JP2014122806A - 放射性核種吸着材の製造方法、その製造装置及び放射性核種吸着材 - Google Patents
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Abstract
【課題】セシウム及びストロンチウムのそれぞれの吸着性能がさらに向上された放射性核種吸着材を得ることができる放射性核種吸着材の製造方法を提供する。
【解決手段】粒状の結晶化シリコチタネート(CST)が、吸着材原料供給装置3から苛性処理装置2内に供給される。苛性剤供給装置6内の1モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液が、粒状CSTが供給された苛性処理装置2内に供給される。所定量の水酸化ナトリウム水溶液が苛性処理装置2に供給された後、苛性処理装置2への水酸化ナトリウム水溶液の供給が停止される。粒状CSTが、苛性処理装置2内で水酸化ナトリウム水溶液に浸漬された状態で、0.5時間の間、静置され、苛性処理される。その後、苛性処理された粒状CSTが洗浄水供給装置9内の洗浄水で洗浄される。苛性処理された粒状CSTのセシウム及びストロンチウムのそれぞれの吸着性能がさらに向上される。
【選択図】図2
【解決手段】粒状の結晶化シリコチタネート(CST)が、吸着材原料供給装置3から苛性処理装置2内に供給される。苛性剤供給装置6内の1モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液が、粒状CSTが供給された苛性処理装置2内に供給される。所定量の水酸化ナトリウム水溶液が苛性処理装置2に供給された後、苛性処理装置2への水酸化ナトリウム水溶液の供給が停止される。粒状CSTが、苛性処理装置2内で水酸化ナトリウム水溶液に浸漬された状態で、0.5時間の間、静置され、苛性処理される。その後、苛性処理された粒状CSTが洗浄水供給装置9内の洗浄水で洗浄される。苛性処理された粒状CSTのセシウム及びストロンチウムのそれぞれの吸着性能がさらに向上される。
【選択図】図2
Description
本発明は、放射性核種吸着材の製造方法、その製造装置及び放射性核種吸着材に関し、特に、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを吸着するのに好適な放射性核種吸着材の製造方法、その製造装置及び放射性核種吸着材に関する。
原子力施設において発生する放射性核種を含む放射性廃液の処理方法の一つに、無機系吸着材及びイオン交換樹脂等により放射性核種を吸着して除去する処理方法がある。
放射性廃液に含まれる放射性核種のうち、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムは、熱源及び放射線源となるため、放射性廃液から分離処理することが望まれる。
放射性廃液に含まれる放射性セシウムと放射性ストロンチウムは化学的性質が異なるため、例えば特開2007−271306号公報に記載されているように、セシウムとストロンチウムを異なる吸着材を用いて分離除去する方法がある。また、放射性廃液に含まれる放射性セシウムを吸着により分離処理する吸着材としては、例えば、特開2011−200856号公報に記載されたプルシアンブルー型金属錯体、及び特許4879869号公報に記載されたカリックスなどが使用されている。また、放射性ストロンチウムを吸着する吸着材としては、例えば、特開平4−86599号公報に記載された二酸化マンガンなどがある。さらに、Oji et al., WM2012 Conference, Feb.26-Mar.1, 2012, Phoenix, Arizona, USA, 12092 (2012)に提案されている吸着材は、粒状の結晶化シリコチタネート(CST)であって、セシウム及びストロンチウムの両者を吸着できる。この吸着材を使用すると、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを合わせて放射性廃液から分離除去することができる。
