JP2015152580A - Recovery method and recovery system of radioactive cesium using chlorofluorocarbon group - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フロン類を用いた放射性セシウムの回収方法及び回収装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for recovering radioactive cesium using chlorofluorocarbons.
東日本大震災により被災した地域の一刻も早い復興のためには、福島原発事故により放出された放射性セシウムで汚染された土壌の除染が急務となっている。そして、この除染作業により発生する大量の放射性廃棄物の減容化処理も求められている。 Decontamination of soil contaminated with radioactive cesium released by the Fukushima nuclear accident is an urgent task for the immediate recovery of the areas affected by the Great East Japan Earthquake. There is also a demand for volume reduction treatment of a large amount of radioactive waste generated by this decontamination work.
ここで、放射性セシウムの除染には、一般に、イオン交換能を有するゼオライト系吸着材が用いられている。ゼオライト系吸着剤は安価な上に、放射性セシウムイオンの濃度が低くても効率よく放射性セシウムイオンを吸着する能力を有するためである。しかし、ゼオライト系吸着剤は、放射性セシウムイオンの吸着性が高いために、再生処理を行って再利用することは困難であった。 Here, a zeolite adsorbent having ion exchange capacity is generally used for decontamination of radioactive cesium. This is because the zeolite-based adsorbent is inexpensive and has an ability to adsorb radioactive cesium ions efficiently even if the concentration of radioactive cesium ions is low. However, the zeolite adsorbent has a high adsorptivity to radioactive cesium ions, and thus it has been difficult to reuse the zeolite adsorbent by performing a regeneration treatment.
一方、放射性セシウムの除染には、イオン交換樹脂も用いられている。しかし、イオン交換樹脂を再生利用する際には強酸による溶離操作が必要となり、大量に発生する溶離溶液などの保管場所の確保が困難であった。 On the other hand, ion exchange resins are also used for decontamination of radioactive cesium. However, when the ion exchange resin is recycled, an elution operation with a strong acid is required, and it is difficult to secure a storage place for a large amount of elution solution.
また、最近、放射性セシウムイオンを吸着する物質としてプルシアンブルーが注目を集めている。プルシアンブルーは金属と錯体を形成し、混合物中でも放射性セシウムイオンを選択的に吸着するためである。そして、プルシアンブルーを吸着材やろ過膜などに固定させて放射性セシウムイオンを選択的に回収する種々の方法が検討されている（例えば、特許文献１）。しかし、いずれの方法も未だ実用化には至っていない。 Recently, Prussian blue has attracted attention as a substance that adsorbs radioactive cesium ions. This is because Prussian blue forms a complex with a metal and selectively adsorbs radioactive cesium ions in the mixture. Various methods for selectively recovering radioactive cesium ions by fixing Prussian blue on an adsorbent or a filtration membrane have been studied (for example, Patent Document 1). However, none of these methods has yet been put into practical use.
ところで、排水中の放射性セシウムイオンを効率的に抽出できるならば、土壌の除染作業により発生する大量の汚染水の減容化処理が容易になるものと期待される。そして、排水中の放射性セシウムイオンを抽出する方法としては、クラウンエーテル、カリックスアレーン、又は、テトラフェニルホウ酸と有機溶剤を利用する方法が古くから検討されている。しかし、これらの方法は、ニトロベンゼンやメチルイソブチルケトンなどの可燃性を有し引火性が高い有機溶剤を使用するため、安全上の問題があった。また、これらの方法で用いられる有機溶剤は沸点が高く、蒸留による回収は容易ではなかった。 By the way, if radioactive cesium ions in waste water can be extracted efficiently, it is expected that volume reduction treatment of a large amount of contaminated water generated by soil decontamination work will be facilitated. And as a method of extracting radioactive cesium ions in waste water, a method using crown ether, calixarene, or tetraphenylboric acid and an organic solvent has been studied for a long time. However, these methods have safety problems because they use flammable and highly flammable organic solvents such as nitrobenzene and methyl isobutyl ketone. Moreover, the organic solvent used by these methods has a high boiling point, and collection | recovery by distillation was not easy.
