JP2016107257A - Adsorbing agent and method for producing the same - Google Patents

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慎介 宮部
Shinsuke Miyabe
慎介 宮部
木ノ瀬 豊
Yutaka Konose
豊 木ノ瀬
健太 小指
Kenta Kozasu
健太 小指
かおり 杉原
Kaori Sugihara
かおり 杉原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adsorbing agent suitably used for adsorption and removal of strontium contained in water.SOLUTION: There is provided a strontium-adsorbing agent which contains a barium containing aluminosilicate and exhibits a Na-A type zeolite-like diffraction pattern in which diffraction peaks are observed in at least 29.8 or more and 30.2° or less, 23.8° or more and 24.2° or less and 7.0° or more and 7.4° or less by a powder X-ray diffraction method. The content of BaO in the aluminosilicate preferably is 2 mass% or more and 38 mass% or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水中に含まれるストロンチウムの吸着除去に好適に用いられる吸着剤及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an adsorbent suitably used for adsorption removal of strontium contained in water and a method for producing the same.

放射性物質を含む廃液の処理方法として、無機系吸着剤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知られている。無機系吸着剤を用いる吸着方法としては、例えば次の方法が知られている。
(1)チタンケイ酸塩化合物、チタン酸、チタン酸塩、及びゼオライト化合物を用いる方法(下記特許文献1)。
(2)二酸化マンガンを吸着剤として用いる方法(下記特許文献2)。
As a method for treating a waste liquid containing a radioactive substance, a treatment method for adsorbing and removing a radionuclide with an inorganic adsorbent, an ion exchange resin, or the like is known. As an adsorption method using an inorganic adsorbent, for example, the following method is known.
(1) A method using a titanium silicate compound, titanic acid, titanate, and a zeolite compound (Patent Document 1 below).
(2) A method using manganese dioxide as an adsorbent (Patent Document 2 below).

ストロンチウムの除去に関しては、次の方法が知られている。
(1)ストロンチウムを含む水溶液をチタンあるいはニオブを含むペロブスカイト型化合物と接触させて除去する方法(下記特許文献3)。
(2)炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、及び炭酸バリウムのうち、いずれかの炭酸塩を吸蔵した固体材料を用いて廃液から放射性ストロンチウムを除去する方法(下記特許文献4)。
(3)A型ゼオライトやX型ゼオライトをアルギン酸カルシウム膜でカプセル化したものを用い、海水中に含まれるストロンチウムを吸着する方法(下記特許文献5)。
Regarding the removal of strontium, the following methods are known.
(1) A method of removing an aqueous solution containing strontium by bringing it into contact with a perovskite type compound containing titanium or niobium (Patent Document 3 below).
(2) A method of removing radioactive strontium from a waste liquid using a solid material in which any one of calcium carbonate, strontium carbonate, and barium carbonate is occluded (Patent Document 4 below).
(3) A method of adsorbing strontium contained in seawater using A-type zeolite or X-type zeolite encapsulated with a calcium alginate membrane (Patent Document 5 below).

特開2014−029269号公報JP 2014-029269 A 特開平4−86599号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-86599 特開2005−230664号公報JP 2005-230664 A 特開2002−267796号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-267996 特開2013−174578号公報JP 2013-174578 A

しかしながら、海水中にはストロンチウムよりもはるかに多くの同族イオン(カルシウムやマグネシウム)が含有されている。そのため、従来の技術では、共存するカルシウムやマグネシウムの影響により、海水からストロンチウムを効率よく分離吸着することが困難である。   However, the seawater contains much more cognate ions (calcium and magnesium) than strontium. Therefore, in the conventional technology, it is difficult to efficiently separate and adsorb strontium from seawater due to the influence of coexisting calcium and magnesium.

本発明の課題は、前述した従来技術が有する種々の欠点を解消し得るストロンチウムの吸着剤及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a strontium adsorbent and a method for producing the same, which can eliminate the various disadvantages of the above-described prior art.

本発明は、バリウムを含有するアルミノケイ酸塩を含むストロンチウム吸着剤であって、粉末X線回折法によって少なくとも29.8°以上30.2°以下、23.8°以上24.2°以下、及び7.0°以上7.4°以下に回折ピークが観察されるNa−A型ゼオライト様の回折パターンを呈するストロンチウム吸着剤を提供するものである。   The present invention is a strontium adsorbent comprising an aluminosilicate containing barium, which is at least 29.8 ° to 30.2 °, 23.8 ° to 24.2 ° by powder X-ray diffraction, and The present invention provides a strontium adsorbent exhibiting a Na-A type zeolite-like diffraction pattern in which a diffraction peak is observed at 7.0 ° to 7.4 °.

また本発明は、前記の吸着剤の好適な製造方法として、
Na−A型ゼオライトとバリウム含有水溶液とを混合して、Na−A型ゼオライト中のナトリウムをバリウムとイオン交換する工程を有し、
前記工程においては、Na−A型ゼオライトと前記バリウム含有水溶液とを混合した後の混合液に占めるNa−A型ゼオライトの割合が3質量%以上30質量%以下になり、且つ、BaO/Na2Oのモル比が、0.04以上1.5以下になるような混合比率でNa−A型ゼオライトと該バリウム含有水溶液とを混合する、ストロンチウム吸着剤の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides a method for producing the adsorbent as described above.
A step of mixing Na-A type zeolite and a barium-containing aqueous solution to ion-exchange sodium in Na-A type zeolite with barium;
Wherein in the step, it becomes Na-A type zeolite and 30% by weight or less proportion than 3 wt% of Na-A type zeolite occupied in the mixed liquid after mixing with the barium-containing solution, and, BaO / Na 2 The present invention provides a method for producing a strontium adsorbent, wherein Na-A zeolite and the barium-containing aqueous solution are mixed at a mixing ratio such that the molar ratio of O is 0.04 or more and 1.5 or less.

更に本発明は、前記の吸着剤の別の好適な製造方法として、
以下に示すモル比で表される組成の混合液となるように、ケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、アルカリ源と、水とを混合し、得られた混合液を40℃以上100℃以下の加熱下に保持して熟成させる工程を有する、ストロンチウム吸着剤の製造方法を提供するものである。
SiO2/Al23が1.8以上2.2以下
Na2O/SiO2が2.0以上3.0以下
Al23仕込み量から換算したA型ゼオライトNa2O・Al23・2SiO2・4.5H2Oより算出されるNa2Oに対するBaOの比BaO/Na2Oが0.04以上1.5以下
Furthermore, the present invention provides another preferred method for producing the adsorbent,
A silicon source, an aluminum source, a barium source, an alkali source, and water are mixed so that a mixed liquid having a composition represented by the molar ratio shown below is obtained. The present invention provides a method for producing a strontium adsorbent, which includes a step of aging under heating at a temperature not higher than ° C.
SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.8 or more and 2.2 or less Na 2 O / SiO 2 is 2.0 or more and 3.0 or less A-type zeolite Na 2 O · Al 2 O converted from the amount of Al 2 O 3 charged 3 · 2SiO 2 · 4.5H 2 BaO against Na 2 O, which is calculated from the O ratio BaO / Na 2 O is 0.04 to 1.5

更に本発明は、前記の吸着剤の別の好適な製造方法として、
Na−A型ゼオライトを含む粒状体とバリウム含有水溶液とを混合して、Na−A型ゼオライトを含む粒状体中のナトリウムをバリウムとイオン交換する工程を有する、ストロンチウム吸着剤の製造方法を提供するものである。
Furthermore, the present invention provides another preferred method for producing the adsorbent,
Provided is a method for producing a strontium adsorbent, comprising mixing a granular material containing Na-A zeolite and a barium-containing aqueous solution to ion-exchange sodium in the granular material containing Na-A zeolite with barium. Is.

本発明によれば、カルシウム等の共存種の影響をほとんど受けずに、水中に含まれるストロンチウムを選択的に吸着除去できる吸着剤が提供される。また本発明によれば、該吸着剤として有効なアルミノケイ酸塩を工業的に有利な方法で製造することができる。   According to the present invention, an adsorbent capable of selectively adsorbing and removing strontium contained in water without being affected by coexisting species such as calcium is provided. According to the present invention, an aluminosilicate effective as the adsorbent can be produced by an industrially advantageous method.

図1は、実施例1で原料としたNa−A型ゼオライトのXRD回折図、及び、実施例1で得られた吸着剤についてストロンチウムの吸着に供する前後に測定したXRD回折図である。FIG. 1 is an XRD diffractogram of Na-A type zeolite used as a raw material in Example 1, and an XRD diffractogram measured before and after subjecting the adsorbent obtained in Example 1 to adsorption of strontium. 図2は、実施例6〜8で得られた吸着剤のXRD回折図である。FIG. 2 is an XRD diffractogram of the adsorbents obtained in Examples 6-8. 図3は、実施例11で原料としたNa−A型ゼオライトを含む粒状体のXRD回折図、及び同実施例で得られた吸着剤のXRD回折図である。FIG. 3 is an XRD diffractogram of the granular material containing Na-A type zeolite used as a raw material in Example 11, and an XRD diffractogram of the adsorbent obtained in the same example.

本発明の吸着剤は、バリウムを含有するアルミノケイ酸塩(以下、単にアルミノケイ酸塩ともいう)を含むものである。本発明の吸着剤の吸着能は、主としてこのアルミノケイ酸塩に由来している。このアルミノケイ酸塩は、主としてバリウム塩であるが、バリウムに加えて他の金属、例えばナトリウムやカリウム等のアルカリ金属の塩を含んでいてもよい。   The adsorbent of the present invention contains an aluminosilicate containing barium (hereinafter also simply referred to as aluminosilicate). The adsorptive capacity of the adsorbent of the present invention is mainly derived from this aluminosilicate. The aluminosilicate is mainly a barium salt, but may contain a salt of another metal such as an alkali metal such as sodium or potassium in addition to barium.

本発明の吸着剤に含まれるアルミノケイ酸塩は、一般にwA2O・xBaO・yAl23・zSiO2・nH2Oで表される。ここでAはNa及びKを表し、x、y、zは0超の数を表し、nは0以上の数を表す。wは0以上の数を表すが、通常は0超の数である。本発明の吸着剤に含まれるアルミノケイ酸塩は、これを粉末X線回折法で測定したときに、少なくとも29.8°以上30.2°以下、23.8°以上24.2°以下、及び7.0°以上7.4°以下に回折ピークが観察されるNa−A型ゼオライト様の回折パターンを呈する。「Na−A型ゼオライト様の回折パターン」とは、結晶性の高い物質であるNa−A型ゼオライトと同様の回折パターンは示さないが、結晶性の高低を除いて回折ピークの出現角度だけに着目した場合、Na−A型ゼオライトの回折ピークの出現角度と同じ角度に回折ピークが観察されることを言う。従って、Na−A型ゼオライトを粉末X線回折法で測定すると、少なくとも前記の3つの角度範囲に回折ピークが観察される。この3つの角度範囲は、Na−A型ゼオライトにおける最も強度が高いピークと、それに続いて強度が高い2つのピークの角度範囲に対応するものである。なお、Na−A型ゼオライトとは、合成ゼオライトの一種であり、一般式Na2 O・Al23 ・2SiO2 ・pH2O(ただし、pは0〜4.5である。)で表される。このようにNa−A型ゼオライト様の回折パターンを呈する本発明におけるアルミノケイ酸塩は、その構造の少なくとも一部にNa−A型ゼオライト様の結晶構造を有しているとみられる。 The aluminosilicate contained in the adsorbent of the present invention is generally represented by wA 2 O.xBaO.yAl 2 O 3 .zSiO 2 .nH 2 O. Here, A represents Na and K, x, y, and z represent numbers greater than 0, and n represents a number greater than or equal to 0. w represents a number of 0 or more, but is usually a number greater than 0. The aluminosilicate contained in the adsorbent of the present invention is at least 29.8 ° or more and 30.2 ° or less, 23.8 ° or more and 24.2 ° or less when measured by powder X-ray diffraction method, and It exhibits a Na-A zeolite-like diffraction pattern in which a diffraction peak is observed at 7.0 ° to 7.4 °. “Na-A-type zeolite-like diffraction pattern” does not show the same diffraction pattern as Na-A-type zeolite, which is a highly crystalline substance, but only the appearance angle of the diffraction peak except for the high and low crystallinity. When attention is paid, it means that the diffraction peak is observed at the same angle as the appearance angle of the diffraction peak of the Na-A type zeolite. Therefore, when the Na-A type zeolite is measured by the powder X-ray diffraction method, diffraction peaks are observed in at least the above three angle ranges. These three angle ranges correspond to the angle range of the peak with the highest intensity in the Na-A type zeolite followed by the two peaks with the highest intensity. Table Note that the Na-A type zeolite, a kind of synthetic zeolite, in the general formula Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · pH 2 O ( Here, p is 0 to 4.5.) Is done. Thus, the aluminosilicate according to the present invention exhibiting a Na-A-type zeolite-like diffraction pattern is considered to have a Na-A-type zeolite-like crystal structure in at least a part of its structure.

上述の粉末X線回折法の測定条件は、例えば以下の通りとすることができる。即ち測定機器としては装置名:D8 AdvanceS、メーカー:Bruker社を用いる。ターゲットCu、線源Cu−Kα、管電圧40kV、管電流40mA、走査速度0.1°/sec、読み込み幅0.02°とする。   The measurement conditions of the above-mentioned powder X-ray diffraction method can be set as follows, for example. In other words, the device name: D8 AdvanceS and the manufacturer: Bruker are used as measuring instruments. The target Cu, the source Cu-Kα, the tube voltage 40 kV, the tube current 40 mA, the scanning speed 0.1 ° / sec, and the reading width 0.02 °.