May Nyman, et al. “Characterization of UOP IONSIV IE-911”, SANDIA REPORT, SAND2001-0999, Printed June 2001, Sandia National Laboratoriesは、Csを含む放射性廃液を、CSTを充填したカラムに供給したとき、Zr、Nb及びSiがそのカラムに詰まってCsを含む放射性廃液の処理効率が低下するのを避けるために、あらかじめCSTを水酸化ナトリウム溶液で処理して溶解性のZr、Nb及びSiを除去することを記載している。
Oji et al., WM2012 Conference, Feb.26-Mar.1, 2012, Phoenix, Arizona, USA, 12092 (2012)
May Nyman, et al. "Characterization of UOP IONSIV IE-911", SANDIA REPORT, SAND2001-0999, Printed June 2001, Sandia National Laboratories
CSTは、前述したように、セシウム及びストロンチウムの両者を吸着できる吸着材である。セシウム及びストロンチウムを含む放射性廃液をCSTを用いて処理する場合には、CSTによるセシウム及びストロンチウムのそれぞれの吸着性能をさらに向上させることが望まれる。
本発明の目的は、セシウム及びストロンチウムのそれぞれの吸着性能がさらに向上された放射性核種吸着材を得ることができる放射性核種吸着材の製造方法、その製造装置及び放射性核種吸着材を提供することにある。
上記した目的を達成する本発明の特徴は、チタンケイ酸塩化合物を苛性処理装置内に収納し、その苛性処理装置内において、チタンケイ酸塩化合物を、0.5モル/L以上2.0モル/L未満の範囲内の水酸化ナトリウム濃度を有する水酸化ナトリウム水溶液に接触させることにある。
チタンケイ酸塩化合物を、0.5モル/L以上2.0モル/L未満の範囲内の水酸化ナトリウム濃度を有する水酸化ナトリウム水溶液に接触させるので、セシウム及びストロンチウムのそれぞれの吸着性能が向上された放射性核種吸着材を得ることができる。
本発明によれば、セシウム及びストロンチウムのそれぞれの吸着性能が向上された放射性核種吸着材を得ることができる。
発明者らは、チタンケイ酸塩化合物におけるセシウム及びストロンチウムの吸着性能をさらに向上させるために種々の検討を行った。この検討の結果、発明者らは、チタンケイ酸塩化合物に苛性処理を施すことにより、セシウム及びストロンチウムの吸着性能をさらに向上させることができることを新たに見出した。この検討結果を以下に説明する。
チタンケイ酸塩化合物としては、結晶化シリコチタネート(以下、CSTという)が存在し、粉末状(例えば、UOP LLC社製のIE−910)及び成形体(例えば、UOP LLC社製のIE−911)で市販されている。
発明者らは、チタンケイ酸塩化合物であるCSTとしてIE−911を用い、このIE−911に苛性処理を施した。すなわち、10gのIE−911を、水酸化ナトリウム濃度が1Mである50mLの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、室温で30分間静置した。その後、水酸化ナトリウム水溶液を除去し、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬したIE−911を少量の水で洗浄した。その後、水洗されたIE−911を乾燥した。
このような、IE−911の水酸化ナトリウム水溶液中への浸漬、IE−911の水洗及びIE−911の乾燥の一連の工程を1回行ったIE−911(Na化1回)、及びその一連の工程を4回行ったIE−911(Na化4回)をそれぞれ作成した。苛性処理を施していないIE−911、及び作成したIE−911(Na化1回)及びIE−911(Na化4回)を用いて、それぞれの放射性セシウム及び放射性ストロンチウムの吸着性能を調べた。
中性の人工海水(富田製薬製マリンアートSF−1をイオン交換水に溶解)に放射性セシウムとしてCs−137を、放射性ストロンチウムとしてSr−85をそれぞれ約100Bq/mLの濃度で添加した。IE−911とその人工海水を体積比で1対100の割合で混合した。IE−911及び人工海水を混合した状態で約一週間静置した後、人工海水の一部を採取し、採取した人工海水のCs−137及びSr−85のそれぞれの濃度を測定した。IE−911を添加する前の人工海水のCs−137及びSr−85のそれぞれの濃度と、IE−911を添加して一週間が経過した時点における人工海水のCs−137及びSr−85のそれぞれの濃度を以下の式に代入して、Cs−137及びSr−85のそれぞれの分配係数を求めた。
