JP2021102193A - アンチモン吸着材並びにアンチモン含有液の処理装置及び処理方法 - Google Patents
アンチモン吸着材並びにアンチモン含有液の処理装置及び処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021102193A JP2021102193A JP2019234303A JP2019234303A JP2021102193A JP 2021102193 A JP2021102193 A JP 2021102193A JP 2019234303 A JP2019234303 A JP 2019234303A JP 2019234303 A JP2019234303 A JP 2019234303A JP 2021102193 A JP2021102193 A JP 2021102193A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antimony
- adsorbent
- titanium compound
- less
- radioactive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 157
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 155
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 238000012545 processing Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 82
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 26
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 23
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 22
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 10
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 10
- GHDSNRQFECQVII-UHFFFAOYSA-N [Ti].OOO Chemical compound [Ti].OOO GHDSNRQFECQVII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract description 8
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract description 7
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 21
- 125000000914 phenoxymethylpenicillanyl group Chemical group CC1(S[C@H]2N([C@H]1C(=O)*)C([C@H]2NC(COC2=CC=CC=C2)=O)=O)C 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 16
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 10
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 9
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 5
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 4
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N protoneodioscin Natural products O(C[C@@H](CC[C@]1(O)[C@H](C)[C@@H]2[C@]3(C)[C@H]([C@H]4[C@@H]([C@]5(C)C(=CC4)C[C@@H](O[C@@H]4[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@H](CO)O4)CC5)CC3)C[C@@H]2O1)C)[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 3
- GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N titanium(III) oxide Chemical compound O=[Ti]O[Ti]=O GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- -1 antimony oxoacid ions Chemical class 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-AKLPVKDBSA-N antimony-125 Chemical compound [125Sb] WATWJIUSRGPENY-AKLPVKDBSA-N 0.000 description 2
