JP2013174502A - セシウム除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性吸着剤を用いて簡便かつ安全に、二次汚染を起こすことなく固形物から効率よく放射性セシウムを除去する方法を提供する。
【解決手段】放射性セシウムで汚染された固形物と磁性吸着剤に、水を加え、静置または撹拌させて処理する、より好ましくは熱水で撹拌させて処理する、さらに好ましくは溶出剤を添加させて加温しながら撹拌させて処理することで、セシウムを固形物から除去する。
【選択図】なし

Description

本発明は、磁性吸着剤を用いて簡便かつ安全に、二次汚染を起こすことなく放射性セシウムで汚染された固形物からセシウムを分離する方法に関するものである。

セシウムは、試薬、光電変換素子、光学結晶、光学ガラス等の製造に用いられているレアメタルであり、地熱水等からセシウムを分離回収する技術は、資源確保の観点から重要である。また原子力利用施設から発生する廃液中には放射性セシウムが含まれており、このものを効率よく分離する技術が開発されてきた。さらに２０１１年に起きた福島第一原子力発電所の事故においては、放射性セシウムが広範囲に飛散し、さまざまな物質に付着した放射性セシウムを分離する技術が必要となってきた。

セシウムの分離に用いられる素材としては、ゼオライト、結晶質四チタン酸、スメクタイト、不溶性フェロシアン化物、リンモリブデン酸アンモニウム、シリコチタネート等が古くから知られており、これらの素材単独、ベントナイト、シリカゲル、水酸化ジルコニウム、多孔性樹脂、有機ゲル等の担体との複合体がセシウム吸着剤として取り上げられてきた（特許文献１〜３、非特許文献１参照）。

これらのセシウム吸着剤を用いて溶液からセシウムの分離を行う方法としては、セシウム吸着剤とセシウム含有溶液を一定時間接触させてから濾別する方法、セシウム吸着剤をカラムに充填してその中にセシウム含有溶液を流す方法等がある。いずれの場合においても、セシウム含有溶液が何らかの夾雑物を含む場合には、予め夾雑物を除く必要があった。また、夾雑物が放射性セシウムを含有する汚泥や焼却灰等に由来する物質の場合には、汚染拡大を防ぐため、夾雑物から放射性セシウムを分離しセシウム吸着剤に吸着させる必要があった。しかし、例えば、放射性核を含む土壌からの放射性核を分離する技術についてはすでに報告されているように（非特許文献２参照）、この除去作業は多大な労力を要するだけでなく、作業工程における二次汚染として、被爆するリスクも高くなることが懸念される。結果として、夾雑物を含むセシウム溶液から、従来方法でセシウムを分離することは極めて困難であった。

特開平９−１７３８３２号公報 特開２０００−２３７６０４号公報 特開２００１−１６４３２６号公報

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第２巻、３２１〜３２２ページ（１９６５年） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｋｏｒｅａｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ、Ｖｏｌｕｍｅ３６（４）、３０４〜３１５ページ（２００４年）

従来の技術では、セシウム分離の作業過程で二次汚染するという欠点がある。本発明では、磁性吸着剤を用いて簡便かつ安全に、二次汚染を起こすことのないセシウム除去方法、特に一般的に汚染物質の溶出が難しいとされている固形物からセシウムを分離するセシウム除去方法を提供する。

上記課題を鋭意研究し、セシウムで汚染された固形物を水中に投入し、水中で磁性吸着剤と共存させることで、効果的な吸着と磁気分離を行えることを見いだして、本発明に到達した。

本発明においては、磁性吸着剤とセシウムで汚染された固形物とを水中に分散させたのち、磁気分離により回収する。固形物から溶出したセシウムを磁性吸着剤が速やかに吸着することができるので、吸着処理時間は短くて済む。また、汚染された固形物が汚泥、土壌、焼却灰等に由来する物質であっても、磁気分離には何ら影響せず、磁性吸着剤は磁石によって短時間に集磁され、セシウムが除かれた固形物から分離される。本発明の最大の特徴は、従来技術に比べて、一工程で処理できるため二次汚染のリスクが低く、磁性吸着剤はその吸着能力を損なうことがなく、当該磁性吸着剤の回収効率も低下しない。その結果、本発明においては、固形物からセシウムを溶出させる傍から磁性吸着剤がセシウムを吸着していくため、極めて短時間かつ簡単な操作により汚染された固形物からセシウムを分離することが可能になる。通常、固形物と水では溶出量が飽和に達すると溶出が停止するが、さらに水中に溶出剤を添加することによりセシウムで汚染された固形物からのセシウム溶出を促進させ、磁性吸着剤へセシウムをより速やかに効率的に吸着させることが可能になり、固形物からのセシウム除去量を増やすことができる。

