JP2017136521A - Strontium absorbent - Google Patents

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慎介 宮部
Shinsuke Miyabe
慎介 宮部
佐藤 清
Kiyoshi Sato
清 佐藤
坂本 剛
Takeshi Sakamoto
剛 坂本
木ノ瀬 豊
Yutaka Konose
豊 木ノ瀬
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an absorbent excellent in selective absorption removal of Sr of Cs and Sr in sea water or the like and a manufacturing method of an absorber suitable for manufacturing the absorber.SOLUTION: The strontium absorber consists of amorphous or low crystalline silicon and titanium-containing compound. In the case of low crystalline, it is preferable to exhibit a peak derived from silico-titanate represented by the general formula; A'TiSiOnHO, where A exhibits one or more alkali metal selected from Na and K and n represents the number of 0-8 in an X ray diffraction analysis. It is preferable that the silicon and titanium-containing compound is amorphous and weight reduction at 150°C to 300°C in a thermogravimetric analysis is 7 mass% or less. Further it is also preferably to contain titanate represented by the general formula; ATiOmHO, where A represents one or more alkali metal selected from Na and K and m represents the number of 0-10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、海水中のストロンチウムを選択的にかつ効率的に分離又は回収しうる吸着剤、及び該吸着剤に好適な製造方法に関する。   The present invention relates to an adsorbent capable of selectively and efficiently separating or recovering strontium in seawater, and a production method suitable for 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).

また、セシウム及びストロンチウムを両方吸着できる吸着剤として、本願出願人は先に、A’4Ti4Si316・nH2O(A’はNa及び/又はKであり、nは0〜8の数を示す。)で表される結晶性シリコチタネートと、A4Ti920・mH2O(AはNa及び/又はKであり、mは0〜10の数を示す。)で表されるチタン酸塩とを含む組成物を報告している(下記特許文献3参照)。 Further, as an adsorbent capable of adsorbing both cesium and strontium, the applicant of the present application has previously described A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (A ′ is Na and / or K, and n is 0 to 8). Table with a crystalline Shirikochitaneto represented by indicating the number.) of, a 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (a is Na and / or K, m is a number of 0.) The composition containing the titanate produced is reported (refer the following patent document 3).

特開昭62−266499号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-266499 特開2013−57599号公報JP2013-57599A 特開2015−188782号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-188782

上述したように、特許文献3に記載された、結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩を含む組成物は、セシウム及びストロンチウムの両方の吸着能を有する。
しかしながら、場合によっては、放射性ストロンチウム及び放射性セシウムを含有する液の処理にこの組成物を用いると、ストロンチウムに加えてセシウムを吸着することにより吸着後の吸着剤の放射線量が高すぎて吸着剤の処理が困難になることがある。このような場合に対応するため、セシウムの吸着性能は低い一方で、高いストロンチウム吸着性能を有する吸着剤が望まれている。
したがって本発明の課題は、水中におけるセシウム及びストロンチウムのうち、ストロンチウムを選択的に且つ効率良く吸着できる吸着剤、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, the composition containing crystalline silicotitanate and titanate described in Patent Document 3 has the ability to adsorb both cesium and strontium.
However, in some cases, when this composition is used for the treatment of a liquid containing radioactive strontium and radioactive cesium, the radiation dose of the adsorbent after adsorption is too high due to adsorption of cesium in addition to strontium. Processing may be difficult. In order to cope with such a case, an adsorbent having high strontium adsorption performance while low cesium adsorption performance is desired.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an adsorbent capable of selectively and efficiently adsorbing strontium out of cesium and strontium in water, and an industrially advantageous production method for 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、非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物は驚くべきことに、セシウムの吸着性能が低い一方で、ストロンチウムの吸着効率が高いことを見出した。   As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have surprisingly found that amorphous or low crystalline silicon and titanium-containing compounds have low cesium adsorption performance, while strontium adsorption. Found high efficiency.

即ち本発明は非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物からなるストロンチウム吸着剤を提供するものである。   That is, the present invention provides a strontium adsorbent comprising an amorphous or low crystalline silicon and titanium-containing compound.

また本発明は前記ストロンチウム吸着剤の製造方法であって、
一般式;A’4Ti4Si316・nH2O(式中、A’はNa及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表される結晶性シリコチタネートを250℃以上800℃以下で焼成する、ストロンチウム吸着剤の製造方法を提供するものである。
The present invention is also a method for producing the strontium adsorbent,
General formula; A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (where A ′ represents one or two alkali metals selected from Na and K, and n represents a number of 0 to 8. The crystalline silicotitanate represented by) is calcined at 250 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, and a method for producing a strontium adsorbent is provided.

本発明のストロンチウム吸着剤は、セシウムの吸着性能は低い一方で、ストロンチウムの高い吸着性能を有する。
本発明のストロンチウム吸着剤の製造方法は、前記のストロンチウム吸着剤を工業的に有利な方法で製造することができる。
The strontium adsorbent of the present invention has a high adsorption performance of strontium while the adsorption performance of cesium is low.
The method for producing a strontium adsorbent of the present invention can produce the above strontium adsorbent by an industrially advantageous method.

図1は、比較例1(製造例1)の吸着剤及び実施例1の吸着剤のベースライン補正後のX線回折チャートである。FIG. 1 is an X-ray diffraction chart after baseline correction of the adsorbent of Comparative Example 1 (Production Example 1) and the adsorbent of Example 1. 図2は、比較例1(製造例1)で得られた結晶性シリコチタネートのTG−DTA曲線である。FIG. 2 is a TG-DTA curve of crystalline silicotitanate obtained in Comparative Example 1 (Production Example 1). 図3は、比較例2(製造例2)の吸着剤及び実施例2の吸着剤のベースライン補正後のX線回折チャートである。FIG. 3 is an X-ray diffraction chart after baseline correction of the adsorbent of Comparative Example 2 (Production Example 2) and the adsorbent of Example 2. 図4は、比較例2(製造例2)で得られた結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩の混合物のTG−DTA曲線である。FIG. 4 is a TG-DTA curve of a mixture of crystalline silicotitanate and titanate obtained in Comparative Example 2 (Production Example 2). 図5は、実施例1で得られた結晶性シリコチタネートのTG−DTA曲線である。FIG. 5 is a TG-DTA curve of the crystalline silicotitanate obtained in Example 1. 図6は、比較例3の吸着剤及び実施例3の吸着剤のベースライン補正後のX線回折チャートである。FIG. 6 is an X-ray diffraction chart after baseline correction of the adsorbent of Comparative Example 3 and the adsorbent of Example 3. 図7は、比較例4の吸着剤及び比較例5の吸着剤のベースライン補正後のX線回折チャートである。FIG. 7 is an X-ray diffraction chart after baseline correction of the adsorbent of Comparative Example 4 and the adsorbent of Comparative Example 5. 図8は、比較例4で得られたチタン酸塩のTG−DTA曲線である。FIG. 8 is a TG-DTA curve of the titanate obtained in Comparative Example 4. 図9は吸着剤のバッチ吸着試験の結果を示す。(a)は実施例1及び比較例1の各吸着剤の試験結果であり、(b)は実施例2及び比較例2の各吸着剤の試験結果である。FIG. 9 shows the results of an adsorbent batch adsorption test. (A) is a test result of each adsorbent of Example 1 and Comparative Example 1, and (b) is a test result of each adsorbent of Example 2 and Comparative Example 2. 図10は吸着剤のバッチ吸着試験の結果を示す。(a)は実施例3及び比較例3の各吸着剤の試験結果であり、(b)は比較例4及び5の各吸着剤の試験結果を示す。FIG. 10 shows the results of an adsorbent batch adsorption test. (A) is a test result of each adsorbent of Example 3 and Comparative Example 3, and (b) shows a test result of each adsorbent of Comparative Examples 4 and 5. 図11は、実施例2−2及び比較例2の吸着剤の耐水性試験の結果を示す写真である。FIG. 11 is a photograph showing the results of the water resistance test of the adsorbents of Example 2-2 and Comparative Example 2. 図12は、実施例2−2及び比較例2の吸着剤の吸着試験におけるSr及びCs吸着量の測定結果を示すグラフである。(a)がCs吸着量であり、(b)がSr吸着量である。FIG. 12 is a graph showing measurement results of Sr and Cs adsorption amounts in the adsorption tests of the adsorbents of Example 2-2 and Comparative Example 2. (A) is the Cs adsorption amount, and (b) is the Sr adsorption amount.

本発明のストロンチウム吸着剤は、非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物からなるものである。
非晶質のケイ素及びチタン含有化合物とは、ケイ素及びチタンを含有することを前提として、これを、線源としてCu−Kαを用い、2θ=5〜70°の走査範囲で粉末X線回折測定したときに、ケイ素及びチタン含有化合物に由来する結晶ピークが観察されないものを指す。
The strontium adsorbent of the present invention is composed of an amorphous or low crystalline silicon- and titanium-containing compound.
Amorphous silicon and titanium-containing compound is based on the premise that it contains silicon and titanium, and uses Cu—Kα as a radiation source, and powder X-ray diffraction measurement in a scanning range of 2θ = 5 to 70 ° The crystal peak derived from the silicon- and titanium-containing compound is not observed.

また、低晶質のケイ素及びチタン含有化合物とは、ケイ素及びチタンを含有することを前提として、これを前記と同様の粉末X線回折測定したときに、ケイ素及びチタン含有化合物に由来する微小な結晶ピークが観察されるものを指す。   The low-crystalline silicon and titanium-containing compound is based on the premise that it contains silicon and titanium, and when this is subjected to the same powder X-ray diffraction measurement as described above, a minute crystal derived from the silicon and titanium-containing compound. The crystal peak is observed.

本発明のケイ素及びチタン含有化合物が前記と同様の粉末X線回折測定した微小な結晶ピークが観察される場合、そのピークは、一般式;A’4Ti4Si316・nH2O(式中、A’はNa及びKから選ばれる1種又は2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由来のピークであることが好ましい。例えば、当該シリコチタネート由来のピークは、例えば、2θ=8〜13°、より典型的には2θ=10〜13°に最も強度の強い主ピーク或いはハローピークが観察される。また、微小なピークとは、例えば最大強度(cps)が350cps以下のピークであることが好ましく、最大強度(cps)が300cps以下のピークであることがより好ましく、最大強度(cps)が250cps以下のピークであることが特に好ましい。このような微小なピークを呈するケイ素及びチタン含有化合物を得るためには、後述する本発明の好適な製造方法における焼成温度や焼成時間等を調整すればよい。 When a fine crystal peak of the silicon- and titanium-containing compound of the present invention as measured by powder X-ray diffraction as described above is observed, the peak is represented by the general formula: A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O ( In the formula, A ′ is one or two alkali metals selected from Na and K, and n is a peak derived from silicotitanate represented by 0 to 8). For example, as for the peak derived from the silicotitanate, a strongest main peak or halo peak is observed at, for example, 2θ = 8 to 13 °, more typically 2θ = 10 to 13 °. The minute peak is preferably a peak having a maximum intensity (cps) of 350 cps or less, more preferably a peak having a maximum intensity (cps) of 300 cps or less, and a maximum intensity (cps) of 250 cps or less. The peak is particularly preferably. In order to obtain a silicon- and titanium-containing compound exhibiting such a minute peak, the firing temperature, firing time, etc. in the preferred production method of the present invention described later may be adjusted.

本発明において、非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物の粉体又は粒状体の150〜300℃まで温度上昇したときの重量減少率が7%以下、好ましくは2%以下であることが、セシウムの吸着性能は低い一方で、ストロンチウムの高い吸着性能を有する観点から好ましい。重量減少率がこの上限以下のケイ素及びチタン含有化合物は、無水物であってもよく、或いは結晶水又は水和水を有していてもよいが、上記の観点から、無水物であることが好ましい。これに対し、後述する一般式;A’4Ti4Si316・nH2O(nは1〜8)で表される結晶性シリコチタネートを含め一般に結晶性ケイ素及びチタン含有化合物は、多くの場合、TG−DTA測定したときに150〜300℃に結晶水の消失に起因する大きな吸熱ピークが観察される。重量減少率は後述する実施例に記載の方方法で測定される。 In the present invention, the weight loss rate when the temperature of the amorphous or low crystalline silicon- or titanium-containing compound powder or granule is increased to 150 to 300 ° C. is 7% or less, preferably 2% or less. However, while the adsorption performance of cesium is low, it is preferable from the viewpoint of having a high adsorption performance of strontium. The silicon- and titanium-containing compound whose weight reduction rate is less than or equal to this upper limit may be an anhydride, or may have crystal water or water of hydration, but from the above viewpoint, it may be an anhydride. preferable. On the other hand, in general, there are many crystalline silicon and titanium-containing compounds including crystalline silicotitanate represented by the following general formula: A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (n is 1 to 8). In this case, a large endothermic peak due to the disappearance of crystal water is observed at 150 to 300 ° C. when TG-DTA measurement is performed. The weight reduction rate is measured by the method described in Examples described later.