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- PNDPGZBMCMUPRI-HVTJNCQCSA-N 10043-66-0 Chemical compound [131I][131I] PNDPGZBMCMUPRI-HVTJNCQCSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001462 antimony Chemical class 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 229910001631 strontium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L strontium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sr+2] AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- NSBGJRFJIJFMGW-UHFFFAOYSA-N trisodium;stiborate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-][Sb]([O-])([O-])=O NSBGJRFJIJFMGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/12—Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
[1]チタン化合物と結着材とを含むチタン化合物の造粒体からなり、ゆるめかさ密度が380kg/m3以上650kg/m3以下であり、結着材を用いて造粒する前のチタン化合物の比表面積が200m2/g以上400m2/g以下である、アンチモン吸着材。[2]前記結着材を用いて造粒する前のチタン化合物の含水率が50g/kg以上150g/kg以下である、[1]に記載のアンチモン吸着材。
[3]粒径が300μm以上600μm以下の範囲である、[1]又は[2]のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材。
[4]チタン化合物を750g/kg以上含有する、[1]〜[3]のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材。
[5]チタン化合物がオキシ水酸化チタンである、[1]〜[4]のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材。
[6]前記結着材がポリビニルアルコールである、[1]〜[5]いずれか1項に記載のアンチモン吸着材。
[7]ポリビニルアルコールの含有量が20g/kg以上100g/kg以下である、[6]に記載のアンチモン吸着材。
[8][1]〜[7]のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材を容器に充填してなる、アンチモン含有液の処理装置。
[9][1]〜[7]のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材を容器に充填してなる、放射性アンチモンの除染装置。
[10][8]に記載のアンチモン含有液の処理装置に、アンチモン含有液を通水することを含む、アンチモン含有液の処理方法。
[11][9]に記載の放射性アンチモンの除染装置に放射性アンチモン含有液を通水することを含む、放射性アンチモンの除染方法。
用時の粉砕による微粉の発生が抑制され、放射性物質を含有した微粉が充填容器から外環境へ漏洩することが抑制される。また本発明で得られるアンチモン吸着材は吸着性能が大きいため放射性廃棄物として保管する際に大きな保管スペースを必要としない。更に線量が減少した後に最終処分する際、重金属類が環境中に流出する恐れがない。
チタン化合物の含水率は、実施例の欄に記載した方法を用いて測定することができる。
チタンは、これに限定されるわけではないが、酸化チタンを硫酸に溶解させて、脱硫し、ろ過及び洗浄することにより製造することができる。チタン化合物はこのように簡便な工程で安価に製造することができる。
造粒の際に用いる結着材の種類は特に限定されず、チタン化合物同士を結着でき、かつ、使用時の通水に耐える機械的強度を造粒体に与えることができるものであればよい。例えば、ポリビニルアルコール(以下「PVA」と記す)、ポリビニルブチラール、ポリオレフィン、ベントナイト等が挙げられる。これらの中では、チタン化合物の結着性に優れ、また、安価である点から、PVAは好ましい。結着材としてPVAを用いる場合のPVAの特性は制限されない。PVAには、けん化度が70〜100mol%のものがあるが、いずれのPVAも用いることができる。
造粒体に使用した結着材の種類は、元素分析、炭素含有量測定、FT−IR測定、X線回折測定及び熱分析などを組み合わせることにより同定することができる。例えば、結着材としてPVAを用いていることは、簡易的には空気中で110℃で加熱すると黄色に変色することで、より詳細にはFT−IR測定、炭素含有量測定、元素分析、X線回折測定、示差走査熱量計を用いた測定結果を組み合わせることにより同定することができる。
アンチモンが本発明のアンチモン吸着材に吸着されるためには、アンチモンが吸着材中のチタン化合物の表面に接触する必要がある。吸着材のゆるめかさ密度が大きい場合は、吸着材の一つ一つの粒子の密度が大きいため、アンチモンが吸着材の内部に深く侵入することが難しい。この結果、ゆるめかさ密度が大きい吸着材の内側に位置するチタン化合物の吸着性能が十分に活かされず、吸着性能が低下することがある。一方で、ゆるめかさ密度が小さい吸着材は水中で崩壊し易いため、汚染水の処理という用途での使用に適してい
ない。吸着材のゆるめかさ密度の範囲を380kg/m3以上650kg/m3以下、より好ましくは420kg/m3以上580kg/m3以下とすることにより、吸着材が水中で崩壊しにくい一方で、吸着材の内部にアンチモンが深く侵入して吸着性能が向上するという効果が得られたと考えられる。
