JP2019191163A - セシウム及び／又はストロンチウムを含有する廃液の処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のセシウム（Ｃｓ）及び／又はストロンチウム（Ｓｒ）吸着剤よりも高い吸着性能、特に高いストロンチウム吸着性能を有する新規なシリコチタネート系吸着剤を用いるセシウム及び／又はストロンチウムを含む廃液の処理方法を提供する。【解決手段】シチナカイト構造を有するシリコチタネートと、粉末Ｘ線回折によるＸ線回折角２θ＝８．７±０．５°、２θ＝１０．０±０．５°、２θ＝２７．８±０．５°又は２θ＝２９．４±０．５°の少なくとも１つに回折ピークを有し、かつＸ線回折角２θ＝２１．８±０．５°に回折ピークを有する結晶性物質と、１．０重量％以上１２．０重量％以下のＮａ２Ｏと、を含み、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．１以上１．０以下であるシリコチタネート系吸着剤に、セシウム又はストロンチウムを含有する廃液を接触させる、セシウム及び／又はストロンチウムを含有する廃液の処理方法。【選択図】なし
Description
本発明は、セシウム及び／又はストロンチウムを有する廃液の処理方法に関し、特に放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含む放射性廃液の処理方法、特に原子力発電プラント内で発生する海水などの夾雑イオンを含む廃液中に含まれる放射性セシウムと放射性ストロンチウムの両方の元素を除去することができる廃液の処理方法に関する。
2011年3月11日の東日本大震災により福島第一原子力発電所で発生した事故により、放射性物質を含む放射性廃液が大量に発生している。この放射性廃液には、原子炉圧力容器や格納容器、使用済み燃料プールに注水される冷却水に起因して発生する汚染水や、トレンチ内に滞留しているトレンチ水、原子炉建屋周辺のサブドレンと呼ばれる井戸より汲み上げられるサブドレン水、地下水、海水などがある（以下「放射性廃液」と称す。）。これらの放射性廃液は、サリー（SARRY, Simplified Active Water Retrieve and Recovery
System（単純型汚染水処理システム）セシウム除去装置）やアルプス（ALPS, 多核種除去装置）などと呼ばれる処理設備にて放射性物質が除去され、処理された水はタンクに回収されている。
System（単純型汚染水処理システム）セシウム除去装置）やアルプス（ALPS, 多核種除去装置）などと呼ばれる処理設備にて放射性物質が除去され、処理された水はタンクに回収されている。
放射性物質のうち、放射性セシウムを選択的に吸着除去することができる物質として、紺青等のフェロシアン化合物や、ゼオライトの一種であるモルデナイト、アルミノケイ酸塩、チタンケイ酸塩（ＣＳＴ）などがある。たとえばサリーでは、放射性セシウムを除去するために、アルミノケイ酸塩であるＵＯＰ社製のＩＥ９６とＣＳＴであるＵＯＰ社製のＩＥ９１１が使用されている。放射性ストロンチウムを選択的に吸着除去することができる物質として、天然ゼオライトや合成Ａ型及びＸ型ゼオライト、チタン酸塩、ＣＳＴなどがある。たとえばアルプスでは、放射性ストロンチウムを除去するためにチタン酸塩である吸着剤が使用されている。
また、セシウムを吸着できる吸着剤としてシリコチタネートを使用することが提案されている。たとえば、ＷＯ２０１６／０１０１４２ Ａ１（特許文献１）には、セシウムとストロンチウムに対して吸着性能を有する、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含み、Ｘ線回折角２θ＝８．８±０．５°、２θ＝１０．０±０．５°及び２θ＝２９．６±０．５°からなる群の２以上に回折ピークを有するシリコチタネート組成物が開示されている。しかし、特許文献１には、２θ＝２１．８±０．５°に回折ピークを有する結晶性物質を含むシリコチタネート組成物は開示されていない。
ＷＯ２０１７／１４１９３１ Ａ１（特許文献２）には、Ａ２Ｔｉ２Ｏ３（ＳｉＯ４）・ｎＨ２Ｏ（式中、ＡはＮａ及びＫから選ばれる１種又は２種のアルカリ元素を示す。ｎは１以上２以下の数を示す）で表される結晶性シリコチタネートに第５族元素Ｍとしてニオブ（Ｎｂ）を含み、２θ＝１１°以上１２°以下のメーンピークの半値幅が０．３２０°以下で、且つ２θ＝２９°以上３０°以下の範囲にピークが観察されないセシウム又は／及びストロンチウム吸着剤が開示されている。しかし、特許文献２に開示されている吸着剤は、２θ＝２９°以上３０°以下の範囲にピークが観察されないことを特徴としており、また、特許文献２に挙げられている複数のＸ線回折パターンの全てにおいて２θ＝２１．８±０．５°に回折ピークがない。
以上の特許文献１及び２に開示されている吸着剤のストロンチウム吸着性能は十分とは言えないものであった。
本発明の目的は、従来のセシウム（Ｃｓ）及び／又はストロンチウム（Ｓｒ）吸着剤よりも高い吸着性能、特に高いストロンチウム吸着性能を有する新規なシリコチタネート系吸着剤を用いるセシウム及び／又はストロンチウムを含む廃液の処理方法を提供することにある。
本発明によれば、新規なシリコチタネート系吸着剤を用いるセシウム及び／又はストロンチウムを含有する廃液の処理方法が提供される。具体的態様は、以下のとおりである。［１］シチナカイト構造を有するシリコチタネートと、粉末Ｘ線回折によるＸ線回折角２θ＝８．７±０．５°、２θ＝１０．０±０．５°、２θ＝２７．８±０．５°又は２θ＝２９．４±０．５°の少なくとも１つに回折ピークを有し、かつＸ線回折角２θ＝２１．８±０．５°に回折ピークを有する結晶性物質と、１．０重量％以上１２．０重量％以下のＮａ２Ｏと、を含み、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．１以上１．０以下であるシリコチタネート系吸着剤に、セシウム又はストロンチウムを含有する廃液を接触させる、セシウム及び／又はストロンチウムを含有する廃液の処理方法。
［２］前記シリコチタネート系吸着剤は、８０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有することを特徴とする前記［１］に記載の廃液の処理方法。
［３］前記シリコチタネート系吸着剤を１０ｃｍ以上３００ｃｍ以下の層高で充填した吸着塔に、セシウム又はストロンチウムを含有する廃液を通水線流速（ＬＶ）１ｍ／ｈ以上４０ｍ／ｈ以下、空間速度（ＳＶ）２００ｈ−１以下で通水して、当該シリコチタネート系吸着剤にセシウム及び／又はストロンチウムを吸着させることを含む、前記［１］又は［２］に記載の廃液の処理方法。
