ホーム > 特許ランキング > オーシーピー エス．アー．
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-19
(54)【発明の名称】ウランの回収のためのプロセス
(51)【国際特許分類】
C22B 60/02 20060101AFI20231212BHJP
C22B 3/20 20060101ALI20231212BHJP
C22B 3/22 20060101ALI20231212BHJP
C22B 3/44 20060101ALI20231212BHJP
C22B 1/02 20060101ALI20231212BHJP
C22B 3/24 20060101ALI20231212BHJP
【ＦＩ】
C22B60/02
C22B3/20
C22B3/22
C22B3/44 101Z
C22B1/02
C22B3/24
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023519288
(86)(22)【出願日】2020-09-25
(85)【翻訳文提出日】2023-05-15
(86)【国際出願番号】 US2020052777
(87)【国際公開番号】W WO2022066169
(87)【国際公開日】2022-03-31
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523108496
【氏名又は名称】オーシーピー エス．アー．
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】ディバ， ドリス
(72)【発明者】
【氏名】エル マフディー， ムニル
(72)【発明者】
【氏名】ベリー， ウィリアム ダブリュー．
(72)【発明者】
【氏名】バルーディ， トーマス イー．
【テーマコード（参考）】
4K001
【Ｆターム（参考）】
4K001AA33
4K001BA24
4K001CA11
4K001DB16
4K001DB22
4K001DB35
(57)【要約】
本開示は、単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスと、少なくとも勾配溶離または樹脂クラウディングプロセスとを含む、連続イオン交換（ＣＩＸ）プロセスを含む、ウランを回収する方法を説明する。本開示はまた、単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸシステムと、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステムとを含む、装置を説明する。本開示は、取得されたウランの純度を高めるために、１つまたはそれを上回るＣＩＸプロセスおよび少なくとも勾配溶離または樹脂クラウディングプロセスの組み合わせを伴う、源からウランを回収するための装置およびプロセスを説明する。実施形態では、本明細書に説明されるウランを回収するための装置およびプロセスは、ＣＩＸ装置と、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステムとを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウランを回収するための単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置であって、ａ）勾配溶離（ＧＥ）または樹脂クラウディング（ＲＣ）システムを含む一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）一次再生溶液蒸発システムと、
ｃ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｄ）酸性化ウラニル塩溶液沈殿システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと
を備え、
随意に、前記システムは、前記一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを備える、単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置。
【請求項2】
ウランを回収するための二重サイクルＣＩＸ装置であって、以下、すなわち、ａ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む二次ＣＩＸシステムと、
ｃ）二次再生溶液沈殿システムと、
ｄ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと
を含み、
随意に、前記一次または二次ＣＩＸシステムのうちの一方のみが、ＧＥまたはＲＣシステムを備え、他方は、ＧＥまたはＲＣシステムを備えておらず、
随意に、前記システムは、前記一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを備える、二重サイクルＣＩＸ装置。
【請求項3】
前記一次ＣＩＸシステムは、キレートまたは錯化カチオン交換（ＣＥ）媒体を備え、前記二重サイクルＣＩＸ装置の二次ＣＩＸシステムは、アニオン交換（ＡＥ）媒体を備える、請求項１に記載の単一サイクルＣＩＸ装置または請求項２に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
【請求項4】
前記ＧＥまたはＲＣシステムは、１つまたはそれを上回る区域を備える、請求項１－３のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
【請求項5】
前記ＧＥシステムは、異なる強度の酸または塩基を前記固体媒体に適用するための異なる区域を備える、または前記ＲＣシステムは、ｐＨ調節された二次再生溶液を適用するための異なる区域を備える、請求項４に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
【請求項6】
前記ＧＥまたはＲＣシステムは、前記ＡＥまたはＣＥ媒体を再生するための区域を備える、請求項４または５に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
【請求項7】
ウランを回収する方法であって、前記方法は、ａ）ウランの源を提供するステップと、
ｂ）ウランを結合させる固体媒体を含む１つまたはそれを上回るＣＩＸシステムを提供するステップと、
ｃ）前記ウランを前記固体媒体に結合させる条件下で、前記ウランの源を前記固体媒体に適用するステップと、
ｄ）単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスによって前記ウランを回収するステップと
を含み、
前記単一サイクルＣＩＸプロセスは、ＧＥまたはＲＣプロセスを備え、
前記二重サイクルイオン交換プロセスは、ＧＥおよび／またはＲＣプロセスを備える、方法。
【請求項8】
前記ＣＩＸシステムは、前記単一サイクルＣＩＸプロセスにおいて使用される前記一次ＣＩＸシステムである、または２つのＣＩＸシステムが、存在し、前記２つのＣＩＸシステムは、前記二重サイクルＣＩＸプロセスにおいて使用される前記一次および二次ＣＩＸシステムである、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記一次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させるキレートまたは錯化カチオン交換（ＣＥ）樹脂を備え、前記二次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させるアニオン交換（ＡＥ）樹脂を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記方法はさらに、ステップｃ）の前に前記ウランの源を前処理するステップを含み、随意に、前処理するステップは、活性白土、活性炭、活性シリカ、凝集剤、またはそれらの組み合わせを使用して、前記ウランの源を濾過または浄化するステップを含む、請求項７－９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項11】
前記ウランの源は、任意の酸化状態におけるウランを備えるリン酸の源である、請求項７－１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項12】
ＣＥ媒体は、キレート性アミノメチルホスホン酸基を伴う弱酸性ＣＥ媒体、
アミノホスホンキレート媒体、
イミノ二酢酸基を伴うマクロ多孔性ポリスチレン系キレート媒体、または、
ウランを結合させるキレート基、官能性、または部分を有する、またはイミノ二酢酸基、キレート性アミノメチルホスホン酸基、またはアミノホスホン基を備える薬品を含む組成物または材料であって、随意に、前記組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、またはヒドロゲルを備える、組成物または材料
を備える、請求項７－１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項13】
単一サイクルＣＩＸプロセスによって、または二重サイクルＣＩＸプロセスによって前記ウランを回収するステップは、アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を前処理し、前記ＣＥ媒体中の遊離酸を中和し、続けて、約９．０を上回るｐＨにおける炭酸アルカリ溶液を用いて前記ＣＥ媒体を再生し、ウラン装填一次再生溶液および再生されたＣＥ媒体を生成するステップを含み、随意に、前記ＣＥ媒体を前処理するための前記アルカリ溶液は、水酸化アンモニウムまたは水酸化ナトリウムを備える、請求項７－１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項14】
炭酸アルカリ溶液を用いて前記ＣＥ媒体を再生するステップは、前記ウランをアニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、前記アニオン性炭酸ウラニル錯体を備える前記ウラン装填一次再生溶液を生成するステップを含み、前記炭酸アルカリ溶液は、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、または炭酸カリウムを備え、随意に、前記ＣＥ媒体を再生するステップはさらに、前記ＣＩＸプロセスへの前記ＣＥ媒体の再進入の前に、前記再生されたＣＥ媒体を水または弱酸性溶液を用いて洗浄するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、蒸発ユニット内で前記ウラン装填一次再生溶液を濃縮し、含水量を低減させ、過剰な炭酸アルカリを分解し、続けて、前記溶液のｐＨを低減させ、ウラニル沈殿物を形成するステップを含み、随意に、前記方法はさらに、前記ウラニル沈殿物を濾過し、続けて、水を用いて前記沈殿物を洗浄し、前記ウラニル沈殿物から過剰な炭酸アルカリまたは混入した炭酸塩／重炭酸塩を除去するステップを含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項16】
前記方法はさらに、酸溶液を用いて前記ウラニル沈殿物を消化し、ウラニル塩溶液を生成するステップを含み、随意に、前記酸溶液は、硫酸、硝酸、または塩酸を備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記方法はさらに、アルカリ溶液を用いて前記ウラニル塩溶液を処理し、前記溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、前記アルカリ溶液は、水酸化アルカリを備え、随意に、前記アルカリ溶液は、約ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記方法はさらに、過酸化ウラニル沈殿物を形成するために十分な量において過酸化水素を前記ｐＨ調節溶液に添加するステップを含み、随意に、前記方法はさらに、（ｉ）前記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて前記沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）前記沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて前記沈殿物をリパルプし、続けて、前記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、前記ｐＨ調節溶液から前記過酸化ウラニル沈殿物を分離するステップを含み、随意に、前記方法はさらに、水を用いて前記過酸化ウラニル沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項19】
前記方法はさらに、前記過酸化ウラニル沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記方法はさらに、前記乾燥固体を分解または焼成し、酸化ウランを形成するために十分な温度まで前記乾燥固体を加熱するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記二重サイクルイオン交換プロセスはさらに、アニオン交換（ＡＥ）媒体を含む第２のＣＩＸシステムにおいて前記ウラン装填一次再生溶液を処理するステップを含み、前記アニオン性炭酸ウラニル錯体は、前記ＡＥ媒体に移送される、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項22】
前記ＡＥ媒体は、１型第４級アンモニウムを含む官能基を備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記方法はさらに、水溶液を用いて前記ＡＥ媒体を処理し、洗浄されたＡＥ媒体を生成するステップを含む、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項24】
前記方法はさらに、酸性溶液を用いて前記洗浄されたＡＥ媒体を処理し、前記ＡＥ媒体からウランを除去し、カチオン形態における前記ウランを含有するウラン装填二次再生溶液と、再生されたＡＥ媒体とを生成するステップを含み、随意に、前記酸性溶液は、希硫酸、硝酸、または塩酸を備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記方法はさらに、アルカリ溶液を用いて前記ウラン装填二次再生溶液を処理し、前記溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、前記アルカリ溶液は、１０％～約３０％に及ぶ濃度における水酸化アルカリ、水酸化アンモニウム、または水酸化ナトリウムを備え、随意に、前記アルカリ溶液は、ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、請求項２１－２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項26】
前記方法はさらに、過酸化ウラニル沈殿物を形成するために十分な量において過酸化水素を前記ｐＨ調節溶液に添加するステップを含み、随意に、前記方法はさらに、（ｉ）前記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて前記沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）前記沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて前記沈殿物をリパルプし、続けて、前記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、前記ｐＨ調節溶液から過酸化ウラニル沈殿物を分離するステップを含み、随意に、前記方法はさらに、水を用いて前記過酸化ウラニル沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記方法はさらに、前記過酸化ウラニル沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項28】
前記方法はさらに、前記乾燥固体を分解または焼成し、酸化ウランを形成するために十分な温度まで前記乾燥固体を加熱するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記一次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを備え、前記二次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを備える、または、前記一次および二次ＣＩＸシステムは、ＧＥおよび／またはＲＣシステムを備える、
請求項１２－２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項30】
前記単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施される前記ＧＥプロセスは、前記再生前処理ステップの間に一次ＣＥ媒体に希釈塩基溶液を適用するステップを含む、請求項１２－２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項31】
前記ＧＥプロセスは、増加した強度の前記希釈塩基溶液を適用し、前記一次ＣＥ媒体から非ウランカチオンを除去するステップを含み、随意に、前記希釈塩基溶液は、炭酸アンモニウム溶液、希釈炭酸ナトリウム溶液、または希釈炭酸カリウム溶液を備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項32】
前記単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施される前記ＲＣプロセスは、希酸を用いて前記ウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含み、随意に、前記ウラン装填一次再生溶液の一部は、前記一次ＣＥ媒体への前記一次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、請求項１２－３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項33】
前記ＲＣプロセスはさらに、前記再生前処理ステップの間に前記一次ＣＥ媒体上に前記クラウド溶液を適用するステップを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
前記二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施される前記ＧＥプロセスは、前記再生前処理ステップの間に二次ＡＥ媒体に弱酸性溶液を適用するステップを含む、請求項１２－１４および２１－３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項35】
前記ＧＥプロセスは、増加した強度の前記弱酸性溶液を適用し、前記二次ＡＥ媒体から非ウランアニオンを除去するステップを含み、随意に、前記弱酸性溶液は、弱硫酸溶液、弱塩酸溶液、または弱硝酸溶液を備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項36】
前記二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施される前記ＲＣプロセスは、弱塩基を用いて前記ウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含み、随意に、前記ウラン装填二次再生溶液の一部は、前記二次ＡＥ媒体への前記二次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、請求項１２－１４および２１－３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項37】
前記ＲＣプロセスはさらに、前記再生前処理ステップの間に前記二次ＡＥ媒体上に前記クラウド溶液を適用するステップを含み、これは、前記二次ＡＥ媒体がウランを装填された後、前記二次ＡＥ媒体の再生前に行われる、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ウランの回収のためのプロセスおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ウランは、我々の日常生活において多くの方法で使用される、重要な重金属である。実施例として、ウランは、原子力発電所において電気を発生させるための核燃料を提供する。これはまた、産業的には放射性同位体として、診断目的のために医療において、食料の保存において、および作物栽培および家畜飼育において使用される。ウランは、地殻中、岩石中、および海水中に見出され、海から回収されることができる。しかしながら、これは、経済的に回収可能なほど海水中に十分に濃縮されていない。
【0003】
ウランはまた、リン鉱石中に見出され、異なるプロセスが、リン鉱石から生成されるリン酸からのウランの回収のために開発されている。プロセスのうちの３つは、抽出剤としてジ（２－エチルヘキシル）リン酸およびトリオクチルホスフィンオキシドを使用する、オークリッジ国立研究所において開発されたＤＥＰＡ－Ｔｏｐｏプロセス、抽出剤としてオクチルフェニル酸性リン酸エステルを使用する、同様にオークリッジ国立研究所において開発されたＯＰＡＰプロセス、および抽出剤としてオクチルピロリン酸を使用する、Ｄｏｗによって開発されたＯＰＰＡプロセスを含む。しかしながら、これらのプロセスは、抽出剤が、ある種の希釈剤、例えば、高純度ケロシン様溶液上で溶解され、次いで、回収プロセスのために本希釈形態において使用される、溶媒抽出（ＳＸ）技術に基づく。これらの溶媒抽出システムと関連付けられる動作上の問題、特に、Ｕ抽出プロセス後に微量の溶媒がリン酸プロセスに進入し、ゴムライニングされた機器における大きな問題をもたらし得る潜在性を排除するために、非溶媒抽出システムを開発することが、着目されている。
【0004】
リン酸は、リン鉱石中のウランの出発含有量に応じて、代替のウランの源となる。湿式プロセスリン酸中のウランの存在は、明確に確立されており、湿式プロセスリン酸からのウランの回収もまた、商業的に実践されている。また、イオン交換システムが、ウランを回収するために使用されており、固定床イオン交換システムが、種々の従来の硫酸塩および炭酸塩溶液（非リン鉱石源）からウランを回収するために事実上使用されている。典型的には、これらの溶液は、種々の鉱石の浸出から、またはいわゆる「原位置」浸出から生成され、浸出溶液が、地中に注入され、Ｕ担持物質を浸出させ、次いで、揚水井戸システムにおいて回収される。
【0005】
米国特許第９，７０２，０２６号は、単一または二重サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）システムを使用する、湿式プロセスリン酸からのウランの回収のためのプロセスを開示している。従来技術のＣＩＸシステムは、湿式プロセスリン酸からのウランの回収を簡略化するが、回収されるウランの純度を高めるための改良が、依然として必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、勾配溶離および／または樹脂クラウディングのプロセスを伴う、ウランを回収するための改良された方法を説明する。実施形態では、勾配溶離および樹脂クラウディングは、１つまたはそれを上回るＣＩＸプロセスと組み合わせて使用される。実施形態では、本方法は、勾配溶離または樹脂クラウディングプロセスを含む、単一ＣＩＸプロセス（単一サイクルＣＩＸプロセス）を含む。実施形態では、本方法は、それぞれ勾配溶離または樹脂クラウディングプロセスを含む、２つのＣＩＸプロセス（二重サイクルＣＩＸプロセス）を含む、またはＣＩＸプロセスのうちの一方のみが、勾配溶離または樹脂クラウディングプロセスを含む。
【0007】
本開示はまた、単一または二重サイクルＣＩＸシステムと、ウランを回収するための少なくとも勾配溶離または樹脂クラウディングシステムとを含む、ＣＩＸ装置を説明する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【0009】
【0010】
【図3】図３は、図１および図２に示される単一または二重サイクルＣＩＸプロセスの一部であり得る、例示的勾配溶離システムおよびプロセスを示す。本例示的勾配溶離プロセスでは、勾配溶離プロセスは、ＡＥ（すなわち、アニオン交換）樹脂媒体を含む、二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸプロセスの一部として含まれる。ＡＥ媒体（１）は、一次再生溶液からの炭酸ウラニル錯体を装填されている。樹脂が区域Ｘから区域Ｘ－１に進むにつれて、増加した強度の例示的酸（２）－（４）、すなわち、硫酸が、樹脂に添加され、炭酸ウラニルを伴うＡＥ媒体上に装填された汚染物質を除去する。区域Ｘ－２において、ウラン装填二次再生溶液が、生成される。ＡＥ媒体は、最終的に、最も強い酸（６）を用いて再生され、二次ＣＩＸプロセスへの再進入の前に水を用いて洗浄される。
【0011】
【図4】図４は、図１および図２に示される単一または二重サイクルＣＩＸプロセスの一部であり得る、例示的樹脂クラウディングプロセスを示す。本例示的樹脂クラウディングプロセスは、ＡＥ樹脂を含む、二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸプロセスの一部である。ＡＥ媒体（１）は、一次再生溶液からの炭酸ウラニル錯体を装填されている。ウラン装填二次再生溶液の一部が、アンモニア等の弱塩基（３）を用いて調節され、ＡＥ媒体に適用される。媒体が区域Ｘから区域Ｘ－２に進むにつれて、ｐＨ調節のため、アニオン形態に変換された、二次再生溶液中のウランは、ＡＥ媒体上に装填され、ＡＥ樹脂上の汚染物質を変位させる。区域Ｘ－２において、ウラン装填二次再生溶液が、生成される。ＡＥ樹脂は、最終的に、最も強い酸（４）を用いて再生され、ＣＩＸプロセスへの再進入の前に洗浄される。
【0012】
図３および図４の両方では、二次ＣＩＸシステムが構成される方法に応じて、区域Ｘは、例えば、合計３０個の区域を有するシステムにおける区域２７等の任意の区域であり得る。最適化された動作のために使用され得る、可能性として考えられる構成に固有のかなりの程度の柔軟性が、存在するため、「Ｘ」は、二次ＣＩＸシステムの具体的区域を表すために使用される。区域Ｘ－区域Ｘ－４は、勾配溶離または樹脂クラウディングシステムの一部である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
詳細な説明