アンチモンを含有する液を上記の処理装置に通水することにより、液中のアンチモンを除去することができる。また、放射性アンチモンを含有する液を上記の除染装置に通水することにより、液中の放射性アンチモンを捕捉し、除染することができる。
本発明の装置及び方法で処理又は除染するアンチモン含有液又は放射性アンチモン含有液におけるアンチモン(放射性、非放射性含む)の濃度は、特に限定されない。例えば、放射性アンチモンであれば数100〜1000Bq程度、例えば、900Bq程度が想定される。本発明の装置及び方法を用いることにより、液中のアンチモンの濃度を低減させることができる。
本発明の装置及び方法で処理又は除染するアンチモン含有液又は放射性アンチモン含有液には、アンチモンの他に、他の放射性又は非放射性元素が含まれていてもかまわない。また、海水等由来の塩類が含まれていてもかまわない。本発明の装置及び方法は、これに限定されないが、福島第一原子力発電所の事故により発生した放射性物質を含んだ汚染水の除染に使用することができる。
本発明の処理装置及び除染装置において、上述のアンチモン吸着材は、5cm以上300cm以下の層高、好ましくは10cm以上250cm以下の層高、さらに好ましくは10cm以上200cm以下の層高となるように吸着用容器又は塔に充填することが好ましい。上記範囲とすることで、吸着材層が均一となるように充填することができ、通水時のショートパスを引き起こさず、結果として処理水質が悪化することを防止することができる。一般には層高が高いほど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、層高が高すぎると通水差圧が高くなりすぎるため、層高は300cm以下とすることが好ましい。
本発明は、上記の装置にアンチモン含有液、又は放射性アンチモン含有液を通水することを含む、アンチモン含有液の処理方法ならびに放射性アンチモンの除染方法も提供する
。
通水線流速(LV)は、1m/h以上40m/h以下であることが好ましく、2m/h以上30m/h以下がさらに好ましい。通水線流速が40m/hを越えると通水差圧が大きくなり、一方、1m/h未満では処理水量が少ない。また、空間速度(SV)は、40h−1以下が好ましく、30h−1以下がさらに好ましく、20h−1以下がさらに好ましい。また、空間速度(SV)の下限は、5h−1以上が好ましく、10h−1以上がさらに好ましい。一般的な廃液処理で用いられる空間速度(SV)は20h−1以下又は10h−1程度であるが、本発明では20h−1程度の大きな空間速度(SV)でも本発明の吸着材の効果を得ることができ、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。
なお、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。
アンチモン吸着材を容器に充填したアンチモン含有液の処理装置及び放射性アンチモンの除染装置を長期間使用した後、吸着性能が小さくなったら、アンチモン吸着材を容器から取り出して廃棄し、新しいアンチモン吸着材を充填することができる。本発明のアンチモン吸着材は吸着性能が大きいため、放射性廃棄物として保管する際大きな保管スペースを必要としない。また線量が減少した後に最終処分する際、重金属類が環境中に漏洩する恐れがない。
[造粒体中のPVA含有量測定]
LECO製CS−230型炭素(C)・硫黄(S)分析装置を用いて造粒体の炭素(C)含有量を分析した。造粒体のPVA含有量を該炭素(C)測定値から算出した。
HIRANUMA製AQ−2100を用いて、窒素流量0.25L/min、95℃でチタン化合物又はアンチモン吸着材を水分が検出されなくなるまで加熱し、カールフィッシャー法で検出された水分量がチタン化合物質量又はアンチモン吸着材質量に占める割合を、チタン化合物又はアンチモン吸着材の含水率とした。
アンチモン吸着材全体の質量から、上記PVA含有量と、上記アンチモン吸着材の含水率測定と同様の操作で測定したアンチモン吸着材の水分量とを除いた質量を、アンチモン吸着材中のチタン化合物の含有量とした。
アンチモン吸着材を内径50mm、深さ50.9mm、内容積100.0mL(0.0001m3)の容器に過剰に入れて溢れさせ、垂直に立てたヘラを上縁に沿ってスライドさせ、上縁よりも高い位置の試料を除き、容器内に試料が均一に充填された状態にして充填物の重さを計量した。なお、上記の操作を行う際は、試料の撹拌、振盪及び圧縮は行わなかった。ゆるめかさ密度を以下の式で算出した:
ゆるめかさ密度(kg/m3)=x/0.0001
x:充填物の重さ(kg)。
Micromeritics社製ジェミニVII2390を用いてBET法で評価した。
塩化ナトリウムを水道水に対して3g/kg溶かした水溶液に、塩化セシウム、塩化ストロンチウム、ヨウ化カリウム及びアンチモン酸ナトリウムをそれぞれが水道水に対して0.001g/kgの濃度になるように調整した液を原液とした。原液を密閉容器に50g取り分け、アンチモン吸着材50.0mg(0.05g)を加えて容器の蓋を閉め、30秒間手で容器を上下に振った。その後24時間瓶を静置し、再度30秒間手で容器を上下に振った。シリンジで容器中から液を1mL採取し、0.2μmのフィルタでろ過したものを試験液とした。試験液を20倍に希釈し、アンチモン濃度をAgilent社製ICP−MS 7700xで測定した。分配係数Kd値及び除去率を以下の式で算出した:Kd値=(C0−C1)/C1×50/0.05
除去率(%)=(C0−C1)/C0×100
C0:原液のアンチモン濃度
C1:試験液のアンチモン濃度。
オキシ水酸化チタン(TiO(OH)2)を水中に分散し、酸化チタン換算で150g/kgのスラリーにした。水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを9.8に調整し、2時間撹拌した。更に希硫酸を加えてpHを6.6に調整した。得られたスラリーを常法によりろ過、水洗し、空気中、150℃でケーキの水分が100g/kg以下になるまで乾燥し、目開き0.5mmのスクリーンを通過したものをチタン化合物Aとした。