分配係数(mL/g)=[{(CST添加前の放射性核種濃度)−(CST添加後の放射性核種濃度)}/(CST添加後の放射性核種濃度)]×人工海水の体積(mL)/CSTの重量(g)
図3にCs−137の分配係数を示し、図4にSr−85の分配係数を示す。図3及び図4に示されたそれぞれの分配係数は、苛性処理を施していないIE−911(苛性処理なし)の分配係数を1とした相対値で示している。図3に示すように、苛性処理を施したIE−911(Na化1回)及びIE−911(Na化4回)のそれぞれのCs−137の分配係数は、苛性処理なしのIE−911のCs−137の分配係数の約1.7倍になった。IE−911(Na化1回)及びIE−911(Na化4回)のそれぞれの分配係数は同じであり、Cs−137の分配係数は苛性処理の回数によっては変化しない。
図3にCs−137の分配係数を示し、図4にSr−85の分配係数を示す。図3及び図4に示されたそれぞれの分配係数は、苛性処理を施していないIE−911(苛性処理なし)の分配係数を1とした相対値で示している。図3に示すように、苛性処理を施したIE−911(Na化1回)及びIE−911(Na化4回)のそれぞれのCs−137の分配係数は、苛性処理なしのIE−911のCs−137の分配係数の約1.7倍になった。IE−911(Na化1回)及びIE−911(Na化4回)のそれぞれの分配係数は同じであり、Cs−137の分配係数は苛性処理の回数によっては変化しない。
図4に示すように、苛性処理を施したIE−911(Na化1回)及びIE−911(Na化4回)のそれぞれのSr−85の分配係数は、苛性処理なしのIE−911のSr−85の分配係数の100倍以上に増加した。Sr−85の場合も、IE−911(Na化1回)及びIE−911(Na化4回)のそれぞれの分配係数は同じである。CST、例えば、IE−911を苛性処理することによりIE−911によるSr−85、すなわちストロンチウムの分配係数が向上する理由は、以下の通りである。IE−911を苛性処理することによりIE−911に含まれるHが水酸化ナトリウム水溶液に含まれるNaと置換され、IE−911に含まれるNaの量が増加する。Naが増加したIE−911にセシウムおよびストロンチウムを含む放射性廃液が接触すると、IE−911に含まれるNaがストロンチウムに置換されるため、苛性処理を施したIE−911に吸着されるストロンチウムの量が増加する。苛性処理によってIE−911のNa量の増加は、このIE−911に吸着されるセシウムの量も増加させる。苛性処理をしたIE−911は、Cs−137以外のセシウムの同位体およびSr−90等の他のストロンチウムの同位体の吸着性能を向上させる。
チタンケイ酸塩化合物(例えば、CST)を苛性処理することによって得られた放射性核種吸着材の、放射性廃液に含まれるセシウムの除去効率が99%以上になり、ストロンチウムの除去効率が95%以上になった。
IE−911に対する苛性処理の回数によってCs−137及びSr−85のそれぞれの分配係数が変わらないので、IE−911に対する苛性処理の回数は1回で十分である。
発明者らは、苛性処理に用いる水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウム濃度の分配係数への影響を調べた。1モル/Lの水酸化ナトリウム濃度の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬したIE−911におけるCs−137の分配係数として図3に示した試験結果を用い、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬していないIE−911におけるCs−137の分配係数と比較して分配係数の増加率を求めた。2モル/Lの水酸化ナトリウム濃度の水酸化ナトリウム水溶液及び3モル/Lの水酸化ナトリウム濃度の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬したIE-911におけるCs−137の分配係数は、W.R.Wilmarth, WSRC-TR-2000-00394で報告されているCs−137の分配係数を用い、分配係数の増加率を求めた。分配係数の増加率を図5に示した。1モル/Lの水酸化ナトリウム濃度の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬したIE−911におけるCs−137の分配係数の増加率は約70%で最も大きく、2モル/L及び3モル/Lの水酸化ナトリウム濃度の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬したそれぞれのIE−911におけるCs−137の分配係数の増加率は約−25%及び約−8%と急激に減少した。