本開示は、取得されたウランの純度を高めるために、１つまたはそれを上回るＣＩＸプロセスおよび少なくとも勾配溶離または樹脂クラウディングプロセスの組み合わせを伴う、源からウランを回収するための装置およびプロセスを説明する。実施形態では、本明細書に説明されるウランを回収するための装置およびプロセスは、ＣＩＸ装置と、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステムとを含む。本明細書に説明されるＣＩＸ装置（およびプロセス）は、単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸ装置（およびプロセス）と、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステム（およびプロセス）とを含む。実施形態では、単一サイクルＣＩＸ装置は、単一ＣＩＸ（一次ＣＩＸ）システムを有し、二重サイクルＣＩＸ装置は、２つのＣＩＸシステム、すなわち、一次ＣＩＸシステムと、二次ＣＩＸシステムとを有する。実施形態では、勾配溶離プロセスおよび／または樹脂クラウディングプロセスは、二重サイクルＣＩＸ装置の一方または両方のサイクルにおいて使用されることができる。
本開示は、取得されたウランの純度を高めるために、１つまたはそれを上回るＣＩＸプロセスおよび少なくとも勾配溶離または樹脂クラウディングプロセスの組み合わせを伴う、源からウランを回収するための装置およびプロセスを説明する。実施形態では、本明細書に説明されるウランを回収するための装置およびプロセスは、ＣＩＸ装置と、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステムとを含む。本明細書に説明されるＣＩＸ装置（およびプロセス）は、単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸ装置（およびプロセス）と、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステム（およびプロセス）とを含む。実施形態では、単一サイクルＣＩＸ装置は、単一ＣＩＸ（一次ＣＩＸ）システムを有し、二重サイクルＣＩＸ装置は、２つのＣＩＸシステム、すなわち、一次ＣＩＸシステムと、二次ＣＩＸシステムとを有する。実施形態では、勾配溶離プロセスおよび／または樹脂クラウディングプロセスは、二重サイクルＣＩＸ装置の一方または両方のサイクルにおいて使用されることができる。
【0014】
用語「回収」、「単離」、「除去」、「抽出」、および「精製」は、源からのウラン等の生成物を取得することを指すために同義的に使用される。実施形態では、ウランを回収することは、酸化ウラニル、炭酸ウラニル、水酸化ウラニル、三炭酸ウラニルアンモニウムを含む、ウラニルアンモニウム化合物、および同等物を含む、種々の化学形態におけるウランを取得することを含む。ウランを回収することはまた、ウラニルイオンを取得することを含む。本明細書に使用されるような用語「ウラン」または「Ｕ」は、種々の化学形態におけるウランを指す。
【0015】
ウランの源は、ウランを含有する、任意の源であり得る。本明細書に説明される方法において使用されるウランの源は、リン酸（Ｐ２Ｏ５）またはリン酸原料等、ウランを含有するリン酸の源を含む。実施形態では、リン酸の源は、湿式プロセス（ＷＰ）リン酸からのものである。ＷＰリン酸は、回収されたリン鉱石を硫酸を用いて分解し、取得されたスラリーを濾過することによって取得される。リン鉱石の性質に応じて、鉱石中に含有され得るウランの大部分は、溶解され、リン酸流に運ばれる。ＷＰリン酸は、世界でリン酸の９０％以上を製造するために使用されている。電気炉プロセス（ＥＦＰ）が、残りのリン酸を生成するために使用されている。ＷＰによって生成されるリン酸の大部分は、肥料生産のために使用されている。ＷＰリン酸は、ＥＦＰリン酸よりも純度が低く、濃度が低く、生成することがはるかに安価である。わずかな割合のＷＰリン酸が、より高い品質、すなわち、工業等級またはさらには食品等級リン酸を生成するために、典型的には、異なる溶媒抽出プロセスにおいて処理される。ＥＦＰによって生成されるリン酸（９５～１００％）は、種々の産業および食品使用のために使用される。ＥＦＰリン酸は、ＷＰリン酸よりもはるかに純度が高く、濃度が高く、生成することがはるかに高価である。また、ＥＦＰ生成リン酸は、原材料のリン鉱石中のウランが全て、プロセスにおいて鉱滓産業廃棄物に運ばれるため、いかなるウランも含有しない。
【0016】
実施形態では、ＷＰリン酸を生成するために処理され得、かつあるレベルのウランを含有する任意のリン鉱石が、ウランを回収するための源として好適である。
【0017】
実施形態では、ウランの源は、任意の化学的および酸化状態または形態におけるウランを含む。「任意の化学的および酸化状態におけるウラン」は、源の中に溶解されるウランを指す。実施例として、リン酸プラントにおけるリン鉱石および硫酸の反応からのリン酸の調製の間にリン酸中に溶解されるウランである。ウランは、＋４または＋６のいずれかの酸化状態にあり得、イオン交換媒体によって抽出され得る、カチオン錯体として存在する可能性が最も高い。
【0018】
ＣＩＸシステムおよびプロセスは、１９８０年代初頭に開発された。技術の進歩に伴って、第２および第３世代のＣＩＸシステムが、開発されており、これは、より少ない水を使用し、より少ない化学物質を消費し、したがって、運用費用を低減させる。連続イオン交換器は、多数の処理ステップを可能にするように構成され得る、複数の樹脂チャンバを有する。例えば、プロセスにおける抽出ステップのために構成される、いくつかのチャンバが、存在し得る。これに、樹脂洗浄、樹脂再生、および同等物を可能にするためのチャンバの構成が続くことができる。給送溶液からの１つまたはそれを上回る成分の抽出のためのイオン交換は、概して、最初に行われ、これは、所望のイオンをカラム上に移送する。これに、概して、樹脂から混入した給送溶液を除去するための水洗浄ステップが続く。これに、カラムの再生およびカラムからの抽出されたイオンの除去が続く。再生後、別の水洗浄ステップが、任意の再生溶液の損失を最小限にするために使用される。ＣＩＸシステムの利点は、イオン交換プロセスの中断を伴わない樹脂媒体の洗浄および再生を含む。加えて、付加的プロセスステップ、例えば、複数の再生溶液、装填後および水洗浄前の樹脂の後処理、および同等物が、ＣＩＸシステム構成に組み込まれることを可能にする、アプローチにおける固有の柔軟性が、存在する。これらの追加されるプロセス構成は、固定床ユニット等の他のイオン交換接触システムでは実践的ではない。さらに、本柔軟性は、過去に（以前の接触システムで）実践的と見なされなかったプロセスへのイオン交換用途に関する査定に対する全く異なるアプローチを可能にする。
【0019】
本明細書に説明されるＣＩＸ装置およびプロセスと従来技術の方法論、例えば、溶媒抽出方法との間の主な差異は、本明細書に説明されるＣＩＸ装置およびプロセスにおいて、固体、ポリマー、官能化材料が、源からウランを抽出するために使用されることである。高純度ケロシン等のいかなる液体抽出剤および希釈溶媒も、使用されない。したがって、エマルション形成および火事／爆発リスクと関連付けられる問題は、本質的に排除される。ケロシン等の有機希釈剤の必要性の排除はまた、混入した溶媒材料からもたらされるであろう、既存の動作における下流損傷の潜在性を排除する。
【0020】
下記に説明されるキレートまたは錯化カチオン交換（ＣＥ）およびアニオン交換（ＡＥ）の両方のためのプロセスおよびシステムは、連続イオン交換（ＣＩＸ）機器システムにおいて実行される。使用されるシステムは、複数の固体媒体チャンバと、連続溶液給送および排出を可能にする、本システムへの／からの複数の給送および排出ポートとが存在する、連続動作である。本システムは、ポートが、種々の様式で構成され得、いったん動作すると、固体媒体チャンバが、いかなるプロセスフローの中断も伴わずに、１つのポートまたは区域面積から別のものに移送されるようなものである。
【0021】
実施形態では、ＣＩＸシステムのタイプの実施例は、１９８０年代初頭に開発された、Ｃａｌｇｏｎ ＩＳＥＰシステム（米国特許第４５２２７２６号）を含む。本システムでは、システムに／から流体を指向する、固定された入口および排出分配器配列が、存在する。チャンバを１つの区域から次のものに移動させる回転テーブル上に据え付けられる、複数の樹脂チャンバが、存在する。別の実施例は、樹脂チャンバが定常のままであることを可能にし、修正された分配システムを介して、流体を１つのチャンバから次のものに移動させ、チャンバを移動させるために回転プラットフォームを利用するシステムにおけるもののようにサンプル応答を提供する、修正された入口／出口流体分配配列を有する、ＩＯＮＥＸユニットであろう。これらのタイプのシステムは、本プロセスを実行するために必要とされる複数のステップを実行するために不可欠である。
【0022】
流体分配のためにマニホールドを利用する、固定床ユニット等のより従来のタイプのイオン交換システムは、十分に柔軟性ではなく、実践的な観点から実行され得るプロセスステップの数において限定される。同様に、樹脂がユニットの１つの区分から別のものに周期的にパルス化される、「パルス床」ユニット等のいわゆる半連続イオン交換システムは、真に連続的な流体流動および動作応答を可能にしない。プロセスの性質は、複数のステップが、中断を伴わずに実行される必要性があり、イオン交換機器システムの全体的複雑性が、最小限にされる必要があるようなものである。言及されるもの等の真に連続的なシステムが、本要件を満たす。
【0023】
また、本明細書に説明される装置およびプロセスでは、ウランの源、例えば、リン酸源は、リン酸施設に戻されることができる。本明細書に説明される装置およびプロセスは、再生薬品または薬品の組み合わせを使用する媒体の再生を含む。
【0024】
さらに、ＣＩＸの場合では、固体媒体（すなわち、樹脂または同等の材料）は、ウランの源においていかなる可溶性も有していないため、イオン交換カラムにおいて使用される固体媒体の付加的後処理のいかなる必要性も、存在しない。加えて、固体媒体中に含有されるウランは、続けて、本明細書に説明されるプロセスの再生段階において除去される。
（単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置およびプロセス）
（単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置およびプロセス）
【0025】
本明細書に説明されるウランを回収するプロセスは、単一サイクルＣＩＸ装置およびプロセスを含む。単一サイクルＣＩＸプロセスでは、固体接触媒体が、単一ＣＩＸサイクルにおいてウランの源からウランを抽出するために使用される。単一サイクルＣＩＸ装置およびプロセスの例示的実施形態が、図１に示される。
【0026】
実施形態では、単一サイクルＣＩＸ装置は、以下の主要なシステム（ポート）を含む。
・ウランの源の冷却およびウランの源の濾過および／または浄化を含み得る、前処理システム、
・（一次ＣＩＸシステムの）一次前処理および再生溶液の調製のために要求されるシステムおよび通常関連付けられる周辺機器、例えば、サージタンク、アンモニア水調製、炭酸アンモニウム調製（一次再生溶液である）、水洗浄給送システム、および同等物とともに、一次ＣＩＸシステムを含有する、一次連続接触（または一次ＣＩＸ）システム、
○ウランの源からの汚染物質のさらなる除去のための、一次連続接触システムの一部であり得る、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステム（サブポートまたはサブシステム）、
・一次再生溶液を濃縮し、過剰な炭酸アンモニウムの分解によってｐＨを低減させるために要求される、一次再生溶液蒸発システム、
・沈殿ウラニル材料が、濾過され、洗浄され、次いで、酸溶液を用いて消化され、ウラニル化合物を分解し、酸性化ウラニル塩溶液を生成する、ウラニル沈殿物濾過、洗浄、および消化システム、
・酸性化ウラニル塩溶液が、ｐＨ調節され、可溶性ウランが、不溶性ウラニル化合物として沈殿される、酸性化ウラニル塩溶液沈殿（ウラン沈殿）システム、
・不溶性ウラニル化合物が、洗浄され、続けて、ウラニル化合物が、乾燥および焼成され、ある形態のウラン、例えば、酸化ウランを生成する、沈殿ウラン洗浄および焼成システム。
・ウランの源の冷却およびウランの源の濾過および／または浄化を含み得る、前処理システム、
・（一次ＣＩＸシステムの）一次前処理および再生溶液の調製のために要求されるシステムおよび通常関連付けられる周辺機器、例えば、サージタンク、アンモニア水調製、炭酸アンモニウム調製（一次再生溶液である）、水洗浄給送システム、および同等物とともに、一次ＣＩＸシステムを含有する、一次連続接触（または一次ＣＩＸ）システム、
○ウランの源からの汚染物質のさらなる除去のための、一次連続接触システムの一部であり得る、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステム（サブポートまたはサブシステム）、
・一次再生溶液を濃縮し、過剰な炭酸アンモニウムの分解によってｐＨを低減させるために要求される、一次再生溶液蒸発システム、
・沈殿ウラニル材料が、濾過され、洗浄され、次いで、酸溶液を用いて消化され、ウラニル化合物を分解し、酸性化ウラニル塩溶液を生成する、ウラニル沈殿物濾過、洗浄、および消化システム、
・酸性化ウラニル塩溶液が、ｐＨ調節され、可溶性ウランが、不溶性ウラニル化合物として沈殿される、酸性化ウラニル塩溶液沈殿（ウラン沈殿）システム、
・不溶性ウラニル化合物が、洗浄され、続けて、ウラニル化合物が、乾燥および焼成され、ある形態のウラン、例えば、酸化ウランを生成する、沈殿ウラン洗浄および焼成システム。
【0027】
単一サイクルＣＩＸプロセスはまた、ウラン貯蔵および自動的包装システムおよびステップを含むことができ、これは、標準的動作であり、ここでは詳細に説明されない。単一サイクルＣＩＸプロセスは、ウランを回収するために、単一サイクルＣＩＸ装置を使用する。単一サイクルＣＩＸプロセスは、下記に説明される。
【0028】
前処理システムおよびプロセス：前処理システム（およびプロセス）は、要求されないが、本システム内の固体の蓄積を最小限にするために、ウランの源から懸濁固体を除去するために使用されることができる。ウランの源が、懸濁固体を含有しない場合、前処理システム（プロセス）は、必要ではない。ウランの源としてリン酸を使用すると、前処理システムは、リン酸から懸濁固体を除去するためにＣＩＸプロセスにおいて使用される。ウランの源は、源における懸濁固体を具体的標的レベルまたは約１，０００ｐｐｍ未満まで除去するために、浄化システムにおいて処理される。浄化された源は、次いで、研磨濾過システムにおいて処理され、微量の固体が、１００ｐｐｍ未満のレベルまで低減される。ＣＩＸ動作自体の中に日常的な、時として頻繁な「清浄化」ステップが、存在するため、固定床イオン交換または溶媒抽出システムと異なり、あるレベルの固体が、ＣＩＸプロセスにおいて許容可能であることに留意することが重要である。流入するウランの源（１）は、冷却され、続けて、懸濁固体および微量の色体の除去のために処理され得る。固体は、元の源に戻されることができる。例えば、リン酸源（ウランの源）からの固体は、リン酸施設に戻されることができる。冷却システムは、随意であり、現場特有であり得る。
【0029】
実施形態では、前処理システムにおいてウランの源を前処理することは、石膏／リン酸分離フィルタからのリン酸への活性白土の添加、続けて、固体を凝固させるための凝集材料の添加を含み、結果として生じる混合物は、浄化（沈降）システムに送られる。浄化された酸は、次いで、残留する微量の固体を除去するために、研磨フィルタにおいて処理される。典型的には、活性白土が、使用されることができるが、活性シリカ、活性炭粉末、および同等物等の他の凝固材料もまた、活性白土の代わりに使用されてもよい。有機凝集剤は、固体の浄化を強化するために添加される。この時点での添加の主要な機能は、給送源における懸濁固体の凝固を強化し、液体からの固体の最終的な沈降を強化するための支援を提供することである。
【0030】
実施形態では、前処理システム（プロセス）は、白土添加、凝集剤添加、および浄化のためのシステム（プロセスまたはステップ）、続けて、研磨濾過のためのシステム（プロセスまたはステップ）を含む。全てのこれらのシステム（プロセス）は、ウランの源からの固体の除去のためのものである。
【0031】
一次連続接触（または一次ＣＩＸ）システム：一次ＣＩＸシステム（およびプロセス）は、２つのステップ、すなわち、標的種、すなわち、この場合ではウランを除去するためのイオン交換抽出ステップと、固体媒体の再生とを実施する。ウランの源（４）、随意に、前処理されたウランの源は、最初に、一次ＣＩＸシステムに進入し、そこで、これは、適切な一次固体媒体を含む、連続システムと接触させられる。ウランの源が、一次固体媒体を通して通過する際、可溶性ウランは、源から固体媒体に移送される。機構は、イオン交換移送であり得、ウランは、これが源から抽出され、固体媒体に移送されるとき、カチオン形態であり得る。ここではウランが少ない、ウランの源（５）は、次いで、プラントに戻されることができる。実施例として、ウランの源は、一次固体媒体へのウランの移送後にリン酸プラントに戻される、リン酸の源であり得る。源材料のある程度の希釈が、存在し得、したがって、蒸発ユニットが、源材料からの少量の水の除去のために含まれ得ることに留意されたい。ウラン装填一次固体媒体は、樹脂から混入した源溶液を除去するために、最初に、プロセス水（７）を用いて洗浄される。これは、次いで、炭酸アルカリ溶液（６）を用いた処理によって再生され、ウランをアニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、これは、固体媒体から溶液相に移行する。処理は、次いで、再生された一次固体媒体と、アニオン性炭酸ウラニル錯体を含む、ウラン装填一次再生溶液（９）とをもたらす。実施形態では、一次ＣＩＸシステムにおける固体媒体は、イオン交換媒体である。
【0032】
下記に詳細に説明される、勾配溶離または樹脂クラウディングシステム（およびプロセス）は、一次ＣＩＸシステムのサブシステム（サブプロセス）である。
【0033】
源からウランを抽出するための一次固体媒体は、源からのウランをキレートまたは錯化する、任意の材料であり得る。一次固体媒体は、キレートまたは錯化カチオン交換（ＣＥ）媒体を含む。前述で説明されるように、一次固体媒体は、カチオン形態において源からウランを除去する。一次固体媒体は、一次ＣＩＸ樹脂であり得る。一次固体媒体のための有用な樹脂および／または同等の材料の実施例は、以下を含む。
－ＬＥＷＡＴＩＴ（登録商標） ＴＰ ２６０ＴＭ （Ｌａｎｘｅｓｓ， Ｍａｈａｒａｓｈｔｒａ， Ｉｎｄｉａ）等の遷移重金属の選択的回収のためのキレート性アミノメチルホスホン酸基を伴う、弱酸性ＣＥ樹脂、
－ＡＭＢＥＲＬＩＴＥ ＩＲＣ－７４７ＴＭ等のアミノホスホンキレート樹脂（Ｄｏｗ； Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ， Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ， ＰＡ）、
－Ｓ－９３０ＴＭ （Ｐｕｒｏｌｉｔｅ ｒｅｓｉｎ， Ｂａｌａ Ｃｙｎｗｙｄ， ＰＡ）等の重金属のカチオンの選択的回収のために設計される、イミノ二酢酸基を伴う、マクロ多孔性ポリスチレン系キレート樹脂、
－ウランを結合させるキレート基、官能性、または部分、例えば、イミノ二酢酸基、アミノメチルホスホン酸基、アミノホスホン基、または類似するキレート官能性または部分を有する薬品を含む、組成物または材料。随意に、組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、ナノワイヤ、または他のナノ構造、またはヒドロゲルを含む。薬品はまた、非樹脂固体または半固体材料であり得る。
－ＬＥＷＡＴＩＴ（登録商標） ＴＰ ２６０ＴＭ （Ｌａｎｘｅｓｓ， Ｍａｈａｒａｓｈｔｒａ， Ｉｎｄｉａ）等の遷移重金属の選択的回収のためのキレート性アミノメチルホスホン酸基を伴う、弱酸性ＣＥ樹脂、
－ＡＭＢＥＲＬＩＴＥ ＩＲＣ－７４７ＴＭ等のアミノホスホンキレート樹脂（Ｄｏｗ； Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ， Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ， ＰＡ）、
－Ｓ－９３０ＴＭ （Ｐｕｒｏｌｉｔｅ ｒｅｓｉｎ， Ｂａｌａ Ｃｙｎｗｙｄ， ＰＡ）等の重金属のカチオンの選択的回収のために設計される、イミノ二酢酸基を伴う、マクロ多孔性ポリスチレン系キレート樹脂、
－ウランを結合させるキレート基、官能性、または部分、例えば、イミノ二酢酸基、アミノメチルホスホン酸基、アミノホスホン基、または類似するキレート官能性または部分を有する薬品を含む、組成物または材料。随意に、組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、ナノワイヤ、または他のナノ構造、またはヒドロゲルを含む。薬品はまた、非樹脂固体または半固体材料であり得る。
【0034】
実施形態では、一次固体媒体は、源からのウランを結合させる、１つまたはそれを上回るキレート基、官能基、または部分を含む、任意の樹脂または同等の材料であり得る。実施形態では、キレート基、官能基、または部分は、リン酸からの高い親和性を用いてウランを結合させる。１つまたはそれを上回るそのような基または部分の実施例は、イミノ二酢酸基、アミノメチルホスホン酸基、およびアミノホスホン基を含む。
【0035】
再生に先立って、一次固体媒体は、前処理される。一次接触ステップからのウランを装填された一次固体媒体は、少量の水（７）を用いて洗浄され、次いで、一次ＣＩＸプロセスの再生前処理ステップに移送される。一次ＣＩＸプロセスの本部分の間、ウラン装填一次固体媒体は、（一次ＣＩＸシステムの）再生サブシステムから退出する、少量の炭酸アルカリ溶液（８）と接触させられ、再生のために一次固体媒体を調製する。炭酸アルカリ溶液（８）は、再生利用されるウラン装填再生溶液の一部である。使用済み前処理溶液は、本システムから退出するウラン装填一次再生溶液（９）と組み合わせられる。
【0036】
一次固体媒体の前処理はまた、再生システムから最初に退出する、ウラン装填一次再生溶液の一部を使用することができる。本初期溶液は、低いウラン含有量を有し、一次固体媒体中のいずれの残留する酸も事実上中和する。これは、一次固体媒体が、再生段階に進入するとき、炭酸アルカリ溶液と反応し、そのｐＨを低減させ得る、いかなる残留する酸も存在しないように、重要である。
【0037】
さらに、いずれかのウランが、前処理溶液中に存在する場合、本ウランは、再生システムの中へのその進入に先立って、固体媒体上に再装填されるであろう。これは、イオン交換部位をウランでクラウディングすることによって、含有される汚染物質からのあるレベルのウラン分離を可能にするさらなる効果を有する。
【0038】
また、一次ＣＩＸプロセスの前処理ステップの一部を上向流モードにおいて動作させることによって、一次固体媒体が、各サイクルの間に膨張され得ることが発見されている。本膨張は、固体媒体の定期的な清浄化を可能にし、ＣＩＸ装置が、固定床システムまたは代替溶媒抽出システムのいずれかよりもはるかに高いレベルの固体を取り扱うことを可能にする。本システム内に蓄積されたいずれの固体も、次いで、本システムから洗除され、使用済み前処理溶液貯蔵面積に移送され、次いで、固体は、廃棄される。実施形態では、ＣＩＸの上向流区分から退出する初期前処理溶液は、固体を含有し得、使用済み前処理溶液貯蔵面積に移送される。固体は、そのまま廃棄されることができる、または使用済み前処理溶液は、固体を廃棄し、使用済み前処理溶液中にいずれのウランも留保するために濾過される。
【0039】
再生前処理ステップの後、前処理された一次固体媒体は、炭酸アルカリ溶液（６）と接触させられ、ウランを除去し、一次固体媒体をその抽出形態に戻す。本ステップでは、炭酸アルカリ溶液は、ウランをアニオン性（抽出形態）、すなわち、アニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、これは、一次固体媒体に対するいかなる親和性も有していない。ウランは、したがって、その抽出形態における一次固体媒体から、ウラン装填一次再生溶液（９）を形成するアルカリ溶液相に移行する。結果として生じる再生溶液（９）は、次いで、アニオン性炭酸ウラニル溶液の濃縮のために、蒸発システム（一次再生溶液蒸発システム）に移送される。一次再生溶液（９）中のウランの濃度は、一次再生溶液の結果として生じる体積が、固体媒体上に装填されるウランの源よりもかなり少ないため、有意に増加される。
【0040】
再生された一次固体媒体は、一次ＣＩＸプロセスに戻る前に、水を用いて洗浄される。
【0041】
実施形態では、好適な炭酸アルカリ溶液は、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、および同等物を含む。適切な溶液の選定は、プラントおよびプロセス全体との適合性に基づく。実施形態では、炭酸アンモニウムは、これが下流蒸発／分解プロセスにおいて分解し、装填される再生溶液のｐＨを低減させ、したがって、ウラン沈殿を可能にするであろう、三炭酸ウラニルアンモニウム（ＡＵＴ）を生成するため、使用される炭酸アルカリである。再生段階の間のｐＨが、最小値を上回ることが重要である。実施形態では、ウラン装填一次再生溶液のｐＨは、約ｐＨ９．０を上回る。ｐＨが、最小値を下回る場合、ウラン装填一次再生溶液中のウランは、一次固体媒体上に再装填され得る。最小値は、選定される炭酸アルカリ溶液に依存する。実施例として、炭酸アンモニウム溶液は、アンモニウムの添加に起因して、約ｐＨ９．８～約ｐＨ１０．５の範囲内のｐＨを有し、これは、本プロセスのために許容可能である。
【0042】
実施形態では、一次固体媒体からウランを除去し、アニオン性ウラニル錯体を形成するために使用される炭酸アルカリ溶液（６）が、炭酸アンモニウムである場合、形成されるアニオン性ウラニル錯体は、三炭酸ウラニルアンモニウムであり、結果として生じるウラン装填一次再生（９）溶液は、三炭酸ウラニルアンモニウム溶液を含む。
【0043】
一次再生溶液蒸発システムおよびプロセス：本システム（およびプロセス）では、アニオン性炭酸ウラニル溶液は、蒸発によって濃縮される。実施形態では、ウラン装填一次再生溶液（９）は、間接蒸気（１０）を使用して、蒸発システムにおいて加熱され、ＡＵＴを濃縮し、過剰な炭酸アルカリを分解し、溶液のｐＨを低減させる。実施形態では、炭酸アルカリ溶液は、炭酸アンモニウムであり、したがって、ＡＵＴを含有する一次再生溶液（９）は、間接蒸気を使用して、蒸発システムにおいて加熱され、ＡＵＴを濃縮し、過剰な炭酸アンモニウムを分解し、溶液からのアンモニアの放出を介して、溶液のｐＨを低減させる。ｐＨが、低減されるにつれて、ウランの可溶性は、低減され、これは、ウラニル沈殿物の形成をもたらす。分解からもたらされる、アルカリ成分、例えば、アンモニア（１１Ｂ）は、回収および再生利用され、結果として生じる溶液は、薄い炭酸アルカリ流（１１Ａ）と組み合わせられる。これは、本システム内の高度な再生利用およびいずれかの結果として生じる使用済み溶液の最小化を可能にする。他の炭酸アルカリも、使用されることができるが、結果として生じるＡＵＴの性質が、加熱に応じて、アンモニア成分が、分解し、溶液から放出され、ｐＨ低減をもたらし、溶液中のウランの可溶性の減少をもたらすようなものであるため、炭酸アンモニウムが、好ましい。これは、ＡＵＴシステムを用いると、加熱および蒸発が、ＡＵＴを分解するであろうため、重要な因子である。炭酸ナトリウムおよびカリウム等の他の炭酸アルカリシステムも、ウラン装填一次再生溶液（９）のｐＨの低減と併用されることができ、これは、ウラニル沈殿をもたらすために、ある形態の酸の使用を要求する。
