JP2016195981A - Adsorbent and production method of adsorbent - 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
哲也 清原
Tetsuya Kiyohara
哲也 清原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adsorbent excellent in adsorption/removal properties of Cs and/or Sr even in sea water and a production method capable of easily producing the adsorbent.SOLUTION: An adsorbent includes a chemical compound expressed by one of a general formula (1): ATiSiO.nHO (A denotes at least one kind selected from a group composed of Na, K and Li, and n denotes a number 0-8.), a general formula (2): ATiO.mHO (m denotes a number 0-10.) and a general formula (3): (AH)TiO.mHO (x denotes a number that satisfies 0.1≤x≤2). The A in at least one chemical compound from the chemical compounds contains Li.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、海水中のセシウム又はストロンチウムを選択的にかつ効率的に分離・回収しうる吸着剤、及び該吸着剤の製造方法に関する。   The present invention relates to an adsorbent capable of selectively and efficiently separating and recovering cesium or strontium in seawater, and a method for producing the adsorbent.

従来、放射性物質を含む排水の処理技術としては共沈処理が知られている(下記特許文献1参照)。しかし、水溶性である放射性セシウム及び放射性ストロンチウムについては、前記共沈処理は有効ではなく、現在、ゼオライトなどの無機系吸着剤による吸着除去が行われている(下記特許文献2参照)。   Conventionally, coprecipitation treatment is known as a treatment technique for wastewater containing radioactive substances (see Patent Document 1 below). However, for radioactive cesium and radioactive strontium that are water-soluble, the coprecipitation treatment is not effective, and at present, adsorption removal by an inorganic adsorbent such as zeolite is performed (see Patent Document 2 below).

しかしながら、海水中に放射性セシウム及び放射性ストロンチウムが流出した場合においては、海水成分のナトリウム濃度の増加はセシウムと吸着剤とのイオン交換反応を抑制する方向に作用する(下記非特許文献1参照)といった問題が知られている。   However, when radioactive cesium and radioactive strontium flow into seawater, an increase in the sodium concentration of seawater components acts to suppress the ion exchange reaction between cesium and the adsorbent (see Non-Patent Document 1 below). The problem is known.

セシウム及び/又はストロンチウムの吸着性についてこれまでに研究されている無機系吸着剤の一つとして、シリコチタネートが挙げられる。シリコチタネートは、Ti/Si比が1:1のもの、5:12のもの、2:1のもの等、複数種類の組成のものが知られているが、その他に、Ti/Si比が4:3であるシリコチタネートが存在することが知られている。非特許文献2には、Ti源としてTi(OET)4というアルコキシドを用い、Si源としてコロイダルシリカを用いた水熱処理により製造した製造物3B及び3Cは、そのX線回折パターンから、3次元的な8員環構造を有していること、この構造の結晶性シリコチタネートは、理想的にはM4Ti4Si316(MはNa、K等)で表される組成を有することを報告し、この構造の結晶性シリコチタネートにGrace titanium silicate(GTS−1)と名付けている。また、非特許文献3にはTi/Si比が4:3である結晶性シリコチタネートを、Ti/Si比が0.32の混合溶液に水熱合成処理を行うことにより製造した旨が記載されている。同文献には、合成したシリコチタネートが、ストロンチウムイオン交換能を有する旨が記載されている。 Silicotitanate is one of the inorganic adsorbents studied so far for the adsorptivity of cesium and / or strontium. Silicotitanates are known to have a plurality of compositions such as those having a Ti / Si ratio of 1: 1, 5:12, and 2: 1. In addition, the Ti / Si ratio is 4 : Silicotitanate is known to be present. Non-Patent Document 2 discloses that products 3B and 3C produced by hydrothermal treatment using an alkoxide Ti (OET) 4 as a Ti source and colloidal silica as a Si source are three-dimensional from the X-ray diffraction pattern. The crystalline silicotitanate having this structure ideally has a composition represented by M 4 Ti 4 Si 3 O 16 (M is Na, K, etc.). It is reported that the crystalline silicotitanate having this structure is named Grace titanium silicate (GTS-1). Non-Patent Document 3 describes that a crystalline silicotitanate having a Ti / Si ratio of 4: 3 was produced by subjecting a mixed solution having a Ti / Si ratio of 0.32 to hydrothermal synthesis. ing. This document describes that the synthesized silicotitanate has strontium ion exchange ability.

特開昭62−266499号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-266499 特開2013−57599号公報JP2013-57599A

JAEA−Research 2011−037JAEA-Research 2011-037 ZEOLITES,1990,Vol 10,November/DecemberZEOLITES, 1990, Vol 10, November / December 藤原 恵子、“ヒートポンプ吸着剤としてのマイクロポーラスクリスタルの改質と評価”、[online]、[2014年3月3日検索]、インターネット<URL:http://kaken.nii.ac.jp/pdf/2011/seika/C19/15501/21560846seika.pdf>Keiko Fujiwara, “Modification and evaluation of microporous crystals as heat pump adsorbents”, [online], [March 3, 2014 search], Internet <URL: http://kaken.nii.ac.jp/pdf /2011/seika/C19/15501/21560846seika.pdf>

前記の通り、従来、Ti/Si比が4:3であるシリコチタネートについてはストロンチウム交換能を有することが報告されているものの、更なるストロンチウムやセシウムの吸着性能の向上が望まれている。したがって本発明の課題は、海水中においてもセシウム及び/又はストロンチウムの吸着性能の高い吸着剤、及び該吸着剤の工業的に有利な製造方法を提供することにある。   As described above, silicotitanate having a Ti / Si ratio of 4: 3 has been reported to have strontium exchange ability, but further improvement in adsorption performance of strontium and cesium is desired. Accordingly, an object of the present invention is to provide an adsorbent having high adsorption performance of cesium and / or strontium even in seawater, and an industrially advantageous production method of the adsorbent.

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、リチウムを含む特定組成のシリコチタネート、特定のチタン酸塩は、海水からのセシウム及び/又はストロンチウムの吸着性能が高いことを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that silicotitanate having a specific composition containing lithium and a specific titanate have high cesium and / or strontium adsorption performance from seawater. I found it.

すなわち本発明は、一般式(1);A4Ti4Si316・nH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表されるシリコチタネート、
一般式(2);A4Ti920・mH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(I)、及び
一般式(3);(Ax(2-x))Ti25・mH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、xは0.1≦x≦2となる数を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(II)、
から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含み、且つ、該1種又は2種以上の化合物のうち、少なくとも1種の化合物におけるAがLiを含有する、セシウム又はストロンチウムの吸着剤を提供するものである。
That is, the present invention relates to general formula (1); A 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, and n represents A silicotitanate represented by 0 to 8),
General formula (2); A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, and m represents a number of 0 to 10). ) And the general formula (3); (A x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O (wherein A is from Na, K and Li) At least one alkali metal selected from the group consisting of: x represents a number satisfying 0.1 ≦ x ≦ 2, and m represents a number from 0 to 10.
An adsorbent for cesium or strontium, comprising one or two or more compounds selected from the above, wherein A in at least one of the one or two or more compounds contains Li. Is.

また、本発明は、一般式(1);A4Ti4Si316・nH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表されるシリコチタネート、
一般式(2);A4Ti920・mH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(I)、及び
一般式(3);(Ax(2-x))Ti25・mH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、xは0.1≦x≦2となる数を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(II)、
から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含み、且つ、該1種又は2種以上の化合物のうち、少なくとも1種の化合物におけるAがLiを含有する、セシウム又はストロンチウムの吸着剤の製造方法であって、
ケイ酸源と、アルカリ金属化合物と、四塩化チタンと、水とを混合して、混合ゲルを得る第一工程と、
第一工程により得られた混合ゲルを水熱反応させる第二工程とを有し、
アルカリ金属化合物として、ナトリウム化合物及びカリウム化合物から選ばれる少なくとも1種並びにリチウム化合物を用いるか、又はリチウム化合物を用い、第一工程において、混合ゲルに含まれるTiとSiとのモル比がTi/Si=0.5以上3.0以下となるように、ケイ酸源及び四塩化チタンとを添加する、セシウム又はストロンチウムの吸着剤の製造方法を提供するものである。
The present invention also relates to a general formula (1); A 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, n Represents a number of 0 to 8.) Silicotitanate represented by
General formula (2); A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, and m represents a number of 0 to 10). ) And the general formula (3); (A x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O (wherein A is from Na, K and Li) At least one alkali metal selected from the group consisting of: x represents a number satisfying 0.1 ≦ x ≦ 2, and m represents a number from 0 to 10.
A method for producing an adsorbent for cesium or strontium, comprising one or two or more compounds selected from the above, wherein A in at least one of the one or two or more compounds contains Li Because
A first step of obtaining a mixed gel by mixing a silicic acid source, an alkali metal compound, titanium tetrachloride, and water;
A second step of hydrothermal reaction of the mixed gel obtained in the first step,
As the alkali metal compound, at least one selected from a sodium compound and a potassium compound and a lithium compound are used, or a lithium compound is used. In the first step, the molar ratio of Ti and Si contained in the mixed gel is Ti / Si. The present invention provides a method for producing an adsorbent for cesium or strontium, wherein a silicic acid source and titanium tetrachloride are added so as to be 0.5 to 3.0.

本発明によれば、海水においてもセシウム及び/又はストロンチウムの吸着除去特性に優れた吸着剤を提供でき、また該吸着剤を工業的に有利な方法で製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adsorbent excellent in the adsorption removal characteristic of cesium and / or strontium can be provided also in seawater, and this adsorbent can be manufactured by an industrially advantageous method.

図1は、実施例1及び2で得られた吸着剤のX線回折チャートである。FIG. 1 is an X-ray diffraction chart of the adsorbent obtained in Examples 1 and 2. 図2は、実施例3ないし5で得られた吸着剤のX線回折チャートである。FIG. 2 is an X-ray diffraction chart of the adsorbents obtained in Examples 3 to 5. 図3は、実施例6及び7で得られた吸着剤のX線回折チャートである。FIG. 3 is an X-ray diffraction chart of the adsorbents obtained in Examples 6 and 7. 図4は、実施例8で得られた吸着剤のX線回折チャートである。FIG. 4 is an X-ray diffraction chart of the adsorbent obtained in Example 8. 図5は、比較例1で得られた吸着剤のX線回折チャートである。FIG. 5 is an X-ray diffraction chart of the adsorbent obtained in Comparative Example 1. 図6は、実施例9及び10で得られた吸着剤のX線回折チャートである。FIG. 6 is an X-ray diffraction chart of the adsorbents obtained in Examples 9 and 10. 図7は、実施例11〜13で得られた吸着剤のX線回折チャートである。FIG. 7 is an X-ray diffraction chart of the adsorbents obtained in Examples 11-13.

本発明の吸着剤は、一般式(1);A4Ti4Si316・nH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表されるシリコチタネート(以下単にシリコチタネート又は前記シリコチタネートともいう)、
一般式(2);A4Ti920・mH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(I)(以下単にチタン酸塩(I)又は前記チタン酸塩(I)ともいう)、及び
一般式(3);(Ax(2-x))Ti25・mH2O(式中、AはNa、K及びLiなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、xは0.1≦x≦2となる数を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(II)、(以下単にチタン酸塩(II)又は前記チタン酸塩(II)ともいう)
、から選ばれる化合物の少なくとも一種を含む。本発明は前記シリコチタネート、前記チタン酸塩(I)又は、前記チタン酸塩(II)にリチウムを含有させた点に特徴の一つを有する。本発明の吸着剤は、この特徴を有することにより、優れたセシウム(Cs)及び/又はストロンチウム(Sr)の吸着除去性能を有するものである。
The adsorbent of the present invention has the general formula (1); A 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, n represents a number of 0 to 8), and is represented by a silicotitanate (hereinafter also simply referred to as silicotitanate or the above-mentioned silicotitanate),
General formula (2); A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, and m represents a number of 0 to 10). And titanate (I) (hereinafter also simply referred to as titanate (I) or titanate (I)), and general formula (3); (A x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, x represents a number satisfying 0.1 ≦ x ≦ 2, and m represents 0 Is represented by a titanate (II), (hereinafter also simply referred to as titanate (II) or titanate (II)).
And at least one compound selected from the group consisting of The present invention is characterized in that lithium is contained in the silicotitanate, the titanate (I), or the titanate (II). Since the adsorbent of the present invention has this characteristic, it has excellent cesium (Cs) and / or strontium (Sr) adsorption removal performance.

前記シリコチタネートとしては、例えばAがLiを含有するものとして、Li4Ti4Si316・nH2O、(LipNaq(1-p-q)4Ti4Si316・nH2O(式中、p及びqは、pが0超1未満となり、qは0以上1未満となり、p+qが0超1以下となる数である)の各式で表される化合物が挙げられ、AがLiを含有しないものとして、Na4Ti4Si316・nH2O、(Nas(1-s)4Ti4Si316・nH2O(式中、sは0超1未満の数である)及びK4Ti4Si316・nH2Oの各式で表される化合物が挙げられる。これらはいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上の混合物であってもよい。これらのうち、Aが(LipNaq(1-p-q))で表される化合物を含有する場合、該化合物は、p及びqはそれぞれ1つの値のみをとるものであってもよく、p及び/又はqが2以上の値をとるものの混合物であってもよい(以下のチタン酸塩(I)及び(II)についても同様)。これらのうち(Nas(1-s)4で表される化合物を含有する場合、該化合物は、sが1つの1つの値のみをとるものであってもよく、2以上の値をとるものの混合物であってもよい(以下のチタン酸塩(I)及び(II)についても同様)。シリコチタネートにおいてnは1つの値のみをとっていてもよいし、nが2つ以上の値をとるものが混合していてもよい。 Examples of the silicotitanate include Li 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O, (Li p Na q K (1-pq) ) 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH, assuming that A contains Li. 2 O (wherein p and q are numbers such that p is more than 0 and less than 1, q is 0 or more and less than 1, and p + q is more than 0 and less than 1). , A does not contain Li, Na 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O, (Na s K (1-s) ) 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (wherein s is And a compound represented by each formula of K 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O. Any one of these may be used, or a mixture of two or more thereof may be used. Among these, when A contains a compound represented by (Li p Na q K (1-pq) ), p and q may each take only one value, A mixture of p and / or q having a value of 2 or more may be used (the same applies to the following titanates (I) and (II)). Among these, when a compound represented by (Na s K (1-s) ) 4 is contained, the compound may be one in which s takes only one value, and has a value of 2 or more. It may be a mixture of the same (the same applies to the following titanates (I) and (II)). In silicotitanate, n may take only one value, or n may take two or more values.

前記チタン酸塩(I)としては例えばAがLiを含有するものとして、Li4Ti920・mH2O、(LipNaq(1-p-q)4Ti920・mH2O(式中、p及びqは、pが0超1未満となり、qは0以上1未満となり、p+qが0超1以下となる数である)の各式で表される化合物が挙げられ、AがLiを含有しないものとして、Na4Ti920・mH2O、(NaS(1-S)4Ti920・mH2O(sは0超1未満の数を示す)及びK4Ti920・mH2Oの各式で表される化合物が挙げられる。これらはいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上の混合物であってもよい。前記チタン酸塩(I)において、mは1つの値のみをとっていてもよいし、mが2つ以上の値をとるものが混合していてもよい。 As the titanate (I), for example, assuming that A contains Li, Li 4 Ti 9 O 20 .mH 2 O, (Li p Na q K (1-pq) ) 4 Ti 9 O 20 .mH 2 A compound represented by each formula of O (wherein p and q are numbers such that p is greater than 0 and less than 1, q is 0 or more and less than 1, and p + q is greater than 0 and 1 or less), illustrated as a contains no Li, Na 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O, the number of (Na S K (1-S )) is 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (s less than 0 ultra 1 ) And a compound represented by each formula of K 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O. Any one of these may be used, or a mixture of two or more thereof may be used. In the titanate (I), m may take only one value, or m may take two or more values.

前記チタン酸塩(II)としては例えばAがLiを含有するものとして、(Lix(2-x))Ti25・mH2O、((LipNaq(1-p-q)x(2-x))Ti25・mH2O(式中、p及びqは、pが0超1未満となり、qは0以上1未満となり、p+qが0超1以下となる数である)の各式で表される化合物が挙げられ、AがLiを含有しないものとして、(Nax(2-x))Ti25・mH2O、((Nas(1-s)x(2-x))Ti25・mH2O(式中sは0超1未満の数である)、(Kx(2-x))Ti25・mH2Oが挙げられる。これらはいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上の混合物であってもよい。また前記チタン酸塩(II)において、mが1つの値のみをとっていてもよいし、mが2つ以上の値をとるものが混合していてもよい。チタン酸塩(II)としては、xが1≦x≦1.95であるものが好ましい。また、mが1≦m≦5であるものが好ましい。 As the titanate (II), for example, assuming that A contains Li, (Li x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O, ((Li p Na q K (1-pq) ) X H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O (wherein p and q are more than 0 and less than 1, q is 0 or more and less than 1, and p + q is more than 0 and less than 1) And (N x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O, ((Na s K ( 1-s) ) x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O (wherein s is a number greater than 0 and less than 1), (K x H (2-x) ) Ti 2 O 5 · mH 2 O, and the like. Any one of these may be used, or a mixture of two or more thereof may be used. In the titanate (II), m may take only one value, or m may take two or more values. As titanate (II), x is preferably 1 ≦ x ≦ 1.95. Moreover, what m is 1 <= m <= 5 is preferable.

前記一般式(1)〜(3)で用いたA並びに一般式(2)及び(3)で用いたmは、これらの異なる一般式間において同一であってもよく異なっていてもよい。この点は一般式(1)〜(3)の説明に用いたp、q及びsについても同様である。   A used in the general formulas (1) to (3) and m used in the general formulas (2) and (3) may be the same or different between these different general formulas. The same applies to p, q, and s used in the explanation of the general formulas (1) to (3).