そこで、本発明は、排水中に含まれる低濃度の放射性セシウムイオンを安全かつ容易に回収することのできる、新規の放射性セシウムの回収方法及び回収装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the collection method and collection | recovery apparatus of the novel radioactive cesium which can collect | recover the low concentration radioactive cesium ion contained in waste water safely and easily.
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、（１）水中のセシウムイオンがテトラフェニルホウ酸系イオンと反応して水に難溶性の塩を形成すること、（２）フロン類がこの難溶性の塩をよく溶解すること、（３）フロン類の蒸発と凝集が容易であること、を利用することで、排水中に含まれる低濃度の放射性セシウムイオンを安全かつ容易に回収することができることを見出し、本発明に想到した。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have (1) that cesium ions in water react with tetraphenylborate ions to form a poorly soluble salt in water. 2) Safe use of low concentrations of radioactive cesium ions contained in wastewater by utilizing the fact that chlorofluorocarbons dissolve these sparingly soluble salts well, and (3) the evaporation and aggregation of chlorofluorocarbons is easy. And it discovered that it can collect | recover easily and came up with this invention.
すなわち、本発明のフロン類を用いた放射性セシウムの回収方法は、排水からテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩をフロン類により抽出する抽出工程を含むことを特徴とする。 That is, the method for recovering radioactive cesium using chlorofluorocarbons of the present invention includes an extraction step of extracting cesium salt of tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative from waste water with chlorofluorocarbons.
また、さらに前記抽出工程の後にフロン類を蒸発、凝縮させて回収する回収工程を含む。 Further, a recovery step of evaporating, condensing and recovering the chlorofluorocarbons after the extraction step is included.
また、前記テトラフェニルホウ酸誘導体は、テトラキス（４−フルオロフェニル）ホウ酸である。 The tetraphenylboric acid derivative is tetrakis (4-fluorophenyl) boric acid.
また、前記抽出工程において、セシウムに対するテトラフェニルホウ酸ナトリウム又はテトラフェニルホウ酸誘導体のモル比を０．２〜２とする。 In the extraction step, the molar ratio of sodium tetraphenylborate or tetraphenylborate derivative to cesium is 0.2-2.
また、前記抽出工程において、前記排水のｐＨを５．０以上とする。 Moreover, in the said extraction process, pH of the said waste_water | drain shall be 5.0 or more.
本発明のフロン類を用いた放射性セシウムの回収装置は、排水からテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩をフロン類により抽出する抽出工程を実施するための抽出手段と、前記抽出工程の後にフロン類を蒸発、凝縮させて回収する回収工程を実施するための回収手段とを備えたことを特徴とする。 The apparatus for recovering radioactive cesium using the fluorocarbons of the present invention is an extraction means for carrying out an extraction process for extracting a cesium salt of tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative from waste water with fluorocarbons, and the extraction process And a recovery means for carrying out a recovery step of recovering the fluorocarbons by evaporating and condensing them.
本発明のフロン類を用いた放射性セシウムの回収方法及び回収装置によれば、排水からテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩をフロン類により抽出する抽出工程を含むことにより、排水中に含まれる低濃度の放射性セシウムイオンを安全かつ容易に回収することができる。 According to the method and apparatus for recovering radioactive cesium using chlorofluorocarbons of the present invention, by including an extraction step of extracting cesium salt of tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative from effluent with chlorofluorocarbons, The low concentration radioactive cesium ions contained in can be recovered safely and easily.
本発明のフロン類を用いた放射性セシウムの回収方法及び回収装置の実施例について、添付した図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。 Embodiments of a method and an apparatus for recovering radioactive cesium using the fluorocarbons of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to a following example, A various deformation | transformation implementation is possible.
本発明のフロン類を用いた放射性セシウムの回収方法は、排水からテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩をフロン類により抽出する抽出工程を含む。すなわち、放射性セシウムを含む排水にテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体を加えてテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩を形成させると同時に、これをフロン類により抽出するものである。 The method for recovering radioactive cesium using the chlorofluorocarbons of the present invention includes an extraction step of extracting cesium salt of tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative from wastewater with chlorofluorocarbons. That is, tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative is added to waste water containing radioactive cesium to form a cesium salt of tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative, and at the same time, this is extracted with chlorofluorocarbons. .
テトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体は、セシウムイオンと選択的に塩を形成し、その塩は水に難溶であることが知られており、セシウムイオンの一般的な定量法（重量法）にも利用されている。なお、テトラフェニルホウ酸のセシウム塩は、ナトリウム塩に比べて水への溶解度が１０００〜１００００倍も低い。一方、テトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩は、フロン類に易溶である。このため、テトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩は、フロン類により容易に抽出することができる。 Tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative selectively forms a salt with cesium ions, and the salt is known to be hardly soluble in water. ). Note that the cesium salt of tetraphenylboric acid has a solubility in water that is 1000 to 10,000 times lower than that of the sodium salt. On the other hand, cesium salts of tetraphenylboric acid or tetraphenylboric acid derivatives are easily soluble in chlorofluorocarbons. For this reason, the cesium salt of tetraphenyl boric acid or a tetraphenyl boric acid derivative can be easily extracted with chlorofluorocarbons.
ここで、テトラフェニルホウ酸誘導体としては、テトラキス（４−フルオロフェニル）ホウ酸など、フェニル基の水素がハロゲン原子などで置換されたものが挙げられる。なお、テトラフェニルホウ酸やテトラキス（４−フルオロフェニル）ホウ酸は、ナトリウム塩として容易に入手可能である。 Here, examples of the tetraphenylboric acid derivative include tetrakis (4-fluorophenyl) boric acid and the like in which the hydrogen of the phenyl group is substituted with a halogen atom or the like. Tetraphenylboric acid and tetrakis (4-fluorophenyl) boric acid are easily available as sodium salts.
また、テトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩の抽出に用いられるフロン類としては、例えば、フロン２２５（ＨＣＦＣ−２２５、分子式Ｃ３ＨＣｌ２Ｆ５）などの低沸点フロンが好適に用いられる。なお、フロン２２５は極性分子であるが、水への溶解度はわずか（２５℃で０．０３３ｇ／１００ｇ Ｈ２Ｏ）で水と混和しない。加えて、フロン２２５は密度が水に比べて十分大きい（２５℃で１．５５ｇ／ｃｍ３）こともあり、水相との分離操作が容易である。さらに、フロン２２５は沸点が比較的低く（約５６℃）蒸気圧が高い（２５℃で３８ｋＰａ）ため、蒸発、凝縮による回収操作が容易である。 Further, as the chlorofluorocarbons used for extraction of the cesium salt of tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative, for example, low boiling point chlorofluorocarbons such as chlorofluorocarbon 225 (HCFC-225, molecular formula C 3 HCl 2 F 5 ) are preferable. Used. Although chlorofluorocarbon 225 is a polar molecule, its solubility in water is slight (0.033 g / 100 g H 2 O at 25 ° C.) and it is not miscible with water. In addition, Freon 225 has a sufficiently large density compared to water (1.55 g / cm 3 at 25 ° C.), and can be easily separated from the aqueous phase. Further, since Freon 225 has a relatively low boiling point (about 56 ° C.) and a high vapor pressure (38 kPa at 25 ° C.), it can be easily recovered by evaporation and condensation.
フロン類によりテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩を抽出した後、フロン類を蒸発させることによって、放射性セシウムを含んだフロン類を容易に減容化できる。また、蒸発させたフロン類は、凝縮して回収することによって、再利用することができる。したがって、好ましくは、本発明の放射性セシウムの回収方法は、上記抽出工程の後にさらにフロン類を蒸発、凝縮させて回収する回収工程を含む。 By extracting the cesium salt of tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative with chlorofluorocarbons, the chlorofluorocarbons containing radioactive cesium can be easily reduced in volume by evaporating the fluorocarbons. Further, the evaporated chlorofluorocarbons can be reused by being condensed and recovered. Therefore, preferably, the method for recovering radioactive cesium of the present invention further includes a recovery step of recovering chlorofluorocarbons by evaporation and condensation after the extraction step.
テトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩をフロン類により抽出するときの条件は、好ましくは、テトラフェニルホウ酸ナトリウム又はテトラフェニルホウ酸誘導体に対するセシウムのモル比が０．２〜２になるようにする。また、好ましくは、放射性セシウムを含む排水のｐＨを５．０以上とする。このようにすることにより、効果的にセシウムを抽出することができる。 The conditions for extracting the cesium salt of tetraphenylborate or a tetraphenylborate derivative with chlorofluorocarbons are preferably such that the molar ratio of cesium to sodium tetraphenylborate or the tetraphenylborate derivative is 0.2-2. To be. Moreover, Preferably, pH of the waste_water | drain containing radioactive cesium shall be 5.0 or more. By doing in this way, cesium can be extracted effectively.
また、排水中にマグネシウムや鉄(III)、銅(II)などの多価金属イオンが共存する場合には、これらのイオンの影響によりセシウムの抽出効果が低下することを避けるため、予め排水を希釈する操作を追加しておくことが望ましい。一方、放射性セシウムを含む排水中にナトリウムイオンやカリウムイオンが共存することにより、セシウムの抽出効率は影響を受けることはほとんどない。 In addition, when polyvalent metal ions such as magnesium, iron (III), and copper (II) coexist in the waste water, the waste water should be drained in advance in order to avoid a decrease in the extraction effect of cesium due to the influence of these ions. It is desirable to add a dilution operation. On the other hand, the extraction efficiency of cesium is hardly affected by the coexistence of sodium ions and potassium ions in wastewater containing radioactive cesium.
さらに、放射性セシウムを含む排水に対するフロン類の体積比を３以上とすることにより、１回の洗浄で効果的にセシウムを抽出することができる。また、放射性セシウムを含む排水をフロン類で洗浄する回数を多くしても、セシウムの抽出量も増加する。したがって、放射性セシウムを含む排水に対するフロン類の体積比と洗浄回数を最適化することにより、より効果的にセシウムを抽出することができる。 Furthermore, by setting the volume ratio of chlorofluorocarbons to waste water containing radioactive cesium to be 3 or more, cesium can be effectively extracted by one washing. Moreover, even if the frequency | count of wash | cleaning the waste_water | drain containing radioactive cesium with Freon is increased, the amount of cesium extraction will also increase. Therefore, cesium can be extracted more effectively by optimizing the volume ratio of chlorofluorocarbons to waste water containing radioactive cesium and the number of washings.
本発明のフロン類を用いた放射性セシウムの回収方法において、排水中に含まれる放射性セシウムの濃度に特に制限はない。フロン類を蒸発、凝縮することにより回収して放射性セシウムを含んだフロン類を減容化することも容易である。したがって、排水中に含まれる低濃度の放射性セシウムイオンを安全かつ容易に回収することができる。 In the method for recovering radioactive cesium using the fluorocarbons of the present invention, the concentration of radioactive cesium contained in the waste water is not particularly limited. It is also easy to reduce the volume of chlorofluorocarbons containing radioactive cesium by collecting them by evaporation and condensation. Therefore, low concentration radioactive cesium ions contained in the waste water can be recovered safely and easily.
つぎに、本発明のフロン類を用いた放射性セシウムの回収装置について説明する。 Next, a radioactive cesium recovery device using the fluorocarbons of the present invention will be described.
本発明のフロン類を用いた放射性セシウムの回収装置の一実施例を示す図１において、１は、添加物としてテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体が添加された放射性セシウムを含む排水をフロン類により洗浄し、排水からテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩をフロン類により抽出する抽出工程を実施するための抽出手段である。なお、抽出手段１は、排水とフロン類を効果的に接触させることができる装置であれば、種類や形状は限定されない。抽出手段１としては、必要な容積や排水とフロン類を接触させる時間などによって、攪拌槽、抽出塔（スプレー塔、充填塔、孔板抽出塔）、ミキサーセトラー抽出装置などの中から選択することができる。 In FIG. 1 which shows one Example of the collection | recovery apparatus of the radioactive cesium using the chlorofluorocarbons of this invention, 1 is chlorofluorocarbon containing the radioactive cesium to which the tetraphenyl boric acid or the tetraphenyl boric acid derivative was added as an additive. It is an extraction means for carrying out the extraction process which wash | cleans with strontium and extracts the cesium salt of tetraphenyl boric acid or a tetraphenyl boric acid derivative from waste water with chlorofluorocarbons. In addition, if the extraction means 1 is an apparatus which can contact waste water and CFCs effectively, a kind and a shape will not be limited. The extraction means 1 is selected from a stirring tank, an extraction tower (spray tower, packed tower, perforated plate extraction tower), a mixer-settler extraction device, etc., depending on the required volume and the time for contacting drainage and chlorofluorocarbons. Can do.