本発明の吸着剤に含まれるアルミノケイ酸塩は、粉末X線回折法で測定したときに上記の3つの範囲に加えて更に、10.0°以上10.6°以下の範囲(以下、第4の範囲ともいう)にも回折ピークが観察されることが好ましく、当該第4の範囲に加えて更に12.4°以上12.8°以下の範囲にも回折ピークが観察されることがより好ましい。具体的には、本発明の吸着剤に含まれるアルミノケイ酸塩は粉末X線回折法で測定したときに下記表Aで示す回折パターンを有していることが特に好ましい。以下の相対強度(I/Io)は、Na−A型ゼオライトにおいて最も強度が高いピークの出現角度(2θ=7.2
)と同じ角度に表れる回折ピークの強度(Io)に対する比を示す。ここでいう強度比は、ピーク高さの比として測定する。前記の回折ピークパターンからピーク高さを求める際には、次のようにする。まず、一つのピークが有する2つの底点を結んで直線を得る。そして当該ピークの頂点から垂線を引いて該直線と交わらせ、得られた交点と該ピークの頂点との距離をピーク高さとする。
The aluminosilicate contained in the adsorbent of the present invention has a range of 10.0 ° to 10.6 ° in addition to the above three ranges when measured by a powder X-ray diffraction method (hereinafter referred to as “fourth”). In addition to the fourth range, it is more preferable that a diffraction peak is also observed in the range of 12.4 ° to 12.8 °. . Specifically, it is particularly preferable that the aluminosilicate contained in the adsorbent of the present invention has a diffraction pattern shown in Table A below when measured by a powder X-ray diffraction method. The relative intensity (I / Io) below is the angle of appearance of the highest intensity peak in Na-A type zeolite (2θ = 7.2).
) Shows the ratio to the intensity (Io) of the diffraction peak appearing at the same angle. The intensity ratio here is measured as a ratio of peak heights. The peak height is obtained from the diffraction peak pattern as follows. First, a straight line is obtained by connecting two bottom points of one peak. Then, a perpendicular line is drawn from the peak apex to intersect with the straight line, and the distance between the obtained intersection and the peak apex is defined as the peak height.

粉末X線回折法による測定で上記範囲に回折ピークが観察されるアルミノケイ酸塩を得るためには、本発明の吸着剤を、後述する(A)又は(B)の方法、更には後述する(C)の方法で製造すればよい。本発明で用いるアルミノケイ酸塩は、上述した通り粉末X線回折法による測定で上記特定の範囲に回折ピークが観察されるから、このアルミノケイ酸塩を含有する本発明の吸着剤も当然、粉末X線回折法による測定で上記特定の範囲に回折ピークが観察される。   In order to obtain an aluminosilicate in which a diffraction peak is observed in the above range as measured by a powder X-ray diffraction method, the adsorbent of the present invention is a method (A) or (B) described later, and further described later ( What is necessary is just to manufacture by the method of C). Since the aluminosilicate used in the present invention has a diffraction peak observed in the specific range as measured by the powder X-ray diffraction method as described above, the adsorbent of the present invention containing this aluminosilicate is naturally powder X. A diffraction peak is observed in the specific range as measured by the line diffraction method.

上記のようにNa−A型ゼオライト様の回折パターンを呈し、且つバリウムを有するアルミノケイ酸塩を用いた本発明の吸着剤のストロンチウムの吸着性能が高い理由について、本発明者らは以下のように推測している。バリウムを含むアルミノケイ酸塩は、海水と接すると、このバリウムが海水中の硫酸イオンと反応することにより、硫酸バリウムが生成してアルミノケイ酸塩のNa−A型ゼオライト様構造の表面に沈積される。そしてこのゼオライト様構造からバリウムイオンが抜けた空隙にストロンチウムイオンが選択的に吸着されることにより、ストロンチウムイオンが海水中から選択的に吸着除去される。本発明の吸着剤は、これに含まれるアルミノケイ酸塩が先に記載のとおりゼオライト様の回折パターンを有しているものの、通常、Na−A型ゼオライトほどの高い結晶性を有しない。このため本発明の吸着剤における結晶骨格の表面近傍には、結晶骨格にしっかりと取り込まれておらず、ストロンチウムイオンと交換可能なバリウムがBa2+が多く存在する。このため本発明の吸着剤では、Sr2+の吸着性能が高くなっているものと本発明者らは推測している。後述する実施例1の通り、X線回折分析によれば、本発明の吸着剤はストロンチウム吸着後に硫酸バリウムの結晶ピークが発現しており、前述した吸着メカニズムを裏付ける結果となっている。 The reason why the adsorbent of the present invention using the aluminosilicate having barium-containing aluminosilicate as described above has a high adsorption performance of strontium as described above is as follows. I guess. When the aluminosilicate containing barium comes into contact with seawater, the barium reacts with sulfate ions in the seawater, so that barium sulfate is generated and deposited on the surface of the Na-A type zeolite-like structure of the aluminosilicate. . Then, strontium ions are selectively adsorbed and removed from the seawater by selectively adsorbing strontium ions in the voids from which barium ions are removed from the zeolite-like structure. In the adsorbent of the present invention, the aluminosilicate contained therein has a zeolite-like diffraction pattern as described above, but usually does not have as high crystallinity as Na-A type zeolite. Therefore, in the vicinity of the surface of the crystal skeleton in the adsorbent of the present invention, there is a large amount of Ba 2+ that is not taken into the crystal skeleton and can be exchanged with strontium ions. For this reason, the present inventors presume that the adsorbent of the present invention has high Sr 2+ adsorption performance. As described in Example 1 described later, according to X-ray diffraction analysis, the adsorbent of the present invention exhibits a barium sulfate crystal peak after strontium adsorption, which supports the aforementioned adsorption mechanism.

本発明の吸着剤は、これを構成するアルミノケイ酸塩に占めるBaO含有率が2質量%以上38質量%以下であることが好ましい。BaO含有率を2質量%以上とすることにより、ストロンチウムの吸着量をより一層高いものとすることができる。また38質量%以下とすることにより、本発明の吸着剤の製造コストを低減することができる。例えば、後述するイオン交換により本発明の吸着剤を製造する場合にアルミノケイ酸塩におけるBaO含有率を38質量%超とするためには、イオン交換を複数回、例えば3回以上も行わなければならず、時間と手間、薬剤費の面から工業的には不利である。これらの観点から、アルミノケイ酸塩に占めるBaO含有率は、10質量%以上38質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上38質量%以下であることが更に好ましく、25質量%以上38質量%以下であることが更に一層好ましく、27質量%以上38質量%以下であることが最も好ましい。アルミノケイ酸塩のBaO含有率は、蛍光X線分析により、具体的には後述する実施例の方法で測定する。このようなBaO含有率を有するアルミノケイ酸塩を製造するためには、後述する(A)、(B)又は(C)の製造方法で本発明の吸着剤の製造するに当たり、用いるBa量を調整すればよい。   In the adsorbent of the present invention, the BaO content in the aluminosilicate constituting the adsorbent is preferably 2% by mass or more and 38% by mass or less. By setting the BaO content to 2% by mass or more, the adsorption amount of strontium can be further increased. Moreover, the manufacturing cost of the adsorption agent of this invention can be reduced by setting it as 38 mass% or less. For example, when the adsorbent of the present invention is produced by ion exchange described later, in order to make the BaO content in the aluminosilicate more than 38% by mass, ion exchange must be performed a plurality of times, for example, three times or more. However, it is industrially disadvantageous in terms of time, labor, and drug costs. From these viewpoints, the BaO content in the aluminosilicate is more preferably 10% by mass to 38% by mass, further preferably 20% by mass to 38% by mass, and more preferably 25% by mass to 38%. It is still more preferable that it is less than mass%, and it is most preferable that it is 27 mass% or more and 38 mass% or less. The BaO content of the aluminosilicate is measured by fluorescent X-ray analysis, specifically by the method of the examples described later. In order to produce an aluminosilicate having such a BaO content, the amount of Ba used is adjusted in the production of the adsorbent of the present invention by the production method (A), (B) or (C) described later. do it.

アルミノケイ酸塩に占めるBaO含有率の理論上の最高値は、アルミノケイ酸塩の組成が上記一般式「wA2O・xBaO・yAl23・zSiO2・nH2O」においてw:x:y:z:nが0:1:1:2:0であるときのBaO含有率と考えられる。したがって、BaO含有率の理論上の最高値は40.8質量%と算出される。また、本発明の吸着剤中のBaO含有率の好ましい範囲としては、アルミノケイ酸塩中のBaO含有率の好ましい範囲として上記で挙げた数値範囲と同様の範囲が挙げられる。 The theoretical maximum value of the BaO content in the aluminosilicate is w: x: y when the composition of the aluminosilicate is the above general formula “wA 2 O.xBaO.yAl 2 O 3 .zSiO 2 .nH 2 O”. : The BaO content when z: n is 0: 1: 1: 2: 0. Therefore, the theoretical maximum value of the BaO content is calculated to be 40.8% by mass. Moreover, as a preferable range of BaO content rate in the adsorbent of this invention, the range similar to the numerical range quoted above as a preferable range of BaO content rate in aluminosilicate is mentioned.

また、本発明の吸着剤に含まれるアルミノケイ酸塩は、Na−A型ゼオライト様の結晶ピークを発現することを反映して好ましくはSiO2含有率が27質量%以上37質量%以下、特に好ましくは29質量%以上35質量%以下であり、Al23含有率が24質量%以上36質量%以下、特に好ましくは26質量%以上34質量%以下である。アルミノケイ酸塩のSiO2及びAl23の含有率は、蛍光X線分析法により、具体的には後述する実施例の方法で測定する。 The aluminosilicate contained in the adsorbent of the present invention preferably reflects a Na-A type zeolite-like crystal peak, and preferably has a SiO 2 content of 27 mass% to 37 mass%, particularly preferably. Is 29% by mass or more and 35% by mass or less, and the Al 2 O 3 content is 24% by mass or more and 36% by mass or less, and particularly preferably 26% by mass or more and 34% by mass or less. The content of SiO 2 and Al 2 O 3 in the aluminosilicate is measured by fluorescent X-ray analysis, specifically by the method of the examples described later.

また、本発明の吸着剤は、上述したようにナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩を含有してもよいところ、該吸着剤に含まれるアルミノケイ酸塩のA2O含有率(AはNa及びKを表す)が好ましくは17質量%以下、より好ましくは16.5質量%以下、更に好ましくは15質量%以下、特に好ましくは13質量%以下である。例えば、本発明の吸着剤の製造にアルカリ金属化合物として専らナトリウム化合物を用いる場合は、本発明の吸着剤に含まれるアルミノケイ酸塩のNa2O含有率は、上記のA2O含有率と同様の範囲であることが好ましい。アルミノケイ酸塩のA2O含有率は低い方が好ましいが、例えばその含有率が2質量%以上とすると、本発明の吸着剤の製造しやすさ等の観点から好ましい。アルミノケイ酸塩のA2O及びNa2Oの含有率は、蛍光X線分析法により、具体的には後述する実施例の方法で測定する。 The adsorbent of the present invention may contain an alkali metal salt such as sodium or potassium as described above, and the A 2 O content of the aluminosilicate contained in the adsorbent (A is Na and K). Is preferably 17% by mass or less, more preferably 16.5% by mass or less, still more preferably 15% by mass or less, and particularly preferably 13% by mass or less. For example, when a sodium compound is exclusively used as the alkali metal compound in the production of the adsorbent of the present invention, the Na 2 O content of the aluminosilicate contained in the adsorbent of the present invention is the same as the above A 2 O content. It is preferable that it is the range of these. Although A 2 O content of the aluminosilicate is preferably as low as, for example, its content is 2 mass% or more, from the viewpoint of production easiness and the like of the adsorbent of the present invention. The content of A 2 O and Na 2 O in the aluminosilicate is measured by fluorescent X-ray analysis, specifically by the method of Examples described later.

前記のSiO2、Al23、A2O及びNa2O含有率を有するアルミノケイ酸塩を製造するためには、後述する(A)又は(B)の製造方法で本発明の吸着剤を製造し、且つその際に各原料の使用比率を調整すればよい。また、本発明の吸着剤中のSiO2、Al23、A2O及びNa2Oの各含有率の好ましい範囲としては、アルミノケイ酸塩中のSiO2、Al23、A2O及びNa2Oの各含有率の好ましい範囲として上記で挙げた数値範囲と同様の範囲が挙げられる。 In order to produce the aluminosilicate having the above-mentioned SiO 2 , Al 2 O 3 , A 2 O and Na 2 O content, the adsorbent of the present invention is used in the production method (A) or (B) described later. What is necessary is just to manufacture and to adjust the use ratio of each raw material in that case. As the SiO 2, Al 2 O 3, the preferred range of the content of A 2 O and Na 2 O in the adsorbent of the present invention, SiO 2, Al 2 O 3 in the aluminosilicate, A 2 O and the same range as the numerical range mentioned above can be cited as a preferable range of each content of Na 2 O.

本発明の吸着剤の形態は、粉末状、粒状(柱状、球状、板状、円筒状、ハニカム状も含む)等いずれの形態であってもよいが、粒度が2μm以上2000μm以下の粉体であることが、海水中のストロンチウム吸着用途に好適に用いることができるため好ましい。また例えば、本発明の吸着剤を必要により造粒又は成形加工等を行って粒状とすると、吸着塔に充填する用途の吸着剤として使用可能である。この場合、粒度が200μm以上10mm以下の粒状体であることがより好ましい。200μm以上の粒度の粒状体からなる場合、本発明の吸着剤を吸着塔に充填して通水した場合に、粒子が吸着塔内で詰まりにくく、吸着塔内で圧損が上昇することを防止できる。また、粒径が10mmより大きい場合はストロンチウムの吸着速度が遅くなり、吸着効率が悪くなるところ、粒度が10mm以下とすることで、吸着性能を高いものとすることができる。このような観点から、本発明の吸着剤を粒状体として使用する場合の吸着剤の粒度は、300μm以上10mm以下がより好ましい。本発明の吸着剤の粒度が特定範囲であることは、具体的には、JIS Z8801規格による各粒度に対応する目開きの篩を用いて確認でき、本発明の吸着剤の98質量%以上が目開きが10mmの篩を通り、98質量%以上が目開き212μmの篩を通らない場合、粒度が200μm以上10mm以下とする。また本発明の吸着剤の98質量%以上が目開きが10mmの篩を通り、98質量%以上が目開き300μmの篩を通らない場合、粒度が300μm以上であり10mm以下であるとする。また、本発明の吸着剤は、粒度が2000μm以下、或いは、1000μm以下であってもよい。本発明の吸着剤の98質量%以上が目開きが2mmの篩を通る場合、粒度が2000μm以下とし、本発明の吸着剤の98質量%以上が目開きが1mmの篩を通る場合、粒度が1000μm以下とする。   The form of the adsorbent of the present invention may be any form such as powder, granular (including columnar, spherical, plate-like, cylindrical, and honeycomb-like), but is a powder having a particle size of 2 μm or more and 2000 μm or less. It is preferable that it can be suitably used for strontium adsorption in seawater. Further, for example, if the adsorbent of the present invention is granulated or molded as necessary, it can be used as an adsorbent for filling an adsorption tower. In this case, it is more preferable that the particle size is 200 μm or more and 10 mm or less. In the case of a granular material having a particle size of 200 μm or more, when the adsorbent of the present invention is packed in the adsorption tower and passed through, it is possible to prevent particles from clogging in the adsorption tower and increase in pressure loss in the adsorption tower. . Further, when the particle size is larger than 10 mm, the adsorption rate of strontium is slowed and the adsorption efficiency is deteriorated. However, the adsorption performance can be improved by setting the particle size to 10 mm or less. From such a viewpoint, the particle size of the adsorbent when the adsorbent of the present invention is used as a granular material is more preferably 300 μm or more and 10 mm or less. Specifically, it can be confirmed that the particle size of the adsorbent of the present invention is in a specific range by using a sieve having an opening corresponding to each particle size according to the JIS Z8801 standard, and 98% by mass or more of the adsorbent of the present invention. When the mesh size passes through a 10 mm sieve and 98% by mass or more does not pass through a sieve having an aperture of 212 μm, the particle size is 200 μm or more and 10 mm or less. Further, when 98% by mass or more of the adsorbent of the present invention passes through a sieve having an aperture of 10 mm and 98% by mass or more does not pass through a sieve having an aperture of 300 μm, the particle size is assumed to be 300 μm or more and 10 mm or less. The adsorbent of the present invention may have a particle size of 2000 μm or less, or 1000 μm or less. When 98% by mass or more of the adsorbent of the present invention passes through a sieve having an opening of 2 mm, the particle size is 2000 μm or less, and when 98% by mass or more of the adsorbent of the present invention passes through a sieve of 1 mm of opening, the particle size is 1000 μm or less.