［４］前記廃液が、Ｎａイオン、Ｃａイオン及び／又はＭｇイオンをさらに含む廃液である、前記［１］〜［３］のいずれか１に記載の廃液の処理方法。
［２］前記シリコチタネート系吸着剤は、８０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有することを特徴とする前記［１］に記載の廃液の処理方法。
［３］前記シリコチタネート系吸着剤を１０ｃｍ以上３００ｃｍ以下の層高で充填した吸着塔に、セシウム又はストロンチウムを含有する廃液を通水線流速（ＬＶ）１ｍ／ｈ以上４０ｍ／ｈ以下、空間速度（ＳＶ）２００ｈ−１以下で通水して、当該シリコチタネート系吸着剤にセシウム及び／又はストロンチウムを吸着させることを含む、前記［１］又は［２］に記載の廃液の処理方法。
［４］前記廃液が、Ｎａイオン、Ｃａイオン及び／又はＭｇイオンをさらに含む廃液である、前記［１］〜［３］のいずれか１に記載の廃液の処理方法。
本発明の処理方法において用いるシリコチタネート系吸着剤は、Ｎａイオン、Ｃａイオン、Ｍｇイオンなどの海水成分共存下でもＳｒ吸着量及びＣｓの吸着量が大きく、特に選択的にＳｒを吸着することができるため、セシウム及び／又はストロンチウムを含有する廃液、特に海水成分を含む廃液から、セシウム及び／又はストロンチウムを選択的に吸着して除去することができる。
本発明によれば、シチナカイト構造を有するシリコチタネートと、粉末Ｘ線回折によるＸ線回折角２θ＝８．７±０．５°、２θ＝１０．０±０．５°、２θ＝２７．８±０．５°又は２θ＝２９．４±０．５°の少なくとも１つに回折ピークを有し、かつＸ線回折角２θ＝２１．８±０．５°に回折ピークを有する結晶性物質と、１．０重量％以上１２．０重量％以下のＮａ２Ｏと、を含み、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．１以上１．０以下であるシリコチタネート系吸着剤に、セシウム又はストロンチウムを含有する廃液を接触させる、セシウム及び／又はストロンチウムを含有する廃液の処理方法が提供される。
シチナカイト構造を有するシリコチタネートとは、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｍｉｎｅｒａｌｏｇｉｓｔ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄａｔａｂａｓｅ（ｈｔｔｐ：／／ｒｕｆｆ．ｇｅｏ．ａｒｉｚｏｎａ．ｅｄｕ．／ＡＭＳ／ａｍｃｓｄ．ｐｈｐ、検索日：２０１７年１２月１２日）に収録されているｓｉｔｉｎａｋｉｔｅに記載された特定の粉末Ｘ線回折ピークを有する結晶性シリコチタネートである。このデータベースによれば、シチナカイト構造を有するシリコチタネートの特定ピークのＸ線回折角２θは、１１．２３°、２７．５２°、１４．８２°、２６．３７°とされている。
本発明で用いるシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートに加えて、粉末Ｘ線回折によるＸ線回折角２θ＝８．７±０．５°、２θ＝１０．０±０．５°、２θ＝２７．８±０．５°又は２θ＝２９．４±０．５°の少なくとも１つに回折ピークを有し、かつＸ線回折角２θ＝２１．８±０．５°に回折ピークを有する結晶性物質を含む。
さらに、本発明で用いるシリコチタネート系吸着剤は、１．０重量％以上１２．０重量％以下、好ましくは３．０重量％以上１２．０重量％以下、より好ましくは５．０重量％以上１２．０重量％以下のＮａ２Ｏを含む。また、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．１以上１．０以下、好ましくは０．３以上１．０以下、より好ましくは０．５以上１．０以下であることが望ましい。上記量及びＴｉに対するモル比となるようにＮａ２Ｏを含むことにより、海水中に含まれるカルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）の水酸化物化、炭酸塩化を抑制してＳｒの吸着選択性が向上したと考えられる。
また、本発明で用いるシリコチタネート系吸着剤は、８０ｍ２／ｇ以上、好ましくは８２ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有することが望ましい。
本発明で用いるシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートに加えて、上記結晶性物質及び所定量のＮａ２Ｏを含むことにより、ストロンチウムの吸着性能をさらに向上させたものである。
本発明で用いるシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートに加えて、上記結晶性物質及び所定量のＮａ２Ｏを含むことにより、ストロンチウムの吸着性能をさらに向上させたものである。
本発明で用いるシリコチタネート系吸着剤は、さらにニオブ、タンタル、バナジウム、アンチモン、マンガン、銅、及び、鉄からなる群より選ばれる少なくとも１種のドープ金属を含有するものであってもよい。ドープ金属は、特にニオブ（Ｎｂ）が好ましい。ドープ金属／Ｔｉモル比は、０．０１以上１．５以下が好ましく、０．３以上１．５以下がより好ましく、０．５以上１．０以下がさらに好ましい。
本発明で用いるシリコチタネート系吸着剤は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の長径を有する球状、略球状、楕円状、円柱状、多面体状及び不定形からなる群の少なくとも一種の形状を有する成形体であることが好ましい。成形体の場合には、粘土、シリカゾル、アルミナゾル、及び、ジルコニアゾルからなる群の少なくとも１種の無機バインダー及び／
又はカルボキシメチルセルロースなどの有機バインダーを含むことが好ましい。
又はカルボキシメチルセルロースなどの有機バインダーを含むことが好ましい。
本発明の処理方法において、前記シリコチタネート系吸着剤を１０ｃｍ以上３００ｃｍ以下の層高、好ましくは２０ｃｍ以上２５０ｃｍ以下、より好ましくは５０ｃｍ以上２００ｃｍ以下の層高となるように吸着塔に充填する。層高１０ｃｍ未満では、吸着剤を吸着塔に充填する際に吸着剤層を均一に充填することができず、通水時のショートパスを引き起こし、結果として処理水質が悪化する。層高が高い程、適切な通水差圧が実現でき、処理水質が安定化し、処理水の総量も多くなるため好ましいが、通水差圧を考慮して実用性の観点から層高３００ｃｍ以下が好ましい。