よって、チタンケイ酸塩化合物に接触させる水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウム濃度を0.5モル/L以上2.0モル/L未満の範囲内にすると、苛性処理されたチタン系酸塩か物におけるCs−137の分配計数が著しく増加する。好ましくは、その水酸化ナトリウムの濃度を0.8モル/L〜1.5モル/Lの範囲内にするとよい。
また、チタンケイ酸塩化合物1kgに対して水酸化ナトリウム水溶液を5L〜20Lの範囲内で、好ましくは5L〜10Lの範囲内で用いるとよい。チタン系酸塩化合物、例えば、CST1kgは約1.25Lである。1kgのチタン系酸塩化合物を容器内で水酸化ナトリウム水溶液に浸漬する場合には、水酸化ナトリウム水溶液が5L存在しないと、1kgのチタン系酸塩化合物を十分に浸漬することができない。逆に、1kgのチタン系酸塩化合物が浸漬される水酸化ナトリウム水溶液の量が20Lを超えると、水酸化ナトリウム水溶液の廃液量が著しく多くなります。
チタンケイ酸塩化合物を水酸化ナトリウム水溶液に接触させる時間は、0.5時間〜2時間の範囲内であればよい。水酸化ナトリウム水溶液のチタンケイ酸塩化合物への接触時間を0.5時間〜2時間の範囲にすることにより、チタンケイ酸塩化合物において十分なNaの置換が行われる。すなわち、その接触時間が0.5時間未満であると、チタンケイ酸塩化合物における前述のNaへの置換が十分でない。また、その接触時間が2時間よりも長く経過してもチタンケイ酸塩化合物におけるNaの置換量は変わらず、吸着材の製造に要する時間が長くなるだけである。
以上に述べたように、チタンケイ酸塩化合物、具体的にはCSTを、水酸化ナトリウム濃度が0.5モル/L以上2.0モル/L未満の範囲内にある水酸化ナトリウム水溶液に接触させてCSTに苛性処理を施すことによって、放射性ストロンチウムの吸着性能が向上し、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを吸着できる放射性核種吸着材を製造することができた。
なお、CSTとしてIE−911の替りにIE−910を使用してもよい。この場合には、IE−910にバインダーを添加して成形した後に、成形されたIE−910に対して苛性処理が施される。
上記の検討結果を反映した、本発明の実施例を以下に説明する。
本発明の好適な一実施例である実施例1の放射性核種吸着材の製造方法を、図1及び図2を用いて説明する。
本実施例の放射性核種吸着材の製造方法に用いられる放射性核種吸着材製造装置1を、図2を用いて説明する。放射性核種吸着材製造装置1は、苛性処理装置2、吸着材原料供給装置3、苛性剤供給装置6及び洗浄水供給装置9を備えている。苛性処理装置2は容器である。吸着材原料供給装置3は、開閉弁5を設けた配管4によって苛性処理装置2に接続される。苛性剤供給装置6は、開閉弁13及びポンプ8を設けた配管7によって苛性処理装置2に接続される。洗浄水供給装置9は、開閉弁14を設けた配管10によって、開閉弁13とポンプ8の間で配管7に接続される。開閉弁12を設けた排出配管11が苛性処理装置2の底部に接続される。
本実施例の放射性核種吸着材の製造方法を図1を用いて説明する。
粉末状のチタンケイ酸塩化合物(例えば、CST)を成形する(ステップS1)。粉末状のCSTであるIE−910に無機物質から成るバインダーを添加し、粉末状のCSTを成形することにより成形体のCSTが得られる。多数のCST成形体(例えば、粒状のCST)が吸着材原料供給装置(具体的にはタンク)3内に充填される。