本発明の吸着剤が前記のアルミノケイ酸塩に加えて結合剤を有する粒状体である場合、吸着剤中の結合剤の量は、吸着性能を高める観点から、30質量%以下であることが好ましく、5質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上20質量%以下であることが特に好ましい。結合剤の量は、例えば造粒前の粉体のNa2OやBaO含有量及び結合剤中のNa2OやBaO含有量が既知である場合、粒状体のNa2OやBaO含有量を測定して、造粒前の粉体の含有量と比較することにより測定される。ここでいう結合剤としては、後述する有機系や無機系等の各種のものが挙げられる。 When the adsorbent of the present invention is a granule having a binder in addition to the aluminosilicate, the amount of the binder in the adsorbent is preferably 30% by mass or less from the viewpoint of enhancing the adsorption performance. It is more preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less. The amount of binder may be, for example, when Na 2 O and BaO Na 2 O content and the content of BaO and in the binder before granulation of the powder is known, the Na 2 O and BaO content of granulate It is measured by measuring and comparing with the content of the powder before granulation. Examples of the binder here include various organic and inorganic materials described later.

また、本発明の吸着剤は、後述するように、粉状体の形態として、不織布に固定された形態で用いることも好ましい。この場合の吸着剤の粒度としては、平均粒子径が2μm以上10μm以下であることが吸着剤の製造工程の中で、粉砕工程を容易に実施できるという観点から好ましく、最大粒子径が100μm以下であることが不織布に固定した際に、不織布からの吸着剤粒子の脱落を防止できるという観点から好ましい。これらの観点から不織布に固定して用いる場合の粉状体の吸着剤の粒度は、平均粒子径が2.5μm以上8μm以下、最大粒子径が74μm以下であることがより好ましい。ここでいう平均粒子径は、具体的にはレーザー回折・散乱式粒度分布測定法による小粒径側からの積算体積が50%になる粒径(D50)であり、また最大粒子径は同測定法による小粒径側からの積算体積が100%になる粒径(D100)である。平均粒子径及び最大粒子径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定法による装置により測定され、例えば、日機装社又はマイクロトラック・ベル社によるマイクロトラックで測定可能である。   Moreover, it is also preferable to use the adsorbent of this invention with the form fixed to the nonwoven fabric as a form of a powdery body so that it may mention later. In this case, the particle size of the adsorbent is preferably an average particle size of 2 μm or more and 10 μm or less from the viewpoint that the pulverization step can be easily performed in the production process of the adsorbent, and the maximum particle size is 100 μm or less. It is preferable from the viewpoint that the adsorbent particles can be prevented from falling off from the nonwoven fabric when fixed to the nonwoven fabric. From these viewpoints, the particle size of the powdery adsorbent when used fixed to a non-woven fabric is more preferably an average particle size of 2.5 μm to 8 μm and a maximum particle size of 74 μm or less. The average particle diameter here is specifically the particle diameter (D50) at which the integrated volume from the small particle diameter side by the laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method is 50%, and the maximum particle diameter is the same measurement. The particle size (D100) at which the cumulative volume from the small particle size side by the method becomes 100%. The average particle size and the maximum particle size are measured by an apparatus using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring method, and can be measured by, for example, a microtrack by Nikkiso Co., Ltd. or Microtrack Bell.

本発明の吸着剤は、以下(A)、(B)又は(C)の製造方法により製造されることが好ましい。
(A)Na−A型ゼオライトとバリウム含有水溶液とを混合して、Na−A型ゼオライト中のナトリウムをバリウムとイオン交換する工程(以下、「イオン交換工程1」ともいう)により製造する方法。
(B)ケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、アルカリ源と、水とを混合し、得られた混合液を40℃以上100℃以下の加熱下に保持して熟成させる工程(以下、「熟成工程」ともいう)により製造する方法。
(C)Na−A型ゼオライトを含む粒状体とバリウム含有水溶液とを混合して、Na−A型ゼオライトを含む粒状体中のナトリウムをバリウムとイオン交換する工程(以下、「イオン交換工程2」ともいう)により製造する方法。
The adsorbent of the present invention is preferably produced by the following production method (A), (B) or (C).
(A) A method in which Na-A zeolite and a barium-containing aqueous solution are mixed and sodium in the Na-A zeolite is ion-exchanged with barium (hereinafter also referred to as “ion exchange step 1”).
(B) A step of mixing a silicon source, an aluminum source, a barium source, an alkali source, and water, and aging the resulting mixture under heating at 40 ° C. to 100 ° C. Also referred to as “aging process”).
(C) A step of mixing the granular material containing Na-A type zeolite and the barium-containing aqueous solution to ion-exchange sodium in the granular material containing Na-A type zeolite with barium (hereinafter referred to as “ion exchange step 2”). (Also called).

まず、(A)の方法について説明する。本製造方法では上記の通り、バリウムイオンとイオン交換する対象としてNa−A型ゼオライトを用いることを特徴の一つとする。これはNa−A型ゼオライトが、バリウムイオンとイオン交換可能なNa成分が多いゼオライトであるため、これを用いることで、得られる吸着剤に含まれるアルミノケイ酸塩のバリウム含有率を高いものとすることができるためである。   First, the method (A) will be described. As described above, one of the features of this production method is that Na-A-type zeolite is used as an object to be ion-exchanged with barium ions. This is because the Na-A type zeolite is a zeolite with many Na components that can be ion-exchanged with barium ions. By using this, the barium content of the aluminosilicate contained in the adsorbent obtained is increased. Because it can.

バリウムイオンによってイオン交換されるNa−A型ゼオライトについては、特に製造履歴は問わない。いかなる原料から合成されたNa−A型ゼオライトであっても用いることができる。例えば、珪酸ソーダとアルミン酸ソーダ及び苛性ソーダを原料として合成した一般的なNa−A型ゼオライトの他に、石炭灰や製紙スラッジ焼却灰、アルミドロス残灰などをアルカリと反応させて得られるNa−A型ゼオライトも使用可能である。   For Na-A type zeolite ion-exchanged with barium ions, the production history is not particularly limited. Any Na-A zeolite synthesized from any raw material can be used. For example, in addition to general Na-A type zeolite synthesized using sodium silicate, sodium aluminate and caustic soda as raw materials, Na-obtained by reacting coal ash, paper sludge incineration ash, aluminum dross residual ash and the like with alkali. A-type zeolite can also be used.

バリウムイオンを用いたイオン交換方法については、例えば、水溶性のバリウム化合物の水溶液とNa−A型ゼオライトとを混合させて混合液を得る方法が挙げられる。水溶性のバリウム化合物としては、塩化バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム及び酢酸バリウムなどが挙げられ、これら1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。A型ゼオライトは酸性領域では徐々に溶解するため、水溶液のpHを中性付近としやすいもの、例えば塩化バリウムがゼオライトの結晶構造を安定に保つ点から好ましい。   Examples of the ion exchange method using barium ions include a method in which an aqueous solution of a water-soluble barium compound and Na-A type zeolite are mixed to obtain a mixed solution. Examples of the water-soluble barium compound include barium chloride, barium nitrate, barium hydroxide, and barium acetate, and these can be used alone or in combination. Since the A-type zeolite is gradually dissolved in the acidic region, a solution which tends to make the pH of the aqueous solution near neutral, for example, barium chloride is preferable from the viewpoint of keeping the crystal structure of the zeolite stable.

イオン交換の条件として、ゼオライトを前述の水溶性バリウム化合物の水溶液に分散させて得られるスラリー中のNa−A型ゼオライトの濃度が、3質量%以上30質量%以下であることが好適である。3質量%以上にスラリー中のNa−A型ゼオライトの濃度を高くする場合、イオン交換のための設備を一定規模以下のものとできるため設備効率を高める点で好ましい。また、スラリー中のNa−A型ゼオライトの濃度を30質量%以下とする場合、スラリーの粘度を一定程度以下とでき、撹拌動力が大きな攪拌機が不要であり、また、水溶性バリウム化合物をスラリーに溶解させることが容易となるため好ましい。この観点からスラリー中のNa−A型ゼオライトの濃度は、5質量%以上25質量%以下がより好ましく、10質量%以上20質量%以下が特に好ましい。またNa−A型ゼオライトをバリウム含有水溶液に分散させて得られるスラリーの濃度の好ましい範囲としては、当該スラリー中のNa−A型ゼオライトの濃度の好ましい範囲として上記で挙げた範囲と同様の範囲が挙げられる。   As a condition for ion exchange, it is preferable that the concentration of Na-A zeolite in a slurry obtained by dispersing zeolite in the aqueous solution of the water-soluble barium compound is 3% by mass or more and 30% by mass or less. When the concentration of the Na-A type zeolite in the slurry is increased to 3% by mass or more, the facility for ion exchange can be reduced to a certain scale or less, which is preferable in terms of increasing the facility efficiency. Further, when the concentration of Na-A type zeolite in the slurry is 30% by mass or less, the viscosity of the slurry can be kept to a certain level or less, a stirrer having a large stirring power is unnecessary, and a water-soluble barium compound is added to the slurry. It is preferable because it can be easily dissolved. From this viewpoint, the concentration of the Na-A type zeolite in the slurry is more preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less. Moreover, as a preferable range of the concentration of the slurry obtained by dispersing the Na-A type zeolite in the barium-containing aqueous solution, the same range as the range mentioned above as the preferable range of the concentration of the Na-A type zeolite in the slurry is the same range. Can be mentioned.

イオン交換における反応温度については特に制限はなく、加温してもよいし、常温でもイオン交換可能である。イオン交換における撹拌時間は30分〜5時間程度が好ましい。30分以上とすることにより、イオン交換率が低くなる危険を防止しやすい。この観点から、イオン交換において撹拌を継続する時間(以下、撹拌時間ともいう)は、1時間以上がより好ましい。撹拌時間が5時間超の場合、イオン交換率の上昇が飽和に達しやすいため、5時間以下とすることで製造効率を図ることができる。   There is no restriction | limiting in particular about the reaction temperature in ion exchange, Heating may be carried out and ion exchange is possible also at normal temperature. The stirring time in ion exchange is preferably about 30 minutes to 5 hours. By setting it as 30 minutes or more, it is easy to prevent the danger that an ion exchange rate will become low. From this viewpoint, the time for continuing stirring in ion exchange (hereinafter also referred to as stirring time) is more preferably 1 hour or longer. When the stirring time exceeds 5 hours, the increase in the ion exchange rate tends to reach saturation, so that the production efficiency can be improved by setting it to 5 hours or less.

イオン交換に使用する水溶性バリウム化合物の量としては、ゼオライトを前述の水溶性バリウム化合物の水溶液に分散させて得られるスラリーにおけるBaから換算されるBaOと、ゼオライト中のNa2Oとのモル比BaO/Na2Oが、0.04以上1.5以下となる量が好ましい。このモル比が0.04以上の場合、イオン交換率を一定程度以上としやすく、本製造方法で得られる吸着剤におけるアルミノケイ酸塩のBaO含有率を2質量%まで達することが容易である。逆に水溶性バリウム化合物を前記のモル比が1.5超となる量で使用した場合、イオン交換率が飽和に達し、水溶性バリウム化合物が反応母液中に残存して無駄になりやすい。この観点から、モル比BaO/Na2Oは、0.2以上1.5以下であることがより好ましく、0.4以上1.5以下であることが更に好ましく、1.0以上1.5以下であることが更に一層好ましい。イオン交換反応を終了した後に、反応後のスラリーを常法によりろ過した後、リパルプ洗浄し、得られた洗浄物を乾燥し、次いで得られた乾燥物を粉砕することにより、粉状体の本発明の吸着剤を得ることが出来る。粉状体の粒度は、0.4μm以上44μm以下の粒度を有することが好ましい((B)の方法においても同様)。 The amount of water-soluble barium compound used for ion exchange is the molar ratio of BaO converted from Ba in the slurry obtained by dispersing zeolite in the aqueous solution of water-soluble barium compound described above and Na 2 O in the zeolite. The amount that BaO / Na 2 O is 0.04 or more and 1.5 or less is preferable. When this molar ratio is 0.04 or more, the ion exchange rate is easily set to a certain level or more, and the BaO content of the aluminosilicate in the adsorbent obtained by this production method can easily reach 2% by mass. Conversely, when the water-soluble barium compound is used in an amount such that the molar ratio exceeds 1.5, the ion exchange rate reaches saturation, and the water-soluble barium compound tends to remain in the reaction mother liquor and is wasted. In this respect, the molar ratio BaO / Na 2 O is more preferably 0.2 or more and 1.5 or less, further preferably 0.4 or more and 1.5 or less, and 1.0 or more and 1.5 or less. More preferably, it is the following. After the ion exchange reaction is completed, the slurry after the reaction is filtered by a conventional method, washed with repulp, the obtained washed product is dried, and then the obtained dried product is pulverized to obtain a powdery substance. The adsorbent of the invention can be obtained. The particle size of the powder is preferably 0.4 μm or more and 44 μm or less (the same applies to the method (B)).