前記シリコチタネート系吸着剤を充填した吸着塔に対して、放射性セシウム及び放射性ストロンチウムを含有する放射性廃液を通水線流速（ＬＶ）１ｍ／ｈ以上４０ｍ／ｈ以下、好ましくは５ｍ／ｈ以上３０ｍ／ｈ以下、より好ましくは１０ｍ／ｈ以上２０ｍ／ｈ以下、空間速度（ＳＶ）２００ｈ−１以下、好ましくは１００ｈ−１以下、より好ましくは５０ｈ−１以下、好ましくは５ｈ−１以上、より好ましくは１０ｈ−１以上で通水する。通水差圧を考慮すると通水線流速は４０ｍ／ｈ以下、処理水量を考慮すると１ｍ／ｈ以上が好ましい。空間速度（ＳＶ）は一般的な廃液処理で用いられる２０ｈ−１以下、特に１０ｈ−１程度でも吸着効果を得ることができるが、通常の吸着材を用いる廃液処理では２０ｈ−１を越える大きな空間速度（ＳＶ）では安定した処理水質を実現できず、除去効果を得ることができない。本発明においては、吸着塔を大型化せずに通水線流速及び空間速度を大きくすることができる。通水線流速とは、吸着塔に通水する水量（ｍ３／ｈ）を吸着塔の断面積（ｍ２）で除した値である。空間速度とは、吸着塔に通水する水量（ｍ３／ｈ）を吸着塔に充填した吸着材の体積（ｍ３）で除した値である。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜粉末Ｘ線回折測定＞
一般的なＸ線回折装置（商品名：ＵｌｔｉｍａＩＶ、ＲＩＧＡＫＵ社製）を使用して試料のＸ線回折パターンを測定した。測定条件は以下のとおりとした。
線源： ＣｕＫα線（λ＝１．５４０５Å）
スキャン条件： 毎秒０．１°
発散スリット： １．００ｄｅｇ
散乱スリット： １．００ｄｅｇ
受光スリット： ０．３０ｍｍ
測定範囲： ２θ＝５．０°〜６０．０°
一般的なＸ線回折装置（商品名：ＵｌｔｉｍａＩＶ、ＲＩＧＡＫＵ社製）を使用して試料のＸ線回折パターンを測定した。測定条件は以下のとおりとした。
線源： ＣｕＫα線（λ＝１．５４０５Å）
スキャン条件： 毎秒０．１°
発散スリット： １．００ｄｅｇ
散乱スリット： １．００ｄｅｇ
受光スリット： ０．３０ｍｍ
測定範囲： ２θ＝５．０°〜６０．０°
得られたＸ線回折パターンと、上記データベースに記載されたシチナカイト構造のシリコチタネートの特定回折ピーク（以下、「特定回折ピーク」という。）とを比較することで、シチナカイト構造の同定を行った。
＜シリコチタネート系吸着剤の組成分析、及びＣｓ、Ｓｒ濃度の分析＞
シリコチタネート系吸着剤の組成分析、及びＣｓ、Ｓｒ濃度の分析は一般的なＩＣＰ法により測定した。測定には、一般的なＩＣＰ−ＡＥＳ（装置名：ＯＰＴＩＭＡ７３００ＤＶ、ＰＥＲＫＩＮＥＬＭＥＲ社製）を使用した。
シリコチタネート系吸着剤の組成分析、及びＣｓ、Ｓｒ濃度の分析は一般的なＩＣＰ法により測定した。測定には、一般的なＩＣＰ−ＡＥＳ（装置名：ＯＰＴＩＭＡ７３００ＤＶ、ＰＥＲＫＩＮＥＬＭＥＲ社製）を使用した。
＜ｐＨ＞
内容積７０ｍＬのガラス容器に、シリコチタネート系吸着剤０．２５ｇと室温の純水５０ｇを入れる。振とう機（商品名：ＭＩＸＥＲ Ｎ−６１、日伸理化製）で回転数調整ダ
イヤル目盛をゼロにセットして１０秒間振とうした後に、５分間静置させる。その後、ｐＨ電極をガラス容器の下から１ｃｍになる様に設置して、４０分後のｐＨを測定した（商品名：ＬＡＱＵＡ Ｆ−７２Ｓ、堀場製作所製）。
内容積７０ｍＬのガラス容器に、シリコチタネート系吸着剤０．２５ｇと室温の純水５０ｇを入れる。振とう機（商品名：ＭＩＸＥＲ Ｎ−６１、日伸理化製）で回転数調整ダ
イヤル目盛をゼロにセットして１０秒間振とうした後に、５分間静置させる。その後、ｐＨ電極をガラス容器の下から１ｃｍになる様に設置して、４０分後のｐＨを測定した（商品名：ＬＡＱＵＡ Ｆ−７２Ｓ、堀場製作所製）。
＜ＢＥＴ表面積＞
シリコチタネート系吸着剤の前処理は、１１０℃で２時間、真空下で行った。定容法ガス吸着測定装置（商品名：ベルソープミニＩＩ、マイクロトラック・ベル社製）により、液体窒素温度（７７Ｋ）で窒素吸着等温線を測定した。得られた吸着等温線から相対圧力０．１以下の範囲でＢＥＴ表面積を算出した。
シリコチタネート系吸着剤の前処理は、１１０℃で２時間、真空下で行った。定容法ガス吸着測定装置（商品名：ベルソープミニＩＩ、マイクロトラック・ベル社製）により、液体窒素温度（７７Ｋ）で窒素吸着等温線を測定した。得られた吸着等温線から相対圧力０．１以下の範囲でＢＥＴ表面積を算出した。
＜Ｓｒ吸着特性の評価＞
ジャケットの付いた内径８ｍｍ、長さ２５ｃｍのガラス製のカラムの下半分にガラスビーズを高さ約１０ｃｍまで充填する。その上にシリコチタネート系吸着剤を４．５ｍＬ秤量して充填する。ジャケットには３０℃に調整した水を流して温度調整を行った。充填はシリコチタネート系吸着剤（成形体）の粒子間に空気を含まないようにカラム内に純水を入れた状態で充填する。充填後、純水を１５０ｍＬ流通する。被検液は市販のマリンアートＳＦ−１（富田製薬製）を用いて、Ｃｓ（１ｍｇ／Ｌ）、Ｓｒ（１．６ｍｇ／Ｌ）、Ｎａ（１９９２ｍｇ／Ｌ）、Ｋ（６４ｍｇ／Ｌ）、Ｍｇ（２３６ｍｇ／Ｌ）、Ｃａ（８２ｍｇ／Ｌ）の濃度になるように調製した。なお、マリンアートＳＦ−１にはＣｓが含まれないため、原子吸光用の標準液（１０００ｍｇ／Ｌ）を用いて、Ｃｓ（１ｍｇ／Ｌ）となるように添加して濃度調整を行った。
被検液を４５ｍＬ／ｈｒで流通して、ガラスカラムから流出する溶液を分取してＳｒ濃度を分析した。流出液のＳｒ濃度が０．２ｐｐｍに到達した時を終点とし、その時までに流すことができた流通液量（Ｌ）で吸着特性を評価した。流通液量の多い方が吸着性能は高いことを表す。
ジャケットの付いた内径８ｍｍ、長さ２５ｃｍのガラス製のカラムの下半分にガラスビーズを高さ約１０ｃｍまで充填する。その上にシリコチタネート系吸着剤を４．５ｍＬ秤量して充填する。ジャケットには３０℃に調整した水を流して温度調整を行った。充填はシリコチタネート系吸着剤（成形体）の粒子間に空気を含まないようにカラム内に純水を入れた状態で充填する。充填後、純水を１５０ｍＬ流通する。被検液は市販のマリンアートＳＦ−１（富田製薬製）を用いて、Ｃｓ（１ｍｇ／Ｌ）、Ｓｒ（１．６ｍｇ／Ｌ）、Ｎａ（１９９２ｍｇ／Ｌ）、Ｋ（６４ｍｇ／Ｌ）、Ｍｇ（２３６ｍｇ／Ｌ）、Ｃａ（８２ｍｇ／Ｌ）の濃度になるように調製した。なお、マリンアートＳＦ−１にはＣｓが含まれないため、原子吸光用の標準液（１０００ｍｇ／Ｌ）を用いて、Ｃｓ（１ｍｇ／Ｌ）となるように添加して濃度調整を行った。