【0044】
一次再生溶液蒸発システムはまた、再生溶液から分解された化合物、例えば、アンモニアを回収し、化合物の再生利用を可能にするための凝縮器を含む。
【0045】
ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムおよびプロセス：本システム（およびプロセス）では、ウラニル沈殿物（１１）は、最初に濾過され、次いで、少量の水（１２）を用いて洗浄され、濾過ケークを形成する。洗浄された濾過ケークは、次いで、酸（１３）を用いて消化され、ウランを溶解し、酸性化ウラニル塩溶液を生成する。濾過ケークを消化するために使用され得る酸は、硫酸、硝酸、塩酸、および同等物を含む。酢酸、グリコール酸、および同等物等の有機酸もまた、使用されることができるが、一般的な回収の文脈では、これらの有機酸は、実践的ではなく、高価である。本明細書に説明されるプロセスの重要な側面は、プラント全体への新しい材料の導入を最小限にするために、リン酸生成プロセスの他の動作に存在するであろう可能性が最も高い酸を使用することが可能であることである。実施例として、リン酸の源の施設が、Ｈ２ＳＯ４を使用する場合、硫酸が、使用される。生産量の観点から、世界のリン酸プラントの大部分は、リン鉱石のための消化媒体としてＨ２ＳＯ４を使用する。結果として生じる酸性化ウラニル塩溶液（１４）は、次いで、ウランの沈殿のために沈殿システム（酸性化ウラニル塩溶液沈殿システム）に移送される。より低いｐＨの炭酸アルカリを含有する、薄い溶液は、一次ＣＩＸシステムに再生利用（１１Ａ）されることができ、回収されたアルカリまたはアニオン成分（１１Ｂ）と組み合わせられ、再使用されることができる。
【0046】
本システムでは、ウラニル沈殿物を濾過するための濾過サブシステム、ウラニル沈殿物を洗浄し、濾過ケークを形成するための洗浄システム、および酸を用いて濾過ケークを消化し、ウランを溶解し、酸性化ウラニル塩溶液を生成するための消化システムが、存在する。
【0047】
酸性化ウラニル塩溶液沈殿システムおよびプロセス：本ウラン沈殿システム（およびプロセス）では、酸性化ウラニル塩溶液（１４）は、水酸化アンモニウム等のアルカリ溶液（１５）と組み合わせられ、溶液のｐＨを約２．５のｐＨ～約ｐＨ７．０または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に増加させる。ｐＨ調節後、過酸化水素等のウラン沈殿剤（１６）が、添加され、過酸化ウラニル沈殿物またはスラリーが、形成される（１７）。ウラニル沈殿物またはスラリーは、次いで、洗浄および焼成動作（沈殿ウラン洗浄および焼成システム）に移送される。
【0048】
使用され得る他のアルカリ溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムを含む。
【0049】
過酸化水素が、高品質の酸化ウランを生成するための好ましい沈殿剤であるが、他の沈殿剤も、使用されることができる。例えば、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、または水酸化カリウムが、沈殿剤として使用されることができる。これらの沈殿剤は、溶液のｐＨを７またはそれを上回るものに増加させて使用されることができる。実施例として、水酸化アンモニウムの使用は、除去される必要があるより高レベルの不純物を含み得る、より高いｐＨにおける重ウラン酸アンモニウム化合物の形成をもたらすであろう。また、好ましいウラン化合物は、酸化ウランであり、これは、沈殿剤として過酸化水素を用いて形成される。他の沈殿物を用いて形成される他の形態のウランは、電力および防衛のため以外の限定された使用を有する。
【0050】
沈殿ウラン洗浄／焼成システムおよびプロセス：本システム（およびプロセス）では、ウラニル沈殿物（１７）が、本プロセスステップに進入する際、少量のｐＨ調節試薬（１８）が、沈殿物のｐＨを調節するために添加される。沈殿物のｐＨが、低い、例えば、ｐＨ２を下回る場合、アルカリ溶液が、調節のために使用されることができる。ｐＨが、高すぎる、例えば、ｐＨ５を上回る場合、少量の酸性溶液が、添加されることができる。ｐＨを増加させるためのアルカリ溶液の実施例は、水酸化アンモニウムを含み、ｐＨを減少させるための酸性溶液の実施例は、硫酸を含む。
【0051】
本混合物は、次いで、浄化され、増粘されたウラニル沈殿物は、少量の水（１９）を用いて洗浄される。ウラニル固体は、次いで、遠心分離され、回収されたウラニル固体は、乾燥器／焼成器システムに移送され、そこで、ウラニル固体は、分解され、酸化ウラン生成物（２１）を生成する。随意に、本明細書に説明されるようなプロセスはさらに、沈降、濾過、遠心分離、または類似する手順によって溶液相からウラニル沈殿物を分離し、次いで、水を用いてウラニル沈殿物を洗浄するステップを含むことができる。洗浄は、ウラニル沈殿物をフィルタ上で洗浄するステップ、または水を用いてウラニル沈殿物をリパルプするステップ、続けて、沈降または濾過または遠心分離または類似する手順を含み、随意に、さらに、付加的フィルタ洗浄、遠心分離機内の洗浄、または水を用いた随意の付加的リパルプ、続けて沈降を介して、任意の混入した二次溶液（ウランなし）の大部分を除去するために、水を用いたウラニル沈殿物の付加的洗浄を含むことができる。
【0052】
実施形態では、使用される沈殿剤は、過酸化水素であり、したがって、形成されるウラニル沈殿物は、過酸化ウラニル（ＵＯ４ ２Ｈ２Ｏ）である。本明細書に説明されるプロセスは、随意に、沈降、濾過、遠心分離、または同等物によって溶液相から過酸化ウラニルを分離し、次いで、水を用いて過酸化ウラニルを洗浄するステップを含む。本明細書に説明されるプロセスはさらに、乾燥器／焼成器システムにおいて過酸化ウラニルを乾燥させ、乾燥固体材料を形成するステップを含む。乾燥器／焼成器システムにおいて、過酸化ウラニルは、過酸化ウラニルを分解または焼成し、酸化ウラン化合物、例えば、Ｕ３Ｏ８を形成するために十分な温度まで加熱される。
【0053】
本段階における沈殿ウランが、所望される場合、乾燥した過酸化Ｕ材料を生成するために、焼成を伴わずに洗浄および乾燥され得る、過酸化ウラニル化合物であることに留意されたい。しかしながら、典型的には、材料は、商業のための標準的製品を生成するために、酸化ウラン（Ｕ３Ｏ８）を生成するために焼成される。
【0054】
ウラニル沈殿物の洗浄からの使用済み溶液は、収集され、濾過される。実施形態では、使用済み溶液は、プラント全体の水性使用済み溶液量（２０）を最小限にするために、上流プロセスに再生利用される。
【0055】
実施形態では、焼成された酸化物生成物（Ｕ３Ｏ８）は、軽く粉砕され、次いで、貯蔵および出荷のためにドラム缶の中に投入および装填される。含有されるドラム缶装填システムが、発塵の潜在性を最小限にするために使用されることができる。
二重サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）システムおよびプロセス
二重サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）システムおよびプロセス
【0056】
本明細書に説明されるウランを回収するプロセスはまた、二重サイクルＣＩＸ装置およびプロセスを含む。二重サイクルＣＩＸプロセスでは、２つの別個の固体接触媒体が、ウランの源からウランを抽出するために使用される。二重サイクルＣＩＸ装置およびプロセスの例示的実施形態が、図２に示される。
【0057】
実施形態では、ウラン回収のための二重サイクルＣＩＸ装置は、以下の主要なシステム（ポート）に分割されることができる。
・ウランの源の酸冷却およびウランの源の濾過および／または浄化を含み得る、前処理システム、
・（一次ＣＩＸシステムの）一次前処理および再生溶液の調製のために要求されるシステムおよび通常関連付けられる周辺機器、例えば、サージタンク、再生溶液調製（例えば、炭酸アンモニウム）、再生前処理溶液調製（例えば、水酸化アンモニウム）、および同等物とともに、一次ＣＩＸシステムを含有する、一次連続接触（または一次ＣＩＸ）システム、
〇ウランの源からの汚染物質のさらなる除去のための、一次連続接触システムの一部であり得る、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステム（サブポートまたはサブシステム）、
・（二次ＣＩＸシステムの）二次前処理再生溶液の調製のために要求されるシステムおよび上記に議論されるような通常関連付けられる周辺機器とともに、二次ＣＩＸシステムを含有する、二次連続接触（または二次ＣＩＸ）システム、
〇ウランの源からの汚染物質のさらなる除去のための、二次連続接触システムの一部であり得る、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステム（サブポートまたはサブシステム）、
・二次ウラン装填再生溶液が、ｐＨ調節され、可溶性ウラン化合物が、不溶性ウラニル化合物として沈殿される、二次再生溶液沈殿システム、
・不溶性ウラニル化合物が、洗浄され、続けて、ウラニル化合物が、乾燥および焼成され、酸化ウラン等のある形態のウランを生成する、沈殿ウラン洗浄および焼成システム。
・ウランの源の酸冷却およびウランの源の濾過および／または浄化を含み得る、前処理システム、
・（一次ＣＩＸシステムの）一次前処理および再生溶液の調製のために要求されるシステムおよび通常関連付けられる周辺機器、例えば、サージタンク、再生溶液調製（例えば、炭酸アンモニウム）、再生前処理溶液調製（例えば、水酸化アンモニウム）、および同等物とともに、一次ＣＩＸシステムを含有する、一次連続接触（または一次ＣＩＸ）システム、
〇ウランの源からの汚染物質のさらなる除去のための、一次連続接触システムの一部であり得る、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステム（サブポートまたはサブシステム）、
・（二次ＣＩＸシステムの）二次前処理再生溶液の調製のために要求されるシステムおよび上記に議論されるような通常関連付けられる周辺機器とともに、二次ＣＩＸシステムを含有する、二次連続接触（または二次ＣＩＸ）システム、
〇ウランの源からの汚染物質のさらなる除去のための、二次連続接触システムの一部であり得る、勾配溶離および／または樹脂クラウディングシステム（サブポートまたはサブシステム）、
・二次ウラン装填再生溶液が、ｐＨ調節され、可溶性ウラン化合物が、不溶性ウラニル化合物として沈殿される、二次再生溶液沈殿システム、
・不溶性ウラニル化合物が、洗浄され、続けて、ウラニル化合物が、乾燥および焼成され、酸化ウラン等のある形態のウランを生成する、沈殿ウラン洗浄および焼成システム。
【0058】
二重サイクルＣＩＸプロセスはまた、ウラン貯蔵および自動的包装システムおよびステップを含むことができ、これは、標準的動作であり、ここでは詳細に説明されない。二重サイクルＣＩＸプロセスは、ウランを回収するために、二重サイクルＣＩＸ装置を使用する。二重サイクルプロセスは、下記に説明される。
【0059】
実施形態では、一次ＣＩＸシステムまたは二次ＣＩＸシステムのうちの少なくとも一方は、勾配溶離または樹脂クラウディングシステムを含む。実施形態では、一次ＣＩＸシステムおよび二次ＣＩＸシステムの両方が、勾配溶離または樹脂クラウディングシステムを含む。
【0060】
前処理システムおよびプロセス：前処理のプロセスは、単一サイクルＣＩＸに関して上記に説明されるものであり、したがって、ここでは繰り返されない。
【0061】
一次連続接触（または一次ＣＩＸ）システム：単一サイクルＣＩＸの一次ＣＩＸシステム（プロセス）と同様に、二重サイクルＣＩＸの一次ＣＩＸシステム（およびプロセス）は、２つのステップ、すなわち、イオン交換ステップおよび固体媒体の再生を実施する。ウランの源（４）、随意に、前処理されたウランの源は、最初に、一次ＣＩＸシステムに進入し、そこで、これは、適切な一次固体媒体を含む、連続システムにおいて接触させられる。ウランの源が、一次固体媒体を通して通過する際、可溶性ウランは、源から固体媒体に移送される。機構は、イオン交換移送であり得、ウランは、これが源から抽出され、固体媒体に移送されるとき、カチオン形態であり得る。ここではウランが少ない、ウランの源（５）は、次いで、プラントに戻されることができる。実施例として、ウランの源は、固体媒体へのウランの移送後にリン酸プラントに戻される、リン酸の源であり得る。ウラン装填一次固体媒体は、次いで、炭酸アルカリ溶液（９）を用いて再生され、ウランをアニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、再生された一次固体媒体と、アニオン性炭酸ウラニル錯体を含む、ウラン装填一次再生溶液とを生成する。
【0062】
下記に詳細に説明される、勾配溶離または樹脂クラウディングシステム（およびプロセス）は、一次ＣＩＸシステムのサブシステム（サブプロセス）として含まれることができる。
【0063】
源からウランを抽出するための一次固体媒体は、源からのウランをキレートまたは錯化する、任意の材料であり得、単一サイクルＣＩＸの下で前述で説明されている。したがって、情報は、ここでは繰り返されない。
【0064】
再生に先立って、一次固体媒体は、前処理される。ウランを装填された一次固体媒体は、内部に含有される、少量の水（６）を用いて洗浄され、次いで、一次ＣＩＸプロセスの再生前処理ステップに移送される。一次ＣＩＸプロセスの本部分の間、ウラン装填一次固体媒体は、アルカリ前処理溶液（７）と接触させられ、再生のために媒体を調製する。再生前処理ステップの間に使用されるアルカリ前処理溶液は、水酸化アンモニウム等の弱アルカリ溶液であり、固体媒体中のいずれの残留する遊離酸も中和する。使用済みアルカリ前処理溶液（８）は、廃水システムに送られる、または他の使用のために再生利用されることができる。使用され得る他の弱アルカリ溶液は、弱水酸化ナトリウム、弱水酸化カリウム、および同等物を含む。しかしながら、ＣＩＸプロセスとのその適合性と、特に、アンモニウム肥料が生成されている、多くのリン酸複合施設内のその一般的な使用に起因して、弱水酸化アンモニウムが、好ましい。
【0065】
一次固体媒体の前処理に続いて、ウラン装填一次固体媒体は、炭酸アルカリ溶液（９）を用いて再生され、ウランを、一次固体媒体に対するいかなる親和性も有していない、アニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、再生された一次固体媒体に加えて、ウラン装填一次再生溶液（１０）を生成する。炭酸アルカリ溶液の実施例は、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウムを含む。適切なアルカリ溶液の選定は、プラントおよびプロセス全体との適合性に基づく。実施形態では、アニオン性炭酸ウラニル錯体は、炭酸アルカリ溶液が、炭酸アンモニウムであるとき、三炭酸ウラニルアンモニウム錯体である。示されるように、二重サイクルＣＩＸプロセスの一次段階において実行されるステップは、単一サイクルアプローチにおけるＣＩＸ動作と本質的に同一である。
【0066】
ウランは、したがって、一次固体媒体から炭酸アルカリ溶液相に移行する。結果として生じるウラン装填一次再生溶液は、使用されるウランの源の体積と比較して、より小さい体積であり、溶液中により高い濃度のウランを含有する。結果として生じるウラン装填一次再生溶液（１０）は、次いで、二次ＣＩＸシステムに移送される。一次再生溶液（１０）中のウランの濃度は、一次再生溶液の結果として生じる体積が、固体媒体上に装填されるウランの源よりもかなり少ないため、有意に増加される。
【0067】
再生された一次固体媒体は、一次ＣＩＸプロセスに戻る前に、水を用いて洗浄される。
【0068】
単一サイクルＣＩＸプロセスにおいて言及されるように、ｐＨが、あるレベルを下回る場合、一次再生溶液中のウランは、一次固体媒体上に再装填され得るため、再生段階におけるｐＨが、最小値を上回ることが重要である。再生段階の間のｐＨの重要性に関する情報は、ここでは繰り返されない。
【0069】
また、単一サイクルＣＩＸプロセスと同様に、前処理の一部を上向流モードにおいて動作させることによって、一次固体媒体は、各サイクルの間に膨張されることができ、これは、固体媒体の定期的な清浄化を可能にし、ＣＩＸプロセスが、固定床システムまたは代替溶媒抽出システムのいずれかよりもはるかに高いレベルの固体を取り扱うことを可能にする。本システム内に蓄積されたいずれの固体も、次いで、本システムから洗除され、使用済み前処理溶液貯蔵面積に移送され、次いで、最終的に、固体は、廃棄される。実施形態では、ＣＩＸの上向流区分から退出する初期前処理溶液は、固体を含有し得、使用済み前処理溶液貯蔵面積に移送される。固体は、そのまま廃棄されることができる、または使用済み前処理溶液は、固体を廃棄し、使用済み前処理溶液中にいずれのウランも留保するために濾過される。
【0070】
二次連続接触（または二次ＣＩＸ）システムおよびプロセス：本システム（およびプロセス）では、ウラン装填一次再生溶液（１０）は、二次ＣＩＸ固体媒体（第２のイオン交換システム）と接触させられ、強アニオン樹脂を利用し、一次再生溶液からウランを抽出し、これを強アニオン樹脂上に装填する。二次再生溶液は、リン酸以外の酸であり、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、硝酸（ＨＮＯ３）、塩酸（ＨＣｌ）、および同等物等の無機酸であり得る。Ｈ２ＳＯ４が、これが、いわゆる湿式プロセスリン酸を生成するために、リン鉱石の消化のための酸源として殆どの（但し、全てではない）リン酸施設内で使用されるため、この場合に好ましい酸である。二次ＣＩＸシステムは、一次ＣＩＸシステムよりもかなり小さくあり得、異なる固体媒体が、使用されることができる。しかしながら、動作の原理は、一次ＣＩＸシステムにおいて使用されるものに類似する。
【0071】
一次再生溶液（１０）中に含有されるウラン（アニオン性炭酸ウラニル）は、二次固体媒体に移送される。二次固体媒体は、強アニオン性イオン交換樹脂（ＡＥ）媒体または同等の材料を含む。したがって、二次固体媒体は、一次再生溶液（１０）中のアニオン性炭酸ウラニル錯体に対する高い親和性を有する。実施形態では、二次システムからの薄い一次再生溶液（１１）は、可能な限り最大の範囲で再生利用される。
【0072】
強アニオン交換樹脂は、従来のウラン担持溶液源、例えば、普及した原位置ウラン浸出プロセスのうちのいくつかにおいて生成されるものの処理のために商業的に使用されている。本開示では、ＡＥの使用が、リン酸からのウランの回収のための新規のプロセスに組み込まれている。ＡＥは、ウランがリン酸から除去され、炭酸アンモニウム等の別の溶液相に移送された後に使用される。「従来の」イオン交換アプローチ、すなわち、従来のカチオンまたはアニオン樹脂をリン酸と直接使用することは、リン酸媒体中のウランの非常に複雑な性質に対して実践的ではない。したがって、錯化またはキレートイオン交換樹脂等のより強力な技法が、リン酸からウランを除去するために要求される。いったんウランが、炭酸アンモニウム等のより「従来の」溶液相に移送されると、アニオン交換等の現在の技法のうちのいくつかの修正に基づくアプローチが、使用されることができる。二重サイクルＣＩＸシステムの第２のＣＩＸに関する化学の一部は、従来の方法に類似するが、統合されたプロセスアプローチを有するために、二次抽出および後続再生が処理システム全体に組み込まれる方法等の必要な適合が、依然として存在する。
【0073】
下記に詳細に説明される、勾配溶離または樹脂クラウディングシステム（およびプロセス）は、二次ＣＩＸシステムのサブシステム（サブプロセス）として含まれることができる。
【0074】
二次固体媒体は、一次装填再生溶液（１０）中のアニオン性ウラン錯体、例えば、炭酸ウラニルアニオンに関して、再生されたアニオン性樹脂上のアニオン、例えば、硫酸（ＳＯ４）アニオンの間の対応するイオン交換を用いて、一次装填再生溶液からアニオン性ウランを抽出する、任意の強アニオン性イオン交換材料であり得る。二次固体媒体は、強アニオン性イオン交換材料であるべきである。二次固体媒体に関する樹脂または同等の材料の実施例は、以下を含む。
－ＬＥＷＡＴＩＴ（登録商標） Ｋ ６２６７ＴＭ （Ｌａｎｘｅｓｓ， Ｍａｈａｒａｓｈｔｒａ， Ｉｎｄｉａ）等のアニオン性重金属錯体の選択的回収のためのＩＩ型第４級アンモニウム官能基を伴う、強塩基性アニオン交換樹脂、
－Ｄｏｗ－Ｒｏｈｍ／Ｈａａｓ ２１Ｋ等の従来のウラン回収産業における確立された強アニオン樹脂、
－ＰＵＲＯＬＩＴＥ Ａ－６００ＴＭ （Ｐｕｒｏｌｉｔｅ， Ｂａｌａ Ｃｙｎｗｙｄ， ＰＡ）等のアニオンの選択的回収のためのＩ型第４級アンモニウム官能基を伴う、強塩基性アニオン交換樹脂、
－アニオン性ウラニル錯体を結合させる、１つまたはそれを上回るキレート基、官能性、または部分を有する、薬品を含む、組成物または材料。実施例として、キレート基、官能性、または部分は、Ｉ型またはＩＩ型第４級アンモニウム官能基を含む。随意に、組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、ナノワイヤ、または他のナノ構造、またはヒドロゲルを含む。薬品はまた、非樹脂固体または半固体材料であり得る。
－ＬＥＷＡＴＩＴ（登録商標） Ｋ ６２６７ＴＭ （Ｌａｎｘｅｓｓ， Ｍａｈａｒａｓｈｔｒａ， Ｉｎｄｉａ）等のアニオン性重金属錯体の選択的回収のためのＩＩ型第４級アンモニウム官能基を伴う、強塩基性アニオン交換樹脂、
－Ｄｏｗ－Ｒｏｈｍ／Ｈａａｓ ２１Ｋ等の従来のウラン回収産業における確立された強アニオン樹脂、
－ＰＵＲＯＬＩＴＥ Ａ－６００ＴＭ （Ｐｕｒｏｌｉｔｅ， Ｂａｌａ Ｃｙｎｗｙｄ， ＰＡ）等のアニオンの選択的回収のためのＩ型第４級アンモニウム官能基を伴う、強塩基性アニオン交換樹脂、
－アニオン性ウラニル錯体を結合させる、１つまたはそれを上回るキレート基、官能性、または部分を有する、薬品を含む、組成物または材料。実施例として、キレート基、官能性、または部分は、Ｉ型またはＩＩ型第４級アンモニウム官能基を含む。随意に、組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、ナノワイヤ、または他のナノ構造、またはヒドロゲルを含む。薬品はまた、非樹脂固体または半固体材料であり得る。
【0075】
実施形態では、二次固体媒体は、Ｉ型またはＩＩ型第４級アンモニウム官能基を含有する、任意の樹脂または同等の材料であり得る。
【0076】
実施形態では、二次固体媒体は、硫酸（ＳＯ４）－２基等の強アニオン性アニオン基を含み、これは、一次ＣＩＸシステムからの一次装填再生溶液中に元々あるアニオン性炭酸ウラニル種と引き換えに、樹脂（固体）相から液相へのアニオン性基の移行を介して、強アニオン性アニオン、例えば、（ＳＯ４）－２のアニオン交換を介してウラン抽出を実行する。他の強アニオン性基、例えば、硝酸塩（ＮＯ３）または塩化物（Ｃｌ）も、使用され得ることに留意されたい。しかしながら、好ましい材料は、これが、概して、リン酸産業において使用される最も一般的な酸溶液であるため、Ｈ２ＳＯ４である。
【0077】
装填二次固体媒体は、次いで、水（１２）を用いた洗浄によって、再生前処理を受ける。洗浄された媒体は、次いで、Ｈ２ＳＯ４等の強酸であるが、再生材料としての使用のためのより低い濃度の酸性溶液を生成するために水を用いて希釈されている、二次再生溶液（１３）と接触することによって再生される。ここでは高濃度のウランを含有する、ウラン装填二次再生溶液（１４）は、次いで、ウラン装填二次再生溶液沈殿システムに移送される。再生された二次固体媒体は、二次ＣＩＸプロセスに戻る前に、水を用いて洗浄される。水洗浄後、固体媒体は、少量の弱水酸化アンモニウム（図示せず）を用いて洗浄され、媒体中に留まり得るいずれの微量のＨ２ＳＯ４も中和する。これは、ＣＩＸの二次装填または抽出区分に進入する樹脂媒体のｐＨが、一次ＣＩＸシステムから取得された装填再生溶液のものと同一の範囲内であるように行われる。このように、炭酸ウラニルは、二次サイクルに給送される一次溶液（１０）中に強アニオンとして維持される。
【0078】
初期始動において、ウラン装填二次再生溶液（１４）は、十分な純度ではない場合がある。初期ウラン装填二次再生溶液（１４）は、再生利用および／または貯蔵されることができる。通常の条件下で、プラントが停止しても、いったんプロセスが進行すると、貯蔵およびプラントの再開における使用のために利用可能な精製された溶液が、存在するであろう。
【0079】
酸性二次再生溶液の使用は、ウランの全てが、アニオン性二次固体媒体に対するいかなる親和性も有していない、カチオン形態に再変換されることを確実にすることによって、二次再生を強化する。実施形態では、二次再生溶液（１３）は、希硫酸、希硝酸、希塩酸、または同等の溶液であり得る。二次再生溶液のために選定される酸は、リン酸の生成のために使用される酸源、および特定のウラン回収動作と関連付けられる任意の一意の状況が存在するかどうかに依存する。実施形態では、ウランの源が、リン酸の源であるとき、既存のリン酸動作とのその適合性に起因して、硫酸が、使用される。本システムでは、酸性材料は、再生のために使用される。しかしながら、他の再生溶液も、他の用途において使用されている。典型的には、これらは、強酸材料の中性塩であろう。これらは、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム、硝酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、カリウム塩、および同等物等の塩を含むであろう。リン酸システムからのウランの回収に関して、Ｈ２ＳＯ４が、二次ＣＩＸアニオン交換のための好ましい再生溶液である。
【0080】
実施形態では、炭酸アンモニウムが、一次ＣＩＸプロセスにおける一次再生溶液として使用され、硫酸が、二次ＣＩＸプロセスにおける二次再生溶液として使用される場合、ウラン装填二次再生溶液中のウランのカチオン形態は、酸性硫酸ウラニルアンモニウム溶液である。
【0081】
過去には、二次装填の後に媒体中に留まる残留する炭酸塩溶液が、酸と反応し、分解し、塩を形成し、媒体床内に二酸化炭素を放出するであろうため、アニオン性媒体の再生のための低ｐＨ溶液の使用についての懸念が、存在していた。しかしながら、本明細書に説明されるようなＣＩＸアプローチを実施することによって、再生システムの一部は、上向流モードにおいて動作されることができ、本モードにおいて初期再生接触を動作させることによって、あるレベルの分解が、存在し、放出された二酸化炭素は、実際には、媒体床の膨張を支援し、二次再生段階の開始時にあるレベルの媒体清浄化を可能にする。
