JP2015064252A - Radioactive substance adsorbent, method of manufacturing the same, and apparatus of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海水やコンクリート浸漬水等に由来した成分と放射性核種とを含む汚染水から、放射性核種を吸着分離する放射性物質吸着剤、その製造方法およびその製造装置に関する。 The present invention relates to a radioactive substance adsorbent that adsorbs and separates radionuclides from contaminated water containing components derived from seawater, concrete immersion water, and the like and radionuclides, a method for producing the same, and a device for producing the same.
現在、放射性核種を含む汚染水から放射性核種を除去する技術が要望されている。
放射性核種を含む汚染水から放射性核種を除去する方法やシステムについては、これまで多数提案されてきた。
Currently, there is a demand for a technique for removing radionuclides from contaminated water containing radionuclides.
Many methods and systems for removing radionuclides from contaminated water containing radionuclides have been proposed.
具体的には、放射性物質除去方法またはそのシステムとして、特許文献１には吸着剤の種類や製法に関する発明、特許文献２には吸着塔構成や吸着剤の交換方法に関する発明、特許文献３には放射性ストロンチウムの吸着材に関する発明が提案されている。 Specifically, as a radioactive substance removal method or system thereof, Patent Document 1 discloses an invention related to the type and production method of an adsorbent, Patent Document 2 discloses an invention related to an adsorption tower configuration and an adsorbent replacement method, and Patent Document 3 describes Inventions relating to adsorbents for radioactive strontium have been proposed.
ところで、放射性ストロンチウムの吸着分離技術においては、特に海水やコンクリート浸漬水環境中では、共存するＣａイオンによるストロンチウムの吸着阻害を解決する必要がある。 By the way, in the adsorption separation technique of radioactive strontium, it is necessary to solve the adsorption | suction inhibition of strontium by coexisting Ca ion especially in seawater or concrete immersion water environment.
これに対し、特許文献４には吸着剤の表面をアルギン酸等でコーティングし、この被膜によりストロンチウムを選択的に吸着する手法が提案されている。 On the other hand, Patent Document 4 proposes a method in which the surface of an adsorbent is coated with alginic acid or the like, and strontium is selectively adsorbed by this film.
しかし、従来の方法では、汚染水中のストロンチウムやセシウムの吸着除去の効率が十分でないという課題があった。
また、従来の方法では、吸着剤が壊れやすいという課題があった。
However, the conventional method has a problem that the efficiency of adsorption and removal of strontium and cesium in the contaminated water is not sufficient.
Further, the conventional method has a problem that the adsorbent is easily broken.
本発明は上記課題を解決するものであり、汚染水中のストロンチウムやセシウムの吸着除去の効率が高いとともに、強度が高い放射性物質吸着剤、その製造方法およびその製造装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a radioactive substance adsorbent having high efficiency in adsorbing and removing strontium and cesium in contaminated water, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus thereof. .
本発明の放射性物質吸着剤は、上記課題を解決するためのものであり、イオン性の放射性核種を吸着する吸着物質を含む粒状体であり、吸着塔内に充填され、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの少なくとも１種の核種を含む汚染水から前記核種を吸着する放射性物質吸着剤において、前記吸着塔内には、前記吸着剤の下流側に、前記吸着剤の流出防止用のスクリーンが設置され、前記吸着物質はチタン酸アルカリ金属塩を含み、前記吸着剤は、この吸着剤の粒子を前面投影面積が最小になる方向から見たとき、前記前面投影面積の円周上で最も遠くなる２点間を結んだ距離である充填有効粒子径が、前記スクリーンの孔径よりも大きくなるように形成されたことを特徴とする。 The radioactive substance adsorbent of the present invention is for solving the above-mentioned problems, and is a granular body containing an adsorbent that adsorbs ionic radionuclides, packed in an adsorption tower, and contains radioactive cesium and radioactive strontium. In the radioactive material adsorbent that adsorbs the nuclide from contaminated water containing at least one nuclide, a screen for preventing the adsorbent from flowing out is installed in the adsorption tower on the downstream side of the adsorbent, The adsorbent contains an alkali metal titanate, and the adsorbent is a point between the two points that are the farthest on the circumference of the front projected area when the adsorbent particles are viewed from the direction in which the front projected area is minimized. The effective particle diameter of the packing, which is the distance connecting the two, is formed to be larger than the hole diameter of the screen.
また、本発明の放射性物質吸着剤の製造方法は、上記課題を解決するためのものであり、イオン性の放射性核種を吸着する吸着物質と、脱水縮合剤または水硬性固形化剤と、水とを混合した後、得られた混合物を成形し、前記吸着物質と、この吸着物質同士を固着する固着物とを含むペレット状の吸着剤を製造することを特徴とする。 The method for producing a radioactive substance adsorbent of the present invention is for solving the above-mentioned problems, and an adsorbent that adsorbs an ionic radionuclide, a dehydration condensing agent or a hydraulic solidifying agent, and water. After mixing, the obtained mixture is molded, and a pellet-shaped adsorbent containing the adsorbent and the adhering substance for adhering the adsorbent to each other is produced.
さらに、本発明の放射性物質吸着剤の製造装置は、上記課題を解決するためのものであり、イオン性の放射性核種を吸着する吸着物質と、脱水縮合剤または水硬性固形化剤と、水とを混合した後、得られた混合物を成形し、前記吸着物質と、この吸着物質同士を固着する固着物とを含むペレット状の吸着剤を製造する放射性物質吸着剤の製造装置において、前記脱水縮合剤を前記吸着物質に添加する添加部を有することを特徴とする。 Furthermore, the manufacturing apparatus of the radioactive substance adsorbent of the present invention is for solving the above-mentioned problem, an adsorbing substance that adsorbs an ionic radionuclide, a dehydrating condensing agent or a hydraulic solidifying agent, and water. In the apparatus for manufacturing a radioactive material adsorbent, the resulting mixture is molded to produce a pellet-shaped adsorbent containing the adsorbent and an adhering substance for adhering the adsorbent to each other. It has the addition part which adds an agent to the said adsorption material, It is characterized by the above-mentioned.
さらに、本発明の放射性物質吸着剤の製造装置は、上記課題を解決するためのものであり、イオン性の放射性核種を吸着する吸着物質と、脱水縮合剤または水硬性固形化剤と、水とを混合した後、得られた混合物を成形し、前記吸着物質と、この吸着物質同士を固着する固着物とを含むペレット状の吸着剤を製造する放射性物質吸着剤の製造装置において、前記水硬性固形化剤と水とを混合する固形化剤混合部と、この固形化剤混合部で得られた混合物を前記吸着物質に添加する添加部とを有することを特徴とする。 Furthermore, the manufacturing apparatus of the radioactive substance adsorbent of the present invention is for solving the above-mentioned problem, an adsorbing substance that adsorbs an ionic radionuclide, a dehydrating condensing agent or a hydraulic solidifying agent, and water. In the radioactive material adsorbent manufacturing apparatus for manufacturing the pellet-shaped adsorbent containing the adsorbent and the adhering substance for adhering the adsorbent to each other, the hydraulic material is molded. It has a solidifying agent mixing part for mixing the solidifying agent and water, and an adding part for adding the mixture obtained in the solidifying agent mixing part to the adsorbing material.
本発明の放射性物質吸着剤によれば、汚染水中のストロンチウムやセシウムの吸着除去の効率が高いとともに、強度が高い放射性物質吸着剤が得られる。 According to the radioactive substance adsorbent of the present invention, it is possible to obtain a radioactive substance adsorbent with high efficiency in adsorbing and removing strontium and cesium in contaminated water.
本発明の放射性物質吸着剤の製造方法およびその製造装置によれば、汚染水中のストロンチウムやセシウムの吸着除去の効率が高いとともに、強度が高い放射性物質吸着剤を製造することができる。 According to the method and apparatus for producing a radioactive substance adsorbent of the present invention, it is possible to produce a radioactive substance adsorbent having high efficiency and high adsorption efficiency of strontium and cesium in contaminated water.
［放射性物質吸着剤］
以下、図面を参照して本発明に係る放射性物質吸着剤について説明する。
[Radioactive material adsorbent]
Hereinafter, the radioactive substance adsorbent according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の放射性物質吸着剤は、イオン性の放射性核種を吸着する吸着物質を含む粒状体である。この放射性物質吸着剤（以下、単に吸着剤という）は、吸着塔内に充填され、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの少なくとも１種の核種を含む汚染水から前記核種を吸着するものである。 The radioactive substance adsorbent of the present invention is a granular material containing an adsorbing substance that adsorbs ionic radionuclides. This radioactive material adsorbent (hereinafter simply referred to as an adsorbent) is packed in an adsorption tower and adsorbs the nuclide from contaminated water containing at least one nuclide of radioactive cesium and radioactive strontium.