本発明で用いるケイ素及びチタン含有化合物はTi:Siのモル比が好ましくは4:3である。ケイ素及びチタン含有化合物及び吸着剤におけるTi:Siのモル比は下記の方法にて求めることができる。この方法で求める場合には、半定量分析に基づくモル比であることを考慮して、Ti:Siのモル比が4:2以上4以下、特に4:2.5以上3.5以下の幅を持たせた範囲であることも、上記の4:3のモル比と対応するものとして好ましい。ケイ素及びチタン含有化合物が一般式;A’4Ti4Si316・nH2O(式中、A’はNa及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表される結晶性シリコチタネートの焼成物である場合、通常Ti:Siのモル比は上記の範囲となる。Ti:Siのモル比が上記の範囲である非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物を得るためには、後述する本発明の好適な製造方法で本発明の吸着剤を製造すればよい。例えば後述する好ましい混在物である一般式;A4Ti920・mH2O(式中、AはNa及びKから選ばれる1種又は2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を含有していない場合、本発明の吸着剤のTi:Siのモル比が、ケイ素及びチタン含有化合物の好ましいTi:Siのモル比として上記で述べた範囲と同様の範囲であることも好ましい。
<Ti/Siのモル比の求め方>
(a)ケイ素及びチタン含有化合物又は吸着剤を、適当な容器(アルミリング等)に入れ、ダイスで挟みこんでからプレス機で10MPaの圧力をかけてペレット化することにより測定用試料を得る。この試料を蛍光X線装置(装置名:ZSX100e、管球:Rh(4kW)、雰囲気:真空、分析窓:Be(30μm)、測定モード:SQX分析(EZスキャン)、測定径:30mmφ、(株)リガク製)で全元素測定する。ケイ素及びチタン含有化合物又は吸着剤中のSiO2及びTiO2の含有量(質量%)を、半定量分析法であるSQX法で計算することで算出する。
(b)求めたSiO2及びTiO2の含有量(質量%)をそれぞれの分子量で割り、ケイ素及びチタン含有化合物又は吸着剤100g中のSiO2及びTiO2のモル数を得る。
The silicon and titanium-containing compound used in the present invention preferably has a molar ratio of Ti: Si of 4: 3. The molar ratio of Ti: Si in the silicon and titanium-containing compound and the adsorbent can be determined by the following method. In the case of obtaining by this method, considering that the molar ratio is based on semi-quantitative analysis, the molar ratio of Ti: Si is from 4: 2 to 4, particularly from 4: 2.5 to 3.5. It is also preferable that the ratio is in a range corresponding to the molar ratio of 4: 3. A silicon- and titanium-containing compound has a general formula; A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (wherein A ′ represents one or two alkali metals selected from Na and K, and n is 0 to 0). In general, the molar ratio of Ti: Si is in the above-described range in the case of the fired product of crystalline silicotitanate represented by the number of 8. In order to obtain an amorphous or low-crystalline silicon and titanium-containing compound having a Ti: Si molar ratio within the above range, the adsorbent of the present invention can be produced by a suitable production method of the present invention described later. Good. For example, a general formula which is a preferable mixture described later; A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (wherein A represents one or two alkali metals selected from Na and K, and m is 0 to 10) The Ti: Si molar ratio of the adsorbent of the present invention is described above as the preferred Ti: Si molar ratio of silicon and titanium-containing compounds. A range similar to the above range is also preferable.
<How to find the molar ratio of Ti / Si>
(A) A silicon- and titanium-containing compound or adsorbent is put into a suitable container (aluminum ring or the like), sandwiched between dies, and pelletized by applying a pressure of 10 MPa with a press. This sample was subjected to a fluorescent X-ray apparatus (device name: ZSX100e, tube: Rh (4 kW), atmosphere: vacuum, analysis window: Be (30 μm), measurement mode: SQX analysis (EZ scan), measurement diameter: 30 mmφ, (stock ) All elements are measured with Rigaku). The content (mass%) of SiO 2 and TiO 2 in the silicon- and titanium-containing compound or adsorbent is calculated by the SQX method, which is a semi-quantitative analysis method.
(B) The obtained content (mass%) of SiO 2 and TiO 2 is divided by the respective molecular weights to obtain the number of moles of SiO 2 and TiO 2 in 100 g of silicon and titanium-containing compound or adsorbent.

本発明で用いるケイ素及びチタン含有化合物はNa及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属を含有していることが好ましい。ケイ素及びチタン含有化合物は、Na及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属をA’としたときにケイ素及びチタン含有化合物中のA’:Siのモル比が好ましくは4:3である。ここでA’ はNa及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属を示す。ケイ素及びチタン含有化合物又は吸着剤におけるA’:Siのモル比は下記の方法にて求めることができる。この方法で求める場合には、半定量分析に基づくモル比であることを考慮して、A’:Siのモル比が4:2以上4以下、特に4:2.5以上3.5以下の幅を持たせた範囲であることも、上記の4:3のモル比と対応するものとして好ましい。ケイ素及びチタン含有化合物が一般式;A’4Ti4Si316・nH2O(式中、A’はNa及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表される結晶性シリコチタネートの焼成物である場合、通常A’:Siのモル比は上記の範囲となる。A’:Siのモル比が上記範囲である非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物を得るためには、後述する本発明の好適な製造方法で本発明の吸着剤を製造すればよい。また例えば好ましい混在物である上記のチタン酸塩を含有していない場合、本発明の吸着剤におけるA’:Siのモル比は、ケイ素及びチタン含有化合物のA’:Siの好ましいモル比として上記で挙げた範囲と同様の範囲であることが好ましい。 The silicon and titanium-containing compound used in the present invention preferably contains one or two alkali metals selected from Na and K. The silicon and titanium-containing compound preferably has a molar ratio of A ′: Si in the silicon and titanium-containing compound of 4: 3 when one or two alkali metals selected from Na and K are A ′. . Here, A ′ represents one or two alkali metals selected from Na and K. The molar ratio of A ′: Si in the silicon and titanium-containing compound or adsorbent can be determined by the following method. When obtaining by this method, considering that the molar ratio is based on semi-quantitative analysis, the molar ratio of A ′: Si is from 4: 2 to 4, particularly from 4: 2.5 to 3.5. A range having a width is also preferable as corresponding to the molar ratio of 4: 3. A silicon- and titanium-containing compound has a general formula; A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (wherein A ′ represents one or two alkali metals selected from Na and K, and n is 0 to 0). In general, the molar ratio of A ′: Si falls within the above range. In order to obtain an amorphous or low-crystalline silicon and titanium-containing compound having a molar ratio of A ′: Si within the above range, the adsorbent of the present invention can be produced by a suitable production method of the present invention described later. Good. Further, for example, when the above-mentioned titanate which is a preferable mixture is not contained, the molar ratio of A ′: Si in the adsorbent of the present invention is the above-described preferable molar ratio of A ′: Si of silicon and titanium-containing compound It is preferable that it is the range similar to the range quoted by.

<A’/Siのモル比の求め方>
(a)ケイ素及びチタン含有化合物又は吸着剤を、適当な容器(アルミリング等)に入れ、ダイスで挟みこんでからプレス機で10MPaの圧力をかけてペレット化することにより測定用試料を得る。この試料を蛍光X線装置(装置名:ZSX100e、管球:Rh(4kW)、雰囲気:真空、分析窓:Be(30μm)、測定モード:SQX分析(EZスキャン)、測定径:30mmφ、(株)リガク製)で全元素測定する。ケイ素及びチタン含有化合物又は吸着剤中のNa2O,K2O及びSiO2の含有量(質量%)を、半定量分析法であるSQX法で計算することで算出する。
(b)求めたNa2O,K2O及びSiO2の含有量(質量%)をそれぞれの分子量で割り、ケイ素及びチタン含有化合物又は吸着剤100g中のNa2O+K2Oのモル数及びSiO2のモル数を得て、上記の比率を算出する。
<How to find the molar ratio of A '/ Si>
(A) A silicon- and titanium-containing compound or adsorbent is put into a suitable container (aluminum ring or the like), sandwiched between dies, and pelletized by applying a pressure of 10 MPa with a press. This sample was subjected to a fluorescent X-ray apparatus (device name: ZSX100e, tube: Rh (4 kW), atmosphere: vacuum, analysis window: Be (30 μm), measurement mode: SQX analysis (EZ scan), measurement diameter: 30 mmφ, (stock ) All elements are measured with Rigaku). The content (mass%) of Na 2 O, K 2 O and SiO 2 in the silicon and titanium-containing compound or adsorbent is calculated by calculating by the SQX method which is a semi-quantitative analysis method.
(B) The obtained content (mass%) of Na 2 O, K 2 O and SiO 2 is divided by the respective molecular weights, and the number of moles of Na 2 O + K 2 O in 100 g of silicon and titanium-containing compound or adsorbent and SiO 2 Obtain the number of moles of 2 and calculate the above ratio.

本発明で用いるケイ素及びチタン含有化合物は、酸化物であることが好ましい。ケイ素及びチタン含有化合物は、Na、K、Si及びTi以外の金属元素又は半金属元素を非含有であることが好ましく、特にチタン以外の遷移金属元素又は希土類元素を非含有であり、且つ/又はアルカリ土類金属元素を非含有であり、且つ/又はSi以外の半金属元素を非含有であることが好ましい。その他ケイ素及びチタン含有化合物が非含有であることが好ましい元素としてはハロゲン元素;硫黄;セレン;リン;窒素;炭素が挙げられる。本発明で用いるケイ素及びチタン含有化合物は、ケイ素及びチタン含有化合物は、シリコチタネートであることが好ましく、上記一般式;A’4Ti4Si316・nH2Oで表される化合物であってもよい。 The silicon and titanium-containing compound used in the present invention is preferably an oxide. The silicon- and titanium-containing compound is preferably free of metal elements or metalloid elements other than Na, K, Si, and Ti, and is particularly free of transition metal elements or rare earth elements other than titanium, and / or It is preferable that an alkaline earth metal element is not contained and / or a metalloid element other than Si is not contained. Other elements preferably not containing silicon and titanium-containing compounds include halogen elements; sulfur; selenium; phosphorus; nitrogen; carbon. The silicon and titanium-containing compound used in the present invention is preferably a silicon titanate, and is a compound represented by the above general formula; A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O. May be.

本発明で用いる吸着剤及びケイ素及びチタン含有化合物は、上記一般式;A’4Ti4Si316・nH2Oで表される結晶性シリコチタネートの焼成物であることが好ましい。上記一般式;A’4Ti4Si316・nH2Oで表される結晶性シリコチタネートを焼成した場合、得られた低晶質又は非晶質の焼成物、特に非晶質の焼成物は、組成分析等で組成を特定できても、X線回折測定によりその化学構造を特定できない。また焼成の条件等により、焼成物の特性は変動してしまうこと、特定の焼成物に特徴的な特性又は物性(パラメータ)を全て見出すためには過度の実験が必要であるため、ケイ素及びチタン含有化合物について、本明細書に記載した事項以外の特性による特定も困難である。このように、非晶質ないし低晶質、特に非晶質の焼成物について、その構造及び特性を特定することは非常に難しい。このため、上記一般式;A’4Ti4Si316・nH2Oで表される結晶性シリコチタネートの焼成物である低晶質又は非晶質のケイ素及びチタン含有化合物には、その構造又は特性について本明細書に記載した事項以外の事項により直接特定することが不可能であるか、又はおよそ実際的でないという事情が存在する。 The adsorbent and silicon- and titanium-containing compound used in the present invention are preferably a fired product of crystalline silicotitanate represented by the above general formula; A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O. When the crystalline silicotitanate represented by the above general formula; A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O is fired, the obtained low crystalline or amorphous fired product, particularly amorphous fired Even if the composition can identify the composition by composition analysis or the like, the chemical structure cannot be identified by X-ray diffraction measurement. In addition, the characteristics of the fired product may vary depending on the firing conditions, etc., and excessive experiments are required to find all the characteristics or physical properties (parameters) characteristic of the specific fired product. It is also difficult to specify the contained compound by characteristics other than the matters described in this specification. Thus, it is very difficult to specify the structure and characteristics of an amorphous or low crystalline material, particularly an amorphous fired product. For this reason, the low-crystalline or amorphous silicon and titanium-containing compounds, which are a fired product of crystalline silicotitanate represented by the above general formula; A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O, There are circumstances where the structure or properties cannot be directly specified by matters other than those described herein, or are nearly impractical.

