JP2019089010A - ストロンチウムイオン吸着材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]二チタン酸水素カリウム水和物からなるストロンチウムイオン吸着主剤100質量部に対して、非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子からなる結合材を0.3質量部以上8質量部以下含有し、粒径が100μm以上1000μm以下であることを特徴とする粒子状のストロンチウムイオン吸着材。
[2]前記二チタン酸水素カリウム水和物が化学式がK2−xHxO・2TiO2・nH2O(式中、xは0.1以上1.8以下であり、nは0よりも大きい)で表される二チタン酸水素カリウム水和物であり、二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径が0.5μm以上3.0μm以下である前記[1]に記載のストロンチウムイオン吸着材。
[3]前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子の平均短軸長が0.01μm以上0.3μm以下である前記[1]または[2]に記載のストロンチウムイオン吸着材。
[4]前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子が、形状異方性を有しており、平均長軸長を平均短軸長で除した軸比が3以上100以下である、前記[1]〜[3]のいずれか1つに記載のストロンチウムイオン吸着材。
[5]化学式がK2O・2TiO2で表される二チタン酸カリウムを水和させて、カリウムイオン(K+)とプロトン(H+)とをカチオン交換させて、化学式がK2−xHxO・2TiO2・nH2O(式中、xは0.1以上1.8以下であり、nは0よりも大きい)で表される二チタン酸水素カリウム水和物を得ること、及び
結合材として非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物100質量部に対して0.3質量部以上8質量部以下となるように添加して造粒すること
を含む、前記[1]〜[4]のいずれか1つに記載のストロンチウムイオン吸着材の製造方法。
[6](1)チタン源及びカリウム源を混合し、
(2)得られる混合物を焼成して二チタン酸カリウムを得て、
(3)二チタン酸カリウムを水と接触させてスラリーとし、二チタン酸カリウムを水和させると共にカリウムイオンとプロトンとのカチオン交換を生じさせ、二チタン酸水素カリウム水和物(K2−xHxO・2TiO2・nH2O、ただしxは0.1以上1.8以下、nは0よりも大きい)を得て、
(4)得られる二チタン酸水素カリウム水和物(K2−xHxO・2TiO2・nH2O、ただしxは0.1以上1.8以下、nは0よりも大きい)をスラリー中で湿式粉砕して、
(5)スラリーに、結合材である非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物100質量部に対して0.3質量部以上8質量部以下となるように添加し、撹拌、混合して、
(6)スラリーから二チタン酸水素カリウム水和物及び結合材を含むろ過ケーキを固液分離し、
(7)当該ろ過ケーキから二チタン酸水素カリウム水和物と結合材からなる粒子を造粒し、
(8)造粒により得た粒子を60℃以上150℃以下の温度で1時間以上24時間以下の条件で乾燥し、
(9)乾燥した造粒粒子を解砕し、整粒して、100μm以上1000μm以下の粒径範囲を有する粒子状のストロンチウムイオン吸着材とする
工程を含む、前記[5]に記載の製造方法。
マイクロトラック・ベル株式会社製レーザー光回折散乱式粒度分析計マイクロトラックMT3300を測定に用いる。分散媒としてイオン交換水を使用し、スラリーを調製する。スラリーの濃度は、測定装置において、回折光強度及び散乱光強度が適正範囲となるように調整する。スラリーを測定装置に付設した自動試料循環器の超音波分散槽に適量滴下した後に、超音波分散を出力40Wで300秒行う。その後、イオン交換水の屈折率を1.33、測定対象粒子の光透過性を吸収、計測時間を30秒としてメディアン径(d50)を2回測定し、それらの平均値を二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径(d50)とする。
各結合材の透過型電子顕微鏡写真より50個以上の粒子についてCarl Zeiss社製Particle Size Analyzerを用いて短軸長及び長軸長を計測し、平均短軸長と平均長軸長を求める。平均長軸長を平均短軸長で除して軸比を算出する。
[原料]
本発明で用いるチタン源としては、二酸化チタン、亜酸化チタン、オルトチタン酸又はその塩、メタチタン酸又はその塩、水酸化チタンなどを、単独あるいは2種類以上を組合せて用いることができる。特にメタチタン酸を好適に用いることができる。メタチタン酸は、イルメナイト等のチタン鉱石を硫酸にて溶解し、加水分解後にスラリーとして得られるため、焼成物よりも安価である。さらに、メタチタン酸は焼成物より微細であるため、カリウム源との混合性及び反応性にも優れている。
チタン源とカリウム源の混合割合としては、1モルのTiに対してKは0.95モル以上1.25モル以下の割合が好ましい。1モルのTiに対するKの割合が0.95モルよりも小さい場合は四チタン酸カリウム等の不純物の量が多くなることがあり、1モルのTiに対するKの割合が1.25モルよりも大きい場合は余剰のカリウムがチタン酸カリウムを生成することなく残存する可能性がある。いずれの場合もカチオン交換容量が小さくなり、ストロンチウムイオンの吸着容量が低下する。なお、本願において、粒子の組成分析には、誘導結合プラズマ質量分析計ICP−Mass(アジレント・テクノロジー株式会社製Agilent 7700x ICP−MS)にて測定した値を用いる。チタン源とカリウム源の混合は、両原料共に固体を用いる乾式混合、または一方の原料或いは両原料共に泥漿(スラリー)或いは水溶液を用いる湿式混合で行うことができる。
チタン源とカリウム源の原料混合物を焼成することによって二チタン酸カリウムを得る。焼成温度及び焼成時間に特に制約はないが、700℃以上850℃以下の範囲の温度で1時間以上24時間以下保持することが好ましい。昇温速度及び降温速度は特に制約は無いが、通常、3℃/分以上8℃/分以下とすることが好ましい。