吸着剤は、海水成分を含む水やカルシウム含有水に放射性セシウムおよび放射性ストロンチウム等の放射性物質が混入した汚染水、と接触することにより、汚染水から放射性物質を吸着除去するものである。 The adsorbent adsorbs and removes radioactive substances from the contaminated water by contact with contaminated water in which radioactive substances such as radioactive cesium and radioactive strontium are mixed in water containing seawater components or calcium-containing water.
吸着剤は、イオン性の放射性核種を吸着する吸着物質を少なくとも含む。ここで、イオン性の放射性核種とは、放射性セシウム、放射性ストロンチウムおよびその他の放射性核種である。
吸着剤は、吸着物質以外にこの吸着物質同士を固着する固着物を含んでいてもよい。吸着剤が吸着物質以外に固着物を含む場合、吸着剤は、たとえば、粒状、円柱状、楕円柱状、樽状、楕円体状等のペレット状に成形される。吸着物質は、通常粉末状または顆粒状であるため、吸着物質と固着物とを混合し成形して吸着剤をペレット状、粒状等にすると、吸着塔内に充填された吸着剤間を汚染水が通水しやすくなる。
The adsorbent includes at least an adsorbent that adsorbs ionic radionuclides. Here, ionic radionuclides are radiocesium, radiostrontium and other radionuclides.
The adsorbent may contain a fixed substance that fixes the adsorbing substances in addition to the adsorbing substances. When the adsorbent contains a fixed substance in addition to the adsorbent, the adsorbent is formed into a pellet shape such as a granular shape, a cylindrical shape, an elliptical column shape, a barrel shape, or an ellipsoid shape. Since the adsorbent is usually in the form of powder or granules, mixing the adsorbent and the fixed substance and forming the adsorbent into pellets, granules, etc. will result in contaminated water between the adsorbent filled in the adsorption tower. It becomes easy to pass water.
（吸着物質）
吸着物質は、イオン性の放射性核種を吸着する物質であり、少なくとも、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムの少なくとも１種の核種のイオンを吸着する物質である。
吸着物質は、少なくともチタン酸アルカリ金属塩を含む。
吸着物質は、通常、粉末状または顆粒状である。
(Adsorbent)
The adsorbing substance is a substance that adsorbs ionic radionuclides, and is a substance that adsorbs ions of at least one nuclide of radiocesium and radiostrontium.
The adsorbing material contains at least an alkali metal titanate.
The adsorbing substance is usually in the form of powder or granules.
＜チタン酸アルカリ金属塩＞
チタン酸アルカリ金属塩としては、チタン酸ナトリウム、チタン酸カリウムおよびチタン酸リチウムから選ばれる１種以上が挙げられる。
これらのチタン酸アルカリ金属塩は、ゼオライトやその他コーティングを施した吸着剤と比較して吸着速度が早く、吸着剤の充填量を少なくすることができるため、吸着塔を小型化することができる。
<Alkali metal titanate>
Examples of the alkali metal titanate include at least one selected from sodium titanate, potassium titanate, and lithium titanate.
Since these alkali metal titanates have a higher adsorption rate and can reduce the amount of adsorbent packed compared to adsorbents with zeolite or other coatings, the adsorption tower can be downsized.
チタン酸アルカリ金属塩は、通常５℃以上４００℃以下、好ましくは５℃以上２００℃以下の環境で製造され、結晶化度が、通常１未満、好ましくは０．５未満である。ここで結晶化度は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）装置により測定することができる。すなわち、得られたＸＲＤパターンを、結晶質成分から生じるピーク強度と、非晶質成分から生じるハローの強度と、に分離して、それらの積分強度を用いて次式（１）により算出すればよい。
結晶化度（％）＝Ｓｃ／（Ｓｃ＋Ｓａ）×１００・・・（１）
（Ｓｃ：結晶ピークの積分強度、Ｓａ：非晶質ハローの積分強度）
チタン酸アルカリ金属塩の結晶度が１未満であると、この吸着物質を含む材質からなる吸着剤が、放射性ストロンチウムを選択して吸着しやすい。
The alkali metal titanate is usually produced in an environment of 5 ° C. or more and 400 ° C. or less, preferably 5 ° C. or more and 200 ° C. or less, and the crystallinity is usually less than 1, preferably less than 0.5. Here, the crystallinity can be measured by an X-ray diffraction (XRD) apparatus. That is, if the obtained XRD pattern is separated into a peak intensity generated from the crystalline component and a halo intensity generated from the amorphous component, and calculated by the following equation (1) using their integrated intensities: Good.
Crystallinity (%) = Sc / (Sc + Sa) × 100 (1)
(Sc: integrated intensity of crystal peak, Sa: integrated intensity of amorphous halo)
When the crystallinity of the alkali metal titanate is less than 1, the adsorbent made of the material containing the adsorbing substance can easily select and adsorb radioactive strontium.
チタン酸アルカリ金属塩は、具体的には、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、水酸化ナトリウム等のアルカリ、その他Ｎｂ２Ｏ５等のニオブ、等の添加物を含む原料を、通常５℃以上４００℃以下、好ましくは５℃以上３００℃以下、さらに好ましくは５℃以上２５０℃以下で反応させることにより、製造される。高温での反応の場合は、原料を焼成させる。 Specifically, the alkali metal titanate is a raw material containing additives such as TiO 2 , SiO 2 , alkali such as sodium hydroxide, niobium such as Nb 2 O 5, etc., usually 5 ° C. or more and 400 ° C. or less. It is preferably produced by reacting at 5 to 300 ° C., more preferably 5 to 250 ° C. In the case of a reaction at a high temperature, the raw material is fired.
原料の５℃以上４００℃以下での反応は、通常１時間〜５日、好ましくは１時間〜２日とする。
上記の温度、時間で原料を処理すると、得られるチタン酸アルカリ金属塩の結晶度が１未満となる。
吸着物質は、前記チタン酸アルカリ金属塩以外の成分を含んでいてもよい。
The reaction of the raw material at 5 ° C. or more and 400 ° C. or less is usually 1 hour to 5 days, preferably 1 hour to 2 days.
When the raw material is treated at the above temperature and time, the crystallinity of the alkali metal titanate obtained is less than 1.
The adsorbing material may contain components other than the alkali metal titanate.
＜チタン酸アルカリ金属塩以外の成分＞
前記チタン酸アルカリ金属塩以外の成分としては、アルカリ土類金属元素、チタン族元素、土酸金属元素、クロム族元素、アルミニウム族元素、炭素族元素、窒素族元素および酸素族元素から選ばれる１種類以上の元素、またはこれらの元素を含む化合物が挙げられる。
前記チタン酸アルカリ金属塩以外の成分としては、より具体的には、Ｂａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、ＷおよびＯから選ばれる１種類以上の元素、またはこれらの元素を含む化合物が挙げられる。
吸着物質が、Ｂａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、ＷおよびＯから選ばれる１種類以上の元素、またはこれらの元素を含む化合物を含むと、この吸着物質を含む材質からなる吸着剤が、放射性ストロンチウムを選択して吸着しやすい。
特に、吸着物質が、Ｎｂ、またはＮｂを含む化合物を含むと、この吸着物質を含む材質からなる吸着剤は、放射性ストロンチウムの選択吸着性が高くなる。
<Ingredients other than alkali metal titanate>
The component other than the alkali metal titanate is selected from alkaline earth metal elements, titanium group elements, earth acid metal elements, chromium group elements, aluminum group elements, carbon group elements, nitrogen group elements and oxygen group elements. Examples include more than one kind of element or a compound containing these elements.
More specifically, the component other than the alkali metal titanate is one type selected from Ba, Ca, Zr, Nb, Cr, Mo, W, Al, C, Si, Sn, Sb, W and O. The above elements or compounds containing these elements can be given.
When the adsorbent contains one or more elements selected from Ba, Ca, Zr, Nb, Cr, Mo, W, Al, C, Si, Sn, Sb, W and O, or a compound containing these elements. The adsorbent made of a material containing this adsorbing substance is easy to select and adsorb radioactive strontium.
In particular, when the adsorbing substance contains Nb or a compound containing Nb, the adsorbent made of the material containing the adsorbing substance has high selective adsorption of radioactive strontium.
また、吸着物質は、ニオブ元素質量に対するチタン元素質量の比Ｔｉ／Ｎｂが、通常０．４〜６．０の範囲内にある。
Ｔｉ／Ｎｂが、０．４〜６．０であると、この吸着物質を含む材質からなる吸着剤が、放射性ストロンチウムを選択して吸着しやすい。
Further, the adsorbed material has a ratio Ti / Nb of titanium element mass to niobium element mass usually in the range of 0.4 to 6.0.