次いで、(B)の方法、つまり、ケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、アルカリ源と、水とを混合し、得られた混合液を40℃以上100℃以下の加熱下に保持して熟成させる工程を有する、ストロンチウム吸着剤の製造方法について説明する。   Next, the method (B), that is, a silicon source, an aluminum source, a barium source, an alkali source, and water are mixed, and the obtained mixed liquid is kept under heating at 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. A method for producing a strontium adsorbent having an aging step will be described.

ケイ素源としては、シリカ及び水中でケイ酸イオンの生成が可能なケイ素含有化合物が挙げられる。具体的には、湿式法シリカ、乾式法シリカ、コロイダルシリカ、ケイ酸ソーダ、アルミノシリケートゲルなどが挙げられる。これらのケイ素源は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのケイ素源のうち、ケイ酸ソーダを用いることが、溶液であることからアルミ源との反応性が良く、安価でもあるので、工業的実用性の観点から好ましい。   Examples of the silicon source include silica and silicon-containing compounds capable of generating silicate ions in water. Specific examples include wet method silica, dry method silica, colloidal silica, sodium silicate, aluminosilicate gel, and the like. These silicon sources can be used alone or in combination of two or more. Of these silicon sources, use of sodium silicate is preferable from the viewpoint of industrial practicality because it is a solution and has good reactivity with an aluminum source and is inexpensive.

アルミニウム源としては、例えば水溶性アルミニウム含有化合物や粉末状アルミニウムを用いることができる。水溶性アルミニウム含有化合物としては、具体的には、アルミン酸ナトリウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウムなどが挙げられる。また、水酸化アルミニウムも好適なアルミニウム源の一つである。これらのアルミニウム源は単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのアルミニウム源のうち、アルミン酸ナトリウムを用いることが、溶液であることからケイ素源との反応性が良く、アルミノケイ酸塩の製造が容易であるという観点から好ましい。   As the aluminum source, for example, a water-soluble aluminum-containing compound or powdered aluminum can be used. Specific examples of the water-soluble aluminum-containing compound include sodium aluminate, aluminum nitrate, and aluminum sulfate. Aluminum hydroxide is also a suitable aluminum source. These aluminum sources can be used alone or in combination of two or more. Of these aluminum sources, it is preferable to use sodium aluminate from the viewpoint that it is a solution and therefore has good reactivity with the silicon source and facilitates production of the aluminosilicate.

バリウム源としては、水溶性のバリウム化合物が挙げられる。そのようなバリウム化合物としては、例えば塩化バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム及び酢酸バリウムが挙げられる。これらのバリウム源は単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのバリウム源のうち、塩化バリウム又は水酸化バリウムを用いることが、他のバリウム化合物よりも溶解度が大きく、イオン交換後の廃液の処理が容易であるという観点から好ましい。   Examples of the barium source include water-soluble barium compounds. Examples of such barium compounds include barium chloride, barium nitrate, barium hydroxide, and barium acetate. These barium sources can be used alone or in combination of two or more. Of these barium sources, it is preferable to use barium chloride or barium hydroxide from the viewpoint of higher solubility than other barium compounds and easy treatment of the waste liquid after ion exchange.

アルカリ源としては、例えば水酸化ナトリウムを用いることができる。なお、シリカ源としてケイ酸ナトリウムを用いた場合やアルミニウム源としてアルミン酸ナトリウムを用いた場合、そこに含まれるアルカリ金属成分であるナトリウムは同時にNaOHとみなされ、アルカリ成分でもある。このため、後述するNa2Oは、特に断らない限り、混合液中のすべてのアルカリ成分の和として計算される。なお、本製造方法において、アルカリ源として用いられるアルカリ金属としては、一部又は全部としてナトリウムを用いることが必須であり、それら以外のアルカリ金属イオン、例えばカリウムイオンやリチウムイオンは、本製造方法において必須ではない。 As the alkali source, for example, sodium hydroxide can be used. When sodium silicate is used as the silica source or sodium aluminate is used as the aluminum source, sodium, which is an alkali metal component contained therein, is simultaneously regarded as NaOH and is also an alkali component. For this reason, Na 2 O described later is calculated as the sum of all alkali components in the mixed solution unless otherwise specified. In addition, in this manufacturing method, it is essential to use sodium as an alkali metal used as an alkali source, and other alkali metal ions such as potassium ion and lithium ion are used in this manufacturing method. Not required.

本製造方法においては、ケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、アルカリ源と、水とは、以下に示すモル比で表される組成の混合液となるように、混合する。以下のモル比を満たすことで、本発明の吸着剤が容易に製造できるため好ましい。
なお、以下の「Al23仕込み量から換算したA型ゼオライトNa2O・Al23・2SiO2・4.5H2Oより算出されるNa2O」とは、Al23仕込み量と同量のA型ゼオライトNa2O・Al23・2SiO2・4.5H2Oが生成したと仮定したときのこのゼオライトにおけるNa2Oの量を指す。このため「Al23仕込み量から換算したA型ゼオライトNa2O・Al23・2SiO2・4.5H2Oより算出されるNa2O」のモル量は、Al23の仕込みのモル量と等しい。
In this production method, a silicon source, an aluminum source, a barium source, an alkali source, and water are mixed so as to be a mixed liquid having a composition represented by a molar ratio shown below. It is preferable to satisfy the following molar ratio because the adsorbent of the present invention can be easily produced.
In the following the "Al 2 O 3 Na 2 are calculated from A-type zeolite Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 4.5H 2 O converted from the charged amount O" is, Al 2 O 3 were charged It refers to the amount of Na 2 O in this zeolite when it is assumed that the same amount of type A zeolite Na 2 O.Al 2 O 3 .2SiO 2 .4.5H 2 O is formed. Molar amount of the order "Al 2 O 3 Na 2 is calculated from converted from the charged amount A type zeolite Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 4.5H 2 O O " is the Al 2 O 3 Equal to the molar amount charged.

SiO2/Al23が1.8以上2.2以下
Na2O/SiO2が2.0以上3.0以下
Al23仕込み量から換算したA型ゼオライト Na2O・Al23・2SiO2・4.5H2Oより算出されるNa2Oに対するBaOの比BaO/Na2Oが0.04以上1.5以下、好ましくは0.4以上1.5以下
SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.8 or more and 2.2 or less Na 2 O / SiO 2 is 2.0 or more and 3.0 or less A-type zeolite converted from Al 2 O 3 charge amount Na 2 O · Al 2 O The ratio BaO / Na 2 O to Na 2 O calculated from 3 · 2SiO 2 · 4.5H 2 O is 0.04 to 1.5, preferably 0.4 to 1.5

混合液の組成において、特に好ましい上記のモル比としては、以下の範囲が挙げられる。
SiO2/Al23が1.9以上2.1以下
Na2O/SiO2が2.1以上2.7以下
Al23仕込み量から換算したA型ゼオライト Na2O・Al23・2SiO2・4.5H2Oより算出されるNa2Oのモル当量に対するBaOのモル当量の比BaO/Na2Oが0.5以上1.2以下
In the composition of the mixed solution, the particularly preferable molar ratio includes the following ranges.
SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.9 or more and 2.1 or less Na 2 O / SiO 2 is 2.1 or more and 2.7 or less A-type zeolite converted from Al 2 O 3 charge amount Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 4.5H 2 ratio BaO / Na 2 O of BaO molar equivalents relative molar equivalent of Na 2 O, which is calculated from the O 0.5 to 1.2

混合液を得るための各原料の添加順序としては、水とケイ素源を混合して得られたケイ素含有液と、水とアルミニウム源を混合して得られたアルミニウム含有液と、水とバリウム源とを混合して得られたバリウム含有液とをそれぞれ用意し、これら3種の液を混合する方法が本発明の吸着剤を容易に得やすい観点から好ましい。アルカリ源は、ケイ素含有液、アルミニウム含有液及びバリウム含有液のいずれか1又は2以上に予め添加してもよいし、ケイ素含有液、アルミニウム含有液及びバリウム含有液を全て混合して得られた混合液にアルカリ源を混合してもよい。好ましくは、混合前のケイ素含有液及び/又はアルミニウム含有液にアルカリ源を含有させておくことが好ましい。   The order of addition of each raw material to obtain a mixed liquid is as follows: a silicon-containing liquid obtained by mixing water and a silicon source, an aluminum-containing liquid obtained by mixing water and an aluminum source, and a water and barium source A method of preparing each of the barium-containing liquids obtained by mixing and mixing these three liquids is preferable from the viewpoint of easily obtaining the adsorbent of the present invention. The alkali source may be added in advance to any one or more of the silicon-containing liquid, the aluminum-containing liquid, and the barium-containing liquid, or is obtained by mixing all of the silicon-containing liquid, the aluminum-containing liquid, and the barium-containing liquid. You may mix an alkali source with a liquid mixture. Preferably, an alkali source is contained in the silicon-containing liquid and / or the aluminum-containing liquid before mixing.

ケイ素含有液、アルミニウム含有液及びバリウム含有液の混合の仕方は、例えば以下の(1)〜(3)の方法が好ましく、(1)及び(3)の方法がより好ましく、(1)の方法が特に好ましい。
(1)ケイ素含有液及びバリウム含有液を混合し、得られた混合液にアルミニウム含有液を混合する方法
(2)アルミニウム含有液及びバリウム含有液を混合し、得られた混合液にケイ素含有液を混合する方法
(3)ケイ素含有液及びアルミニウム含有液を混合し、得られた混合液にバリウム含有液を混合する方法
The method of mixing the silicon-containing liquid, the aluminum-containing liquid and the barium-containing liquid is, for example, preferably the following methods (1) to (3), more preferably the methods (1) and (3), and the method (1). Is particularly preferred.
(1) Method of mixing silicon-containing liquid and barium-containing liquid, and mixing aluminum-containing liquid with the obtained mixed liquid (2) Mixing aluminum-containing liquid and barium-containing liquid, and silicon-containing liquid into the obtained mixed liquid (3) A method of mixing a silicon-containing liquid and an aluminum-containing liquid, and mixing a barium-containing liquid with the obtained mixed liquid

上記のようにしてケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、アルカリ源と、水とを混合して得られた混合液を、40℃以上100℃以下の加熱下に保持して熟成させる。得られる吸着剤の性能を高める観点から、加熱温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、60℃以上95℃以下がより好ましい。また、加熱温度が上記範囲であることを前提にして、加熱時間は、1時間以上10時間以下が好ましく、2時間以上5時間以下がより好ましい。
この熟成工程は、常圧下で行うことが出来る。
The liquid mixture obtained by mixing the silicon source, the aluminum source, the barium source, the alkali source, and water as described above is aged while being kept under heating at 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. From the viewpoint of enhancing the performance of the adsorbent obtained, the heating temperature is preferably 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and more preferably 60 ° C. or higher and 95 ° C. or lower. Further, on the assumption that the heating temperature is in the above range, the heating time is preferably 1 hour or more and 10 hours or less, and more preferably 2 hours or more and 5 hours or less.
This aging step can be performed under normal pressure.

熟成反応後のスラリーを常法によりろ過した後、リパルプ洗浄し、得られた洗浄物を乾燥し、次いで得られた乾燥物を粉砕することにより、粉状体の吸着剤を得ることが出来る。   The slurry after the aging reaction is filtered by a conventional method, then washed with repulp, the obtained washed product is dried, and then the obtained dried product is pulverized to obtain a powdery adsorbent.

次いで、(C)の方法、つまり、Na−A型ゼオライトを含む粒状体とバリウム含有水溶液とを混合して、Na−A型ゼオライトを含む粒状体中のナトリウムをバリウムとイオン交換するイオン交換工程2を有する、ストロンチウム吸着剤の製造方法について説明する。
なお、本発明では(C)の製造方法を採用することにより、前述した(A)又は(B)の製造方法で得られる粉状体を粒状体に加工した吸着剤に比べ、粉粒体自体の耐久性が向上し、更にストロンチウム吸着能もいっそう向上することから、本発明では、特に粒状体状の吸着剤を得る場合、(C)の方法を好ましく採用している。
Next, the method of (C), that is, an ion exchange step of mixing the granular material containing Na-A type zeolite and the barium-containing aqueous solution to ion-exchange sodium in the granular material containing Na-A type zeolite with barium. The manufacturing method of the strontium adsorbent which has 2 is demonstrated.
In addition, in this invention, compared with the adsorbent which processed the powdery body obtained by the manufacturing method of (A) or (B) mentioned above into the granular material by employ | adopting the manufacturing method of (C), granular material itself In the present invention, the method (C) is preferably employed particularly in the case of obtaining a particulate adsorbent, since the durability of the strontium is further improved and the strontium adsorption ability is further improved.

Na−A型ゼオライトを含む粒状体は、Na−A型ゼオライトと結合剤とを混練したのち、所望の形状に成形し、乾燥、必要に応じて焼成したものである。
Na−A型ゼオライトを含む粒状体の形状は、例えば、球状、板状、柱状、円筒状、ハニカム状等の形状が挙げられる。本製造方法では、Na−A型ゼオライトを含む粒状体の形状を、そのまま最終製品の吸着剤の形状とすることができる。このため、最終的な吸着剤の形状を考慮して使用するNa−A型ゼオライトを含む粒状体の形状を適宜選択することが好ましい。
The granule containing the Na-A type zeolite is obtained by kneading the Na-A type zeolite and a binder, then forming into a desired shape, drying, and firing if necessary.
Examples of the shape of the granular material containing Na-A zeolite include a spherical shape, a plate shape, a columnar shape, a cylindrical shape, and a honeycomb shape. In this manufacturing method, the shape of the granular material containing Na-A type zeolite can be used as it is as the shape of the adsorbent of the final product. For this reason, it is preferable to select the shape of the granular material containing the Na-A type zeolite used in consideration of the shape of the final adsorbent.

Na−A型ゼオライトを含む粒状体は、Na−A型ゼオライトを50質量%以上、好ましくは70質量%以上95質量%以下含むものがBaイオン交換可能なNaを確保できるとともに、結合剤(バインダー)の量も適量範囲であるという観点から好ましい。
Na−A型ゼオライトを含む粒状体は、粒度が200μm以上10mm以下の粒状体であることがより好ましく、いっそう好ましくは300μm以上10mm以下である。
Na−A型ゼオライトを含む粒状体は、公知の方法により製造することができ、また、Na−A型ゼオライトを含む粒状体自身は、市販されており、これら市販品も好適に用いることが出来る。
The granular material containing Na-A type zeolite is capable of securing Na capable of Ba ion exchange and containing Na-A type zeolite in an amount of 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more and 95% by mass or less. ) Is also preferable from the viewpoint of being in an appropriate amount range.
The granular material containing Na-A type zeolite is more preferably a granular material having a particle size of 200 μm or more and 10 mm or less, and more preferably 300 μm or more and 10 mm or less.
The granule containing Na-A type zeolite can be produced by a known method, and the granule itself containing Na-A type zeolite is commercially available, and these commercially available products can also be suitably used. .

