報告書番号

T03051

タイトル（和文）

界面撹拌を伴うLiCl-KCl/Cd系での希土類元素の物質移動係数測定

タイトル（英文）

Evaluation of mass transfer coefficient of Rare Earth Elements with interfacial agitation in LiCl-KCl/Cd system

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

乾式再処理プロセスの主要工程の一つである還元抽出技術について、LiCl-KCl/Cd系で希土類元素の物質移動係数を測定した。ファンタービン翼で界面を撹拌して、回転数をパラメータとした。300回転ないし500回転で、10分程度で平衡に到達することが見いだされた。濃度変化から計算された物質移動係数は8×10の-4乗～5×10の-2乗(cm/sec)の範囲であり、撹拌回転数あるいは撹拌レイノルズ数に対して0.9～1.2次に比例する値であった。温度及び撹拌方向によっても速度に違いが見られ、450℃より500℃で、下向き流より上向き流の方がよりよい結果が得られた。得られた物質移動係数を用いて、単段抽出及び多段抽出での回収率と分離係数の概略的な評価を試みた。今回得られた物質移動係数では、6段の多段抽出器で、槽体積に対する流量の割合を2％/分とするとプロセス設計上の分離回収目標を達成できる見通しを得た。

概要 （英文）

Reductive extraction is one of the main process of pyro-chemical reprocessing for metallic fuel. Mass transfer coefficient of rare earth elements was evaluated in LiCl-KCl/Cd system at 450 and 500C. The interface between salt and Cd was agitated with a fun turbine blade at 30 to 500 rpm. In case of 300 or 500 rpm, the sytem have had reached at equilibrium condition within 10 minutes. The evaluated mass transfer coefficient was 0.0008 to 0.05 cm/sec, which depended on the agitation speed or Reynolds Number. The mass transfer coefficients became larger at 500C than at 450C, and in case of upward stream than in case of downward stream. Evaluation of recovery yield and separation efficiency of each solute were carried out in single-stage continuous-flow extraction and in multi-stages counter-current extraction in LiCl-KCl/Cd system. The mass transfer coefficients obtained in these experiments should be enough for separation and recovery in pyro-reprocessing by using counter-current extraction with 6 stages in case that the flow rare of both salt and Cd keep 2%/min.

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