When Ti / Nb is 0.4 to 6.0, an adsorbent made of a material containing this adsorbing substance is easy to select and adsorb radioactive strontium.
また、吸着物質は、吸着物質中にＳｉが１質量％以上７５質量％以下の量で含まれ、吸着物質中にＢａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｎ、Ｓｂ、ＷおよびＯがそれぞれ５０質量％以下の量で含まれる。
Ｓｉや、Ｂａ等がこのような量で含まれると、この吸着物質を含む材質からなる吸着剤が、放射性ストロンチウムを選択して吸着しやすいだけでなく、吸着剤の強度も高めることができる。
Further, the adsorbing material contains Si in an amount of 1% by mass to 75% by mass in the adsorbing material, and Ba, Ca, Zr, Cr, Mo, W, Al, C, Sn, Sb, W and O are each contained in an amount of 50% by mass or less.
When Si, Ba, or the like is contained in such an amount, the adsorbent made of the material containing the adsorbing material not only easily selects and adsorbs radioactive strontium, but also increases the strength of the adsorbent.
吸着剤が放射性ストロンチウムを選択して吸着しやすい性質は、吸着物質が、Ｂａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、ＷおよびＯから選ばれる１種類以上の元素、またはこれらの元素を含む化合物を含み、かつ、Ｔｉ／Ｎｂが、０．４〜６．０であるときに、より顕著になる。 The property that the adsorbent easily selects and adsorbs radioactive strontium is that the adsorbent is selected from Ba, Ca, Zr, Nb, Cr, Mo, W, Al, C, Si, Sn, Sb, W and O 1 It becomes more prominent when it contains more than one kind of element or a compound containing these elements and Ti / Nb is 0.4 to 6.0.
吸着剤が放射性ストロンチウムを選択して吸着しやすい性質は、吸着物質が、Ｂａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、ＷおよびＯから選ばれる１種類以上の元素、またはこれらの元素を含む化合物を含み、Ｔｉ／Ｎｂが、０．４〜６．０であり、吸着物質中にＳｉが１質量％以上７５質量％以下の量で含まれ、吸着物質中にＢａ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｎ、Ｓｂ、ＷおよびＯがそれぞれ５０質量％以下の量で含まれるときに、さらに顕著になる。 The property that the adsorbent easily selects and adsorbs radioactive strontium is that the adsorbent is selected from Ba, Ca, Zr, Nb, Cr, Mo, W, Al, C, Si, Sn, Sb, W and O 1 It contains more than one kind of element or a compound containing these elements, Ti / Nb is 0.4 to 6.0, and Si is contained in the adsorbent in an amount of 1 to 75% by mass, This becomes even more prominent when Ba, Ca, Zr, Cr, Mo, W, Al, C, Sn, Sb, W, and O are each contained in the adsorbed material in an amount of 50% by mass or less.
（固着物）
固着物は、吸着物質同士を固着する物質である。固着物としては、たとえば、脱水縮合剤の硬化物または水硬性固形化剤の硬化物が挙げられる。脱水縮合剤および水硬性固形化剤については後述する。
(Fixed matter)
An adhering substance is a substance that adsorbs adsorbed substances. Examples of the fixed substance include a cured product of a dehydration condensing agent or a cured product of a hydraulic solidifying agent. The dehydrating condensing agent and hydraulic solidifying agent will be described later.
通常は粉末状または顆粒状である吸着物質同士が固着物で固着されると、吸着物質と固着物とを含む吸着剤の成形体が得られる。吸着剤の成形体は、たとえば、造粒成形加工により、粒状、円柱状、楕円柱状、楕円柱状、樽状、楕円体状等のペレット状に成形される。
造粒成形加工としては、たとえば、圧縮、転動等の加工処理が挙げられる。
When adsorbents that are normally in the form of powder or granules are fixed with a fixed substance, an adsorbent shaped body containing the adsorbed substance and the fixed substance is obtained. The molded article of the adsorbent is formed into a pellet shape such as a granular shape, a cylindrical shape, an elliptical columnar shape, an elliptical columnar shape, a barrel shape, an elliptical shape by, for example, granulation molding.
Examples of the granulation molding process include processing such as compression and rolling.
固着物は、吸着剤（吸着剤の成形体）中、吸着物質の質量１００質量％に対して通常１０質量％以下、好ましくは７質量％以下の量で含まれる。また、固着物は、吸着剤（吸着剤の成形体）中、吸着物質の質量１００質量％に対して通常１質量％以上、好ましくは３質量％以上の量で含まれる。 The fixed matter is contained in the adsorbent (adsorbent molded body) in an amount of usually 10% by mass or less, preferably 7% by mass or less with respect to 100% by mass of the adsorbed substance. Further, the fixed matter is contained in the adsorbent (adsorbent compact) in an amount of usually 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more with respect to 100% by mass of the adsorbed substance.
（吸着剤の形状、大きさ）
吸着剤は、球状粒子または非球状粒子である。ここで、吸着剤とは、吸着物質のみ、または吸着物質と固着物とからなる。また、非球状粒子とは球状以外の粒子であり、たとえば、円柱状、楕円柱状、樽状、楕円体状の粒子である。
(Adsorbent shape and size)
The adsorbent is a spherical particle or a non-spherical particle. Here, the adsorbent is composed of only an adsorbing substance or an adsorbing substance and a fixed substance. Non-spherical particles are particles other than spherical particles, for example, cylindrical, elliptical columnar, barrel, and ellipsoidal particles.
吸着剤は、この吸着剤の粒子を前面投影面積が最小になる方向から見たとき、前記前面投影面積の円周上で最も遠くなる２点間を結んだ距離である充填有効粒子径が、前記スクリーンの孔径よりも大きくなるように形成される。 When the adsorbent particles are viewed from the direction in which the front projected area is minimized, the packed effective particle diameter, which is the distance between the two points farthest on the circumference of the front projected area, It is formed to be larger than the hole diameter of the screen.
吸着剤２５が球状粒子である場合は、充填有効粒子径は球状粒子の直径である。また、吸着剤２５が円柱状の粒子である場合は、充填有効粒子径は円柱状の粒子の断面である円の直径である。さらに、吸着剤２５が楕円柱状の粒子である場合は、充填有効粒子径は円柱状の粒子の断面である円の長径である。また、吸着剤２５が樽状または楕円体状の粒子である場合は、充填有効粒子径は、この樽状または楕円体状の粒子を前面投影面積が最小になる方向から見たときの投影図の直径である。 When the adsorbent 25 is a spherical particle, the packed effective particle diameter is the diameter of the spherical particle. Further, when the adsorbent 25 is a columnar particle, the effective filling particle diameter is a diameter of a circle that is a cross section of the columnar particle. Further, when the adsorbent 25 is an elliptic columnar particle, the effective filling particle diameter is the major axis of a circle that is a cross section of the columnar particle. Further, when the adsorbent 25 is a barrel-like or ellipsoidal particle, the filling effective particle diameter is a projection when the barrel-like or ellipsoidal particle is viewed from the direction in which the front projection area is minimized. Is the diameter.
スクリーンについて、図面を参照して説明する。 The screen will be described with reference to the drawings.
＜汚染水処理システム＞
図１は、汚染水処理システムの概略図である。図１に示される汚染水処理システム１は、吸着塔２０で処理される汚染水を貯留する処理前液タンク１０と、処理前液タンク１０から汚染水送液配管４１を介して送液された汚染水を吸着処理する吸着塔２０と、吸着塔２０から処理水送液配管４２を介して送液された処理水を貯留する処理水タンク３０とを備える。
<Contaminated water treatment system>
FIG. 1 is a schematic diagram of a contaminated water treatment system. The contaminated water treatment system 1 shown in FIG. 1 is fed from a
吸着塔２０は、吸着塔本体２１と、吸着塔本体２１内の吸着塔内上流部２２に充填された吸着剤２５と、吸着塔本体２１内において吸着剤２５の下流側に設置される吸着剤の流出防止用のスクリーン２７と、を備える。図１中、吸着剤２５ａは、吸着剤２５の拡大図である。
The
図１に示されるように、吸着剤２５（２５ａ）の、充填有効粒子径は、符号ｄで表される。また、吸着塔２０内の吸着剤が充填されている部分（吸着塔内上流部２２）の内直径は、符号Ｄで表される。
As shown in FIG. 1, the packed effective particle diameter of the adsorbent 25 (25a) is represented by the symbol d. Further, the inner diameter of the portion of the
スクリーン２７は、メッシュ状に配置された複数のワイヤーまたは板材からなる。スクリーン２７は、メッシュの孔部の孔径が、吸着剤２５を流出させない大きさに設定されている。
ここで孔部の孔径とは、空隙部の最短距離を意味する。メッシュの形状が四角である場合は、孔部の孔径は、平行するワイヤーまたは板材間の距離である。
The
Here, the hole diameter of the hole means the shortest distance of the gap. When the shape of the mesh is a square, the hole diameter of the hole is a distance between parallel wires or plate materials.