Na−A型ゼオライトを含む粒状体を製造する方法の一例を示せば、Na−A型ゼオライトと結合剤とを混練したのち、所望の形状に成形し、乾燥、必要に応じて焼成することにより製造することが出来る。
前記Na−A型ゼオライトについては、特に製造履歴は問わない。いかなる原料から合成されたNa−A型ゼオライトであっても用いることができる。例えば、珪酸ソーダとアルミン酸ソーダ及び苛性ソーダを原料として合成した一般的なNa−A型ゼオライトの他に、石炭灰や製紙スラッジ焼却灰、アルミドロス残灰などをアルカリと反応させて得られるNa−A型ゼオライトも使用可能である。
前記結合剤としては特に制限は無い。無機系の結合剤(以下、「無機結合剤」とする)や有機系の結合剤(以下、「有機結合剤」とする)のいずれか一方又は両方が使用可能である。
前記無機結合剤としては、珪酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、シリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル、カオリナイト、ハロイサイト、ボルクレー、ベントナイト、酸性白土、アタパルジャイト、ヘクトライト、木節粘土、セピオライトなどのカオリン系、スメクタイト族、パリゴルスカイト族の可塑性粘土などの粘土鉱物が挙げられ、これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用可能である。
有機結合剤としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系材料、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイドなどの高分子系材料が挙げられ、これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用可能である。
前記結合剤の添加量は、少ない方が好ましいが、成形体の強度などの兼ね合いから、成形体中の非Na−A型ゼオライト成分が25質量%以下、多くの場合10質量%以上25質量%以下の範囲になるように配合する。なお、所望により、結合剤の他に、成形体のマイクロポアを調整するために、例えば、セルロースパウダーや水溶性高分子を少量配合されていてもよい。
かかる混合物を適量の水と共に混練したのち、所望の成形機で成形又は造粒するが一般的には、押出し成形又は転動造粒法が好適である。
得られた粒状体は、強度を得るため、例えば100〜120℃程度で乾燥し、次いで、必要により、500〜700℃で焼成を行うことにより、Na−A型ゼオライトを含む粒状体を得ることが出来る。
An example of a method for producing a granular material containing Na-A type zeolite is as follows. After kneading Na-A type zeolite and a binder, it is molded into a desired shape, dried, and calcined as necessary. Can be manufactured.
Regarding the Na-A type zeolite, the production history is not particularly limited. Any Na-A zeolite synthesized from any raw material can be used. For example, in addition to general Na-A zeolite synthesized using sodium silicate, sodium aluminate and caustic soda as raw materials, Na-obtained by reacting coal ash, paper sludge incineration ash, aluminum dross residual ash and the like with alkali. A-type zeolite can also be used.
There is no restriction | limiting in particular as said binder. Either or both of an inorganic binder (hereinafter referred to as “inorganic binder”) and an organic binder (hereinafter referred to as “organic binder”) can be used.
Examples of the inorganic binder include sodium silicate, sodium aluminate, silica sol, alumina sol, titania sol, zirconia sol, kaolinite, halloysite, volclay, bentonite, acid clay, attapulgite, hectorite, kibushi clay, sepiolite, and other kaolin systems, Examples include clay minerals such as smectite group and palygorskite group plastic clay, and these can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the organic binder include cellulosic materials such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, and polymer materials such as polyethylene glycol and polyethylene oxide, which can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the binder to be added is preferably small, but from the viewpoint of the strength of the molded body, the non-Na-A type zeolite component in the molded body is 25% by mass or less, often 10% by mass to 25% by mass. It mix | blends so that it may become the following ranges. If desired, in addition to the binder, a small amount of cellulose powder or water-soluble polymer may be blended in order to adjust the micropores of the molded body.
Such a mixture is kneaded with an appropriate amount of water and then molded or granulated with a desired molding machine. In general, extrusion molding or rolling granulation is preferred.
In order to obtain strength, the obtained granule is dried at, for example, about 100 to 120 ° C., and then calcined at 500 to 700 ° C., if necessary, to obtain a granule containing Na-A type zeolite. I can do it.

バリウムイオンを用いたイオン交換方法及びイオン交換における反応温度については、前述した(A)のイオン交換工程1の方法に準じて行うことができるので、以下にそれ以外の条件について説明する。
イオン交換の条件としては、Na−A型ゼオライトを含む粒状体を水溶性バリウム化合物の水溶液に分散させて得られるスラリー中のNa−A型ゼオライトを含む粒状体の濃度が、好ましくは5質量%以上50質量%以下、より好ましくは7質量%以上30質量%以下であることが、イオン交換に使用する交換槽の容量を適正に保ち、イオン交換反応時にゆるい撹拌が可能となる観点から好適である。なお、Na−A型ゼオライトを含む粒状体をバリウム含有水溶液に分散させて得られるスラリーの濃度の好ましい範囲としては、当該スラリー中のNa−A型ゼオライトを含む粒状体の濃度の好ましい範囲として上記で挙げた範囲と同様の範囲が挙げられる。また上記と同様の観点から、Na−A型ゼオライトを含む粒状体を水溶性バリウム化合物の水溶液に分散させて得られるスラリー中のNa−A型ゼオライトの濃度の好ましい範囲としては、3質量%以上30質量%以下であることが好適であり、5質量%以上25質量%以下がより好ましく、10質量%以上20質量%以下が特に好ましい。
Since the ion exchange method using barium ions and the reaction temperature in the ion exchange can be performed in accordance with the method of the ion exchange step 1 of (A) described above, other conditions will be described below.
As a condition for ion exchange, the concentration of the granular material containing Na-A zeolite in the slurry obtained by dispersing the granular material containing Na-A zeolite in an aqueous solution of a water-soluble barium compound is preferably 5% by mass. More than 50 mass%, more preferably 7 mass% or more and 30 mass% or less is preferable from the viewpoint that the capacity of the exchange tank used for ion exchange is appropriately maintained and loose stirring is possible during the ion exchange reaction. is there. In addition, as a preferable range of the concentration of the slurry obtained by dispersing the granular material containing Na-A type zeolite in the barium-containing aqueous solution, the preferable range of the concentration of the granular material containing Na-A type zeolite in the slurry is as described above. The range similar to the range mentioned in (4) is mentioned. From the same viewpoint as described above, a preferable range of the concentration of the Na-A type zeolite in the slurry obtained by dispersing the granular material containing the Na-A type zeolite in the aqueous solution of the water-soluble barium compound is 3% by mass or more. It is preferably 30% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less.

イオン交換に使用する水溶性バリウム化合物の量としては、Na−A型ゼオライトを含む粒状体を前述の水溶性バリウム化合物の水溶液に分散させて得られるスラリーにおけるBaから換算されるBaOと、Na−A型ゼオライトを含む粒状体中のNa2Oとのモル比BaO/Na2Oが、0.04以上1.5以下となる量が好ましい。このモル比が0.04以上の場合、イオン交換率を一定程度以上としやすく、本製造方法で得られる吸着剤におけるアルミノケイ酸塩のBaO含有率を2質量%まで達することが容易である。逆に水溶性バリウム化合物を前記のモル比が1.5超となる量で使用した場合、イオン交換率が飽和に達し、水溶性バリウム化合物が反応母液中に残存して無駄になりやすい。イオン交換反応を終了した後に、反応後のスラリーを常法によりろ過した後、必要によりリパルプ洗浄し、得られた洗浄物を乾燥し、次いで得られた乾燥物を必要により解砕することにより、粒状体からなる吸着剤を得ることが出来る。この観点から、モル比BaO/Na2Oは、0.2以上1.5以下であることがより好ましく、0.4以上1.5以下であることが更に好ましく、1.0以上1.5以下であることが更に一層好ましい。 As the amount of the water-soluble barium compound used for ion exchange, BaO converted from Ba in the slurry obtained by dispersing the granular material containing Na-A type zeolite in the aqueous solution of the water-soluble barium compound, Na- mole ratio BaO / Na 2 O with Na 2 O of the granulate containing the a-type zeolite, preferably an amount that 0.04 to 1.5. When this molar ratio is 0.04 or more, the ion exchange rate is easily set to a certain level or more, and the BaO content of the aluminosilicate in the adsorbent obtained by this production method can easily reach 2% by mass. Conversely, when the water-soluble barium compound is used in an amount such that the molar ratio exceeds 1.5, the ion exchange rate reaches saturation, and the water-soluble barium compound tends to remain in the reaction mother liquor and is wasted. After the ion exchange reaction is completed, the slurry after the reaction is filtered by a conventional method, then repulp washed if necessary, the obtained washed product is dried, and then the obtained dried product is crushed as necessary. An adsorbent comprising a granular material can be obtained. In this respect, the molar ratio BaO / Na 2 O is more preferably 0.2 or more and 1.5 or less, further preferably 0.4 or more and 1.5 or less, and 1.0 or more and 1.5 or less. More preferably, it is the following.

上記のようにして(A)又は(B)の方法で得られた本発明の吸着剤は、例えば不織布などの各種の吸着シートやマットに使用する場合の、そのまま粉状体として材料を加工する際に添加することにより用いられる。不織布に吸着剤を固定する具体的な方法としては、粉状の吸着剤を、エマルジョン化した樹脂バインダとともに、水に分散させ、これに、不織布を含浸添着させたのち乾燥する方法が挙げられる。この樹脂バインダとしては、例えば、ラテックスバインダ、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、アクリレートの共重合体、メタクリレートの共重合体、スチレンブタジエン共重合体、スチレンアクリル共重合体、エチレンビニルアセテート共重合体、ニトリルゴム、アクリルニトリルブタジエン共重合体、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。不織布としては例えばポリエステル及び/又はポリオレフィン繊維で構成されるものが用いられる。不織布に固定する前に必要に応じ、吸着剤の粒度を上記の平均粒子径2μm以上10μm以下の範囲に調整することが好ましい。
このように吸着剤を塗布した不織布を、例えば吸着剤を塗布した面を内側にして巻回した形態とすることで、水処理に好適に用いることができる。
なお、不織布に本発明の粉状の吸着剤を固定化する方法としては、先にNa−A型ゼオライトを不織布に前述したように固定化した後、バリウムイオンとのイオン交換処理を行ってもよい。
The adsorbent of the present invention obtained by the method (A) or (B) as described above is processed into a powder as it is when used for various adsorbing sheets and mats such as non-woven fabrics. It is used by adding at the time. As a specific method for fixing the adsorbent to the nonwoven fabric, there is a method in which a powdery adsorbent is dispersed in water together with an emulsified resin binder, and the nonwoven fabric is impregnated and dried, followed by drying. Examples of the resin binder include latex binder, polyacrylate, polymethacrylate, acrylate copolymer, methacrylate copolymer, styrene butadiene copolymer, styrene acrylic copolymer, ethylene vinyl acetate copolymer, and nitrile rubber. , Acrylonitrile butadiene copolymer, polyvinyl alcohol and the like. As the nonwoven fabric, for example, those composed of polyester and / or polyolefin fibers are used. Before fixing to the nonwoven fabric, it is preferable to adjust the particle size of the adsorbent to a range of the above average particle diameter of 2 μm to 10 μm as necessary.
Thus, the nonwoven fabric which apply | coated the adsorbent can be used suitably for water treatment, for example by setting it as the form wound by making the surface which apply | coated the adsorbent inside.
In addition, as a method of immobilizing the powdery adsorbent of the present invention on the nonwoven fabric, the Na-A-type zeolite may be immobilized on the nonwoven fabric as described above, and then ion exchange treatment with barium ions may be performed. Good.

前記(A)又は(B)の製造方法で得られる粉状体である本発明の吸着剤を粒状体に加工する場合、通常、結合剤を用いる。この結合剤としては特に制限は無い。無機系の結合剤(以下、「無機結合剤」とする)や有機系の結合剤(以下、「有機結合剤」とする)のいずれか一方又は両方が使用可能である。   When processing the adsorbent of this invention which is a powdery body obtained by the manufacturing method of said (A) or (B) into a granular material, a binder is normally used. There is no restriction | limiting in particular as this binder. Either or both of an inorganic binder (hereinafter referred to as “inorganic binder”) and an organic binder (hereinafter referred to as “organic binder”) can be used.

無機結合剤としては、珪酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、シリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル、ベントナイト、モンモリロナイトなどの粘土鉱物が挙げられ、これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用可能である。   Examples of the inorganic binder include clay minerals such as sodium silicate, sodium aluminate, silica sol, alumina sol, titania sol, zirconia sol, bentonite and montmorillonite, and these can be used alone or in combination of two or more.

有機結合剤としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系材料、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイドなどの高分子系材料が挙げられ、これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用可能である。   Examples of the organic binder include cellulosic materials such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, and polymer materials such as polyethylene glycol and polyethylene oxide, which can be used alone or in combination of two or more.

これらの各種結合剤を用いて粉状体である本発明の吸着剤を粒状体とする場合、各種結合剤を、混錬機などで混錬したのち、押し出し造粒機などにより成形され、乾燥、必要に応じて焼成したのち、解砕などの手法により所定粒度に整粒すればよい。   When the adsorbent of the present invention, which is a powdered body, is made into a granular body using these various binders, the various binders are kneaded with a kneader or the like, then molded with an extrusion granulator or the like, and dried. After firing as necessary, the particles may be sized to a predetermined particle size by a method such as crushing.

上記(A)及び(B)の製造方法により得られた粉状体の吸着剤を造粒加工した粒状体の吸着剤は、吸着容器又は吸着塔に充填されて放射性ストロンチウムを含有する水処理システムの吸着剤として好適に使用することが出来る。また、上記(C)の方法により得られる粉粒は、そのまま吸着容器又は吸着塔に充填されて放射性ストロンチウムを含有する水処理システムの吸着剤として好適に使用することが出来る。しかし、この形態に限定されず、本発明の吸着剤は、不織布等に固定させる等の各種の形態として放射性ストロンチウムを含有する水処理システムの吸着剤として好適に使用することが出来る。   The granular adsorbent obtained by granulating the powdery adsorbent obtained by the production methods (A) and (B) above is packed in an adsorption vessel or adsorption tower and contains a radioactive strontium water treatment system. It can be suitably used as an adsorbent. Moreover, the powder obtained by the method (C) can be suitably used as an adsorbent for a water treatment system containing a radioactive strontium as it is filled in an adsorption vessel or an adsorption tower. However, the present invention is not limited to this form, and the adsorbent of the present invention can be suitably used as an adsorbent for a water treatment system containing radioactive strontium as various forms such as fixing to a nonwoven fabric.