本発明で用いるシリコチタネート、チタン酸塩(I)及びチタン酸塩(II)はそれぞれ、結晶性のものであってもよく、アモルファスのものであってもよく、結晶性のものとアモルファスのものとの混合物であってもよい。   The silicotitanate, titanate (I) and titanate (II) used in the present invention may each be crystalline, amorphous, crystalline or amorphous And a mixture thereof.

本発明の吸着剤が前記のシリコチタネートを含有することは、Sr及びCs、特にCsの吸着性能を高める観点から好ましい。前記のチタン酸塩(I)及び/又は前記のチタン酸塩(II)を含有することは、特にSrの吸着性能を高める観点から好ましい。例えば、Sr及びCsをバランスよく吸着する観点から、本発明の吸着剤は、前記のシリコチタネートと、前記のチタン酸塩(I)及び/又は前記のチタン酸塩(II)とを含有することが好ましい。   It is preferable that the adsorbent of the present invention contains the above-mentioned silicotitanate from the viewpoint of improving the adsorption performance of Sr and Cs, particularly Cs. The inclusion of the titanate (I) and / or the titanate (II) is particularly preferable from the viewpoint of improving the Sr adsorption performance. For example, from the viewpoint of adsorbing Sr and Cs in a balanced manner, the adsorbent of the present invention contains the silicotitanate and the titanate (I) and / or the titanate (II). Is preferred.

また、本発明の吸着剤は、前記シリコチタネートを含有する場合、該シリコチタネートとして、AがNa及び/又はK、特にKを含有するシリコチタネートを含んでいると、吸着剤におけるシリコチタネートの結晶化度が高いものとなりやすく、これにより吸着剤の性能、特にセシウムの吸着性能を高めることが可能でありうる。   In addition, when the adsorbent of the present invention contains the silicotitanate, if the silicotitanate includes silicotitanate containing A and Na, and / or K, particularly K, the silicotitanate crystals in the adsorbent It may be possible to increase the performance of the adsorbent, particularly the adsorption performance of cesium.

本発明の吸着剤は、X線回折測定により特定の回析ピークパターンを有していることが好ましい。   The adsorbent of the present invention preferably has a specific diffraction peak pattern by X-ray diffraction measurement.

例えば、本発明の吸着剤は、X線源にCu−Kαを用いて回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定するときに、前記シリコチタネートに由来するピークが少なくとも1つ観察されることが、シリコチタネートの結晶性が高く、これによりCsの吸着性能が高いため観点から好ましい。特に前記の線源及び前記の回折角範囲において、前記シリコチタネートの最も強度の高いピーク(以下メーンピークともいう。)が、回折角(2θ)10〜13°の範囲に観察されることが好ましい。10〜13°の範囲に観察されるピークは、前記シリコチタネートのうち、結晶方位が(0,1,0)であり、nが5〜7であるものに由来する。シリコチタネートのメーンピークが当該回折角範囲にある吸着剤を製造するには、例えば、後述する製造方法を用いて吸着剤を製造し、且つその際に、ケイ酸源、リチウム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、四塩化チタン等の材料比を調整すればよい。   For example, the adsorbent of the present invention has at least 1 peak derived from the silicotitanate when X-ray diffraction measurement is performed with Cu-Kα as the X-ray source and a diffraction angle (2θ) in the range of 5 to 80 °. It is preferable from the viewpoint that the crystallinity of the silicotitanate is high and the adsorption performance of Cs is high. In particular, in the radiation source and the diffraction angle range, it is preferable that the highest intensity peak of the silicotitanate (hereinafter also referred to as a main peak) is observed in a diffraction angle (2θ) range of 10 to 13 °. . The peak observed in the range of 10 to 13 ° is derived from the silicotitanate having a crystal orientation of (0, 1, 0) and n of 5 to 7. In order to produce an adsorbent in which the main peak of silicotitanate is in the diffraction angle range, for example, an adsorbent is produced using a production method described later, and in that case, a silicic acid source, a lithium compound, a sodium compound, What is necessary is just to adjust material ratios, such as a potassium compound and titanium tetrachloride.

回折角(2θ)=10〜13°の範囲に前記シリコチタネートのメーンピークが観察される場合、これに加えて、27°〜29°及び/又は33.5°〜35.5°(特に34°〜35°)及び/又はの範囲に更に前記シリコチタネートのピークが観察されることが好ましい。また、これらのピークは、前述したシリコチタネートのメーンピークの高さに対して5%以上40%以下の高さを有することが好ましい。   If the main peak of the silicotitanate is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 10-13 °, in addition to this, 27 ° -29 ° and / or 33.5 ° -35.5 ° (particularly 34 It is preferable that the silicotitanate peak is further observed in the range of [deg.] To 35 [deg.]. Moreover, it is preferable that these peaks have a height of 5% or more and 40% or less with respect to the height of the main peak of the silicotitanate described above.

本発明において、ピーク高さ比は、実際のX線回折測定で得られた回折ピークパターンをベースライン補正した回折ピークパターンに基づいて算出する。このベースライン補正はsonneveld-visser法により行う。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。   In the present invention, the peak height ratio is calculated based on a diffraction peak pattern obtained by performing baseline correction on a diffraction peak pattern obtained by actual X-ray diffraction measurement. This baseline correction is performed by the sonneveld-visser method. 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.

また本発明の吸着剤は、前記の線源を用いて回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに前記チタン酸塩(I)のピークが少なくとも1つ観察されることが、吸着剤のSrの吸着性能を高める観点から好ましい。同様の観点から、特に前記チタン酸塩(I)のメーンピークが回折角(2θ)=8〜10°に観察されることが好ましい。8〜10°に観察されるピークは、前記チタン酸塩(I)のうち、結晶方位が(0,1,0)であり、一般式(2)におけるmが5〜7であるものに由来する。従って、このような吸着剤は、前記チタン酸塩(I)としてmが5〜7である含水塩を多く含むものである。チタン酸塩(I)のメーンピークが前記の回折角範囲にある吸着剤を製造するには、例えば、後述する製造方法を用いて吸着剤を製造し、且つその際に、ケイ酸源、リチウム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、四塩化チタン等の材料比を調整すればよい。   In the adsorbent of the present invention, at least one peak of the titanate (I) is observed when X-ray diffraction measurement is performed using the above-mentioned radiation source in a diffraction angle (2θ) range of 5 to 80 °. It is preferable from the viewpoint of improving the Sr adsorption performance of the adsorbent. From the same viewpoint, it is preferable that the main peak of the titanate (I) is observed at a diffraction angle (2θ) = 8 to 10 °. The peak observed at 8 to 10 ° is derived from the titanate (I) whose crystal orientation is (0, 1, 0) and m in the general formula (2) is 5 to 7. To do. Accordingly, such an adsorbent contains a large amount of a hydrate salt having m of 5 to 7 as the titanate (I). In order to produce an adsorbent in which the main peak of titanate (I) is in the above diffraction angle range, for example, an adsorbent is produced using a production method described later, and in that case, a silicate source, lithium What is necessary is just to adjust material ratios, such as a compound, a sodium compound, a potassium compound, and titanium tetrachloride.

回折角(2θ)=8〜10°の範囲に前記チタン酸塩(I)のメーンピークが観察される場合、これに加えて、27〜29°及び/又は47〜49°の範囲に更に前記チタン酸塩(I)のピークが観察されることが好ましい。また、これらのピークは、前述したチタン酸塩(I)のメーンピークの高さに対して10%以上70%以下の高さを有することが好ましい。   When the main peak of the titanate (I) is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 8 to 10 °, in addition to this, in the range of 27 to 29 ° and / or 47 to 49 °, It is preferred that the titanate (I) peak is observed. Further, these peaks preferably have a height of 10% or more and 70% or less with respect to the height of the main peak of the titanate (I) described above.

また本発明の吸着剤は、前記の線源を用いて回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに前記チタン酸塩(II)のピークが少なくとも1つ観察されることがSrの吸着性能を高める観点から好ましい。特に、前記チタン酸塩(II)のメーンピークが回折角(2θ)=9〜11°に観察されることが好ましい。9〜11°に観察されるピークは、前記チタン酸塩(II)のうち、(Lix(2-x))Ti25・mH2Oで表わされるものに由来する。従って、このような吸着剤は、前記チタン酸塩(II)として(Lix(2-x))Ti25・mH2Oで表される化合物を多く含むものである。チタン酸塩(II)のメーンピークが前記の回折角範囲にある吸着剤を製造するには、例えば、後述する製造方法を用いて吸着剤を製造し、且つその際に、ケイ酸源、リチウム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、四塩化チタン等の材料比を調整すればよい。 In the adsorbent of the present invention, at least one peak of the titanate (II) is observed when X-ray diffraction measurement is performed with a diffraction angle (2θ) of 5 to 80 ° using the above-mentioned radiation source. It is preferable from the viewpoint of improving the Sr adsorption performance. In particular, the main peak of the titanate (II) is preferably observed at a diffraction angle (2θ) of 9 to 11 °. The peak observed at 9 to 11 ° is derived from the titanate (II) represented by (Li x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O. Therefore, such an adsorbent contains a large amount of the compound represented by (Li x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O as the titanate (II). In order to produce an adsorbent having a main peak of titanate (II) in the above diffraction angle range, for example, an adsorbent is produced using a production method described later, and in that case, a silicate source, lithium What is necessary is just to adjust material ratios, such as a compound, a sodium compound, a potassium compound, and titanium tetrachloride.

回折角(2θ)=9〜11°の範囲に前記チタン酸塩(II)のメーンピークが観察される場合、これに加えて、27〜29.5°及び/又は36.0〜38.0°の範囲に更に前記チタン酸塩(II)((Lix(2-x))Ti25・mH2O)のピークが観察されることが好ましい。また、これらのピークは、前述したチタン酸塩(II)のメーンピークの高さに対して20%以上150%以下の高さを有することが好ましい。 When the main peak of the titanate (II) is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 9 to 11 °, in addition to this, 27 to 29.5 ° and / or 36.0 to 38.0 It is preferable that a peak of the titanate (II) ((Li x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O) is further observed in the range of °. Moreover, it is preferable that these peaks have a height of 20% or more and 150% or less with respect to the height of the main peak of the titanate (II) described above.

本発明の吸着剤は、例えば前記の線源を用いて回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定すると、前記シリコチタネートのピークが1以上観察されると共に前記チタン酸塩(I)のピークが1以上観察されることがCsとSrの両方をバランスよく吸着する観点から好ましい。特に、回折角(2θ)=10〜13°の範囲に前記シリコチタネートのメーンピークが観察されるとともに、回折角(2θ)=8〜10°の範囲に前記チタン酸塩(I)のメーンピークが観察されることが好ましい。   In the adsorbent of the present invention, for example, when X-ray diffraction measurement is performed in the range of diffraction angle (2θ) of 5 to 80 ° using the above-mentioned radiation source, one or more peaks of the silicotitanate are observed and the titanate One or more peaks of (I) are preferably observed from the viewpoint of adsorbing both Cs and Sr in a balanced manner. In particular, the main peak of silicotitanate is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 10 to 13 °, and the main peak of titanate (I) in the range of diffraction angle (2θ) = 8 to 10 °. Is preferably observed.

この場合、前記の線源及び回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、SrとCsとの吸着性能のバランスを向上させる観点から、前記シリコチタネートのメーンピークの高さに対する、前記チタン酸塩(I)のメーンピークの高さの比が15%以上65%以下であることが好ましく、20%以上60%以下であることがより好ましく、25%以上55%以下であることが更に好ましい。ピーク高さ比が前記の範囲の吸着剤を製造するには、例えば、後述する製造方法により吸着剤を製造し、且つその際に、ケイ酸源、リチウム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、四塩化チタン等の材料比を調整すればよい。   In this case, the main peak of the silicotitanate from the viewpoint of improving the balance of the adsorption performance of Sr and Cs when X-ray diffraction measurement is performed in the range of the radiation source and the diffraction angle (2θ) of 5 to 80 °. The ratio of the height of the main peak of the titanate (I) to the height is preferably 15% to 65%, more preferably 20% to 60%, and more preferably 25% to 55%. % Or less is more preferable. In order to produce an adsorbent having a peak height ratio within the above range, for example, an adsorbent is produced by a production method described later, and at that time, a silicic acid source, a lithium compound, a sodium compound, a potassium compound, tetrachloride. What is necessary is just to adjust material ratios, such as titanium.

本発明の吸着剤は、上述したように、X線源にCu−Kαを用いて回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、前記シリコチタネートのピークが1以上観察されると共に前記チタン酸塩(I)のピークが1以上観察されることが好ましいが、これとは異なるピークパターンを有していてもよい。
例えば、X線源にCu−Kαを用いて回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、前記シリコチタネートのピークが1以上観察されると共に前記チタン酸塩(II)のピークが1以上観察されることもCsとSrの両方をバランスよく吸着する観点から好ましく、この場合、回折角(2θ)=10〜13°の範囲に前記シリコチタネートのメーンピークが観察されるとともに、回折角(2θ)=9〜11°の範囲に前記チタン酸塩(II)のメーンピークが観察されることがより好ましい。
As described above, the adsorbent of the present invention has a peak of silicotitanate of 1 when the X-ray diffraction measurement is performed using Cu-Kα as the X-ray source and the diffraction angle (2θ) is in the range of 5 to 80 °. It is preferable that one or more peaks of the titanate (I) are observed while being observed as described above, but may have a different peak pattern.
For example, when X-ray diffraction measurement is performed using Cu—Kα as an X-ray source in a diffraction angle (2θ) range of 5 to 80 °, one or more peaks of the silicotitanate are observed and the titanate ( It is also preferable that at least one peak of II) is observed from the viewpoint of adsorbing both Cs and Sr in a balanced manner. In this case, the main peak of the silicotitanate is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 10-13 °. In addition, it is more preferable that the main peak of the titanate (II) is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 9 to 11 °.

仮に前記の線源及び回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、回折角(2θ)=10〜13°の範囲に前記シリコチタネートのメーンピークが観察され且つ回折角(2θ)=9〜11°の範囲に前記チタン酸塩(II)のメーンピークが観察される場合は、SrとCsとの吸着性能のバランスを向上させる観点から、前記シリコチタネートのメーンピーク高さに対する、前記チタン酸塩(II)のメーンピークの高さの比が10%以上90%以下であることが好ましく、20%以上80%以下であることがより好ましく、30%以上70%以下であることが更に好ましい。   If X-ray diffraction measurement is performed with the source and the diffraction angle (2θ) in the range of 5 to 80 °, the main peak of the silicotitanate is observed in the range of the diffraction angle (2θ) = 10 to 13 ° and When the main peak of the titanate (II) is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 9 to 11 °, the main body of the silicotitanate is used from the viewpoint of improving the balance of adsorption performance between Sr and Cs. The ratio of the main peak height of the titanate (II) to the peak height is preferably 10% to 90%, more preferably 20% to 80%, and more preferably 30% to 70%. % Or less is more preferable.

また、線源にCu−Kαを用いて回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、チタン酸塩(I)及びチタン酸塩(II)のピークが観察されることも、Sr吸着性能の観点から好ましい。例えば、回折角(2θ)=8〜10°の範囲に前記チタン酸塩(I)のメーンピークが観察され且つ回折角(2θ)=9〜11°の範囲に前記チタン酸塩(II)のメーンピークが観察されることが好ましい。   Moreover, when X-ray diffraction measurement was performed using Cu—Kα as a radiation source and a diffraction angle (2θ) in the range of 5 to 80 °, peaks of titanate (I) and titanate (II) were observed. It is also preferable from the viewpoint of Sr adsorption performance. For example, the main peak of the titanate (I) is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 8 to 10 °, and the titanate (II) is in the range of diffraction angle (2θ) = 9 to 11 °. It is preferred that a main peak is observed.

仮に前記の線源及び回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、回折角(2θ)=8〜10°の範囲に前記チタン酸塩(I)のメーンピークが観察され且つ回折角(2θ)=9〜11°の範囲に前記チタン酸塩(II)のメーンピークが観察される場合は、2つのピークが重なり合い、僅かながらブロードのピークとなるものの、見かけ上1つのピークとなる。   If the X-ray diffraction measurement is performed in the range of the radiation source and the diffraction angle (2θ) of 5 to 80 °, the main peak of the titanate (I) is in the range of the diffraction angle (2θ) = 8 to 10 °. When the main peak of the titanate (II) is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 9 to 11 °, the two peaks overlap and become a broad peak slightly, The top one peak.

例えば、回折角(2θ)=8〜10°の範囲にチタン酸塩(I)のメーンピークが観察され、且つ回折角(2θ)=9〜11°の範囲におけるチタン酸塩(II)のメーンピークがチタン酸塩(I)のメーンピークと重なっているために明確には観察できない場合は、2θ=8〜10°の範囲に観察される前記チタン酸塩(I)のメーンピーク高さに対する、2θ=27〜29.5の範囲に観察される前記チタン酸塩(II)のピークの高さの比により、両者の存在比を確認してもよい。この比は、Sr吸着性能の向上や目的とするチタン酸塩が合成されていることの確認の観点から、5%以上300%以下であることが好ましく、10%以上300%以下であることがより好ましく、10%以上250%以下であることが更に好ましい。   For example, the main peak of titanate (I) is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 8 to 10 °, and the main salt of titanate (II) in the range of diffraction angle (2θ) = 9 to 11 °. When the peak overlaps with the main peak of titanate (I) and cannot be clearly observed, it corresponds to the main peak height of titanate (I) observed in the range of 2θ = 8 to 10 °. The abundance ratio of both may be confirmed by the ratio of the peak heights of the titanate (II) observed in the range of 2θ = 27 to 29.5. This ratio is preferably 5% or more and 300% or less, preferably 10% or more and 300% or less, from the viewpoint of improving the Sr adsorption performance and confirming that the target titanate is synthesized. More preferably, it is 10% or more and 250% or less.