以下に、本発明のセシウム除去方法を詳細に説明する。
本発明のセシウム除去方法は、磁性吸着剤を用い、セシウムで汚染された固形物からセシウムを溶出させる方法として、セシウムを含む固形物と磁性吸着剤を、水の共存下に静置または撹拌することにより達成される。より好ましくは、セシウムを含む固形物と磁性吸着剤を、水の共存下に加熱することであり、またセシウムを含む固形物と磁性吸着剤とを含む水がセシウムの溶出剤を含んでいることである。

セシウムを含む固形物と磁性吸着剤の接触方法としては、固形物に水または溶出剤を含んだ水と磁性吸着剤を投入して撹拌するバッチ処理が、簡便な装置で実施できるので好ましい。セシウムを含む固形物及び磁性吸着剤の水への投入順序は特に制限はないが、溶出剤を共存させる場合には、少なくとも磁性吸着剤を投入するに先立ってセシウムを含む固形物と共存させておくことが好ましい。また、セシウムを含む固形物、またはセシウムを含む固形物及び溶出剤は、磁性吸着剤を含む水とは別の水に投入して静置または撹拌した後、磁性吸着剤を含む水と混合しても良い。

撹拌方法としては、撹拌羽根で撹拌する方法、エアレーションなど曝気による方法、電磁石制御により磁性体粒子を撹拌する方法等が挙げられる。また、特に溶出液を含んでいることが好ましい、セシウムを含む固形物を投入した水に、磁性吸着剤を投入する場合は、磁性吸着剤の投入前後で撹拌方法や撹拌の強さを変えても良い。すなわち、磁性吸着剤の投入前はセシウムの水中への溶出を促進するために強めに、磁性吸着剤の投入後は磁性吸着剤の機械的な強度を考慮して弱めにしても良い。

セシウムを含む固形物と磁性吸着剤の接触時間は、１０分〜２時間が好ましい。接触時間が１０分より短いと、セシウムの吸着が不十分となることがある。２時間より長く接触させても、吸着がすでに平衡に達しているため作業効率上好ましくない上に、長時間の撹拌が磁性吸着剤の機械的な強度に悪影響を与えることがある。従って、磁性吸着剤の機械的強度を考慮しつつセシウムの磁性吸着剤への吸着を促進するために、セシウムを含む固形物を水へ、またはさらに溶出剤を含んだ水へ、セシウムを溶出させた後に磁性吸着剤を接触させることが好ましい。

少なくともセシウムを含む固形物と水の共存下に静置または撹拌する際には、加熱することが好ましい。加熱時間は１０分から２時間、温度は２０℃から１００℃が好ましい。加熱時間が１０分より短いと、固形物からセシウムが溶出されにくく、反対に２時間より長くしても、溶出は平衡に達しているため作業効率が悪くなる上、磁性吸着剤の強度に悪影響を与えることがある。従って、磁性吸着剤の強度を考慮しつつセシウムの磁性吸着剤への吸着を促進するために、セシウムを含む固形物を水へ、またはさらに溶出剤を含んだ水へ、セシウムを溶出させた後に磁性吸着剤を接触させ、水への溶出時にはより高温に加熱し、磁性吸着剤との接触時には好ましくは８０℃程度以下が、より好ましくは６０℃程度以下で行うことが好ましい。

本発明に用いる溶出剤の種類としては、酸やそれらの塩が挙げられる。具体的には、例えば無機酸、水に溶解するスルホン酸、カルボン酸が挙げられる。無機酸の例としては、硫酸、フルオロスルホン酸、硝酸、リン酸、ヘキサフルオロアンチモン酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、クロム酸、ホウ酸等が挙げられる。スルホン酸の例としては、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等が挙げられる。カルボン酸の例では、エデト酸、酢酸、ギ酸、クエン酸、グルコン酸、乳酸、酒石酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、マレイン酸等が挙げられる。水単体及び溶出剤を含む水の添加量に制限はなく、セシウムが目的とするレベルまで除去される添加量を、固形物に含まれるセシウムの濃度に応じて実験的に定めればよい。酸の濃度としては０．１Ｍから６Ｍが好ましい。０．１Ｍよりも低濃度ならば効果がなく、６Ｍよりも高濃度ならば、反応容器が損傷する可能性がある。