抽出手段１の底部には、抽出工程で用いられたフロン類を蒸発、凝縮させて回収する回収工程を実施するための回収手段としての加熱器２と凝縮器３が接続している。そして、抽出手段１において抽出工程に用いられたフロン類は加熱器２で加熱されて蒸発し、凝縮器３で冷却されて凝縮して、再生フロンとして再び抽出手段１へ送られ、抽出工程に再び用いられるようになっている。一方、加熱器２において減容化された放射性セシウムを含むフロン類の廃液は、廃液容器４へ取り出されるようになっている。
Connected to the bottom of the extraction means 1 are a
また、抽出手段１の上部には、抽出工程で洗浄された水を分離する水分離機５が接続されている。そして、水分離機５で分離された処理水は、放射性セシウム含量等の検査が行われた後、処理されるようになっている。また、この処理水は、抽出工程に処される排水の濃度調整等にも用いられるようになっている。 In addition, a water separator 5 for separating the water washed in the extraction process is connected to the upper part of the extraction means 1. And the treated water separated by the water separator 5 is processed after the inspection of the radioactive cesium content and the like is performed. The treated water is also used for adjusting the concentration of wastewater treated in the extraction process.
以上のように、本実施例のフロン類を用いた放射性セシウムの回収装置は、排水からテトラフェニルホウ酸又はテトラフェニルホウ酸誘導体のセシウム塩をフロン類により抽出する抽出工程を実施するための抽出手段１と、前記抽出工程の後にフロン類を蒸発、凝縮させて回収する回収工程を実施するための回収手段としての加熱器２と凝縮器３を備えたものであり、排水中のセシウム塩をフロン類で抽出し、このフロン類を回収することによって、放射性セシウムを減容化して回収することができる。また、回収されたフロン類を再利用することできる。
As described above, the radioactive cesium recovery apparatus using the chlorofluorocarbons of the present embodiment is an extraction for carrying out an extraction process for extracting cesium salts of tetraphenylboric acid or a tetraphenylboric acid derivative from wastewater with chlorofluorocarbons.
市販のテトラフェニルホウ酸ナトリウムを水に溶解し、約１０〜２５０ｐｐｍのテトラフェニルホウ酸水溶液をつくった。 Commercially available sodium tetraphenylborate was dissolved in water to make about 10-250 ppm of tetraphenylborate aqueous solution.
一方、市販の１０００ｐｐｍセシウム標準溶液（塩化セシウム水溶液）を水で希釈して、５ｐｐｍのセシウム水溶液をつくった。ｐＨはおおよそ５．８〜６．３であった。 On the other hand, a commercially available 1000 ppm cesium standard solution (cesium chloride aqueous solution) was diluted with water to prepare a 5 ppm cesium aqueous solution. The pH was approximately 5.8 to 6.3.
セシウム水溶液２５ｍＬに対して種々の濃度のテトラフェニルホウ酸水溶液を５ｍＬ、フロン２２５を２０ｍＬ加えたのち、一昼夜激しく撹拌した。静置した後、上相に水溶液、下相にフロンが分離したので、水相をデカンテーションして回収した。 After adding 5 mL of tetraphenylboric acid aqueous solution and 20 mL of Freon 225 to 25 mL of cesium aqueous solution, the mixture was vigorously stirred overnight. After standing, an aqueous solution was separated in the upper phase and chlorofluorocarbon was separated in the lower phase, and the aqueous phase was decanted and recovered.
これらの操作を２５℃において実施し、仕込み時のセシウム濃度と操作後の水相のセシウム濃度より、セシウム除去率が計算された。その結果を図２に示す。 These operations were carried out at 25 ° C., and the cesium removal rate was calculated from the cesium concentration at the time of charging and the cesium concentration in the aqueous phase after the operation. The result is shown in FIG.
