JP6379382B2 - 水溶液からヨウ素を除去するヨウ素除去剤、除去装置および除去方法 - Google Patents
水溶液からヨウ素を除去するヨウ素除去剤、除去装置および除去方法 Download PDFInfo
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Description
キレート性イオン交換繊維体、あるいはこれに活性炭、ゼオライト、イオン交換樹脂を混合したものを吸着体として用いて、
1)溶液中で、ヨウ素酸イオンをヨウ化物イオンであるヨウ素イオンに還元作用させる工程、
2)ヨウ素分子、及び/又はポリヨウ素イオンを吸着体により除去・吸着する工程、
を含むヨウ素酸イオンの除去方法が記載されている。
課題を解決するための手段
I-→(一部吸着)→I- (スルーしたI- 、次段へ)
IO3 -→(吸着)→(一部還元)→I-(スルーしたI- 、次段へ)
される工程が形成されている。水酸化セリウム添着活性の作用によって、ヨウ素イオンの一部吸着、ヨウ素酸イオンについて吸着・還元処理がなされる。この段階で、ヨウ素酸イオンIO3 -がほぼ完全に吸着される。わずかに残留するヨウ素酸イオンIO3 -は次の処理で極小になるまで吸着される。
*I+Ce(OH)3〜4/AC- OH→Ce(OH)3〜4/AC-*I+OH-
*IO3 -+Ce(OH)3〜4/AC- OH→(ヨウ素酸イオンの吸着)Ce(OH)3〜4/AC-*IO3(吸着)
→(ヨウ素酸イオンの還元)Ce(OH)3〜4/AC-*I(非吸着)
酸化セリウム添着活性炭の場合:
*I+CeO2/AC- OH→CeO2/AC-*I+OH-
*IO3 -+CeO2/AC- OH→(ヨウ素酸イオンの吸着)CeO2/AC-*IO3(吸着)
→(ヨウ素酸イオンの還元)CeO2/AC-*I(非吸着)
のように、前段の容器2に水酸化セリウム添着活性炭を収納し、導入されたヨウ素を含む水溶液についてのヨウ素イオンの吸着およびヨウ素の還元処理による前処理を行い、後段の容器3にヨウ素添着活性炭を収納して、前段の容器2で前処理され、還元されたヨウ素イオンを含む水溶液についてのヨウ素イオン吸着処理を行う装置および方法が構成される。また、この方法を、容器2または3に水酸化セリウム添着活性炭およびヨウ素添着活性炭を収納し、導入されたヨウ素を含む水溶液についてのヨウ素イオンの吸着、およびヨウ素酸イオンの吸着および還元処理による処理と、該処理されたヨウ素イオンを含む水溶液についてのヨウ素イオン吸着処理とを並行同時に行うことを特徴とするヨウ素除去方法、装置として構成することが出来る。
3価あるいは4価(またはそれらの混合体)のセリウム化合物を水溶液とし、それを活性炭にスプレー含浸させ、その後アルカリ溶液(苛性ソ-ダまたはアンモニア水)をpH9〜10になるようにしてスプレー含浸し、セリウムを不溶性の水酸化セリウムCe(OH)3〜4とし、その後常温放置または低温加熱(50〜80℃程度)することで、活性炭表面に沈着させる。このセリウム添着処理後に水で洗浄し、原料残留物を除去することで作製する。
3価あるいは4価(またはそれらの混合体)のセリウム化合物を水溶液とし、それを活性炭にスプレー含浸させ、その後空気中で200℃以下で低温加熱することでセリウムをセリア(酸化セリウム)の形態で活性炭に安定的に添着し形成させる。加熱は、低温ほど望ましいが、100〜180℃が適している。セリウムの添加量にもよるが、200〜250℃を越えると、セルウムの強い酸化力で活性炭が燃える恐れがある。
〔製法〕ヨウ化カリウム(KI)やヨウ化ナトリウム(NaI)などのヨウ素化合物の水溶液に、さらに分子状ヨウ素(I2)を追加混合してKI3(またはNaI3)溶液を作り、その中に活性炭を投入しヨウ素を活性炭へ含浸させる方法、あるいはKI3(またはNaI3)溶液を活性炭へスプレー含浸させてヨウ素を活性炭へ含浸させる方法、これらいずれかの方法でヨウ素添着処理した後で水で洗浄し、原料残留物を除去することで作製する。
Ce/AC→I2/AC(1/10海水)の処理事例において、水溶液中にヨウ素酸イオンIO3 -とアンチモンSbを含んだ場合の例を示す。価数比Ce/ACIII:IV=2:1および価数比Ce/ACIII:IV=1:2のいずれにあってもヨウ素酸イオンIO3 -出口濃度が減少していることが検出された。アンチモンSbが水溶液に含まれていた場合にあってもヨウ素酸イオンIO3 -出口濃度が減少している。そればかりでなく、水溶液中のアンチモンSbについても有効に吸着されることが検出された。この例によって、放射能汚染水中にアンチモンSbなどの元素が含まれていた場合にあっても本実施例の3価と4価の状態の水酸化セリウム添着活性炭は、ヨウ素酸イオンIO3 -の除去に有効であることが分かる。アンチモンSbの事例から本実施例のヨウ素吸着剤は、ヒ素、セレン、テルル、ホウ素の吸着にとも有効であると推測される。
Claims (10)
- 活性炭に、セリウムの原子価が3価と4価の状態の水酸化セリウムをそれぞれ価数比2:1〜1:2の範囲で含有添着され、ヨウ素イオン吸着ならびにヨウ素酸イオンの吸着と還元に使用することを特徴とする水酸化セリウム添着活性炭。