セシウムを含む固形物、共存させる水に対する磁性吸着剤の添加量に制限はなく、セシウムが目的とするレベルまで除去される添加量を、セシウムの濃度に応じて実験的に定めればよい。例えばセシウム濃度が０．００１質量％（１０ｐｐｍ）で他のイオンを含んでいない場合、９０％以上のセシウムを分離するためには、添加する磁性吸着剤のセシウム吸着容量が、被処理液内に存在するセシウム量の２〜１００倍となるように加えることが好ましい。磁性吸着剤量が２倍を下回ると、セシウムの除去が不十分となることがある。また１００倍以上を加えてもセシウム除去レベルには変化がなく不経済であるとともに、場合によっては撹拌や磁気分離作業に対して支障となることがある。

セシウムを吸着した磁性吸着剤は、永久磁石、電磁石、超電導磁石によって短時間に集磁され、セシウムが除かれた固形物から分離される。用いられる磁気分離装置に関して特に制限はない。

本発明に係る磁性吸着剤は少なくとも磁性体粒子とセシウム吸着性化合物からなり、磁性体粒子とセシウム吸着性化合物とはバインダーによって結着されたものであることが好ましい。

本発明に係る磁性吸着剤に用いられる磁性体粒子としては特に制限はなく、磁性を示すあらゆる材料を用いることができる。例えば鉄、ニッケル、コバルト等の金属またはこれらを主成分とする磁性合金の粉末、四三酸化鉄、三二酸化鉄、コバルト添加酸化鉄、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の金属酸化物系磁性体の粉末が挙げられる。磁性体粒子の粒径は０．１〜１００μｍが好ましい。０．１μｍ未満では、取り扱いに困難が生じることがあり、１００μｍを超えると、セシウム吸着性化合物との混合がスムースに進まない場合がある。本発明に係る磁性吸着剤におけるこれら磁性体粒子の含有率は１０〜７０質量％が好ましく、特に２０〜６０質量％となるようにするのが好ましい。磁性体粒子の含有率が１０質量％を下回ると、磁気分離の効率が低下するので好ましくない。また、磁性体粒子の含有率が７０質量％を上回ると、セシウム吸着性化合物の含有率が低くなるためにセシウム吸着性が低下するので好ましくない。

本発明に用いられるセシウム吸着性化合物としては特に制限はなく、公知のものを用いることができる。例えば、ゼオライト、結晶質四チタン酸、スメクタイト、不溶性フェロシアン化物、リンモリブデン酸アンモニウム、リンタングステン酸アンモニウム、シリコチタネート等を挙げることができる。セシウム吸着性化合物を粉体として入手し、磁性体粒子及びバインダーと結着させて磁性吸着剤を得る場合、セシウム吸着性化合物の粒径は０．１〜１００μｍが好ましい。０．１μｍ未満では、取り扱いに困難が生じることがあり、１００μｍを超えると、磁性体粒子との混合がスムースに進まない場合がある。本発明に係る磁性吸着剤におけるセシウム吸着性化合物の含有率は１０〜７０質量％が好ましく、特に２０〜６０質量％となるようにするのが好ましい。セシウム吸着性化合物の含有率が１０質量％を下回るとセシウムの吸着効率が低下するので好ましくない。また、セシウム吸着性化合物の含有率が７０質量％を上回ると、磁性体粒子の含有率が低くなるために磁気分離の効率が低下するので好ましくない。

本発明に係る磁性吸着剤において、磁性体粒子とセシウム吸着性化合物とを結着させるバインダーの種類に特に制限はなく、造粒、成形分野において知られているバインダーを用いることができる。具体的には、例えばセメント、石膏、水ガラス、鉱物等の無機系バインダーや、デンプン、カゼイン、ゼラチン、ラテックス、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース系樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ニトリルゴム等の有機系バインダーを挙げることができる。これらのバインダーの中では水溶性樹脂が、磁性吸着剤に高い親水性を持たせることができるので好ましい。水溶性樹脂の例としてはデンプン、ゼラチン、キチン類、キトサン類、ポリビニルアルコール系樹脂（ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等）、セルロース系樹脂（メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等）、ポリアクリル酸系樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等がある。また、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ（スチレン／ブタジエン）樹脂、ポリ（エチレン／酢酸ビニル）樹脂、ニトリルゴム等の非水溶性樹脂を水中に分散させた水性樹脂エマルジョンも使用できる。