吸着剤２５の充填有効粒子径ｄは、スクリーン２７の孔径よりも大きくなるように形成される。
具体的には、吸着剤２５の充填有効粒子径ｄは、通常１００μｍ以上であり、好ましくは２００μｍ以上である。また、吸着剤２５の充填有効粒子径ｄは、好ましくは２０００μｍ以下である。
The effective particle diameter d of the adsorbent 25 is formed to be larger than the hole diameter of the
Specifically, the effective particle diameter d of the adsorbent 25 is usually 100 μm or more, preferably 200 μm or more. The effective particle diameter d of the adsorbent 25 is preferably 2000 μm or less.
また、吸着塔２０内の吸着剤が充填されている部分（吸着塔内上流部２２）の内直径Ｄは、吸着剤２５の充填有効粒子径ｄの通常１５倍以上、好ましくは２０倍以上である。すなわち、吸着剤２５の充填有効粒子径ｄは、吸着塔内上流部２２の内直径Ｄの通常１／１５以下、好ましくは１／２０以下である。
In addition, the inner diameter D of the portion of the
このように吸着塔内上流部２２の内直径Ｄが吸着剤２５の充填有効粒子径ｄの１５倍以上、すなわち、吸着剤２５の充填有効粒子径ｄが吸着塔内上流部２２の内直径Ｄの１／１５以下であると、吸着塔内に充填された吸着剤２５間を汚染水がほぼ均一に流れるため、安定した吸着性能が発揮される。
Thus, the inner diameter D of the
（放射性物質吸着剤の効果）
本発明に係る放射性物質吸着剤は、吸着剤に含まれる吸着物質の組成がストロンチウムやセシウムの吸着除去の効率が高いとともに、吸着剤の形状、大きさや硬さが、吸着塔での汚染水の通水処理の効率の向上に適している。すなわち、本発明に係る放射性物質吸着剤によれば、汚染水中のストロンチウムやセシウムの吸着除去の効率が高いとともに強度が高い。
(Effect of radioactive material adsorbent)
The radioactive material adsorbent according to the present invention has a high adsorption efficiency of strontium and cesium due to the composition of the adsorbent contained in the adsorbent, and the shape, size, and hardness of the adsorbent are high in the contaminated water in the adsorption tower. Suitable for improving the efficiency of water flow treatment. That is, according to the radioactive material adsorbent according to the present invention, the adsorption and removal efficiency of strontium and cesium in the contaminated water is high and the strength is high.
［放射性物質吸着剤の製造方法およびその製造装置］
次に、放射性物質吸着剤の製造方法について図面を参照して説明する。
本発明の放射性物質吸着剤の製造方法は、イオン性の放射性核種を吸着する吸着物質と、脱水縮合剤または水硬性固形化剤と、水とを混合した後、得られた混合物を成形し、前記吸着物質と、この吸着物質同士を固着する固着物とを含むペレット状の吸着剤を製造するものである。
[Method of manufacturing radioactive material adsorbent and apparatus for manufacturing the same]
Next, the manufacturing method of a radioactive substance adsorbent is demonstrated with reference to drawings.
The method for producing a radioactive material adsorbent of the present invention comprises mixing an adsorbent that adsorbs an ionic radionuclide, a dehydrating condensing agent or a hydraulic solidifying agent, and water, and then shaping the resulting mixture. A pellet-shaped adsorbent including the adsorbent and a fixed substance that adheres the adsorbent to each other is manufactured.
図２は、本発明に係る放射性物質吸着剤の製造方法を示すブロック図である。
はじめに、イオン性の放射性核種を吸着する吸着物質（粉体状吸着剤）を準備し（ステップＳ１０１）、脱水縮合剤または水硬性固形化剤を準備し（ステップＳ１０２、Ｓ１０３）、さらに、水を準備する（ステップＳ１０４）。水としては、通常、純水が用いられる。
なお、吸着物質（粉体状吸着剤）の製造方法については、後述する。
FIG. 2 is a block diagram showing a method for producing a radioactive material adsorbent according to the present invention.
First, an adsorbent (powder adsorbent) that adsorbs ionic radionuclides is prepared (step S101), a dehydrating condensing agent or a hydraulic solidifying agent is prepared (steps S102 and S103), and water is further added. Prepare (step S104). As water, pure water is usually used.
The method for producing the adsorbing substance (powder adsorbent) will be described later.
脱水縮合剤または水硬性固形化剤は、それ自体で、または水と混合されることにより、硬化し、吸着物質同士を固着する固着物となる物質である。吸着物質同士が固着物で固着されると、得られる吸着剤を成形体に加工することが容易になる。 The dehydrating condensing agent or hydraulic solidifying agent is a substance that is cured by being mixed with water by itself or with water and becomes a fixed substance that fixes the adsorbed substances to each other. When the adsorbed substances are fixed to each other with a fixed substance, it becomes easy to process the obtained adsorbent into a molded body.
＜脱水縮合剤＞
脱水縮合剤は、それ自体で硬化し、吸着物質同士を固着する固着物となる物質である。脱水縮合剤としては、たとえば、シリカゾルが挙げられる。
<Dehydration condensation agent>
The dehydrating condensing agent is a substance that is cured by itself and becomes a fixed substance that fixes the adsorbed substances together. Examples of the dehydrating condensing agent include silica sol.
＜水硬性固形化剤＞
水硬性固形化剤は、水と混合されることにより硬化し、吸着物質同士を固着する固着物となる物質である。水硬性固形化剤としては、たとえば、カルシウムアルミネート、カルシウムシリケートまたは中性マグネシウム系固形化剤が挙げられる。
<Hydraulic solidifying agent>
The hydraulic solidifying agent is a substance that cures when mixed with water and becomes a fixed substance that fixes adsorbed substances to each other. Examples of the hydraulic solidifying agent include calcium aluminate, calcium silicate, and neutral magnesium-based solidifying agent.
次に、水硬性固形化剤を用いる場合は、通常、別途設けられ水硬性固形化剤と水とを混合する固形化剤混合部で水硬性固形化剤と水とを混合する混合工程を行う（ステップＳ１０５）。すなわち、放射性物質吸着剤の製造装置は、水硬性固形化剤と水とを混合する固形化剤混合部を有することが好ましい。混合工程では、水は、水硬性固形化剤の質量と同質量またはそれ以下になるように添加する。 Next, when a hydraulic solidifying agent is used, a mixing step of mixing the hydraulic solidifying agent and water is usually performed in a solidifying agent mixing unit that is provided separately and mixes the hydraulic solidifying agent and water. (Step S105). That is, it is preferable that the radioactive substance adsorbent manufacturing apparatus has a solidifying agent mixing unit that mixes a hydraulic solidifying agent and water. In the mixing step, water is added so as to be equal to or less than the mass of the hydraulic solidifying agent.
また、放射性物質吸着剤の製造装置が固形化剤混合部を有する場合、この固形化剤混合部で得られた混合物を吸着物質に添加する添加部をさらに有することが好ましい。 Moreover, when the manufacturing apparatus of a radioactive substance adsorbent has a solidification agent mixing part, it is preferable to further have an addition part which adds the mixture obtained in this solidification agent mixing part to adsorption material.
なお、水硬性固形化剤を用いる場合でも、放射性物質吸着剤の製造装置に固形化剤混合部を設けず、ステップＳ１０５の混合工程を行わず、代わりに水硬性固形化剤と水とを次の添加工程（ステップＳ１０６）で吸着物質（粉体状吸着剤）に直接添加してもよい。 Even when a hydraulic solidifying agent is used, the radioactive material adsorbent manufacturing apparatus is not provided with a solidifying agent mixing unit, and the mixing step of step S105 is not performed. In the addition step (step S106), it may be added directly to the adsorbing substance (powder adsorbent).
さらに、添加工程として、吸着物質（粉体状吸着剤）に、脱水縮合剤または水硬性固形化剤と、水とを添加し、混合物を作製する（ステップＳ１０６）。脱水縮合剤の添加は、脱水縮合剤を吸着物質に添加する添加部を介して行うことが好ましい。すなわち、放射性物質吸着剤の製造装置は、脱水縮合剤を吸着物質に添加する添加部を有することが好ましい。
なお、混合工程（ステップＳ１０５）で水硬性固形化剤と水との混合物を調製した場合は、添加工程（ステップＳ１０６）では、この混合物を吸着物質（粉体状吸着剤）に添加する。
Further, as an addition step, a dehydration condensing agent or hydraulic solidifying agent and water are added to the adsorbing substance (powder adsorbent) to produce a mixture (step S106). The addition of the dehydrating condensing agent is preferably carried out via an adding section for adding the dehydrating condensing agent to the adsorbing substance. That is, it is preferable that the radioactive substance adsorbent manufacturing apparatus has an addition unit for adding the dehydrating condensing agent to the adsorbent substance.