セシウムに対するテトラフェニルホウ酸ナトリウムのモル比が０．２以上のときにセシウム除去率が高くなった。また、テトラフェニルホウ酸セシウムの水への溶解度以下の濃度においてもセシウム濃度が減少した。以上の結果より、効果的にセシウムを抽出するには、セシウムに対するテトラフェニルホウ酸ナトリウムのモル比を２までとするのがよいことが確認された。 When the molar ratio of sodium tetraphenylborate to cesium was 0.2 or more, the cesium removal rate was high. The cesium concentration also decreased at a concentration below the solubility of cesium tetraphenylborate in water. From the above results, in order to extract cesium effectively, it was confirmed that the molar ratio of sodium tetraphenylborate to cesium should be up to 2.
テトラフェニルホウ酸誘導体を用いた場合のセシウム除去率を調べるために、市販のテトラキス（４−フルオロフェニル）ホウ酸ナトリウムを水に溶解し、約１０〜２５０ｐｐｍのテトラキス（４−フルオロフェニル）ホウ酸ナトリウム水溶液をつくった。さらに、実施例１と同様にセシウム水溶液をつくり、セシウム水溶液２５ｍＬに対して種々の濃度のテトラキス（４−フルオロフェニル）ホウ酸水溶液を５ｍＬ、フロン２２５を２０ｍＬ加えた。以後の操作は、実施例１と同様に行った。 In order to investigate the removal rate of cesium when using a tetraphenylboric acid derivative, commercially available sodium tetrakis (4-fluorophenyl) borate is dissolved in water, and about 10 to 250 ppm of tetrakis (4-fluorophenyl) boric acid is dissolved. An aqueous sodium solution was made. Further, a cesium aqueous solution was prepared in the same manner as in Example 1, and 5 mL of tetrakis (4-fluorophenyl) boric acid aqueous solution having various concentrations and 20 mL of Freon 225 were added to 25 mL of the cesium aqueous solution. Subsequent operations were performed in the same manner as in Example 1.
実施例１と同様にして求めたセシウム除去率を図３に示す。テトラキス（４−フルオロフェニル）ホウ酸を用いた場合は、テトラフェニルホウ酸の場合に比べてセシウム除去率が２倍程度高くなった。テトラフェニルホウ酸誘導体もセシウム除去に有効であることが確認された。 The cesium removal rate obtained in the same manner as in Example 1 is shown in FIG. When tetrakis (4-fluorophenyl) boric acid was used, the cesium removal rate was about twice as high as that of tetraphenylboric acid. Tetraphenylboric acid derivatives were also confirmed to be effective for removing cesium.
水溶液のｐＨがセシウム除去率へ及ぼす影響を調べるために、セシウム標準溶液を塩酸又は水酸化ナトリウム水溶液で５ｐｐｍになるように希釈して、ｐＨ０〜１０のセシウム水溶液をつくった。さらに、実施例１と同様に、市販のテトラフェニルホウ酸ナトリウムを水に溶解し、約１００ｐｐｍのテトラフェニルホウ酸ナトリウム水溶液をつくった。ｐＨを調整したセシウム水溶液２５ｍＬに対して、テトラフェニルホウ酸水溶液を５ｍＬ、フロン２２５を２０ｍＬ加えた。以後の操作は、実施例１と同様に行った。 In order to examine the influence of the pH of the aqueous solution on the cesium removal rate, a cesium standard solution was diluted with hydrochloric acid or a sodium hydroxide aqueous solution to 5 ppm to prepare a cesium aqueous solution having a pH of 0 to 10. Further, in the same manner as in Example 1, commercially available sodium tetraphenylborate was dissolved in water to prepare an aqueous solution of about 100 ppm sodium tetraphenylborate. 5 mL of tetraphenylboric acid aqueous solution and 20 mL of Freon 225 were added to 25 mL of cesium aqueous solution whose pH was adjusted. Subsequent operations were performed in the same manner as in Example 1.