チタンケイ酸塩化合物に苛性処理を施す(ステップS2)。粒状CSTを保持する金網製のかご(図示せず)が苛性処理装置2の容器内に設置されている。所定量の粒状CSTが、開閉弁5を開くことにより吸着材原料供給装置3から苛性処理装置2内のかご内に供給される。かごの網目は粒状CSTの大きさよりも小さくなっているため、かご内に供給された粒状CSTが、かごの網目を通って落下することはなく、かごによって保持される。苛性処理装置2内に粒状CSTを供給した後、開閉弁13を開けてポンプ8を駆動する。苛性剤供給装置6内の水酸化ナトリウム水溶液が、配管7を通して苛性処理装置2内に供給される。このとき、開閉弁14は閉じている。苛性処理装置2内に供給される水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウム濃度は、例えば、1モル/Lである。苛性処理装置2内に充填された粒状CST1kg当たり、例えば、10Lの水酸化ナトリウム水溶液が供給される。この結果、苛性処理装置2内の水酸化ナトリウム水溶液の水面が苛性処理装置2内に存在する、かご内の粒状CSTの充填層の上端よりも上方に達する。苛性処理装置2には液位計(図示せず)が設置されており、液位計で計測された、苛性処理装置2内の液位が、所定量の水酸化ナトリウム水溶液が苛性処理装置2に供給されたときに到達する設定液位になったとき、ポンプ8が停止されて開閉弁13が閉じられる。
所定量の水酸化ナトリウム水溶液を苛性処理装置2に供給した後、粒状CSTを苛性処理装置2内のかご内に供給してもよい。
水酸化ナトリウム水溶液の苛性処理装置2内への供給が停止された後、苛性処理装置2内において、かご内の粒状CSTが水酸化ナトリウム水溶液に浸漬された状態で、粒状CSTが、所定時間、例えば、0.5時間の間、静置される。粒状CSTが水酸化ナトリウム水溶液に浸漬された時点から0.5時間が経過したとき、開閉弁12を開く。苛性処理装置2内の水酸化ナトリウム水溶液が排出配管11に排出される。排出管11に排出された水酸化ナトリウム水溶液は、中和した後に、外部環境に排出される。水酸化ナトリウム水溶液に含まれるNaは、粒状CSTの苛性処理によって粒状CSTに取り込まれるので、水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウム濃度が低下する。このため、水酸化ナトリウム濃度が所定濃度になるように苛性処理装置2から排出された水酸化ナトリウム水溶液に水酸化ナトリウムを加えることによって、この水酸化ナトリウム水溶液を粒状CSTの苛性処理に再利用することができる。
苛性処理装置2内からの水酸化ナトリウム水溶液の排出が終了した後、一旦、開閉弁12を閉じて、開閉弁14を開いてポンプ8を駆動する。洗浄水供給装置9からの洗浄水(純水またはイオン交換水)が配管10及び7を通して苛性処理装置2に供給される。苛性処理が施された粒状CSTが、苛性処理装置2内において、供給される洗浄水によって洗浄され、粒状CSTに付着している水酸化ナトリウム水溶液が除去される。粒状CSTを洗浄した後、開閉弁12を開くことにより粒状CSTを洗った洗浄水は苛性処理装置2から排出配管11に排出される。このような苛性処理装置2内の粒状CSTの洗浄は、洗浄水を苛性処理装置2に供給して何回かおこなわれる。苛性処理が終了した後においても開閉弁12を開けたまま、洗浄水を苛性処理装置2内に供給しながら、苛性処理装置2内の粒状CSTを洗浄水により連続して洗浄してもよい。苛性処理を行った粒状CSTの洗浄が終了した後、ポンプ8が停止され、開閉弁14が閉じられる。
苛性処理装置2の上蓋が外され、粒状CSTが充填されたかごが苛性処理装置2内から取り出される。苛性処理が施された粒状CSTは、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含む放射性廃液を処理する放射性廃液処理システムの吸着塔内に充填され、その放射性廃液の処理に使用される。この吸着塔内に充填された、苛性処理が施された粒状CSTは、放射性廃液内の放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを吸着して除去する。
成形したCSTに、S2工程で苛性処理を施すことで、放射性セシウムと放射性ストロンチウムを同時に吸着できるCs−Sr吸着材を得ることができる。
S2工程でCST(成形体)に施す苛性処理としては、水酸化ナトリウム水溶液にCST(成形体)を一定時間浸漬する、もしくはCST(成形体)を容器に充填し、容器内に水酸化ナトリウム水溶液を通水するといった操作が挙げられる。