本発明の吸着剤は上述したように、一般式;A4Ti920・mH2O(式中、AはNa及びKから選ばれる1種又は2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を含有していることが好ましい。以下、このチタン酸塩を前記チタン酸塩又は単にチタン酸塩と記載することがある。本発明の吸着剤がこのチタン酸塩を含有していることは、本発明の吸着剤を、前記の線源及び回折角の範囲でX線回折測定したときに前記チタン酸塩のメーンピークが2θ=8〜14°にブロードなピークとして観察されることにより確認できる。なお、前記チタン酸塩のメーンピークは通常、結晶方位が(010)であり、一般式(2)におけるmが5〜7である含水塩に由来するピークとして2θ=8〜10°に検出される。しかしながら、本発明の吸着剤の好ましい製造方法においては、後述するようにチタン酸塩を焼成する場合があり、その場合、好ましくは、2θ=8〜10°よりも若干高角度側の2θ=9〜14°、特に2θ=10〜14°に前記チタン酸塩のメーンピークのブロードなピークが出現する。 As described above, the adsorbent of the present invention has the general formula: A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (wherein A represents one or two alkali metals selected from Na and K, and m represents 0 It is preferable that the titanate represented by this is contained. Hereinafter, this titanate may be referred to as the titanate or simply titanate. The adsorbent of the present invention contains this titanate because the main peak of the titanate is measured when the adsorbent of the present invention is measured by X-ray diffraction in the range of the above-mentioned radiation source and diffraction angle. This can be confirmed by being observed as a broad peak at 2θ = 8 to 14 °. The main peak of the titanate is usually detected at 2θ = 8 to 10 ° as a peak derived from a hydrated salt having a crystal orientation of (010) and m in the general formula (2) of 5 to 7. The However, in a preferable production method of the adsorbent of the present invention, titanate may be fired as described later, and in that case, 2θ = 9 slightly higher than 2θ = 8 to 10 ° is preferable. A broad peak of the main peak of the titanate appears at ˜14 °, particularly at 2θ = 10-14 °.

2θ=8〜10°にメーンピークが観察される前記チタン酸塩は、ストロンチウム吸着性能が高いものの、若干のセシウム吸着性能を有する。一方、2θ=8〜10°よりも高角度側にメーンピークが観察される前記チタン酸塩は、ストロンチウム吸着性能が低下するものの、セシウム吸着性能が十分低減されている点で好ましい。従って、本発明の吸着剤をX線回折測定したときに前記チタン酸塩のメーンピークが2θ=9〜14°、特に2θ=10〜14°に観察されることが好ましい。このようなピークを示すチタン酸塩を含有する本発明の吸着剤を得るためには、後述する本発明の製造方法において、原料に焼成前のチタン酸塩を含有させて焼成の温度時間や焼成の時間等を調整すればよい。   The titanate in which the main peak is observed at 2θ = 8 to 10 ° has a slight cesium adsorption performance, although the strontium adsorption performance is high. On the other hand, the titanate in which the main peak is observed at a higher angle than 2θ = 8 to 10 ° is preferable in that the cesium adsorption performance is sufficiently reduced although the strontium adsorption performance is lowered. Therefore, when the adsorbent of the present invention is measured by X-ray diffraction, the main peak of the titanate is preferably observed at 2θ = 9 to 14 °, particularly 2θ = 10 to 14 °. In order to obtain the adsorbent of the present invention containing a titanate exhibiting such a peak, in the production method of the present invention described later, the raw material contains titanate before firing, and the firing time and temperature What is necessary is just to adjust the time.

なお、本発明の吸着剤は、前記ケイ素及びチタン含有化合物に、更にチタン酸塩を含有させたものは、2θ=10〜14°に前記ケイ素及びチタン含有化合物とチタン酸塩のメーンピークが重なって、前記ケイ素及びチタン含有化合物のメーンピークがX線チャート上に観察されない場合があるが、明確に前記ケイ素及びチタン含有化合物のメーンピークがX線チャート上に観察される必要はない。   In the adsorbent of the present invention, when the silicon and titanium-containing compound further contains titanate, the main peak of the silicon and titanium-containing compound and titanate overlaps at 2θ = 10 to 14 °. In some cases, the main peak of the silicon and titanium-containing compound may not be observed on the X-ray chart, but the main peak of the silicon and titanium-containing compound does not need to be clearly observed on the X-ray chart.

本発明の吸着剤における特定のチタン酸塩では、層間が特定範囲であることが好ましい。具体的には、チタン酸塩の層間は、0.63nm以上0.88nm以下であることが好ましく、0.65nm以上0.80nm以下であることがより好ましい。このような層間は、X線回折ピークの位置に関係していると本発明者らは考えている。具体的には、回折角(2θ)=8〜10°よりも高角度側にメーンピークが観察される前記チタン酸塩の層間は、回折角(2θ)=8〜10°にメーンピークが観察される前記チタン酸塩の層間(通常0.90〜0.95nm程度)よりも狭くなっている。このように層間が狭くなっていることは、吸着剤におけるチタン酸塩のセシウム吸着性能が低いことと関係があるとみられる。チタン酸塩の層間はX線回折分析により測定することができる。具体的には、チタン酸塩の001面の回折より得られる回折ピークの2θを測定し、下記のブラッグ回折式により、チタン酸塩の001面間隔(d)を算出し、得られたdを層間(nm)とする。
λ=2dsinθ
(式中、dはチタン酸塩の001面の面間隔を表し、θは回折角を表し、λは0.15418nmである。)
In the specific titanate in the adsorbent of the present invention, the interlayer is preferably in a specific range. Specifically, the interlayer thickness of the titanate is preferably 0.63 nm or more and 0.88 nm or less, and more preferably 0.65 nm or more and 0.80 nm or less. The present inventors consider that such an interlayer is related to the position of the X-ray diffraction peak. Specifically, the main peak is observed at the diffraction angle (2θ) = 8 to 10 ° between the titanate layers where the main peak is observed at a higher angle than the diffraction angle (2θ) = 8 to 10 °. It is narrower than the titanate interlayer (usually about 0.90 to 0.95 nm). Such narrowing of the layers seems to be related to the low cesium adsorption performance of titanate in the adsorbent. The titanate interlayer can be measured by X-ray diffraction analysis. Specifically, the 2θ of the diffraction peak obtained from the 001 plane diffraction of titanate is measured, the 001 plane spacing (d) of titanate is calculated by the following Bragg diffraction formula, and the obtained d is Interlayer (nm).
λ = 2 dsin θ
(In the formula, d represents the 001 plane spacing of titanate, θ represents the diffraction angle, and λ is 0.15418 nm.)

本発明の吸着剤に含まれるチタン酸塩の層間を上記の範囲とするためには、後述する本発明の製造方法において、原料に焼成前のチタン酸塩を含有させて焼成の温度時間や焼成の時間等を調整すればよい。   In order to make the interlayer of the titanate contained in the adsorbent of the present invention in the above range, in the production method of the present invention described later, the raw material contains titanate before firing, and the firing time and temperature What is necessary is just to adjust the time.

本発明の吸着剤は、前記チタン酸塩を含有している場合、組成分析によって得られる前記ケイ素及びチタン含有化合物に対する前記チタン酸塩のモル比(前者:後者)が、1:0.25〜0.45であることが好ましく、1:0.3〜0.4であることがより好ましい。このモル比は、具体的には、以下の方法で求める。本発明の吸着剤の上記モル比を上記範囲とするためには、後述する本発明の製造方法において、原料に焼成前のチタン酸塩及び結晶性シリコチタネートを含有させる量比を調整すればよい。   When the adsorbent of the present invention contains the titanate, the molar ratio of the titanate to the silicon and titanium-containing compound obtained by composition analysis (the former: the latter) is 1: 0.25 to It is preferably 0.45, and more preferably 1: 0.3 to 0.4. Specifically, this molar ratio is determined by the following method. In order to make the molar ratio of the adsorbent of the present invention within the above range, the amount ratio of the raw material containing titanate and crystalline silicotitanate before firing may be adjusted in the production method of the present invention described later. .

<ケイ素及びチタン含有化合物とチタン酸塩とのモル比の求め方>
(a)吸着剤を、適当な容器(アルミリング等)に入れ、ダイスで挟みこんでからプレス機で10MPaの圧力をかけてペレット化することにより測定用試料を得る。この試料を蛍光X線装置(装置名:ZSX100e、管球:Rh(4kW)、雰囲気:真空、分析窓:Be(30μm)、測定モード:SQX分析(EZスキャン)、測定径:30mmφ、(株)リガク製)で全元素測定する。吸着剤中のSiO2及びTiO2の含有量(質量%)を、半定量分析法であるSQX法で計算することで算出する。
(b)求めたSiO2及びTiO2の含有量(質量%)をそれぞれの分子量で割り、吸着剤100g中のSiO2及びTiO2のモル数を得る。
(c)前記で求めた吸着剤中のSiO2のモル数の3分の1を吸着剤中のケイ素及びチタン含有化合物(A’4Ti4Si316・nH2O由来の化合物)のモル数と仮定する。また、ケイ素及びチタン含有化合物1モル中のTi原子のモル数が4として、下記式(1)により吸着剤中の前記チタン酸塩のモル数を求める。
(d)得られたケイ素及びチタン含有化合物のモル数及びチタン酸塩のモル数から上記の比を得る。
<How to find the molar ratio of silicon and titanium-containing compound to titanate>
(A) The adsorbent is put in a suitable container (aluminum ring or the like), sandwiched between dies, and pelletized by applying a pressure of 10 MPa with a press machine to obtain a measurement sample. This sample was subjected to a fluorescent X-ray apparatus (device name: ZSX100e, tube: Rh (4 kW), atmosphere: vacuum, analysis window: Be (30 μm), measurement mode: SQX analysis (EZ scan), measurement diameter: 30 mmφ, (stock ) All elements are measured with Rigaku). The content (mass%) of SiO 2 and TiO 2 in the adsorbent is calculated by calculating by the SQX method which is a semi-quantitative analysis method.
(B) the obtained content of SiO 2 and TiO 2 (mass%) divided by the respective molecular weight, obtaining the number of moles of SiO 2 and TiO 2 in the adsorbent 100 g.
(C) One third of the number of moles of SiO 2 in the adsorbent determined above is the amount of silicon- and titanium-containing compound (A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O-derived compound) in the adsorbent. Assumes moles. Further, assuming that the number of moles of Ti atoms in 1 mole of silicon and titanium-containing compound is 4, the number of moles of the titanate in the adsorbent is determined by the following formula (1).
(D) The above ratio is obtained from the number of moles of the obtained silicon and titanium-containing compound and the number of moles of titanate.

本発明の吸着剤は、前記ケイ素及びチタン含有化合物及び前記チタン酸塩以外に各種バインダ等の他の成分を含んでいても良いが、吸着性能を高めることができる観点から、他の成分の含有量は低いことが好ましい。吸着剤中、前記ケイ素及びチタン含有化合物並びに前記チタン酸塩以外の成分の含有量の合計量は10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。   The adsorbent of the present invention may contain other components such as various binders in addition to the silicon- and titanium-containing compound and the titanate, but from the viewpoint of enhancing the adsorption performance, The amount is preferably low. In the adsorbent, the total content of components other than the silicon and titanium-containing compound and the titanate is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.

本発明の吸着剤は、BET比表面積が特定範囲であることが好ましい。具体的には、BET比表面積が20m2/g以上であることが好ましく、20m2/g以上100m2/g以下であることが更に好ましく、50m2/g以上100m2/g以下であることが一層好ましい。この範囲のBET比表面積を有する本発明の吸着剤は、ストロンチウムの選択的吸着性能が非常に良好なものとなる。BET比表面積は、島津製作所製のFlowsorb II2300(商品名)を用いてBET1点法にて測定する。使用ガスは、窒素ヘリウム混合ガス(窒素30vol%)とする。 The adsorbent of the present invention preferably has a BET specific surface area within a specific range. Specifically, it is preferable that the BET specific surface area of 20 m 2 / g or more, further preferably 20 m 2 / g or more 100 m 2 / g or less, or less 50 m 2 / g or more 100 m 2 / g Is more preferable. The adsorbent of the present invention having a BET specific surface area in this range has very good selective adsorption performance of strontium. The BET specific surface area is measured by a BET one-point method using Flowsorb II2300 (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation. The gas used is a nitrogen helium mixed gas (nitrogen 30 vol%).

本発明の吸着剤は、非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物を含有することにより、低いセシウム吸着性能及び高いストロンチウムの吸着性能を両立できるため、ストロンチウム及びセシウムのうち、セシウムを選択的に効率よく吸着することができる。   Since the adsorbent of the present invention contains both amorphous or low crystalline silicon and titanium-containing compounds, it can achieve both low cesium adsorption performance and high strontium adsorption performance, so cesium is selected from strontium and cesium. Can be adsorbed efficiently.