When a mixture of hydraulic solidifying agent and water is prepared in the mixing step (step S105), this mixture is added to the adsorbing substance (powder adsorbent) in the adding step (step S106).
添加工程（ステップＳ１０６）では、脱水縮合剤が用いられる場合、脱水縮合剤は、吸着物質の質量１００質量％に対して通常１０質量％以下、好ましくは７質量％以下の量で吸着物質に添加される。また、脱水縮合剤は、吸着物質の質量１００質量％に対して通常１質量％以上、好ましくは３質量％以上の量で吸着物質に添加される。 In the addition step (step S106), when a dehydrating condensing agent is used, the dehydrating condensing agent is usually added to the adsorbing material in an amount of 10% by mass or less, preferably 7% by mass or less with respect to 100% by mass of the adsorbing material. Is done. The dehydrating condensing agent is added to the adsorbing material in an amount of usually 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more with respect to 100% by mass of the adsorbing material.
また、添加工程（ステップＳ１０６）では、水硬性固形化剤が用いられる場合、水硬性固形化剤は、吸着物質の質量１００質量％に対して通常１０質量％以下、好ましくは７質量％以下の量で吸着物質に添加される。また、水硬性固形化剤は、吸着物質の質量１００質量％に対して通常１質量％以上、好ましくは３質量％以上の量で吸着物質に添加される。 In addition, in the addition step (step S106), when a hydraulic solidifying agent is used, the hydraulic solidifying agent is usually 10% by mass or less, preferably 7% by mass or less with respect to 100% by mass of the adsorbed material. Added to the adsorbate in an amount. Further, the hydraulic solidifying agent is added to the adsorbing material in an amount of usually 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more with respect to 100% by mass of the adsorbing material.
本発明では、脱水縮合剤または水硬性固形化剤が、上記割合で吸着物質に添加されるため、脱水縮合剤または水硬性固形化剤等の造粒成分が吸着物質の吸着性能にあまり影響を与えず、強度、粒径および吸着性能の高い吸着剤を製造することができる。 In the present invention, since the dehydrating condensing agent or hydraulic solidifying agent is added to the adsorbing material in the above ratio, the granulating components such as the dehydrating condensing agent or hydraulic solidifying agent do not significantly affect the adsorption performance of the adsorbing material. Without giving, it is possible to produce an adsorbent having high strength, particle size and adsorption performance.
添加工程（ステップＳ１０６）で得られた混合物は、成型工程等の成形工程（ステップＳ１０７）で成形されて、吸着剤（ペレット状吸着剤）２５が作製される。成形方法としては、たとえば、圧縮造粒等の成型加工が用いられる。ただし、成形方法は、型を用いた成型加工に限られず、型を用いない、転動造粒、攪拌造粒等の他の成形方法を採用することもできる。 The mixture obtained in the addition step (step S106) is molded in a molding step (step S107) such as a molding step, and an adsorbent (pellet-shaped adsorbent) 25 is produced. As a molding method, for example, a molding process such as compression granulation is used. However, the molding method is not limited to molding using a mold, and other molding methods such as rolling granulation and stirring granulation that do not use a mold may be employed.
成形工程（ステップＳ１０７）で成形されたペレット状吸着剤２５は、吸着物質と、この吸着物質同士を固着する固着物とを含むペレット状の吸着剤になっている。
The pellet-shaped
［吸着物質の製造方法］
次に、放射性物質吸着剤を構成する吸着物質の製造方法について図面を参照して説明する。図３は、本発明に係る放射性物質吸着剤を構成する吸着物質の製造方法を示す図である。
[Production method of adsorbent]
Next, a method for producing an adsorbent constituting the radioactive substance adsorbent will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing a method for producing an adsorbent that constitutes the radioactive substance adsorbent according to the present invention.
吸着物質の製造方法は、原料の混合工程、合成工程、固液分離工程、洗浄工程、乾燥工程、を経て吸着物質の製品が回収される。 In the method for producing an adsorbent, the adsorbent product is recovered through a raw material mixing step, a synthesis step, a solid-liquid separation step, a washing step, and a drying step.
すなわち、図３に示されるように、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＮａＯＨ、Ｎｂ２Ｏ５等からなる原料を混合する混合工程を行う（ステップＳ２０１）。
次に、得られた混合物を、５℃以上４００℃以下の環境で１時間〜５日、たとえば、２００℃で３日間焼成することにより、チタン酸アルカリ金属塩を合成する合成工程を行う（ステップＳ２０２）。
That is, as shown in FIG. 3, a mixing step of mixing raw materials made of SiO 2 , TiO 2 , NaOH, Nb 2 O 5 or the like is performed (step S201).
Next, a synthesis process for synthesizing an alkali metal titanate is performed by baking the obtained mixture in an environment of 5 ° C. or more and 400 ° C. or less for 1 hour to 5 days, for example, 200 ° C. for 3 days (step) S202).
合成工程で得られた合成物は、固液分離工程（ステップＳ２０３）および洗浄工程（ステップＳ２０４）を経た後、乾燥工程で乾燥される（ステップＳ２０５）。なお、洗浄工程の後は、固液分離工程に戻ってもよい。
乾燥工程で乾燥された吸着物質は、製品として回収される（ステップＳ２０６）。この吸着物質は、通常、粉末状または顆粒状となる。
The synthesized product obtained in the synthesis process is dried in the drying process (step S205) after undergoing the solid-liquid separation process (step S203) and the washing process (step S204). In addition, you may return to a solid-liquid separation process after a washing | cleaning process.
The adsorbed material dried in the drying process is collected as a product (step S206). This adsorbent is usually in the form of powder or granules.
（放射性物質吸着剤の製造方法の効果）
本発明に係る放射性物質吸着剤の製造方法によれば、本発明に係る放射性物質吸着剤を効率的に製造することができる。
(Effect of manufacturing method of radioactive material adsorbent)
According to the method for producing a radioactive substance adsorbent according to the present invention, the radioactive substance adsorbent according to the present invention can be efficiently produced.
（放射性物質吸着剤の製造装置の効果）
本発明に係る放射性物質吸着剤の製造装置によれば、脱水縮合剤を吸着物質に添加する添加部、水硬性固形化剤と水とを混合する固形化剤混合部とここで得られた混合物を吸着物質に添加する添加部とを有するため、確実な造粒を行うことができ、本発明に係る放射性物質吸着剤を効率的に製造することができる。
(Effect of manufacturing equipment for radioactive material adsorbent)
According to the apparatus for producing a radioactive material adsorbent according to the present invention, an addition unit for adding a dehydrating condensing agent to an adsorbent, a solidifying agent mixing unit for mixing a hydraulic solidifying agent and water, and a mixture obtained here Therefore, reliable granulation can be performed, and the radioactive material adsorbent according to the present invention can be efficiently produced.
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。 Examples are shown below, but the present invention is not construed as being limited thereto.
［実施例１］
（放射性物質吸着剤の製造）
＜吸着物質の製造＞
吸着剤として、二酸化チタンと水酸化ナトリウムとを用いて得られ吸着性を発揮するチタン酸ナトリウムと、ストロンチウムやセシウムの吸着選択性を高めるため土酸金属元素であるニオブＮｂとを用いて、吸着物質を製造した。吸着物質の製造は、図３に示される工程を経て行った。
具体的には、ＴｉＯ２を３５質量％と、Ｎｂ２Ｏ５を２０質量％と、組成調整用のＮ２ＯおよびＳｉＯ２の合計４５質量％とを混合して原料を作製した（ステップＳ２０１）。
この原料を、２００℃で３日間焼成した（ステップＳ２０２）。２００℃で３日間という焼成条件は、焼成されるチタン酸ナトリウムの結晶度を１未満にするために設定したものである。
さらに、ろ過による固液分離工程（ステップＳ２０３）、純水でのろ滓の洗浄工程（ステップＳ２０４）および乾燥工程（ステップＳ２０５）を行なって、結晶度が１未満のチタン酸ナトリウムと、Ｎｂとを含む、平均粒径１μｍの粉末状の吸着物質（吸着物質Ａ１）を得た。
＜ペレット状の放射性物質吸着剤の製造＞
吸着物質Ａ１と、脱水縮合剤とを用いて、吸着物質と、この吸着物質同士を固着する固着物とを含むペレット状の吸着剤を製造した。ペレット状の吸着剤の製造は、図２に示される工程を経て行った。
具体的には、はじめに吸着物質Ａ１を準備した（ステップＳ１０１）。
次に、脱水縮合剤として溶液状シリカゾル（固形化剤Ｂ１）を準備した（ステップＳ１０２）。溶液状シリカゾル（固形化剤Ｂ１）は、二酸化ケイ素を４０．５質量％含有し、二酸化ケイ素１００質量％に対して酸化ナトリウムが０．４質量％添加されたものであり、溶液粘度７ｍＰｓ・Ｓ（２５℃）、ｐＨ９（２５℃）、比重１．３０１ｇ／ｃｍ３以上（２５℃）、分子径１８ｎｍであった。
次に、添加工程として、吸着物質Ａ１の１００質量部に、放射性物質吸着剤の製造装置の添加部を介して溶液状シリカゾル（固形化剤Ｂ１）１０質量部とを添加した後、１０分間攪拌混合して混合物を作製した（ステップＳ１０６）。この混合物は、水分を含む粉体からなる塊になっていた。
さらに、この混合物に対し、圧縮成型機を用いて１４ＭＰａ、１分間、加圧成形を行った（ステップＳ１０７）ところ、ペレット状の放射性物質吸着剤が得られた。
ペレット状の吸着剤は、成形用の型枠で容易に粒径の調整は可能である。本実施例１では直径約１０ｍｍの球状粒子からなるペレット状の吸着剤を用いた。
（ペレット状の放射性物質吸着剤の硬度の測定）
得られたペレット状の吸着剤について、硬度を測定した。硬度は、半硬質ゴムや硬質プラスチックの硬度の測定に用いられるデュロメータタイプＤ（ショアＤ）（新ＪＩＳＫ６２５３に準拠）を用いて測定した。硬度の測定は、ペレット状の吸着剤の１個について５箇所測定し、その平均値を硬度とした。結果を表１に示す。
[Example 1]
(Manufacture of radioactive material adsorbent)
<Manufacture of adsorbents>
Adsorption using sodium titanate obtained by using titanium dioxide and sodium hydroxide as an adsorbent, and niobium Nb which is a metal earth element to enhance the adsorption selectivity of strontium and cesium The material was manufactured. The production of the adsorbed material was performed through the steps shown in FIG.
Specifically, to prepare the the TiO 2 35 wt%, and the Nb 2 O 5 20 wt%, the raw material by mixing a total of 45 wt% of N 2 O and SiO 2 for adjusting the composition (step S201 ).
This raw material was calcined at 200 ° C. for 3 days (step S202). The firing condition of 3 days at 200 ° C. is set in order to make the crystallinity of the fired sodium titanate less than 1.
Further, a solid-liquid separation process by filtration (step S203), a washing process of the filter cake with pure water (step S204), and a drying process (step S205) are performed, and sodium titanate having a crystallinity of less than 1, Nb and A powdery adsorbing material (adsorbing material A1) having an average particle diameter of 1 μm was obtained.
<Manufacture of pellet-shaped radioactive material adsorbent>
Using the adsorbing substance A1 and the dehydrating condensing agent, a pellet-shaped adsorbing agent including the adsorbing substance and a fixed substance that fixes the adsorbing substances to each other was manufactured. The pellet-shaped adsorbent was manufactured through the steps shown in FIG.
Specifically, first, the adsorbent A1 was prepared (step S101).
Next, a solution-like silica sol (solidifying agent B1) was prepared as a dehydrating condensing agent (step S102). The solution-like silica sol (solidifying agent B1) contains 40.5% by mass of silicon dioxide, and 0.4% by mass of sodium oxide is added to 100% by mass of silicon dioxide. The solution viscosity is 7 mPs · S. (25 ° C.), pH 9 (25 ° C.), specific gravity 1.301 g / cm 3 or more (25 ° C.), and molecular diameter 18 nm.
Next, as an addition step, 10 parts by mass of solution-like silica sol (solidifying agent B1) is added to 100 parts by mass of the adsorbent substance A1 via the addition part of the radioactive substance adsorbent production apparatus, followed by stirring for 10 minutes. A mixture was prepared by mixing (step S106). This mixture was a lump made of powder containing water.
Furthermore, when this mixture was subjected to pressure molding at 14 MPa for 1 minute using a compression molding machine (step S107), a pellet-shaped radioactive substance adsorbent was obtained.
The pellet-shaped adsorbent can be easily adjusted in particle size with a mold for molding. In Example 1, a pellet-shaped adsorbent composed of spherical particles having a diameter of about 10 mm was used.
(Measurement of hardness of pellet-shaped radioactive material adsorbent)
The hardness of the obtained pellet-shaped adsorbent was measured. The hardness was measured using a durometer type D (Shore D) (based on the new JISK6253) used for measuring the hardness of semi-rigid rubber and hard plastic. The hardness was measured at five locations for one pellet-shaped adsorbent, and the average value was taken as the hardness. The results are shown in Table 1.
［実施例２］
（放射性物質吸着剤の製造）
本実施例は、固形化剤として、水硬性固形化剤であるアルミナセメントを用いた実験例である。
＜吸着物質の準備＞
はじめに、吸着物質として実施例１と同じ粉末状の吸着物質Ａ１を準備した。
＜ペレット状の放射性物質吸着剤の製造＞
次に、水硬性固形化剤としてカルシウムアルミネート系物質であるアルミナセメント（固形化剤Ｂ２）を準備した（ステップＳ１０２）。
さらに、純水を準備した（ステップＳ１０４）。
次に、放射性物質吸着剤の製造装置の固形化剤混合部で、アルミナセメント（固形化剤Ｂ２）と水とを同量（質量）混合した（ステップＳ１０５）。
次に、添加工程として、吸着物質Ａ１の１００質量部に、ステップＳ１０５で作製されたアルミナセメント（固形化剤Ｂ２）と水との混合物をこの混合物中の固形化剤Ｂ２が１０質量部になるように添加し、さらに純水を１０質量部添加した後、１０分間攪拌混合して混合物を作製した（ステップＳ１０６）。この混合物は、水分を含む粉体からなる塊になっていた。
さらに、この混合物に対し、圧縮成型機を用いて１４ＭＰａ、１分間、加圧成形を行った（ステップＳ１０７）ところ、ペレット状の放射性物質吸着剤が得られた。
ペレット状の吸着剤の大きさおよび形状は、実施例１と同じであった。
（ペレット状の放射性物質吸着剤の硬度の測定）
得られたペレット状の吸着剤について、実施例１と同様にして硬度を測定した。結果を表１に示す。
[Example 2]
(Manufacture of radioactive material adsorbent)
This example is an experimental example using alumina cement as a hydraulic solidifying agent as a solidifying agent.
<Preparation of adsorbent>
First, the same powdery adsorbent A1 as in Example 1 was prepared as an adsorbent.
<Manufacture of pellet-shaped radioactive material adsorbent>
Next, alumina cement (solidifying agent B2), which is a calcium aluminate material, was prepared as a hydraulic solidifying agent (step S102).
Furthermore, pure water was prepared (step S104).
Next, the same amount (mass) of alumina cement (solidifying agent B2) and water were mixed in the solidifying agent mixing portion of the radioactive substance adsorbent manufacturing apparatus (step S105).
Next, as an addition step, 100 parts by mass of the adsorbing substance A1 is mixed with the alumina cement (solidifying agent B2) prepared in step S105 and water, and the solidifying agent B2 in the mixture becomes 10 parts by mass. After adding 10 parts by mass of pure water, the mixture was stirred for 10 minutes to prepare a mixture (step S106). This mixture was a lump made of powder containing water.
Furthermore, when this mixture was subjected to pressure molding at 14 MPa for 1 minute using a compression molding machine (step S107), a pellet-shaped radioactive substance adsorbent was obtained.
The size and shape of the pellet-shaped adsorbent were the same as those in Example 1.
(Measurement of hardness of pellet-shaped radioactive material adsorbent)
The hardness of the obtained pellet-shaped adsorbent was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
［実施例３］
（放射性物質吸着剤の製造）
本実施例は、固形化剤として、水硬性固形化剤である中性マグネシウム系固形化剤を用いた実験例である。
アルミナセメント（固形化剤Ｂ２）に代えて、中性マグネシウム系固形化剤であるリン酸マグネシウム系固形化材料（固形化剤Ｂ３）を用いた以外は、実施例２と同様にして、ペレット状の放射性物質吸着剤を得た。
ペレット状の吸着剤の大きさおよび形状は、実施例１と同じであった。
（ペレット状の放射性物質吸着剤の硬度の測定）
得られたペレット状の吸着剤について、実施例１と同様にして硬度を測定した。結果を表１に示す。
[Example 3]
(Manufacture of radioactive material adsorbent)
This example is an experimental example using a neutral magnesium-based solidifying agent which is a hydraulic solidifying agent as a solidifying agent.