【0082】
上向流モードの使用は、一次ＣＩＸプロセスの前処理再生に関して上記に議論される。実施形態では、本明細書に説明されるＣＩＸプロセスは、媒体床を膨張させ、蓄積された固体を弛緩させる際に、それらが固体媒体から洗除され得るように、上向きに流動する液体を支援するために、空気の支援の有無を問わずに動作され得る、上向流モードの使用を含む。二次ＣＩＸプロセスの場合では、媒体床内の二酸化炭素の放出は、「原位置」ガス形成および後続固体媒体精練を可能にする。
【0083】
再生された二次固体媒体は、混入した酸性再生溶液を除去するために、水を用いて処理されることができる。二次固体媒体はさらに、二次ＣＩＸプロセスへの再進入の前に、媒体中のいずれの残留する酸も中和するために、アルカリ溶液（図示せず）を用いて後処理されることができる。典型的には、本アルカリ溶液は、炭酸アンモニウム再生ステップに先立って、装填された樹脂から微量のリン酸酸性を除去するために、装填後水洗浄に続いて一次ＣＩＸシステムにおいて使用されるものと同様に、弱水酸化アンモニウムから成るであろう。
【0084】
二次再生溶液沈殿システムおよびプロセス：本沈殿システム（およびプロセス）では、ウラン装填二次再生溶液（１４）は、アルカリ溶液と組み合わせられ、ウラン装填二次再生溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７．０または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に増加させる。ｐＨ調節後、沈殿剤（１６）が、添加され、ウラニル沈殿物またはスラリーが、形成される。ウラニル沈殿物またはスラリーは、次いで、デカンテーション、洗浄、および焼成のために沈殿ウラン洗浄および焼成システムに移送される。
【0085】
ウラン装填二次再生溶液のｐＨを増加させるために使用され得る、アルカリ溶液の実施例は、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、および水酸化ナトリウムを含む。水酸化アンモニウムが、これが、概して、プロセスにおける別の場所で使用され、したがって、プロセス全体を通して使用のために単一点において構成され得るため、好ましいアルカリである。アルカリ溶液は、１０％～３０％の濃度を有することができる。随意に、アルカリ溶液は、その溶液形態において１０を上回るｐＨを有する。
【0086】
沈殿剤の実施例は、過酸化水素を含む。実施形態では、過酸化水素が、ｐＨ調節されたウラン装填二次再生溶液に添加されるとき、形成されるウラニル沈殿物は、過酸化ウラニルである。過酸化水素は、過酸化ウラニルを形成し、過剰な過酸化物が溶液中に存在することを可能にし、完全な過酸化ウラニル沈殿を確実にするために十分な量において添加される。過酸化ウラニルは、若干酸性であるｐＨにおいてウラン担持溶液から沈殿するであろうため、Ｈ２Ｏ２が、沈殿剤として使用されることに留意することが重要である。例えば、ｐＨ３～４への装填二次溶液のｐＨ調節を伴うと、過酸化材料は、沈殿するであろう。同様に重要なことは、二次装填溶液中に存在し得る他の不純物のうちの多くが、酸性条件下で沈殿せず、したがって、それらが、溶液相に留まり得ることである。このように、さらなるウラン精製度が、達成される。
【0087】
水酸化アンモニウム等のアルカリ溶液の添加を伴う、二次装填溶液からウランを沈殿させ、溶液のｐＨを７を上回るレベルまで上昇させ、弱アルカリ溶液を形成するための他の方法が、存在する。そのような場合では、ウランは、重ウラン酸ウラニルアンモニウムとして沈殿されることができる。水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムもまた、アルカリ沈殿のために使用されることができる。これらの沈殿剤は、溶液のｐＨを７またはそれを上回るものに増加させて使用されることができる。実施例として、水酸化アンモニウムの使用は、除去される必要があるであろう、より高レベルの不純物を含み得る、より高いｐＨにおける重ウラン酸アンモニウム化合物の形成をもたらすであろう。
【0088】
また、好ましい生成物は、沈殿剤として過酸化水素を使用して形成される、酸化ウランである。したがって、過酸化水素沈殿の使用は、沈殿が、弱酸性条件下で起こるため、最小の不純物を付与する好ましい手段である。
【0089】
沈殿ウラン洗浄／焼成システムおよびプロセス：本システム（およびプロセス）では、例えば、酸化ウラン化合物またはウランを形成するためのウラニル沈殿物のｐＨ調節、洗浄、および焼成は、単一サイクルＣＩＸプロセスの下で議論される。したがって、情報は、ここでは繰り返されない。
【0090】
最終生成物は、酸化ウランであろう。本生成物は、原料として（リン酸ではない）種々のウラン鉱石を使用する、従来のウラン回収動作から生成される、Ｕ３Ｏ８に類似するであろう。
【0091】
二重サイクルおよび単一サイクルＣＩＸ手順の多くの部分、例えば、酸の一掃、一次抽出の大部分、および沈殿および乾燥区分から最終生成物までは、同じであり得る。２つのプロセスの間の１つの主な差異は、二重サイクルでは、第２のＣＩＸシステムが存在する一方、単一サイクルでは、単一のＣＩＸシステムが存在することである。単一サイクルＣＩＸプロセスでは、第２のＣＩＸシステムは、一次再生溶液蒸発システム、および両方のプロセスに共通である、酸性化ウラニル溶液を作製するための濃縮された一次再生溶液（各図において（１４））の異なる処理と本質的に置換される。そこから、プロセスは、実質的に同一である。
勾配溶離（ＧＥ）および樹脂クラウディング（ＲＣ）システムおよびプロセス
勾配溶離（ＧＥ）および樹脂クラウディング（ＲＣ）システムおよびプロセス
【0092】
一部の汚染物質が、ウランとともに固体媒体上に装填され、再生溶液が再生段階において適用されるとき、ウランとともに溶離して除かれることが見出されている。したがって、ウラン装填一次および二次再生溶液は、多くの場合、ウランに加えて、汚染物質を含む。実施例として、リン酸等のウランの源は、溶解鉄を含み得る。鉄のわずかな部分は、一次ＣＩＸキレート樹脂上にウランとともに共抽出されることができる。共抽出される酸中の溶解鉄の割合は、小さいが、鉄の出発量は、高くあり得、したがって、ウラン回収に対して、ウランとともに一次樹脂上に装填される鉄の良好な部分が、依然として存在する。
【0093】
本開示は、単一および二重サイクルＣＩＸプロセスから取得される回収されたウランの純度を高めるために、汚染物質のさらなる除去のためのプロセスを説明する。これらのプロセスは、勾配溶離（ＧＥ）と、樹脂クラウディング（ＲＣ）とを含む。ＧＥおよびＲＣプロセスは、固体媒体からのウランの除去の前に汚染物質を除去し、これは、最終ウラン生成物中の汚染物質を低減させ、より高品質のウラン生成物をもたらす。これらのプロセスは両方とも、汚染物質と比較してＣＩＸ媒体に対するウランの強い親和性を利用し、これは、ウランからの汚染物質の選択的除去をもたらす。
【0094】
勾配溶離（ＧＥ）システムおよびプロセス：ＧＥシステム（およびプロセス）では、一次ＣＩＸシステムの場合では、アルカリ性炭酸塩再生溶液の弱溶液または二次ＣＩＸシステムのために使用されるであろう、酸性再生溶液の希釈溶液が、固体媒体の前処理の間に固体媒体に適用される。酸または塩基の適切な溶液の選択は、固体媒体がキレートまたは錯化カチオン性イオン交換（ＣＥ）媒体またはアニオン性イオン交換（ＡＥ）媒体であるかどうかに依存する。二次ＣＩＸシステム内にある、ＡＥ媒体の場合では、希釈酸性溶液が、媒体からの、非ウランアニオンである、アニオンの除去のために使用される。酸溶液の濃度は、樹脂の再生およびウランの除去のために使用されるであろう実際の溶液のものの１／３未満の値において開始されるであろう。ｐＨは、実際の再生溶液よりも１ｐＨポイント程度わずかに高くなるであろう。非ウランアニオンは、ＡＥ媒体に結合されるウラニル錯体よりもＡＥ媒体に対する低い親和性を有する。したがって、希釈再生溶液であっても、非ウランイオンのうちの多くは、強アニオン樹脂から除去されることができる。ウラン回収プロセスに関して、本システムでは、ウランが、存在する他のイオンと比較して、樹脂に対して最も高い親和性の一部を有することが発見されている。したがって、最初に、ウランを除去するために要求されるものよりも弱い溶液を用いて樹脂を処理することによって、非ウランイオンの一部は、除去されることができる。最も弱い酸性溶液を用いた初期処理後、プロセスは、ＡＥ媒体に増加した強度の希釈酸性溶液を適用することで継続し、付加的酸処理が、任意の残留する不純物物質とともにウランを除去し始めるであろう、実践的な時点に到達するまで、ＡＥ媒体から非ウランアニオンを継続的に除去する。勾配溶液材料に関する最大許容強度は、実際の動作条件に依存するであろうが、おおよその観点から、最大強度は、再生およびウランの除去のために使用されるであろう酸の実際の強度の４０％と推定されるであろう。これらの値は、変動し得るが、経験的に決定されることができ、制御されることができる。
【0095】
種々の強度の希釈酸性勾配溶液を生成するための種々の公知の方法が、存在する。ＧＥにおいてＡＥ媒体と併用され得る希釈酸性溶液の実施例は、希硫酸、希塩酸、および希硝酸を含む。選定される酸は、残りのプロセスとのその適合性に依存する。実施形態では、ウランの源が、リン酸の源であるとき、硫酸が、プロセスおよびシステム全体のための最も好適な酸である。
【0096】
錯化またはキレートカチオン交換（ＣＥ）媒体（一次ＣＩＸシステムにおける）の場合では、希釈塩基溶液が、使用される。この場合では、溶液は、一次アルカリ再生溶液（炭酸アンモニウム）の一部を希釈することによって調製される。ＣＥ媒体に対するより低い親和性を有する、非ウランカチオンを除去するために、希釈塩基溶液の強度を増加させることを含む、上記に説明されるものと同一のプロセスが、希釈塩基溶液のために使用される。ＣＥ媒体と併用され得る、希釈塩基溶液の実施例は、希釈炭酸アンモニウム、希釈炭酸ナトリウム、および希釈炭酸カリウムを含む。選定される塩基は、残りのプロセスとのその適合性に依存する。実施形態では、アルカリ溶液は、これが、一次再生ステップのために使用されるであろう溶液であるため、炭酸アンモニウムである。
【0097】
本明細書に説明される単一および二重サイクルＣＩＸプロセスは、一次および／または二次ＣＩＸプロセスにおいてＧＥプロセスを含むことができる。単一サイクルＣＩＸプロセスでは、一次ＣＩＸプロセスにおける固体媒体は、ＣＥ媒体である。したがって、希釈塩基溶液が、勾配溶離のために使用するべき適切な溶液である。同様に、二重サイクルＣＩＸの一次ＣＩＸプロセスにおける固体媒体は、ＣＥ媒体であり、したがって、適切な溶液はまた、希釈塩基溶液である。しかしながら、二重サイクルＣＩＸの二次ＣＩＸプロセスにおける固体媒体は、ＡＥ媒体である。故に、ＧＥプロセスでは、ＡＥ媒体と併用するべき適切な溶液は、希釈酸性溶液である。
【0098】
ＧＥプロセスは、一次ＣＩＸ媒体または二次ＣＩＸ媒体の再生前処理ステップの間に行われ、これは、ウランが一次または二次ＣＩＸ媒体上に装填された後、一次または二次ＣＩＸ媒体の再生前に行われる。実施形態では、ＧＥは、単一および二重サイクルＣＩＸプロセスの両方の一次ＣＩＸプロセスの一次再生前処理ステップの間に行われる。ＧＥは、ウランを装填されたＣＥ媒体、すなわち、一次ＣＩＸ媒体が、少量の水を用いて洗浄された後に開始される。実施形態では、一次ＣＩＸプロセスのＧＥの間、希釈炭酸塩溶液等の増加した強度の希釈塩基溶液が、非ウランカチオンを除去するために使用される。希釈塩基溶液の強度は、汚染物質の大部分がＣＥ媒体から除去されるまで増加されるが、ウランは、一次再生ステップにおいて除去されるように樹脂上に残される。希釈塩基溶液は、希釈炭酸アンモニウム溶液、希釈炭酸ナトリウム溶液、または希釈炭酸カリウム溶液を含む。実施形態では、希釈塩基溶液は、希釈炭酸アンモニウム溶液である。
【0099】
汚染物質の大部分の除去後、ＣＥ媒体は、前述で議論されるように、炭酸アルカリ（一次再生溶液）を使用して、ＣＥ媒体上のウランをアニオン性炭酸ウラニルに変換するステップを伴う、再生ができる状態である。
【0100】
ＧＥプロセスはまた、二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸプロセスの二次再生前処理ステップの間に行われることができる。一次ＣＩＸプロセスと同様に、ＧＥは、炭酸ウラニル錯体を装填されたＡＥ媒体、すなわち、二次ＣＩＸ媒体が、少量の水を用いて洗浄された後に開始されることができる。実施形態では、二次ＣＩＸプロセスのＧＥの間、増加した強度の弱硫酸溶液が、非ウランアニオンを除去するために使用される。希硫酸溶液の強度は、汚染物質の大部分が除去されるまで増加されるが、ウランは、本段階において除去されず、再生ステップにおける除去のために残される。
【0101】
汚染物質の大部分の除去後、ＡＥ媒体は、本明細書に説明されるように、二次再生溶液、すなわち、弱酸を使用して、ＡＥ媒体上のウランをカチオン形態に変換するステップを伴う、再生ができる状態である。
【0102】
実施形態では、炭酸アンモニウムが、一次ＣＩＸプロセスにおける一次再生溶液として使用され、硫酸が、二次ＣＩＸプロセスにおける二次再生溶液として使用される場合、ウラン装填二次再生溶液中のウランのカチオン形態は、酸性硫酸ウラニルアンモニウム溶液である。
【0103】
実施形態では、ＧＥプロセスは、二重サイクルＣＩＸプロセスの一次または二次ＣＩＸプロセスにおいて行われる。実施形態では、ＧＥプロセスは、二重サイクルＣＩＸプロセスの一次または二次ＣＩＸプロセスの両方において行われる。二重サイクルシステムにおけるサイクルの両方における本技法の使用は、汚染制御のさらなる保証を提供する。
【0104】
実施形態では、ＧＥプロセスを実施するＧＥシステムは、ＣＩＸシステム自体の中にいくつかの区域を含む。各区域では、異なる強度の酸または塩基が、汚染物質の一部を除去するために、ＣＥまたはＡＥ媒体に適用されることができる。ＧＥシステムは、実際の再生ステップの前に実行されるであろう。プロセスのＧＥ部分に続いて、固体媒体は、アルカリまたは酸性再生溶液を用いた固体媒体の処理、およびプロセスの装填部分に戻すために必要とされる形態への固体媒体の後続変換を伴う固体媒体からのウランの除去のために、ＣＩＸシステム内の実際の再生区域に進入するであろう。ＧＥシステムは、１～５０個の区域を含むことができる。ＧＥシステムは、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つの区域を含むことができる。ＧＥシステムは、１～５０個の区域、５～４５個の区域、１０～４０個の区域、１５～３５個の区域、２０～３４個の区域、２２～３３個の区域、または２４～３２個の区域を含むことができる。ＧＥのために使用される区域の数は、具体的システムおよび要求される汚染制御の範囲に依存するであろう。
【0105】
図３は、区域を含み、アニオン性汚染物質を除去するために二次ＣＩＸプロセスと併用される、ＧＥシステムおよびプロセスの実施例を示す。（一次再生溶液からの）炭酸ウラニル錯体を装填されたＡＥ媒体（１）を含有するチャンバが、ＧＥプロセスの区域Ｘに進入する。区域が、Ｘ、Ｘ－１等と称されることに留意されたい。本慣例は、商業的システムにおいてこれがあり得る実際の区域に関係なく、ＧＥステップに焦点を当てることを可能にするために選定された。プロセスに応じて、所与の商業的ユニットに関して、いくつかの区域、例えば、２４～３２個が、存在し得る。したがって、解説のために区域番号を選ぶのではなく、一般的な方法が、使用された。いくつかのプロセスでは、区域Ｘは、具体的な場合において実際の区域２４であり得る。この場合では、区域Ｘ－１は、区域２３であろう。別のプロセスでは、区域番号は、異なり得る。したがって、Ｘ、Ｘ－１等の使用は、具体的付番の必要性を排除する。認識するべき重要な点は、樹脂チャンバが、本実施例では右から左に、すなわち、区域Ｘから、次いで、区域Ｘ－１に等、移動していることである。ＡＥ媒体（１）は、樹脂からのウランの実際の除去のために使用される酸強度よりもかなり弱い硫酸溶液（２）の溶液と接触させられる。最も弱い硫酸溶液は、樹脂を通して通過し、炭酸ウラニル錯体よりも樹脂に対して低い親和性を有するアニオンを除去する。使用済みの最も弱い溶液（３）は、次いで、本システムから排出される。
【0106】
固体媒体を含有するチャンバは、次いで、区域Ｘ－１に移送される。区域Ｘ－１において、樹脂は、中強度の硫酸溶液（４）と接触させられる。溶液の強度は、付加的汚染が、樹脂から除去されるように制御されるが、再び、本区域内の酸は、樹脂からのウランの除去のために必要とされるものよりも弱い。使用済みの中強度の硫酸（５）もまた、本システムから排出される。
【0107】
ウラン回収装置がリン酸複合施設に組み込まれる方法に応じて、リン酸生産施設全体の中の他の動作においてこれらの使用済み溶液を利用する機会が、存在し得る。これらは、有利なこととして、具体的リン酸動作に対するプロセスの経済的魅力を高めるために採用され得る因子である。
【0108】
中強度の硫酸処理後、固体媒体を含有するチャンバは、次いで、区域Ｘ－２に移送される。本区域では、区域Ｘ－４およびＸ－３における固体媒体チャンバに向流的に接触するために使用されている再生溶液が、区域Ｘ－３から収集され、最終再生接触のために区域Ｘ－２に給送される。区域Ｘ－２から退出するウラン装填二次再生溶液は、ウラン装填二次再生溶液沈殿システムに移送される（８）。区域Ｘ－２－Ｘ－４において、ＡＥ媒体は、最も強い硫酸（６）と向流方式で接触させられ、これは、区域Ｘ－４から区域Ｘ－３に、次いで、区域Ｘ－２に給送される。本向流接触アプローチは、ＣＩＸシステムから退出するウラン装填二次再生溶液（８）中のウランの潜在的濃度を最大限にし、および最小量の新鮮な再生溶液を用いた媒体の効率的な再生を提供するために使用される。
【0109】
再生されたＡＥ媒体（７）は、次いで、再生後水洗浄ステップに移送され、最終的に、二次ＣＩＸシステムに戻され、そこで、これは、再び、一次ＣＩＸシステムから取得された、新鮮な一次装填再生溶液と接触させられる。
【0110】
ＧＥプロセスは、樹脂からのアニオンの選択的除去のための一次または二次媒体の処理を可能にする。実施例として、二次ＣＩＸシステムのＡＥ樹脂に対する種々のアニオンの親和性を利用することによって、様々な強度の硫酸が、Ｕが除去される前に、ＡＥ樹脂から汚染物質を分離するために使用されることができる。示されるように、この場合では、炭酸アルカリ溶液、例えば、炭酸アンモニウムが、Ｈ２ＳＯ４溶液の代わりに使用されることを除いて、同一のプロセス概念が、一次ＣＩＸシステムに適用されることができる。動作概念は、同一である。唯一の差異は、一次システムでは、炭酸アルカリ勾配が使用されることである。
【0111】
樹脂クラウディング（ＲＣ）システムおよびプロセス：ＲＣプロセスは、一次ＣＩＸ媒体または二次ＣＩＸ媒体の再生前処理ステップの間に行われることができ、これは、ウランが一次または二次ＣＩＸ媒体上に装填された後、一次または二次ＣＩＸ媒体の再生の前に行われる。本明細書に説明される単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスはまた、ＲＣシステム（およびプロセス）を含むことができる。単一サイクルＣＩＸプロセスでは、ＲＣは、一次ＣＩＸプロセスの再生前処理ステップの間に行われることができる。二重サイクルＣＩＸでは、ＲＣは、一次および二次ＣＩＸプロセスの一次および二次再生前処理ステップの一方または両方の間に行われることができる。
【0112】
単一および二重サイクルＣＩＸプロセスの両方の一次ＣＩＸシステム（およびプロセス）では、ＲＣは、ウランを装填されたＣＥ媒体（一次ＣＩＸ媒体）が少量の水を用いて洗浄された後に開始されることができる。再生利用／貯蔵された、または（低純度の）初期始動ウラン装填再生溶液のいずれかのウラン装填一次再生溶液の一部は、希硫酸溶液を用いてｐＨ調節される。ｐＨ調節は、これがＣＥ媒体に対する親和性を有し、その上に再装填され得るように、溶液中のアニオン性複合ウランをカチオン形態に変換する。ｐＨ調節溶液（クラウド溶液）は、ＣＥ媒体に適用される。存在する他のイオンに対するＣＥ媒体に関するウランの親和性に起因して、クラウド溶液中のウランは、非ウラン汚染物質を変位させ、これは、ＣＥ媒体が再生前により完全にウランを装填される結果をもたらす。装填一次再生溶液における比較的にわずかなｐＨ低減によって、ウラン成分が、一次ＣＥ媒体上に再装填されるであろうことに留意することが重要である。本感度は、炭酸アンモニウム溶液を用いた一次ＣＥ媒体の再生試験の間に発見された。再生溶液におけるｐＨ低減が、存在していた場合、何らかの理由から、ウランは、ＣＥ媒体から除去されず、むしろ、再生溶液中にあったウランは、ＣＥ媒体上に戻るように装填されるであろう。これは、再生効率に対する明白な悪影響であったが、完全な再生の前の樹脂上への再装填およびＣＥ媒体上の非ウランイオンからの「クラウド」を可能にするための一次装填再生溶液の一部に対するわずかなｐＨ調節の潜在性を示した。
【0113】
一次ＣＩＸプロセスにおけるＲＣのための少量のクラウド溶液を生成するために、一次装填再生溶液（炭酸ウラニルアンモニウム）の一部におけるｐＨを低減させるために使用される希酸の実施例は、硫酸、硝酸、および塩酸を含む。実施形態では、硫酸が、これが、ウランの源としてリン酸を使用するプロセスシステムと最も適合するため、使用される。一次装填再生溶液（炭酸ウラニルアンモニウム）の一部への希酸の添加に応じて、溶液のｐＨは、標的値まで低減される。典型的には、装填再生溶液は、１０．０～１０．５の範囲内のｐＨを有する。わずかな酸性化を伴って、クラウディングのために使用されるであろう部分のｐＨは、約８．０～８．５まで低減される。これらの条件下で、含有されるウランは、非アニオン形態である。
【0114】
クラウディング後、非ウラン汚染物質の大部分は、除去され、付加的ウランが、樹脂上に再装填された。ＣＥ媒体は、次いで、本明細書に説明されるように、炭酸アルカリ（一次再生溶液）を使用して、ＣＥ媒体上のウランをアニオン性炭酸ウラニルに変換するステップを伴う、再生ができる状態である。
【0115】
ＲＣはまた、二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸプロセスの二次再生前処理ステップの間に行われることができる。一次ＣＩＸプロセスと同様に、ＲＣは、炭酸ウラニル錯体を装填されたＡＥ媒体（二次ＣＩＸ媒体）が少量の水を用いて洗浄された後に開始されることができる。以前のサイクルの貯蔵／再生利用からの、または初期始動からのウラン装填二次再生溶液（例えば、硫酸ウラニル溶液）の一部が、希釈塩基溶液を用いてｐＨ調節され、ＡＥ媒体に適用される。ｐＨ調節は、これがＡＥ媒体に対する親和性を有し、その上に再装填され得るように、溶液中のウランをアニオン形態に変換する。存在する他のイオンに対する媒体に関するウランの親和性に起因して、クラウド溶液中のウランは、非ウラン汚染物質を変位させ、これは、ＡＥ媒体が再生前により完全にウランを装填される結果をもたらす。
【0116】
二次ＣＩＸプロセスにおいて使用され得る塩基の実施例は、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムを含む。実施形態では、水酸化アンモニウムが、これがプロセスシステム全体と適合するため、使用される。
【0117】
樹脂からの不純物の「クラウディング」およびウラニルアニオン錯体との置換後、ＡＥ媒体は、二次再生溶液、すなわち、希硫酸を使用して、ＡＥ媒体上のウランをカチオン形態に変換するステップを伴う、再生ができる状態である。
【0118】
実施形態では、ＲＣプロセスを実施するＲＣシステムは、１つまたはそれを上回る区域を含む。各区域では、一次または二次ＣＩＸシステムのいずれかからのｐＨ調節装填再生溶液は、ＲＣが実行されているＣＩＸに応じて、ｐＨ調節され、次いで、ＣＥまたはＡＥ媒体のいずれかに適用され、汚染物質を除去する。ｐＨ調節一次または二次再生溶液は、再生プロセスの間にＣＥまたはＡＥ媒体を含有するチャンバが通過する、区域のシーケンスにおける後の区域等の別の区域から取得されることができる。再生前のＣＩＸシステムのＲＣ区分に続いて、固体媒体チャンバは、ＲＣに続く再生区域を通して移動する。ＣＥまたはＡＥのいずれかのＣＩＸシステム毎のＲＣ区分は、任意の数のイオン交換区域から成ることができるが、典型的には、ＲＣ区分は、１～５つの区域を有するであろう。区域の数は、ＣＥまたはＡＥのいずれかのＣＩＸの具体的動作特性に依存する。ＣＩＸのＲＣ部分に続いて、「クラウディングされた」樹脂は、ＣＩＸの再生区域において処理され、そこで、これは、選定された再生溶液と接触させられる。本システムに関して、炭酸アンモニウム溶液が、ＣＥのために使用され、希硫酸が、ＡＥのために使用されるであろう。
【0119】
図４は、区域を含み、アニオン性汚染物質を除去するために二次ＣＩＸプロセスと併用される、ＲＣシステムおよびプロセスの実施例を示す。二次ＣＩＸ（ＡＥ）媒体は、硫酸（ＳＯ４）－２とのアニオン交換を介して、ウラン抽出を実行する。洗浄後、（一次再生溶液からの）炭酸ウラニル錯体を装填されたＡＥ媒体（１）が、ＲＣプロセスの区域Ｘに進入する。ＡＥ媒体（１）は、区域Ｘ－１から退出する溶液と接触させられ、これは、区域Ｘへ前方に給送される。これは、上記に言及されるように、向流接触を提供し、最小量の使用される溶液を用いて増加された効率を提供する。区域Ｘ（２）から退出する使用済みＲＣ溶液は、不純物の大部分を含有する。
【0120】
クラウディング溶液、すなわち、区域Ｘ－１から退出する溶液は、区域Ｘ－２（６）から退出するウラン装填二次再生溶液の一部を取り出し、塩基（３）を用いてこれを調節し、そのｐＨを上昇させ、本溶液を区域Ｘ－１へ前方に移動させることによって調製されることができる。本実施例に関して、使用される塩基は、本材料が、ウラン再生動作全体と適合するため、希釈アンモニアの溶液である。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および同等物等の他の塩基も、使用されることができるが、アンモニアが、便宜性および取扱の容易さから選定される。
【0121】
硫酸塩溶液（初期ウラン装填二次再生溶液）中のウランの性質に起因して、ｐＨがわずかに増加される際、ウランは、再び、アニオン性質を帯び、これは、再度、他のアニオン（汚染物質）よりもＡＥ媒体に対する高い親和性を有する。ＡＥ媒体が、区域Ｘから区域Ｘ－２に移動する際、ｐＨ調節溶液は、ウランおよび汚染物質を含有するＡＥ媒体に接触し、ｐＨ調節溶液中のアニオン性ウランは、アニオン性ウランが、非ウランアニオンよりもＡＥ媒体に対する高い親和性を有するため、ＡＥ媒体上の非ウランアニオン（汚染物質）を変位させる。非ウランアニオンは、溶液相に移送される。区域Ｘ－１を出たｐＨ調節溶液は、区域Ｘに移送され、向流接触を生成する。
【0122】
より高い親和性のウランアニオンによる非ウランアニオンの変位または押出は、ＡＥ媒体装填が、異なるアニオンを完全に装填された状態になる際、ＡＥ媒体に対する最も高い親和性を伴うアニオンが、より低い親和性を有するアニオンを変位させる、またはクラウディングさせるであろうため、「クラウディング」効果を提供する。これらのより低い親和性のアニオンは、次いで、溶液相に移動する。ウランは、ＡＥに対して最も高い親和性を有するため、クラウディングステップは、非常に効率的であり得る。
【0123】
区域Ｘから退出する使用済みＲＣ溶液（２）は、二次ＣＩＸシステムから排出される。
【0124】
区域Ｘ－２からのウラン装填二次再生溶液（６）は、二次装填再生沈殿システムに移送される。
【0125】
ＡＥ媒体が、区域Ｘ－２から区域Ｘ－４に移動する際、これは、硫酸等の強酸を用いて再生されている。再生されたＡＥ媒体（５）は、次いで、再生後水洗浄ステップに移送され、最終的に、二次ＣＩＸシステムに戻され、そこで、これは、再び、一次ＣＩＸシステムから取得された、新鮮な一次装填再生溶液と接触させられる。
【0126】
実施形態では、二重サイクルＣＩＸ装置（およびプロセス）は、一次ＣＩＸまたは二次ＣＩＸシステム内のＧＥまたはＲＣシステムを含む。実施形態では、二重サイクルＣＩＸ装置（およびプロセス）は、ＧＥシステムと、ＲＣシステムとを含み、１つは、一次ＣＩＸシステム内にあり、１つは、二次ＣＩＸシステム内にある。
【0127】
ＧＥおよびＲＣプロセスによって除去され得る汚染物質の実施例は、鉄およびリンのイオンを含む。ＡＥシステム内で除去され得る、微量の他のアニオン錯体も、存在し得るが、鉄およびリンが、考慮するべき主要なアイテムである。ＣＥ一次ＣＩＸシステムに関して、動作概念は、ＣＥの場合では、装填一次再生溶液（炭酸ウラニルアンモニウム）の一部が、少量の酸、例えば、Ｈ２ＳＯ４を用いて処理され、次いで、再生ステップの前にＣＥ樹脂をクラウディングさせるために使用されることを除いて、類似する。再び、これらの条件下で、低下されたｐＨ溶液中のウランは、樹脂上に戻るように装填され、ウランと比較して樹脂に対する低い親和性を有する汚染イオンを変位させる。
【0128】
上記に説明されるプロセスから取得されたウランは、典型的には、酸化ウラン（Ｕ３Ｏ８）生成物として回収されるであろう。本材料は、Ｕ３Ｏ８を生成するために、沈殿過酸化ウラニルの後続焼成を伴って、過酸化水素沈殿システムにおいて上記に議論されるように調製されるであろう。ウランはまた、重ウラン酸化合物として回収され得る。
【0129】
用語「区域」または「ポート」または「システム」は、プロセス全体の一部を実施するために使用される具体的システムを指すために同義的に使用されることができる。用語「部分区域」または「サブポート」または「サブシステム」は、プロセス全体の具体的部分のサブ部分を実施するシステムの一部を指す。ＧＥおよびＲＣシステムに関して、用語「システム」および「サブシステム」は、同義的に使用される。
【0130】
実施形態では、単一サイクルＣＩＸシステム、二重サイクルＣＩＸシステムの一次ＣＩＸシステムおよび二次ＣＩＸシステム、ＧＥシステム、およびＲＣシステム等の本明細書に説明されるシステム（ユニット）はそれぞれ、いくつかの区域、例えば、１～５０個の区域を含有することができる。本システムはそれぞれ、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つの区域を含むことができる。本システムは、１～１０個の区域、１～５０個の区域、５～４５個の区域、１０～４０個の区域、１５～３５個の区域、２０～３５個の区域、２５～３０個の区域、または２４～３２個の区域を含むことができる。区域は、移動しない、本システムに関する固定された給送および排出点である。
【0131】
実施形態では、本明細書に説明されるシステムはそれぞれ、いくつかの樹脂チャンバ、例えば、１～５０個の樹脂チャンバを有することができる。本システムはそれぞれ、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つの区域を含むことができる。本システムは、１～１０個の区域、１～５０個の区域、５～４５個の区域、１０～４０個の区域、１５～３５個の区域、２０～３５個の区域、２５～３０個の区域、または２４～３２個の区域を含むことができる。実施形態では、樹脂は、チャンバ内に留まり、樹脂チャンバは、区域から区域に移動し、いかなる中断も伴わない連続プロセスを提供することができる。各樹脂チャンバは、各ＣＩＸシステムまたはユニット内に留まる。例えば、一次システムの樹脂チャンバは、二重サイクルの二次システムに移動しない。
【0132】
当業者によって理解されるであろうように、本明細書に開示される各実施形態は、その特定の記載される要素、ステップ、成分、または構成要素を備える、本質的にそれから成る、またはそれから成ることができる。したがって、用語「～を含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」または「～を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「～を備える、～から成る、または本質的に～から成る」を列挙するように解釈されるべきである。移行用語「～を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」または「～を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、「限定ではないが、～を含む」を意味し、主要な量であっても、規定されない要素、ステップ、成分、または構成要素の含有を可能にする。移行句「～から成る」は、規定されない任意の要素、ステップ、成分、または構成要素を除外する。移行句「本質的に～から成る」は、実施形態の範囲を、規定される要素、ステップ、成分、または構成要素、および実施形態に実質的に影響を及ぼさないものに限定する。
【0133】
本明細書および請求項に使用される成分の量、試薬等の性質、反応条件等を表す全ての数値は、反対に示されない限り、用語「約」によって全ての事例において修飾されるものとして理解されるものである。故に、本明細書および添付される請求項に記載される数値パラメータは、取得されることが追求される所望の性質に応じて変動し得る、近似値である。少なくとも、各数値パラメータは、少なくとも報告された有効桁数に照らして、通常の丸め技法を適用することによって解釈されるべきである。さらなる明確化が、要求されるとき、用語「約」は、記載された数値または範囲と併せて使用されるとき、当業者によって合理的にこれに帰する意味を有し、すなわち、記載される値または範囲よりも若干多いまたは若干少ない、記載される値の±２０％、記載される値の±１５％、記載される値の±１０％、記載される値の±５％、記載される値の±４％、記載される値の±３％、記載される値の±２％、記載される値の±１％、または記載される値の±１％～２０％の任意のパーセンテージの範囲内を表す。
【0134】
本発明の広範な範囲を記載する数値範囲またはパラメータが近似値であるにもかかわらず、具体的実施例において記載される数値は、可能な限り精密に報告される。しかしながら、任意の数値は、本質的に、それらの個別の試験測定において見出される標準偏差から必然的にもたらされる、ある誤差を含有する。
【0135】
本発明を説明する文脈において（特に、以下の請求項の文脈において）使用される用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および類似する指示物は、本明細書に別様に示されない、または文脈によって明確に矛盾しない限り、単数および複数の両方を網羅するように解釈されるものである。本明細書の値の範囲の列挙は、単に、範囲内に該当する各別個の値を個々に指す略記法としての役割を果たすことを意図している。本明細書に別様に示されない限り、各個々の値は、これが本明細書に個々に列挙される場合と同程度に、本明細書に組み込まれる。本明細書に説明される全ての方法は、本明細書に別様に示されない、または文脈によって別様に明確に矛盾しない限り、任意の好適な順序で実施されることができる。本明細書に提供されるあらゆる実施例または例示的言語（例えば、「等」）の使用は、単に、本発明をより良好に解明することを意図しており、別様に請求される本発明の範囲に対する限定を提起しない。本明細書のいかなる言語も、本発明の実践に不可欠な任意の非請求要素を示すものとして解釈されるべきではない。
【0136】
本明細書に開示される本発明の代替要素または実施形態の群化は、限定として解釈されるものではない。各群要素は、個々に、または群の他の要素または本明細書に見出される他の要素との任意の組み合わせで、参照および請求され得る。群の１つまたはそれを上回る要素が、便宜性および／または特許性の理由から、群内に含まれる、またはそれから削除され得ることが予想される。任意のそのような包含または削除が行われるとき、本明細書は、修正されるような群を含有すると見なされ、したがって、添付される請求項において使用される全てのマーカッシュ群の書面による説明を履行する。
【0137】
以下の例示的実施形態および実施例は、本明細書に提供される例示的方法を例証する。これらの例示的実施形態および実施例は、本開示の範囲を限定することを意図しておらず、それらは、そのように解釈されるものではない。本方法が、本明細書に具体的に説明されるもの以外の方法で実践され得ることが明白となるであろう。多数の修正および変形例が、本明細書の教示の観点から可能性として考えられ、したがって、本開示の範囲内である。
例示的実施形態
例示的実施形態
【0138】
以下は、例示的実施形態である。
１．ウランを回収するための単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置であって、以下、すなわち、
ａ）勾配溶離（ＧＥ）または樹脂クラウディング（ＲＣ）システムを含む、一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）一次再生溶液蒸発システムと、
ｃ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｄ）酸性化ウラニル塩溶液沈殿システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと、
を含み、
随意に、一次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを含み、
随意に、単一サイクルＣＩＸ装置は、ウラン生成物貯蔵および自動的包装システムを含む、
単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置。
２．一次再生溶液蒸発システムは、分解された化合物、例えば、アンモニアを回収するための回収凝縮器を含む、実施形態１に記載の単一サイクルＣＩＸ装置。
３．ウランを回収するための二重サイクルＣＩＸ装置であって、以下、すなわち、
ａ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む、一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む、二次ＣＩＸシステムと、
ｃ）二次再生溶液沈殿システムと、
ｄ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと、
を含み、
随意に、一次および／または二次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを含み、
随意に、単一サイクルＣＩＸ装置は、ウラン生成物貯蔵および自動的包装システムを含む、
二重サイクルＣＩＸ装置。
４．本装置はさらに、一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを含み、前処理システムは、白土添加システム／ステップ、凝集剤添加システム／ステップ、および／または浄化システム／ステップを含む、実施形態１－３のいずれか１項に記載の単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸ装置。
５．一次ＣＩＸシステムは、錯化カチオン交換（ＣＥ）媒体を含む、実施形態１－４のいずれか１項に記載の単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸ装置。
６．二次ＣＩＸシステムは、アニオン交換（ＡＥ）媒体を含む、実施形態３－５のいずれか１項に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
７．本システムは、溶液の再生利用、返還、または貯蔵を可能にする、実施形態１－６のいずれか１項に記載の単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸ装置。
８．本システムは、一次ＣＩＸおよび／または二次ＣＩＸの固体媒体の日常的な清浄化を可能にする、実施形態１－７のいずれか１項に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
９．一次および二次ＣＩＸシステムは、ＣＩＸシステムの全サイクルあたり少なくとも１回の清浄化のために固体媒体の膨張を可能にするために、上向流モードにおいて動作される、少なくとも１つの区域を本システム内に有する、実施形態８に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
１０．本システムは、源からのウランの回収のために順次接続される、実施形態１－９のいずれか１項に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
１１．ウランを回収する方法であって、
ａ）ウランの源を提供するステップと、
ｂ）ウランを結合させる固体媒体を含む、１つまたはそれを上回るＣＩＸシステムを提供するステップと、
ｃ）ウランを固体媒体に結合させる条件下で、ウランの源を固体媒体に適用するステップと、
ｄ）単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスによってウランを回収するステップと、
を含み、
単一サイクルＣＩＸプロセスは、ＧＥまたはＲＣプロセスを含み、
二重サイクルイオン交換プロセスは、ＧＥおよび／またはＲＣプロセスを含む、
方法。
１２．ＣＩＸシステムは、単一サイクルＣＩＸ装置の一次ＣＩＸシステムである、実施形態１１に記載の方法。
１３．２つのＣＩＸシステムが、存在し、２つのＣＩＸシステムは、二重サイクルＣＩＸ装置の一次および二次ＣＩＸシステムである、実施形態１１に記載の方法。
１４．一次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させる、錯化カチオン交換（ＣＥ）樹脂を含む、実施形態１１－１３のいずれか１項に記載の方法。
１５．二次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させる、アニオン交換（ＡＥ）樹脂を含む、実施形態１１または１３に記載の方法。
１６．本方法はさらに、ステップｃ）の前にウランの源を前処理するステップを含む、実施形態１１－１５のいずれか１項に記載の方法。
１７．前処理するステップは、活性白土、活性炭、活性シリカ、凝集剤、またはそれらの組み合わせを使用して、ウランの源を濾過または浄化するステップを含む、実施形態１６に記載の方法。
１８．ウランの源は、任意の酸化状態におけるウランを含む、リン酸の源である、実施形態１１－１７のいずれか１項に記載の方法。
１９．ウランの源は、リン酸溶液またはリン酸原料を含む、実施形態１１－１８のいずれか１項に記載の方法。
２０．ＣＥ媒体は、
キレート性アミノメチルホスホン酸基を伴う、弱酸性ＣＥ媒体、
アミノホスホンキレート媒体、
イミノ二酢酸基を伴う、マクロ多孔性ポリスチレン系キレート媒体、または、
ウランを結合させるキレート基、官能性、または部分を有する、またはイミノ二酢酸基、キレート性アミノメチルホスホン酸基、またはアミノホスホン基を含む、薬品を含む、組成物または材料であって、随意に、組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、またはヒドロゲルを含む、組成物または材料、
を含む、実施形態１１－１９のいずれか１項に記載の方法。
２１．単一サイクルイオン交換プロセスによって、または二重サイクルイオン交換プロセスによってウランを回収するステップは、アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を前処理し、ＣＥ媒体中の遊離酸を中和し、続けて、約９．０を上回るｐＨにおける炭酸アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を再生し、ウラン装填一次再生溶液および再生されたＣＥ媒体を生成するステップを含む、実施形態１１－２０のいずれか１項に記載の方法。
２２．ＣＥ媒体を前処理するためのアルカリ溶液は、水酸化アンモニウムまたは水酸化ナトリウムを含む、実施形態２１に記載の方法。
２３．ＣＥ媒体を前処理する際、少なくとも１つの区域が、ＣＩＸシステムからの微量の固体のパージを可能にするために、上向流動作モードにおいて実行される、実施形態２１または２２に記載の方法。
２４．炭酸アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を再生するステップは、ウランをアニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、アニオン性炭酸ウラニル錯体を含む、ウラン装填一次再生溶液を生成するステップを含み、炭酸アルカリ溶液は、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、または炭酸カリウムを含む、実施形態２１－２３のいずれか１項に記載の方法。
２５．ＣＥ媒体を再生するステップはさらに、ＣＩＸプロセスへのＣＥ媒体の再進入の前に、再生されたＣＥ媒体を水または弱酸性溶液を用いて洗浄するステップを含む、実施形態２１－２４のいずれか１項に記載の方法。
２６．単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、初期再生溶液の一部を含む、アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を前処理し、それによって、ＣＥ媒体上に初期再生溶液中に含有されるウランを再装填するステップを含む、実施形態２１－２５のいずれか１項に記載の方法。
２７．単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、蒸発ユニット内でウラン装填一次再生溶液を濃縮し、含水量を低減させ、過剰な炭酸アルカリを分解し、重炭酸塩を形成し、溶液のｐＨを低減させ、ウラニル沈殿物を形成するステップを含み、炭酸アルカリは、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、または炭酸カリウムであり、随意に、炭酸アルカリは、炭酸アンモニウムであり、ウラニル沈殿物は、三炭酸ウラニルアンモニウムである、実施形態２１－２７のいずれか１項に記載の方法。
２８．本方法はさらに、ウラニル沈殿物を濾過し、続けて、水を用いて沈殿物を洗浄し、ウラニル沈殿物から過剰な炭酸アルカリまたは混入した炭酸塩／重炭酸塩を除去するステップを含む、実施形態２７に記載の方法。
２９．本方法はさらに、過剰な炭酸アルカリの分解において放出された化合物を回収し、回収された化合物および結果として生じる溶液をＣＩＸ装置に再生利用をするステップを含み、随意に、放出される化合物は、アンモニアである、実施形態２７または２８に記載の方法。
３０．本方法はさらに、酸溶液を用いてウラニル沈殿物を消化し、ウラニル塩溶液を生成するステップを含み、随意に、酸溶液は、硫酸、硝酸、または塩酸を含む、実施形態２７－２９のいずれか１項に記載の方法。
３１．本方法はさらに、アルカリ溶液を用いてウラニル塩溶液を処理し、溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、アルカリ溶液は、水酸化アルカリを含み、随意に、アルカリ溶液は、約ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、実施形態３０に記載の方法。
３２．本方法はさらに、沈殿物を形成するために十分な量において薬品をｐＨ調節溶液に添加するステップを含み、薬品は、過酸化水素、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、または水酸化カリウムであり、随意に、薬品は、過酸化水素であり、沈殿物は、過酸化ウラニル沈殿物である、実施形態３１に記載の方法。
３３．本方法はさらに、（ｉ）沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて沈殿物をリパルプし、続けて、沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、ｐＨ調節溶液から沈殿物を分離するステップを含み、随意に、本方法はさらに、水を用いて沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、実施形態３２に記載の方法。
３４．本方法はさらに、沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、実施形態３２に記載の方法。
３５．本方法はさらに、乾燥固体を分解または焼成するために十分な温度まで乾燥固体を加熱するステップを含み、随意に、乾燥固体は、過酸化ウラニルであり、乾燥固体を焼成するステップは、酸化ウランを形成する、実施形態３４に記載の方法。
３６．二重サイクルイオン交換プロセスはさらに、アニオン交換（ＡＥ）媒体を含む、第２のＣＩＸシステムにおいてウラン装填一次再生溶液を処理するステップを含み、アニオン性炭酸ウラニル錯体は、ＡＥ媒体に移送される、実施形態２１－２５のいずれか１項に記載の方法。
３７．ＡＥ媒体は、１型第４級アンモニウムを含む、官能基を含む、実施形態３６に記載の方法。
３８．本方法はさらに、水溶液を用いてＡＥ媒体を処理し、洗浄されたＡＥ媒体を生成するステップを含む、実施形態３６または３７に記載の方法。
３９．本方法はさらに、酸性溶液を用いて洗浄されたＡＥ媒体を処理し、ＡＥ媒体からウランを除去し、カチオン形態におけるウランを含有する、ウラン装填二次再生溶液と、再生されたＡＥ媒体とを生成するステップを含み、随意に、酸性溶液は、希硫酸、硝酸、または塩酸を含む、実施形態３８に記載の方法。
４０．酸性溶液を用いて洗浄されたＡＥ媒体を処理するステップは、ＣＩＸシステム内に蓄積している場合がある微量の任意の固体をパージするために、（区画のうちの少なくとも１つにおける）接触ステップのうちの少なくとも１つに関して上向流動作モードにおいて実行される、実施形態３９に記載の方法。
４１．本方法はさらに、水を用いて再生されたＡＥ媒体を処理するステップを含む、実施形態３９または４０に記載の方法。
４２．本方法はさらに、第２のＣＩＸシステムの中へのその再進入の前に、アルカリ溶液を用いて再生されたＡＥ媒体を後処理するステップを含む、実施形態４１に記載の方法。
４３．本方法はさらに、アルカリ溶液を用いてウラン装填二次再生溶液を処理し、溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、アルカリ溶液は、１０％～約３０％に及ぶ濃度における、水酸化アルカリ、水酸化アンモニウム、または水酸化ナトリウムを含み、随意に、アルカリ溶液は、ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、実施形態３６－４２のいずれか１項に記載の方法。
４４．本方法はさらに、沈殿物を形成するために十分な量において薬品をｐＨ調節溶液に添加するステップを含み、薬品は、過酸化水素、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、または水酸化カリウムであり、随意に、薬品は、過酸化水素であり、沈殿物は、過酸化ウラニル沈殿物である、実施形態４３に記載の方法。
４５．本方法はさらに、（ｉ）沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて沈殿物をリパルプし、続けて、沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、ｐＨ調節溶液から沈殿物を分離するステップを含み、随意に、本方法はさらに、水を用いて沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、実施形態４４に記載の方法。
４６．本方法はさらに、沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、実施形態４５に記載の方法。
４７．本方法はさらに、乾燥固体を分解または焼成するために十分な温度まで乾燥固体を加熱するステップを含み、随意に、乾燥固体は、過酸化ウラニルであり、乾燥固体を焼成するステップは、酸化ウランを形成する、実施形態４６に記載の方法。
４８．一次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを含む、実施形態１１－４７のいずれか１項に記載の方法。
４９．二次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを含む、実施形態１１、１３－２６、および３６－４７のいずれか１項に記載の方法。
５０．一次および二次ＣＩＸシステムは、ＧＥおよび／またはＲＣシステムを含む、実施形態１１、１３－２６、３６－４７、および４９のいずれか１項に記載の方法。
５１．単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施されるＧＥプロセスは、再生前処理ステップの間に一次ＣＥ媒体に希釈塩基溶液を適用するステップを含み、これは、一次ＣＥ媒体がウランを装填された後、一次ＣＥ媒体の再生前に行われる、実施形態１１－５０のいずれか１項に記載の方法。
５２．ＧＥプロセスは、増加した強度の希釈塩基溶液を適用し、一次ＣＥ媒体から非ウランカチオンを除去するステップを含む、実施形態５１に記載の方法。
５３．希釈塩基溶液は、希釈炭酸アンモニウム溶液、希釈炭酸ナトリウム溶液、または希釈炭酸カリウム溶液等の希釈炭酸塩溶液を含み、随意に、選択される希釈塩基溶液は、炭酸アンモニウム溶液を含む、実施形態５１または５２に記載の方法。
５４．単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施されるＲＣプロセスは、希酸を用いてウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含む、実施形態１１－５０のいずれか１項に記載の方法。
５５．ウラン装填一次再生溶液の一部は、一次ＣＥ媒体への一次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、実施形態５４に記載の方法。