本発明の吸着剤の形態としては、粉末状、顆粒状、顆粒以外の成形体(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。   Examples of the form of the adsorbent of the present invention include powder, granules, and molded bodies other than granules (spherical and cylindrical), and the like, and preferably in the form of powder or granules.

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, it is easy to improve the adsorption performance of the adsorbent.

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.

本発明の吸着剤におけるケイ素及びチタン含有化合物(又はケイ素及びチタン含有化合物及びチタン酸塩)の好ましい含有量は、その形態によって異なる。例えば吸着剤を不織布に固定させて使用する場合は、吸着剤中のケイ素及びチタン含有化合物の量(又はケイ素及びチタン含有化合物及びチタン酸塩の合計量)が好ましくは90質量%以上、特に95質量%以上であることが好ましい。また吸着剤が結合剤により造粒させた形態である場合は吸着剤中のケイ素及びチタン含有化合物の量(又はケイ素及びチタン含有化合物及びチタン酸塩の合計量)は好ましくは70質量%以上、特に80質量%以上であることが好ましい。吸着剤がバインダ成分を含有している場合は、バインダ成分の量は、吸着剤中、1質量%以上30質量%以下程度であることが好ましく、1質量%以上20質量%以下程度であることがより好ましい。バインダ成分としては後述する各種のバインダを用いることができる。   The preferable content of silicon and titanium-containing compounds (or silicon and titanium-containing compounds and titanates) in the adsorbent of the present invention varies depending on the form. For example, when the adsorbent is used while being fixed to a non-woven fabric, the amount of silicon and titanium-containing compound in the adsorbent (or the total amount of silicon and titanium-containing compound and titanate) is preferably 90% by mass or more, particularly 95 It is preferable that it is mass% or more. Further, when the adsorbent is in a form granulated with a binder, the amount of silicon and titanium-containing compound in the adsorbent (or the total amount of silicon and titanium-containing compound and titanate) is preferably 70% by mass or more, In particular, it is preferably 80% by mass or more. When the adsorbent contains a binder component, the amount of the binder component in the adsorbent is preferably about 1% by mass to 30% by mass, and preferably about 1% by mass to 20% by mass. Is more preferable. As the binder component, various binders described later can be used.

続いて、本発明のストロンチウム吸着剤の好適な製造方法について説明する。   Then, the suitable manufacturing method of the strontium adsorption agent of this invention is demonstrated.

本製造方法では、一般式;A’4Ti4Si316・nH2O(式中、A’はNa及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表される結晶性シリコチタネート(以下、「前記結晶性シリコチタネート」または単に「結晶性シリコチタネート」とも記載する)を含む原料を250℃以上800℃以下で焼成する。結晶性シリコチタネートを含む原料を上記の温度で焼成したものをX線回折測定すると、当該一般式で表されるシリコチタネートに由来するピークが観察されないか、或いは、該シリコチタネートに由来する微小なピークが観察される非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物が得られる。これらの化合物は高いストロンチウム及び低いセシウム吸着性能を両立する点で本発明の効果の高いものである。 In this production method, the general formula: A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (where A ′ represents one or two alkali metals selected from Na and K, and n is 0 to 8). The raw material containing the crystalline silicotitanate represented by (hereinafter also referred to as “the crystalline silicotitanate” or simply “crystalline silicotitanate”) is fired at 250 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. When X-ray diffraction measurement is performed on the raw material containing crystalline silicotitanate at the above temperature, a peak derived from silicotitanate represented by the general formula is not observed, or a minute amount derived from the silicotitanate An amorphous or low crystalline silicon- and titanium-containing compound with a peak observed is obtained. These compounds are highly effective in the present invention in terms of achieving both high strontium and low cesium adsorption performance.

結晶性シリコチタネートを含む原料は結晶性シリコチタネートのみを有していても良く、結晶性シリコチタネート以外の他の成分を含有していても良い。結晶性シリコチタネート以外の他の成分としては一般式;A4Ti920・mH2Oで表されるチタン酸塩が好ましい。結晶性シリコチタネートを含む原料を得る場合、前記の線源及び回折角の範囲で該原料をX線回折測定したときに、前記結晶性シリコチタネートのピークのうち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く、これに加えて、27°〜29°及び/又は34°〜35°の範囲にも前記結晶性シリコチタネートのピークが検出されることがより好ましい。結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩を含む原料を得る場合、チタン酸塩のメーンピークは回折角(2θ)=8〜10°に観察されることが好ましく、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のピークが検出されることがより好ましい。結晶性シリコチタネートのメーンピーク高さに対する、前記チタン酸塩のメーンピークの高さの比が5%以上70%以下であることが好ましく、5%以上60%以下であることがより好ましく、5%以上50%以下であることが更に好ましい。 The raw material containing crystalline silicotitanate may have only crystalline silicotitanate, or may contain other components other than crystalline silicotitanate. As other components other than the crystalline silicotitanate, a titanate represented by the general formula: A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O is preferable. When obtaining a raw material containing crystalline silicotitanate, when the raw material is subjected to X-ray diffraction measurement within the range of the above-mentioned radiation source and diffraction angle, the peak with the highest intensity among the peaks of crystalline silicotitanate (hereinafter referred to as main peak) Is also observed in the diffraction angle (2θ) range of 10-13 °, and in addition to this, the crystalline silicon is also observed in the range of 27 ° -29 ° and / or 34 ° -35 °. More preferably, a titanate peak is detected. When obtaining a raw material containing crystalline silicotitanate and titanate, the main peak of titanate is preferably observed at diffraction angle (2θ) = 8-10 °, in addition to this, 27-29 ° and More preferably, the titanate peak is further detected in the range of 47 to 49 °. The ratio of the main peak height of the titanate to the main peak height of the crystalline silicotitanate is preferably 5% or more and 70% or less, more preferably 5% or more and 60% or less. It is more preferable that it is not less than 50% and not more than 50%.

本明細書中に記載のピーク高さの比は、ベースライン補正したX線回折ピークパターンに基づいて行う。ベースライン補正はsonneveld-visser法により行う。前記の回折ピークパターンからピーク高さを求める際には、次のようにする。まず、一つのピークが有する2つの底点を結んで直線を得る。そして当該ピークの頂点から垂線を引いて該直線と交わらせ、得られた交点と該ピークの頂点との距離をピーク高さとする。   The ratio of the peak height described in the present specification is performed based on the X-ray diffraction peak pattern corrected for the baseline. 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.

また前記結晶性シリコチタネートを含む原料が前記チタン酸塩を含有する場合、その好ましいモル比は、本発明の吸着剤中におけるケイ素及びチタン含有化合物と前記チタン酸塩の好ましいモル比として上記で挙げたモル比率と同様のモル比を挙げることができる。また原料中における前記結晶性シリコチタネートと前記チタン酸塩とのモル比の求め方
も、吸着剤中におけるケイ素及びチタン含有化合物と前記チタン酸塩とのモル比の求め方と同様である。
When the raw material containing the crystalline silicotitanate contains the titanate, the preferred molar ratio is mentioned above as the preferred molar ratio of the silicon and titanium-containing compound and the titanate in the adsorbent of the present invention. The molar ratio similar to the molar ratio can be mentioned. The method for obtaining the molar ratio between the crystalline silicotitanate and the titanate in the raw material is the same as the method for obtaining the molar ratio between the silicon and titanium-containing compound and the titanate in the adsorbent.

前記結晶性シリコチタネートを含む原料における結晶性シリコチタネート以外の成分の量(但し、前記チタン酸塩を除く)は10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。   The amount of components other than crystalline silicotitanate in the raw material containing crystalline silicotitanate (excluding the titanate) is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.

本発明で用いる結晶性シリコチタネートを含む原料における結晶性シリコチタネートとしては、市販品を用いてもよいが、例えば、下記の製造方法により製造したものであってもよい。まずその製造方法について詳細に説明する。   As the crystalline silicotitanate in the raw material containing the crystalline silicotitanate used in the present invention, a commercially available product may be used, but for example, it may be produced by the following production method. First, the manufacturing method will be described in detail.

本製造方法は、ケイ酸源と、ナトリウム化合物及び/又はカリウム化合物と、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、
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。この製造方法によれば、チタン化合物として結晶性シリコチタネートのみを含有する原料、並びに結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩の両方を含有する原料のいずれも製造することができる。
In this production method, a silicate source, a sodium compound and / or a potassium compound, titanium tetrachloride, and water are mixed to produce a mixed gel, and the mixed gel obtained in the first step is mixed with water. A second step for heat reaction,
In the first step, a silicic acid source and titanium tetrachloride are added so that the molar ratio of Ti and Si contained in the mixed gel is Ti / Si = 0.5 or more and 3.0 or less. According to this production method, both a raw material containing only crystalline silicotitanate as a titanium compound and a raw material containing both crystalline silicotitanate and titanate can be produced.

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。   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.

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、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. With respect to 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.

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。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。   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.

第一工程においてナトリウム化合物及びカリウム化合物を用いる場合は、ナトリウム化合物とカリウム化合物との合計モル数に対し、カリウム化合物のモル数の割合0%超50%以下であることが好ましく、5%以上30%以下であることがより好ましい。   In the case where a sodium compound and a potassium compound are used in the first step, the ratio of the number of moles of the potassium compound to the total number of moles of the sodium compound and the potassium compound is preferably more than 0% and 50% or less. % Or less is more preferable.

本製造方法では、Ti/Si比(モル比)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。チタン化合物として結晶性シリコチタネートのみを含む原料を得る場合、混合ゲル中のTi/Si比は1.2以上1.5以下であることが好ましい。結晶性シリコチタネートとチタン酸塩とを含む原料を得る場合は、混合ゲル中のTi/Si比は1.8以上2.2以下であることが好ましい。   In this production method, the silicic acid source and titanium tetrachloride are added in such amounts that the Ti / Si ratio (molar ratio) is 0.5 or more and 3.0 or less. When obtaining a raw material containing only crystalline silicotitanate as a titanium compound, the Ti / Si ratio in the mixed gel is preferably 1.2 or more and 1.5 or less. When a raw material containing crystalline silicotitanate and titanate is obtained, the Ti / Si ratio in the mixed gel is preferably 1.8 or more and 2.2 or less.

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A2OとSiO2のモル比がA2O/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、目的とする結晶性シリコチタネートの収率を満足すべき程度に高くすることができる。 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 mass% or more and 40 mass% or less, and A 2 O and SiO 2 occupy in the mixed gel. It is desirable to add the silicic acid source and titanium tetrachloride so that the molar ratio of A 2 O / SiO 2 = 0.5 or more and 3.0 or less. Here, A represents Na and K. By adjusting the addition amount of the silicic acid source and titanium tetrachloride within the above range, the yield of the desired crystalline silicotitanate can be increased to a satisfactory level.

なおチタン化合物として結晶性シリコチタネートのみを含む原料を得る場合は、A2O/SiO2のモル比=0.5以上2.5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好ましく、結晶性シリコチタネートとチタン酸塩とを含む原料を得る場合は、混合ゲル中のA2O/SiO2のモル比=1.0以上1.8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好ましい。 In addition, when obtaining the raw material which contains only crystalline silicotitanate as a titanium compound, a silicic acid source and titanium tetrachloride should be added so that the molar ratio of A 2 O / SiO 2 is 0.5 or more and 2.5 or less. In the case of obtaining a raw material containing crystalline silicotitanate and titanate, a silicate source and a molar ratio of A 2 O / SiO 2 in the mixed gel = 1.0 to 1.8 It is preferable to add titanium tetrachloride.

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、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, 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、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、ナトリウム化合物及び/又はカリウム化合物、並びに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, and titanium tetrachloride can be added in various addition orders. For example, (1) a mixed gel can be obtained by adding titanium tetrachloride to a mixture of a silicate source, a sodium compound and / or a potassium compound, and water (this addition order is simply referred to as “additional order” hereinafter). (It may be called “Implementation of (1)”.) 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、ナトリウム化合物及び/又はカリウム化合物を添加する、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、ナトリウム化合物及びカリウム化合物も、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 A mode in which a sodium compound and / or a potassium compound is added to a mixture of these can also be employed. 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, sodium compounds and potassium compounds can also be added in the form of their aqueous solutions or solid forms.