In the same manner as in Example 2, except that a magnesium phosphate-based solidifying material (solidifying agent B3), which is a neutral magnesium-based solidifying agent, was used instead of alumina cement (solidifying agent B2), a pellet shape A radioactive material adsorbent was obtained.
The size and shape of the pellet-shaped adsorbent were the same as those in Example 1.
(Measurement of hardness of pellet-shaped radioactive material adsorbent)
The hardness of the obtained pellet-shaped adsorbent was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
［実施例４］
（放射性物質吸着剤の製造）
本実施例は、吸着物質として、顆粒状の吸着物質を用いた実験例である。
＜吸着物質の製造＞
乾燥工程（ステップＳ２０５）の条件を変更して平均粒径１０００μｍの顆粒状とした以外は同様の顆粒状の吸着物質（吸着物質Ａ２）を得た。
＜ペレット状の放射性物質吸着剤の製造＞
粉末状の吸着物質（吸着物質Ａ１）に代えて顆粒状の吸着物質（吸着物質Ａ２）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ペレット状の放射性物質吸着剤を得た。
ペレット状の吸着剤の大きさおよび形状は、実施例１と同じであった。
（ペレット状の放射性物質吸着剤の硬度の測定）
得られたペレット状の吸着剤について、実施例１と同様にして硬度を測定した。結果を表１に示す。
[Example 4]
(Manufacture of radioactive material adsorbent)
This example is an experimental example using a granular adsorbent as the adsorbent.
<Manufacture of adsorbents>
A similar granular adsorbent (adsorbent A2) was obtained except that the conditions of the drying step (step S205) were changed to give granules having an average particle diameter of 1000 μm.
<Manufacture of pellet-shaped radioactive material adsorbent>
A pellet-shaped radioactive substance adsorbent was obtained in the same manner as in Example 1 except that the granular adsorbent (adsorbent A2) was used instead of the powder adsorbent (adsorbent A1).
The size and shape of the pellet-shaped adsorbent were the same as those in Example 1.
(Measurement of hardness of pellet-shaped radioactive material adsorbent)
The hardness of the obtained pellet-shaped adsorbent was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
［実施例５］
（放射性物質吸着剤の製造）
本実施例は、吸着物質として、顆粒状の吸着物質を用いた実験例である。
＜吸着物質の準備＞
はじめに、吸着物質として実施例４と同じ顆粒状の吸着物質Ａ２を準備した。
＜ペレット状の放射性物質吸着剤の製造＞
粉末状の吸着物質（吸着物質Ａ１）に代えて顆粒状の吸着物質（吸着物質Ａ２）を用いた以外は、実施例２と同様にして、ペレット状の放射性物質吸着剤を得た。
ペレット状の吸着剤の大きさおよび形状は、実施例１と同じであった。
（ペレット状の放射性物質吸着剤の硬度の測定）
得られたペレット状の吸着剤について、実施例１と同様にして硬度を測定した。結果を表１に示す。
[Example 5]
(Manufacture of radioactive material adsorbent)
This example is an experimental example using a granular adsorbent as the adsorbent.
<Preparation of adsorbent>
First, the same granular adsorbent A2 as in Example 4 was prepared as an adsorbent.
<Manufacture of pellet-shaped radioactive material adsorbent>
A pellet-shaped radioactive substance adsorbent was obtained in the same manner as in Example 2 except that the granular adsorbent (adsorbent A2) was used instead of the powder adsorbent (adsorbent A1).
The size and shape of the pellet-shaped adsorbent were the same as those in Example 1.
(Measurement of hardness of pellet-shaped radioactive material adsorbent)
The hardness of the obtained pellet-shaped adsorbent was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
［実施例６］
（放射性物質吸着剤の製造）
本実施例は、吸着物質として、顆粒状の吸着物質を用いた実験例である。
＜吸着物質の準備＞
はじめに、吸着物質として実施例４と同じ顆粒状の吸着物質Ａ２を準備した。
＜ペレット状の放射性物質吸着剤の製造＞
粉末状の吸着物質（吸着物質Ａ１）に代えて顆粒状の吸着物質（吸着物質Ａ２）を用いた以外は、実施例３と同様にして、ペレット状の放射性物質吸着剤を得た。
ペレット状の吸着剤の大きさおよび形状は、実施例１と同じであった。
（ペレット状の放射性物質吸着剤の硬度の測定）
得られたペレット状の吸着剤について、実施例１と同様にして硬度を測定した。結果を表１に示す。
[Example 6]
(Manufacture of radioactive material adsorbent)
This example is an experimental example using a granular adsorbent as the adsorbent.
<Preparation of adsorbent>
First, the same granular adsorbent A2 as in Example 4 was prepared as an adsorbent.
<Manufacture of pellet-shaped radioactive material adsorbent>
A pellet-shaped radioactive substance adsorbent was obtained in the same manner as in Example 3 except that a granular adsorbent (adsorbent A2) was used instead of the powder adsorbent (adsorbent A1).
The size and shape of the pellet-shaped adsorbent were the same as those in Example 1.
(Measurement of hardness of pellet-shaped radioactive material adsorbent)
The hardness of the obtained pellet-shaped adsorbent was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
（ペレット状の放射性物質吸着剤の硬度の評価）
表１に示される実施例１〜６の結果より、実施例１〜６のペレット状の放射性物質吸着剤が高い硬度を有することが分かった。
(Evaluation of hardness of pellet-shaped radioactive material adsorbent)
From the results of Examples 1 to 6 shown in Table 1, it was found that the pellet-shaped radioactive material adsorbents of Examples 1 to 6 have high hardness.
［実施例７］
実施例１で作製したペレット状の吸着剤について、吸着性能の変化を評価した。
具体的には、実施例１で作製したペレット状の吸着剤を、粉砕した後、篩分けして得られた粒径０．７１ｍｍ〜２．０ｍｍの粒状体を用いてストロンチウムの吸着試験を行った。
ストロンチウムの吸着試験は、吸着剤の粒径以外の条件が、ＡＥＳＪ−ＳＣ−Ｆ００３：２００２に規定されている「収着分配係数の測定方法」に準じるようにして行った。具体的には、ストロンチウムの吸着試験は、バッチによる試験を実施し、初期の対象元素濃度が一定期間にどの程度減少したかを測定したものである。ストロンチウムの吸着試験の詳細な試験条件を以下に示す。
（ストロンチウムの吸着試験）
はじめに、塩化ナトリウム等の試薬類を用いて人工海水を作成した後、これを純水で１／２５に希釈した。この液に塩化カルシウムを添加し、さらにストロンチウムを添加して、カルシウム濃度が８０ｐｐｍ、ストロンチウム濃度が０．３ｐｐｍの模擬汚染水を調製した。
次に、模擬汚染水３０ｍｌ中に、実施例７で作製した粒径０．７１ｍｍ〜２．０ｍｍの粒状体の粒状体３００ｍｇを添加した後、この液をポリプロピレン製容器内に密封し、１週間放置した。
１週間後、溶液を孔径０．４５μｍのフィルタで濾過したのちの溶液を回収し、溶液中のストロンチウム濃度を測定した。
なお、本試験では放射性ストロンチウムＳｒ−８５を放射性トレーサとして用い、ＮａＩシンチレーション検出器によるγ線スペクトロメトリーによる測定で溶液中のストロンチウム濃度を求めた。
吸着量の測定結果を表２に示す。
[Example 7]
The pellet-shaped adsorbent prepared in Example 1 was evaluated for changes in adsorption performance.
Specifically, the pellet-shaped adsorbent prepared in Example 1 was pulverized and then subjected to strontium adsorption test using granules having a particle size of 0.71 mm to 2.0 mm obtained by sieving. It was.
The adsorption test of strontium was performed in such a manner that conditions other than the particle size of the adsorbent were in accordance with “Method for measuring sorption distribution coefficient” defined in AESJ-SC-F003: 2002. Specifically, the strontium adsorption test is a test conducted in batches to measure how much the initial target element concentration has decreased over a certain period. Detailed test conditions of the strontium adsorption test are shown below.
(Strontium adsorption test)
First, artificial seawater was prepared using reagents such as sodium chloride and then diluted to 1/25 with pure water. Calcium chloride was added to this solution, and strontium was further added to prepare simulated contaminated water having a calcium concentration of 80 ppm and a strontium concentration of 0.3 ppm.
Next, after adding 300 mg of granules having a particle diameter of 0.71 mm to 2.0 mm prepared in Example 7 to 30 ml of simulated contaminated water, this liquid was sealed in a polypropylene container for 1 week. I left it alone.
One week later, the solution was collected by filtering the solution through a filter having a pore size of 0.45 μm, and the strontium concentration in the solution was measured.