以下、本発明を実施例により説明する。特に断らない限り「%」は「質量%」を表す。実施例で使用した評価装置及び測定条件は以下のとおりである。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. Unless otherwise specified, “%” represents “mass%”. The evaluation apparatus and measurement conditions used in the examples are as follows.

<評価装置及び測定条件>
・X線回折:測定条件としては、上述した通りとした。
・ICP−AES:Varian社720−ESを用いた。Caの測定波長は373.690nm、Srの測定波長は216.596nmとしてCa及びSrの濃度測定を行った。標準試料はCa408.9ppm、Sr7.19ppmの人工海水の水溶液を使用した。
・蛍光X線分析:リガク社製 ZSX100eを用いた。測定条件は、管球:Rh(4kW)、雰囲気:真空、分析窓材:Be(厚み30μm)、測定モード:SQX分析(EZスキャン)、測定径:30mmφとして全元素測定を行った。測定結果は酸化物換算で表示された。
<Evaluation equipment and measurement conditions>
X-ray diffraction: Measurement conditions were as described above.
ICP-AES: Varian 720-ES was used. The Ca and Sr concentrations were measured with a measurement wavelength of Ca of 373.690 nm and a measurement wavelength of Sr of 216.596 nm. The standard sample used was an aqueous solution of artificial seawater with Ca 408.9 ppm and Sr 7.19 ppm.
-X-ray fluorescence analysis: ZSX100e manufactured by Rigaku Corporation was used. Measurement conditions were tube element: Rh (4 kW), atmosphere: vacuum, analysis window material: Be (thickness 30 μm), measurement mode: SQX analysis (EZ scan), measurement diameter: 30 mmφ, and all element measurements were performed. The measurement results were displayed in terms of oxide.

以下の実施例1〜5は上記(A)の製造方法でアルミノケイ酸塩を製造して吸着剤とした例である。
<実施例1>
Na−A型ゼオライト(日本化学工業株式会社製 Na−100P)50gを200gのイオン交換水に分散させて20%スラリーを調製した。塩化バリウム20%水溶液を調製して、Na−A型ゼオライトのNa2O(17.0%)の0.4当量に相当する塩化バリウム水溶液を添加した。バリウム添加後のスラリーに占めるNa−A型ゼオライトの割合は16.3%であった。得られたスラリーを50℃に加温して、50℃で2時間撹拌を継続して、イオン交換を行った。イオン交換終了後、常法によりろ過・リパルプ洗浄・乾燥・粉砕して実施例1のアルミノケイ酸塩試料を得た。この試料の粒度は0.4μm以上22μm以下の範囲のものであった。
Examples 1 to 5 below are examples in which an aluminosilicate is produced by the production method of (A) and used as an adsorbent.
<Example 1>
A 20% slurry was prepared by dispersing 50 g of Na-A type zeolite (Na-100P manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) in 200 g of ion-exchanged water. A 20% aqueous solution of barium chloride was prepared, and an aqueous solution of barium chloride corresponding to 0.4 equivalent of Na 2 O (17.0%) of Na-A zeolite was added. The proportion of Na-A type zeolite in the slurry after addition of barium was 16.3%. The resulting slurry was heated to 50 ° C., and stirring was continued at 50 ° C. for 2 hours to perform ion exchange. After the ion exchange was completed, filtration, repulp washing, drying, and pulverization were performed by a conventional method to obtain an aluminosilicate sample of Example 1. The particle size of this sample was in the range of 0.4 μm to 22 μm.

<実施例2>
Na−A型ゼオライトのNa2O(17.0%)の1.2当量に相当する塩化バリウム水溶液を添加したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2のアルミノケイ酸塩試料を得た。この試料の粒度は0.4μm以上22μm以下の範囲のものであった。またNa−A型ゼオライトと塩化バリウム水溶液とを混合して得られたスラリーに占めるNa−A型ゼオライトの割合は11.9%であった。
<Example 2>
The aluminosilicate sample of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an aqueous barium chloride solution corresponding to 1.2 equivalents of Na 2 O (17.0%) of the Na-A type zeolite was added. Obtained. The particle size of this sample was in the range of 0.4 μm to 22 μm. Moreover, the ratio of the Na-A type zeolite to the slurry obtained by mixing the Na-A type zeolite and the barium chloride aqueous solution was 11.9%.

<実施例3>
Na−A型ゼオライトのNa2O(17.0%)の1.5当量に相当する塩化バリウム水溶液を添加したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3のアルミノケイ酸塩試料を得た。この試料の粒度は0.4μm以上22μm以下の範囲のものであった。またNa−A型ゼオライトと塩化バリウム水溶液とを混合して得られたスラリーに占めるNa−A型ゼオライトの割合は10.8%であった。
<Example 3>
The aluminosilicate sample of Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an aqueous barium chloride solution corresponding to 1.5 equivalents of Na 2 O (17.0%) of Na-A zeolite was added. Obtained. The particle size of this sample was in the range of 0.4 μm to 22 μm. Moreover, the ratio of the Na-A type zeolite to the slurry obtained by mixing the Na-A type zeolite and the barium chloride aqueous solution was 10.8%.

<実施例4>
Na−A型ゼオライト(日本化学工業(株) Na−100P) 50gを300gのイオン交換水に分散させて16.7%のスラリーを調製した。塩化バリウム20%水溶液を調製して、Na−A型ゼオライトのNa2O(17.0%)の0.05当量に相当する塩化バリウム水溶液を添加した。バリウム添加後のスラリーに占めるNa−A型ゼオライトの割合は、16.3%であった。得られたスラリーを50℃に加温して、50℃で2時間撹拌を継続して、イオン交換を行った。イオン交換終了後、常法により、ろ過、リパルプ洗浄、乾燥、粉砕してアルミノケイ酸塩試料を得た。この試料の粒度は0.4μm以上22μm以下の範囲のものであった。
<Example 4>
16.7% slurry was prepared by dispersing 50 g of Na-A type zeolite (Nippon Chemical Industry Co., Ltd. Na-100P) in 300 g of ion-exchanged water. A 20% aqueous solution of barium chloride was prepared, and an aqueous solution of barium chloride corresponding to 0.05 equivalent of Na 2 O (17.0%) of Na-A type zeolite was added. The proportion of Na-A type zeolite in the slurry after addition of barium was 16.3%. The resulting slurry was heated to 50 ° C., and stirring was continued at 50 ° C. for 2 hours to perform ion exchange. After the ion exchange, filtration, repulp washing, drying and pulverization were carried out by a conventional method to obtain an aluminosilicate sample. The particle size of this sample was in the range of 0.4 μm to 22 μm.

<実施例5>
Na−A型ゼオライト(日本化学工業(株) Na−100P) 50gを300gのイオン交換水に分散させて16.7%のスラリーを調製した。塩化バリウム20%水溶液を調製して、Na−A型ゼオライトのNa2O(17.0%)の0.1当量に相当する塩化バリウム水溶液を添加した。バリウム添加後のスラリーに占めるNa−A型ゼオライトの割合は、15.9%であった。得られたスラリーを50℃に加温して、50℃で2時間撹拌を継続して、イオン交換を行った。イオン交換終了後、常法により、ろ過、リパルプ洗浄、乾燥、粉砕してアルミノケイ酸塩試料を得た。この試料の粒度は0.4μm以上22μm以下の範囲のものであった。
<Example 5>
16.7% slurry was prepared by dispersing 50 g of Na-A type zeolite (Nippon Chemical Industry Co., Ltd. Na-100P) in 300 g of ion-exchanged water. A 20% aqueous solution of barium chloride was prepared, and an aqueous solution of barium chloride corresponding to 0.1 equivalent of Na 2 O (17.0%) of Na-A type zeolite was added. The proportion of Na-A type zeolite in the slurry after addition of barium was 15.9%. The resulting slurry was heated to 50 ° C., and stirring was continued at 50 ° C. for 2 hours to perform ion exchange. After the ion exchange, filtration, repulp washing, drying and pulverization were carried out by a conventional method to obtain an aluminosilicate sample. The particle size of this sample was in the range of 0.4 μm to 22 μm.

<比較例1>
Na−A型ゼオライト(日本化学工業株式会社製 Na−100P)そのものを比較例1のアルミノケイ酸塩試料として用いた。
<Comparative Example 1>
Na-A type zeolite (Na-100P manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) itself was used as the aluminosilicate sample of Comparative Example 1.

<比較例2>
Na−A型ゼオライト(日本化学工業株式会社製 Na−100P)に代えてY型ゼオライト(日本化学工業社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2のアルミノケイ酸塩試料を得た。このY型ゼオライトは、以下のようにして製造したものである。
アルミン酸ソーダ水溶液(Al2320.3%、Na2O18.9%、H2O60.8%)167.1kgに25%苛性ソーダ97.1kg、イオン交換水232.1kgを加えて混合してアルミ調製液496.3kgを作成した。3号珪酸ソーダ(SiO229.0%、Na2O9.5%、H2O61.5%)698.3kgにホワイトカーボン71.2kg、イオン交換水300kgを加えて混合して、シリカ調製液1069.5kgを作成した。アルミ調製液にシリカ調製液を加えてアルミノ珪酸ナトリウムゲルを作成した。このゲルの組成は次の通りである。
SiO2/Al23=13.35、Na2O/SiO2=0.42、H2O/Na2O=33.70
このアルミノ珪酸ナトリウムゲルを室温で48時間撹拌した後、93℃で48時間結晶化を行った。得られた結晶化物を以下常法によりろ過・洗浄・乾燥・粉砕して、Y型ゼオライトを得た。
<Comparative Example 2>
Aluminosilicate of Comparative Example 2 in the same manner as in Example 1 except that Y-type zeolite (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of Na-A type zeolite (Nippon Chemical Industry Co., Ltd. Na-100P). A salt sample was obtained. This Y-type zeolite is produced as follows.
Aqueous solution of sodium aluminate (Al 2 O 3 20.3%, Na 2 O18.9%, H 2 O60.8%) 167.1kg 25% caustic soda 97.1Kg, and mixed with ion-exchanged water 232.1kg As a result, 496.3 kg of an aluminum preparation solution was prepared. No. 3 sodium silicate (SiO 2 29.0%, Na 2 O 9.5%, H 2 O 61.5%) 698.3 kg, white carbon 71.2 kg and ion-exchanged water 300 kg were added and mixed to prepare a silica preparation solution 1069.5 kg was prepared. A silica preparation solution was added to the aluminum preparation solution to prepare a sodium aluminosilicate gel. The composition of this gel is as follows.
SiO 2 / Al 2 O 3 = 13.35, Na 2 O / SiO 2 = 0.42, H 2 O / Na 2 O = 33.70
This sodium aluminosilicate gel was stirred at room temperature for 48 hours and then crystallized at 93 ° C. for 48 hours. The obtained crystallized product was filtered, washed, dried and pulverized by a conventional method to obtain a Y-type zeolite.

〔測定及び評価〕
各実施例及び比較例の各試料について、以下の測定及び評価を行った。
[Measurement and evaluation]
The following measurements and evaluations were performed for each sample of each example and comparative example.

<アルミノケイ酸塩の組成分析>
上記の測定装置及び条件により蛍光X線分析を行い、各実施例及び各比較例のアルミノケイ酸塩試料におけるNa2O、SiO2、Al23及びBaOの含有率を測定した。また、得られたBaO含有率からBaイオン交換率を算出した。
Baイオン交換率は、アルミノケイ酸塩におけるBaO含有率の理論上の最高値である40.8%を基準値として用い、得られたBaO含有率をこの40.8%で除すことにより算出した。これらの結果を下記の表1に示す。
<Aluminosilicate composition analysis>
X-ray fluorescence analysis was performed using the above measuring apparatus and conditions, and the contents of Na 2 O, SiO 2 , Al 2 O 3 and BaO in the aluminosilicate samples of the examples and comparative examples were measured. Further, the Ba ion exchange rate was calculated from the obtained BaO content.
The Ba ion exchange rate was calculated by dividing the obtained BaO content by 40.8% using 40.8%, which is the theoretical maximum value of the BaO content in the aluminosilicate, as a reference value. . These results are shown in Table 1 below.

<X線回折測定>
前述の測定条件においてX線回折測定を行った。実施例1〜5のアルミノケイ酸塩試料のX線回折測定により検出された回折ピークの角度(°)及び相対強度(I/I0)を表2A〜表2Eに示す。また比較例1であるNa−A型ゼオライト、実施例1のアルミノケイ酸塩(吸着試験に供する前のもの及び後のもの)についてX線回折測定を行って得られたチャートを図1に示す。図1から明らかな通り、比較例1であるNa−A型ゼオライト(上段)と、実施例1のアルミノケイ酸塩(下段、吸着試験前のもの)との比較から明らかな通り、実施例1のアルミノケイ酸塩(下段)では、Na−A型ゼオライト(上段)と同様に、少なくとも29.8°以上30.2°以下、23.8°以上24.2°以下、7.0°以上7.4°以下、10.0°以上10.6°以下及び12.4°以上12.8°以下の各範囲に回折ピークが認められる(この点は表2Aからも確認される)。図1の下段の実施例1(吸着試験前)の回折ピークと比較して中段の実施例1(吸着試験後)は2θ=20.5°、23°、25°、29°、32°、33°及び43°にBaSO4の回折ピークが認められる。また実施例2〜5の試料においても実施例1と同様の範囲に回折ピークが認められることは表2B〜表2Eから明らかである。
<X-ray diffraction measurement>
X-ray diffraction measurement was performed under the measurement conditions described above. The angles (°) and relative intensities (I / I 0 ) of the diffraction peaks detected by X-ray diffraction measurement of the aluminosilicate samples of Examples 1 to 5 are shown in Tables 2A to 2E. Further, FIG. 1 shows a chart obtained by performing X-ray diffraction measurement on the Na-A type zeolite which is Comparative Example 1 and the aluminosilicate of Example 1 (before and after the adsorption test). As is clear from FIG. 1, as is clear from a comparison between the Na-A type zeolite (upper part) of Comparative Example 1 and the aluminosilicate of Example 1 (lower part, before the adsorption test), In aluminosilicate (lower stage), at least 29.8 ° to 30.2 °, 23.8 ° to 24.2 °, 7.0 ° to 7. Diffraction peaks are observed in respective ranges of 4 ° or less, 10.0 ° or more and 10.6 ° or less, and 12.4 ° or more and 12.8 ° or less (this point is also confirmed from Table 2A). Compared to the diffraction peak of Example 1 (before the adsorption test) in the lower part of FIG. 1, Example 1 (after the adsorption test) in the middle part has 2θ = 20.5 °, 23 °, 25 °, 29 °, 32 °, BaSO 4 diffraction peaks are observed at 33 ° and 43 °. In addition, it is clear from Tables 2B to 2E that diffraction peaks are observed in the same range as in Example 1 in the samples of Examples 2 to 5.