- 請求項1に記載された水酸化セリウム添着活性炭が混合されて形成されたことを特徴とするヨウ素吸着剤。
- 活性炭に、セリウムの原子価が3価あるいはセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウム、あるいはセリウムの原子価が3価およびセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウムが含有添着された水酸化セリウム添着活性炭とヨウ素添着活性炭又は銀添着活性炭とセリウム酸化物であるセリアを添着したセリア添着活性炭とが積層あるいは混合されて形成されることを特徴とするヨウ素吸着剤。
- 活性炭に、セリウムの原子価が3価あるいはセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウム、あるいはセリウムの原子価が3価およびセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウムが含有添着された水酸化セリウム添着活性炭が、前段の容器に収納されて、導入された水溶液中に含まれたヨウ素イオンとヨウ素酸イオンについて、該水酸化セリウム添着活性炭によるヨウ素イオンの吸着およびヨウ素酸イオンの吸着と還元処理がなされ、後段の容器にヨウ素添着活性炭又は銀添着活性炭が収納されて、前段の容器からの水溶液について、残留するヨウ素イオンおよびヨウ素酸イオンの吸着処理がなされることを特徴とするヨウ素除去装置。
- 活性炭に、セリウムの原子価が3価あるいはセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウム、あるいはセリウムの原子価が3価およびセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウムが含有添着された水酸化セリウム添着活性炭、およびヨウ素添着活性炭又は銀添着活性炭が、容器に混合収納されて、導入された水溶液中に含まれるヨウ素イオンとヨウ素酸イオンについて、該水酸化セリウム添着活性炭によるヨウ素イオンの吸着およびヨウ素酸イオンの吸着と還元処理がなされ、該ヨウ素添着活性炭又は銀添着活性炭によるヨウ素イオンの吸着処理がなされることを特徴とするヨウ素除去装置。
- 請求項3に記載されたヨウ素吸着剤が容器に収納されて、導入された水溶液中に含まれるヨウ素イオンとヨウ素酸イオンについて、3価または4価の水酸化セリウム添着活性炭によるヨウ素イオンの吸着およびヨウ素酸イオンの吸着と還元処理がなされ、ヨウ素添着活性炭又は銀添着活性炭によるヨウ素イオンの吸着処理がなされることを特徴とするヨウ素除去装置。
- 活性炭に、セリウムの原子価が3価あるいはセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウム、あるいはセリウムの原子価が3価およびセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウムが含有添着された水酸化セリウム添着活性炭を前段の容器に収納し、該容器に導入された水溶液中に含まれるヨウ素イオンとヨウ素酸イオンついて、3価または4価の水酸化セリウム添着活性炭によるヨウ素イオンの吸着およびヨウ素酸イオンの吸着と還元処理による前処理を行い、後段の容器にヨウ素添着活性炭又は銀添着活性炭を収納して、前段の容器で前処理された水溶液に残留するヨウ素イオンおよびヨウ素酸イオンについて吸着処理を行うことを特徴とするヨウ素除去方法。
- 活性炭に、セリウムの原子価が3価あるいはセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウム、あるいはセリウムの原子価が3価およびセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウムが含有添着された水酸化セリウム添着活性炭、およびヨウ素添着活性炭又は銀添着活性炭を容器に混合収納し、該容器に導入された水溶液中に含まれるヨウ素イオンとヨウ素酸イオンついて、3価または4価の水酸化セリウム添着活性炭によるヨウ素イオンの吸着およびヨウ素酸イオンの吸着と還元処理による処理を行い、処理された水溶液に残留するヨウ素イオンおよびヨウ素酸イオンについてヨウ素添着活性炭又は銀添着活性炭による吸着処理を行うことを特徴とするヨウ素除去方法。
- 請求項8に記載されたヨウ素除去方法において、混合状態の3価または4価水酸化セリウム添着活性炭とヨウ素添着活性炭又は銀添着活性炭とにセリウム酸化物であるセリアを添着したセリア添着活性炭を混合し、あるいは積層してヨウ素吸着剤層を形成し、使用することを特徴とするヨウ素除去方法。
- 請求項4〜6のいずれかに記載されたヨウ素除去装置に用いられる水酸化セリウム添着活性炭が、活性炭に、セリウムの原子価が3価あるいはセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウム、あるいはセリウムの原子価が3価およびセリウムの原子価が4価の状態の水酸化セリウムを含有添着されたものであることを特徴とする水酸化セリウム添着活性炭。
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