実施例１と同様にして求めたセシウム除去率を図４に示す。ｐＨの値は、撹拌操作及び水相分離後のｐＨを測定した値である。セシウム除去率はｐＨの影響を受け、酸性が強いと芳しくなかった。これは、酸性溶液中においてテトラフェニルホウ酸塩が安定ではないことに起因しているものと思われる。高いセシウム除去率を得ることができるｐＨは５．０以上であり、効果的にセシウムを抽出するにはｐＨを中性に近い状態に調整するのがよいことが確認された。 The cesium removal rate obtained in the same manner as in Example 1 is shown in FIG. The pH value is a value obtained by measuring the pH after the stirring operation and the aqueous phase separation. The cesium removal rate was affected by pH and was not good when the acidity was strong. This seems to be due to the fact that tetraphenylborate is not stable in acidic solution. The pH at which a high cesium removal rate can be obtained is 5.0 or more, and it was confirmed that the pH should be adjusted to a neutral state in order to extract cesium effectively.
セシウム水溶液に共存する他の金属イオンがセシウム除去率へ及ぼす影響を調べるために、５ｐｐｍに希釈したセシウム水溶液に金属イオン濃度が１０〜１００ｐｐｍになるようにナトリウム、カリウム、マグネシウム、鉄(III)、銅(II)のそれぞれの塩化物を加えて溶かし、金属イオン共存セシウム水溶液をつくった。さらに、実施例１と同様に、市販のテトラフェニルホウ酸ナトリウムを水に溶解し、約１００ｐｐｍのテトラフェニルホウ酸ナトリウム水溶液をつくった。金属イオンが共存したセシウム水溶液２５ｍＬに対して、テトラフェニルホウ酸水溶液を５ｍＬ、フロン２２５を２０ｍＬ加えた。以後の操作は、実施例１と同様に行った。 In order to investigate the influence of other metal ions coexisting in the cesium aqueous solution on the cesium removal rate, sodium, potassium, magnesium, iron (III), so that the metal ion concentration is 10 to 100 ppm in the cesium aqueous solution diluted to 5 ppm, Copper (II) chlorides were added and dissolved to form a cesium aqueous solution coexisting with metal ions. Further, in the same manner as in Example 1, commercially available sodium tetraphenylborate was dissolved in water to prepare an aqueous solution of about 100 ppm sodium tetraphenylborate. 5 mL of tetraphenylboric acid aqueous solution and 20 mL of Freon 225 were added to 25 mL of cesium aqueous solution in which metal ions coexisted. Subsequent operations were performed in the same manner as in Example 1.
実施例１と同様にして求めたセシウム除去率を図５に示す。共存金属の濃度は、仕込み量からの計算値である。セシウム除去率は、ナトリウム及びカリウムの影響は受けなかった。マグネシウムや鉄(III)、銅(II)などの多価金属イオンが共存した場合、その濃度が高濃度であるほど大きな影響を受け、セシウム除去率が低くなった。高い濃度でマグネシウムや鉄(III)、銅(II)などの多価金属イオンが共存する場合には、希釈するなどの操作が必要であることがわかった。 The cesium removal rate obtained in the same manner as in Example 1 is shown in FIG. The concentration of the coexisting metal is a calculated value from the charged amount. Cesium removal rate was not affected by sodium and potassium. When polyvalent metal ions such as magnesium, iron (III), and copper (II) coexist, the higher the concentration, the greater the effect and the lower the cesium removal rate. When polyvalent metal ions such as magnesium, iron (III) and copper (II) coexist at a high concentration, it was found that an operation such as dilution was necessary.
フロンの回収、再生方法を検討するために、実施例１と同様に５ｐｐｍセシウム水溶液に１００ｐｐｍテトラフェニルホウ酸水溶液５ｍＬを加え、２０ｍＬのフロン２２５を加えた。以後の操作は、実施例１と同様に行った。そして、以上の操作を１６回行った。 In order to examine a method for recovering and regenerating chlorofluorocarbon, 5 mL of 100 ppm tetraphenylboric acid aqueous solution was added to 5 ppm cesium aqueous solution in the same manner as in Example 1, and 20 mL of chlorofluorocarbon 225 was added. Subsequent operations were performed in the same manner as in Example 1. And the above operation was performed 16 times.
