JP6689671B2 - Ion exchange material, ion exchanger, ion adsorption device, water treatment system, method for producing ion exchange material, and method for producing ion exchanger - Google Patents

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Description

本発明は、イオンを交換するイオン交換材料、イオン交換材料を用いてなるイオン交換体、並びにイオン交換体を備えたイオン吸着装置及び水処理システムに関する。また、本発明は、イオン交換材料の製造方法及びイオン交換体の製造方法に関する。   The present invention relates to an ion exchange material that exchanges ions, an ion exchanger that uses the ion exchange material, an ion adsorption device including the ion exchanger, and a water treatment system. The present invention also relates to a method for manufacturing an ion exchange material and a method for manufacturing an ion exchanger.

従来から、特定のイオンを除去もしくは取り込むために、チタン酸アルカリ金属化合物をイオン交換体として使用することが提案されている。例えば、特許文献1ではチタン酸ナトリウムをイオン交換体として使用しており、特許文献2ではチタン酸カリウムをイオン交換体として使用している。   Conventionally, it has been proposed to use an alkali metal titanate compound as an ion exchanger in order to remove or incorporate a specific ion. For example, Patent Document 1 uses sodium titanate as an ion exchanger, and Patent Document 2 uses potassium titanate as an ion exchanger.

特許第4428541号公報Japanese Patent No. 4428541 特開2013−246145公報JP, 2013-246145, A

特定のイオンとして、特に放射性のストロンチウムやセシウムなどを汚染された水から除去するため、更なるイオン交換性能の向上が求められている。   As specific ions, particularly radioactive strontium and cesium are removed from contaminated water, further improvement of ion exchange performance is required.

本発明は、上記の課題に鑑み、イオン交換性能に優れたイオン交換材料、当該イオン交換材料を用いたイオン交換体、並びに当該イオン交換体を備えたイオン吸着装置及び水処理システムを提供することを目的とする。さらに、本発明は、イオン交換性能に優れたチタン酸化合物系のイオン交換材料の製造方法及びイオン交換性能に優れたチタン酸化合物系のイオン交換体の製造方法を提供することも目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides an ion exchange material having excellent ion exchange performance, an ion exchanger using the ion exchange material, and an ion adsorption device and a water treatment system including the ion exchange material. With the goal. Another object of the present invention is to provide a method for producing a titanate compound-based ion exchange material having excellent ion exchange performance and a method for producing a titanate compound-based ion exchanger having excellent ion exchange performance.

上記目的を達成すべく、本発明に係るイオン交換材料は、K、Ti、Nb、及びOを含むイオン交換材料であって、Cu−Kα線源を用いたX線回折スペクトルにおいて、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲にある第1ピークと回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲にある第2ピークとを有する構成(第1の構成)である。   In order to achieve the above object, the ion exchange material according to the present invention is an ion exchange material containing K, Ti, Nb, and O, and has a diffraction angle of 2θ in an X-ray diffraction spectrum using a Cu-Kα radiation source. Has a first peak in the range of 13.0 ° to 13.4 ° and a second peak in which the diffraction angle 2θ is in the range of 11.2 ° to 11.6 ° (first configuration). .

また、上記第1の構成のイオン交換材料において、前記第2ピークに対する前記第1ピークの強度比が2.0以上5.0以下である構成(第2の構成)であることが好ましい。   Further, in the ion exchange material having the first configuration, it is preferable that the intensity ratio of the first peak to the second peak is 2.0 or more and 5.0 or less (second configuration).

また、上記第1又は第2の構成のイオン交換体において、K、Ti、Nb、及びOの原子比率が一般式K2xTiNb2zx+2y+5zにより表され、x、y、及びzが、x+y+z=1、0.26≦x≦0.60、及び0.02≦z≦0.33を満たす構成(第3の構成)であることが好ましい。 In the ion exchanger having the first or second configuration, the atomic ratio of K, Ti, Nb, and O is represented by the general formula K 2x Ti y Nb 2z O x + 2y + 5z , where x, y, and z are: It is preferable that the configuration (third configuration) satisfies x + y + z = 1, 0.26 ≦ x ≦ 0.60, and 0.02 ≦ z ≦ 0.33.