(1)及び(2)の実施において、ナトリウム化合物及びカリウム化合物は、混合ゲル中のナトリウム及びカリウムの合計濃度が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及びカリウムの合計のNa2O換算質量及び混合ゲル中におけるナトリウム及びカリウムの合計のNa2O換算の濃度(以下「ナトリウム及びカリウムの合計濃度(第一工程でカリウム化合物を用いない場合、ナトリウム濃度)」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及びカリウムの合計のNa2O換算質量(g)=ケイ酸ソーダ由来のナトリウムイオンのモル数+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−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及びカリウムの合計のNa2O換算の濃度(質量%)=
混合ゲル中におけるナトリウム及びカリウムの合計の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及びカリウムの合計のNa2O換算質量)×100
In the implementation of (1) and (2), the total concentration of sodium and potassium in the mixed gel is 0.5% by mass or more and 15% by mass or less, particularly 0.7% by mass in terms of Na 2 O. It is preferable to add so that it may become 13 to 13 mass%. The total Na 2 O equivalent mass of sodium and potassium in the mixed gel and the total Na 2 O equivalent concentration of sodium and potassium in the mixed gel (hereinafter referred to as “total concentration of sodium and potassium (the potassium compound is used in the first step) If not, the sodium concentration) ”is calculated by the following formula.
Total Na 2 O equivalent mass (g) of sodium and potassium in the mixed gel = number of moles of sodium ions derived from sodium silicate + number of moles of sodium ions derived from sodium compounds such as sodium hydroxide + potassium hydroxide, etc. Number of moles of potassium ion derived from potassium compound-number of moles 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 and potassium in the mixed gel =
Total Na 2 O equivalent mass of sodium and potassium in the mixed gel / (water content in the mixed gel + total Na 2 O equivalent mass of sodium and potassium in the mixed gel) × 100

ケイ酸源の選択と混合ゲル中のナトリウム及びカリ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の結晶性シリコチタネート以外の結晶性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又はケイ酸カリを用いた場合、混合ゲル中のナトリウム及びカリウムの合計濃度を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の結晶性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及びカリウムの合計濃度をNa2O換算で6.0質量%以下とすることで、Ti:Siのモル比が1:1の結晶性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1.0質量%以上とすることで、Ti:Siのモル比が5:12の結晶性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及びカリウムの合計濃度をNa2O換算で6.0質量%以下とすることで、Ti:Siのモル比が1:1の結晶性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。 Suppressing the formation of crystalline silicotitanate other than crystalline silicotitanate with a molar ratio of Ti: Si of 4: 3 by combining the selection of the silicate source with the adjustment of the total concentration of sodium and potassium in the mixed gel Can do. When sodium silicate or potassium silicate is used as the silicic acid source, the molar ratio of Ti: Si is set to 2.0% by mass or more in terms of Na 2 O in terms of the total concentration of sodium and potassium in the mixed gel. It becomes possible to effectively suppress the formation of 5:12 crystalline silicotitanate, while the total concentration of sodium and potassium in the mixed gel is 6.0% by mass or less in terms of Na 2 O, It becomes possible to effectively suppress the formation of crystalline silicotitanate having a molar ratio of Ti: Si of 1: 1. Also, when using the active silicic acid obtained by the alkali silicate to cation exchange as silicic acid source, by setting more than 1.0 mass% in terms of Na 2 O, Ti: molar ratio of Si 5: It is possible to effectively suppress the formation of 12 crystalline silicotitanate, while the total concentration of sodium and potassium in the mixed gel is 6.0% by mass or less in terms of Na 2 O, so that Ti: Production of crystalline silicotitanate having a Si molar ratio of 1: 1 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. For this reason, a peristaltic pump etc. can be used suitably for addition of titanium tetrachloride.

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、0.1時間以上5時間以下の時間にわたり、10℃以上100℃以下で熟成を行うことが、均一な生成物を得る点で好ましい。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。   The mixed gel obtained in the first step may be aged at 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower for a time period of 0.1 hour or longer and 5 hours or shorter before performing a hydrothermal reaction which is the second step described later. From the viewpoint of obtaining a uniform product. 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結晶性シリコチタネートを得る。水熱反応としては、結晶性シリコチタネート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200℃以下、より好ましくは140℃以上180℃以下の温度において、好ましくは6時間以上90時間以下、更に好ましくは12時間以上80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 as the second step to obtain crystalline silicotitanate. The hydrothermal reaction is not particularly limited as long as the crystalline silicotitanate can be synthesized. Usually, in an autoclave, the temperature is 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 90 hours or shorter, more preferably 12 hours or longer and 80 hours or shorter. React under pressure. The reaction time can be selected according to the scale of the synthesizer.

前記第二工程で得られた含水状態の結晶性シリコチタネートは乾燥させ、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、含水状態の結晶性シリコチタネート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結晶性シリコチタネート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 crystalline silicotitanate obtained in the second step can be dried, and the obtained dried product can be crushed or pulverized as necessary to form a powder (including granules). Alternatively, the hydrous crystalline silicotitanate may be 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 columnar shape. The dried 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 crystalline silicotitanate recovered by a 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、そのままでも前記結晶性シリコチタネートを含む原料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。これら各形状の結晶性シリコチタネートは、更に分級してから焼成の原料として用いることが、本発明の吸着剤の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が1000μm以下、特に800μm以下の第1の篩を用いることが好ましい。また前記の公称目開きが100μm以上、特に300μm以上の第2の篩を用いて行うことも好ましい。更に、これら第1及び第2の篩を用いて行うことが好ましい。   The dried rod-shaped molded body can be used as it is as a raw material containing the crystalline silicotitanate, or it can be used by lightly loosening it. Moreover, you may grind | pulverize and use the rod-shaped molded object after drying. The crystalline silicotitanate of each shape is preferably further classified and then used as a raw material for firing from the viewpoint of increasing the adsorption efficiency of strontium of the adsorbent of the present invention. For the classification, for example, it is preferable to use a first sieve having a nominal opening prescribed in JISZ8801-1 of 1000 μm or less, particularly 800 μm or less. Moreover, it is also preferable to carry out using the 2nd sieve whose said nominal opening is 100 micrometers or more, especially 300 micrometers or more. Furthermore, it is preferable to carry out using these first and second sieves.

上記の製造方法により、反応条件を適宜選択するだけで、X線回折的に結晶性シリコチタネートが実質単相の原料を製造できるだけでなく、結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩を含有する原料を一気に製造できる。
なお、結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩を含む原料は、上記の製造方法により結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩を一度に製造してもよいし、また上記の製造方法のように結晶性シリコチタネートをX線回折的に単相のものを製造した後、別途市販又は公知の方法で製造したチタン酸塩を混合処理して結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩を含む原料を得てもよい。
With the above production method, it is possible not only to produce a substantially single phase raw material of crystalline silicotitanate by X-ray diffraction by selecting reaction conditions as appropriate, but also at a stretch of raw materials containing crystalline silicotitanate and titanate. Can be manufactured.
In addition, the raw material containing crystalline silicotitanate and titanate may produce crystalline silicotitanate and titanate at a time by the above production method, or crystalline silicotitanate as in the above production method. May be prepared by X-ray diffraction single phase and then mixed with a commercially available or known titanate to obtain a raw material containing crystalline silicotitanate and titanate.

以上のようにして得られた結晶性シリコチタネートを含む原料は、250℃以上800℃以下で焼成する。焼成に用いる装置としては、箱形焼成炉、ロータリーキルン等を挙げることができる。なお、実験室スケールでは電気炉等を用いることができる。焼成の雰囲気は、大気中等の含酸素雰囲気であっても、窒素又はアルゴン等の非活性雰囲気であっても、還元雰囲気等であってもよい。   The raw material containing the crystalline silicotitanate obtained as described above is fired at 250 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. Examples of the apparatus used for firing include a box-type firing furnace and a rotary kiln. Note that an electric furnace or the like can be used in a laboratory scale. The firing atmosphere may be an oxygen-containing atmosphere such as the air, an inactive atmosphere such as nitrogen or argon, or a reducing atmosphere.

焼成の温度は、250℃以上とすることで、セシウム吸着性能を低くすることが可能となる。また焼成の温度は、800℃以下とすることが、得られる吸着剤のストロンチウム吸着性能を高いものとすることができる。これらの観点から、焼成の温度は、250℃以上800℃以下であることが好ましく、300℃以上700℃以下であることがより好ましく、400℃以上600℃以下であることが特に好ましく、400℃以上500℃以下であることがとりわけ好ましい。
上記の温度範囲における焼成の時間は、例えば0.5時間以上が好ましく、1時間以上24時間以下がより好ましい。
By setting the firing temperature to 250 ° C. or higher, the cesium adsorption performance can be lowered. Moreover, the temperature of baking shall be 800 degrees C or less, and the strontium adsorption | suction performance of the adsorbent obtained can be made high. From these viewpoints, the firing temperature is preferably 250 ° C. or more and 800 ° C. or less, more preferably 300 ° C. or more and 700 ° C. or less, particularly preferably 400 ° C. or more and 600 ° C. or less, and 400 ° C. It is particularly preferable that the temperature is 500 ° C. or lower.
The firing time in the above temperature range is, for example, preferably 0.5 hours or more, and more preferably 1 hour or more and 24 hours or less.

得られる焼成物は、そのまま吸着剤として使用してもよいし、適宜洗浄や乾燥、成形等の各種の処理を行った後に吸着剤として使用してもよい。   The obtained fired product may be used as an adsorbent as it is, or may be used as an adsorbent after appropriately performing various treatments such as washing, drying and molding.

以上の製造方法で得られる吸着剤は、粉末状である未成形体又は例えば棒状や粒子状(顆粒状も含む)等の成形体である吸着剤として各種の用途に用いることができる。なお、本発明のストロンチウム吸着剤を成形体とする場合、粉末状等の未成形体である原料を焼成した後、当該未成形体である原料を成形してもよいし、前記結晶性シリコチタネート又は前記結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩とを含む原料を予め棒状や粒子状(顆粒状を含む)等の各種所定の形状に成形した後に、この成形体を焼成してもよい。   The adsorbent obtained by the above production method can be used for various applications as an adsorbent that is an unmolded body that is in the form of a powder or a molded body that is, for example, a rod or a particle (including granules). When the strontium adsorbent of the present invention is used as a molded body, the raw material that is an unshaped body such as a powder may be fired, and then the raw material that is the unshaped body may be molded, or the crystalline silicon titanate or the After the raw material containing crystalline silicotitanate and titanate is previously molded into various predetermined shapes such as rods and particles (including granules), this molded body may be fired.

前記の成形加工としては、例えば粉末状の原料又は吸着剤を顆粒状に成型するための造粒加工や粉末状の原料又は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原料又は吸着剤をカプセル化する方法、樹脂芯材の表面に原料又は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原料又は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、成形ゼラチン、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。   Examples of the molding process include a granulation process for forming a powdery raw material or an adsorbent into granules, or a slurry of a powdery raw material or an adsorbent and dropping it into a liquid containing a hardener such as calcium chloride. The method of encapsulating the raw material or adsorbent, the method of coating the surface of the resin core material with the raw material or adsorbent powder, the surface and / or the interior of the sheet-like substrate formed of natural fibers or synthetic fibers A powdery raw material or an adsorbent is attached to 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, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, starch, corn starch, molasses, lactose, molding Examples include gelatin, dextrin, gum arabic, alginic acid, polyacrylic acid, glycerin, polyethylene glycol, and polyvinylpyrrolidone. As the solvent, various solvents such as an aqueous solvent and an organic solvent can be used.

また、顆粒状の本発明の吸着剤は、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材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。
顆粒状の吸着剤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。
Further, the granular adsorbent of the present invention can be used as an adsorbent that can be recovered by magnetic separation from water containing cesium and / or strontium by further containing magnetic particles. 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 incorporating the magnetic particles into the granular adsorbent, for example, the granulation operation described above may be performed in a state where the magnetic particles are contained.

また、本発明のストロンチウム吸着剤は、これを例えば不織布などの各種の吸着シートやマットに使用する場合、そのまま粉末状体として材料を加工する際に添加することにより用いられる。不織布に吸着剤を固定する具体的な方法としては、粉末状の吸着剤を、エマルジョン化した樹脂バインダとともに、水に分散させ、これに、不織布を含浸添着させたのち乾燥する方法が挙げられる。この樹脂バインダとしては、例えば、ラテックスバインダ、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、アクリレートの共重合体、メタクリレートの共重合体、スチレンブタジエン共重合体、スチレンアクリル共重合体、エチレンビニルアセテート共重合体、ニトリルゴム、アクリルニトリルブタジエン共重合体、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。不織布としては例えばポリエステル及び/又はポリオレフィン繊維で構成されるものが用いられる。
このように吸着剤を塗布した不織布を、例えば吸着剤を塗布した面を内側にして巻回した形態とすることによっても、水処理に好適に用いることができる。
In addition, when the strontium adsorbent of the present invention is used for various adsorbing sheets and mats such as non-woven fabrics, it is used by adding it when processing the material as a powder. As a specific method for fixing the adsorbent to the nonwoven fabric, there is a method in which a powdered adsorbent is dispersed in water together with an emulsified resin binder, impregnated with the nonwoven fabric, and then dried. Examples of the resin binder include latex binder, polyacrylate, polymethacrylate, acrylate copolymer, methacrylate copolymer, styrene butadiene copolymer, styrene acrylic copolymer, ethylene vinyl acetate copolymer, and nitrile rubber. , Acrylonitrile butadiene copolymer, polyvinyl alcohol and the like. As the nonwoven fabric, for example, those composed of polyester and / or polyolefin fibers are used.
Thus, even if it makes the form which wound the nonwoven fabric which apply | coated the adsorbent, for example with the surface which apply | coated the adsorbent inside, it can be used suitably for water treatment.