In this test, radioactive strontium Sr-85 was used as a radioactive tracer, and the strontium concentration in the solution was determined by measurement by γ-ray spectrometry using a NaI scintillation detector.
The measurement results of the adsorption amount are shown in Table 2.
［実施例８〜１２］
実施例１で作製したペレット状の吸着剤に代えて、実施例２〜６で作製したペレット状の吸着剤を用いた（実施例８〜１２）以外は、実施例７と同様にして吸着性能の変化を評価した。
吸着量の測定結果を表２に示す。
[Examples 8 to 12]
In place of the pellet-shaped adsorbent prepared in Example 1, the pellet-shaped adsorbent prepared in Examples 2-6 was used (Examples 8-12) in the same manner as in Example 7, but the adsorption performance. Was evaluated for changes.
The measurement results of the adsorption amount are shown in Table 2.
［実施例１３および１４］
実施例１で作製したペレット状の吸着剤に代えて、実施例１で用いられた粉末状の吸着物質Ａ１を圧縮成型して作製したペレット状の吸着剤（実施例１３）、および実施例４で用いられた顆粒状の吸着物質Ａ２を圧縮成型して作製したペレット状の吸着剤（実施例１４）を用いた以外は、実施例７と同様にして吸着性能の変化を評価した。
吸着量の測定結果を表２に示す。
[Examples 13 and 14]
Instead of the pellet-shaped adsorbent prepared in Example 1, the pellet-shaped adsorbent (Example 13) prepared by compression molding the powdered adsorbent A1 used in Example 1, and Example 4 The change in the adsorption performance was evaluated in the same manner as in Example 7 except that the pellet-shaped adsorbent (Example 14) produced by compression molding the granular adsorbent A2 used in Example 1 was used.
The measurement results of the adsorption amount are shown in Table 2.
（吸着性能の変化の評価）
表２に示される実施例７〜１４の結果より、いずれの場合も溶液から９９％以上ストロンチウムを吸着しており、高い吸着性能を示していることが確認できた。また、成型によっても吸着量の低下はごくわずかであり、性能を維持した状態で成型できていることが分かった。
(Evaluation of changes in adsorption performance)
From the results of Examples 7 to 14 shown in Table 2, 99% or more of strontium was adsorbed from the solution in any case, and it was confirmed that high adsorption performance was exhibited. Moreover, the decrease in the amount of adsorption was very small even by molding, and it was found that molding was possible while maintaining the performance.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１ 汚染水処理システム
１０ 処理前液タンク
２０ 吸着塔
２１ 吸着塔本体
２２ 吸着塔内上流部
２５ 吸着剤（放射性物質吸着剤，ペレット状吸着剤）
２７ スクリーン
３０ 処理水タンク
４１ 汚染水送液配管
４２ 処理水送液配管
1 Contaminated
27
Claims (15)
前記吸着塔内には、前記吸着剤の下流側に、前記吸着剤の流出防止用のスクリーンが設置され、
前記吸着物質はチタン酸アルカリ金属塩を含み、
前記吸着剤は、この吸着剤の粒子を前面投影面積が最小になる方向から見たとき、前記前面投影面積の円周上で最も遠くなる２点間を結んだ距離である充填有効粒子径が、前記スクリーンの孔径よりも大きくなるように形成されたことを特徴とする放射性物質吸着剤。 In a radioactive material adsorbent which is a granular material containing an adsorbing material that adsorbs ionic radionuclides, and which is packed in an adsorption tower and adsorbs the nuclide from contaminated water containing at least one nuclide of radiocesium and radiostrontium. ,
In the adsorption tower, on the downstream side of the adsorbent, a screen for preventing the adsorbent from flowing out is installed,
The adsorbent material comprises an alkali metal titanate;
When the adsorbent particles are viewed from the direction in which the front projected area is minimized, the packed effective particle diameter, which is the distance between two points farthest on the circumference of the front projected area, is The radioactive substance adsorbent, which is formed so as to be larger than the pore diameter of the screen.
かつ、前記吸着塔内の吸着剤が充填されている部分の内直径が、前記充填有効粒子径の１５倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の放射性物質吸着剤。 The packed effective particle size of the adsorbent is 100 μm or more,
The radioactive substance adsorbent according to claim 1, wherein an inner diameter of a portion of the adsorption tower packed with the adsorbent is 15 times or more of the packed effective particle diameter.
前記脱水縮合剤を前記吸着物質に添加する添加部を有することを特徴とする放射性物質吸着剤の製造装置。 An adsorbent that adsorbs ionic radionuclides, a dehydrating condensing agent or a hydraulic solidifying agent, and water are mixed, and the resulting mixture is molded, and the adsorbent and the adsorbent are fixed together. In a radioactive material adsorbent production apparatus for producing a pellet-shaped adsorbent containing fixed matter,
An apparatus for producing a radioactive substance adsorbent, comprising an addition unit for adding the dehydrating condensing agent to the adsorbent.
前記水硬性固形化剤と水とを混合する固形化剤混合部と、この固形化剤混合部で得られた混合物を前記吸着物質に添加する添加部とを有することを特徴とする放射性物質吸着剤の製造装置。 An adsorbent that adsorbs ionic radionuclides, a dehydrating condensing agent or a hydraulic solidifying agent, and water are mixed, and the resulting mixture is molded, and the adsorbent and the adsorbent are fixed together. In a radioactive material adsorbent production apparatus for producing a pellet-shaped adsorbent containing fixed matter,
Radioactive substance adsorption characterized by having a solidifying agent mixing part for mixing the hydraulic solidifying agent and water, and an adding part for adding the mixture obtained in the solidifying agent mixing part to the adsorbing substance Agent manufacturing equipment.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018030115A (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 国立大学法人信州大学 | Strontium adsorbent and manufacturing method therefor |
| JP2019130454A (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 国立大学法人信州大学 | Strontium adsorbent and manufacturing method therefor |
| JP2021053538A (en) * | 2019-09-27 | 2021-04-08 | 国立大学法人信州大学 | Strontium adsorbent and producing method thereof |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51149500A (en) * | 1974-12-06 | 1976-12-22 | Us Government | Method of removing radioactive nuclide ion in solid state from radiactive aqueous solution |
| JPS63130137A (en) * | 1986-11-20 | 1988-06-02 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Composite adsorbent and its preparation |
| JP2000502595A (en) * | 1995-12-22 | 2000-03-07 | イヴォ パワー エンジニアリング オサケ ユキチュア | Granular titanate ion exchanger and method for producing the same |
| JP2008272742A (en) * | 2007-03-30 | 2008-11-13 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Water treatment device and water treatment method |
| JP2011200779A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Shinshu Univ | Filter material and cleaning apparatus |
| JP2011225401A (en) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Nippon Chem Ind Co Ltd | Phosphorous-containing mesoporous silica and preparation method therefor |
| JP2013076628A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Kurita Water Ind Ltd | Radioactive substance adsorbent |
| JP5285183B1 (en) * | 2012-12-20 | 2013-09-11 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | Method for producing radionuclide adsorbent, apparatus for producing the same, and radionuclide adsorbent |
-
2013
- 2013-09-24 JP JP2013197469A patent/JP6158014B2/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51149500A (en) * | 1974-12-06 | 1976-12-22 | Us Government | Method of removing radioactive nuclide ion in solid state from radiactive aqueous solution |
| JPS63130137A (en) * | 1986-11-20 | 1988-06-02 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Composite adsorbent and its preparation |
| JP2000502595A (en) * | 1995-12-22 | 2000-03-07 | イヴォ パワー エンジニアリング オサケ ユキチュア | Granular titanate ion exchanger and method for producing the same |
| JP2008272742A (en) * | 2007-03-30 | 2008-11-13 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Water treatment device and water treatment method |
| JP2011200779A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Shinshu Univ | Filter material and cleaning apparatus |
| JP2011225401A (en) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Nippon Chem Ind Co Ltd | Phosphorous-containing mesoporous silica and preparation method therefor |
| JP2013076628A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Kurita Water Ind Ltd | Radioactive substance adsorbent |
| JP5285183B1 (en) * | 2012-12-20 | 2013-09-11 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | Method for producing radionuclide adsorbent, apparatus for producing the same, and radionuclide adsorbent |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018030115A (en) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 国立大学法人信州大学 | Strontium adsorbent and manufacturing method therefor |
| JP2019130454A (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 国立大学法人信州大学 | Strontium adsorbent and manufacturing method therefor |
| JP7142837B2 (en) | 2018-01-30 | 2022-09-28 | 国立大学法人信州大学 | Strontium adsorbent and method for producing the same |
| JP2021053538A (en) * | 2019-09-27 | 2021-04-08 | 国立大学法人信州大学 | Strontium adsorbent and producing method thereof |
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