被検液を４５ｍＬ／ｈｒで流通して、ガラスカラムから流出する溶液を分取してＳｒ濃度を分析した。流出液のＳｒ濃度が０．２ｐｐｍに到達した時を終点とし、その時までに流すことができた流通液量（Ｌ）で吸着特性を評価した。流通液量の多い方が吸着性能は高いことを表す。
［製造例１］
純水１７４３ｇ、水酸化ナトリウム４８％水溶液４０６ｇ、水酸化ニオブ１７１ｇ、及び、無定形シリコチタネートゲル２８６ｇ（固形分として）を加え、よく混合して原料組成物を得た。原料組成物の組成は、ＴｉＯ２を１とした場合のモル比として、ＳｉＯ２：１．４、Ｎｂ２Ｏ５：０．３、Ｎａ２Ｏ：１．７５、Ｈ２Ｏ：１０９であった。無定形シリコチタネートゲルは、有機系アルコキシ金属化合物を含まない無機系チタン化合物及び無機系ケイ素化合物から形成したものである。
この原料組成物を４Ｌのステンレス製オートクレーブ（商品名：ＴＡＳ−４型、耐圧工業硝子製）に密閉し、１９６ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間加熱して、無定形シリコチタネートゲルを結晶化した。加熱後の生成物を固液分離し、得られた固相を十分量の純水で洗浄し、１００℃で乾燥して、結晶化したシリコチタネートを含む粉末生成物を得た。粉末生成物の組成は、ＴｉＯ２を１とした場合のモル比として、ＳｉＯ２：０．９４、Ｎｂ２Ｏ５：０．２８、Ｎａ２Ｏ：０．７５であった。
得られた粉末生成物１００重量部に対して、ＳｉＯ２（商品名：ＳＴ−３０Ｌ、日産化学製）１２重量部、カルボキシメチルセルロース（商品名：Ｆ−２０ＨＣ、日本製紙製）３重量部を添加して混練して成形し、次いで焼結して成形体とした。成形体の形状は直径１ｍｍ、長さ１〜２ｍｍの円柱状とした。
得られた円柱状の成形体を酸性水溶液で処理した。酸性水溶液としては、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体３００ｍＬをガラスカラムに充填して、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）１８００ｍＬを線速１３．５ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は７時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。シリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が８．９重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．８１であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図１に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含み、さらに２θ＝２９．４°及び２θ＝２１．８°に回折ピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は９０．５ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は１１．８Ｌであった。
純水１７４３ｇ、水酸化ナトリウム４８％水溶液４０６ｇ、水酸化ニオブ１７１ｇ、及び、無定形シリコチタネートゲル２８６ｇ（固形分として）を加え、よく混合して原料組成物を得た。原料組成物の組成は、ＴｉＯ２を１とした場合のモル比として、ＳｉＯ２：１．４、Ｎｂ２Ｏ５：０．３、Ｎａ２Ｏ：１．７５、Ｈ２Ｏ：１０９であった。無定形シリコチタネートゲルは、有機系アルコキシ金属化合物を含まない無機系チタン化合物及び無機系ケイ素化合物から形成したものである。
この原料組成物を４Ｌのステンレス製オートクレーブ（商品名：ＴＡＳ−４型、耐圧工業硝子製）に密閉し、１９６ｒｐｍで回転させながら１８０℃で２４時間加熱して、無定形シリコチタネートゲルを結晶化した。加熱後の生成物を固液分離し、得られた固相を十分量の純水で洗浄し、１００℃で乾燥して、結晶化したシリコチタネートを含む粉末生成物を得た。粉末生成物の組成は、ＴｉＯ２を１とした場合のモル比として、ＳｉＯ２：０．９４、Ｎｂ２Ｏ５：０．２８、Ｎａ２Ｏ：０．７５であった。
得られた粉末生成物１００重量部に対して、ＳｉＯ２（商品名：ＳＴ−３０Ｌ、日産化学製）１２重量部、カルボキシメチルセルロース（商品名：Ｆ−２０ＨＣ、日本製紙製）３重量部を添加して混練して成形し、次いで焼結して成形体とした。成形体の形状は直径１ｍｍ、長さ１〜２ｍｍの円柱状とした。
得られた円柱状の成形体を酸性水溶液で処理した。酸性水溶液としては、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体３００ｍＬをガラスカラムに充填して、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）１８００ｍＬを線速１３．５ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は７時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。シリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が８．９重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．８１であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図１に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含み、さらに２θ＝２９．４°及び２θ＝２１．８°に回折ピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は９０．５ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は１１．８Ｌであった。
［製造例２］