オキシ水酸化チタン(TiO(OH)2)スラリーの濃度を300g/kgとしたことを除いては、合成例1と同様の方法でチタン化合物Bを得た。
オキシ水酸化チタン(TiO(OH)2)を水中に分散し、酸化チタン換算で300g/kgのスラリーにした。スラリーを常法によりろ過し、空気中、110℃で12時間乾燥し、乾燥品をロータリーキルンを用いて300℃で0.5時間加熱することでチタン化合物Cを得た。
二酸化チタンと三酸化二チタンを、水道水で洗浄水中の硫酸成分が10g/kg以下になるまで洗浄した後、水道水を加えて二酸化チタン濃度が250g/kg、三酸化二チタン濃度が5.0g/kgのスラリーにした。スラリーに、二酸化チタンと三酸化二チタンの合計量に対して60g/kgになるように五酸化二リンを添加し、ロータリーキルンを用いて1000℃で2時間加熱した。得られた白い塊を粉砕し、チタン化合物Dを得た。
合成例1で得られたチタン化合物A100gを、内径200mm、深さ100mmの円
筒型パンに入れ、パンの底面を水平面から50°の角度に傾け、50rpmで回転しながら、キシダ化学製ポリビニルアルコール500(以下「PVA500」と記す)の100g/kg水溶液50gを霧吹きを用いてパンの底面に吹き付けた。その後パンの底面の角度及び回転数を維持しながら5分間回転した。回転を停止した後造粒体を取り出し、空気中で、ADVANTEC社製強制対流式オーブンFC−610(以下、「FC−610」と記す)を用いて110℃で12時間乾燥させた。乾燥後の造粒体は、目開き600μmの篩を通し、篩を通過した造粒体を更に目開き300μmの篩を通し、300μmの篩上に残った造粒体を回収し、アンチモン吸着材とした。
合成例1で得られたチタン化合物Aを用い、乾燥までの工程は実施例1と同様の方法で実施した。乾燥後に目開き600μmの篩を通した後、篩上に残った造粒体を常法で解砕して再度目開き600μmの篩を通した。解砕後に600μmの篩を通過した造粒体のみ、更に目開き300μmの篩を通し、300μmの篩上に残った造粒体を回収し、アンチモン吸着材とした。
合成例1で得られたチタン化合物A100gを、内径220mm、深さ130mmの円筒型パンに入れ、パンの底面を水平面から60°の角度に傾け、100rpmで回転しながら、霧吹きを用いてPVA500の100g/kg水溶液50gをパンの底面に吹き付けた。その後パンの底面の角度及び回転数を維持しながら2分間回転した。回転を停止した後造粒体を取り出し、FC−610を用いて空気中、110℃で12時間乾燥させた。乾燥後の造粒体は、目開き600μmの篩を通し、篩上に残った造粒体は常法で解砕した後に再度目開き600μmの篩を通した。篩を通過した全ての造粒体を更に目開き300μmの篩に通し、篩を通過しなかった造粒体を回収し、アンチモン吸着材とした。
合成例2で得られたチタン化合物Bを用いたこと、また霧吹きで吹き付けるPVA500の水溶液の濃度を80g/kgとし、吹き付ける量を63gとしたことを除いては、実施例3と同様の方法でアンチモン吸着材を得た。
内径220mm、深さ130mmの円筒型パンを用い、回転数を100rpmとしてPVA500の水溶液を吹き付け、その後パンの底面の水平面からの角度を60°に変更して100rpmで180分間回転し、FC−610を用いて空気中、80℃で15時間乾燥したことを除いて、実施例2と同様の方法で、アンチモン吸着材を得た。
パンを水平面から45°に傾けて、70rpmでパンを回転しながら70g/kgのPVA500の水溶液を70g吹きつけ、その後100rpmで90分間回転し、FC−610を用いて空気中、80℃で15時間乾燥したことを除いて、実施例3と同様の方法で、アンチモン吸着材を得た。
内径220mm、深さ130mmの円筒型パンを用い、パンを水平面から45°に傾けて、70rpmでパンを回転しながらPVA500の70g/kg水溶液を70g吹きつけ、その後100rpmで180分間回転し、FC−610を用いて空気中、80℃で15h乾燥したことを除いて、実施例1と同様の方法で、アンチモン吸着材を得た。
合成例3で得られたチタン化合物Cを用いたこと、また霧吹きで吹き付けるPVA500の水溶液の量を40gとしたことを除いては、実施例3と同様の方法で、アンチモン吸着材を得た。
合成例4で得られたチタン化合物Dを用いたこと、また霧吹きで吹き付けるPVA500水溶液の量を26gとしたことを除いては、実施例3と同様の方法で、アンチモン吸着材を得た。
えられる。
Claims (11)
- チタン化合物と結着材とを含むチタン化合物の造粒体からなり、ゆるめかさ密度が380kg/m3以上650kg/m3以下であり、結着材を用いて造粒する前のチタン化合物の比表面積が200m2/g以上400m2/g以下である、アンチモン吸着材。
- 前記結着材を用いて造粒する前のチタン化合物の含水率が50g/kg以上150g/kg以下である、請求項1に記載のアンチモン吸着材。
- 粒径が300μm以上600μm以下の範囲である、請求項1又は2のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材。
- チタン化合物を750g/kg以上含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材。
- チタン化合物がオキシ水酸化チタンである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材。
- 前記結着材がポリビニルアルコールである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材。