上述のように、一般式(1)〜(3)の成分間の好ましいピーク比について説明したが、上述したように一般式(1)〜(3)の成分は、結晶性のものに限定されない。例えば、前記チタン酸塩(I)のメーンピークが8〜10°の範囲に観察されるか、或いは、チタン酸塩(II)のメーンピークが9〜11°の範囲に観察され、且つ、アモルファスの状態の前記シリコチタネートを含有する吸着剤も、Srの吸着性能が高く、しかもCsの吸着性能が一定以上であるための好ましい。   As described above, the preferable peak ratio between the components of the general formulas (1) to (3) has been described. However, as described above, the components of the general formulas (1) to (3) are not limited to crystalline ones. . For example, the main peak of the titanate (I) is observed in the range of 8 to 10 °, or the main peak of the titanate (II) is observed in the range of 9 to 11 ° and is amorphous. The adsorbent containing silicotitanate in this state is also preferable because it has a high Sr adsorption performance and a Cs adsorption performance of a certain level or higher.

これらの吸着剤を得るためには、例えば、後述する製造方法で本発明の吸着剤を製造し、且つ、その際に、ケイ酸源、リチウム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、四塩化チタン等の材料比を調整するか、或は、当該製造方法の生成物に、更に、一般式(1)〜(3)で表される成分を追加してやればよい。   In order to obtain these adsorbents, for example, the adsorbent of the present invention is produced by the production method described later, and at that time, a silicic acid source, a lithium compound, a sodium compound, a potassium compound, titanium tetrachloride, etc. The material ratio may be adjusted, or the components represented by the general formulas (1) to (3) may be added to the product of the production method.

本発明の吸着剤は、A4Ti4Si316・nH2O以外組成のシリコチタネートを含んでいてもよい。しかしながら、本発明の吸着剤を、回折角(2θ)5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、シリコチタネートとして、少なくとも、TiとSiのモル比が1:1の結晶性シリコチタネートのピーク及び、TiとSiのモル比が5:12の結晶性シリコチタネートのピークが観察されないことが好ましい。とりわけ、本発明の吸着剤を回折角(2θ)5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、シリコチタネートのピークとしてA4Ti4Si316・nH2Oのみのピークが観察されることが好ましい。また、本発明の吸着剤はX線回折測定したときに、酸化チタンのピークである2θ=25°のピークが観察されないことが好ましい。 The adsorbent of the present invention may contain silicotitanate having a composition other than A 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O. However, when the adsorbent of the present invention is measured by X-ray diffraction at a diffraction angle (2θ) of 5 to 80 °, as a silicotitanate, at least a crystalline silicotitanate having a molar ratio of Ti and Si of 1: 1. It is preferable that the peak of the crystalline silicotitanate having a molar ratio of Ti and Si of 5:12 is not observed. In particular, when the adsorbent of the present invention is measured by X-ray diffraction at a diffraction angle (2θ) of 5 to 80 °, a peak of only A 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O is observed as a peak of silicotitanate. It is preferred that In addition, when the adsorbent of the present invention is measured by X-ray diffraction, it is preferable that a peak of 2θ = 25 ° which is a peak of titanium oxide is not observed.

また本発明の吸着剤は、前記チタン酸塩(I)及び前記チタン酸塩(II)以外のチタン酸塩、例えばNa2Ti37等を含んでいても良いが、本発明の吸着剤を前記の線源で回折角(2θ)5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、チタン酸塩として、前記チタン酸塩(I)及び/又は前記チタン酸塩(II)の回折ピークのみが観察されることが好ましい。 The adsorbent of the present invention may contain a titanate other than the titanate (I) and titanate (II), for example, Na 2 Ti 3 O 7. Of the titanate (I) and / or the titanate (II) as titanate when X-ray diffraction measurement is performed with the above-mentioned radiation source within a diffraction angle (2θ) of 5 to 80 °. Preferably only peaks are observed.

本発明の吸着剤を前記の線源で回折角(2θ)5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、回折角(2θ)=9〜11°の範囲に前記チタン酸塩(II)((Lix(2-x))Ti25・mH2O)のメーンピークが観察されるか、又は、回折角(2θ)=27〜29.5°若しくは36.0〜38.0°の範囲に前記チタン酸塩(II)のピークが観察される場合、例えば、本発明の吸着剤を組成分析することによって得られる(Na+K+Li):Liのモル比は、1:0.25以上に高いことが、前記チタン酸塩(II)を含有する本発明の吸着剤の製造が容易な観点から好ましい。一方で回折角(2θ)=8〜10°の範囲に前記チタン酸塩(I)のメーンピークが観察される場合、吸着剤を組成分析することによって得られる(Na+K+Li):Liのモル比は1:0.05以上0.7以下、特に1:0.05以上0.45以下程度であることが前記チタン酸塩(I)を含有する本発明の吸着剤の製造が容易な観点から好ましい。また回折角(2θ)=10〜13°の範囲に前記シリコチタネートのメーンピークが観察される場合、(Na+K+Li):Liのモル比は1:0.01以上0.08以下、特に1:0.01以上0.05以下と低いことが、前記シリコチタネートを含有する本発明の吸着剤の製造が容易な観点から好ましい。これは、前記チタン酸塩(II)はLi含量が高い場合に安定であるのに対し、結晶性の前記シリコチタネート及び結晶性の前記チタン酸塩(I)はいずれもLi含量が低いほうが安定であると考えらえるためである。前記のモル比(Na+K+Li):Liは、吸着剤を、フッ素水素酸に溶解した後に、希釈媒体としてイオン交換水を用いて溶解液を希釈し、得られた希釈液をICP発光分光分析法で分析することにより求めることができる。ICP発光分光分析法の分析装置としては、島津製作所社製ICPS−8100CLを用いることができる。なお、吸着剤が特にチタン酸塩(II)を含有する場合等には、上記の方法で求めたモル比(Na+K+Li):Liは、吸着剤の製造に用いたアルカリ金属化合物中のリチウム化合物の割合に比べて、リチウムの割合が大きくなる傾向にある。これは、AがLiであるチタン酸塩(II)がAがNa又はKであるチタン酸塩(II)よりも優先的に生成すること等による。 When the X-ray diffraction measurement of the adsorbent of the present invention was performed at a diffraction angle (2θ) of 5 to 80 ° with the above-mentioned radiation source, the titanate (II) ) ((Li x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O) main peak is observed, or diffraction angle (2θ) = 27 to 29.5 ° or 36.0 to 38 When the titanate (II) peak is observed in a range of 0.0 °, the molar ratio of (Na + K + Li): Li obtained by, for example, composition analysis of the adsorbent of the present invention is 1: 0. Higher than 25 is preferable from the viewpoint of easy production of the adsorbent of the present invention containing the titanate (II). On the other hand, when the main peak of titanate (I) is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 8 to 10 °, the molar ratio of (Na + K + Li): Li obtained by composition analysis of the adsorbent is It is preferable from the viewpoint of easy production of the adsorbent of the present invention containing the titanate (I) that is 1: 0.05 or more and 0.7 or less, particularly about 1: 0.05 or more and 0.45 or less. . When the main peak of the silicotitanate is observed in the range of diffraction angle (2θ) = 10-13 °, the molar ratio of (Na + K + Li): Li is 1: 0.01 or more and 0.08 or less, particularly 1: 0. It is preferable that it is as low as 0.01 or more and 0.05 or less from the viewpoint of easy production of the adsorbent of the present invention containing the silicotitanate. This is because the titanate (II) is stable when the Li content is high, whereas the crystalline silicotitanate and the crystalline titanate (I) are both stable when the Li content is low. This is because it can be considered. The molar ratio (Na + K + Li): Li is obtained by dissolving an adsorbent in hydrofluoric acid, then diluting the solution using ion-exchanged water as a dilution medium, and subjecting the resulting diluted solution to ICP emission spectrometry. It can be determined by analysis. ICPS-8100CL manufactured by Shimadzu Corporation can be used as an analyzer for ICP emission spectroscopy. When the adsorbent contains titanate (II) in particular, the molar ratio (Na + K + Li): Li determined by the above method is the lithium compound in the alkali metal compound used for the production of the adsorbent. Compared to the proportion, the proportion of lithium tends to increase. This is because titanate (II) in which A is Li is preferentially produced over titanate (II) in which A is Na or K.

また、Na及び/又はKを用いる場合のNa及びKの量比は特に制限ないが、例えば、AがKを含有していると、シリコチタネートの結晶性能を高める観点から好ましい。(Na+K+Li):Kのモル比はCe及びSrのうち目的とする吸着性能を得るために適したものを適宜選択すればよいが、例えば吸着剤の製造の容易さや原料アルカリのコスト等を考慮して例えば、1:0.1以上0.7以下、特に1:0.2以上0.6以下であることが好ましい。上述するように、本発明の製造方法では、Li/A*が低い場合に、結晶性のシリコチタネートを含有する吸着剤が得られるところ、カリウム化合物の使用は得られるシリコチタネートの結晶性を高める効果を有する。このため本発明の製造方法において、カリウム化合物を用いることは、カリウム化合物を用いない場合には結晶性のシリコチタネートを含有する吸着剤が得られるLi/A*条件を若干緩和するという効果を奏する。 The amount ratio of Na and K in the case of using Na and / or K is not particularly limited. For example, it is preferable that A contains K from the viewpoint of improving the crystal performance of silicotitanate. The molar ratio of (Na + K + Li): K may be appropriately selected from Ce and Sr in order to obtain the desired adsorption performance. For example, considering the ease of production of the adsorbent and the cost of the raw material alkali. For example, it is preferably 1: 0.1 or more and 0.7 or less, and particularly preferably 1: 0.2 or more and 0.6 or less. As described above, in the production method of the present invention, when Li / A * is low, an adsorbent containing crystalline silicotitanate is obtained, but the use of a potassium compound increases the crystallinity of the resulting silicotitanate. Has an effect. For this reason, in the production method of the present invention, the use of a potassium compound has the effect of slightly relaxing the Li / A * conditions for obtaining an adsorbent containing crystalline silicotitanate when no potassium compound is used. .

本発明の吸着剤は、前記組成分析によって得られるTi:Siのモル比が1:0.30〜0.55であることが、SrとCsの両方を一層吸着容易とする観点から好ましい。この観点から、Ti:Siのモル比は1:0.34〜0.50であることがより好ましく、1:0.36〜0.48であることが特に好ましい。しかしながら、例えば、後述するように、ケイ酸源を用いずに本発明の吸着剤を製造する場合等は、このモル比に限定されない。   In the adsorbent of the present invention, the molar ratio of Ti: Si obtained by the composition analysis is preferably 1: 0.30 to 0.55 from the viewpoint of facilitating adsorption of both Sr and Cs. From this viewpoint, the molar ratio of Ti: Si is more preferably 1: 0.34 to 0.50, and particularly preferably 1: 0.36 to 0.48. However, for example, as described later, when the adsorbent of the present invention is produced without using a silicic acid source, the molar ratio is not limited.

本発明の吸着材の形態としては、粉末状、顆粒状、顆粒以外の成型体(球状、円柱状)等を挙げることができ、粉末状又は顆粒状であることが好ましい。粉末状の吸着材は、例えば、後述する製造方法の第二工程により得られた反応物を、乾燥、又は乾燥及び粉砕することで得ることができる。また、顆粒状の吸着材は、粉末状の吸着材を後述する造粒工程により造粒することで得ることができる。   Examples of the form of the adsorbent of the present invention include powders, granules, and moldings other than granules (spherical or cylindrical), and the like is preferable. The powdery adsorbent can be obtained, for example, by drying or drying and pulverizing a reaction product obtained in the second step of the production method described later. Moreover, a granular adsorbent can be obtained by granulating a powder adsorbent by the granulation process mentioned later.

本発明の吸着剤が粒状体である場合、200μm以上1000μm以下の粒度を有することが好ましい。この粒度の粒状体からなる本発明の吸着剤には、200μmよりも細かい粒子が存在しないか或いは存在しても極微量であるため、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る問題を防止することができる。また、粒径が1000μm以下である場合、吸着剤の吸着性能を向上しやすい。   When the adsorbent of the present invention is a granule, it preferably has a particle size of 200 μm or more and 1000 μm or less. Since the adsorbent of the present invention composed of granules of this particle size does not have particles finer than 200 μm or is extremely small even if present, the adsorbent of the present invention is packed in an adsorption tower and passed through. In this case, it is possible to prevent the problem that particles are clogged in the adsorption tower. Moreover, when the particle size is 1000 μm or less, the adsorption performance of the adsorbent is easily improved.

具体的には、本発明の吸着剤が粒状体である場合、JIS Z8801規格による目開きが212μmの篩と、前記の目開きが1mmの篩とを用いたときに、本発明の吸着剤の98質量%以上、特に99質量%以上が目開き1mmの篩を通り且つ98質量%以上、特に99質量%以上が目開き212μmの篩を通らないことが好ましい。特に、本発明の吸着剤は、300μm以上600μm以下の粒度を有する粒状体からなることが好ましい。具体的には、JIS Z8801規格による目開きが300μmの篩と、目開きが600μmの篩とを用いたときに、本発明の吸着剤の98質量%以上、特に99質量%以上が前記の600μmの篩を通り且つ98質量%以上、特に99質量%以上が前記の300μmの篩を通らないことが好ましい。   Specifically, when the adsorbent of the present invention is a granular material, when the sieve according to JIS Z8801 standard has a sieve having an opening of 212 μm and the sieve having an aperture of 1 mm, the adsorbent of the present invention It is preferable that 98% by mass or more, particularly 99% by mass or more pass through a sieve having an opening of 1 mm, and 98% by mass or more, particularly 99% by mass or more should not pass through a sieve having an opening of 212 μm. In particular, the adsorbent of the present invention is preferably composed of a granular material having a particle size of 300 μm or more and 600 μm or less. Specifically, when a sieve having an opening of 300 μm according to JIS Z8801 standard and a sieve having an opening of 600 μm are used, 98 mass% or more, particularly 99 mass% or more of the adsorbent of the present invention is the above-mentioned 600 μm. It is preferable that 98% by mass or more, particularly 99% by mass or more, does not pass through the 300 μm sieve.

前記で説明した本発明の吸着剤は、以下で説明する本発明の吸着剤の製造方法により好適に製造することができる。   The adsorbent of the present invention described above can be preferably manufactured by the method for manufacturing an adsorbent of the present invention described below.

本発明の吸着剤の製造方法における第一工程は、ケイ酸源と、アルカリ金属化合物と、四塩化チタンと、水とを混合し混合ゲルを製造する工程である。アルカリ金属化合物としては、ナトリウム化合物及びカリウム化合物から選ばれる少なくとも1種並びにリチウム化合物を用いるか、又はリチウム化合物を用いる。   The first step in the method for producing an adsorbent of the present invention is a step of producing a mixed gel by mixing a silicic acid source, an alkali metal compound, titanium tetrachloride, and water. As the alkali metal compound, at least one selected from a sodium compound and a potassium compound and a lithium compound are used, or a lithium compound is used.

第一工程において用いられるケイ酸源としては、例えば、ケイ酸ソーダが挙げられる。また、ケイ酸アルカリ(すなわちケイ酸のアルカリ金属塩)をカチオン交換することにより得られる活性ケイ酸も挙げられる。またケイ酸源としては、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウムを挙げることもできる。   Examples of the silicic acid source used in the first step include sodium silicate. Moreover, the active silicic acid obtained by carrying out cation exchange of the alkali silicate (namely, alkali metal salt of silicic acid) is also mentioned. Examples of the silicate source include lithium silicate and potassium silicate.

活性ケイ酸は、ケイ酸アルカリ水溶液を例えばカチオン交換樹脂に接触させてカチオン交換して得られるものである。ケイ酸アルカリ水溶液の原料としては、通常水ガラス(水ガラス1号〜4号等)と呼ばれるケイ酸ナトリウム水溶液が好適に用いられる。このものは比較的安価であり、容易に手に入れることができる。また、Naイオンを嫌う半導体用途では、ケイ酸カリウム水溶液が原料としてふさわしい。固体状のメタケイ酸アルカリを水に溶かしてケイ酸アルカリ水溶液を調製する方法もある。メタケイ酸アルカリは晶析工程を経て製造されるので、不純物の少ないものがある。ケイ酸アルカリ水溶液は、必要に応じて水で希釈して使用する。   The activated silicic acid is obtained by cation exchange by bringing an aqueous alkali silicate solution into contact with, for example, a cation exchange resin. As a raw material for the alkali silicate aqueous solution, a sodium silicate aqueous solution usually called water glass (water glass No. 1 to No. 4 etc.) is preferably used. This is relatively inexpensive and can be easily obtained. For semiconductor applications that dislike Na ions, an aqueous potassium silicate solution is suitable as a raw material. There is also a method of preparing an alkali silicate aqueous solution by dissolving solid alkali silicate in water. Alkali metasilicates are produced through a crystallization process, so some of them have few impurities. The aqueous alkali silicate solution is diluted with water as necessary.

活性ケイ酸を調製するときに使用するカチオン交換樹脂は、公知のものを適宜選択して使用することができ、特に制限されない。ケイ酸アルカリ水溶液とカチオン交換樹脂との接触工程では、例えばケイ酸アルカリ水溶液をシリカが濃度3質量%以上10質量%以下となるように水に希釈し、次いで、希釈したケイ酸アルカリ水溶液をH型強酸性又は弱酸性カチオン交換樹脂に接触させて脱アルカリする。更に必要に応じてOH型強塩基性アニオン交換樹脂に接触させて脱アニオンすることができる。この工程によって、活性ケイ酸水溶液が調製される。ケイ酸アルカリ水溶液とカチオン交換樹脂との接触条件の詳細については、従来、様々な提案が既にあり、本発明ではそれら公知のいかなる接触条件も採用することができる。   The cation exchange resin used when preparing the active silicic acid can be appropriately selected from known ones and is not particularly limited. In the contacting step between the alkali silicate aqueous solution and the cation exchange resin, for example, the alkali silicate aqueous solution is diluted with water so that the silica has a concentration of 3% by mass or more and 10% by mass or less. Contact with a strong acidic or weakly acidic cation exchange resin to dealkalize. Further, if necessary, it can be deanioned by contacting with an OH type strongly basic anion exchange resin. By this step, an active silicic acid aqueous solution is prepared. Regarding the details of the contact conditions between the aqueous alkali silicate solution and the cation exchange resin, various proposals have already been made, and any known contact conditions can be adopted in the present invention.