分離したフロン溶液２０ｍＬを操作の実施回数分だけ回収したところ、全量が約３２０ｍＬとなった。フロン溶液を加熱して発生する蒸気を空冷することにより、透明な回収フロン約３００ｍＬと薄黄色の濃縮液約１０ｍＬを得た。 When 20 mL of the separated chlorofluorocarbon solution was collected for the number of operations, the total amount was about 320 mL. By heating the CFC solution and air-cooling the generated vapor, about 300 mL of transparent recovered CFC and about 10 mL of a pale yellow concentrate were obtained.
以上により、フロンを容易に回収、再生することが可能であることが確認された。また、濃縮液はフロン臭があり、さらに濃縮可能であった。 From the above, it was confirmed that CFCs can be easily collected and regenerated. Further, the concentrate had a chlorofluorocarbon odor and could be further concentrated.
セシウム水溶液とフロンとの体積比がセシウム除去率へ及ぼす影響を調べるために、実施例１と同様に５ｐｐｍセシウム水溶液２５ｍＬに１００ｐｐｍテトラフェニルホウ酸水溶液５ｍＬを加え、２０〜１００ｍＬのフロン２２５を加えた。以後の操作は、実施例１と同様に行った。 In order to examine the influence of the volume ratio of the cesium aqueous solution and the chlorofluorocarbon on the cesium removal rate, 5 mL of 100 ppm tetraphenylboric acid aqueous solution was added to 25 mL of 5 ppm cesium aqueous solution in the same manner as in Example 1, and 20 to 100 mL of chlorofluorocarbon 225 was added. . Subsequent operations were performed in the same manner as in Example 1.
実施例１と同様にして求めたセシウム除去率を図６に示す。セシウム水溶液に対するフロンの体積比は、仕込み量からの計算値である。セシウム水溶液に対するフロンの体積比が３以上のときにセシウム除去率は高くなった。セシウム水溶液に対するフロンの体積比を適切に設定することで、セシウム除去率を高くすることが可能であることが確認された。 The cesium removal rate obtained in the same manner as in Example 1 is shown in FIG. The volume ratio of Freon to the cesium aqueous solution is a calculated value from the charged amount. When the volume ratio of Freon to the cesium aqueous solution was 3 or more, the cesium removal rate increased. It was confirmed that the cesium removal rate can be increased by appropriately setting the volume ratio of Freon to the cesium aqueous solution.
５ｐｐｍセシウム水溶液２５ｍＬに１００ｐｐｍテトラフェニルホウ酸水溶液５ｍＬを加え、２０ｍＬのフロン２２５を加えたのち、一昼夜激しく撹拌した。静置した後、水相をデカンテーションして回収した。これを洗浄回数１回の水相とした。そして、洗浄回数１回の水相に新たに２０ｍＬのフロン２２５を加え、一昼夜撹拌したのち、水相を分離した。これを洗浄回数２回の水相とした。 After adding 5 mL of 100 ppm tetraphenylboric acid aqueous solution to 25 mL of 5 ppm cesium aqueous solution and adding 20 mL of Freon 225, the mixture was vigorously stirred overnight. After standing, the aqueous phase was decanted and collected. This was the aqueous phase with one wash. Then, 20 mL of chlorofluorocarbon 225 was newly added to the aqueous phase that was washed once, and stirred for a whole day and night, and then the aqueous phase was separated. This was an aqueous phase with two washings.
実施例１と同様にして求めたセシウム除去率を図７に示す。セシウム除去率は、洗浄回数１回よりも洗浄回数２回の方が高くなった。セシウム水溶液に対するフロンの体積比を適切に設定し、さらに、洗浄回数を適切に設定することで、セシウム除去率を高くすることが可能であることが確認された。 The cesium removal rate obtained in the same manner as in Example 1 is shown in FIG. The cesium removal rate was higher when the number of cleanings was two times than when the number of cleanings was one. It was confirmed that the cesium removal rate can be increased by appropriately setting the volume ratio of Freon to the cesium aqueous solution and further appropriately setting the number of washings.
１ 抽出手段
２ 加熱器（回収手段）
３ 凝縮器（回収手段）
1 Extraction means 2 Heater (recovery means)
3 Condenser (recovery means)
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