- ポリビニルアルコールの含有量が20g/kg以上100g/kg以下である、請求項6に記載のアンチモン吸着材。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材を容器に充填してなる、アンチモン含有液の処理装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のアンチモン吸着材を容器に充填してなる、放射性アンチモンの除染装置。
- 請求項8に記載のアンチモン含有液の処理装置に、アンチモン含有液を通水することを含む、アンチモン含有液の処理方法。
- 請求項9に記載の放射性アンチモンの除染装置に放射性アンチモン含有液を通水することを含む、放射性アンチモンの除染方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019234303A JP7341047B2 (ja) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | アンチモン吸着材並びにアンチモン含有液の処理装置及び処理方法 |
PCT/JP2020/046713 WO2021131892A1 (ja) | 2019-12-25 | 2020-12-15 | アンチモン吸着材並びにアンチモン含有液の処理装置及び処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019234303A JP7341047B2 (ja) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | アンチモン吸着材並びにアンチモン含有液の処理装置及び処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021102193A true JP2021102193A (ja) | 2021-07-15 |
JP7341047B2 JP7341047B2 (ja) | 2023-09-08 |
Family
ID=76574529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019234303A Active JP7341047B2 (ja) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | アンチモン吸着材並びにアンチモン含有液の処理装置及び処理方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7341047B2 (ja) |
WO (1) | WO2021131892A1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54149261A (en) * | 1978-05-15 | 1979-11-22 | Takeda Chemical Industries Ltd | Method of removing phosphatic ion in water solution containing phosphatic ion |
JP2005517521A (ja) * | 2002-02-14 | 2005-06-16 | トラスティーズ オブ スティーブンス インスティテュート オブ テクノロジー | 活性表面を有する酸化チタン生成物の製造方法およびこの酸化チタン生成物を水処理プロセスに使用する方法 |
JP2014195787A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 無機イオン吸着体、多孔性成形体及びそれらの製造方法 |
JP2016123902A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 東亞合成株式会社 | ヨウ素酸イオン捕捉剤及びヨウ素酸イオンの除去方法 |
JP2018012091A (ja) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | 旭化成株式会社 | ヨウ素酸及び/又はアンチモン吸着材 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007095193A2 (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Tengion, Inc. | Scaffolds for organ reconstruction and augmentation |
-
2019
- 2019-12-25 JP JP2019234303A patent/JP7341047B2/ja active Active
-
2020
- 2020-12-15 WO PCT/JP2020/046713 patent/WO2021131892A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54149261A (en) * | 1978-05-15 | 1979-11-22 | Takeda Chemical Industries Ltd | Method of removing phosphatic ion in water solution containing phosphatic ion |
JP2005517521A (ja) * | 2002-02-14 | 2005-06-16 | トラスティーズ オブ スティーブンス インスティテュート オブ テクノロジー | 活性表面を有する酸化チタン生成物の製造方法およびこの酸化チタン生成物を水処理プロセスに使用する方法 |
JP2014195787A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 無機イオン吸着体、多孔性成形体及びそれらの製造方法 |
JP2016123902A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 東亞合成株式会社 | ヨウ素酸イオン捕捉剤及びヨウ素酸イオンの除去方法 |