また、図1より、Na−A型ゼオライトをBaイオンでイオン交換して得られた実施例1のアルミノケイ酸塩は各結晶回折ピーク強度がNa−Aゼオライトの15〜20%に低下しており、結晶性が低下して低晶質のアルミノ珪酸バリウムに変化したことを示している。実施例1のアルミノケイ酸塩ではストロンチウムを吸着後の回折ピークにおいて新しく硫酸バリウムの回折ピークが出現しており、海水中の硫酸イオンと珪酸バリウムのバリウムイオンが反応して硫酸バリウムが生成したことを示している。   Also, from FIG. 1, the aluminosilicate of Example 1 obtained by ion-exchange of Na-A type zeolite with Ba ions has each crystal diffraction peak intensity reduced to 15-20% of Na-A zeolite. , Indicating that the crystallinity was lowered and changed to low crystalline barium aluminosilicate. In the aluminosilicate of Example 1, a new diffraction peak of barium sulfate appeared in the diffraction peak after adsorption of strontium, indicating that barium sulfate was produced by the reaction of sulfate ions in seawater with barium ions of barium silicate. Show.

<吸着試験>
各実施例及び各比較例で得られたアルミノケイ酸塩試料0.1gを、人工海水(富田製薬製 試験研究用人工海水マリンアートSF−1)100mlに入れ、スターラーで1時間撹拌したのち、ろ液のMg、Ca、Srについて前記の測定装置及び条件によってICP−AES分析を行った。得られた吸着試験結果を下記の表3に示す。Mgイオンについては、全試料ともに全く吸着されなかったため、表3において、Mgイオンに係るデータは省略した(下記表5も同様)。
なお、人工海水中の主な成分の含有量は、NaCl;22.1g/L、MgCl2・6H2O;9.9g/L(Mg:1184ppm)、CaCl2・2H2O;1.5g/L(Ca:409ppm)、Na2SO4;3.9g/L(SO4:2637ppm)、KCl;0.61g/L、SrCl2;13mg/L(Sr:7.2ppm)である。
<Adsorption test>
After putting 0.1 g of the aluminosilicate sample obtained in each Example and each Comparative Example into 100 ml of artificial seawater (artificial seawater marine art SF-1 for test research, manufactured by Tomita Pharmaceutical Co., Ltd.) and stirring for 1 hour with a stirrer, ICP-AES analysis was performed on Mg, Ca, and Sr of the liquid according to the measurement apparatus and conditions described above. The obtained adsorption test results are shown in Table 3 below. As for Mg ions, all samples were not adsorbed at all, so the data relating to Mg ions was omitted in Table 3 (the same applies to Table 5 below).
The content of the main components in an artificial sea water, NaCl; 22.1g / L, MgCl 2 · 6H 2 O; 9.9g / L (Mg: 1184ppm), CaCl 2 · 2H 2 O; 1.5g / L (Ca: 409 ppm), Na 2 SO 4 ; 3.9 g / L (SO 4 : 2637 ppm), KCl; 0.61 g / L, SrCl 2 ; 13 mg / L (Sr: 7.2 ppm).

上記の表3の結果から、各実施例で得られたアルミノケイ酸塩はストロンチウムよりも遥かにカルシウム濃度の高い人工海水中において、カルシウム吸着率に対してストロンチウム吸着率が顕著に高く、選択的にストロンチウムを吸着する性能が非常に高いことが判る。これらに比べて、各比較例のアルミノケイ酸塩ではストロンチウム吸着性能が大幅に劣ることが判る。したがって、各実施例のアルミノケイ酸塩がストロンチウム吸着剤として好適であることは明らかである。   From the results of Table 3 above, the aluminosilicate obtained in each example has a significantly higher strontium adsorption rate than the calcium adsorption rate in artificial seawater having a much higher calcium concentration than strontium. It can be seen that the ability to adsorb strontium is very high. Compared to these, it can be seen that the strontium adsorption performance is significantly inferior in the aluminosilicate of each comparative example. Therefore, it is clear that the aluminosilicate of each example is suitable as a strontium adsorbent.

以下の実施例6〜8は、上記(B)の製造方法でアルミノケイ酸塩を製造して吸着剤とした例である。   Examples 6 to 8 below are examples in which an aluminosilicate was produced by the production method (B) and used as an adsorbent.

<実施例6>
以下のようにして、アルミン酸ソーダ水溶液(以下、A液ともいう)、珪酸ソーダ水溶液(以下、S液ともいう)及び水酸化バリウム水溶液(以下、B液ともいう)を調製した。
A液の調製:アルミン酸ソーダ、苛性ソーダ、イオン交換水を混合して、Na2O 14.05%、Al23 8.27%の水溶液を調製した。
S液の調製:3号珪酸ソーダ、苛性ソーダ及びイオン交換水を混合して、Na2O 10.76%、SiO2 10.00%の水溶液を調製した。
B液の調製:水酸化バリウムを温水(約40℃)に溶解して、BaO 6.0%の水溶液を調製した。
まず、S液100gとB液200gとを混合した。次に得られた混合液とA液100gとを混合した。得られた混合スラリーを90℃で2時間反応熟成した。熟成終了後のスラリーを常法によりろ過・リパルプ洗浄・乾燥・粉砕して実施例6のアルミノケイ酸塩試料を得た。この試料の粒度は0.4μm以上37μm以下の範囲のものであった。
<Example 6>
A sodium aluminate aqueous solution (hereinafter also referred to as A liquid), a sodium silicate aqueous solution (hereinafter also referred to as S liquid) and a barium hydroxide aqueous solution (hereinafter also referred to as B liquid) were prepared as follows.
Preparation of liquid A: Sodium aluminate, caustic soda, and ion-exchanged water were mixed to prepare an aqueous solution of Na 2 O 14.05% and Al 2 O 3 8.27%.
Preparation of solution S: No. 3 sodium silicate, caustic soda, and ion-exchanged water were mixed to prepare an aqueous solution of 10.76% Na 2 O and 10.00% SiO 2 .
Preparation of solution B: Barium hydroxide was dissolved in warm water (about 40 ° C.) to prepare a 6.0% aqueous solution of BaO.
First, 100 g of S liquid and 200 g of B liquid were mixed. Next, the obtained mixed liquid and 100 g of A liquid were mixed. The obtained mixed slurry was subjected to reaction aging at 90 ° C. for 2 hours. The slurry after completion of aging was filtered, repulp washed, dried and pulverized by a conventional method to obtain an aluminosilicate sample of Example 6. The particle size of this sample was in the range of 0.4 μm to 37 μm.

<実施例7>
実施例6において、A液、B液及びS液から混合スラリーを得る際に、まずA液100gとB液200gとを混合し、次に得られた混合液と、S液100gとを混合して混合スラリーを得た以外は、実施例6と同様にして実施例7のアルミノケイ酸塩試料を得た。この試料の粒度は0.4μm以上37μm以下の範囲のものであった。
<Example 7>
In Example 6, when obtaining a mixed slurry from liquid A, liquid B and liquid S, first, 100 g of liquid A and liquid 200 g are mixed, and then the liquid mixture obtained is mixed with liquid 100 g. Thus, an aluminosilicate sample of Example 7 was obtained in the same manner as Example 6 except that a mixed slurry was obtained. The particle size of this sample was in the range of 0.4 μm to 37 μm.

<実施例8>
実施例6において、A液、B液及びS液から混合スラリーを得る際に、まずA液100gとS液100gを混合し、次に得られた混合液とB液200gとを混合して混合スラリーを得た以外は、実施例6と同様にして実施例8のアルミノケイ酸塩試料を得た。この試料の粒度は0.4μm以上37μm以下の範囲のものであった。
<Example 8>
In Example 6, when obtaining a mixed slurry from liquid A, liquid B and liquid S, first, 100 g of liquid A and liquid 100 g were mixed, and then the obtained liquid mixture and liquid B were mixed and mixed 200 g. An aluminosilicate sample of Example 8 was obtained in the same manner as in Example 6 except that the slurry was obtained. The particle size of this sample was in the range of 0.4 μm to 37 μm.

〔測定及び評価〕
実施例6〜8における、A液、B液及びS液を混合して得られた混合スラリー中の「モル比SiO2/Al23」「モル比Na2O/SiO2」及び「Al23仕込み量から換算したA型ゼオライト Na2O・Al23・2SiO2・4.5H2Oより算出されるNa2Oのモル量に対するBaOのモル量の比BaO/Na2O」を下記表3に示す。また実施例6〜8で得られたアルミノケイ酸塩試料について、上記の測定装置及び条件により蛍光X線分析を行い、実施例6〜8の試料におけるNa2O、SiO2、Al23及びBaOの含有率を測定した。その結果を下記表4に示す。
[Measurement and evaluation]
“Molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 ”, “Molar ratio Na 2 O / SiO 2 ” and “Al” in the mixed slurry obtained by mixing the liquid A, liquid B and liquid S in Examples 6 to 8 2 O 3 a-type zeolite was converted from the charged amounts Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 4.5H 2 O is calculated from Na 2 O BaO molar amounts of the ratio BaO / Na 2 O with respect to the molar amount of Is shown in Table 3 below. Regarding aluminosilicate samples obtained in Examples 6-8, perform fluorescent X-ray analysis by measuring equipment and conditions described above, Na 2 O in the sample of Example 6~8, SiO 2, Al 2 O 3 and The content of BaO was measured. The results are shown in Table 4 below.

更に、実施例6〜8で得られたアルミノケイ酸塩試料について上記測定装置及び条件によりX線回折測定を行った。実施例6〜8のアルミノケイ酸塩試料のX線回折測定により検出された回折ピークの角度を表5A〜表5Cに示す。また実施例6〜8のアルミノケイ酸塩試料のX線回折測定により得られた回折チャートを図2に示す。表5A〜表5C及び図2から明らかな通り、実施例6〜8で得られたアルミノケイ酸塩は、いずれも、29.8°以上30.2°以下、23.8°以上24.2°以下、及び7.0°以上7.4°以下、10.0°以上10.6°以下及び12.4°以上12.8°以下の各範囲に回折ピークが認められる。   Furthermore, the X-ray diffraction measurement was performed on the aluminosilicate samples obtained in Examples 6 to 8 using the above measuring apparatus and conditions. The angles of diffraction peaks detected by X-ray diffraction measurement of the aluminosilicate samples of Examples 6 to 8 are shown in Tables 5A to 5C. Moreover, the diffraction chart obtained by the X-ray-diffraction measurement of the aluminosilicate sample of Examples 6-8 is shown in FIG. As is clear from Tables 5A to 5C and FIG. 2, the aluminosilicates obtained in Examples 6 to 8 are all 29.8 ° or more and 30.2 ° or less, and 23.8 ° or more and 24.2 °. In the following, diffraction peaks are observed in each range of 7.0 ° to 7.4 °, 10.0 ° to 10.6 °, and 12.4 ° to 12.8 °.

また、実施例6〜8のアルミノケイ酸塩試料について、上記と同様の<吸着試験>を行った。得られた結果を以下の表6に示す。   Moreover, the same <adsorption test> was performed about the aluminosilicate sample of Examples 6-8. The results obtained are shown in Table 6 below.

表6に示す結果から、実施例6〜8において、イオン交換工程の代わりに熟成工程により製造したアルミノケイ酸塩は、イオン交換工程により製造した実施例1〜5のアルミノケイ酸塩と同様に、高いストロンチウムの選択的吸着性能を有することが判る。従って、これら実施例6〜8で得られたアルミノケイ酸塩も、実施例1〜5のアルミノケイ酸塩と同様にストロンチウム吸着剤として好適であることは明らかである。   From the results shown in Table 6, in Examples 6-8, the aluminosilicate produced by the aging process instead of the ion exchange process is high, similar to the aluminosilicate of Examples 1-5 produced by the ion exchange process. It can be seen that it has selective adsorption performance of strontium. Therefore, it is clear that the aluminosilicates obtained in Examples 6 to 8 are also suitable as a strontium adsorbent like the aluminosilicates of Examples 1 to 5.