例えば、非特許文献3においてケイ素源として高分散SiO2粉末を用いているのに対し、本発明の製造方法においてケイ酸源として、ケイ酸ソーダ又は活性ケイ酸を用いることは、汎用シリカ原料使用による製造コストの低減がはかれるという利点を有する。またケイ酸源としてケイ酸リチウムを用いる場合、高濃度のLi塩水溶液として使用することにより、スラリー濃度の低下を防止できる利点を有する。 For example, while highly dispersed SiO 2 powder is used as a silicon source in Non-Patent Document 3, it is possible to use sodium silicate or activated silicic acid as a silicic acid source in the production method of the present invention. This has the advantage that the manufacturing cost can be reduced. Moreover, when using lithium silicate as a silicic acid source, it has the advantage which can prevent the fall of a slurry density | concentration by using it as high concentration Li salt aqueous solution.

第一工程において用いられるナトリウム化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムが挙げられる。これらのナトリウム化合物のうち、炭酸ナトリウムを用いると炭酸ガスが発生するため、そのようなガスの発生がない水酸化ナトリウムを用いることが、中和反応を円滑に進める観点から好ましい。
また第一工程において用いられるカリウム化合物としては、水酸化カリウムや炭酸カリウムが挙げられ、ナトリウム化合物と同様の理由から水酸化カリウムが好ましい。
また第一工程において用いられるリチウム化合物としては、水酸化リチウムや炭酸リチウムが挙げられ、ナトリウム化合物と同様の理由から水酸化リチウムが好ましい。
Examples of the sodium compound used in the first step include sodium hydroxide and sodium carbonate. Among these sodium compounds, when sodium carbonate is used, carbon dioxide gas is generated. Therefore, it is preferable to use sodium hydroxide that does not generate such gas from the viewpoint of smoothly promoting the neutralization reaction.
Examples of the potassium compound used in the first step include potassium hydroxide and potassium carbonate, and potassium hydroxide is preferred for the same reason as the sodium compound.
Examples of the lithium compound used in the first step include lithium hydroxide and lithium carbonate, and lithium hydroxide is preferable for the same reason as the sodium compound.

第一工程においてナトリウム化合物又はカリウム化合物を用いる場合は、ナトリウム化合物、カリウム化合物及びリチウム化合物の合計モル数に対するリチウム化合物のモル数の割合(Li/A*)が重要となる。例えば、Li/A*が0.1以下、特に0.05以下程度に十分小さい場合は、結晶性の前記シリコチタネート(CST)を含有する吸着剤が得られる。Li/A*がそれよりも少し大きくなると結晶性の前記シリコチタネート(CST)と共に、前記チタン酸塩(I)を含有する吸着剤が得られる。更に、Li/A*が大きくなると前記チタン酸塩(I)を含有するが、結晶性のシリコチタネート(CST)を含有しない吸着剤が得られる。更にLi/A*が大きくなると前記チタン酸塩(I)と共に、或いは、前記チタン酸塩(I)の代わりに、前記チタン酸塩(II)を含有する吸着剤が得られる。Li/A*としては、Cs吸着性能の高い化合物である結晶性のシリコチタネートを含有する吸着剤を得ようとする場合は、特に0.01以上0.05以下であることが好ましい。またLi/A*は、Sr吸着性能の高い化合物であるチタン酸塩(I)を含有する吸着剤を得ようとする場合は、0.01以上0.5以下であることが好ましく、0.02以上0.3以下であることがより好ましい。またLi/A*は結晶性のシリコチタネートと共にチタン酸塩(I)を含有する吸着剤を得ようとする場合は0.01以上0.05以下であることが好ましく、0.02以上0.05以下であることがより好ましい。更にLi/A*は、Sr吸着性能の高い化合物であるチタン酸塩(II)を含有する吸着剤を得ようとする場合は、0.1以上1以下であることが好ましく、0.1以上0.5以下であることが好ましい。本発明の製造方法では、Li/A*が0.01以上0.05以下と低い場合、本発明の吸着剤を結晶性シリコチタネートとチタン酸(I)とを組み合わせて含有したものとでき、これにより、吸着剤をCs及びSrの高い吸着性能を有するものとすることができる。しかしながら、Li/A*が0.05以上、特に0.1以上と高い場合も、Cs吸着性能を一定程度有しSr吸着性能も高い吸着剤が得られる。リチウム化合物のモル数の割合がこのように高い場合、チタン酸塩(II)の生成が促進されSrの吸着性能が高まるとともにシリコチタネートのアモルファスが生成しこれがCsの吸着性能を高めると本発明者らは考えている。 When a sodium compound or a potassium compound is used in the first step, the ratio of the number of moles of lithium compound to the total number of moles of sodium compound, potassium compound and lithium compound (Li / A * ) is important. For example, when Li / A * is sufficiently small, such as about 0.1 or less, particularly about 0.05 or less, an adsorbent containing crystalline silicotitanate (CST) can be obtained. When Li / A * becomes a little larger than that, an adsorbent containing the titanate (I) together with the crystalline silicotitanate (CST) is obtained. Further, when Li / A * increases, an adsorbent containing the titanate (I) but not crystalline silicotitanate (CST) is obtained. When Li / A * further increases, an adsorbent containing the titanate (II) can be obtained together with the titanate (I) or instead of the titanate (I). Li / A * is particularly preferably 0.01 or more and 0.05 or less when an adsorbent containing crystalline silicotitanate, which is a compound having high Cs adsorption performance, is to be obtained. Li / A * is preferably 0.01 or more and 0.5 or less in the case of obtaining an adsorbent containing titanate (I) which is a compound having high Sr adsorption performance. More preferably, it is 02 or more and 0.3 or less. In addition, Li / A * is preferably 0.01 or more and 0.05 or less, and preferably 0.02 or more and 0.0 or less, in order to obtain an adsorbent containing titanate (I) together with crystalline silicotitanate. More preferably, it is 05 or less. Furthermore, Li / A * is preferably 0.1 or more and 1 or less, when obtaining an adsorbent containing titanate (II), which is a compound having high Sr adsorption performance, It is preferable that it is 0.5 or less. In the production method of the present invention, when Li / A * is as low as 0.01 or more and 0.05 or less, the adsorbent of the present invention can be combined with crystalline silicotitanate and titanic acid (I), Thereby, the adsorbent can have a high adsorption performance of Cs and Sr. However, even when Li / A * is as high as 0.05 or more, particularly 0.1 or more, an adsorbent having a certain degree of Cs adsorption performance and high Sr adsorption performance can be obtained. When the ratio of the number of moles of the lithium compound is so high, the formation of titanate (II) is promoted to increase the adsorption performance of Sr and the amorphous of silicotitanate is produced, which increases the adsorption performance of Cs. Are thinking.

また、ナトリウム化合物及び/又はカリウム化合物を用いる場合のナトリウム化合物及び/又はカリウム化合物の量比は特に制限ないが、例えば、カリウム化合物を用いると、シリコチタネートの結晶性能を高める観点から好ましい。カリウム化合物を用いる場合、ナトリウム化合物、カリウム化合物及びリチウム化合物の合計モル数に対し、カリウム化合物のモル数の割合(K/A*)は例えば吸着剤の製造の容易さや原料アルカリのコスト等を考慮して例えば、0.001以上1以下、特に0.01以上0.9以下であることが好ましい。 The amount ratio of the sodium compound and / or potassium compound in the case of using the sodium compound and / or potassium compound is not particularly limited, but for example, the use of a potassium compound is preferable from the viewpoint of enhancing the crystal performance of silicotitanate. In the case of using a potassium compound, the ratio of the number of moles of potassium compound (K / A * ) to the total number of moles of sodium compound, potassium compound and lithium compound takes into account, for example, the ease of production of the adsorbent and the cost of the raw material alkali. For example, it is preferably 0.001 or more and 1 or less, particularly 0.01 or more and 0.9 or less.

前記の数値範囲(Li/A*)及び(K/A*)は、ケイ酸源がナトリウム化合物、カリウム化合物又はリチウム化合物である場合に、該ナトリウム化合物、該カリウム化合物又は該リチウム化合物の量としてケイ酸源の量を含んだ場合の範囲である。 The numerical ranges (Li / A * ) and (K / A * ) are the amounts of the sodium compound, the potassium compound or the lithium compound when the silicic acid source is a sodium compound, a potassium compound or a lithium compound. This is the range when the amount of silicic acid source is included.

本発明の吸着剤の製造方法においては、チタン源として四塩化チタンを用いる。酸化チタン等の他のチタン化合物をチタン源とした場合には、未反応の酸化チタンが残存したり、あるいはTi:Siのモル比が4:3のシリコチタネート以外のシリコチタネートが生成しやすい。そこで本発明ではチタン源として四塩化チタンを用いている。   In the adsorbent production method of the present invention, titanium tetrachloride is used as a titanium source. When other titanium compounds such as titanium oxide are used as the titanium source, unreacted titanium oxide remains, or silicotitanate other than silicotitanate having a molar ratio of Ti: Si of 4: 3 tends to be generated. Therefore, in the present invention, titanium tetrachloride is used as the titanium source.

ケイ酸源及び四塩化チタンの添加量を、混合ゲル中の四塩化チタン由来のTiとケイ酸源由来のSiとのモル比であるTi/Siが特定比となる量とすることも、本発明の吸着剤の製造方法の特徴の一つである。例えば、非特許文献3においては、チタン源として四塩化チタンを用いているが、ケイ酸源及び四塩化チタンは、Ti/Si比が0.32となる量で混合溶液に添加されている。これに対し、本発明では、Ti/Si比が0.5以上3.0以下となるような量でケイ酸源及び四塩化チタンを添加する。混合ゲル中のTi/Si比を前記のモル範囲に設定することで、吸着剤のCsの吸着性能が向上しやすい。この観点から、混合ゲル中のTi/Si比は、1.0以上3.0以下であることが好ましく、1.5以上2.5以下であることがより好ましく、1.8以上2.2以下であることが更に好ましい。   The addition amount of the silicic acid source and titanium tetrachloride may be set to an amount in which Ti / Si, which is the molar ratio of Ti derived from titanium tetrachloride and Si derived from the silicic acid source in the mixed gel, becomes a specific ratio. It is one of the characteristics of the manufacturing method of the adsorption agent of invention. For example, in Non-Patent Document 3, titanium tetrachloride is used as the titanium source, but the silicate source and titanium tetrachloride are added to the mixed solution in such an amount that the Ti / Si ratio is 0.32. In contrast, in the present invention, the silicic acid source and titanium tetrachloride are added in such an amount that the Ti / Si ratio is 0.5 or more and 3.0 or less. By setting the Ti / Si ratio in the mixed gel in the above molar range, the adsorption performance of Cs of the adsorbent is easily improved. From this viewpoint, the Ti / Si ratio in the mixed gel is preferably 1.0 or more and 3.0 or less, more preferably 1.5 or more and 2.5 or less, and 1.8 or more and 2.2 or less. More preferably, it is as follows.

本発明の混合ゲルにおいて、Ti/Si比が前記の範囲以内であることは、得られる吸着剤が、シリコチタネートと共に、副生物としてチタン酸塩(I)又はチタン酸塩(II)を含みやすく、前述した本発明の吸着剤を好適に製造しうる点でも好ましい。一般に、通常シリコチタネート等の特定化合物を吸着剤として使用する場合、副生物が含有されない組成を採用することが一般的であるところ、本発明の製造方法の好ましい態様の一つは、このように比較的高いTi/Si比を採用して敢えて副生物を生成させることで意外にも、セシウム及びストロンチウムの吸着性能を高めたものである。   In the mixed gel of the present invention, the Ti / Si ratio is within the above range, which means that the obtained adsorbent easily contains titanate (I) or titanate (II) as a by-product together with silicotitanate. This is also preferable in that the adsorbent of the present invention described above can be suitably produced. In general, when a specific compound such as silicotitanate is usually used as an adsorbent, it is common to adopt a composition that does not contain by-products. Thus, one preferred embodiment of the production method of the present invention is as described above. Surprisingly, the adsorption performance of cesium and strontium is improved by adopting a relatively high Ti / Si ratio and generating by-products.

また、混合ゲルに占めるSiO2換算のケイ酸源濃度とTiO2換算の四塩化チタン濃度の総量が2.0質量%以上40質量%以下であり、かつ混合ゲルに占めるA’2OとSiO2のモル比がA’2O/SiO2=0.5以上3.0以下となるようにケイ酸源及び四塩化チタンを添加することが望ましい。ここでA’はLi、Na及びKを示す。前記範囲内にケイ酸源及び四塩化チタンの添加量を調整することで、得られる吸着剤のCs吸着性能を十分に高くすることができ、かつ、TiとSiのモル比が1:1の生成物が生成することを効果的に防止することができる。
また、これらの範囲は、前記チタン酸塩(I)又は(II)を副生させる観点からも好ましい。
Further, the total amount of the SiO 2 equivalent silicic acid source concentration and the TiO 2 equivalent titanium tetrachloride concentration in the mixed gel is 2.0% by mass or more and 40% by mass or less, and A ′ 2 O and SiO in the mixed gel it is desirable that the molar ratio of 2 is added to silicic acid source and titanium tetrachloride so that a '2 O / SiO 2 = 0.5 to 3.0. Here, A ′ represents Li, Na and K. By adjusting the addition amount of the silicate source and titanium tetrachloride within the above range, the Cs adsorption performance of the adsorbent obtained can be sufficiently increased, and the molar ratio of Ti and Si is 1: 1. It can prevent effectively that a product produces | generates.
These ranges are also preferable from the viewpoint of by-producing the titanate (I) or (II).

第一工程において用いられる四塩化チタンは、工業的に入手可能なものであれば、特に制限なく用いることができる。   The titanium tetrachloride used in the first step can be used without particular limitation as long as it is industrially available.

第一工程において、ケイ酸源、ナトリウム化合物、カリウム化合物、リチウム化合物及び四塩化チタンは、それぞれ水溶液の形態で反応系に添加することができる。場合によっては固体の形態で添加することもできる。更に第一工程では、得られた混合ゲルに対して、必要があれば純水を用いて該混合ゲルの濃度を調整することができる。   In the first step, the silicic acid source, sodium compound, potassium compound, lithium compound and titanium tetrachloride can be added to the reaction system in the form of an aqueous solution, respectively. In some cases, it can be added in the form of a solid. Further, in the first step, if necessary, the concentration of the mixed gel can be adjusted using pure water for the obtained mixed gel.

第一工程において、ケイ酸源、ナトリウム化合物、カリウム化合物、リチウム化合物及び四塩化チタンは、種々の添加順序で添加することができる。例えば(1)ケイ酸源、アルカリ金属化合物(ナトリウム化合物及びカリウム化合物から選ばれる少なくとも1種並びにリチウム化合物或いはリチウム化合物)、水を混合したものに、四塩化チタンを添加することにより混合ゲルを得ることができる(この添加順序のことを、以下、単に「(1)の実施」ということもある。)。この(1)の実施は、四塩化チタンから塩素の発生をおさえる点で好ましい。   In the first step, the silicic acid source, sodium compound, potassium compound, lithium compound and titanium tetrachloride can be added in various addition orders. For example, (1) A mixed gel is obtained by adding titanium tetrachloride to a mixture of a silicic acid source, an alkali metal compound (at least one selected from a sodium compound and a potassium compound, and a lithium compound or lithium compound) and water. (This addition order may be simply referred to as “execution of (1)” hereinafter.) The implementation of (1) is preferable in that the generation of chlorine from titanium tetrachloride is suppressed.

第一工程における別の添加順序として、(2)ケイ酸アルカリをカチオン交換することによって得られる活性ケイ酸(以下、単に「活性ケイ酸」ということもある。)水溶液と四塩化チタンと水とを混合したものに、アルカリ金属化合物を添加する、という態様を採用することもできる。この添加順序を採用しても、(1)の実施と同様に混合ゲルを得ることができる(この添加順序のことを、以下、単に「(2)の実施」ということもある。)。四塩化チタンはその水溶液の形態又は固体の形態で添加することができる。同様に、アルカリ金属化合物も、その水溶液の形態又は固体の形態で添加することができる。   As another order of addition in the first step, (2) an aqueous solution of activated silicic acid (hereinafter sometimes simply referred to as “activated silicic acid”) obtained by cation exchange of alkali silicate, titanium tetrachloride and water It is also possible to adopt an embodiment in which an alkali metal compound is added to the mixture. Even when this order of addition is adopted, a mixed gel can be obtained in the same manner as in the execution of (1) (this addition order may be simply referred to as “the execution of (2)” hereinafter). Titanium tetrachloride can be added in the form of an aqueous solution or solid form. Similarly, the alkali metal compound can also be added in the form of an aqueous solution or in the form of a solid.

(1)及び(2)の実施において、ナトリウム化合物、カリウム化合物及びリチウム化合物は、混合ゲル中のナトリウム、カリウム及びリチウムの合計濃度がNa2O換算で0.5質量%以上15質量%以下、特に0.7質量%以上13質量%以下となるように添加されることが好ましい。混合ゲル中におけるナトリウム、カリウム及びリチウムの合計のNa2O換算質量及び混合ゲル中におけるナトリウム、カリウム及びリチウムの合計のNa2O換算の濃度(以下「ナトリウム、カリウム及びリチウムの合計濃度(第一工程でナトリウム、カリウム化合物を用いない場合、リチウム濃度)」と言う)は、以下の式で計算される。
混合ゲル中におけるナトリウム、カリウム及びリチウムの合計のNa2O換算質量(g)=ケイ酸源由来のナトリウムイオン、カリウムイオン及びリチウムイオンの合計モル数+水酸化ナトリウム等のナトリウム化合物由来のナトリウムイオンのモル数+水酸化カリウム等のカリウム化合物由来のカリウムイオンのモル数水酸化リチウム等のリチウム化合物由来のリチウムイオンのモル数−四塩化チタン由来の塩化物イオンのモル数)×0.5×Na2O分子量
混合ゲル中におけるナトリウム、カリウム及びリチウムの合計のNa2O換算の濃度(質量%)=
混合ゲル中におけるナトリウム、カリウム及びリチウムの合計のNa2O換算質量/(混合ゲル中の水分量+混合ゲル中におけるナトリウム、カリウム及びリチウムの合計のNa2O換算質量)×100
(1) and in the practice of (2), sodium compounds, potassium compounds and lithium compounds, sodium in the mixed gel, the total concentration of potassium and lithium Na 2 O 15% by mass to 0.5% by mass in terms of the following, In particular, it is preferable to add so that it may become 0.7 mass% or more and 13 mass% or less. The total Na 2 O equivalent mass of sodium, potassium and lithium in the mixed gel and the Na 2 O equivalent concentration of sodium, potassium and lithium in the mixed gel (hereinafter referred to as “total concentration of sodium, potassium and lithium (first When sodium and potassium compounds are not used in the process, the lithium concentration) ”is calculated by the following formula.
Total Na 2 O equivalent mass (g) of sodium, potassium and lithium in the mixed gel = total number of sodium ions, potassium ions and lithium ions derived from silicic acid source + sodium ions derived from sodium compounds such as sodium hydroxide Mol number of potassium ion derived from potassium compound such as potassium hydroxide mol number of lithium ion derived from lithium compound such as lithium hydroxide−mol number of chloride ion derived from titanium tetrachloride) × 0.5 × Na 2 O molecular weight Concentration (mass%) in terms of Na 2 O of the total of sodium, potassium and lithium in the mixed gel =
Total Na 2 O equivalent mass of sodium, potassium and lithium in the mixed gel / (water content in the mixed gel + total Na 2 O equivalent mass of sodium, potassium and lithium in the mixed gel) × 100

ケイ酸源の選択と混合ゲル中のナトリウム、カリウム及びリチウムの合計濃度の調整を組み合わせることにより、Ti:Siのモル比が4:3のシリコチタネート以外のシリコチタネートの生成を抑制することができる。ケイ酸源としてケイ酸ソーダを用いた場合、Na2O換算で2.0質量%以上とすることで、Ti:Siのモル比が5:12のシリコチタネートの生成を効果的に抑制することが可能となり、一方、混合ゲル中のナトリウム、カリウム及びリチウムの合計濃度をNa2O換算で4.5質量%以下とすることで、Ti:Siのモル比が1:1のシリコチタネートの生成を効果的に抑制することが可能となる。また、ケイ酸源としてケイ酸アルカリをカチオン交換することにより得られる活性ケイ酸を用いた場合、Na2O換算で1質量%以上とすることで、Ti:Siのモル比が5:12のシリコチタネートの生成を効果的に抑制することが可能となり、一方、混合ゲル中のナトリウム、カリウム及びリチウムの合計濃度をNa2O換算で6質量%以下とすることで、Ti:Siのモル比が1:1のシリコチタネートの生成を効果的に抑制することが可能となる。 By combining the selection of the silicic acid source and the adjustment of the total concentration of sodium, potassium and lithium in the mixed gel, generation of silicotitanate other than silicotitanate having a molar ratio of Ti: Si of 4: 3 can be suppressed. . When sodium silicate is used as the silicic acid source, the production of silicotitanate having a molar ratio of Ti: Si of 5:12 is effectively suppressed by making it 2.0% by mass or more in terms of Na 2 O. On the other hand, when the total concentration of sodium, potassium and lithium in the mixed gel is 4.5% by mass or less in terms of Na 2 O, generation of silicotitanate having a molar ratio of Ti: Si of 1: 1 is possible. Can be effectively suppressed. When activated silicic acid obtained by cation exchange of alkali silicate is used as the silicic acid source, the molar ratio of Ti: Si is 5:12 by setting it to 1% by mass or more in terms of Na 2 O. The production of silicotitanate can be effectively suppressed. On the other hand, the total concentration of sodium, potassium and lithium in the mixed gel is set to 6% by mass or less in terms of Na 2 O, so that the molar ratio of Ti: Si However, the production of 1: 1 silicotitanate can be effectively suppressed.

なお、ケイ酸源としてケイ酸ナトリウムを用いた場合は、ケイ酸ナトリウム中のナトリウム成分は、同時に混合ゲル中のナトリウム源となる。したがって、ここで言う「混合ゲル中におけるナトリウムのNa2O換算質量(g)」とは、混合ゲル中のすべてのナトリウム成分の和として計数される。 When sodium silicate is used as the silicate source, the sodium component in the sodium silicate simultaneously becomes the sodium source in the mixed gel. Therefore, the “Na 2 O equivalent mass (g) of sodium in the mixed gel” referred to here is counted as the sum of all sodium components in the mixed gel.

(1)及び(2)の実施において、四塩化チタンの添加は、均一なゲルを得るため一定の時間をかけて、四塩化チタン水溶液として段階的又は連続的に行うことが望ましい。このため、四塩化チタンの添加には定量ポンプ(ペリスタポンプ等)を好適に用いることができる。   In the implementation of (1) and (2), it is desirable to add titanium tetrachloride stepwise or continuously as an aqueous titanium tetrachloride solution over a certain period of time in order to obtain a uniform gel. Therefore, a metering pump (such as a peristaltic pump) can be suitably used for adding titanium tetrachloride.

均一な生成物を得るために第一工程により得られた混合ゲルは、後述する第二工程である水熱反応を行う前に熟成を行ってもよい。この熟成時間としては、0.5時間以上2時間以下、熟成温度としては、30℃以上100℃以下が挙げられる。熟成工程は、例えば静置状態で行ってもよく、あるいはラインミキサーなどを用いた撹拌状態で行ってもよい。   In order to obtain a uniform product, the mixed gel obtained in the first step may be aged before performing a hydrothermal reaction which is a second step described later. The aging time is 0.5 hour or more and 2 hours or less, and the aging temperature is 30 ° C. or more and 100 ° C. or less. The aging step may be performed, for example, in a stationary state, or may be performed in a stirring state using a line mixer or the like.

本発明においては第一工程において得られた前記混合ゲルを、第二工程である水熱反応に付して目的とする前記一般式(1)〜(4)の何れかで表されるリチウム含有化合物を含む吸着剤を得る。水熱反応としては、前記一般式(1)〜(4)の何れかで表されるリチウム含有化合物が合成できる条件であれば、いかなる条件であってもよく制限されない。通常、オートクレーブ中で好ましくは120℃以上300℃以下、より好ましくは120℃以上200℃以下、更に好ましくは140℃以上180℃以下の温度において、好ましくは6時間以上120時間以下、更に好ましくは12時間以上120時間以下の時間にわたって、加圧下に反応させる。反応時間は、合成装置のスケールに応じて選定できる。   In the present invention, the mixed gel obtained in the first step is subjected to a hydrothermal reaction in the second step, and the lithium-containing compound represented by any one of the general formulas (1) to (4) An adsorbent containing compound is obtained. The hydrothermal reaction is not limited as long as the lithium-containing compound represented by any one of the general formulas (1) to (4) can be synthesized. Usually, it is preferably 120 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, more preferably 140 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, preferably 6 hours or longer and 120 hours or shorter, more preferably 12 ° C. in an autoclave. The reaction is carried out under pressure for a period of time not less than 120 hours. The reaction time can be selected according to the scale of the synthesizer.

以上の本発明の製造方法によれば本発明の吸着剤、特に前記シリコチタネートを含有する本発明の吸着剤を効率よく製造することができる。一方、前記シリコチタネートを含有しない、特にシリコチタネート等のケイ酸含有成分を含有しない本発明の吸着剤は、前記の製造方法を以下の方法に改変すればよい。   According to the above production method of the present invention, the adsorbent of the present invention, particularly the adsorbent of the present invention containing the silicotitanate can be efficiently produced. On the other hand, the adsorbent of the present invention which does not contain the silicotitanate, and in particular does not contain silicic acid-containing components such as silicotitanate, may be modified from the production method described below.

具体的には前記シリコチタネートを含有しない本発明の吸着剤を製造する場合は、前記第一工程を、四塩化チタンと第1のアルカリ金属水酸化物とを混合してTi(OH)4を生成させ、次いで生成したTi(OH)4と第2のアルカリ金属水酸化物とを混合するように改変すればよい。
第一工程で用いる第1及び第2のアルカリ金属水酸化物として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムから選ばれる少なくとも1種を用い、且つ、第1及び/又は第2のアルカリ金属水酸化物として水酸化リチウムを含有するものを用いることができる。
第一工程において、第2のアルカリ金属水酸化物は、第1のアルカリ金属水酸化物の添加によって生じたTi(OH)4に対してA’/Tiモル比(A’は、Na、K及びLiを表す。)が1.0〜5.0の範囲となるように用いることが好ましい。
Specifically, when producing the adsorbent of the present invention containing no silicotitanate, the first step is performed by mixing titanium tetrachloride and the first alkali metal hydroxide to obtain Ti (OH) 4 . What is necessary is just to modify | change so that it may produce | generate and then the produced | generated Ti (OH) 4 and 2nd alkali metal hydroxide may be mixed.
As the first and second alkali metal hydroxides used in the first step, at least one selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide is used, and the first and / or second alkali metal is used. What contains lithium hydroxide as a hydroxide can be used.
In the first step, the second alkali metal hydroxide has an A ′ / Ti molar ratio (A ′ is Na, K) with respect to Ti (OH) 4 produced by the addition of the first alkali metal hydroxide. And Li) are preferably used in a range of 1.0 to 5.0.

四塩化チタンと第1のアルカリ金属水酸化物とを混合するには、例えば四塩化チタン水溶液と第1のアルカリ金属水酸化物の水溶液とを混合すればよく、この場合、混合方法に特に制限はない。
例えば四塩化チタン水溶液中に、第1のアルカリ金属水酸化物の水溶液を一括又は逐次添加することができる。逆に、第1のアルカリ金属水酸化物の水溶液中に、四塩化チタン水溶液を一括又は逐次添加することができる。更に、四塩化チタン水溶液と第1のアルカリ金属水酸化物の水溶液とを同時に一括又は逐次添加することもできる。
In order to mix the titanium tetrachloride and the first alkali metal hydroxide, for example, a titanium tetrachloride aqueous solution and a first alkali metal hydroxide aqueous solution may be mixed. In this case, the mixing method is particularly limited. There is no.
For example, the aqueous solution of the first alkali metal hydroxide can be added all at once or sequentially into the titanium tetrachloride aqueous solution. Conversely, an aqueous titanium tetrachloride solution can be added all at once or sequentially into the aqueous solution of the first alkali metal hydroxide. Furthermore, the titanium tetrachloride aqueous solution and the first alkali metal hydroxide aqueous solution can be added simultaneously or sequentially.

四塩化チタン水溶液及び第1のアルカリ金属水酸化物の水溶液の混合は、アルカリ金属の総和と、チタンとのモル比A’/Tiが好ましくは4.15以上4.40以下、更に好ましくは4.25以上4.30以下となるように行う。   In the mixing of the aqueous solution of titanium tetrachloride and the first alkali metal hydroxide, the molar ratio A ′ / Ti between the total sum of alkali metals and titanium is preferably 4.15 or more and 4.40 or less, more preferably 4 .25 or more and 4.30 or less.

また、四塩化チタン水溶液と第1のアルカリ金属水酸化物の水溶液との混合により得られる混合液中でのチタンの濃度は、2質量%以上4質量%以下であることが好ましい。チタンの濃度を2質量%以上にすることで、後述する第2工程でアルカリ金属水酸化物を添加したときに、液がペースト状に変化することを効果的に防止することができる。また4質量%以下にすることで、後述する第3工程において、硬い塊状物が意図せず生成することを効果的に防止することができる。   Moreover, it is preferable that the density | concentration of the titanium in the liquid mixture obtained by mixing a titanium tetrachloride aqueous solution and the aqueous solution of a 1st alkali metal hydroxide is 2 mass% or more and 4 mass% or less. By setting the concentration of titanium to 2% by mass or more, it is possible to effectively prevent the liquid from changing to a paste when an alkali metal hydroxide is added in the second step described later. Moreover, it can prevent effectively that a hard lump is not produced | generated in the 3rd process mentioned later by setting it as 4 mass% or less.

四塩化チタン水溶液と第1のアルカリ金属水酸化物の水溶液との混合は、混合液中に未反応の四塩化チタンが存在しなくなるまで行う。四塩化チタン水溶液及び第1のアルカリ金属水酸化物の水溶液の混合によって、液中にチタンの水不溶性化合物であるTi(OH)4が生成したことは、例えば四塩化チタン水溶液及びアルカリ金属水酸化物を混合して白色沈殿が生成することによって確認することができる。また混合液中に未反応の四塩化チタンが存在しないことは、例えば混合スラリーのpHを測定することによって確認することができる。具体的には、Ti(OH)4が生成する下限pHはおおよそ2.0なので、このpH値を指標として、混合液中における未反応の四塩化チタンの有無を判断することができる。Ti(OH)4の溶解度積Kspは8×10-54(25℃)と極めて小さい値であることが知られているので、前記のpH値を境にして、未反応の四塩化チタンが液中に存在しなくなると言える。 Mixing of the aqueous solution of titanium tetrachloride and the aqueous solution of the first alkali metal hydroxide is performed until there is no unreacted titanium tetrachloride in the mixed solution. The mixing of the titanium tetrachloride aqueous solution and the first alkali metal hydroxide aqueous solution produced Ti (OH) 4 which is a water-insoluble compound of titanium in the liquid. It can be confirmed by mixing the product and forming a white precipitate. The absence of unreacted titanium tetrachloride in the mixed solution can be confirmed, for example, by measuring the pH of the mixed slurry. Specifically, since the lower limit pH at which Ti (OH) 4 is generated is approximately 2.0, the presence or absence of unreacted titanium tetrachloride in the mixed solution can be determined using this pH value as an index. Since the solubility product K sp of Ti (OH) 4 is known to be an extremely small value of 8 × 10 −54 (25 ° C.), unreacted titanium tetrachloride is separated from the above pH value. It can be said that it no longer exists in the liquid.

次に上記の混合により得られたTi(OH)4を含む液と、第2のアルカリ金属水酸化物の水溶液とを混合する。第2のアルカリ金属水酸化物は、第1のアルカリ金属水酸化物と同種のものでもよく、あるいは異種のものでもよい。製造工程が煩雑にならない点からは、第2のアルカリ金属水酸化物は、第1のアルカリ金属水酸化物と同種のものであることが好ましい。 Next, the liquid containing Ti (OH) 4 obtained by the above mixing and the second aqueous solution of alkali metal hydroxide are mixed. The second alkali metal hydroxide may be the same as or different from the first alkali metal hydroxide. The second alkali metal hydroxide is preferably the same type as the first alkali metal hydroxide from the viewpoint that the production process is not complicated.

この段階ではTi(OH)4に対する第2のアルカリ金属水酸化物の添加量としてはTi(OH)4に対して、モル比A’/Tiで表して1.0以上5.0以下の範囲となるように第2のアルカリ金属水酸化物を添加することが好ましい。モル比A’/Tiが1.0に満たない場合には、目的とするチタン酸塩の入手が困難になる。一方、モル比A’/Tiが5.0を超えると、副生物が副生しやすくなる。これらの観点から、モル比A’/Tiは1.0以上5.0以下であることがより好ましく、1.0以上3.0以下であることが更に好ましい。 Against Ti (OH) Ti (OH) 4 as the mixing amount of the second alkali metal hydroxide for 4 at this stage, a range of 1.0 to 5.0 expressed in terms of mole ratio A '/ Ti It is preferable to add a 2nd alkali metal hydroxide so that it may become. When the molar ratio A ′ / Ti is less than 1.0, it is difficult to obtain the target titanate. On the other hand, when the molar ratio A ′ / Ti exceeds 5.0, by-products are easily produced as a by-product. From these viewpoints, the molar ratio A ′ / Ti is more preferably 1.0 or more and 5.0 or less, and further preferably 1.0 or more and 3.0 or less.

上述したように、第1及び第2のアルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムから選ばれる少なくとも1種を用い、且つ、第1及び/又は第2のアルカリ金属水酸化物が水酸化リチウムを含有するようにする。前記のモル比A’/TiにおけるA’の値は、第1又は第2のアルカリ金属水酸化物を構成する水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムの和となる。例えば、本製造方法により前記チタン酸塩(II)を生成しようとした場合、第1及び第2のアルカリ金属水酸化物を合せたアルカリ金属水酸化物の総モル数に対する水酸化リチウムのモル数の比(Li/A**)は、5以上100以下が好ましく、10以上100以下がより好ましい。 As described above, as the first and second alkali metal hydroxides, at least one selected from sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide is used, and the first and / or second alkalis are used. The metal hydroxide contains lithium hydroxide. The value of A ′ in the molar ratio A ′ / Ti is the sum of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide constituting the first or second alkali metal hydroxide. For example, when it is going to produce | generate said titanate (II) by this manufacturing method, the mole number of lithium hydroxide with respect to the total mole number of the alkali metal hydroxide which combined the 1st and 2nd alkali metal hydroxide. The ratio (Li / A ** ) is preferably 5 or more and 100 or less, and more preferably 10 or more and 100 or less.

Ti(OH)4を含む液と、第2のアルカリ金属水酸化物の水溶液との混合が完了したら、第二工程を行う前に、混合液を熟成工程に付すことが好ましい。熟成は、例えば0.5時間以上2時間以下の時間にわたり、30℃以上100℃以下の温度範囲で行うことができる。熟成によって一層均一な生成物を得ることができる。熟成は、例えば静置状態で行ってもよく、あるいはラインミキサーなどを用いた撹拌状態で行ってもよい。 When mixing of the liquid containing Ti (OH) 4 and the second aqueous solution of alkali metal hydroxide is completed, the mixed liquid is preferably subjected to an aging step before the second step. The aging can be performed, for example, in a temperature range of 30 ° C. or more and 100 ° C. or less over a period of 0.5 hours to 2 hours. A more uniform product can be obtained by aging. The aging may be performed, for example, in a stationary state or in a stirring state using a line mixer or the like.

次に第二工程を行う。第二工程については、混合ゲルの代わりに、Ti(OH)4を含む液と、第2のアルカリ金属水酸化物の水溶液との混合により得られる混合液を用いる以外、上述した通りである。 Next, the second step is performed. About a 2nd process, it is as above-mentioned except using the liquid mixture obtained by mixing the liquid containing Ti (OH) 4 and the aqueous solution of a 2nd alkali metal hydroxide instead of a mixed gel.

前記の製造方法の第二工程で得られた含水状態の吸着剤は乾燥させ、得られた乾燥物を必要により解砕又は粉砕して粉末状(粒状を含む)とすることができる。また、含水状態の吸着剤を複数の開孔が形成された開孔部材から押出成形して棒状成形体を得、得られた該棒状成形体を乾燥させて柱状にしてもよいし、乾燥させた該棒状成形体を球状に成形したり、解砕又は粉砕して粒子状としてもよい。後者の場合つまり乾燥前に押出成形を行う場合、後述する分級方法により回収される吸着剤の収率を高めることができる。ここで、解砕とは、細かい粒子が集まって一塊になっているものをほぐす操作をいい、粉砕とはほぐされた固体粒子に対し,機械的な力を作用させさらに細かくする操作をいう。   The water-containing adsorbent obtained in the second step of the production method can be dried, and the obtained dried product can be crushed or pulverized as necessary to form a powder (including granules). Further, the adsorbent in a water-containing state is extruded from an aperture member in which a plurality of apertures are formed to obtain a rod-shaped molded body, and the obtained rod-shaped molded body may be dried to form a column or dried. The rod-shaped molded body may be formed into a spherical shape, or may be pulverized or pulverized into particles. In the latter case, that is, when extrusion is performed before drying, the yield of the adsorbent recovered by the classification method described later can be increased. Here, pulverization refers to an operation of loosening particles that are gathered into a lump, and pulverization refers to an operation of applying mechanical force to the loosened solid particles to make them finer.

開孔部材に形成された孔の形状としては、円形、三角形、多角形、環形等を挙げることができる。開孔の真円換算径は0.1mm以上10mm以下が好ましく、0.3mm以上5mm以下がより好ましい。ここでいう真円換算径は、孔一つの面積を円面積とした場合の該面積から算出される円の直径である。押出成形後の乾燥温度は例えば例えば50℃以上200℃以下とすることができる。また乾燥時間は1時間以上120時間以下とすることができる。   Examples of the shape of the hole formed in the opening member include a circle, a triangle, a polygon, and a ring shape. The true circle equivalent diameter of the opening is preferably 0.1 mm or more and 10 mm or less, and more preferably 0.3 mm or more and 5 mm or less. The true circle equivalent diameter here is a diameter of a circle calculated from the area when the area of one hole is a circle area. The drying temperature after extrusion molding can be, for example, 50 ° C. or more and 200 ° C. or less. The drying time can be 1 hour or more and 120 hours or less.

乾燥させた棒状成形体は、そのままでも吸着剤として用いることができるし、軽くほぐして用いてもよい。また乾燥後の棒状成形体は粉砕して用いてもよい。これら各種の方法で得られた粉末状の吸着剤は、更に分級してから用いることが、セシウム及び/又はストロンチウムの吸着効率を高める等の観点から好ましい。分級は、例えばJISZ8801−1に規定する公称目開きの篩を用いることが好ましい。   The dried rod-shaped molded body can be used as an adsorbent as it is, or can be used after lightly loosening. Moreover, you may grind | pulverize and use the rod-shaped molded object after drying. The powdered adsorbents obtained by these various methods are preferably used after further classification from the viewpoint of increasing the adsorption efficiency of cesium and / or strontium. For classification, it is preferable to use, for example, a sieve having a nominal opening defined in JISZ8801-1.

前記の各製造方法で得られる吸着剤は、セシウム及び/又はストロンチウムの吸着除去特性に優れている。この特性を利用して、この吸着剤を必要に応じて常法に従い成形加工し、それによって得られた成形体をセシウム及び/又はストロンチウムの吸着剤として好適に用いることができる。   The adsorbent obtained by each of the above production methods is excellent in the adsorption and removal characteristics of cesium and / or strontium. Utilizing this property, the adsorbent can be molded according to a conventional method if necessary, and the resulting molded article can be suitably used as an adsorbent for cesium and / or strontium.

前記の成形加工としては、例えば粉末状の吸着剤又はそれを含む粉末状の吸着剤を顆粒状に成型するための造粒加工や粉末状の吸着剤をスラリー化して塩化カルシウム等の硬化剤を含む液中に滴下して吸着剤をカプセル化する方法、樹脂芯材の表面に吸着剤の粉末を添着被覆処理する方法、天然繊維または合成繊維で形成されたシート状基材の表面及び/又は内部に粉末状の吸着剤又はそれを含む粉末状の吸着剤を付着させて固定化してシート状にする方法などを挙げることができる。造粒加工の方法としては、公知の方法が挙げられ、例えば攪拌混合造粒、転動造粒、押し出し造粒、破砕造粒、流動層造粒、噴霧乾燥造粒(スプレードライ)、圧縮造粒等を挙げることができる。造粒の過程において必要に応じバインダーや溶媒を添加、混合してもよい。バインダーとしては、公知のもの、例えばポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、デンプン、コーンスターチ、糖蜜、乳糖、ゼラチン、デキストリン、アラビアゴム、アルギン酸、ポリアクリル酸、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン等を挙げることができる。溶媒としては水性溶媒や有機溶媒等各種のものを用いることができる。   As the molding process, for example, a powdery adsorbent or a powdery adsorbent containing the same is granulated, or a powdered adsorbent is slurried and a hardener such as calcium chloride is used. A method of encapsulating the adsorbent by dripping in the liquid containing the method, a method of applying and adsorbing adsorbent powder onto the surface of the resin core, the surface of the sheet-like substrate formed of natural fibers or synthetic fibers, and / or Examples thereof include a method in which a powdery adsorbent or a powdery adsorbent containing the adsorbent is adhered and fixed to form a sheet. Examples of the granulation method include known methods such as stirring and mixing granulation, rolling granulation, extrusion granulation, crushing granulation, fluidized bed granulation, spray drying granulation (spray drying), and compression granulation. A grain etc. can be mentioned. In the granulation process, a binder and a solvent may be added and mixed as necessary. As the binder, known ones such as polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, starch, cornstarch, molasses, lactose, gelatin , Dextrin, gum arabic, alginic acid, polyacrylic acid, glycerin, polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone and the like. As the solvent, various solvents such as an aqueous solvent and an organic solvent can be used.

前記の本発明の製造方法によって得られる含水状態の吸着剤を造粒加工した粒状のものは、放射性物質吸着剤を充填してなる吸着容器及び吸着塔を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。この場合、含水状態の吸着剤を造粒加工して得られる粒状のものの形状や大きさは、吸着容器や充填塔に充填して、セシウム及び/又はストロンチウムを含む処理水を通水するのに適応するようにその形状及び大きさを適宜調整することが好ましい。   The granular product obtained by granulating the water-containing adsorbent obtained by the production method of the present invention is suitable as an adsorbent for a water treatment system having an adsorption vessel and an adsorption tower filled with a radioactive substance adsorbent. Can be used. In this case, the shape and size of the granular material obtained by granulating the water-containing adsorbent is filled in an adsorption vessel or packed tower, and the treated water containing cesium and / or strontium is passed through. It is preferable to appropriately adjust the shape and size so as to adapt.

また、本発明の製造方法によって得られる含水状態の吸着剤を造粒加工した粒状のものは、更に磁性粒子を含有させることにより、セシウム及び/又はストロンチウムを含む水から磁気分離で回収可能な吸着剤として使用することが出来る。磁性粒子としては、例えば鉄、ニッケル、コバルト等の金属またはこれらを主成分とする磁性合金の粉末、四三酸化鉄、三二酸化鉄、コバルト添加酸化鉄、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の金属酸化物系磁性体の粉末が挙げられる。
含水状態の吸着剤を造粒加工した粒状のものに磁性粒子を含有させる方法としては、例えば、前述した造粒加工操作を磁性粒子を含有させた状態で行えばよい。
In addition, the granular product obtained by granulating the water-containing adsorbent obtained by the production method of the present invention can be recovered by magnetic separation from water containing cesium and / or strontium by further containing magnetic particles. It can be used as an agent. Examples of magnetic particles include metals such as iron, nickel, and cobalt, or powders of magnetic alloys based on these metals, metal oxides such as iron trioxide, iron sesquioxide, cobalt-added iron oxide, barium ferrite, and strontium ferrite. Examples thereof include powders of magnetic system.
As a method of adding magnetic particles to a granulated granulated adsorbent in a water-containing state, for example, the above-described granulation processing operation may be performed in a state where magnetic particles are contained.

以下に、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。特に断らない限り「%」は「質量%」を表す。実施例及び比較例で使用した評価装置及び使用材料は以下のとおりである。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “%” represents “mass%”. Evaluation devices and materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.

<評価装置>
X線回折:Bruker社 D8 AdvanceSを用いた。線源としてCu−Kαを用いた。測定条件は、管電圧40kV、管電流40mA、走査速度0.1°/secとした。
ICP−AES:Varian社720−ESを用いた。Csの測定波長は697.327nm、Srの測定波長は216.596nmとしてCs及びSrの吸着試験を行った。標準試料はNaClを0.3%含有したCs:100ppm、50ppm及び10ppmの水溶液、並びにNaClを0.3%含有したSr:100ppm、10ppm及び1ppmの水溶液を使用した。
<Evaluation equipment>
X-ray diffraction: Bruker D8 AdvanceS was used. Cu-Kα was used as the radiation source. The measurement conditions were a tube voltage of 40 kV, a tube current of 40 mA, and a scanning speed of 0.1 ° / sec.
ICP-AES: Varian 720-ES was used. The Cs and Sr adsorption tests were performed with a Cs measurement wavelength of 697.327 nm and a Sr measurement wavelength of 216.596 nm. Standard samples used were Cs: 100 ppm, 50 ppm and 10 ppm aqueous solutions containing 0.3% NaCl, and Sr: 100 ppm, 10 ppm and 1 ppm aqueous solutions containing 0.3% NaCl.

<使用材料>
・3号ケイ酸ソーダ:日本化学工業株式会社製(SiO2:28.55%、Na2O:9.2%、H2O:62.3%、SiO2/Na2O=3.2)。
・25%液体苛性ソーダ:工業用25%水酸化ナトリウム(NaOH:25%、H2O:75%)。
・四塩化チタン水溶液:石原産業TC−36
・水酸化リチウム1水塩:(LiOH・H2O:95%、関東化学社製)
・珪酸リチウム35:珪酸リチウム水溶液、SiO2/Li2O(モル比)=3.6、日本化学工業株式会社製
・二酸化チタン:石原産業ST−01
・A珪酸カリ(K2O:13.5%、SiO2:26.5%、日本化学工業株式会社製)
・フレーク苛性カリ(KOH:95%、旭硝子社製)
・模擬海水:Cs及びSrをそれぞれ100ppm含有した0.3%NaCl水溶液を模擬海水とした。模擬海水はNaCl(99.5%):3.0151g、SrCl・6H2O(99%):0.3074g、CsNO3(99%):0.1481g、H2O:996.5294gを混合して得た。
<Materials used>
No. 3 sodium silicate: manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd. (SiO 2 : 28.55%, Na 2 O: 9.2%, H 2 O: 62.3%, SiO 2 / Na 2 O = 3.2 ).
25% liquid caustic soda: 25% sodium hydroxide for industrial use (NaOH: 25%, H 2 O: 75%).
・ Titanium tetrachloride aqueous solution: Ishihara Sangyo TC-36
Lithium hydroxide monohydrate: (LiOH.H 2 O: 95%, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.)
· Lithium silicate 35: lithium silicate solution, SiO 2 / Li 2 O (molar ratio) = 3.6, Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. Titanium dioxide: Ishihara Sangyo ST-01
A potassium silicate (K 2 O: 13.5%, SiO 2 : 26.5%, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Flake caustic potash (KOH: 95%, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
Simulated seawater: 0.3% NaCl aqueous solution containing 100 ppm of Cs and Sr was used as simulated seawater. Simulated seawater is composed of NaCl (99.5%): 3.0151 g, SrCl · 6H 2 O (99%): 0.3074 g, CsNO 3 (99%): 0.1481 g, H 2 O: 996.5294 g. I got it.

〔実施例1〕
1Lビーカーに、3号珪酸ソーダ40.0g、25%液体苛性ソーダ300.6g、及びイオン交換水39.0gをそれぞれ秤量し、混合して混合液を得た。この混合液に、水酸化リチウム1水塩2.03gを加えて溶解した。ここに四塩化チタン水溶液203.3gを定量ポンプで約40分かけて滴下混合した。滴下終了後、得られた混合ゲルを1時間撹拌した。混合ゲル中のTiとSiとのモル比、混合ゲル中のSiO2の濃度、TiO2の濃度、Na2O換算したナトリウム濃度、並びにナトリウム化合物、カリウム化合物及びリチウム化合物の合計モル数に対するリチウム化合物のモル数の割合(Li/A*)を下記表1に示す(以下実施例2〜7においても同様)。混合ゲルを500ml圧力容器に移して、オーブンで170℃、96時間、静置により水熱反応させた。反応終了後、常法により、反応物をろ過し、濾過物を洗浄し、洗浄物を乾燥し、乾燥物を分級して、粒度が300μm以上600μm以下の粒状の吸着剤を得た。
[Example 1]
In a 1 L beaker, 40.0 g of No. 3 sodium silicate, 300.6 g of 25% liquid caustic soda, and 39.0 g of ion-exchanged water were weighed and mixed to obtain a mixed solution. To this mixed solution, 2.03 g of lithium hydroxide monohydrate was added and dissolved. Titanium tetrachloride aqueous solution 203.3g was dripped and mixed here over about 40 minutes with the metering pump. After completion of dropping, the obtained mixed gel was stirred for 1 hour. The molar ratio of Ti and Si in the mixed gel, the concentration of SiO 2 in the mixed gel, the concentration of TiO 2 , the sodium concentration in terms of Na 2 O, and the lithium compound relative to the total number of moles of sodium compound, potassium compound and lithium compound The ratio of the number of moles (Li / A * ) is shown in Table 1 below (the same applies to Examples 2 to 7 below). The mixed gel was transferred to a 500 ml pressure vessel and hydrothermally reacted in an oven at 170 ° C. for 96 hours. After completion of the reaction, the reaction product was filtered by a conventional method, the filtered product was washed, the washed product was dried, and the dried product was classified to obtain a granular adsorbent having a particle size of 300 μm or more and 600 μm or less.

実施例1で得られた吸着剤を乳鉢にて十分に粉砕したものを上記条件の粉末X線回折測定に供した。得られたX線回折チャートを図1に示す。このX線回折チャートは、X線回折測定により得られたチャートを前記の方法によりベースライン補正して得られた補正後のX線回折チャートである(以下、実施例2〜13及び比較例1について図2以降に示す各X線回折チャートも同様)。なお吸着剤の合成は2回繰り返して行い、X線回折測定にて再現性を確認した(以下、実施例2以降も同様)。図1に示すように、実施例1の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=10〜13°の範囲に、シリコチタネートのメーンピークが観察された。また2θ=8〜10°の範囲に、前記チタン酸塩(I)のメーンピークが観察された。したがって、実施例1の吸着剤が、Liを含有する前記シリコチタネート及びLiを含有する前記チタン酸塩(I)を含有することは明らかである。前記シリコチタネートのメーンピークの高さに対する、前記チタン酸塩(I)のメーンピークの高さの比(%)は、32%であった。その他、実施例1の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=27〜29°、34〜35°の範囲等に、前記シリコチタネートのピークが観察され、2θ=27〜29°、47〜49°等の範囲に前記チタン酸塩(I)のピークが観察された。
なお図1〜図4及び図6、図7の「M.P.」はメーンピークの略であり、図2の「P.」はピークの略である。
The adsorbent obtained in Example 1 was sufficiently pulverized in a mortar and subjected to powder X-ray diffraction measurement under the above conditions. The obtained X-ray diffraction chart is shown in FIG. This X-ray diffraction chart is a corrected X-ray diffraction chart obtained by performing baseline correction on the chart obtained by X-ray diffraction measurement by the above method (hereinafter, Examples 2 to 13 and Comparative Example 1). The same applies to each X-ray diffraction chart shown in FIG. The synthesis of the adsorbent was repeated twice, and reproducibility was confirmed by X-ray diffraction measurement (hereinafter the same applies to Example 2 and later). As shown in FIG. 1, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 1, the main peak of silicotitanate was observed in the range of 2θ = 10-13 °. The main peak of the titanate (I) was observed in the range of 2θ = 8 to 10 °. Therefore, it is clear that the adsorbent of Example 1 contains the silicotitanate containing Li and the titanate (I) containing Li. The ratio (%) of the main peak height of the titanate (I) to the main peak height of the silicotitanate was 32%. In addition, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 1, the silicotitanate peak was observed in the range of 2θ = 27 to 29 °, 34 to 35 °, etc., and 2θ = 27 to 29 °, 47 to The titanate (I) peak was observed in a range of 49 ° or the like.
1 to 4, 6, and 7, “MP” is an abbreviation for a main peak, and “P.” in FIG. 2 is an abbreviation for a peak.

〔実施例2〜5〕
水酸化リチウム1水塩、25%液体苛性ソーダ及びイオン交換水の量をそれぞれ下記表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、粒度が300μm以上600μm以下の粒状の吸着剤を得た。但し、実施例3〜5については、水熱反応の時間を96時間から72時間とした。得られた吸着剤について実施例1と同様の方法にてX線回折測定し、X線回折チャートを得た。得られたX線回折チャートを図1又は図2に示す。
なお、実施例3〜5については、上述した方法の組成分析にて吸着剤中の組成を分析して(Na+K+Li):Liのモル比、及びTi:Siのモル比をそれぞれ求めた。その結果を以下の表2Aに示す。
[Examples 2 to 5]
A granular adsorbent having a particle size of 300 μm or more and 600 μm or less in the same manner as in Example 1 except that the amounts of lithium hydroxide monohydrate, 25% liquid caustic soda and ion exchange water were changed as shown in Table 2 below. Got. However, in Examples 3 to 5, the hydrothermal reaction time was 96 hours to 72 hours. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1 to obtain an X-ray diffraction chart. The obtained X-ray diffraction chart is shown in FIG.
In addition, about Examples 3-5, the composition in an adsorbent was analyzed by the composition analysis of the method mentioned above, and the molar ratio of (Na + K + Li): Li and the molar ratio of Ti: Si were obtained, respectively. The results are shown in Table 2A below.

図1に示すように、実施例2の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=8〜10°の範囲に前記チタン酸塩(I)のメーンピークが観察された。したがって、実施例2の吸着剤が、Liを含有する前記チタン酸塩(I)を含有することは明らかである。   As shown in FIG. 1, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 2, the main peak of the titanate (I) was observed in the range of 2θ = 8 to 10 °. Therefore, it is clear that the adsorbent of Example 2 contains the titanate (I) containing Li.

図2に示すように、実施例3の吸着剤のX線回折チャートにおいては、θ=8〜10°の範囲に前記チタン酸塩(I)のメーンピークが観察された。したがって、実施例3の吸着剤が、Liを含有する前記チタン酸塩(I)を含有することは明らかである。また2θ=27〜29°の範囲にも、前記チタン酸塩(I)のピークが観察された。また、2θ=27〜29°、47〜49°の範囲に前記チタン酸塩(II)((Li1.810.19)Ti25・2H2O)のピークが観察された。なお前記チタン酸塩(I)メーンピークには、前記チタン酸塩(II)((Li1.810.19)Ti25・2H2O)の2θ=9〜11に観察されるメーンピークが重なって一本になっている可能性がある。
2θ=8〜10°の範囲に観察されたチタン酸塩(I)のメーンピーク高さに対する、2θ=27〜29の範囲に観察されたチタン酸塩(II)のピークの高さの比は15%であった。
As shown in FIG. 2, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 3, the main peak of the titanate (I) was observed in the range of θ = 8 to 10 °. Therefore, it is clear that the adsorbent of Example 3 contains the titanate (I) containing Li. In addition, the titanate (I) peak was also observed in the range of 2θ = 27 to 29 °. In addition, peaks of the titanate (II) ((Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O) were observed in the range of 2θ = 27 to 29 ° and 47 to 49 °. The main peak observed at 2θ = 9 to 11 of the titanate (II) ((Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O) overlaps with the titanate (I) main peak. There is a possibility that it has become one.
The ratio of the peak height of titanate (II) observed in the range 2θ = 27 to 29 to the main peak height of titanate (I) observed in the range 2θ = 8 to 10 ° is 15%.

図3に示すように、実施例4の吸着剤のX線回折チャートにおいては、θ=8〜10°の範囲に前記チタン酸塩(I)メーンピークが観察された。したがって、実施例4の吸着剤が、Liを含有する前記チタン酸塩(I)を含有することは明らかである。その他、2θ=27〜29°、47〜49°の範囲に前記チタン酸塩(II)((Li1.810.19)Ti25・2H2O)のピークが観察された。なお前記チタン酸塩(I)メーンピークには、前記チタン酸塩(II)((Li1.810.19)Ti25・2H2O)の2θ=9〜11に観察されるメーンピークが重なって一本になっているとみられる。
2θ=8〜10°の範囲に観察されたチタン酸塩(I)のメーンピーク高さに対する、2θ=27〜29の範囲に観察されたチタン酸塩(II)のピークの高さの比は27%であった。
As shown in FIG. 3, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 4, the titanate (I) main peak was observed in the range of θ = 8 to 10 °. Therefore, it is clear that the adsorbent of Example 4 contains the titanate (I) containing Li. In addition, the peak of the titanate (II) ((Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O) was observed in the range of 2θ = 27 to 29 ° and 47 to 49 °. The main peak observed at 2θ = 9 to 11 of the titanate (II) ((Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O) overlaps with the titanate (I) main peak. It seems to have become one.
The ratio of the peak height of titanate (II) observed in the range 2θ = 27 to 29 to the main peak height of titanate (I) observed in the range 2θ = 8 to 10 ° is 27%.

図3に示すように、実施例5の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=9〜11°の範囲に前記チタン酸塩(II)である(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのメーンピークが観察された。このピークは回折角(2θ)=8〜10°の範囲に観察される前記チタン酸塩(I)のメーンピークと重なり合って1つのピークとなっているものとみられる。
その他、2θ=27〜29°、47〜49°の範囲に前記チタン酸塩(II)((Li1.810.19)Ti25・2H2O)のピークが観察された。
As shown in FIG. 3, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 5, (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5. A 2H 2 O main peak was observed. This peak appears to overlap with the main peak of the titanate (I) observed in the diffraction angle (2θ) = 8 to 10 ° to form one peak.
In addition, the peak of the titanate (II) ((Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O) was observed in the range of 2θ = 27 to 29 ° and 47 to 49 °.

〔実施例6〕
水酸化リチウム1水塩81.0gをイオン交換水282.0gに添加、混合して、水酸化リチウムの含有液を得た。この液に、珪酸リチウム35を54.8g添加し、沈殿を生成した。次いで四塩化チタン水溶液203.0gを混合して、混合ゲルを得た。得られた混合ゲルを500ml圧力容器に移して、オーブンで170℃、72時間、静置により水熱反応させた。常法により、反応物をろ過し、濾過物を洗浄し、洗浄物を乾燥し、乾燥物を分級して、粒度が300μm以上600μm以下の粒状の吸着剤を得た。得られた吸着剤について実施例1と同様の方法にてX線回折測定した。得られたX線回折チャートを図3に示す。
Example 6
81.0 g of lithium hydroxide monohydrate was added to 282.0 g of ion-exchanged water and mixed to obtain a lithium hydroxide-containing liquid. To this solution, 54.8 g of lithium silicate 35 was added to form a precipitate. Next, 203.0 g of titanium tetrachloride aqueous solution was mixed to obtain a mixed gel. The obtained mixed gel was transferred to a 500 ml pressure vessel and hydrothermally reacted in an oven at 170 ° C. for 72 hours. The reaction product was filtered by a conventional method, the filtrate was washed, the washed product was dried, and the dried product was classified to obtain a granular adsorbent having a particle size of 300 μm or more and 600 μm or less. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The obtained X-ray diffraction chart is shown in FIG.

〔実施例7〕
水酸化リチウム含有液に対し、珪酸リチウム35を先に添加して、後から四塩化チタン水溶液を添加する替りに、水酸化リチウム含有液に対し、先に四塩化チタン水溶液を添加して沈殿を生成させ、後から珪酸リチウム35を添加して混合ゲルを形成した以外は、実施例6と同様にして、粒度が300μm以上600μm以下の粒状の吸着剤を得た。得られた吸着剤について実施例1と同様の方法にてX線回折測定した。得られたX線回折チャートを図3に示す。
Example 7
Instead of adding lithium silicate 35 first to the lithium hydroxide-containing liquid and then adding the titanium tetrachloride aqueous solution later, the titanium tetrachloride aqueous solution is added to the lithium hydroxide-containing liquid first to precipitate. A granular adsorbent having a particle size of 300 μm or more and 600 μm or less was obtained in the same manner as in Example 6, except that lithium silicate 35 was added later to form a mixed gel. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The obtained X-ray diffraction chart is shown in FIG.

図3に示すように、実施例6の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=9〜11°の範囲に(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのメーンピークが観察され、その他27〜29°、36〜38°の範囲にも(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのピークが観察された。 As shown in FIG. 3, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 6, a main peak of (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O is observed in the range of 2θ = 9 to 11 °. In addition, peaks of (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O were also observed in the other ranges of 27 to 29 ° and 36 to 38 °.

図3に示すように、実施例7の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=9〜11°の範囲に(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのメーンピークが観察された。その他2θ=27〜29°、36〜38°の範囲にも(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのピークが観察された。 As shown in FIG. 3, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 7, a main peak of (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O is observed in the range of 2θ = 9 to 11 °. It was. In addition, peaks of (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O were also observed in the range of 2θ = 27 to 29 ° and 36 to 38 °.

〔実施例8〕
第1のアルカリ金属水酸化物として水酸化リチウム1水塩131.2gをイオン交換水468.8gに分散及び溶解させて第1の水酸化リチウム液を得た。これを四塩化チタン水溶液404gに添加して中和反応させ、反応液を得た。反応液中でのチタンの濃度は3.69質量%であり、アルカリ金属の総和と、チタンとのモル比A’/Tiが4.05であった。この反応液とは別に、第2のアルカリ金属水酸化物として水酸化リチウム1水塩97.7gをイオン交換水300gに分散及び溶解させた第2の水酸化リチウム液を調製し、この第2の水酸化リチウム液を、前記の反応液に添加し、混合スラリーを得た。反応液中のTi(OH)4に対する第2のアルカリ金属水酸化物の添加量の比A’/Tiは1.72であった。また、第1及び第2のアルカリ金属水酸化物の総モル数に対する水酸化リチウムのモル数の比(Li/A**)は1であった。この混合スラリーを100℃で1時間撹拌した。次いで混合スラリーを圧力容器に移して、オーブンで170℃、72時間、静置により水熱反応させた。常法により、反応物をろ過し、濾過物を洗浄し、洗浄物を乾燥し、乾燥物を分級して、粒度が300μm以上600μm以下の粒状の吸着剤を得た。得られた吸着剤について実施例1と同様の方法にてX線回折測定した。得られたX線回折チャートを図4に示す。
Example 8
As the first alkali metal hydroxide, 131.2 g of lithium hydroxide monohydrate was dispersed and dissolved in 468.8 g of ion-exchanged water to obtain a first lithium hydroxide liquid. This was added to 404 g of titanium tetrachloride aqueous solution to cause a neutralization reaction to obtain a reaction solution. The concentration of titanium in the reaction solution was 3.69% by mass, and the molar ratio A ′ / Ti between the sum of alkali metals and titanium was 4.05. Separately from this reaction liquid, a second lithium hydroxide liquid in which 97.7 g of lithium hydroxide monohydrate as a second alkali metal hydroxide is dispersed and dissolved in 300 g of ion-exchanged water is prepared. Was added to the reaction solution to obtain a mixed slurry. The ratio A ′ / Ti of the addition amount of the second alkali metal hydroxide to Ti (OH) 4 in the reaction solution was 1.72. The ratio of the number of moles of lithium hydroxide to the total number of moles of the first and second alkali metal hydroxides (Li / A ** ) was 1. The mixed slurry was stirred at 100 ° C. for 1 hour. Next, the mixed slurry was transferred to a pressure vessel and subjected to a hydrothermal reaction by standing in an oven at 170 ° C. for 72 hours. The reaction product was filtered by a conventional method, the filtrate was washed, the washed product was dried, and the dried product was classified to obtain a granular adsorbent having a particle size of 300 μm or more and 600 μm or less. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The obtained X-ray diffraction chart is shown in FIG.

図4に示すように、2θ=9〜11の範囲に(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのメーンピークが検出され27.5〜29.5°、36〜38°、47〜49°の範囲にも(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのピークが観察された。 As shown in FIG. 4, a main peak of (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O was detected in the range of 2θ = 9 to 11, and 27.5 to 29.5 °, 36 to 38 °, 47 The peak of (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O was also observed in the range of ˜49 °.

〔比較例1〕
本比較例は、チタン源として四塩化チタンに代えて二酸化チタンを用いた例である。
3号ケイ酸ソーダ90g、苛性ソーダ水溶液121.2g及びイオン交換水506.1gを混合し撹拌して混合液を得た。四塩化チタン水溶液に代えて二酸化チタン68.2gをイオン交換水270gに混合分散したスラリーを前記の混合液に5分間にわたって連続的に添加して混合ゲルを得た。当該混合ゲルは、二酸化チタンの添加後、1時間にわたり室温で静置熟成した。この混合ゲルをオートクレーブに入れ、1時間かけて170℃に昇温したのち、この温度を維持しながら撹拌下に24時間反応を行った。常法により、反応物をろ過し、濾過物を洗浄し、洗浄物を乾燥し、乾燥物を分級して、粒度が300μm以上600μm以下の粒状の吸着剤を得た。得られた吸着剤のX線回折チャートを図5に示す。このチャートによれば、2θ=11〜13°の範囲に前記シリコチタネートのピークが観察され、前記チタン酸(I)及びチタン酸(II)のピークは観察されなかった。その他、Na2TiOSiOとTiO2のピークが観察された。
[Comparative Example 1]
In this comparative example, titanium dioxide was used instead of titanium tetrachloride as the titanium source.
No. 3 sodium silicate 90 g, caustic soda aqueous solution 121.2 g and ion-exchanged water 506.1 g were mixed and stirred to obtain a mixed solution. Instead of the titanium tetrachloride aqueous solution, a slurry in which 68.2 g of titanium dioxide was mixed and dispersed in 270 g of ion exchange water was continuously added to the above mixture over 5 minutes to obtain a mixed gel. The mixed gel was allowed to age at room temperature for 1 hour after the addition of titanium dioxide. This mixed gel was put into an autoclave and heated to 170 ° C. over 1 hour, and then reacted for 24 hours with stirring while maintaining this temperature. The reaction product was filtered by a conventional method, the filtrate was washed, the washed product was dried, and the dried product was classified to obtain a granular adsorbent having a particle size of 300 μm or more and 600 μm or less. The X-ray diffraction chart of the obtained adsorbent is shown in FIG. According to this chart, the silicotitanate peak was observed in the range of 2θ = 11 to 13 °, and the titanic acid (I) and titanic acid (II) peaks were not observed. In addition, peaks of Na 2 TiOSiO and TiO 2 were observed.

<Cs及びSrの吸着試験>
得られた吸着剤を100mlのポリ容器に0.50g取り、模擬海水100.00gを添加し、蓋をした後、10回倒立させて振り混ぜた。その後、24時間静置した。静置後、再び10回倒立させた後、試験液を5Cのろ紙でろ過し、ろ過によって得られたろ液を採取した。採取されたろ液を対象として、ICP−AESを用い、ろ液中のCs及びSrの濃度(ppm)を測定した。Cs及びSrそれぞれについて、吸着試験前の模擬海水における濃度から吸着試験後の濃度のを引いた濃度差を、吸着試験前の模擬海水における濃度で除すことにより、吸着率(%)を求めた。その結果を以下の表3に示す。
<Adsorption test of Cs and Sr>
0.50 g of the obtained adsorbent was put in a 100 ml plastic container, 100.00 g of simulated seawater was added, the cap was put on, and the mixture was inverted and shaken 10 times. Then, it left still for 24 hours. After standing still, it was inverted again 10 times, and then the test solution was filtered with 5C filter paper, and the filtrate obtained by filtration was collected. Using the collected filtrate as a target, the concentration (ppm) of Cs and Sr in the filtrate was measured using ICP-AES. For each of Cs and Sr, the adsorption rate (%) was obtained by dividing the concentration difference obtained by subtracting the concentration after the adsorption test from the concentration in the simulated seawater before the adsorption test by the concentration in the simulated seawater before the adsorption test. . The results are shown in Table 3 below.

Liを含有する前記シリコチタネート、前記チタン酸塩(I)又は前記チタン酸塩(II)を含有する実施例1〜8の吸着剤は、Srの吸着率が75%以上と高いSrの吸着性能を示した。また、実施例1〜7の吸着剤はCsの吸着率も36.3%以上と高いものであった。また、実施例8の吸着剤は、Csの吸着率が低いものの、Srの吸着率は95%と顕著に高かった。これに対し、比較例1の吸着剤では、Cs、Srの吸着率に劣るものであった。この結果から、シリコチタネート、前記チタン酸塩(I)、又は前記チタン酸塩(II)にLiを含有させた本発明の吸着剤が、Cs及び/又はSrの高い吸着性能を有することは明らかである。特に、前記X線回折測定において前記シリコチタネートのメーンピーク及び前記チタン酸塩(I)のメーンピークが観察された実施例1の吸着剤では、特にCs及びSrの両方の吸着性能が高いものであった。また、実施例2〜7、特に実施例5及び6でシリコチタネートの結晶ピークが観察されていないにもかかわらずCsの吸着性能が高いことはアモルファスの前記シリコチタネート、特にアモルファスでありLiを含有する前記シリコチタネートの存在によるものとみられる。   The adsorbents of Examples 1 to 8 containing the silicotitanate containing Li, the titanate (I) or the titanate (II) have a high Sr adsorption performance of 75% or more. showed that. Further, the adsorbents of Examples 1 to 7 also had a high Cs adsorption rate of 36.3% or more. Further, although the adsorbent of Example 8 had a low Cs adsorption rate, the Sr adsorption rate was significantly high at 95%. On the other hand, the adsorbent of Comparative Example 1 was inferior in the adsorption rate of Cs and Sr. From this result, it is clear that the adsorbent of the present invention in which Li is contained in silicotitanate, the titanate (I), or the titanate (II) has a high adsorption performance of Cs and / or Sr. It is. In particular, the adsorbent of Example 1 in which the main peak of the silicotitanate and the main peak of the titanate (I) were observed in the X-ray diffraction measurement had particularly high adsorption performance for both Cs and Sr. there were. In addition, although the silicotitanate crystal peak is not observed in Examples 2 to 7, especially Examples 5 and 6, the high Cs adsorption performance is that the amorphous silicotitanate, particularly amorphous and contains Li. This is presumably due to the presence of the silicotitanate.