JP2018012091A (ja) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | 旭化成株式会社 | ヨウ素酸及び/又はアンチモン吸着材 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7341047B2 (ja) | 2023-09-08 |
WO2021131892A1 (ja) | 2021-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mu et al. | Efficient removal of Cs+ and Sr2+ from aqueous solution using hierarchically structured hexagonal tungsten trioxide coated Fe3O4 | |
US20150129502A1 (en) | Graphene oxide-modified materials for water treatment | |
US11673113B2 (en) | Radionuclide adsorbent, method of preparing the same and method of removing radionuclide using the same | |
JP5187376B2 (ja) | 排水中の重金属イオンの除去剤とそれを使用した重金属イオンの除去方法 | |
JP2016123902A (ja) | ヨウ素酸イオン捕捉剤及びヨウ素酸イオンの除去方法 | |
JP6213978B2 (ja) | セシウム吸着材及びこれを用いてセシウムを除去する方法 | |
WO2013176956A2 (en) | Sintered product, metal ion adsorbent, method for removing metal ions, and metal ion removing equipment | |
JP2014077720A (ja) | 陽イオン吸着剤粒子およびその製造方法 | |
CA3007617C (en) | Adsorbent for radioactive antimony, radioactive iodine and radioactive ruthenium, and treatment method of radioactive waste water using the adsorbent | |
JP7341047B2 (ja) | アンチモン吸着材並びにアンチモン含有液の処理装置及び処理方法 | |
JP6279539B2 (ja) | 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 | |
JP5713375B1 (ja) | セシウム吸着剤及びその製造方法並びにセシウム吸着剤を使用したセシウムの除去方法 | |
WO2016035839A1 (ja) | ヨウ素酸イオン吸着剤及びその製造方法 | |
KR102337203B1 (ko) | 방사성 핵종 흡착제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 방사성 핵종의 제거방법 | |
JP5793230B1 (ja) | ヨウ素酸イオン吸着剤及びその製造方法 | |
JP6779768B2 (ja) | 非晶質の水酸化鉄(iii)を含有する吸着剤及びその製造方法 | |
JP6708663B2 (ja) | 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 | |
Helal et al. | Removal of Eu3+ from simulated aqueous solutions by synthesis of a new composite adsorbent material | |
JP6196770B2 (ja) | 放射性物質含有粉粒体の処理方法 | |
JP6807374B2 (ja) | 放射性ヨウ素含有流体の処理方法 | |
JP2015129757A (ja) | セシウム吸着剤及びその製造方法並びにセシウム吸着剤を使用したセシウムの除去方法 | |
JP2019113484A (ja) | 放射性ヨウ素含有流体の除染方法 | |
Park et al. | Evaluation of Polyethersulfone‐based Composite for Selective Separation of Cesium from Acidic Media | |
JP6668215B2 (ja) | 放射性廃棄物の処理方法及び処理装置 | |
Papynov et al. | Manganese oxide-based sorbent for Sr-90 radionuclide removal from seawater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221021 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230720 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230802 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230829 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7341047 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |