Study on the Vibrational Scraping of Uranium Product from a Solid Cathode of Electrorefiner

A high-throughput electrorefiner has been developed for commercialization use by enhancing the uranium recovery from the reduced metal which is produced from the oxide reduction process. It is necessary to scrap and effectively collect uranium dendrites from the surface of the solid cathode for high yield. When a steel electrode is used as the cathode in the electrorefining process, uranium is deposited and regularly stuck to the steel cathode during electrorefining. The sticking coefficient of a steel cathode is very high. In order to decrease the sticking coefficient of the steel cathode effectively, vibration mode was applied to the electrode in this study. Uranium dendrites were scraped and fell apart from the steel cathode by a vibration force. The vibrational scraping of the steel cathode was compared to the self-scraping of the graphite cathode. Effects of the applied current density and the vibration stroke on the scraping of the uranium dendrites were also investigated.

진동 탈리에 의한 전해정련 고체음극에서의 우라늄 생성물 회수 연구

전해환원공정의 금속전환체로부터 우라늄을 회수하는 전해정련공정의 수율을 높이기 위해 고수율 전해정련장치가 개발되었다. 전해정련장치의 수율을 증대시키기 위해서는 고체음극에 전착되는 우라늄 덴드라이트를 음극 표면으로부터 효율적으로 회수할 수 있어야 한다. 철강 재료의 음극을 고체음극으로 사용하면, 우라늄 덴드라이트가 전착되어 쉽게 떨어지고 않고 고착 되어 점착계수(sticking coefficient)가 높아진다. 본 연구에서는 효율적으로 고체음극의 점착계수를 낮출 수 있는 진동 탈리법을 개발하였고 이를 적용하였다. 고체음극에 진동을 가함으로써 고체 표면에서 우라늄 전착물이 흑연음극의 자발특성과 유사하게 효율적으로 탈리됨을 확인하였다. 이러한 진동모드에 의한 고체음극에서의 전착물의 탈리 특성을, 고수율 전해정련장치 개념으로 개발한 흑연음극의 자발탈리 특성과 비교 검토하였다. 그리고 우라늄 덴드라이트의 진동 탈리에 대한 인가전류밀도와 진동 스트로크에 의한 영향 등을 고찰하였다.