図1には、CST(粉末)を原料としてCs−Sr吸着材を製造する方法を記載しているが、CST(成形体)を原料としてCs−Sr吸着材を製造してもよい。その場合はS1工程が省略される。
本実施例によれば、1モル/Lの水酸化ナトリウム濃度の水酸化ナトリウム水溶液に粒状CSTを浸漬させる、すなわち、接触させるので、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムのそれぞれの吸着性能がさらに向上された放射性核種吸着材を得ることができる。
本実施例によれば、放射性廃液に含まれるセシウムの除去効率が99%以上でストロンチウムの除去効率が95%以上になる放射性核種吸着材得ることができる。
本実施例では、粒状CSTを苛性処理装置2内で、所定時間の間、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬させたが、苛性剤供給装置6と苛性処理装置2の間で、水酸化ナトリウム水溶液を循環させ、苛性処理装置2内で、所定時間の間、粒状CSTと流れる水酸化ナトリウム水溶液を接触させ、粒状CSTに対して苛性処理を施してもよい。
本実施例では、CSTとして粉末状であるIE−910を用いたが、成形体のCSTであるIE−911を用い、このIE−911に、前述したような苛性処理を施しても、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムのそれぞれの吸着性能がさらに向上された放射性核種吸着材を得ることができる。IE−911を用いる場合には、前述のステップS1の工程が不要になる。
実施例1では、粒状CSTを苛性処理装置2内のかご内に充填したが、以下のようにしても、苛性処理装置2からの水酸化ナトリウム水溶液の排出時に苛性処理装置2からの苛性処理された粒状CSTの流出を防止することができ、苛性処理された粒状CSTを苛性処理装置2から取り出すことができる。排出配管11を水酸化ナトリウム水溶液の排出専用に使用し、他の開閉弁を設けた、洗浄水を排出する他の排出配管を苛性処理装置2に接続する。苛性処理装置2の排出配管11に連絡される排出口を粒状CSTが通過しないメッシュを有する金網で覆っている。吸着材原料供給装置3から供給された粒状CSTが苛性処理装置2内に充填され、その後、苛性剤供給装置6から苛性処理装置2内に水酸化ナトリウム水溶液を供給して粒状CSTの苛性処理を実施する。苛性処理後、開閉弁12を開いて苛性処理装置2内の水酸化ナトリウム水溶液を排出配管11に排出する。このとき、苛性処理装置2内の粒状CSTは苛性処理装置2の排出口を覆う金網のために排出配管11内に流出しない。水酸化ナトリウムの排出終了後、前述したように、苛性処理装置2内に洗浄水を供給して粒状CSTの洗浄を行う。この洗浄終了後、他の開閉弁を開くことにより、苛性処理装置2内の粒状CSTが洗浄水と共に他の排出配管内に流出し、この排出配管の出口に配置した金網のかご内に流出する。洗浄水は、かごから外部に排出され、粒状CSTがかご内に残る。このようにして、苛性処理が施された粒状CSTを取り出すことができる。
また、以下のようにしても良い。他の排出配管を用いずに、苛性処理装置2の排出配管11への排出口を、前述のように、金網で覆い、苛性処理後に苛性処理装置2内の水酸化ナトリウム水溶液を排出配管11に排出し、洗浄後に、苛性処理装置2内の洗浄水を排出配管11に排出する。苛性処理装置2の排出口が金網で覆われているために、苛性処理装置2内の粒状CSTが水酸化ナトリウム水溶液および洗浄水の排出時に排出配管11に流出しないで苛性処理装置2内に残る。残った粒状CSTを吸引装置で吸引することにより粒状CSTを苛性処理装置2外に取り出すことができる。
本発明の他の好適な実施例である実施例2の放射性核種吸着材の製造方法を、図6を用いて説明する。本実施例の放射性核種吸着材の製造方法では、図6に示された放射性核種吸着材製造装置1Aが用いられる。放射性核種吸着材製造装置1Aは、実施例1で用いられる放射性核種吸着材製造装置1において吸着材原料供給装置3、及び開閉弁4を設けた配管4を削除した構成を有する。放射性核種吸着材製造装置1Aの他の構成は放射性核種吸着材製造装置1の構成と同じである。
放射性核種吸着材製造装置1Aを用いた本実施例の放射性核種吸着材の製造方法を以下に説明する。チタンケイ酸塩化合物である粒状CSTを苛性処理装置2の外でかご内に充填する。苛性処理装置2の上蓋を取り外し、粒状CSTを充填したかごを苛性処理装置2内に入れて、取り外した上蓋を苛性処理装置2に取り付ける。