得られた焼成物の泥漿(スラリー)化及び次工程の湿式粉砕を容易にするために、焼成物を解砕することが好ましい。解砕は、通常の解砕手段、例えば、らいかい機、エッジランナー式粉砕機、ハンマー式粉砕機、気流式粉砕機、高速撹拌型解砕機、双ロール式ミル等を用いて行うことができる。焼成物を解砕した後、解砕物に水を加えて泥漿(スラリー)化する。泥漿(スラリー)化により、二チタン酸カリウムにおいて水和及びカリウムイオンとプロトンとのカチオン交換が生じ、K2−xHxO・2TiO2・nH2O(ただし、xは0.1以上1.8以下、nは0よりも大きい)で表される二チタン酸水素カリウム水和物となる。
上記の解砕及び泥漿化で得られた泥漿(スラリー)を湿式粉砕する。ただし、過剰の湿式粉砕を行うと、微粉化が進行し過ぎて、最終物である吸着材の機械的強度が低下するため、適度の湿式粉砕を行う。湿式粉砕後のスラリーにおける二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径は、0.5μm以上3.0μm以下が好ましい。湿式粉砕は、ビーズミルや高圧ホモジナイザーなどの通常の湿式粉砕方法を制限なく用いることができる。湿式粉砕の条件は、スラリー中の二チタン酸水素カリウム水和物の性状や湿式粉砕後の処理条件に応じて適宜選択することができる。
上記の湿式粉砕で得た泥漿(スラリー)に結合材となる金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を添加して撹拌し、二チタン酸水素カリウム水和物と混合する。金属酸化物または金属水酸化物は固形(乾燥状態)で添加するか、予め水と撹拌、混合して泥漿(スラリー)状態で添加してもよい。あるいは、金属酸化物または金属水酸化物が強く凝集していて簡便な撹拌では二チタン酸水素カリウム水和物と均一に混合しづらいのであれば、上記の二チタン酸水素カリウム水和物の解砕及び泥漿化工程において金属酸化物または金属水酸化物を添加して、湿式粉砕工程で二チタン酸水素カリウム水和物と共に湿式粉砕してもよい。
湿式粉砕した泥漿(スラリー)を適切なろ過装置を用いて固液分離する。ろ過装置に特に制限はなく、通常のろ過装置、例えば減圧ろ過装置、プレス式ろ過装置などを用いることができる。造粒の容易さを勘案すると、ろ過ケーキの含水率は35wt%以上50wt%以下とすることが好適である。
得られたろ過ケーキを造粒する。造粒方法としては、ろ過ケーキを直接押出造粒してもよいし(湿式造粒)、ろ過ケーキを乾燥した後、塊状乾燥物を粉砕して整粒してもよい(乾式造粒)。押出造粒装置としては、スクリュー型押出造粒機、ロール型押出造粒機、ブレード型押出造粒機、自己成形型押出造粒機等を用いることができる。
乾式造粒の際のろ過ケーキの乾燥時、または湿式造粒した造粒体の乾燥時に用いる乾燥装置及びその熱源には特に制約はないが、60℃以上150℃以下の温度で1時間以上24時間以下の時間をかけて行うことが好ましい。加熱によって生成物の層間距離が減少する。層間距離はイオン交換能に影響する。従って、温度管理は厳密に行うことが好ましい。
乾式造粒した造粒体または湿式造粒後に乾燥した造粒体を解砕し、必要に応じて分級装置を用いて、粒径100μm以上1000μm以下、より好ましくは150μm以上600μm以下となるように整粒して、ストロンチウムイオン吸着材を得る。整粒後の粒径が上記範囲内であれば、吸着塔などへの充填体積を好適範囲に維持することができ、吸着塔を閉塞するおそれも少ない。
酸化チタン換算で14.75kgのTiを含むメタチタン酸スラリーに、炭酸カリウム(旭硝子製)15.75kgを溶解して、原料混合物スラリーを調製した。原料混合物スラリーを噴霧乾燥し、チタン源とカリウム源を含む混合乾燥物を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径(d50)は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.1であった。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により300μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径300μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.2であった。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により100μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径100μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末3000gと分散剤としてポリアクリル酸ナトリウム15gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.55μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは0.1であった。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により100μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径100μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末100gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は2.56μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.8であった。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により300μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径300μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.0であった。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒した。得られた造粒物の3質量%分の水を噴霧した後、設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により150μm以上300μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径150μm以上300μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末1200gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.69μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは0.6であった。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒した。得られた造粒物の3質量%分の水を噴霧した後、設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により300μm以上1000μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径300μm以上1000μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.2であった。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により100μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径100μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを1回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は1.53μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.2であった。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により300μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径300μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.1であった。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により300μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径300μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.1であった。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により300μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径300μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.1であった。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により300μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径300μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.1であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.2であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.0であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末1200gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.69μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは0.6であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを1回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は1.53μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.2であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末をそのまま解砕した。さらに、篩にて150μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径150μm以上600μm以下の範囲の粒子を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末200g、結合材として平均短軸長1.25μm、軸比1.1の天然ゼオライトを60g、造粒助剤としてポリビニルアルコール6gを混合した後、水60gを徐々に添加しながら転動造粒を行った。造粒物を設定温度110℃で12時間乾燥した後、篩にて300μm以上1000μm以下の粒径範囲に整粒した。整粒した粉末を電気炉にて設定温度630℃で5時間焼成を行った。焼成後に再度篩にて300μm以上1000μm以下の粒径範囲に整粒し、粒径300μm以上1000μm以下の範囲の粒子を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.2であった。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により300μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径300μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末400gを水2Lに添加して(水戻し)、スラリーを調製した(泥奬化)。このスラリーを2回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のd50は0.98μmであり、化学式K2−xHxO・2TiO2・nH2Oで表した場合のxは1.2であった。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度110℃で15時間乾燥した後、解砕し、篩により300μm以上600μm以下の粒径範囲に整粒して、粒径300μm以上600μm以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
被検試料のチタン及びカリウムの含有量は誘導結合プラズマ質量分析計ICP−Mass(アジレント・テクノロジー株式会社製Agilent 7700x ICP−MS)で測定した。当該含有量よりカリウムとチタンのモル比を求め、このモル比より化学式がK2−xHxO・2TiO2・nH2Oのxを以下の式により算出した。
x = 2−2×a
a:K/Tiモル比。
株式会社リガク製のX線回折装置RINT−TTRIIIを使用して、CuKα線をX線源として、走査速度5deg/minで被検試料のX線回折プロファイルを得た。X線回折強度が小さい場合には、複数回の走査を行ってそれらを積算することによりX線回折プロファイルを得た。X線回折装置に付属の解析プログラムを使用して、主たるX線回折ピークの回折角度2θを算出し、被検試料の同定を行った。
マイクロトラック・ベル株式会社製レーザー光回折散乱式粒度分析計マイクロトラックMT3300で測定した。分散媒にはイオン交換水を使用した。湿式粉砕スラリーを測定装置に付設した自動試料循環器の超音波分散槽に適量滴下した後に、超音波分散を出力40Wで300秒行った。この後に、各計測パラメーターは、イオン交換水の屈折率を1.33、測定対象粒子の光透過性を吸収、計測時間を30秒としてメディアン径(d50)を2回測定して、それらの平均値を湿式粉砕スラリー中の二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径(d50)とした。
各結合材の透過型電子顕微鏡写真より50個以上の粒子についてCarl Zeiss社製Particle Size Analyzerを用いて短軸長及び長軸長を計測し、平均短軸長と平均長軸長を求めた。さらに平均長軸長を平均短軸長で除して軸比を算出した。
各実施例及び各比較例の吸着材粒子を各10g計量し、それぞれをビーカーに投入後、イオン交換水990gを添加して軽く撹拌した後、東亜ディーケーケー株式会社製ポータブル濁度計TB−31型を使用して、上澄みの濁度を計測して一次粒子脱落性を評価した。濁度はカオリン濃度換算値とした(カオリン1000mg/Lを1000度とし、カオリン100mg/Lを100度とする)。
各実施例及び各比較例で製造した吸着材粒子をそれぞれ内径15.96mmの円筒状カラムに容積で20mL、層高で100mmになるように充填した。市販の並塩0.3質量%を含む水においてストロンチウム、マグネシウムがそれぞれ5ppm、セシウムが1ppmになるように調製した模擬汚染海水をそれぞれのカラムに6.5mL/min(通水線流速2m/h、空間速度20h−1)の流量で通水し、出口水を定期的に採取して、アジレント・テクノロジー株式会社製Agilent 7700x ICP−MSを用いて、模擬汚染海水中のストロンチウム濃度を測定した。B.V.(Bed Volume)は吸着材の体積に対して何倍量の模擬汚染海水を通水したのかを示し、破過B.V.は、カラム出口のストロンチウムの濃度をカラム入口のストロンチウムの濃度で除した値が5%を超越した時点のB.V.を示す。上記の各実施例及び各比較例の結果を表1にまとめて示す。
Claims (6)
- 二チタン酸水素カリウム水和物からなるストロンチウムイオン吸着主剤100質量部に対して、非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子からなる結合材を0.3質量部以上8質量部以下含有し、粒径が100μm以上1000μm以下であることを特徴とする粒子状のストロンチウムイオン吸着材。
- 前記二チタン酸水素カリウム水和物が化学式がK2−xHxO・2TiO2・nH2O(式中、xは0.1以上1.8以下であり、nは0よりも大きい)で表される二チタン酸水素カリウム水和物であり、二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径が0.5μm以上3.0μm以下である請求項1に記載のストロンチウムイオン吸着材。
- 前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子の平均短軸長が0.01μm以上0.3μm以下である請求項1または2に記載のストロンチウムイオン吸着材。
- 前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子が、形状異方性を有しており、平均長軸長を平均短軸長で除した軸比が3以上100以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のストロンチウムイオン吸着材。
- 化学式がK2O・2TiO2で表される二チタン酸カリウムを水和させて、カリウムイオン(K+)とプロトン(H+)とをカチオン交換させて、化学式がK2−xHxO・2TiO2・nH2O(式中、xは0.1以上1.8以下であり、nは0よりも大きい)で表される二チタン酸水素カリウム水和物を得ること、及び
結合材として非水溶性で形状異方性を有する金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物100質量部に対して0.3質量部以上8質量部以下となるように添加して造粒すること
を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のストロンチウムイオン吸着材の製造方法。 - (1)チタン源及びカリウム源を混合し、
(2)得られる混合物を焼成して二チタン酸カリウムを得て、
(3)二チタン酸カリウムを水と接触させてスラリーとし、二チタン酸カリウムを水和させると共にカリウムイオンとプロトンとのカチオン交換を生じさせ、二チタン酸水素カリウム水和物(K2−xHxO・2TiO2・nH2O、ただしxは0.1以上1.8以下、nは0よりも大きい)を得て、
(4)得られる二チタン酸水素カリウム水和物(K2−xHxO・2TiO2・nH2O、ただしxは0.1以上1.8以下、nは0よりも大きい)をスラリー中で湿式粉砕して、
(5)スラリーに、結合材である非水溶性の金属または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物100質量部に対して0.3質量部以上8質量部以下となるように添加し、撹拌、混合して、
(6)スラリーから二チタン酸水素カリウム水和物及び結合材粒子を含むろ過ケーキを固液分離し、
(7)当該ろ過ケーキを造粒し、
(8)造粒により得た粒子を60℃以上150℃以下の温度で1時間以上24時間以下の条件で乾燥し、
(9)乾燥した造粒粒子を解砕し、整粒して、100μm以上1000μm以下の粒径範囲を有する粒子状のストロンチウムイオン吸着材とする
工程を含む、請求項5に記載の製造方法。
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