<実施例9>
Na−A型ゼオライト(日本化学工業株式会社製 Na−100P)83質量部、ベントナイト17質量部を混合し、その混合物を皿型造粒機(直径600mm)に給粉しながら、水を噴霧した転動造粒を行った。造粒後、造粒物を110℃、2時間乾燥後650℃で2時間焼成した。焼成品を850μmと1.4mmのフルイで分級して、球状のNa−A型ゼオライトを含む粒状体(以下、単にNa−A型ゼオライト粒状体ともいう)(サイズ;1mmφ、Na−A型ゼオライト含有量83%)を調製した。
塩化バリウム2水塩17.0gをイオン交換水に溶解して全量を340gに調製した。ここに前記で調製したNa−A型ゼオライト粒状体30gを入れた。Na−A型ゼオライト粒状体添加後のスラリーに占めるNa−A型ゼオライトの割合は、8.1%であった。スラリーにおけるBaから換算されるBaOと、Na−A型ゼオライトを含む粒状体中のNa2Oとのモル比BaO/Na2Oは1.01であった。得られたスラリーを緩やかに撹拌しながら液温を50℃に調製して6時間撹拌を継続した。撹拌終了後、300μm篩に全量を空けて、水切りを行い、イオン交換水で十分洗浄した後、110℃で1昼夜乾燥を行い吸着剤試料を得た。
イオン交換処理前のNa−A型ゼオライト粒状体及び得られた吸着剤試料のそれぞれについて上記測定装置及び条件にて蛍光X線による成分分析を行った。その結果を表7に示す。また、得られた吸着剤試料について上記測定装置及び条件によりX線回折測定を行った。実施例9の吸着剤試料のX線回折測定により検出された回折ピークの角度(°)及び相対強度(I/I0)を表8に示す。同表の通り、実施例9の吸着剤試料には29.8°以上30.2°以下、23.8°以上24.2°以下、及び7.0°以上7.4°以下、10.0°以上10.6°以下及び12.4°以上12.8°以下の各範囲に回折ピークが認められる。
<Example 9>
83 parts by weight of Na-A type zeolite (Nippon Chemical Industry Co., Ltd. Na-100P) and 17 parts by weight of bentonite were mixed, and water was sprayed while the mixture was fed to a dish type granulator (diameter 600 mm). Rolling granulation was performed. After granulation, the granulated product was dried at 110 ° C. for 2 hours and then calcined at 650 ° C. for 2 hours. The calcined product is classified with a sieve of 850 μm and 1.4 mm, and a granular material containing spherical Na-A type zeolite (hereinafter also simply referred to as Na-A type zeolite granular material) (size: 1 mmφ, Na-A type zeolite) A content of 83%) was prepared.
17.0 g of barium chloride dihydrate was dissolved in ion exchange water to prepare a total amount of 340 g. Here, 30 g of the Na-A type zeolite granular material prepared above was put. The proportion of Na-A type zeolite in the slurry after the addition of Na-A type zeolite granules was 8.1%. The molar ratio BaO / Na 2 O between BaO converted from Ba in the slurry and Na 2 O in the granular material containing Na-A type zeolite was 1.01. While the resulting slurry was gently stirred, the liquid temperature was adjusted to 50 ° C. and stirring was continued for 6 hours. After completion of stirring, the entire amount was emptied through a 300 μm sieve, drained, thoroughly washed with ion-exchanged water, and then dried at 110 ° C. for one day to obtain an adsorbent sample.
Component analysis by fluorescent X-rays was performed for each of the Na-A type zeolite granules before the ion exchange treatment and the obtained adsorbent sample using the above-described measurement apparatus and conditions. The results are shown in Table 7. Moreover, the X-ray diffraction measurement was performed about the obtained adsorbent sample with the said measuring apparatus and conditions. Table 8 shows the angle (°) and relative intensity (I / I 0 ) of the diffraction peak detected by X-ray diffraction measurement of the adsorbent sample of Example 9. As shown in the table, the adsorbent sample of Example 9 is 29.8 ° or more and 30.2 ° or less, 23.8 ° or more and 24.2 ° or less, and 7.0 ° or more and 7.4 ° or less. Diffraction peaks are observed in each range of 0 ° to 10.6 ° and 12.4 ° to 12.8 °.

<実施例10>
Na−A型ゼオライト(日本化学工業株式会社製 Na−100P)85質量部、ベントナイト15質量部を混合し、その混合物を皿型造粒機(直径600mm)に給粉しながら、水を噴霧した転動造粒を行った。造粒後、造粒物を110℃、2時間乾燥後650℃で2時間焼成した。焼成品を1.7mmと2.36mmのフルイで分級して球状のNa−A型ゼオライト粒状体(サイズ;2mmφ、Na−A型ゼオライト含有量85%)を調製した。
次いで、実施例9と同様にして反応を行って、吸着剤試料を得た。Na−A型ゼオライト粒状体添加後のスラリーに占めるNa−A型ゼオライトの割合は、8.1%であった。スラリーにおけるBaから換算されるBaOと、Na−A型ゼオライトを含む粒状体中のNa2Oとのモル比BaO/Na2Oは0.99であった。
イオン交換処理後に得られた吸着剤試料を上記測定装置及び条件にて測定したところ吸着剤中のBaO含有量は21.1%であった。
また、得られた吸着剤試料について上記測定装置及び条件によりX線回折測定を行った。実施例10の吸着剤試料のX線回折測定により検出された回折ピークの角度(°)及び相対強度(I/I0)を表9に示す。同表の通り、実施例10の吸着剤試料には29.8°以上30.2°以下、23.8°以上24.2°以下、及び7.0°以上7.4°以下、10.0°以上10.6°以下及び12.4°以上12.8°以下の各範囲に回折ピークが認められる。
<Example 10>
85 parts by mass of Na-A type zeolite (Nippon Chemical Industry Co., Ltd. Na-100P) and 15 parts by mass of bentonite were mixed, and water was sprayed while the mixture was fed to a dish type granulator (diameter 600 mm). Rolling granulation was performed. After granulation, the granulated product was dried at 110 ° C. for 2 hours and then calcined at 650 ° C. for 2 hours. The calcined product was classified with 1.7 mm and 2.36 mm sieves to prepare spherical Na-A type zeolite granules (size: 2 mmφ, Na-A type zeolite content 85%).
Next, a reaction was performed in the same manner as in Example 9 to obtain an adsorbent sample. The proportion of Na-A type zeolite in the slurry after the addition of Na-A type zeolite granules was 8.1%. The molar ratio BaO / Na 2 O between BaO converted from Ba in the slurry and Na 2 O in the granular material containing Na-A type zeolite was 0.99.
When the adsorbent sample obtained after the ion exchange treatment was measured with the above measuring apparatus and conditions, the BaO content in the adsorbent was 21.1%.
Moreover, the X-ray diffraction measurement was performed about the obtained adsorbent sample with the said measuring apparatus and conditions. Table 9 shows the angle (°) and relative intensity (I / I 0 ) of the diffraction peak detected by X-ray diffraction measurement of the adsorbent sample of Example 10. As shown in the table, the adsorbent sample of Example 10 has 29.8 ° to 30.2 °, 23.8 ° to 24.2 °, and 7.0 ° to 7.4 °. Diffraction peaks are observed in each range of 0 ° to 10.6 ° and 12.4 ° to 12.8 °.

<実施例11>
球状Na−A型ゼオライト粒状体(サイズ;1mmφ、Na−A型ゼオライト含有量83%)83質量部に代えて、市販の柱状Na−A型ゼオライト粒状体(サイズ;1/16インチφ、長さ2〜7mm、Na−A型ゼオライト含有量推定90%、和光純薬社製 モレキュラシーブ4A 1/16)83質量部を用いた以外は、実施例9と同様にして反応を行って、吸着剤試料を得た。Na−A型ゼオライト粒状体添加後のスラリーに占めるNa−A型ゼオライトの割合は、8.1%であった。スラリーにおけるBaから換算されるBaOと、Na−A型ゼオライトを含む粒状体中のNa2Oとのモル比BaO/Na2Oは0.93であった。
イオン交換処理前のNa−A型ゼオライト粒状体及び得られた吸着剤試料のそれぞれについて上記測定装置及び条件にて蛍光X線による成分分析を行った。その結果を表10に示す。また、得られた吸着剤試料について上記測定装置及び条件によりX線回折測定を行った。実施例11の吸着剤試料のX線回折測定により検出された回折ピークの角度(°)及び相対強度(I/I0)を表11に示す。同表の通り、実施例11の吸着剤試料には29.8°以上30.2°以下、23.8°以上24.2°以下、及び7.0°以上7.4°以下、10.0°以上10.6°以下及び12.4°以上12.8°以下の各範囲に回折ピークが認められる。
<Example 11>
Instead of 83 parts by mass of spherical Na-A type zeolite granules (size: 1 mmφ, Na-A type zeolite content 83%), commercially available columnar Na-A type zeolite granules (size: 1/16 inch φ, long The reaction was carried out in the same manner as in Example 9 except that 83 parts by mass of 2-7 mm, Na-A type zeolite content estimated 90%, Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Molecular Sieve 4A 1/16) was used, and the adsorbent A sample was obtained. The proportion of Na-A type zeolite in the slurry after the addition of Na-A type zeolite granules was 8.1%. The molar ratio BaO / Na 2 O between BaO converted from Ba in the slurry and Na 2 O in the granule containing Na-A type zeolite was 0.93.
Component analysis by fluorescent X-rays was performed for each of the Na-A type zeolite granules before the ion exchange treatment and the obtained adsorbent sample using the above-described measurement apparatus and conditions. The results are shown in Table 10. Moreover, the X-ray diffraction measurement was performed about the obtained adsorbent sample with the said measuring apparatus and conditions. Table 11 shows the diffraction peak angle (°) and relative intensity (I / I 0 ) detected by X-ray diffraction measurement of the adsorbent sample of Example 11. As shown in the table, the adsorbent sample of Example 11 has 29.8 ° to 30.2 °, 23.8 ° to 24.2 °, and 7.0 ° to 7.4 °. Diffraction peaks are observed in each range of 0 ° to 10.6 ° and 12.4 ° to 12.8 °.

また、実施例9〜11の吸着剤試料について、上記の<吸着試験>におけるストロンチウム吸着試験と同様の試験を行った。得られた結果を以下の表12に示す。
Moreover, about the adsorbent sample of Examples 9-11, the test similar to the strontium adsorption test in said <adsorption test> was done. The results obtained are shown in Table 12 below.

表12に示す結果から、実施例9〜11において製造した吸着剤試料は、実施例1〜8で得られた吸着剤試料と同様に、高いストロンチウムの選択的吸着性能を有し、ストロンチウム吸着剤として好適であることは明らかである。   From the results shown in Table 12, the adsorbent samples produced in Examples 9 to 11 have high strontium selective adsorption performance, similar to the adsorbent samples obtained in Examples 1 to 8, and the strontium adsorbents. It is clear that it is suitable as.

Claims (8)

バリウムを含有するアルミノケイ酸塩を含むストロンチウム吸着剤であって、粉末X線回折法によって少なくとも29.8°以上30.2°以下、23.8°以上24.2°以下、及び7.0°以上7.4°以下に回折ピークが観察されるNa−A型ゼオライト様の回折パターンを呈するストロンチウム吸着剤。   A strontium adsorbent comprising an aluminosilicate containing barium, which is at least 29.8 ° to 30.2 °, 23.8 ° to 24.2 °, and 7.0 ° by powder X-ray diffraction. A strontium adsorbent exhibiting a Na-A-type zeolite-like diffraction pattern in which a diffraction peak is observed at 7.4 ° or less. 前記アルミノケイ酸塩におけるBaO含有率が2質量%以上38質量%以下である請求項1に記載のストロンチウム吸着剤。   The strontium adsorbent according to claim 1, wherein the content of BaO in the aluminosilicate is 2% by mass or more and 38% by mass or less. 粒度範囲が2μm以上2000μm以下である粉体からなる請求項1又は2に記載のストロンチウム吸着剤。   The strontium adsorbent according to claim 1 or 2, comprising a powder having a particle size range of 2 µm or more and 2000 µm or less. 前記アルミノケイ酸塩を含む粒状体からなる請求項1又は2に記載のストロンチウム吸着剤。   The strontium adsorbent according to claim 1 or 2, comprising a granular material containing the aluminosilicate. 請求項1に記載のストロンチウム吸着剤の製造方法であって、
Na−A型ゼオライトとバリウム含有水溶液とを混合して、Na−A型ゼオライト中のナトリウムをバリウムとイオン交換する工程を有し、
前記工程においては、Na−A型ゼオライトと前記バリウム含有水溶液とを混合した後の混合液に占めるNa−A型ゼオライトの割合が3質量%以上30質量%以下になり、且つ、BaO/Na2Oのモル比が、0.04以上1.5以下になるような混合比率でNa−A型ゼオライトと該バリウム含有水溶液とを混合する、ストロンチウム吸着剤の製造方法。
A method for producing a strontium adsorbent according to claim 1,
A step of mixing Na-A type zeolite and a barium-containing aqueous solution to ion-exchange sodium in Na-A type zeolite with barium;
Wherein in the step, it becomes Na-A type zeolite and 30% by weight or less proportion than 3 wt% of Na-A type zeolite occupied in the mixed liquid after mixing with the barium-containing solution, and, BaO / Na 2 A method for producing a strontium adsorbent, wherein Na-A type zeolite and the barium-containing aqueous solution are mixed at a mixing ratio such that the molar ratio of O is 0.04 or more and 1.5 or less.
請求項1に記載のストロンチウム吸着剤の製造方法であって、
以下に示すモル比で表される組成の混合液となるように、ケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、アルカリ源と、水とを混合し、得られた混合液を40℃以上100℃以下の加熱下に保持して熟成させる工程を有する、ストロンチウム吸着剤の製造方法。
SiO2/Al23が1.8以上2.2以下
Na2O/SiO2が2.0以上3.0以下
Al23仕込み量から換算したA型ゼオライト Na2O・Al23・2SiO2・4.5H2Oより算出されるNa2Oに対するBaOの比BaO/Na2Oが0.04以上1.5以下
A method for producing a strontium adsorbent according to claim 1,
A silicon source, an aluminum source, a barium source, an alkali source, and water are mixed so that a mixed liquid having a composition represented by the molar ratio shown below is obtained. The manufacturing method of a strontium adsorbent which has the process to hold | maintain and age | cure | ripen under a heating below ℃.
SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.8 or more and 2.2 or less Na 2 O / SiO 2 is 2.0 or more and 3.0 or less A-type zeolite converted from Al 2 O 3 charge amount Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 4.5H 2 BaO against Na 2 O, which is calculated from the O ratio BaO / Na 2 O is 0.04 to 1.5
請求項4に記載のストロンチウム吸着剤の製造方法であって、
Na−A型ゼオライトを含む粒状体とバリウム含有水溶液とを混合して、Na−A型ゼオライトを含む粒状体中のナトリウムをバリウムとイオン交換する工程を有する、ストロンチウム吸着剤の製造方法。
A method for producing a strontium adsorbent according to claim 4,
A method for producing a strontium adsorbent comprising a step of mixing a granular material containing Na-A type zeolite and a barium-containing aqueous solution and ion-exchanging sodium in the granular material containing Na-A type zeolite with barium.
前記工程においては、Na−A型ゼオライトを含む粒状体と前記バリウム含有水溶液とを混合した後の混合液に占めるNa−A型ゼオライトの割合が3質量%以上30質量%以下になり、且つ、BaO/Na2Oのモル比が、0.04以上1.5以下になるような混合比率でNa−A型ゼオライトを含む粒状体と該バリウム含有水溶液とを混合する、請求項7に記載のストロンチウム吸着剤の製造方法。 In the step, the proportion of the Na-A type zeolite in the mixed solution after mixing the granular material containing the Na-A type zeolite and the barium-containing aqueous solution is 3% by mass or more and 30% by mass or less, and The granular material containing Na-A zeolite and the barium-containing aqueous solution are mixed at a mixing ratio such that the molar ratio of BaO / Na 2 O is 0.04 or more and 1.5 or less. A method for producing a strontium adsorbent.
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CN112742361A (en) * 2019-10-31 2021-05-04 中国石油化工股份有限公司 Method and device for preparing barium-containing adsorbent
JP2021087901A (en) * 2019-12-02 2021-06-10 栗田工業株式会社 Method for producing purification agent for water treatment

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