上述したストロンチウム吸着剤の製造方法によって得られる顆粒状等に成形した吸着剤や粉末状体として不織布に固定させた吸着剤は、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、あるいは水処理用材料として好適に用いることができる。   The adsorbent formed into a granular shape or the like obtained by the above-described method for producing a strontium adsorbent or the adsorbent fixed to the nonwoven fabric as a powder is water having an adsorption container and an adsorption tower filled with a radioactive substance adsorbent. It can be suitably used as an adsorbent for a treatment system or a water treatment material.

本発明は、更に、非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物からなるストロンチウム吸着剤を、セシウム及びストロンチウムを含む溶液に接触させるストロンチウムの吸着方法をも提供する。この場合、セシウム及びストロンチウムを含む溶液におけるセシウウ及びストロンチウムの量に制限はないが、一例をあげれば、本発明の吸着剤の選択的吸着性を十分に発揮する観点から、ストロンチウムを含有するとは、ストロンチウムを0.01ppm以上含有する含有することが好ましく、特に1ppm以上含有するものであることが好ましい。また同様の観点から、セシウムを含有するとは、セシウムを0.01ppm以上含有することが好ましく、特に1ppm以上含有するものであることが好ましい。これらの上限としては例えば、ストロンチウムについては、1000ppm以下、特に
500ppm以下であると本発明の吸着剤の高い吸着性能が発揮されやすいため好ましい。また、ストロンチウム濃度がこの上限以下である場合、セシウムについては本発明の吸着剤の選択的吸着性を明確に示す観点から、2000ppm以下、特に1000ppm以下であることが好ましい。
The present invention further provides a method for adsorbing strontium, wherein a strontium adsorbent comprising an amorphous or low crystalline silicon- and titanium-containing compound is contacted with a solution containing cesium and strontium. In this case, there is no limitation on the amount of cesium and strontium in the solution containing cesium and strontium, but to give an example, from the viewpoint of sufficiently exhibiting the selective adsorptivity of the adsorbent of the present invention, containing strontium, It is preferable to contain 0.01 ppm or more of strontium, and it is particularly preferable to contain 1 ppm or more. Further, from the same viewpoint, when cesium is contained, it is preferable to contain 0.01 ppm or more of cesium, and particularly preferably 1 ppm or more. As these upper limits, for example, strontium is preferably 1000 ppm or less, particularly 500 ppm or less, because the high adsorption performance of the adsorbent of the present invention is easily exhibited. When the strontium concentration is less than or equal to this upper limit, cesium is preferably 2000 ppm or less, particularly preferably 1000 ppm or less from the viewpoint of clearly showing the selective adsorptivity of the adsorbent of the present invention.

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。
TG−DTA:メトラートレド社製TGADSClを用い、大気雰囲気下で、行った。測定温度範囲;25℃〜1000℃、昇温速度;10℃/minで温度上昇したときの150℃における試料の重量と300℃における試料の重量を測定し、下記計算式より重量減少率を算出した。なお、リファレンス:成分α―アルミナとした。サンプル量は180mgとした。
重量減少率(%)=(A−B)/A×100
(A:150℃における試料重量、B:300℃における試料重量)
<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.
TG-DTA: TGDSCl manufactured by METTLER TOLEDO was used in an air atmosphere. Measurement temperature range: 25 ° C. to 1000 ° C., temperature increase rate: Measure the weight of the sample at 150 ° C. and the weight of the sample at 300 ° C. when the temperature rises at 10 ° C./min, and calculate the weight reduction rate from the following formula did. Reference: component α-alumina. The sample amount was 180 mg.
Weight reduction rate (%) = (A−B) / A × 100
(A: sample weight at 150 ° C., B: sample weight at 300 ° C.)

<使用材料>
・3号ケイ酸ソーダ:日本化学工業株式会社製(SiO2:28.96%、Na2O:9.37%、H2O:61.67%、SiO2/Na2O=3.1)。
・苛性ソーダ水溶液:工業用25%水酸化ナトリウム(NaOH:25%、H2O:75%)。
・苛性カリ:固体試薬 水酸化カリウム(KOH:85%)。
・四塩化チタン水溶液:株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ社製36.48%水溶液
<Materials used>
No. 3 sodium silicate: manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd. (SiO 2 : 28.96%, Na 2 O: 9.37%, H 2 O: 61.67%, SiO 2 / Na 2 O = 3.1 ).
Caustic soda aqueous solution: Industrial 25% sodium hydroxide (NaOH: 25%, H 2 O: 75%).
Caustic potash: solid reagent potassium hydroxide (KOH: 85%).
-Titanium tetrachloride aqueous solution: 36.48% aqueous solution manufactured by Osaka Titanium Technologies Co., Ltd.

〔製造例1〕
<結晶性シリコチタネートの合成>
(1)第一工程
3号ケイ酸ソーダ60g、苛性ソーダ水溶液224.3g、苛性カリ34.6g及びイオン交換水82.5gを混合し撹拌して混合水溶液を得た。この混合水溶液に、四塩化チタン水溶液203.3gをペリスタポンプで0.5時間にわたって連続的に添加して混合ゲルを製造した。当該混合ゲルは、四塩化チタン水溶液の添加後、1時間にわたり室温(25℃)で静置熟成した。混合ゲル中のTi/Siモル比:1.33、K2O/Na2Oモル比:25/75、SiO2換算濃度a:2.83%、TiO2換算濃度b:5.14%、a+b:7.97、A2O/SiO2モル比:0.926、Na2O換算濃度:3.71%であった。
[Production Example 1]
<Synthesis of crystalline silicotitanate>
(1) First step No. 3 sodium silicate 60 g, caustic soda aqueous solution 224.3 g, caustic potash 34.6 g and ion-exchanged water 82.5 g were mixed and stirred to obtain a mixed aqueous solution. To this mixed aqueous solution, 203.3 g of titanium tetrachloride aqueous solution was continuously added over 0.5 hour with a peristaltic pump to produce a mixed gel. The mixed gel was aged by standing at room temperature (25 ° C.) for 1 hour after the addition of the aqueous titanium tetrachloride solution. Ti / Si molar ratio in the mixed gel: 1.33, K 2 O / Na 2 O molar ratio: 25/75, SiO 2 equivalent concentration a: 2.83%, TiO 2 equivalent concentration b: 5.14%, a + b: 7.97, A 2 O / SiO 2 molar ratio: 0.926, Na 2 O equivalent concentration: 3.71%.

(2)第二工程
第一工程で得られた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96時間反応を行った。反応後のスラリーを濾過し、得られたケーキを直径0.6μmの円形の開孔部材で押出成形した後、乾燥し、分級して粒度が300μm以上600μm以下の粒状物を得た。得られた粒状物をX線回折測定した。その結果を図1に示す。図1に示すX線回折測定の結果より、得られた粒状物は一般式;A’4Ti4Si316・nH2O(式中、A’はNa及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表される結晶性シリコチタネートの単相と判断された。尚、図1以降において「GTS」は前記結晶性シリコチタネートを表す。
また、得られた「GTS」のTG−DTA曲線を図2に示す。図2において太線がDTA曲線であり、細線がTG曲線である。図2のDTA曲線に示すように、200℃付近に結晶性シリコチタネートの脱水に伴う吸熱ピークが観察された。得られた結晶性シリコチタネートをTG−DTA分析したところ、前記の重量減少率は8.8%であった。
(2) Second Step The mixed gel obtained in the first step was put in an autoclave, heated to 170 ° C. over 1 hour, and reacted for 96 hours with stirring while maintaining this temperature. The slurry after the reaction was filtered, and the obtained cake was extruded using a circular aperture member having a diameter of 0.6 μm, dried, and classified to obtain a granular material having a particle size of 300 μm to 600 μm. The obtained granular material was subjected to X-ray diffraction measurement. The result is shown in FIG. From the result of the X-ray diffraction measurement shown in FIG. 1, the obtained granular material has a general formula: A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (where A ′ is one selected from Na and K, or It was judged as a single phase of crystalline silicotitanate represented by the following formula: In FIG. 1 and subsequent figures, “GTS” represents the crystalline silicotitanate.
Further, a TG-DTA curve of the obtained “GTS” is shown in FIG. In FIG. 2, the thick line is the DTA curve, and the thin line is the TG curve. As shown in the DTA curve of FIG. 2, an endothermic peak accompanying dehydration of crystalline silicotitanate was observed at around 200 ° C. When the obtained crystalline silicotitanate was analyzed by TG-DTA, the weight reduction rate was 8.8%.

{参考実験}
製造例1で得られた粒状物100gをアルミナ容器に入れて、電気炉で大気雰囲気下、2時間掛けて昇温した後にそれぞれ250℃、400℃、500℃及び600℃で2時間焼成した。得られた焼成品について、25℃から1000℃まで昇温速度10℃/minとするTG−DTA測定を行い、前記の重量減少率を測定した。その結果を表Aに示す。
{Reference experiment}
100 g of the granular material obtained in Production Example 1 was placed in an alumina container, heated in an electric furnace over the course of 2 hours in the atmosphere, and then fired at 250 ° C., 400 ° C., 500 ° C., and 600 ° C. for 2 hours, respectively. The obtained fired product was subjected to TG-DTA measurement at a heating rate of 10 ° C./min from 25 ° C. to 1000 ° C., and the weight reduction rate was measured. The results are shown in Table A.

〔製造例2〕
<結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩の混合物の合成>
(1)第一工程
3号ケイ酸ソーダ90g、苛性ソーダ水溶液667.49g及び純水84.38gを混合し撹拌して混合水溶液を得た。この混合水溶液に、四塩化チタン水溶液443.90gをペリスタポンプで1時間20分にわたって連続的に添加して混合ゲルを製造した。当該混合ゲルは、四塩化チタン水溶液の添加後、1時間にわたり室温で静置熟成した。混合ゲル中のTi/Siモル比:2、K2O/Na2Oモル比:0/100、SiO2換算濃度a:2.00%、TiO2換算濃度b:5.30%、a+b:7.30、A2O/SiO2モル比:1.56、Na2O換算濃度:3.22%であった。
[Production Example 2]
<Synthesis of crystalline silicotitanate and titanate mixture>
(1) First Step 90 g of sodium silicate No. 3, caustic soda aqueous solution 667.49 g and pure water 84.38 g were mixed and stirred to obtain a mixed aqueous solution. To this mixed aqueous solution, 443.90 g of titanium tetrachloride aqueous solution was continuously added over 1 hour and 20 minutes with a peristaltic pump to produce a mixed gel. The mixed gel was aged at room temperature for 1 hour after the addition of the aqueous titanium tetrachloride solution. Ti / Si molar ratio in the mixed gel: 2, K 2 O / Na 2 O molar ratio: 0/100, SiO 2 equivalent concentration a: 2.00%, TiO 2 equivalent concentration b: 5.30%, a + b: The molar ratio was 7.30, A 2 O / SiO 2 molar ratio: 1.56, Na 2 O equivalent concentration: 3.22%.