これらバインダーの中で、磁性体粒子とセシウム吸着性化合物の双方に親和性を持って安定な磁性吸着剤を形成できる点からポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。本発明に係る磁性吸着剤におけるバインダーの含有率は５〜５０質量％が好ましく、特に１０〜３０質量％となるようにするのが好ましい。磁性吸着剤中のバインダーの含有率が５質量％を下回ると磁性吸着剤の物理的強度が低下して、磁性吸着剤が分解しやすくなるので好ましくない。また、バインダーの含有率が５０質量％を上回ると、セシウムの吸着効率が低下するので好ましくない。水溶性樹脂には耐水化処理を施すことが好ましい。耐水化処理法としては特に制限はなく、各種アルデヒド化合物、メチロール化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物による架橋反応等を利用することができる。

本発明に係る磁性吸着剤の製造方法としては、磁性体粒子とセシウム吸着性化合物とをバインダーとともに混合、乾燥、粉砕する方法がある。別の方法として磁性体粒子とセシウム吸着性化合物とをモノマーとともに塊状重合させ、乾燥、粉砕する方法もあるが、製造工程の制御のしやすさやコストの点から、前者の方法が有利である。各工程において用いられる装置について、特に制限はない。

セシウム吸着性化合物として不溶性フェロシアン化物を用いる場合には、上述したように予め合成しておいた不溶性フェロシアン化物を、磁性体粒子及びバインダーとともに混合、乾燥、粉砕することにより磁性吸着剤を得ることもできるが、不溶性フェロシアン化物をバインダーの存在下に合成し、次いで磁性体粒子と混合、乾燥、粉砕する方法を取ることもできる。後者の方法においてバインダーとして水溶性樹脂を用いると、不溶性フェロシアン化物が微粒子の状態で安定に存在し、その比表面積が大きくなることから高いセシウム吸着能が発現するので有利である。水溶性樹脂の存在下に不溶性フェロシアン化物を合成するには、水溶性樹脂の溶液に可溶性フェロシアン化物を溶かしておき、撹拌しつつここへ遷移金属イオン溶液を添加するか、あるいは逆に、水溶性樹脂の溶液に遷移金属イオンを溶かしておき、撹拌しつつここへ可溶性フェロシアン化物溶液を添加すればよい。水溶性樹脂の溶液に遷移金属イオンを溶かすと、ゲル状物が分離することがあるので、前者の合成法が好ましい。

以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでない。なお、実施例中の百分率は、質量基準である。

＜磁性吸着剤１の合成＞
平均粒径５μｍの四三酸化鉄１０ｇとゼオライト（新東北化学工業（株）；ゼオフィルＣＰ）３．５ｇを、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール（日本合成化学工業（株）；Ｚ２００）１０％水溶液２３ｇと４０％グリオキザール水溶液０．２９ｇとともに乳鉢で混練し、シャーレに広げて８０℃で３分乾燥させた。得られた乾燥固形物をミニブレンダーで粉砕して磁性吸着剤１を１５ｇ得た。

＜磁性吸着剤２の合成＞
アセトアセチル変性ポリビニルアルコール１０％水溶液２３ｇをポリウレタン樹脂（ＤＩＣ（株）；ハイドランＣＰ−７０２０；固形分４０％）５．７５ｇに置き換える他は、磁性吸着剤１の合成と同様に操作して、磁性吸着剤２を１５ｇ得た。

＜磁性吸着剤３の合成＞
ゼオライト３．５ｇをフェロシアン化鉄（大日精化工業（株）；ＭＩＬＯＲＩ ＢＬＵＥ ９０５）３．５ｇに置き換える他は、磁性吸着剤１の合成と同様に操作して、磁性吸着剤３を１５ｇ得た。

＜磁性吸着剤４の合成＞
アセトアセチル変性ポリビニルアルコールをポリウレタン樹脂に置き換える他は、磁性吸着剤３の合成と同様に操作して、磁性吸着剤４を１５ｇ得た。

＜磁性吸着剤５の合成＞
アセトアセチル変性ポリビニルアルコール１０％水溶液２３ｇに、フェロシアン化カリウム３水和物（４．２ｇ）の水溶液１７ｍｌを加え、撹拌しつつ硫酸ニッケル６水和物（２．６ｇ）の水溶液１０ｍｌを添加した。１０分かき混ぜたのち、平均粒径５μｍの四三酸化鉄（１０ｇ）を加えてさらに５分かき混ぜ、さらに、４０％グリオキザール水溶液を０．２９ｇ加えて１０分かき混ぜた後、シャーレに広げて８０℃で３時間乾燥させた。得られた乾燥固形物をミニブレンダーで粉砕して、磁性吸着剤５を１４ｇ得た。

