヒドラジン水溶液を調製し、最後に、硝酸ヒドロキシルアミン水溶液、硝酸ヒドラジン水溶液および硝酸の各濃度と液量を調整した後、これらを混合することにより、硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液を得る方法を検討した。
【０００７】
しかしながら、上述した製造方法では、製造の工程数が多くなり、さらに製造工程における安全性の面からも問題があることが判明した。また、各水溶液の濃度および液量の調整が煩雑で容易ではないという問題もある。このため、上記で検討した方法は、経済性の面からも、安全性の面からも好ましい方法とは言えないとの結論を得た。
【０００８】
従って、本発明は、簡便で、経済的で、そして安全性が高い、すなわち工業的に非常に有利な、硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ヒドロキシルアミン水溶液とヒドラジン水溶液とを予め混合した後、得られた混合液に硝酸水溶液を添加することを特徴とする、硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液を製造する方法にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法は、製造の工程数が少なく簡易な方法である。また、製造工程が主として、ヒドロキシルアミン水溶液とヒドラジン水溶液の混合液に硝酸水溶液を添加する中和工程と、所望により得られた硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液の濃度を最終調整する工程とからなるので、従来法に比べて製造コストが低く経済的である。さらに、安全性も高く、特に中和工程を６０℃以下で行うことにより、ヒドロキシルアミンやヒドラジンのガス発生を効率良く抑えることができ、安全性および環境衛生をより一層高めることができる。本発明の方法により製造された硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液は、使用済み核燃料からＵとＰｕ、Ｎｐを分離回収する際に、Ｐｕ、Ｎｐの還元剤（原子価調整剤）として有利に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の製造方法において、混合液の温度を６０℃以下に維持しながら硝酸水溶液を添加することが好ましい。
【００１２】
また、得られる硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液の重量を基準にして、５乃至５０重量％のヒドロキシルアミン水溶液、５乃至７０重量％のヒドラジン水溶液、および５乃至７０重量％の硝酸水溶液を用いることが好ましい。
【００１３】
また、最終生成物が、５乃至３０重量％の硝酸ヒドロキシルアミン、および１乃至１０重量％の硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液であることが好ましい。
【００１４】
以下に、本発明の製造方法について詳細に述べる。
【００１５】
まず、ヒドロキシルアミン水溶液とヒドラジン水溶液とを混合する。ヒドロキシルアミン水溶液としては一般に、市販の高純度、高濃度のヒドロキシルアミン水溶液、もしくは別途精製したものを、純水で５乃至５０重量％に希釈して用いる。安全性の点からは、ヒドロキシルアミン水溶液の濃度は１３重量％以下であることが好ましく、より好ましくは１０乃至１３重量％の範囲にある。また、ヒドラジン水溶液としては、一般には５乃至７０重量％、好ましく５０乃至６５重量％の濃度のものを用いる。例えば、市販のヒドラジン水和物水溶液をそのままで、あるいは純水で希釈して用いることができる。
【００１６】
上記のヒドロキシルアミン水溶液を反応容器に入れた後、撹拌しながらこれにヒドラジン水溶液を添加する。逆に、ヒドラジン水溶液にヒドロキシルアミン水溶液を添加してもよい。添加混合した後、得られた混合液を一旦約０乃至２５℃の温度に冷却する。
【００１７】
次に、この混合液に過剰量の硝酸水溶液を添加して、ヒドロキシルアミンおよびヒドラジンを中和する。中和反応の反応式は、例えば下記（Ｉ）式のように表される。
【００１８】
ＮＨ2ＯＨ ＋ Ｎ2Ｈ4・Ｈ2Ｏ ＋ ３ＨＮＯ3
→  ＮＨ2ＯＨ・ＨＮＯ3 ＋ Ｎ2Ｈ4・ＨＮＯ3 ＋ ＨＮＯ3 ＋ Ｈ2Ｏ
【００１９】
硝酸水溶液としては、一般には５乃至７０重量％、好ましく５０乃至６５重量％の濃度のものを用いる。市販の硝酸を純水で希釈して用いることができる。硝酸水溶液の添加は、滴下して行うことが好ましい。添加により、混合液は中和反応を生じて発熱するが、混合液の温度を一般には１００℃以下に維持する。ヒドロキシルアミンおよびヒドラジンのガス発生を抑えるためには、液温を６０℃以下に維持することが望ましい。
【００２０】
各水溶液の量は、各水溶液の濃度および最終目的とする溶液の濃度に応じて適宜調整することができる。このようにして、高純度の硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液が得られる。本発明においてこの水溶液は、硝酸ヒドロキシルアミンを５乃至３０重量％、硝酸ヒドラジンを１乃至１０重量％、そして硝酸を１乃至１０重量％含むことが好ましい。
【００２１】
得られた硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液に含まれる各成分の濃度は、電位差滴定装置や原子吸光分析装置を用いて分析することができる。所望により、分析後に、各成分の濃度を微調整してもよい。得られた水溶液は、耐酸性ポリマー材料製容器などの容器に注入して保存、貯蔵することができる。
【００２２】
上述した本発明の方法により製造された硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液は、使用済み核燃料からＵとＰｕおよび／またはＮｐを分離回収する際に、Ｐｕ、Ｎｐの還元剤（原子価調整剤）として効果的に使用することができる。
【実施例】
【００２３】
１２重量％のヒドロキシルアミン水溶液（市販の電子工業用高純度品を純水で希釈したもの）７８３ｋｇを反応釜に入れた後、撹拌しながら、これに６０重量％のヒドラジン水和物水溶液（市販品）２３ｋｇを添加して、混合液を得た。その際に、局所排気装置を用いた。得られた混合液を約２０℃に冷却した。
【００２４】
次に、この混合液に、６０重量％の硝酸水溶液（市販品を純水で希釈したもの）１９４ｋｇを、滴下用定量ポンプを用いて滴下して中和反応を行った。滴下中、混合液の温度を４０℃以下に保持した。この間、ガス状のヒドロキシルアミン及びヒドラジンの発生は観察されなかった。
【００２５】
滴下終了後、電位差滴定装置および原子吸光分析装置を用いて、得られた混合液の濃度を分析した。この分析に基づいて濃度の微調整を行って、中和反応を終了した。これにより、硝酸ヒドロキシルアミン１３重量％、硝酸ヒドラジン３重量％、および硝酸１重量％を含む水溶液１０００ｋｇを得た。
【００２６】
得られた硝酸ヒドロキシルアミンと硝酸ヒドラジンを含む硝酸水溶液を、移送用ハンディポンプを用いて２００Ｌ耐酸性ポリマー材料製容器に注入し、そして保存した。