以下の実施例9〜13は、アルカリ化合物として、Naに代えて或いはNaに加えてKを用いて吸着剤を製造した実施例である。
〔実施例9〜13〕
1Lビーカーに、下記表4の配合量で、3号珪酸ソーダ又はA珪酸カリ、25%液体苛性ソーダ、フレーク苛性カリ、イオン交換水を秤量し、混合した後、水酸化リチウムを加えて、必要に応じて加温して溶解した。ここに四塩化チタン水溶液を定量ポンプで約40分かけて滴下混合し、混合ゲルを得た。混合ゲル中のTiとSiとのモル比、混合ゲル中のSiO2の濃度、TiO2の濃度、Na2O換算したナトリウム濃度、並びにナトリウム化合物、カリウム化合物及びリチウム化合物の合計モル数に対し、リチウム化合物のモル数の割合(Li/A*)、当該合計モル数に対するカリウム化合物のモル数の割合(K/A*)を下記表5に示す。得られた混合ゲルを1時間撹拌した。次いで、混合ゲルを500ml圧力容器に移して、オーブンで170℃、96時間静置にて水熱反応させた。反応終了後、常法により、反応物をろ過し、濾過物を洗浄し、洗浄物を乾燥し、乾燥物を分級して、粒度が300μm以上600μm以下の粒状の吸着剤を得た。得られた吸着剤について、実施例1と同様にX線回折測定し、X線回折チャートを得た。得られたX線回折チャートを図6及び図7に示す。
Examples 9 to 13 below are examples in which an adsorbent was produced using K as an alkali compound instead of Na or in addition to Na.
[Examples 9 to 13]
In a 1 L beaker, weighed and mixed No. 3 sodium silicate or A potassium silicate, 25% liquid caustic soda, flake caustic potash, and ion-exchanged water, and then added lithium hydroxide as needed. And dissolved by heating. A titanium tetrachloride aqueous solution was dropped and mixed with the metering pump over about 40 minutes to obtain a mixed gel. For the molar ratio of Ti and Si in the mixed gel, the concentration of SiO 2 in the mixed gel, the concentration of TiO 2 , the sodium concentration in terms of Na 2 O, and the total number of moles of sodium compound, potassium compound and lithium compound, The ratio of the number of moles of lithium compound (Li / A * ) and the ratio of the number of moles of potassium compound to the total number of moles (K / A * ) are shown in Table 5 below. The resulting mixed gel was stirred for 1 hour. Next, the mixed gel was transferred to a 500 ml pressure vessel and hydrothermally reacted in an oven at 170 ° C. for 96 hours. After completion of the reaction, the reaction product was filtered by a conventional method, the filtrate was washed, the washed product was dried, and the dried product was classified to obtain a granular adsorbent having a particle size of 300 μm or more and 600 μm or less. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1 to obtain an X-ray diffraction chart. The obtained X-ray diffraction charts are shown in FIGS.

図6に示すように、実施例9の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=8〜10°の範囲に、前記チタン酸塩(I)メーンピークが観察された。したがって、実施例9の吸着剤が、Liを含有する前記チタン酸塩(I)を含有することは明らかである。その他、実施例9の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=47〜49°等の範囲にも前記チタン酸塩(I)のピークが観察された。   As shown in FIG. 6, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 9, the titanate (I) main peak was observed in the range of 2θ = 8 to 10 °. Therefore, it is clear that the adsorbent of Example 9 contains the titanate (I) containing Li. In addition, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 9, the titanate (I) peak was also observed in the range of 2θ = 47 to 49 ° or the like.

図6に示すように、実施例10の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=10〜13°の範囲に、シリコチタネートのメーンピークが観察された。また2θ=8〜10°の範囲に、前記チタン酸塩(I)のピークが観察された。したがって、実施例10の吸着剤が、Liを含有する前記シリコチタネート及びLiを含有する前記チタン酸塩(I)を含有することは明らかである。前記シリコチタネートのメーンピークの高さに対する、前記チタン酸塩(I)のメーンピークの高さの比は、28%であった。その他、実施例10の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=27〜29°、33.5〜35.5°等の範囲にも前記シリコチタネートのピークが観察されたほか、2θ=47〜49°等の範囲にも前記チタン酸塩(I)のピークが観察された。   As shown in FIG. 6, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 10, the main peak of silicotitanate was observed in the range of 2θ = 10-13 °. In addition, the titanate (I) peak was observed in the range of 2θ = 8 to 10 °. Therefore, it is clear that the adsorbent of Example 10 contains the silicotitanate containing Li and the titanate (I) containing Li. The ratio of the main peak height of the titanate (I) to the main peak height of the silicotitanate was 28%. In addition, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 10, the silicotitanate peak was observed in the range of 2θ = 27 to 29 °, 33.5 to 35.5 °, and the like, and 2θ = 47. The titanate (I) peak was also observed in a range of ˜49 ° or the like.

図7に示すように、実施例11の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=9〜11°の範囲にチタン酸塩(II)である(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのメーンピークが観察された。その他27〜29°、36〜38°の範囲にも(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのピークが観察された。 As shown in FIG. 7, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 11, (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H which is titanate (II) in the range of 2θ = 9 to 11 °. A 2 O main peak was observed. In addition, peaks of (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O were also observed in the range of 27 to 29 ° and 36 to 38 °.

図7に示すように、実施例12の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=9〜11°の範囲にチタン酸塩(II)である(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのメーンピークが観察された。その他27〜29°、36〜38°の範囲にも(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのピークが観察された。 As shown in FIG. 7, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 12, (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H which is titanate (II) in the range of 2θ = 9 to 11 °. A 2 O main peak was observed. In addition, peaks of (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O were also observed in the range of 27 to 29 ° and 36 to 38 °.

図7に示すように、実施例13の吸着剤のX線回折チャートにおいては、2θ=9〜11°の範囲にチタン酸塩(II)である(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのメーンピークが観察された。その他27〜29°、36〜38°の範囲にも(Li1.810.19)Ti25・2H2Oのピークが観察された。 As shown in FIG. 7, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Example 13, (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H which is titanate (II) in the range of 2θ = 9 to 11 °. A 2 O main peak was observed. In addition, peaks of (Li 1.81 H 0.19 ) Ti 2 O 5 .2H 2 O were also observed in the range of 27 to 29 ° and 36 to 38 °.

実施例9〜13で得られた吸着剤について、実施例1〜8及び比較例1についてしたものと同様の吸着試験を行った。その結果を以下の表6に示す。   For the adsorbents obtained in Examples 9 to 13, the same adsorption tests as those in Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 were performed. The results are shown in Table 6 below.

上記表6の記載から明らかな通り、Naに代えて或いはNaに加えてKを含有する本発明の吸着剤についても、Cs及び/又はSrの高い吸着性能を有することが判る。   As is apparent from the description in Table 6 above, it can be seen that the adsorbent of the present invention containing K instead of Na or in addition to Na also has a high adsorption performance of Cs and / or Sr.

Claims (17)

一般式(1);A4Ti4Si316・nH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表されるシリコチタネート、
一般式(2);A4Ti920・mH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(I)、及び
一般式(3);(Ax(2-x))Ti25・mH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、xは0.1≦x≦2となる数を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(II)、
から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含み、且つ、該1種又は2種以上の化合物のうち、少なくとも1種の化合物におけるAがLiを含有する、セシウム又はストロンチウムの吸着剤。
General formula (1); A 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, and n is a number from 0 to 8) A silicotitanate represented by:
General formula (2); A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, and m represents a number of 0 to 10). ) And the general formula (3); (A x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O (wherein A is from Na, K and Li) At least one alkali metal selected from the group consisting of: x represents a number satisfying 0.1 ≦ x ≦ 2, and m represents a number from 0 to 10.
An adsorbent for cesium or strontium, wherein one or two or more compounds selected from the above, and A in at least one of the one or more compounds contains Li.
前記吸着剤は、X線源にCu−Kαを用いた回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、前記シリコチタネートのピークが1以上観察されると共に前記チタン酸塩(I)のピークが1以上観察される、請求項1に記載の吸着剤。   In the adsorbent, when the diffraction angle (2θ) using Cu-Kα as an X-ray source is measured by X-ray diffraction in the range of 5 to 80 °, one or more peaks of the silicotitanate are observed and the titanium The adsorbent according to claim 1, wherein at least one peak of the acid salt (I) is observed. 前記吸着剤をX線源にCu−Kαを用いた回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、前記チタン酸塩(I)のメーンピークが回折角(2θ)8〜10°の範囲に観察される、請求項1又は2に記載の吸着剤。   When the X-ray diffraction measurement was performed in the range of the diffraction angle (2θ) using Cu—Kα with the adsorbent as an X-ray source in the range of 5 to 80 °, the main peak of the titanate (I) was found to have a diffraction angle (2θ The adsorbent according to claim 1 or 2, which is observed in a range of 8 to 10 °. 前記吸着剤をX線源にCu−Kαを用いた回折角(2θ)が5〜80°の範囲でX線回折測定したときに、前記チタン酸塩(II)のメーンピークが回折角(2θ)9〜11°の範囲に観察される、請求項1〜3の何れか一項に記載の吸着剤。   When the X-ray diffraction measurement was performed with the adsorbent used as an X-ray source and Cu-Kα as a diffraction angle (2θ) in the range of 5 to 80 °, the main peak of the titanate (II) was found to have a diffraction angle (2θ The adsorbent according to any one of claims 1 to 3, which is observed in a range of 9 to 11 °. 粉末状又は顆粒状である請求項1〜4の何れか一項に記載の吸着剤。   It is a powder form or a granular form, Adsorbent as described in any one of Claims 1-4. 一般式(1);A4Ti4Si316・nH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表されるシリコチタネート、
一般式(2);A4Ti920・mH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(I)、及び
一般式(3);(Ax(2-x))Ti25・mH2O(式中、AはNa、K及びLiからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を示し、xは0.1≦x≦2となる数を示し、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩(II)、
から選ばれる1種又は2種以上の化合物を含み、且つ、該1種又は2種以上の化合物のうち、少なくとも1種の化合物におけるAがLiを含有する、セシウム又はストロンチウムの吸着剤の製造方法であって、
ケイ酸源と、アルカリ金属化合物と、四塩化チタンと、水とを混合して、混合ゲルを得る第一工程と、
第一工程により得られた混合ゲルを水熱反応させる第二工程とを有し、
アルカリ金属化合物として、ナトリウム化合物及びカリウム化合物から選ばれる少なくとも1種並びにリチウム化合物を用いるか、又はリチウム化合物を用い、第一工程において、混合ゲルに含まれるTiとSiとのモル比がTi/Si=0.5以上3.0以下となるように、ケイ酸源及び四塩化チタンとを添加する、セシウム又はストロンチウムの吸着剤の製造方法。
General formula (1); A 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, and n is a number from 0 to 8) A silicotitanate represented by:
General formula (2); A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (wherein A represents at least one alkali metal selected from the group consisting of Na, K and Li, and m represents a number of 0 to 10). ) And the general formula (3); (A x H (2-x) ) Ti 2 O 5 .mH 2 O (wherein A is from Na, K and Li) At least one alkali metal selected from the group consisting of: x represents a number satisfying 0.1 ≦ x ≦ 2, and m represents a number from 0 to 10.
A method for producing an adsorbent for cesium or strontium, comprising one or two or more compounds selected from the above, wherein A in at least one of the one or two or more compounds contains Li Because
A first step of obtaining a mixed gel by mixing a silicic acid source, an alkali metal compound, titanium tetrachloride, and water;
A second step of hydrothermal reaction of the mixed gel obtained in the first step,
As the alkali metal compound, at least one selected from a sodium compound and a potassium compound and a lithium compound are used, or a lithium compound is used. In the first step, the molar ratio of Ti and Si contained in the mixed gel is Ti / Si. = A method for producing an adsorbent of cesium or strontium, in which a silicate source and titanium tetrachloride are added so that the ratio is 0.5 to 3.0.
前記第一工程において、ケイ酸源が、ケイ酸ナトリウムであるか、又はケイ酸アルカリをカチオン交換することにより得られる活性ケイ酸である請求項6に記載の吸着剤の製造方法。   The method for producing an adsorbent according to claim 6, wherein, in the first step, the silicate source is sodium silicate or activated silicate obtained by cation exchange of an alkali silicate. 前記第一工程において、ケイ酸源がケイ酸ナトリウムであり、該ケイ酸ナトリウムと、アルカリ金属化合物とを混合したものと、四塩化チタンとを混合して前記混合ゲルを得る請求項7に記載の吸着剤の製造方法。   The said 1st process WHEREIN: The silicic acid source is sodium silicate, What mixed this sodium silicate and an alkali metal compound, and titanium tetrachloride are mixed, The said mixed gel is obtained. Manufacturing method of the adsorbent. 前記第一工程において、ケイ酸源がケイ酸アルカリをカチオン交換することにより得られる活性ケイ酸であり、該活性ケイ酸と四塩化チタンを混合したものと、アルカリ金属化合物とを混合して前記混合ゲルを得る請求項7に記載の吸着剤の製造方法。   In the first step, the silicic acid source is activated silicic acid obtained by cation exchange of alkali silicate, and the mixture of the active silicic acid and titanium tetrachloride is mixed with the alkali metal compound to The method for producing an adsorbent according to claim 7, wherein a mixed gel is obtained. 前記第一工程において、混合ゲルに占めるナトリウム、カリウム及びリチウムの合計濃度がNa2O換算で0.5質量%以上15質量%以下となるように前記アルカリ金属化合物を添加する請求項6ないし9の何れか一項に記載の吸着剤の製造方法。 In the first step, the alkali metal compound is added so that the total concentration of sodium, potassium and lithium in the mixed gel is 0.5% by mass or more and 15% by mass or less in terms of Na 2 O. The manufacturing method of the adsorption agent as described in any one of these. 前記第一工程において、ケイ酸源がケイ酸ナトリウムであり、混合ゲルに占めるナトリウム、カリウム及びリチウムの合計濃度がNa2O換算で2.0質量%以上4.5質量%以下となるように前記アルカリ金属化合物を添加する請求項10に記載の吸着剤の製造方法。 In the first step, the silicate source is sodium silicate, and the total concentration of sodium, potassium and lithium in the mixed gel is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less in terms of Na 2 O. The method for producing an adsorbent according to claim 10, wherein the alkali metal compound is added. 前記第一工程において、ケイ酸源がケイ酸アルカリをカチオン交換することにより得られる活性ケイ酸であり、混合ゲルに占めるナトリウム、カリウム及びリチウムの合計濃度がNa2O換算で1質量%以上6質量%以下となるように前記アルカリ金属化合物を添加する請求項10に記載の吸着剤の製造方法。 In the first step, the silicic acid source is activated silicic acid obtained by cation exchange of alkali silicate, and the total concentration of sodium, potassium and lithium in the mixed gel is 1% by mass or more in terms of Na 2 O 6 The method for producing an adsorbent according to claim 10, wherein the alkali metal compound is added so as to be less than or equal to mass%. 前記第一工程において、混合ゲルに占めるSiO2換算のケイ酸源濃度とTiO2換算の四塩化チタン濃度の総量が2.0質量%以上40質量%以下であり、かつ混合ゲルに占めるA’2OとSiO2のモル比がA’2O/SiO2=0.5以上3.0以下となるように(前記式中A’は、Na、K及びLiを示す。)、ケイ酸源及び四塩化チタンを添加する請求項6ないし12の何れか一項に記載の吸着剤の製造方法。 In the first step, the total amount of the SiO 2 equivalent silicic acid source concentration and the TiO 2 equivalent titanium tetrachloride concentration in the mixed gel is 2.0 mass% or more and 40 mass% or less, and A ′ in the mixed gel Silicate source so that the molar ratio of 2 O to SiO 2 is A ′ 2 O / SiO 2 = 0.5 or more and 3.0 or less (wherein A ′ represents Na, K and Li). The method for producing an adsorbent according to any one of claims 6 to 12, wherein titanium tetrachloride is added. 前記第一工程において、アルカリ金属化合物が水酸化物である請求項6ないし13の何れか一項に記載の吸着剤の製造方法。   The method for producing an adsorbent according to any one of claims 6 to 13, wherein in the first step, the alkali metal compound is a hydroxide. 前記第二工程における水熱反応により得た含水状態の反応物を乾燥させ、得られた乾燥物を解砕又は粉砕する、請求項6ないし14の何れか一項に記載の吸着剤の製造方法。   The method for producing an adsorbent according to any one of claims 6 to 14, wherein the water-containing reaction product obtained by the hydrothermal reaction in the second step is dried, and the obtained dry product is crushed or pulverized. . 前記第二工程における水熱反応により得た含水状態の反応物を、複数の開孔が形成された開孔部材を通じて押出成形して棒状成形体を得、得られた該棒状成形体を乾燥させる、請求項6ないし14の何れか一項に記載の吸着剤の製造方法。   The hydrous reaction product obtained by the hydrothermal reaction in the second step is extruded through an aperture member in which a plurality of apertures are formed to obtain a rod-shaped product, and the obtained rod-shaped product is dried. The method for producing an adsorbent according to any one of claims 6 to 14. 前記棒状成形体を乾燥させることにより乾燥成形体を得、該乾燥成形体を解砕又は粉砕する、請求項16に記載の吸着剤の製造方法。   The method for producing an adsorbent according to claim 16, wherein the rod-shaped molded body is dried to obtain a dried molded body, and the dried molded body is crushed or pulverized.
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