実施例１
スメクタイト１０ｇに対しセシウム濃度０．１ｇ／ｌの水溶液１００ｍｌを加え、室温で２４時間振盪させ、スメクタイトにセシウムを吸着させた。ＩＣＰ−ＭＳでセシウム溶液の濃度を測定したところ、２０ｐｐｍであることから、スメクタイト１０ｇに対し８．０ｍｇのセシウムが吸着されていることがわかった。混合液からスメクタイトをろ別し水分を乾燥させた。この乾燥したスメクタイトに水２０ｍｌと磁性吸着剤１を１ｇ混合し、１時間室温で静置させた。その後、磁石を当てて磁性吸着剤を集め、水相を得るために濾過した。この水相（以降、水相（Ａ）とする）のセシウム濃度をＩＣＰ−ＭＳで求めた。

一方、スメクタイトに残っているセシウムの量を測定するために、スメクタイトに４ＭのＫＯＨ水溶液を２００ｍｌ加え、８０℃で１０時間熱した。溶解残渣をろ別し、液量を２００ｍｌにした。ＩＣＰ−ＭＳで、ろ液（水相（Ｂ）とする）中のセシウムの濃度を測定し、磁性吸着剤１によるセシウム除去処理後にスメクタイト中に含まれていたセシウムの量を算出した。

これらの操作から磁性吸着剤１が吸着したセシウム量は、セシウム除去処理前に存在していたスメクタイト中のセシウム量から、処理後に存在していたスメクタイト中のセシウム量と水相（Ａ）に存在していたセシウム量を引くことで算出した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は２９．２ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、磁性吸着剤１で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例２
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、室温で静置させる換わりに室温で撹拌させた以外、実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は２９．２ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、磁性吸着剤１で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例３
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、室温で静置させる換わりに９０℃で撹拌させた以外、実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は２４．４ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、磁性吸着剤１で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例４
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、水の換わりに０．５Ｍクエン酸を用い、室温で静置させる換わりに室温で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は１６．４ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、磁性吸着剤１で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例５
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、水の換わりに０．５Ｍクエン酸を用い、室温で静置させる換わりに９０℃で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は１４．４ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、磁性吸着剤１で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例６
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、磁性吸着剤１の換わりに磁性吸着剤２を用い、室温で静置させる換わりに９０℃で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は２４．４ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、磁性吸着剤２で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例７
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、磁性吸着剤１の換わりに磁性吸着剤２を用い、水の換わりに０．５Ｍクエン酸を用い、室温で静置させる換わりに９０℃で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は１４．４ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、磁性吸着剤２で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例８
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、磁性吸着剤１の換わりに磁性吸着剤３を１５０ｍｇ用い、室温で静置させる換わりに９０℃で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は２４．０ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、磁性吸着剤３で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例９
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、磁性吸着剤１の換わりに磁性吸着剤３を１５０ｍｇ用い、水の換わりに０．５Ｍクエン酸を用いた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は１６．４ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、磁性吸着剤３で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例１０
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、磁性吸着剤１の換わりに磁性吸着剤３を１５０ｍｇ用い、水の換わりに０．５Ｍクエン酸を用い、室温で静置させる換わりに９０℃で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は１３．６ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、吸着剤で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例１１
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、磁性吸着剤１の換わりに磁性吸着剤４を１５０ｍｇ用い、室温で静置させる換わりに９０℃度で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は２５．６ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、吸着剤で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例１２
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを溶出する際に、磁性吸着剤１の換わりに磁性吸着剤４を１５０ｍｇ用い、水の換わりに０．５Ｍクエン酸を用い、室温で静置させる換わりに９０℃で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は１３．６ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、吸着剤で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例１３
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを抽出する際に、磁性吸着剤１の換わりに磁性吸着剤５を１５０ｍｇ用い、室温で静置させる代わりに９０℃で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は２５．６ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、吸着剤で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

実施例１４
セシウムを含有したスメクタイトからセシウムを抽出する際に、磁性吸着剤１の換わりに磁性吸着剤５を１５０ｍｇ用い、水の代わりに０．５Ｍクエン酸を用い、室温で静置させる代わりに９０℃で撹拌させた以外は実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は０ｐｐｍであり、水相（Ｂ）のセシウム濃度は１３．６ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、吸着剤で吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