５６．ウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節するステップは、溶液中のウランをカチオン形態に変換し、クラウド溶液を取得する、実施形態５４または５５に記載の方法。
５７．ＲＣプロセスはさらに、再生前処理ステップの間に一次ＣＥ媒体上にクラウド溶液を適用するステップを含み、これは、一次ＣＥ媒体がウランを装填された後、一次ＣＥ媒体の再生前に行われる、実施形態５６に記載の方法。
５８．一次ＣＥ媒体上にクラウド溶液を適用するステップは、一次ＣＥ媒体上にウランを再装填し、一次ＣＥ媒体から非ウラン汚染物質を変位させる、実施形態５７に記載の方法。
５９．二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施されるＧＥプロセスは、再生前処理ステップの間に二次ＡＥ媒体に弱酸性溶液を適用するステップを含み、これは、二次ＡＥ媒体がウランを装填された後、二次ＡＥ媒体の再生前に行われる、実施形態１１、１３－２６、および３６－５７のいずれか１項に記載の方法。
６０．ＧＥプロセスは、増加した強度の弱酸性溶液を適用し、二次ＡＥ媒体から非ウランアニオンを除去するステップを含む、実施形態５９に記載の方法。
６１．弱酸性溶液は、弱硫酸溶液、弱塩酸溶液、または弱硝酸溶液を含む、実施形態５９または６０に記載の方法。
６２．二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施されるＲＣプロセスは、弱塩基を用いてウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含む、実施形態１１、１３－２６、および３６－５８のいずれか１項に記載の方法。
６３．ウラン装填二次再生溶液の一部は、二次ＡＥ媒体への二次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、実施形態６２に記載の方法。
６４．ウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節するステップは、溶液中のウランをアニオン形態に変換し、クラウド溶液を取得する、実施形態６２または６３に記載の方法。
６５．ＲＣプロセスはさらに、再生前処理ステップの間に二次ＡＥ媒体上にクラウド溶液を適用するステップを含み、これは、二次ＡＥ媒体がウランを装填された後、二次ＡＥ媒体の再生前に行われる、実施形態６４に記載の方法。
６６．二次ＡＥ媒体上にクラウド溶液を適用するステップは、二次ＡＥ媒体上にウランを再装填し、二次ＡＥ媒体から非ウラン汚染物質を変位させる、実施形態６５に記載の方法。
６７．ＧＥまたはＲＣシステムは、１つまたはそれを上回る区域を含む、実施形態１－１０のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
６８．ＧＥシステムは、異なる強度の酸または塩基を固体媒体に適用するための異なる区域を含む、実施形態６７に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
６９．ＲＣシステムは、ｐＨ調節された二次再生溶液を適用するための異なる区域を含む、実施形態６７に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
７０．ＧＥまたはＲＣシステムは、ＡＥまたはＣＥ媒体を再生するための区域を含む、実施形態６７－６９のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
１．ウランを回収するための単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置であって、以下、すなわち、
ａ）勾配溶離（ＧＥ）または樹脂クラウディング（ＲＣ）システムを含む、一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）一次再生溶液蒸発システムと、
ｃ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｄ）酸性化ウラニル塩溶液沈殿システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと、
を含み、
随意に、一次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを含み、
随意に、単一サイクルＣＩＸ装置は、ウラン生成物貯蔵および自動的包装システムを含む、
単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置。
２．一次再生溶液蒸発システムは、分解された化合物、例えば、アンモニアを回収するための回収凝縮器を含む、実施形態１に記載の単一サイクルＣＩＸ装置。
３．ウランを回収するための二重サイクルＣＩＸ装置であって、以下、すなわち、
ａ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む、一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む、二次ＣＩＸシステムと、
ｃ）二次再生溶液沈殿システムと、
ｄ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと、
を含み、
随意に、一次および／または二次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを含み、
随意に、単一サイクルＣＩＸ装置は、ウラン生成物貯蔵および自動的包装システムを含む、
二重サイクルＣＩＸ装置。
４．本装置はさらに、一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを含み、前処理システムは、白土添加システム／ステップ、凝集剤添加システム／ステップ、および／または浄化システム／ステップを含む、実施形態１－３のいずれか１項に記載の単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸ装置。
５．一次ＣＩＸシステムは、錯化カチオン交換（ＣＥ）媒体を含む、実施形態１－４のいずれか１項に記載の単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸ装置。
６．二次ＣＩＸシステムは、アニオン交換（ＡＥ）媒体を含む、実施形態３－５のいずれか１項に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
７．本システムは、溶液の再生利用、返還、または貯蔵を可能にする、実施形態１－６のいずれか１項に記載の単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸ装置。
８．本システムは、一次ＣＩＸおよび／または二次ＣＩＸの固体媒体の日常的な清浄化を可能にする、実施形態１－７のいずれか１項に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
９．一次および二次ＣＩＸシステムは、ＣＩＸシステムの全サイクルあたり少なくとも１回の清浄化のために固体媒体の膨張を可能にするために、上向流モードにおいて動作される、少なくとも１つの区域を本システム内に有する、実施形態８に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
１０．本システムは、源からのウランの回収のために順次接続される、実施形態１－９のいずれか１項に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
１１．ウランを回収する方法であって、
ａ）ウランの源を提供するステップと、
ｂ）ウランを結合させる固体媒体を含む、１つまたはそれを上回るＣＩＸシステムを提供するステップと、
ｃ）ウランを固体媒体に結合させる条件下で、ウランの源を固体媒体に適用するステップと、
ｄ）単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスによってウランを回収するステップと、
を含み、
単一サイクルＣＩＸプロセスは、ＧＥまたはＲＣプロセスを含み、
二重サイクルイオン交換プロセスは、ＧＥおよび／またはＲＣプロセスを含む、
方法。
１２．ＣＩＸシステムは、単一サイクルＣＩＸ装置の一次ＣＩＸシステムである、実施形態１１に記載の方法。
１３．２つのＣＩＸシステムが、存在し、２つのＣＩＸシステムは、二重サイクルＣＩＸ装置の一次および二次ＣＩＸシステムである、実施形態１１に記載の方法。
１４．一次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させる、錯化カチオン交換（ＣＥ）樹脂を含む、実施形態１１－１３のいずれか１項に記載の方法。
１５．二次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させる、アニオン交換（ＡＥ）樹脂を含む、実施形態１１または１３に記載の方法。
１６．本方法はさらに、ステップｃ）の前にウランの源を前処理するステップを含む、実施形態１１－１５のいずれか１項に記載の方法。
１７．前処理するステップは、活性白土、活性炭、活性シリカ、凝集剤、またはそれらの組み合わせを使用して、ウランの源を濾過または浄化するステップを含む、実施形態１６に記載の方法。
１８．ウランの源は、任意の酸化状態におけるウランを含む、リン酸の源である、実施形態１１－１７のいずれか１項に記載の方法。
１９．ウランの源は、リン酸溶液またはリン酸原料を含む、実施形態１１－１８のいずれか１項に記載の方法。
２０．ＣＥ媒体は、
キレート性アミノメチルホスホン酸基を伴う、弱酸性ＣＥ媒体、
アミノホスホンキレート媒体、
イミノ二酢酸基を伴う、マクロ多孔性ポリスチレン系キレート媒体、または、
ウランを結合させるキレート基、官能性、または部分を有する、またはイミノ二酢酸基、キレート性アミノメチルホスホン酸基、またはアミノホスホン基を含む、薬品を含む、組成物または材料であって、随意に、組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、またはヒドロゲルを含む、組成物または材料、
を含む、実施形態１１－１９のいずれか１項に記載の方法。
２１．単一サイクルイオン交換プロセスによって、または二重サイクルイオン交換プロセスによってウランを回収するステップは、アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を前処理し、ＣＥ媒体中の遊離酸を中和し、続けて、約９．０を上回るｐＨにおける炭酸アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を再生し、ウラン装填一次再生溶液および再生されたＣＥ媒体を生成するステップを含む、実施形態１１－２０のいずれか１項に記載の方法。
２２．ＣＥ媒体を前処理するためのアルカリ溶液は、水酸化アンモニウムまたは水酸化ナトリウムを含む、実施形態２１に記載の方法。
２３．ＣＥ媒体を前処理する際、少なくとも１つの区域が、ＣＩＸシステムからの微量の固体のパージを可能にするために、上向流動作モードにおいて実行される、実施形態２１または２２に記載の方法。
２４．炭酸アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を再生するステップは、ウランをアニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、アニオン性炭酸ウラニル錯体を含む、ウラン装填一次再生溶液を生成するステップを含み、炭酸アルカリ溶液は、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、または炭酸カリウムを含む、実施形態２１－２３のいずれか１項に記載の方法。
２５．ＣＥ媒体を再生するステップはさらに、ＣＩＸプロセスへのＣＥ媒体の再進入の前に、再生されたＣＥ媒体を水または弱酸性溶液を用いて洗浄するステップを含む、実施形態２１－２４のいずれか１項に記載の方法。
２６．単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、初期再生溶液の一部を含む、アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を前処理し、それによって、ＣＥ媒体上に初期再生溶液中に含有されるウランを再装填するステップを含む、実施形態２１－２５のいずれか１項に記載の方法。
２７．単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、蒸発ユニット内でウラン装填一次再生溶液を濃縮し、含水量を低減させ、過剰な炭酸アルカリを分解し、重炭酸塩を形成し、溶液のｐＨを低減させ、ウラニル沈殿物を形成するステップを含み、炭酸アルカリは、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、または炭酸カリウムであり、随意に、炭酸アルカリは、炭酸アンモニウムであり、ウラニル沈殿物は、三炭酸ウラニルアンモニウムである、実施形態２１－２７のいずれか１項に記載の方法。
２８．本方法はさらに、ウラニル沈殿物を濾過し、続けて、水を用いて沈殿物を洗浄し、ウラニル沈殿物から過剰な炭酸アルカリまたは混入した炭酸塩／重炭酸塩を除去するステップを含む、実施形態２７に記載の方法。
２９．本方法はさらに、過剰な炭酸アルカリの分解において放出された化合物を回収し、回収された化合物および結果として生じる溶液をＣＩＸ装置に再生利用をするステップを含み、随意に、放出される化合物は、アンモニアである、実施形態２７または２８に記載の方法。
３０．本方法はさらに、酸溶液を用いてウラニル沈殿物を消化し、ウラニル塩溶液を生成するステップを含み、随意に、酸溶液は、硫酸、硝酸、または塩酸を含む、実施形態２７－２９のいずれか１項に記載の方法。
３１．本方法はさらに、アルカリ溶液を用いてウラニル塩溶液を処理し、溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、アルカリ溶液は、水酸化アルカリを含み、随意に、アルカリ溶液は、約ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、実施形態３０に記載の方法。
３２．本方法はさらに、沈殿物を形成するために十分な量において薬品をｐＨ調節溶液に添加するステップを含み、薬品は、過酸化水素、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、または水酸化カリウムであり、随意に、薬品は、過酸化水素であり、沈殿物は、過酸化ウラニル沈殿物である、実施形態３１に記載の方法。
３３．本方法はさらに、（ｉ）沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて沈殿物をリパルプし、続けて、沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、ｐＨ調節溶液から沈殿物を分離するステップを含み、随意に、本方法はさらに、水を用いて沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、実施形態３２に記載の方法。
３４．本方法はさらに、沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、実施形態３２に記載の方法。
３５．本方法はさらに、乾燥固体を分解または焼成するために十分な温度まで乾燥固体を加熱するステップを含み、随意に、乾燥固体は、過酸化ウラニルであり、乾燥固体を焼成するステップは、酸化ウランを形成する、実施形態３４に記載の方法。
３６．二重サイクルイオン交換プロセスはさらに、アニオン交換（ＡＥ）媒体を含む、第２のＣＩＸシステムにおいてウラン装填一次再生溶液を処理するステップを含み、アニオン性炭酸ウラニル錯体は、ＡＥ媒体に移送される、実施形態２１－２５のいずれか１項に記載の方法。
３７．ＡＥ媒体は、１型第４級アンモニウムを含む、官能基を含む、実施形態３６に記載の方法。
３８．本方法はさらに、水溶液を用いてＡＥ媒体を処理し、洗浄されたＡＥ媒体を生成するステップを含む、実施形態３６または３７に記載の方法。
３９．本方法はさらに、酸性溶液を用いて洗浄されたＡＥ媒体を処理し、ＡＥ媒体からウランを除去し、カチオン形態におけるウランを含有する、ウラン装填二次再生溶液と、再生されたＡＥ媒体とを生成するステップを含み、随意に、酸性溶液は、希硫酸、硝酸、または塩酸を含む、実施形態３８に記載の方法。
４０．酸性溶液を用いて洗浄されたＡＥ媒体を処理するステップは、ＣＩＸシステム内に蓄積している場合がある微量の任意の固体をパージするために、（区画のうちの少なくとも１つにおける）接触ステップのうちの少なくとも１つに関して上向流動作モードにおいて実行される、実施形態３９に記載の方法。
４１．本方法はさらに、水を用いて再生されたＡＥ媒体を処理するステップを含む、実施形態３９または４０に記載の方法。
４２．本方法はさらに、第２のＣＩＸシステムの中へのその再進入の前に、アルカリ溶液を用いて再生されたＡＥ媒体を後処理するステップを含む、実施形態４１に記載の方法。
４３．本方法はさらに、アルカリ溶液を用いてウラン装填二次再生溶液を処理し、溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、アルカリ溶液は、１０％～約３０％に及ぶ濃度における、水酸化アルカリ、水酸化アンモニウム、または水酸化ナトリウムを含み、随意に、アルカリ溶液は、ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、実施形態３６－４２のいずれか１項に記載の方法。
４４．本方法はさらに、沈殿物を形成するために十分な量において薬品をｐＨ調節溶液に添加するステップを含み、薬品は、過酸化水素、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、または水酸化カリウムであり、随意に、薬品は、過酸化水素であり、沈殿物は、過酸化ウラニル沈殿物である、実施形態４３に記載の方法。
４５．本方法はさらに、（ｉ）沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて沈殿物をリパルプし、続けて、沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、ｐＨ調節溶液から沈殿物を分離するステップを含み、随意に、本方法はさらに、水を用いて沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、実施形態４４に記載の方法。
４６．本方法はさらに、沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、実施形態４５に記載の方法。
４７．本方法はさらに、乾燥固体を分解または焼成するために十分な温度まで乾燥固体を加熱するステップを含み、随意に、乾燥固体は、過酸化ウラニルであり、乾燥固体を焼成するステップは、酸化ウランを形成する、実施形態４６に記載の方法。
４８．一次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを含む、実施形態１１－４７のいずれか１項に記載の方法。
４９．二次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを含む、実施形態１１、１３－２６、および３６－４７のいずれか１項に記載の方法。
５０．一次および二次ＣＩＸシステムは、ＧＥおよび／またはＲＣシステムを含む、実施形態１１、１３－２６、３６－４７、および４９のいずれか１項に記載の方法。
５１．単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施されるＧＥプロセスは、再生前処理ステップの間に一次ＣＥ媒体に希釈塩基溶液を適用するステップを含み、これは、一次ＣＥ媒体がウランを装填された後、一次ＣＥ媒体の再生前に行われる、実施形態１１－５０のいずれか１項に記載の方法。
５２．ＧＥプロセスは、増加した強度の希釈塩基溶液を適用し、一次ＣＥ媒体から非ウランカチオンを除去するステップを含む、実施形態５１に記載の方法。
５３．希釈塩基溶液は、希釈炭酸アンモニウム溶液、希釈炭酸ナトリウム溶液、または希釈炭酸カリウム溶液等の希釈炭酸塩溶液を含み、随意に、選択される希釈塩基溶液は、炭酸アンモニウム溶液を含む、実施形態５１または５２に記載の方法。
５４．単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施されるＲＣプロセスは、希酸を用いてウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含む、実施形態１１－５０のいずれか１項に記載の方法。
５５．ウラン装填一次再生溶液の一部は、一次ＣＥ媒体への一次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、実施形態５４に記載の方法。
５６．ウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節するステップは、溶液中のウランをカチオン形態に変換し、クラウド溶液を取得する、実施形態５４または５５に記載の方法。
５７．ＲＣプロセスはさらに、再生前処理ステップの間に一次ＣＥ媒体上にクラウド溶液を適用するステップを含み、これは、一次ＣＥ媒体がウランを装填された後、一次ＣＥ媒体の再生前に行われる、実施形態５６に記載の方法。
５８．一次ＣＥ媒体上にクラウド溶液を適用するステップは、一次ＣＥ媒体上にウランを再装填し、一次ＣＥ媒体から非ウラン汚染物質を変位させる、実施形態５７に記載の方法。
５９．二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施されるＧＥプロセスは、再生前処理ステップの間に二次ＡＥ媒体に弱酸性溶液を適用するステップを含み、これは、二次ＡＥ媒体がウランを装填された後、二次ＡＥ媒体の再生前に行われる、実施形態１１、１３－２６、および３６－５７のいずれか１項に記載の方法。
６０．ＧＥプロセスは、増加した強度の弱酸性溶液を適用し、二次ＡＥ媒体から非ウランアニオンを除去するステップを含む、実施形態５９に記載の方法。
６１．弱酸性溶液は、弱硫酸溶液、弱塩酸溶液、または弱硝酸溶液を含む、実施形態５９または６０に記載の方法。
６２．二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施されるＲＣプロセスは、弱塩基を用いてウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含む、実施形態１１、１３－２６、および３６－５８のいずれか１項に記載の方法。
６３．ウラン装填二次再生溶液の一部は、二次ＡＥ媒体への二次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、実施形態６２に記載の方法。
６４．ウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節するステップは、溶液中のウランをアニオン形態に変換し、クラウド溶液を取得する、実施形態６２または６３に記載の方法。
６５．ＲＣプロセスはさらに、再生前処理ステップの間に二次ＡＥ媒体上にクラウド溶液を適用するステップを含み、これは、二次ＡＥ媒体がウランを装填された後、二次ＡＥ媒体の再生前に行われる、実施形態６４に記載の方法。
６６．二次ＡＥ媒体上にクラウド溶液を適用するステップは、二次ＡＥ媒体上にウランを再装填し、二次ＡＥ媒体から非ウラン汚染物質を変位させる、実施形態６５に記載の方法。
６７．ＧＥまたはＲＣシステムは、１つまたはそれを上回る区域を含む、実施形態１－１０のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
６８．ＧＥシステムは、異なる強度の酸または塩基を固体媒体に適用するための異なる区域を含む、実施形態６７に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
６９．ＲＣシステムは、ｐＨ調節された二次再生溶液を適用するための異なる区域を含む、実施形態６７に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
７０．ＧＥまたはＲＣシステムは、ＡＥまたはＣＥ媒体を再生するための区域を含む、実施形態６７－６９のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
【0139】
本発明を実行するための本発明者らに既知の最良モードを含む、本発明のある実施形態が、本明細書に説明される。当然ながら、これらの説明される実施形態に対する変形例が、前述の説明を熟読することに応じて、当業者に明白となるであろう。本発明者らは、当業者がそのような変形例を適宜採用することを予期しており、本発明者らは、本発明が本明細書に具体的に説明されるもの以外の方法で実践されることを意図している。故に、本発明は、適用可能な法律によって許可されるように、本明細書に添付される請求項に列挙される主題の全ての修正および均等物を含む。また、その全ての可能性として考えられる変形例における上記に説明される要素の任意の組み合わせが、本明細書に別様に示されない、または文脈によって別様に明確に矛盾しない限り、本発明によって包含される。
【0140】
上記に説明される主題は、例証としてのみ提供され、限定として解釈されるべきではない。種々の修正および変更が、図示および説明される例示的実施形態および用途に従うことなく、および以下の請求項に記載される、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に説明される主題に行われ得る。
【0141】
本明細書に引用される全ての刊行物、特許、および特許出願は、各個々の刊行物、特許、または特許出願が具体的かつ個々に参照することによって組み込まれることが示される場合と同程度に、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。前述は、種々の実施形態の観点から説明されているが、当業者は、種々の修正、代用、省略、および変更が、その精神から逸脱することなく、行われ得ることを理解するであろう。
（項目１）
ウランを回収するための単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置であって、
ａ）勾配溶離（ＧＥ）または樹脂クラウディング（ＲＣ）システムを含む一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）一次再生溶液蒸発システムと、
ｃ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｄ）酸性化ウラニル塩溶液沈殿システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと
を備える、単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置。
（項目２）
上記システムはさらに、上記一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを備える、項目１に記載の単一サイクルＣＩＸ装置。
（項目３）
ウランを回収するための二重サイクルＣＩＸ装置であって、以下、すなわち、
ａ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む、一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む、二次ＣＩＸシステムと、
ｃ）二次再生溶液沈殿システムと、
ｄ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと
を含み、
随意に、上記一次または二次ＣＩＸシステムのうちの一方のみが、ＧＥまたはＲＣシステムを備え、他方は、ＧＥまたはＲＣシステムを備えていない、二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目４）
上記システムはさらに、上記一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを備える、項目３に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目５）
上記一次ＣＩＸシステムは、キレートまたは錯化カチオン交換（ＣＥ）媒体を備える、項目１または２に記載の単一サイクルＣＩＸ装置または項目３または４に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目６）
上記二次ＣＩＸシステムは、アニオン交換（ＡＥ）媒体を備える、項目３または４に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目７）
上記システムは、溶液の再生利用、返還、または貯蔵を可能にする、項目１、２、または５のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸ装置または項目３－６のいずれか１項に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目８）
上記システムは、上記一次ＣＩＸおよび／または上記二次ＣＩＸの固体媒体の日常的な清浄化を可能にする、項目１－７のいずれか１項に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目９）
上記一次および二次ＣＩＸシステムは、清浄化のために上記固体媒体の膨張を可能にするために、上向流モードにおいて動作される、項目８に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目１０）
上記システムは、ウランの回収のために順次接続される、項目１－９のいずれか１項に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目１１）
ウランを回収する方法であって、
ａ）ウランの源を提供するステップと、
ｂ）ウランを結合させる固体媒体を含む１つまたはそれを上回るＣＩＸシステムを提供するステップと、
ｃ）上記ウランを上記固体媒体に結合させる条件下で、上記ウランの源を上記固体媒体に適用するステップと、
ｄ）単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスによって上記ウランを回収するステップと
を含み、
上記単一サイクルＣＩＸプロセスは、ＧＥまたはＲＣプロセスを備え、
上記二重サイクルイオン交換プロセスは、ＧＥおよび／またはＲＣプロセスを備える、方法。
（項目１２）
上記ＣＩＸシステムは、単一サイクルＣＩＸ装置の上記一次ＣＩＸシステムである、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
２つのＣＩＸシステムが、存在し、上記２つのＣＩＸシステムは、二重サイクルＣＩＸ装置の上記一次および二次ＣＩＸシステムである、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
上記一次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させるキレートまたは錯化カチオン交換（ＣＥ）樹脂を備える、項目１１－１３のいずれか１項に記載の方法。
（項目１５）
上記二次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させるアニオン交換（ＡＥ）樹脂を備える、項目１１または１３に記載の方法。
（項目１６）
上記方法はさらに、ステップｃ）の前に上記ウランの源を前処理するステップを含む、項目１１－１５のいずれか１項に記載の方法。
（項目１７）
前処理するステップは、活性白土、活性炭、活性シリカ、凝集剤、またはそれらの組み合わせを使用して、上記ウランの源を濾過または浄化するステップを含む、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
上記ウランの源は、任意の酸化状態におけるウランを備えるリン酸の源である、項目１１－１７のいずれか１項に記載の方法。
（項目１９）
上記ウランの源は、リン酸溶液またはリン酸原料を備える、項目１１－１８のいずれか１項に記載の方法。
（項目２０）
上記ＣＥ媒体は、
キレート性アミノメチルホスホン酸基を伴う弱酸性ＣＥ媒体、
アミノホスホンキレート媒体、
イミノ二酢酸基を伴うマクロ多孔性ポリスチレン系キレート媒体、または、
ウランを結合させるキレート基、官能性、または部分を有する、またはイミノ二酢酸基、キレート性アミノメチルホスホン酸基、またはアミノホスホン基を備える薬品を含む組成物または材料であって、随意に、上記組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、またはヒドロゲルを備える、組成物または材料
を備える、項目１１－１９のいずれか１項に記載の方法。
（項目２１）
単一サイクルＣＩＸプロセスによって、または二重サイクルＣＩＸプロセスによって上記ウランを回収するステップは、アルカリ溶液を用いて上記ＣＥ媒体を前処理し、上記ＣＥ媒体中の遊離酸を中和し、続けて、約９．０を上回るｐＨにおける炭酸アルカリ溶液を用いて上記ＣＥ媒体を再生し、ウラン装填一次再生溶液および再生されたＣＥ媒体を生成するステップを含む、項目１１－２０のいずれか１項に記載の方法。
（項目２２）
上記ＣＥ媒体を前処理するための上記アルカリ溶液は、水酸化アンモニウムまたは水酸化ナトリウムを備える、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
上記ＣＥ媒体を前処理するステップは、上向流動作モードにおいて実行される、項目２１または２２に記載の方法。
（項目２４）
炭酸アルカリ溶液を用いて上記ＣＥ媒体を再生するステップは、上記ウランをアニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、上記アニオン性炭酸ウラニル錯体を備える上記ウラン装填一次再生溶液を生成するステップを含み、上記炭酸アルカリ溶液は、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、または炭酸カリウムを備える、項目２１－２３のいずれか１項に記載の方法。
（項目２５）
上記ＣＥ媒体を再生するステップはさらに、上記ＣＩＸプロセスへの上記ＣＥ媒体の再進入の前に、上記再生されたＣＥ媒体を水または弱酸性溶液を用いて洗浄するステップを含む、項目２１－２４のいずれか１項に記載の方法。
（項目２６）
上記単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、初期再生溶液の一部を含む、アルカリ溶液を用いて上記ＣＥ媒体を前処理し、それによって、上記ＣＥ媒体上に上記初期再生溶液中に含有されるウランを再装填するステップを含む、項目２１－２５のいずれか１項に記載の方法。
（項目２７）
上記単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、蒸発ユニット内で上記ウラン装填一次再生溶液を濃縮し、含水量を低減させ、過剰な炭酸アルカリを分解し、続けて、上記溶液のｐＨを低減させ、ウラニル沈殿物を形成するステップを含む、項目２１－２７のいずれか１項に記載の方法。
（項目２８）
上記方法はさらに、上記ウラニル沈殿物を濾過し、続けて、水を用いて上記沈殿物を洗浄し、上記ウラニル沈殿物から過剰な炭酸アルカリまたは混入した炭酸塩／重炭酸塩を除去するステップを含む、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
上記方法はさらに、過剰な炭酸アルカリの分解において放出された化合物を回収し、上記回収された化合物および結果として生じる溶液を再生利用するステップを含む、項目２７または２８に記載の方法。
（項目３０）
上記方法はさらに、酸溶液を用いて上記ウラニル沈殿物を消化し、ウラニル塩溶液を生成するステップを含み、随意に、上記酸溶液は、硫酸、硝酸、または塩酸を備える、項目２７－２９のいずれか１項に記載の方法。
（項目３１）
上記方法はさらに、アルカリ溶液を用いて上記ウラニル塩溶液を処理し、上記溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、上記アルカリ溶液は、水酸化アルカリを備え、随意に、上記アルカリ溶液は、約ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
上記方法はさらに、過酸化ウラニル沈殿物を形成するために十分な量において過酸化水素を上記ｐＨ調節溶液に添加するステップを含む、項目３１に記載の方法。
（項目３３）
上記方法はさらに、（ｉ）上記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて上記沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）上記沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて上記沈殿物をリパルプし、続けて、上記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、上記ｐＨ調節溶液から上記過酸化ウラニル沈殿物を分離するステップを含み、随意に、上記方法はさらに、水を用いて上記過酸化ウラニル沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、項目３２に記載の方法。
（項目３４）
上記方法はさらに、上記過酸化ウラニル沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、項目３２に記載の方法。
（項目３５）
上記方法はさらに、上記乾燥固体を分解または焼成し、酸化ウランを形成するために十分な温度まで上記乾燥固体を加熱するステップを含む、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
上記二重サイクルイオン交換プロセスはさらに、アニオン交換（ＡＥ）媒体を含む、第２のＣＩＸシステムにおいて上記ウラン装填一次再生溶液を処理するステップを含み、上記アニオン性炭酸ウラニル錯体は、上記ＡＥ媒体に移送される、項目２１－２５のいずれか１項に記載の方法。
（項目３７）
上記ＡＥ媒体は、１型第４級アンモニウムを含む官能基を備える、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
上記方法はさらに、水溶液を用いて上記ＡＥ媒体を処理し、洗浄されたＡＥ媒体を生成するステップを含む、項目３６または３７に記載の方法。
（項目３９）
上記方法はさらに、酸性溶液を用いて上記洗浄されたＡＥ媒体を処理し、上記ＡＥ媒体からウランを除去し、カチオン形態における上記ウランを含有するウラン装填二次再生溶液と、再生されたＡＥ媒体とを生成するステップを含み、随意に、上記酸性溶液は、希硫酸、硝酸、または塩酸を備える、項目３８に記載の方法。
（項目４０）
上記酸性溶液を用いて上記洗浄されたＡＥ媒体を処理するステップは、上向流動作モードにおいて実行される、項目３９に記載の方法。
（項目４１）
上記方法はさらに、水を用いて上記再生されたＡＥ媒体を処理するステップを含む、項目３９または４０に記載の方法。
（項目４２）
上記方法はさらに、上記第２のＣＩＸシステムの中へのその再進入の前に、アルカリ溶液を用いて上記再生されたＡＥ媒体を後処理するステップを含む、項目４１に記載の方法。
（項目４３）
上記方法はさらに、アルカリ溶液を用いて上記ウラン装填二次再生溶液を処理し、上記溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、上記アルカリ溶液は、１０％～約３０％に及ぶ濃度における、水酸化アルカリ、水酸化アンモニウム、または水酸化ナトリウムを備え、随意に、上記アルカリ溶液は、ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、項目３６－４２のいずれか１項に記載の方法。
（項目４４）
上記方法はさらに、過酸化ウラニル沈殿物を形成するために十分な量において過酸化水素を上記ｐＨ調節溶液に添加するステップを含む、項目４３に記載の方法。
（項目４５）
上記方法はさらに、（ｉ）上記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて上記沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）上記沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて上記沈殿物をリパルプし、続けて、上記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、上記ｐＨ調節溶液から過酸化ウラニル沈殿物を分離するステップを含み、随意に、上記方法はさらに、水を用いて上記過酸化ウラニル沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、項目４４に記載の方法。
（項目４６）
上記方法はさらに、上記過酸化ウラニル沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、項目４５に記載の方法。
（項目４７）
上記方法はさらに、上記乾燥固体を分解または焼成し、酸化ウランを形成するために十分な温度まで上記乾燥固体を加熱するステップを含む、項目４６に記載の方法。
（項目４８）
上記一次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを備える、項目１１－４７のいずれか１項に記載の方法。
（項目４９）
上記二次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを備える、項目１１、１３－２６、および３６－４７のいずれか１項に記載の方法。
（項目５０）
上記一次および二次ＣＩＸシステムは、ＧＥおよび／またはＲＣシステムを備える、項目１１、１３－２６、３６－４７、および４９のいずれか１項に記載の方法。
（項目５１）
上記単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施される上記ＧＥプロセスは、上記再生前処理ステップの間に上記一次ＣＥ媒体に希釈塩基溶液を適用するステップを含む、項目１１－５０のいずれか１項に記載の方法。
（項目５２）
上記ＧＥプロセスは、増加した強度の上記希釈塩基溶液を適用し、上記一次ＣＥ媒体から非ウランカチオンを除去するステップを含む、項目５１に記載の方法。
（項目５３）
上記希釈塩基溶液は、炭酸アンモニウム溶液、希釈炭酸ナトリウム溶液、または希釈炭酸カリウム溶液を備える、項目５１または５２に記載の方法。
（項目５４）
上記単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施される上記ＲＣプロセスは、希酸を用いて上記ウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含む、項目１１－５０のいずれか１項に記載の方法。
（項目５５）
上記ウラン装填一次再生溶液の一部は、上記一次ＣＥ媒体への上記一次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、項目５４に記載の方法。
（項目５６）
上記ウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節するステップは、溶液中の上記ウランをカチオン形態に変換し、クラウド溶液を取得する、項目５４または５５に記載の方法。
（項目５７）
上記ＲＣプロセスはさらに、上記再生前処理ステップの間に上記一次ＣＥ媒体上に上記クラウド溶液を適用するステップを含む、項目５６に記載の方法。
（項目５８）
上記一次ＣＥ媒体上に上記クラウド溶液を適用するステップは、上記一次ＣＥ媒体上に上記ウランを再装填し、上記一次ＣＥ媒体から非ウラン汚染物質を変位させる、項目５７に記載の方法。
（項目５９）
上記二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施される上記ＧＥプロセスは、上記再生前処理ステップの間に上記二次ＡＥ媒体に弱酸性溶液を適用するステップを含む、項目１１、１３－２６、および３６－５７のいずれか１項に記載の方法。
（項目６０）
上記ＧＥプロセスは、増加した強度の上記弱酸性溶液を適用し、上記二次ＡＥ媒体から非ウランアニオンを除去するステップを含む、項目５９に記載の方法。
（項目６１）
上記弱酸性溶液は、弱硫酸溶液、弱塩酸溶液、または弱硝酸溶液を備える、項目５９または６０に記載の方法。
（項目６２）
上記二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施される上記ＲＣプロセスは、弱塩基を用いて上記ウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含む、項目１１、１３－２６、および３６－５８のいずれか１項に記載の方法。
（項目６３）
上記ウラン装填二次再生溶液の一部は、上記二次ＡＥ媒体への上記二次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、項目６２に記載の方法。
（項目６４）
上記ウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節するステップは、溶液中の上記ウランをアニオン形態に変換し、クラウド溶液を取得する、項目６２または６３に記載の方法。
（項目６５）
上記ＲＣプロセスはさらに、上記再生前処理ステップの間に上記二次ＡＥ媒体上に上記クラウド溶液を適用するステップを含み、これは、上記二次ＡＥ媒体がウランを装填された後、上記二次ＡＥ媒体の再生前に行われる、項目６４に記載の方法。
（項目６６）
上記二次ＡＥ媒体上に上記クラウド溶液を適用するステップは、上記二次ＡＥ媒体上に上記ウランを再装填し、上記二次ＡＥ媒体から非ウラン汚染物質を変位させる、項目６５に記載の方法。
（項目６７）
上記ＧＥまたはＲＣシステムは、１つまたはそれを上回る区域を備える、項目１－１０のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
（項目６８）
上記ＧＥシステムは、異なる強度の酸または塩基を上記固体媒体に適用するための異なる区域を備える、項目６７に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
（項目６９）
上記ＲＣシステムは、ｐＨ調節された二次再生溶液を適用するための異なる区域を備える、項目６７に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
（項目７０）
上記ＧＥまたはＲＣシステムは、上記ＡＥまたはＣＥ媒体を再生するための区域を備える、項目６７－６９のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
（項目１）
ウランを回収するための単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置であって、
ａ）勾配溶離（ＧＥ）または樹脂クラウディング（ＲＣ）システムを含む一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）一次再生溶液蒸発システムと、
ｃ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｄ）酸性化ウラニル塩溶液沈殿システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと
を備える、単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置。
（項目２）
上記システムはさらに、上記一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを備える、項目１に記載の単一サイクルＣＩＸ装置。
（項目３）
ウランを回収するための二重サイクルＣＩＸ装置であって、以下、すなわち、
ａ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む、一次ＣＩＸシステムと、
ｂ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む、二次ＣＩＸシステムと、
ｃ）二次再生溶液沈殿システムと、
ｄ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｅ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと
を含み、
随意に、上記一次または二次ＣＩＸシステムのうちの一方のみが、ＧＥまたはＲＣシステムを備え、他方は、ＧＥまたはＲＣシステムを備えていない、二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目４）
上記システムはさらに、上記一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを備える、項目３に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目５）
上記一次ＣＩＸシステムは、キレートまたは錯化カチオン交換（ＣＥ）媒体を備える、項目１または２に記載の単一サイクルＣＩＸ装置または項目３または４に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目６）
上記二次ＣＩＸシステムは、アニオン交換（ＡＥ）媒体を備える、項目３または４に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目７）
上記システムは、溶液の再生利用、返還、または貯蔵を可能にする、項目１、２、または５のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸ装置または項目３－６のいずれか１項に記載の二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目８）
上記システムは、上記一次ＣＩＸおよび／または上記二次ＣＩＸの固体媒体の日常的な清浄化を可能にする、項目１－７のいずれか１項に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目９）
上記一次および二次ＣＩＸシステムは、清浄化のために上記固体媒体の膨張を可能にするために、上向流モードにおいて動作される、項目８に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目１０）
上記システムは、ウランの回収のために順次接続される、項目１－９のいずれか１項に記載の単一または二重サイクルＣＩＸ装置。
（項目１１）
ウランを回収する方法であって、
ａ）ウランの源を提供するステップと、
ｂ）ウランを結合させる固体媒体を含む１つまたはそれを上回るＣＩＸシステムを提供するステップと、
ｃ）上記ウランを上記固体媒体に結合させる条件下で、上記ウランの源を上記固体媒体に適用するステップと、
ｄ）単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスによって上記ウランを回収するステップと
を含み、
上記単一サイクルＣＩＸプロセスは、ＧＥまたはＲＣプロセスを備え、
上記二重サイクルイオン交換プロセスは、ＧＥおよび／またはＲＣプロセスを備える、方法。
（項目１２）
上記ＣＩＸシステムは、単一サイクルＣＩＸ装置の上記一次ＣＩＸシステムである、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
２つのＣＩＸシステムが、存在し、上記２つのＣＩＸシステムは、二重サイクルＣＩＸ装置の上記一次および二次ＣＩＸシステムである、項目１１に記載の方法。
（項目１４）
上記一次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させるキレートまたは錯化カチオン交換（ＣＥ）樹脂を備える、項目１１－１３のいずれか１項に記載の方法。
（項目１５）
上記二次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させるアニオン交換（ＡＥ）樹脂を備える、項目１１または１３に記載の方法。
（項目１６）
上記方法はさらに、ステップｃ）の前に上記ウランの源を前処理するステップを含む、項目１１－１５のいずれか１項に記載の方法。
（項目１７）
前処理するステップは、活性白土、活性炭、活性シリカ、凝集剤、またはそれらの組み合わせを使用して、上記ウランの源を濾過または浄化するステップを含む、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
上記ウランの源は、任意の酸化状態におけるウランを備えるリン酸の源である、項目１１－１７のいずれか１項に記載の方法。
（項目１９）
上記ウランの源は、リン酸溶液またはリン酸原料を備える、項目１１－１８のいずれか１項に記載の方法。
（項目２０）
上記ＣＥ媒体は、
キレート性アミノメチルホスホン酸基を伴う弱酸性ＣＥ媒体、
アミノホスホンキレート媒体、
イミノ二酢酸基を伴うマクロ多孔性ポリスチレン系キレート媒体、または、
ウランを結合させるキレート基、官能性、または部分を有する、またはイミノ二酢酸基、キレート性アミノメチルホスホン酸基、またはアミノホスホン基を備える薬品を含む組成物または材料であって、随意に、上記組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、またはヒドロゲルを備える、組成物または材料
を備える、項目１１－１９のいずれか１項に記載の方法。
（項目２１）