(2)第二工程
第一工程で得られた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。反応後のスラリーを濾過し、得られたケーキを直径0.6μmの円形の開孔部材で押出成形した後、乾燥し、分級して粒度が300μm以上600μm以下の粒状物を得た。得られた粒状物をX線回折測定した。その結果を図3に示す。図3に示すX線回折測定の結果より、得られた粒状物は主相Na4Ti4Si316・nH2Oであり、Na4Ti920・mH2Oが検出され、前記結晶性シリコチタネート及び前記チタン酸塩の混合物であると確認した。また粒状物は2θ=10〜13°の範囲に観察されるNa4Ti4Si316・6H2Oに由来するメーンピーク(M.P.)の高さに対して、2θ=8〜10°に範囲に観察されるNa4Ti920・5〜7H2Oに由来するM.P.の高さの比が38.5%であった。また上記方法の組成分析によればNa4Ti4Si316・nH2O:Na4Ti920・mH2Oのモル比は1:0.37であった。
また、結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩の混合物のTG−DTA曲線を図4に示す。70〜80℃付近及び200℃付近に混合物の脱水に伴う吸熱ピークが観察された。
また、X線回折分析の結果、チタン酸塩の層間は0.90nm(2θ=9.8°)であった。
(2) Second Step The mixed gel obtained in the first step was placed in an autoclave, heated to 170 ° C. over 1 hour, and then reacted for 24 hours with stirring while maintaining this temperature. The slurry after the reaction was filtered, and the obtained cake was extruded using a circular aperture member having a diameter of 0.6 μm, dried, and classified to obtain a granular material having a particle size of 300 μm to 600 μm. The obtained granular material was subjected to X-ray diffraction measurement. The result is shown in FIG. From the result of the X-ray diffraction measurement shown in FIG. 3, the obtained granular material is the main phase Na 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O, and Na 4 Ti 9 O 20 .mH 2 O is detected. It was confirmed to be a mixture of crystalline silicotitanate and the titanate. The granular material is 2θ = 8 to 10 ° with respect to the height of the main peak (MP) derived from Na 4 Ti 4 Si 3 O 16 · 6H 2 O observed in the range of 2θ = 10 to 13 °. The ratio of the height of MP derived from Na 4 Ti 9 O 20 · 5-7H 2 O observed in the range was 38.5%. According to the composition analysis of the above method, the molar ratio of Na 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O: Na 4 Ti 9 O 20 .mH 2 O was 1: 0.37.
Moreover, the TG-DTA curve of the mixture of crystalline silicotitanate and titanate is shown in FIG. An endothermic peak accompanying dehydration of the mixture was observed at around 70-80 ° C and around 200 ° C.
As a result of X-ray diffraction analysis, the interlayer of titanate was 0.90 nm (2θ = 9.8 °).

〔比較例1〕
製造例1で得た粒状物をそのまま比較例1の吸着剤とした。
[Comparative Example 1]
The granular material obtained in Production Example 1 was used as the adsorbent of Comparative Example 1 as it was.

〔実施例1〕
製造例1で得た粒状物100gをアルミナ容器に入れて、電気炉で大気雰囲気下、2時間掛けて昇温した後に500℃で2時間焼成した。これにより、実施例1の吸着剤を得た。得られた吸着剤について上記の方法にてX線回折測定した。その結果を図1に示す。図1に示すように結晶性シリコチタネートに由来するピークがほとんど消失したが、2θ=10〜13°に該シリコチタネート由来とみられる微小なピーク(ピーク強度220cps)がメーンピークとして観察された。従って実施例1の吸着剤は、該シリコチタネートを含む非晶質ないし低晶質のケイ素及びチタン含有化合物を含有することを確認した。
また、得られた吸着剤を25℃から1000℃まで昇温速度10℃/minとするTG−DTA測定をし、前記の重量減少率を測定したところ1.1%であった。得られたTG−DTAを図5に示す。
[Example 1]
100 g of the granular material obtained in Production Example 1 was put in an alumina container, heated in an electric furnace in the air atmosphere over 2 hours, and then baked at 500 ° C. for 2 hours. Thereby, the adsorbent of Example 1 was obtained. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement by the above method. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 1, although the peak derived from crystalline silicotitanate almost disappeared, a minute peak (peak intensity 220 cps) that was considered to be derived from the silicotitanate was observed as a main peak at 2θ = 10-13 °. Therefore, it was confirmed that the adsorbent of Example 1 contained an amorphous or low crystalline silicon- and titanium-containing compound containing the silicotitanate.
Further, the obtained adsorbent was subjected to TG-DTA measurement at a heating rate of 10 ° C./min from 25 ° C. to 1000 ° C., and the weight reduction rate was measured to be 1.1%. The obtained TG-DTA is shown in FIG.

〔比較例2〕
製造例2で得た粒状物をそのまま比較例2の吸着剤とした。
[Comparative Example 2]
The granular material obtained in Production Example 2 was used as the adsorbent of Comparative Example 2 as it was.

〔実施例2−1〕
製造例2で得た粒状物100gをアルミナ容器に入れて大気雰囲気下、2時間掛けて昇温した後に400℃で2時間焼成した。これにより実施例2−1の吸着剤を得た。得られた吸着剤について上記の方法にてX線回折測定した。その結果を図4に示す。図4に示すように結晶性シリコチタネートに由来する2θ=10〜13°に観察されるメーンピークが小さくなり(ピーク強度150cps)低晶質のシリコチタネートとなっていることが確認された。また前記チタン酸塩のメーンピークが若干高角度側に移動していた。尚、図4以降においてSNTは前記チタン酸塩を表す。
また、X線回折分析の結果、400℃焼成品のチタン酸塩の層間は0.89nm(2θ=9.9°)であった。
[Example 2-1]
100 g of the granular material obtained in Production Example 2 was put in an alumina container, heated in an air atmosphere over 2 hours, and then fired at 400 ° C. for 2 hours. This obtained the adsorbent of Example 2-1. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement by the above method. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 4, it was confirmed that the main peak observed at 2θ = 10 to 13 ° derived from crystalline silicotitanate was reduced (peak intensity 150 cps), resulting in low crystalline silicotitanate. Further, the main peak of the titanate moved slightly to the high angle side. In FIG. 4 and subsequent figures, SNT represents the titanate.
Further, as a result of X-ray diffraction analysis, the interlayer of the titanate fired at 400 ° C. was 0.89 nm (2θ = 9.9 °).

〔実施例2−2及び実施例2−3〕
実施例2−1と焼成温度を500℃(実施例2−2)又は600℃(実施例2−3)に変更した以外は同様にして吸着剤を製造し、同様にX線回折測定を行った。結果を図3に示す。図3に示すように実施例2−2及び2−3で得られた吸着剤のX線回折チャートによれば、結晶性シリコチタネートに由来する明確なピークが観察されず(仮にピークが存在していても2θ=10〜14°におけるチタン酸塩のメーンピークが重なっており、強度は350cps以下である)、非晶質若しくは低晶質のケイ素及びチタン含有化合物となっていることが確認された。またチタン酸塩の2θ=8〜10°に観察される前記チタン酸塩のメーンピークが高角度側(2θ=10〜14°)に移動していることが確認された。
また、X線回折分析の結果、500℃焼成品のチタン酸塩の層間は0.76nm(2θ=11.6°)で、600℃焼成品のチタン酸塩の層間は0.74nm(2θ=12.0°)であった。
[Example 2-2 and Example 2-3]
An adsorbent was produced in the same manner except that Example 2-1 and the firing temperature were changed to 500 ° C. (Example 2-2) or 600 ° C. (Example 2-3), and X-ray diffraction measurement was performed in the same manner. It was. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 3, according to the X-ray diffraction charts of the adsorbents obtained in Examples 2-2 and 2-3, a clear peak derived from crystalline silicotitanate was not observed (there is a peak). Even if the main peak of titanate at 2θ = 10-14 ° overlaps, the strength is 350 cps or less), it is confirmed that it is an amorphous or low crystalline silicon and titanium-containing compound. It was. Moreover, it was confirmed that the main peak of the titanate observed at 2θ = 8 to 10 ° of the titanate moves to the high angle side (2θ = 10 to 14 °).
As a result of X-ray diffraction analysis, the titanate layer of the 500 ° C. fired product was 0.76 nm (2θ = 11.6 °), and the titanate layer of the 600 ° C. fired product was 0.74 nm (2θ = 12.0 °).

〔比較例3〕
製造例1と同様の方法にて、第一工程を行い混合ゲルを得た。得られた混合ゲルを、オートクレーブに入れ、2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96時間反応を行い、前記結晶性シリコチタネートを含有する反応後のスラリー(第1スラリー)を得た。
また、苛性ソーダ水溶液1742.94g及び苛性カリ719.09g、純水3671.54gを混合し撹拌して混合水溶液を得た。この混合水溶液に、四塩化チタン水溶液1616gをペリスタポンプで1時間にわたって連続的に添加して混合ゲルを製造した。混合ゲル中のK2O/Na2Oモル比:1/1、TiO2換算濃度3.22%であった。当該混合ゲルは、四塩化チタン水溶液の添加後、2時間かけて98℃に昇温したのち、この温度を維持しながら撹拌下にて6時間反応を行い、前記チタン酸塩を含有する反応後のスラリー(第2スラリー)を得た。
前記結晶性シリコチタネートと前記チタン酸塩との比率(第1スラリー及び第2スラリーそれぞれのTiがいずれも全量、前記結晶性シリコチタネートと前記チタン酸塩となった場合の比率)をモル比が1:1となるように第1スラリー及び第2スラリーを撹拌混合した。得られた混合物を濾過し、得られた固形物を洗浄し、乾燥した乾燥物を得た。これを比較例3の吸着剤とした。得られた吸着剤について上記の方法にてX線回折測定した。その結果を図6に示す。図6に示すように比較例3の吸着剤のX線回折チャートでは前記結晶性シリコチタネート及び前記チタン酸塩に由来するピークが観察された。
また、X線回折分析の結果、チタン酸塩の層間は0.89nm(2θ=9.9°)であった。
[Comparative Example 3]
In the same manner as in Production Example 1, a first step was performed to obtain a mixed gel. The obtained mixed gel is put in an autoclave, heated to 170 ° C. over 2 hours, and then reacted for 96 hours with stirring while maintaining this temperature, and the slurry containing the crystalline silicotitanate is reacted. (First slurry) was obtained.
Further, 1742.94 g of an aqueous caustic soda solution, 719.09 g of caustic potash, and 3671.54 g of pure water were mixed and stirred to obtain a mixed aqueous solution. To this mixed aqueous solution, 1616 g of titanium tetrachloride aqueous solution was continuously added over 1 hour by a peristaltic pump to produce a mixed gel. The molar ratio of K 2 O / Na 2 O in the mixed gel was 1/1, and the concentration in terms of TiO 2 was 3.22%. The mixed gel was heated to 98 ° C. over 2 hours after the addition of the aqueous titanium tetrachloride solution, and then reacted for 6 hours with stirring while maintaining this temperature. After the reaction containing the titanate Slurry (second slurry) was obtained.
The molar ratio of the ratio of the crystalline silicotitanate and the titanate (the ratio when the Ti in each of the first slurry and the second slurry is the total amount, the crystalline silicotitanate and the titanate). The first slurry and the second slurry were stirred and mixed so that the ratio was 1: 1. The obtained mixture was filtered, and the obtained solid was washed to obtain a dried product. This was used as the adsorbent of Comparative Example 3. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement by the above method. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 6, in the X-ray diffraction chart of the adsorbent of Comparative Example 3, peaks derived from the crystalline silicotitanate and the titanate were observed.
As a result of X-ray diffraction analysis, the interlayer of the titanate was 0.89 nm (2θ = 9.9 °).

〔実施例3〕
製造例1で得られた粒状物の代わりに比較例3で得た吸着剤100gをアルミナ容器に入れ、大気雰囲気下、2時間掛けて昇温した後に500℃で2時間焼成し、実施例3の吸着剤を得た。得られた吸着剤について上記の方法にてX線回折測定した。その結果を図6に示す。図6に示すように結晶性シリコチタネートに由来するピークは小さくなっているか消失しており(仮にピークが存在していても2θ=10〜14°におけるチタン酸塩のメーンピークが重なっており、強度は350cps以下である)、低晶質ないし非晶質のケイ素及びチタン含有化合物となっていることが確認された。なお図6における実施例3のX線回折チャートではチタン酸塩のメーンピークが高角度側(2θ=10〜14°)に移動しているとみられる。
また、X線回折分析の結果、チタン酸塩の層間は0.79nm(2θ=11.2°)であった。
Example 3
In place of the granular material obtained in Production Example 1, 100 g of the adsorbent obtained in Comparative Example 3 was placed in an alumina container, heated in an air atmosphere over 2 hours, and then calcined at 500 ° C. for 2 hours. Example 3 Of adsorbent was obtained. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement by the above method. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 6, the peak derived from crystalline silicotitanate is small or disappears (even if the peak exists, the main peak of titanate at 2θ = 10 to 14 ° is overlapped, The strength was 350 cps or less), and it was confirmed to be a low-crystalline or amorphous silicon- and titanium-containing compound. In the X-ray diffraction chart of Example 3 in FIG. 6, the main peak of the titanate is considered to have moved to the high angle side (2θ = 10-14 °).
As a result of X-ray diffraction analysis, the titanate interlayer was 0.79 nm (2θ = 11.2 °).

〔比較例4〕
比較例3で得られた前記チタン酸塩を含有する反応後のスラリーを濾過し、得られた固形物を洗浄し、乾燥した乾燥物を得た。これを比較例4の吸着剤とした。得られた吸着剤について上記の方法にてX線回折測定した。その結果を図7に示す。
また、得られたチタン酸塩のTG−DTA曲線を図8に示す。図8において太線がDTA曲線であり、細線がTG曲線である。図8のDTA曲線に示すように、100℃付近に脱水に伴う吸熱ピークが観察された。
また、X線回折分析の結果、チタン酸塩の層間は0.95nm(2θ=9.3°)であった。
[Comparative Example 4]
The post-reaction slurry containing the titanate obtained in Comparative Example 3 was filtered, and the resulting solid was washed to obtain a dried product. This was used as the adsorbent of Comparative Example 4. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement by the above method. The result is shown in FIG.
Moreover, the TG-DTA curve of the obtained titanate is shown in FIG. In FIG. 8, a thick line is a DTA curve, and a thin line is a TG curve. As shown in the DTA curve of FIG. 8, an endothermic peak accompanying dehydration was observed near 100 ° C.
As a result of X-ray diffraction analysis, the interlayer of the titanate was 0.95 nm (2θ = 9.3 °).

〔比較例5〕
比較例4の吸着剤100gをアルミナ容器に入れ、大気雰囲気下、2時間掛けて昇温した後に500℃で2時間焼成し、比較例5の吸着剤を得た。得られた吸着剤について上記の方法にてX線回折測定した。その結果を図7に示す。
図6に示すようにチタン酸塩の2θ=8〜10°に観察されるメーンピークが高角度側(2θ=10〜14°)に移動していることが確認された。
また、X線回折分析の結果、チタン酸塩の層間は0.77nm(2θ=11.5°)であった。
[Comparative Example 5]
100 g of the adsorbent of Comparative Example 4 was put in an alumina container, heated in an air atmosphere over 2 hours, and then calcined at 500 ° C. for 2 hours to obtain an adsorbent of Comparative Example 5. The obtained adsorbent was subjected to X-ray diffraction measurement by the above method. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, it was confirmed that the main peak observed at 2θ = 8 to 10 ° of the titanate moved to the high angle side (2θ = 10 to 14 °).
As a result of X-ray diffraction analysis, the titanate interlayer was 0.77 nm (2θ = 11.5 °).

実施例1、実施例2−1〜2−3、実施例3、比較例1〜5の吸着剤をそれぞれ、乳鉢にて粉砕し、目開き100μmの篩にかけて篩下を各実施例及び比較例の試料とした。このうち実施例1、実施例2−1〜2−3、実施例3、比較例1〜3の各試料について上記の方法でBET比表面積を測定した。その結果を下記表1に示す。またこれら実施例1、実施例2−1〜2−3、実施例3、比較例1〜5の各試料を以下の<バッチ吸着試験>に供した。
<BET比表面積>
The adsorbents of Example 1, Examples 2-1 to 2-3, Example 3, and Comparative Examples 1 to 5 were each pulverized in a mortar, passed through a sieve with an opening of 100 μm, and each of the examples and comparative examples was passed through a sieve. It was set as the sample of this. Among these, the BET specific surface area was measured by the above method for each sample of Example 1, Examples 2-1 to 2-3, Example 3, and Comparative Examples 1 to 3. The results are shown in Table 1 below. Moreover, each sample of these Example 1, Examples 2-1 to 2-3, Example 3, and Comparative Examples 1-5 was used for the following <batch adsorption test>.
<BET specific surface area>

<バッチ吸着試験>
以下の組成の模擬海水を用いた。
<模擬海水の組成>
NaCl:0.3%、Cs:100ppm、Sr:100ppm
<Batch adsorption test>
Simulated seawater having the following composition was used.
<Composition of simulated seawater>
NaCl: 0.3%, Cs: 100 ppm, Sr: 100 ppm

100mlのポリ容器にサンプルを0.1g取り、模擬海水60.0gを添加し、蓋をした後、10回転倒させた。その後、静置して1時間経過した後、再び振り混ぜて、約50ml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。また、残りの50mlはそのまま静置し、更に23時間後(最初に振り混ぜてから24時間後)に再び振り混ぜた。そして、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。2回目に採取されたろ液(吸着時間が24時間のもの)を対象として、ICP−AESを用い、ろ液中のCs及びSrの含有量を測定して、吸着率を求めた。その結果を以下の図9及び図10に示す。   0.1 g of a sample was taken in a 100 ml plastic container, 60.0 g of simulated seawater was added, the lid was put on, and the container was tilted 10 times. Then, after standing for 1 hour, the mixture was shaken again, about 50 ml was filtered with 5C filter paper, and the filtrate obtained by filtration was collected. Further, the remaining 50 ml was left as it was, and further shaken again after 23 hours (24 hours after first shaking). And it filtered with 5 C filter paper, and the filtrate obtained by filtration was extract | collected. For the filtrate collected at the second time (with an adsorption time of 24 hours), the content of Cs and Sr in the filtrate was measured using ICP-AES to determine the adsorption rate. The results are shown in FIGS. 9 and 10 below.

図9及び図10の記載から明らかな通り、非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物を含む実施例1、実施例2−1〜2−3及び実施例3の吸着剤では、比較例1〜3である結晶性シリコチタネート又はそれとチタン酸塩との混合物と同程度の高いストロンチウム吸着性能を有するとともに、低いセシウム吸着性能が実現できていることが判る。一方、比較例5のチタン酸塩の焼成品は、ストロンチウム及びセシウムの吸着性能の両方を失っていることが判る。   As is apparent from the description of FIGS. 9 and 10, the adsorbents of Example 1, Examples 2-1 to 2-3, and Example 3 containing amorphous or low crystalline silicon and titanium-containing compounds were compared. It can be seen that it has high strontium adsorption performance comparable to the crystalline silicotitanate of Examples 1 to 3 or a mixture thereof and titanate, and low cesium adsorption performance can be realized. On the other hand, it can be seen that the titanate fired product of Comparative Example 5 has lost both the adsorption performance of strontium and cesium.

実施例2−2及び比較例2の吸着剤を以下の<耐水性試験>に供した。
<耐水性試験>
200mlの容器に実施例2及び比較例2の吸着剤1g及び純水20gを入れた。28kHzの超音波を10秒照射した後、目視にて成形体の崩壊や純水の濁りを確認した。図11の写真に示すように、実施例2−2の試料は、超音波照射後の濁りが比較例2の試料よりも薄いことを確認した。したがって、焼成により、耐水性が向上することが判る。
The adsorbents of Example 2-2 and Comparative Example 2 were subjected to the following <Water resistance test>.
<Water resistance test>
1 g of the adsorbent of Example 2 and Comparative Example 2 and 20 g of pure water were placed in a 200 ml container. After irradiating a 28 kHz ultrasonic wave for 10 seconds, the collapse of the molded body and the turbidity of pure water were visually confirmed. As shown in the photograph of FIG. 11, it was confirmed that the sample of Example 2-2 was thinner than the sample of Comparative Example 2 after the ultrasonic irradiation. Therefore, it turns out that water resistance improves by baking.

実施例2−2及び比較例2の吸着剤を以下の<カラム吸着試験>に供した。
<カラムの吸着試験>
カラムとして内径φ12mmのものを用いた。このカラムに高さが4.5cm(容積5ml)となるように、吸着剤試料を充填した。カラムに、下記組成の模擬海水を通液した。通液流量は、16.7(ml/min)、LV=8.9(m/h)、SV=200(1/h)とした。定期的にサンプリングした試験液におけるセシウム濃度とストロンチウム濃度をICP-AESにて測定し、初期濃度Coに対する通液後濃度Cの比率(Co/C)を求めた。縦軸にC/C0で表される数値を示し、横軸に前記の容量5mlに対する模擬海水の総通液容量(B.V.)を示した結果を図12に示す。
模擬海水の組成:NaCl:0.13%、Mg:63ppm、Ca:20ppm、K:19ppm、Cs:120ppm、Sr:30ppm、pH5.5〜6
The adsorbents of Example 2-2 and Comparative Example 2 were subjected to the following <Column adsorption test>.
<Column adsorption test>
A column having an inner diameter of φ12 mm was used. The column was filled with the adsorbent sample so that the height was 4.5 cm (volume: 5 ml). Simulated seawater having the following composition was passed through the column. The liquid flow rate was 16.7 (ml / min), LV = 8.9 (m / h), and SV = 200 (1 / h). The cesium concentration and strontium concentration in the test solution sampled periodically were measured by ICP-AES, and the ratio of the concentration C after passing through to the initial concentration Co (Co / C) was determined. FIG. 12 shows a result in which the vertical axis indicates the numerical value represented by C / C 0 and the horizontal axis indicates the total flow rate (BV) of the simulated seawater with respect to the volume of 5 ml.
Simulated seawater composition: NaCl: 0.13%, Mg: 63ppm, Ca: 20ppm, K: 19ppm, Cs: 120ppm, Sr: 30ppm, pH 5.5-6

図12に示す結果より、非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物を含む本発明の吸着剤は、カラムに充填した場合及びストロンチウム濃度が低い場合においても、焼成前の結晶性シリコチタネート及びチタン酸塩の混合物と同等の高いストロンチウム吸着性能と、低いセシウム吸着性能とを示すことが判る。   From the results shown in FIG. 12, the adsorbent of the present invention containing an amorphous or low crystalline silicon- and titanium-containing compound is crystalline silicotitanate before firing even when packed in a column and when the strontium concentration is low. It can be seen that it exhibits high strontium adsorption performance and low cesium adsorption performance equivalent to a mixture of citrate and titanate.

Claims (9)

非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物からなるストロンチウム吸着剤。   A strontium adsorbent comprising an amorphous or low crystalline silicon and titanium-containing compound. 前記ケイ素及びチタン含有化合物は、熱重量分析において150℃〜300℃での重量減少が7質量%以下である、請求項1に記載のストロンチウム吸着剤。   2. The strontium adsorbent according to claim 1, wherein the silicon and titanium-containing compound has a weight loss of 150% by mass or less at 150 ° C. to 300 ° C. in thermogravimetric analysis. 更に、一般式;A4Ti920・mH2O(式中、AはNa及びKから選ばれる1種又は2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を含有する、請求項1又は2に記載のストロンチウム吸着剤。 Furthermore, it is a general formula: A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (wherein A represents one or two alkali metals selected from Na and K, and m represents a number of 0 to 10). The strontium adsorbent of Claim 1 or 2 containing the titanate represented. X線回折測定において、2θ=8〜14°の範囲に前記チタン酸塩に由来するメインピークが観察される、請求項3に記載のストロンチウム吸着剤。   The strontium adsorbent according to claim 3, wherein a main peak derived from the titanate is observed in a range of 2θ = 8 to 14 ° in X-ray diffraction measurement. 前記チタン酸塩の層構造における層間の距離が0.63nm以上0.88nm以下である、請求項3又は4に記載のストロンチウム吸着剤。   The strontium adsorbent according to claim 3 or 4, wherein a distance between layers in the layer structure of the titanate is 0.63 nm or more and 0.88 nm or less. 非晶質又は低晶質のケイ素及びチタン含有化合物が、一般式;A’4Ti4Si316・nH2O(式中、A’はNa及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表される結晶性シリコチタネートの焼成物である、請求項1〜5の何れか1項に記載のストロンチウム吸着剤。 Amorphous or low crystalline silicon and titanium-containing compounds have the general formula: A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (where A ′ is one or two selected from Na and K) The strontium adsorbent according to any one of claims 1 to 5, which is a fired product of crystalline silicotitanate represented by an alkali metal and n is a number of 0 to 8. 請求項1に記載のストロンチウム吸着剤の製造方法であって、
一般式;A’4Ti4Si316・nH2O(式中、A’はNa及びKから選ばれる1種又は2種のアルカリ金属を示し、nは0〜8の数を示す。)で表される結晶性シリコチタネートを含む原料を250℃以上800℃以下で焼成する、ストロンチウム吸着剤の製造方法。
A method for producing a strontium adsorbent according to claim 1,
General formula; A ′ 4 Ti 4 Si 3 O 16 .nH 2 O (where A ′ represents one or two alkali metals selected from Na and K, and n represents a number of 0 to 8. A method for producing a strontium adsorbent, in which a raw material containing a crystalline silicotitanate represented by (2) is calcined at 250 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.
前記結晶性シリコチタネートを含む原料が、一般式;A4Ti920・mH2O(式中、AはNa及びKから選ばれる1種又は2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を含有する、請求項7に記載のストロンチウム吸着剤の製造方法。 The raw material containing the crystalline silicotitanate has a general formula: A 4 Ti 9 O 20 · mH 2 O (wherein A represents one or two alkali metals selected from Na and K, and m represents 0 to 0). The manufacturing method of the strontium adsorption agent of Claim 7 containing the titanate represented by the number of 10.). 請求項1〜6の何れか1項に記載のストロンチウム吸着剤をセシウム及びストロンチウムを含む溶液に接触させる、ストロンチウムの吸着方法。   A method for adsorbing strontium, comprising bringing the strontium adsorbent according to any one of claims 1 to 6 into contact with a solution containing cesium and strontium.
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