比較例１
磁性吸着剤１をシリカゲル（メルク（株）；シリカゲル６０）に置き換える他は、実施例１と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は１０８ｐｐｍであり，水相（Ｂ）のセシウム濃度は２９．２ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、シリカゲルで吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

比較例２
磁性吸着剤１をシリカゲル置き換える他は、実施例２と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は１０８ｐｐｍであり，水相（Ｂ）のセシウム濃度は２９．２ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、シリカゲルで吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

比較例３
磁性吸着剤１をシリカゲル置き換える他は、実施例３と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は１５６ｐｐｍであり，水相（Ｂ）のセシウム濃度は２４．４ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、シリカゲルで吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

比較例４
磁性吸着剤１をシリカゲル置き換える他は、実施例４と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は２４０ｐｐｍであり，水相（Ｂ）のセシウム濃度は１６．０ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、シリカゲルで吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

比較例５
磁性吸着剤１をシリカゲル置き換える他は、実施例５と同様に操作した。水相（Ａ）のセシウム濃度は２５６ｐｐｍであり，水相（Ｂ）のセシウム濃度は１４．４ｐｐｍであった。セシウム除去処理後にスメクタイトに存在していたセシウムの量、水相（Ａ）に存在していたセシウムの量、シリカゲルで吸着したセシウムの量の比を表１に示した。

比較例１、２との結果から、水で土に見立てたスメクタイト中のセシウムを溶出する場合には、静置または撹拌のいずれの方法であっても溶出される量に差はなく、実施例１、２の結果が示すように、水に溶出される量を吸着することができた。加熱した水で処理した比較例３は、比較例１、２に比べて、わずかに土中から溶出されるセシウムの量が多くなったが、実施例３、６、８、１１、１３に示されるように溶出されたセシウムを吸着することができた。また室温撹拌下でクエン酸を用いて土からセシウムを溶出した比較例４の場合、比較例１、２に比べて、土中から２倍近くセシウムを溶出することが可能であった。そして実施例４、９に示されるように、それら溶出されたセシウムを吸着することができた。さらにクエン酸とセシウムで汚染された土を加熱環境下で処理した比較例５では、本検討のうち、土中のセシウムを最も溶出することができ、実施例５、７、１０、１２、１４に示されるように、それら溶出されたセシウムを吸着することができた。

実施例３と実施例６あるいは実施例５と実施例７の結果より、ゼオライトを主体とした吸着剤においてバインダーの種類がアセトアセチル変性ポリビニルアルコールまたはポリウレタン樹脂のいずれであっても、熱水あるいは熱したクエン酸を撹拌下で処理することにより土中より溶出されたセシウムを除去できることが明らかとなった。

実施例１から７で用いたゼオライトの磁性吸着剤１、２と比較例１から５で吸着剤の換わりに用いたシリカゲルとを比較した場合、前者で水相に含まれるセシウム濃度が有意に減少したことから、ゼオライトが高いセシウムの吸着性を示すことがわかる。また、実施例８から１２で用いたフェロシアン化鉄の吸着剤３、４、５と比較例１から５で用いたシリカゲルとを比較した場合においても、前者で水相に含まれるセシウム濃度が有意に減少したことから、フェロシアン化鉄が高いセシウムの吸着性を示すことがわかる。さらにいずれの実施例の磁性吸着剤においても磁石の操作で、夾雑物から短時間で分離できた。このように本発明によればセシウムを含有する土壌から、簡単な操作により安全にセシウムを分離できることがわかる。

Claims (7)

1. セシウムを含む固形物と磁性吸着剤を、水の共存下に静置または撹拌することを特徴とするセシウム除去方法。
2. セシウムを含む固形物と磁性吸着剤を、水の共存下に加熱することを特徴とする請求項１記載のセシウム除去方法。
3. 水がセシウムの溶出剤を含む、請求項１または２記載のセシウム除去方法。
4. 溶出剤が酸である、請求項３記載のセシウム除去方法。
5. 磁性吸着剤が、磁性体粒子とゼオライトを水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものである、請求項１から４のいずれかに記載のセシウム除去方法。
6. 磁性吸着剤が、磁性体粒子と水不溶性フェロシアン化物を水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものである、請求項１から４のいずれかに記載のセシウム除去方法。
7. 磁性吸着剤が、水不溶性フェロシアン化物を水溶性樹脂の存在下に製造されたのち、磁性体粒子と結着され、耐水化されたものである、請求項１から４のいずれかに記載の放射性セシウム除去方法。