製造例１で得られた円柱状の成形体を用いて酸性水溶液で処理を行った。酸性水溶液としては、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体３００ｍＬをガラスカラムに充填して、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）１８００ｍＬを線速１３．５ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は５時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。酸性水溶液で処理したシリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が９．２重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．８４であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図２に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含み、さらに２θ＝２９．５°及び２θ＝２１．８°にピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は８７．４ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は８．０Ｌであった。
製造例１で得られた円柱状の成形体を用いて酸性水溶液で処理を行った。酸性水溶液としては、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体３００ｍＬをガラスカラムに充填して、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）１８００ｍＬを線速１３．５ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は５時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。酸性水溶液で処理したシリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が９．２重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．８４であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図２に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートを含み、さらに２θ＝２９．５°及び２θ＝２１．８°にピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は８７．４ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は８．０Ｌであった。
［製造例３］
製造例１で得られた円柱状の成形体を用いて大型酸性処理装置を用いて酸性水溶液で処理を行った。酸性水溶液としては、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体８０Ｌを１６０Ｌ容量のグラスファイバー製カラムに充填して、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）４８０Ｌを線速２０．４ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は６時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。酸性水溶液で処理したシリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が７．５重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．６９であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図３に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を含み、さらに２θ＝２９．５°及び２θ＝２１．８°にピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は９３．５ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は１０．６Ｌであった。
製造例１で得られた円柱状の成形体を用いて大型酸性処理装置を用いて酸性水溶液で処理を行った。酸性水溶液としては、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体８０Ｌを１６０Ｌ容量のグラスファイバー製カラムに充填して、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）４８０Ｌを線速２０．４ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は６時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。酸性水溶液で処理したシリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が７．５重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．６９であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図３に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を含み、さらに２θ＝２９．５°及び２θ＝２１．８°にピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は９３．５ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は１０．６Ｌであった。
［製造例４］
製造例１で得られた円柱状の成形体を用いて大型酸性処理装置を用いて酸性水溶液で処理を行った。酸性水溶液としては、０．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体８０Ｌを１６０Ｌ容量のグラスファイバー製カラムに充填して、０．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）４８０Ｌを線速２０．４ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は１８〜１９時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。酸性水溶液で処理したシリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が６．５重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．６０であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図４に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸
着剤は、シチナカイト構造を含み、２θ＝２９．５°及び２θ＝２１．８°にピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は９５．０ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は１４．７Ｌであった。
製造例１で得られた円柱状の成形体を用いて大型酸性処理装置を用いて酸性水溶液で処理を行った。酸性水溶液としては、０．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体８０Ｌを１６０Ｌ容量のグラスファイバー製カラムに充填して、０．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）４８０Ｌを線速２０．４ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は１８〜１９時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。酸性水溶液で処理したシリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が６．５重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．６０であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図４に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸
着剤は、シチナカイト構造を含み、２θ＝２９．５°及び２θ＝２１．８°にピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は９５．０ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は１４．７Ｌであった。
［製造例５］
製造例１で得られた円柱状の成形体を用いて酸性水溶液で処理を行った。酸性水溶液としては、０．１５ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体９００ｍＬを１５００ｍＬ容量のガラスカラムに充填して、０．１５ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）５４００ｍＬを線速１３．５ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は１８〜１９時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。酸性水溶液で処理したシリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が５．４重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．５０であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図５に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を含み、さらに２θ＝２９．５°及び２θ＝２１．８°にピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は９７．２ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は１７．２Ｌであった。
製造例１で得られた円柱状の成形体を用いて酸性水溶液で処理を行った。酸性水溶液としては、０．１５ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液を使用した。この成形体９００ｍＬを１５００ｍＬ容量のガラスカラムに充填して、０．１５ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液（ｐＨ＝１）５４００ｍＬを線速１３．５ｃｍ／ｍｉｎで循環流通した。この時、塩酸水溶液の温度は４０〜４５℃に調整した。塩酸水溶液の流通時間は１８〜１９時間とした。酸性水溶液で処理した後は純水で洗浄して１００℃で乾燥し、シリコチタネート系吸着剤を得た。酸性水溶液で処理したシリコチタネート系吸着剤の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が５．４重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．５０であることを確認した。
また、得られたシリコチタネート系吸着剤の粉末Ｘ線回折図を図５に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、本製造例のシリコチタネート系吸着剤は、シチナカイト構造を含み、さらに２θ＝２９．５°及び２θ＝２１．８°にピークを有する結晶性物質を含むことを確認した。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＢＥＴ表面積は９７．２ｍ２／ｇであった。
得られたシリコチタネート系吸着剤のＳｒ吸着性能は１７．２Ｌであった。
［比較製造例１］
製造例１において、シリコチタネートを含む粉末生成物を成形体とした後、酸性水溶液による処理を行わなかった。この成形体の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が１２．３重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が１．１１であることを確認した。
また、この成形体の粉末Ｘ線回折図を図６に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、この成形体は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートと、２θ＝２９．５°のみに回折ピークを有する結晶性物質と、を含むことを確認した。