その後、実施例1で実施したチタンケイ酸塩化合物の苛性処理が苛性処理装置2内で行われる(ステップS2)。苛性剤供給装置6より配管4を通して水酸化ナトリウム水溶液を、粒状CSTを収納した苛性処理装置1内に供給する。供給される水酸化ナトリウム水溶液の水酸化ナトリウムの濃度は1モル/Lである。苛性処理装置2内に充填された粒状CST1kg当たり、例えば、10Lの水酸化ナトリウム水溶液が、10時間の通水時間で苛性処理装置2に供給される。開閉弁12は開いている。通水時間は好ましくは0.4時間から20時間の範囲内にする。苛性処理装置2に供給された水酸化ナトリウム水溶液は排出配管11に排出される。苛性処理装置2内における水酸化ナトリウム水溶液の通水速度は、苛性処理装置1に充填したチタンケイ酸塩化合物である粒状CSTの体積の1倍〜20倍、好ましくは5倍〜10倍の水酸化ナトリウム水溶液を1時間で通水する速度とする。
水酸化ナトリウム水溶液を、所定時間、苛性処理装置2に供給した後、ポンプ8を停止して開閉弁13を閉じ、苛性剤供給装置6から苛性処理装置2への水酸化ナトリウム水溶液の供給を停止する。その後、開閉弁14を開いてポンプ8を駆動し、洗浄水供給装置9から苛性処理装置2に洗浄水を供給する。苛性処理装置2内に残留した水酸化ナトリウム水溶液が、洗浄水により押し出され、排出配管11に排出される。苛性処理装置2内の粒状CSTに付着している水酸化ナトリウムも、洗浄水により洗浄され、粒状CSTの表面から除去される。洗浄終了後、洗浄水供給装置4から苛性処理装置2への洗浄水の供給を停止し、苛性処理装置2からかごを取り出すことにより苛性処理を施した粒状CSTを取出す。
本実施例は実施例1で生じる効果を得ることができる。本実施例では、本実施例で用いられる放射性核種吸着材製造装置1Aが吸着材原料供給装置3、及び開閉弁4を設けた配管4が不要になるので、放射性核種吸着材製造装置1Aがコンパクト化される。
1,1A…放射性核種吸着材製造装置、2…苛性処理装置、3…吸着材原料供給装置、6…苛性剤供給装置、9…洗浄水供給装置。
Claims (8)
- チタンケイ酸塩化合物を苛性処理装置内に収納し、前記苛性処理装置内において、前記チタンケイ酸塩化合物を、0.5モル/L以上2.0モル/L未満の範囲内の水酸化ナトリウム濃度を有する水酸化ナトリウム水溶液に接触させることを特徴とする放射性核種吸着材の製造方法。
- 前記チタンケイ酸塩化合物と接触する前記水酸化ナトリウム水溶液の前記水酸化ナトリウム濃度が0.8モル/L〜1.5モル/Lの範囲内である請求項1に記載の放射性核種吸着材の製造方法。
- 前記チタンケイ酸塩化合物が、0.5時間〜2時間の間、前記苛性処理装置内において前記水酸化ナトリウム水溶液に浸漬される請求項1または2に記載の放射性核種吸着材の製造方法。
- 前記苛性処理装置内に収納された前記チタンケイ酸塩化合物1kgに対して前記水酸化ナトリウム水溶液を5L〜20Lの範囲内で、前記苛性処理装置内に供給する請求項3に記載の放射性核種吸着材の製造方法。
- 前記チタンケイ酸塩化合物への前記水酸化ナトリウム水溶液の接触が、前記水酸化ナトリウム水溶液を、前記苛性処理装置を通して流し続けることにより行われる請求項1に記載の放射性核種吸着材の製造方法。
- 前記水酸化ナトリウム水溶液が、通液時間0.4時間から20時間の範囲内で、前記苛性処理装置内に収納した前記チタンケイ酸塩化合物の間を通って流れる請求項1に記載の放射性核種吸着材の製造方法。
- 苛性処理装置と、前記苛性処理装置に接続され、前記苛性処理装置にチタンケイ酸塩化合物を供給する吸着材原料供給装置と、前記苛性処理装置に接続され、前記苛性処理装置に水酸化ナトリウム水溶液を供給する苛性剤供給装置と、前記苛性処理装置に接続され、前記苛性処理装置に洗浄水を供給する洗浄水供給装置とを備えたことを特徴とする放射性核種吸着材製造装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法により製造された放射性核種吸着材であって、放射性廃液に含まれるセシウムの除去効率が99%以上、及びストロンチウムの除去効率が95%以上であることを特徴とする放射性核種吸着材。
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