単一サイクルＣＩＸプロセスによって、または二重サイクルＣＩＸプロセスによって上記ウランを回収するステップは、アルカリ溶液を用いて上記ＣＥ媒体を前処理し、上記ＣＥ媒体中の遊離酸を中和し、続けて、約９．０を上回るｐＨにおける炭酸アルカリ溶液を用いて上記ＣＥ媒体を再生し、ウラン装填一次再生溶液および再生されたＣＥ媒体を生成するステップを含む、項目１１－２０のいずれか１項に記載の方法。
（項目２２）
上記ＣＥ媒体を前処理するための上記アルカリ溶液は、水酸化アンモニウムまたは水酸化ナトリウムを備える、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
上記ＣＥ媒体を前処理するステップは、上向流動作モードにおいて実行される、項目２１または２２に記載の方法。
（項目２４）
炭酸アルカリ溶液を用いて上記ＣＥ媒体を再生するステップは、上記ウランをアニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、上記アニオン性炭酸ウラニル錯体を備える上記ウラン装填一次再生溶液を生成するステップを含み、上記炭酸アルカリ溶液は、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、または炭酸カリウムを備える、項目２１－２３のいずれか１項に記載の方法。
（項目２５）
上記ＣＥ媒体を再生するステップはさらに、上記ＣＩＸプロセスへの上記ＣＥ媒体の再進入の前に、上記再生されたＣＥ媒体を水または弱酸性溶液を用いて洗浄するステップを含む、項目２１－２４のいずれか１項に記載の方法。
（項目２６）
上記単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、初期再生溶液の一部を含む、アルカリ溶液を用いて上記ＣＥ媒体を前処理し、それによって、上記ＣＥ媒体上に上記初期再生溶液中に含有されるウランを再装填するステップを含む、項目２１－２５のいずれか１項に記載の方法。
（項目２７）
上記単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、蒸発ユニット内で上記ウラン装填一次再生溶液を濃縮し、含水量を低減させ、過剰な炭酸アルカリを分解し、続けて、上記溶液のｐＨを低減させ、ウラニル沈殿物を形成するステップを含む、項目２１－２７のいずれか１項に記載の方法。
（項目２８）
上記方法はさらに、上記ウラニル沈殿物を濾過し、続けて、水を用いて上記沈殿物を洗浄し、上記ウラニル沈殿物から過剰な炭酸アルカリまたは混入した炭酸塩／重炭酸塩を除去するステップを含む、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
上記方法はさらに、過剰な炭酸アルカリの分解において放出された化合物を回収し、上記回収された化合物および結果として生じる溶液を再生利用するステップを含む、項目２７または２８に記載の方法。
（項目３０）
上記方法はさらに、酸溶液を用いて上記ウラニル沈殿物を消化し、ウラニル塩溶液を生成するステップを含み、随意に、上記酸溶液は、硫酸、硝酸、または塩酸を備える、項目２７－２９のいずれか１項に記載の方法。
（項目３１）
上記方法はさらに、アルカリ溶液を用いて上記ウラニル塩溶液を処理し、上記溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、上記アルカリ溶液は、水酸化アルカリを備え、随意に、上記アルカリ溶液は、約ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
上記方法はさらに、過酸化ウラニル沈殿物を形成するために十分な量において過酸化水素を上記ｐＨ調節溶液に添加するステップを含む、項目３１に記載の方法。
（項目３３）
上記方法はさらに、（ｉ）上記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて上記沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）上記沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて上記沈殿物をリパルプし、続けて、上記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、上記ｐＨ調節溶液から上記過酸化ウラニル沈殿物を分離するステップを含み、随意に、上記方法はさらに、水を用いて上記過酸化ウラニル沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、項目３２に記載の方法。
（項目３４）
上記方法はさらに、上記過酸化ウラニル沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、項目３２に記載の方法。
（項目３５）
上記方法はさらに、上記乾燥固体を分解または焼成し、酸化ウランを形成するために十分な温度まで上記乾燥固体を加熱するステップを含む、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
上記二重サイクルイオン交換プロセスはさらに、アニオン交換（ＡＥ）媒体を含む、第２のＣＩＸシステムにおいて上記ウラン装填一次再生溶液を処理するステップを含み、上記アニオン性炭酸ウラニル錯体は、上記ＡＥ媒体に移送される、項目２１－２５のいずれか１項に記載の方法。
（項目３７）
上記ＡＥ媒体は、１型第４級アンモニウムを含む官能基を備える、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
上記方法はさらに、水溶液を用いて上記ＡＥ媒体を処理し、洗浄されたＡＥ媒体を生成するステップを含む、項目３６または３７に記載の方法。
（項目３９）
上記方法はさらに、酸性溶液を用いて上記洗浄されたＡＥ媒体を処理し、上記ＡＥ媒体からウランを除去し、カチオン形態における上記ウランを含有するウラン装填二次再生溶液と、再生されたＡＥ媒体とを生成するステップを含み、随意に、上記酸性溶液は、希硫酸、硝酸、または塩酸を備える、項目３８に記載の方法。
（項目４０）
上記酸性溶液を用いて上記洗浄されたＡＥ媒体を処理するステップは、上向流動作モードにおいて実行される、項目３９に記載の方法。
（項目４１）
上記方法はさらに、水を用いて上記再生されたＡＥ媒体を処理するステップを含む、項目３９または４０に記載の方法。
（項目４２）
上記方法はさらに、上記第２のＣＩＸシステムの中へのその再進入の前に、アルカリ溶液を用いて上記再生されたＡＥ媒体を後処理するステップを含む、項目４１に記載の方法。
（項目４３）
上記方法はさらに、アルカリ溶液を用いて上記ウラン装填二次再生溶液を処理し、上記溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、上記アルカリ溶液は、１０％～約３０％に及ぶ濃度における、水酸化アルカリ、水酸化アンモニウム、または水酸化ナトリウムを備え、随意に、上記アルカリ溶液は、ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、項目３６－４２のいずれか１項に記載の方法。
（項目４４）
上記方法はさらに、過酸化ウラニル沈殿物を形成するために十分な量において過酸化水素を上記ｐＨ調節溶液に添加するステップを含む、項目４３に記載の方法。
（項目４５）
上記方法はさらに、（ｉ）上記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて上記沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）上記沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて上記沈殿物をリパルプし、続けて、上記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、上記ｐＨ調節溶液から過酸化ウラニル沈殿物を分離するステップを含み、随意に、上記方法はさらに、水を用いて上記過酸化ウラニル沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、項目４４に記載の方法。
（項目４６）
上記方法はさらに、上記過酸化ウラニル沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、項目４５に記載の方法。
（項目４７）
上記方法はさらに、上記乾燥固体を分解または焼成し、酸化ウランを形成するために十分な温度まで上記乾燥固体を加熱するステップを含む、項目４６に記載の方法。
（項目４８）
上記一次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを備える、項目１１－４７のいずれか１項に記載の方法。
（項目４９）
上記二次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを備える、項目１１、１３－２６、および３６－４７のいずれか１項に記載の方法。
（項目５０）
上記一次および二次ＣＩＸシステムは、ＧＥおよび／またはＲＣシステムを備える、項目１１、１３－２６、３６－４７、および４９のいずれか１項に記載の方法。
（項目５１）
上記単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施される上記ＧＥプロセスは、上記再生前処理ステップの間に上記一次ＣＥ媒体に希釈塩基溶液を適用するステップを含む、項目１１－５０のいずれか１項に記載の方法。
（項目５２）
上記ＧＥプロセスは、増加した強度の上記希釈塩基溶液を適用し、上記一次ＣＥ媒体から非ウランカチオンを除去するステップを含む、項目５１に記載の方法。
（項目５３）
上記希釈塩基溶液は、炭酸アンモニウム溶液、希釈炭酸ナトリウム溶液、または希釈炭酸カリウム溶液を備える、項目５１または５２に記載の方法。
（項目５４）
上記単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施される上記ＲＣプロセスは、希酸を用いて上記ウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含む、項目１１－５０のいずれか１項に記載の方法。
（項目５５）
上記ウラン装填一次再生溶液の一部は、上記一次ＣＥ媒体への上記一次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、項目５４に記載の方法。
（項目５６）
上記ウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節するステップは、溶液中の上記ウランをカチオン形態に変換し、クラウド溶液を取得する、項目５４または５５に記載の方法。
（項目５７）
上記ＲＣプロセスはさらに、上記再生前処理ステップの間に上記一次ＣＥ媒体上に上記クラウド溶液を適用するステップを含む、項目５６に記載の方法。
（項目５８）
上記一次ＣＥ媒体上に上記クラウド溶液を適用するステップは、上記一次ＣＥ媒体上に上記ウランを再装填し、上記一次ＣＥ媒体から非ウラン汚染物質を変位させる、項目５７に記載の方法。
（項目５９）
上記二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施される上記ＧＥプロセスは、上記再生前処理ステップの間に上記二次ＡＥ媒体に弱酸性溶液を適用するステップを含む、項目１１、１３－２６、および３６－５７のいずれか１項に記載の方法。
（項目６０）
上記ＧＥプロセスは、増加した強度の上記弱酸性溶液を適用し、上記二次ＡＥ媒体から非ウランアニオンを除去するステップを含む、項目５９に記載の方法。
（項目６１）
上記弱酸性溶液は、弱硫酸溶液、弱塩酸溶液、または弱硝酸溶液を備える、項目５９または６０に記載の方法。
（項目６２）
上記二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施される上記ＲＣプロセスは、弱塩基を用いて上記ウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含む、項目１１、１３－２６、および３６－５８のいずれか１項に記載の方法。
（項目６３）
上記ウラン装填二次再生溶液の一部は、上記二次ＡＥ媒体への上記二次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、項目６２に記載の方法。
（項目６４）
上記ウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節するステップは、溶液中の上記ウランをアニオン形態に変換し、クラウド溶液を取得する、項目６２または６３に記載の方法。
（項目６５）
上記ＲＣプロセスはさらに、上記再生前処理ステップの間に上記二次ＡＥ媒体上に上記クラウド溶液を適用するステップを含み、これは、上記二次ＡＥ媒体がウランを装填された後、上記二次ＡＥ媒体の再生前に行われる、項目６４に記載の方法。
（項目６６）
上記二次ＡＥ媒体上に上記クラウド溶液を適用するステップは、上記二次ＡＥ媒体上に上記ウランを再装填し、上記二次ＡＥ媒体から非ウラン汚染物質を変位させる、項目６５に記載の方法。
（項目６７）
上記ＧＥまたはＲＣシステムは、１つまたはそれを上回る区域を備える、項目１－１０のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
（項目６８）
上記ＧＥシステムは、異なる強度の酸または塩基を上記固体媒体に適用するための異なる区域を備える、項目６７に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
（項目６９）
上記ＲＣシステムは、ｐＨ調節された二次再生溶液を適用するための異なる区域を備える、項目６７に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
（項目７０）
上記ＧＥまたはＲＣシステムは、上記ＡＥまたはＣＥ媒体を再生するための区域を備える、項目６７－６９のいずれか１項に記載の単一サイクルＣＩＸシステムまたは二重サイクルＣＩＸシステム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウランを回収するための連続イオン交換（ＣＩＸ）装置であって、
ａ）単一サイクル連続イオン交換（ＣＩＸ）装置、または、
ｂ）ウランを回収するための二重サイクルＣＩＸ装置
を備え、
前記単一サイクルＣＩＸ装置は、
ｉ）勾配溶離（ＧＥ）または樹脂クラウディング（ＲＣ）システムを含む一次ＣＩＸシステムであって、随意に、前記ＧＥまたはＲＣシステムは、１つまたはそれを上回る区域を備える、一次ＣＩＸシステムと、
ｉｉ）一次再生溶液蒸発システムと、
ｉｉｉ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｉｖ）酸性化ウラニル塩溶液沈殿システムと、
ｖ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと
を備え、
随意に、前記装置は、前記一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを備え、
前記二重サイクルＣＩＸ装置は、以下、すなわち、
ｉ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む一次ＣＩＸシステムと、
ｉｉ）ＧＥまたはＲＣシステムを含む二次ＣＩＸシステムと、
ｉｉｉ）二次再生溶液沈殿システムと、
ｉｖ）ウラニル沈殿物濾過／洗浄／消化システムと、
ｖ）沈殿ウラン洗浄／焼成システムと
を含み、
随意に、前記一次または二次ＣＩＸシステムのうちの一方のみが、ＧＥまたはＲＣシステムを備え、他方は、ＧＥまたはＲＣシステムを備えておらず、
随意に、前記ＧＥまたはＲＣシステムは、１つまたはそれを上回る区域を備え、
随意に、前記システムは、前記一次ＣＩＸシステムの前に前処理システムを備える、ＣＩＸ装置。
【請求項2】
ウランを回収する方法であって、前記方法は、ａ．ウランの源を提供するステップと、
ｂ．ウランを結合させる固体媒体を含む１つまたはそれを上回るＣＩＸシステムを提供するステップと、
ｃ．前記ウランを前記固体媒体に結合させる条件下で、前記ウランの源を前記固体媒体に適用するステップと、
ｄ．単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスによって前記ウランを回収するステップと
を含み、
前記単一サイクルＣＩＸプロセスは、一次ＣＩＸシステムである単一ＣＩＸシステムを備え、前記単一サイクルＣＩＸプロセスは、ＧＥまたはＲＣプロセスをさらに備え、
前記二重サイクルＣＩＸプロセスは、前記一次および二次ＣＩＸシステムを含む２つのＣＩＸシステムを備え、二重サイクルＣＩＸシステムは、ＧＥおよび／またはＲＣプロセスをさらに備え、
随意に、前記方法はさらに、ステップｃ）の前に前記ウランの源を前処理するステップを含み、随意に、前処理するステップは、活性白土、活性炭、活性シリカ、凝集剤、またはそれらの組み合わせを使用して、前記ウランの源を濾過または浄化するステップを含む、方法。
【請求項3】
前記一次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させるキレートまたは錯化カチオン交換（ＣＥ）樹脂を備え、
随意に、前記ＣＥ樹脂は、
キレート性アミノメチルホスホン酸基を伴う弱酸性ＣＥ媒体、
アミノホスホンキレート媒体、
イミノ二酢酸基を伴うマクロ多孔性ポリスチレン系キレート媒体、または、
ウランを結合させるキレート基、官能性、または部分を有する、またはイミノ二酢酸基、キレート性アミノメチルホスホン酸基、またはアミノホスホン基を備える薬品を含む組成物または材料であって、随意に、前記組成物または材料は、ビーズ、ワイヤ、メッシュ、ナノビーズ、ナノチューブ、またはヒドロゲルを備える、組成物または材料
を備え、
前記二次ＣＩＸシステムは、ウランを結合させるアニオン交換（ＡＥ）樹脂を備え、随意に、前記ＡＥ樹脂は、１型第４級アンモニウムを含む官能基を備える、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記ウランの源は、任意の酸化状態におけるウランを備えるリン酸の源である、請求項２または３に記載の方法。
【請求項5】
単一サイクルＣＩＸプロセスによって、または二重サイクルＣＩＸプロセスによって前記ウランを回収するステップは、アルカリ溶液を用いてＣＥ媒体を前処理し、前記ＣＥ媒体中の遊離酸を中和し、続けて、約９．０を上回るｐＨにおける炭酸アルカリ溶液を用いて前記ＣＥ媒体を再生し、ウラン装填一次再生溶液および再生されたＣＥ媒体を生成するステップを含み、随意に、前記ＣＥ媒体を前処理するための前記アルカリ溶液は、水酸化アンモニウムまたは水酸化ナトリウムを備える、請求項２－４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
炭酸アルカリ溶液を用いて前記ＣＥ媒体を再生するステップは、前記ウランをアニオン性炭酸ウラニル錯体に変換し、前記アニオン性炭酸ウラニル錯体を備える前記ウラン装填一次再生溶液を生成するステップを含み、前記炭酸アルカリ溶液は、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、または炭酸カリウムを備え、随意に、前記ＣＥ媒体を再生するステップはさらに、前記ＣＩＸプロセスへの前記ＣＥ媒体の再進入の前に、前記再生されたＣＥ媒体を水または弱酸性溶液を用いて洗浄するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記単一サイクルイオン交換プロセスはさらに、蒸発ユニット内で前記ウラン装填一次再生溶液を濃縮し、含水量を低減させ、過剰な炭酸アルカリを分解し、続けて、前記溶液のｐＨを低減させ、ウラニル沈殿物を形成するステップを含み、随意に、前記方法はさらに、前記ウラニル沈殿物を濾過し、続けて、水を用いて前記沈殿物を洗浄し、前記ウラニル沈殿物から過剰な炭酸アルカリまたは混入した炭酸塩／重炭酸塩を除去するステップを含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項8】
前記方法はさらに、酸溶液を用いて前記ウラニル沈殿物を消化し、ウラニル塩溶液を生成するステップを含み、随意に、前記酸溶液は、硫酸、硝酸、または塩酸を備える、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記方法はさらに、アルカリ溶液を用いて前記ウラニル塩溶液を処理し、前記溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、前記アルカリ溶液は、水酸化アルカリを備え、随意に、前記アルカリ溶液は、約ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記二重サイクルイオン交換プロセスはさらに、アニオン交換（ＡＥ）媒体を含む第２のＣＩＸシステムにおいて前記ウラン装填一次再生溶液を処理するステップを含み、前記アニオン性炭酸ウラニル錯体は、前記ＡＥ媒体に移送される、請求項５または６に記載の方法。
【請求項11】
前記方法はさらに、水溶液を用いて前記ＡＥ媒体を処理し、洗浄されたＡＥ媒体を生成するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記方法はさらに、酸性溶液を用いて前記洗浄されたＡＥ媒体を処理し、前記ＡＥ媒体からウランを除去し、カチオン形態における前記ウランを含有するウラン装填二次再生溶液と、再生されたＡＥ媒体とを生成するステップを含み、随意に、前記酸性溶液は、希硫酸、硝酸、または塩酸を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記方法はさらに、アルカリ溶液を用いて前記ウラン装填二次再生溶液を処理し、前記溶液のｐＨを約ｐＨ２．５～約ｐＨ７または約ｐＨ３．５～約ｐＨ６に上昇させ、ｐＨ調節溶液を取得するステップを含み、随意に、前記アルカリ溶液は、１０％～約３０％に及ぶ濃度における水酸化アルカリ、水酸化アンモニウム、または水酸化ナトリウムを備え、随意に、前記アルカリ溶液は、ｐＨ１０を上回るｐＨを有する、請求項１０－１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項14】
前記方法はさらに、過酸化ウラニル沈殿物を形成するために十分な量において過酸化水素を前記ｐＨ調節溶液に添加するステップを含み、随意に、前記方法はさらに、（ｉ）前記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離し、続けて、水を用いて前記沈殿物を洗浄する、または（ｉｉ）前記沈殿物をフィルタ上で洗浄する、または水を用いて前記沈殿物をリパルプし、続けて、前記沈殿物を沈降、濾過、または遠心分離することによって、前記ｐＨ調節溶液から過酸化ウラニル沈殿物を分離するステップを含み、随意に、前記方法はさらに、水を用いて前記過酸化ウラニル沈殿物を付加的に洗浄するステップを含む、請求項９または１３に記載の方法。
【請求項15】
前記方法はさらに、前記過酸化ウラニル沈殿物を乾燥させ、乾燥固体を形成するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記方法はさらに、前記乾燥固体を分解または焼成し、酸化ウランを形成するために十分な温度まで前記乾燥固体を加熱するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記一次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを備え、前記二次ＣＩＸシステムは、ＧＥまたはＲＣシステムを備える、または、前記一次および二次ＣＩＸシステムは、ＧＥおよび／またはＲＣシステムを備える、
請求項２－１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項18】
前記単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施される前記ＧＥプロセスは、前記再生前処理ステップの間に一次ＣＥ媒体に希釈塩基溶液を適用するステップを含む、請求項２－１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項19】
前記ＧＥプロセスは、増加した強度の前記希釈塩基溶液を適用し、前記一次ＣＥ媒体から非ウランカチオンを除去するステップを含み、随意に、前記希釈塩基溶液は、炭酸アンモニウム溶液、希釈炭酸ナトリウム溶液、または希釈炭酸カリウム溶液を備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記単一サイクルまたは二重サイクルＣＩＸプロセスの一次ＣＩＸシステムにおいて実施される前記ＲＣプロセスは、希酸を用いて前記ウラン装填一次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含み、随意に、前記ウラン装填一次再生溶液の一部は、前記一次ＣＥ媒体への前記一次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、請求項２－１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項21】
前記ＲＣプロセスはさらに、前記再生前処理ステップの間に前記一次ＣＥ媒体上に前記クラウド溶液を適用するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施される前記ＧＥプロセスは、前記再生前処理ステップの間に二次ＡＥ媒体に弱酸性溶液を適用するステップを含む、請求項２－６および１０－２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項23】
前記ＧＥプロセスは、増加した強度の前記弱酸性溶液を適用し、前記二次ＡＥ媒体から非ウランアニオンを除去するステップを含み、随意に、前記弱酸性溶液は、弱硫酸溶液、弱塩酸溶液、または弱硝酸溶液を備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記二重サイクルＣＩＸプロセスの二次ＣＩＸシステムにおいて実施される前記ＲＣプロセスは、弱塩基を用いて前記ウラン装填二次再生溶液の一部のｐＨを調節し、クラウド溶液を取得するステップを含み、随意に、前記ウラン装填二次再生溶液の一部は、前記二次ＡＥ媒体への前記二次再生溶液の初期適用から、または低純度の再生利用／貯蔵されたウラン装填再生溶液から取得される、請求項２－６および１０－２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項25】
前記ＲＣプロセスはさらに、前記再生前処理ステップの間に前記二次ＡＥ媒体上に前記クラウド溶液を適用するステップを含み、これは、前記二次ＡＥ媒体がウランを装填された後、前記二次ＡＥ媒体の再生前に行われる、請求項２４に記載の方法。
【国際調査報告】