得られた成形体のＢＥＴ表面積は６５．６ｍ２／ｇであった。
得られた成形体のＳｒ吸着性能は６．４Ｌであった。
製造例１において、シリコチタネートを含む粉末生成物を成形体とした後、酸性水溶液による処理を行わなかった。この成形体の組成とｐＨを表１に示す。Ｎａ２Ｏ含有量が１２．３重量％、Ｎａ／Ｔｉモル比が１．１１であることを確認した。
また、この成形体の粉末Ｘ線回折図を図６に示す。得られたＸ線回折パターンと、特定回折ピークとを比較した結果、この成形体は、シチナカイト構造を有するシリコチタネートと、２θ＝２９．５°のみに回折ピークを有する結晶性物質と、を含むことを確認した。
得られた成形体のＢＥＴ表面積は６５．６ｍ２／ｇであった。
得られた成形体のＳｒ吸着性能は６．４Ｌであった。
［実施例１］
［模擬汚染海水１の調製］
大阪薬研株式会社の人工海水製造用薬品であるマリンアートＳＦ−１（塩化ナトリウム：２２．１ｇ／Ｌ、塩化マグネシウム六水和物：９．９ｇ／Ｌ、塩化カルシウム二水和物
：１．５ｇ／Ｌ、無水硫酸ナトリウム：３．９ｇ／Ｌ、塩化カリウム：０．６１ｇ／Ｌ、炭酸水素ナトリウム：０．１９ｇ／Ｌ、臭化カリウム：９６ｍｇ／Ｌ、ホウ砂：７８ｍｇ／Ｌ、無水塩化ストロンチウム：１３ｍｇ／Ｌ、フッ化ナトリウム：３ｍｇ／Ｌ、塩化リチウム：１ｍｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム：８１μｇ／Ｌ、塩化マンガン四水和物：０．６μｇ／Ｌ、塩化コバルト六水和物：２μｇ／Ｌ、塩化アルミニウム六水和物：８μｇ／Ｌ、塩化第二鉄六水和物：５μｇ／Ｌ、タングステン酸ナトリウム二水和物：２μｇ／Ｌ、モリブデン酸アンモニウム四水和物：１８μｇ／Ｌ）を用いて、塩分濃度が０．１７ｗｔ％になるように水溶液を調製した。そこに、セシウム濃度が１ｍｇ／Ｌとなるように塩化セシウムを添加し、模擬汚染海水１を調製した。
［模擬汚染海水１の調製］
大阪薬研株式会社の人工海水製造用薬品であるマリンアートＳＦ−１（塩化ナトリウム：２２．１ｇ／Ｌ、塩化マグネシウム六水和物：９．９ｇ／Ｌ、塩化カルシウム二水和物
：１．５ｇ／Ｌ、無水硫酸ナトリウム：３．９ｇ／Ｌ、塩化カリウム：０．６１ｇ／Ｌ、炭酸水素ナトリウム：０．１９ｇ／Ｌ、臭化カリウム：９６ｍｇ／Ｌ、ホウ砂：７８ｍｇ／Ｌ、無水塩化ストロンチウム：１３ｍｇ／Ｌ、フッ化ナトリウム：３ｍｇ／Ｌ、塩化リチウム：１ｍｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム：８１μｇ／Ｌ、塩化マンガン四水和物：０．６μｇ／Ｌ、塩化コバルト六水和物：２μｇ／Ｌ、塩化アルミニウム六水和物：８μｇ／Ｌ、塩化第二鉄六水和物：５μｇ／Ｌ、タングステン酸ナトリウム二水和物：２μｇ／Ｌ、モリブデン酸アンモニウム四水和物：１８μｇ／Ｌ）を用いて、塩分濃度が０．１７ｗｔ％になるように水溶液を調製した。そこに、セシウム濃度が１ｍｇ／Ｌとなるように塩化セシウムを添加し、模擬汚染海水１を調製した。
［模擬汚染海水１のカラム通水］
製造例１で調製したシリコチタネート系吸着剤２０ｍｌを内径１６ｍｍのガラスカラムに１０ｃｍの層高となるように充填し、模擬汚染海水１を流量６．５ｍｌ／ｍｉｎ（通水線流速ＬＶ＝２ｍ／ｈ、空間速度ＳＶ＝２０ｈ−１）にて下降流で通水し、カラム出口水を定期的に採取して、ＩＣＰ−ＭＳにてセシウム又はストロンチウム濃度を測定した。
セシウムの除去性能を図７に、ストロンチウムの除去性能を図８に示す。図７及び８において、横軸は吸着剤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すＢ．Ｖ．であり、縦軸はカラム出口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ）をカラム入口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ０）でそれぞれ除した値である。
図７及び８より、比較製造例１のシリコチタネート成形体ではＢ．Ｖ．５０００でＣ／Ｃ０が約０．２に達するのに対して、本発明のシリコチタネート系吸着剤を用いる廃水の処理方法ではＢ．Ｖ．１３０００でもＣ／Ｃ０が０．２未満であり、ストロンチウムの吸着性能が向上していることがわかる。
製造例１で調製したシリコチタネート系吸着剤２０ｍｌを内径１６ｍｍのガラスカラムに１０ｃｍの層高となるように充填し、模擬汚染海水１を流量６．５ｍｌ／ｍｉｎ（通水線流速ＬＶ＝２ｍ／ｈ、空間速度ＳＶ＝２０ｈ−１）にて下降流で通水し、カラム出口水を定期的に採取して、ＩＣＰ−ＭＳにてセシウム又はストロンチウム濃度を測定した。
セシウムの除去性能を図７に、ストロンチウムの除去性能を図８に示す。図７及び８において、横軸は吸着剤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すＢ．Ｖ．であり、縦軸はカラム出口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ）をカラム入口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ０）でそれぞれ除した値である。
図７及び８より、比較製造例１のシリコチタネート成形体ではＢ．Ｖ．５０００でＣ／Ｃ０が約０．２に達するのに対して、本発明のシリコチタネート系吸着剤を用いる廃水の処理方法ではＢ．Ｖ．１３０００でもＣ／Ｃ０が０．２未満であり、ストロンチウムの吸着性能が向上していることがわかる。
［実施例２]
［模擬汚染海水１のカラム通水］
製造例１で調製したシリコチタネート系吸着剤２００ｍｌを内径１６ｍｍのガラスカラムに１００ｃｍの層高となるように充填し、模擬汚染海水１を流量６６．５ｍｌ／ｍｉｎ（通水線流速ＬＶ＝２０ｍ／ｈ、空間速度ＳＶ＝２００ｈ−１）にて下降流で通水し、カラム出口水を定期的に採取して、ＩＣＰ−ＭＳにてセシウム又はストロンチウム濃度を測定した。
セシウムの除去性能を図９に、ストロンチウムの除去性能を図１０に示す。図９及び図１０において、横軸は吸着剤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すＢ．Ｖ．であり、縦軸はカラム出口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ）をカラム入口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ０）でそれぞれ除した値である。
図９及び１０より、比較製造例１のシリコチタネート成形体ではＢ．Ｖ．１５０００でＣ／Ｃ０が約０．４を超えているのに対して、本発明のシリコチタネート系吸着剤を用いる廃水の処理方法ではＢ．Ｖ．２５０００でＣ／Ｃ０が約０．４を超え、ストロンチウムの吸着性能が向上していることがわかる。
［模擬汚染海水１のカラム通水］
製造例１で調製したシリコチタネート系吸着剤２００ｍｌを内径１６ｍｍのガラスカラムに１００ｃｍの層高となるように充填し、模擬汚染海水１を流量６６．５ｍｌ／ｍｉｎ（通水線流速ＬＶ＝２０ｍ／ｈ、空間速度ＳＶ＝２００ｈ−１）にて下降流で通水し、カラム出口水を定期的に採取して、ＩＣＰ−ＭＳにてセシウム又はストロンチウム濃度を測定した。
セシウムの除去性能を図９に、ストロンチウムの除去性能を図１０に示す。図９及び図１０において、横軸は吸着剤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すＢ．Ｖ．であり、縦軸はカラム出口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ）をカラム入口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ０）でそれぞれ除した値である。
図９及び１０より、比較製造例１のシリコチタネート成形体ではＢ．Ｖ．１５０００でＣ／Ｃ０が約０．４を超えているのに対して、本発明のシリコチタネート系吸着剤を用いる廃水の処理方法ではＢ．Ｖ．２５０００でＣ／Ｃ０が約０．４を超え、ストロンチウムの吸着性能が向上していることがわかる。
［実施例３]
［模擬汚染海水２の調製］
並塩を用いて塩分濃度が０．１ｗｔ％になるように水溶液を作成した。そこに、セシウム濃度が０．２ｍｇ／Ｌ、ストロンチウム濃度が０．２ｍｇ／Ｌ、カルシウム及びマグネシウム濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるように、各々の塩化物塩を添加し、模擬汚染海水２を調製した。
［模擬汚染海水２の調製］
並塩を用いて塩分濃度が０．１ｗｔ％になるように水溶液を作成した。そこに、セシウム濃度が０．２ｍｇ／Ｌ、ストロンチウム濃度が０．２ｍｇ／Ｌ、カルシウム及びマグネシウム濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるように、各々の塩化物塩を添加し、模擬汚染海水２を調製した。
［模擬汚染海水２のカラム通水］
製造例１で調製したシリコチタネート系吸着剤２０ｍｌを内径１６ｍｍのガラスカラムに１０ｃｍの層高となるように充填し、模擬汚染海水２を流量６．５ｍｌ／ｍｉｎ（通水線流速ＬＶ＝２ｍ／ｈ、空間速度ＳＶ＝２０ｈ−１）にて下降流で通水し、カラム出口水
を定期的に採取して、ＩＣＰ−ＭＳにてセシウム又はストロンチウム濃度を測定した。
セシウムの除去性能を図１１に、ストロンチウムの除去性能を図１２に示す。図１１及び図１２において、横軸は吸着剤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すＢ．Ｖ．であり、縦軸はカラム出口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ）をカラム入口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ０）でそれぞれ除した値である。
図１１及び１２より、比較製造例１のシリコチタネート成形体ではＢ．Ｖ．１００００でＣ／Ｃ０が約０．１に達するのに対して、本発明のシリコチタネート系吸着剤を用いる廃水の処理方法ではＢ．Ｖ．１６０００でＣ／Ｃ０が約０．１未満であり、ストロンチウムの吸着性能が向上していることがわかる。
製造例１で調製したシリコチタネート系吸着剤２０ｍｌを内径１６ｍｍのガラスカラムに１０ｃｍの層高となるように充填し、模擬汚染海水２を流量６．５ｍｌ／ｍｉｎ（通水線流速ＬＶ＝２ｍ／ｈ、空間速度ＳＶ＝２０ｈ−１）にて下降流で通水し、カラム出口水
を定期的に採取して、ＩＣＰ−ＭＳにてセシウム又はストロンチウム濃度を測定した。
セシウムの除去性能を図１１に、ストロンチウムの除去性能を図１２に示す。図１１及び図１２において、横軸は吸着剤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すＢ．Ｖ．であり、縦軸はカラム出口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ）をカラム入口のセシウム又はストロンチウムの濃度（Ｃ０）でそれぞれ除した値である。
図１１及び１２より、比較製造例１のシリコチタネート成形体ではＢ．Ｖ．１００００でＣ／Ｃ０が約０．１に達するのに対して、本発明のシリコチタネート系吸着剤を用いる廃水の処理方法ではＢ．Ｖ．１６０００でＣ／Ｃ０が約０．１未満であり、ストロンチウムの吸着性能が向上していることがわかる。
Claims (4)
- シチナカイト構造を有するシリコチタネートと、粉末Ｘ線回折によるＸ線回折角２θ＝８．７±０．５°、２θ＝１０．０±０．５°、２θ＝２７．８±０．５°又は２θ＝２９．４±０．５°の少なくとも１つに回折ピークを有し、かつＸ線回折角２θ＝２１．８±０．５°に回折ピークを有する結晶性物質と、１．０重量％以上１２．０重量％以下のＮａ２Ｏと、を含み、Ｎａ／Ｔｉモル比が０．１以上１．０以下であるシリコチタネート系吸着剤に、セシウム又はストロンチウムを含有する廃液を接触させる、セシウム及び／又はストロンチウムを含有する廃液の処理方法。
- 前記シリコチタネート系吸着剤は、８０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ表面積を有することを特徴とする請求項１に記載の廃液の処理方法。
- 前記シリコチタネート系吸着剤を１０ｃｍ以上３００ｃｍ以下の層高で充填した吸着塔に、セシウム又はストロンチウムを含有する廃液を通水線流速（ＬＶ）１ｍ／ｈ以上４０ｍ／ｈ以下、空間速度（ＳＶ）２００ｈ−１以下で通水して、当該シリコチタネート系吸着剤にセシウム及び／又はストロンチウムを吸着させることを含む、請求項１又は２に記載の廃液の処理方法。
- 前記廃液が、Ｎａイオン、Ｃａイオン及び／又はＭｇイオンをさらに含む廃液である、請求項１〜３のいずれか１に記載の廃液の処理方法。
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