上記目的を達成すべく、本発明に係るイオン交換体は、上記第1〜第3いずれかの構成のイオン交換材料をバインダーを用いて造粒してなる構成(第4の構成)である。   To achieve the above object, the ion exchanger according to the present invention has a configuration (fourth configuration) obtained by granulating the ion exchange material having any one of the first to third configurations using a binder.

上記目的を達成すべく、本発明に係るイオン吸着装置は、上記第4の構成のイオン交換体と、前記イオン交換体が充填される容器と、を備える構成(第5の構成)である。   In order to achieve the above object, the ion adsorption device according to the present invention has a configuration (fifth configuration) including the ion exchanger having the fourth configuration and a container filled with the ion exchanger.

上記目的を達成すべく、本発明に係る水処理システムは、上記第5の構成のイオン吸着装置を備える構成(第6の構成)である。   In order to achieve the above object, the water treatment system according to the present invention has a configuration (sixth configuration) including the ion adsorption device of the fifth configuration.

上記目的を達成すべく、本発明に係るイオン交換材料の製造方法は、KOまたは加熱によりKOを生成するカリウム化合物と、TiOまたは加熱によりTiOを生成するチタン化合物と、Nbまたは加熱によりNbを生成するニオブ化合物と、を混合する混合ステップと、前記混合ステップによって生成された混合物を700℃以上1000℃以下で焼成する焼成ステップと、を有し、前記混合ステップにおいて、KO、TiO、及びNbのモル比が、KO:TiO:Nb=x:y:zとなるように配合し、x、y、及びzが、x+y+z=1、0.26≦x≦0.60、及び0.02≦z≦0.33を満たす構成(第7の構成)である。 In order to achieve the above-mentioned object, the method for producing an ion exchange material according to the present invention comprises a potassium compound that produces K 2 O or K 2 O by heating, a titanium compound that produces TiO 2 or TiO 2 by heating, and Nb. 2 O 5 or a niobium compound that produces Nb 2 O 5 by heating is mixed, and a firing step of firing the mixture produced by the mixing step at 700 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, In the mixing step, the molar ratio of K 2 O, TiO 2 , and Nb 2 O 5 is K 2 O: TiO 2 : Nb 2 O 5 = x: y: z, and x, y, And z are configurations (seventh configuration) that satisfy x + y + z = 1, 0.26 ≦ x ≦ 0.60, and 0.02 ≦ z ≦ 0.33.

上記目的を達成すべく、本発明に係るイオン交換体の製造方法は、上記第1〜第3いずれかの構成のイオン交換材料又は上記第7の構成の製造方法によって生成されたイオン交換材料と、バインダーの原料と、を混合し造粒する混合・造粒ステップと、前記混合・造粒ステップで得られた造粒物を、70℃以上1000℃以下で加熱するステップを有する構成(第8の構成)である。   In order to achieve the above-mentioned object, the method for producing an ion exchanger according to the present invention comprises an ion exchange material having any one of the first to third configurations or an ion exchange material produced by the production method having the seventh configuration. And a binder raw material are mixed and granulated, and a step of heating the granulated product obtained in the mixing / granulating step at 70 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower (eighth) Is the configuration).

また、本発明に係るイオン交換体の製造方法は、上記第1〜第3いずれかの構成のイオン交換材料又は上記第7の構成の製造方法によって生成されたイオン交換材料と、バインダーとしてジオポリマーの原料と、を混合し造粒した造粒物を、70℃以上250℃以下で加熱する構成(第10の構成)であることが好ましい。   The method for producing an ion exchanger according to the present invention is the ion exchange material having any one of the first to third configurations or the ion exchange material produced by the production method having the seventh configuration, and a geopolymer as a binder. It is preferable that the granulated product obtained by mixing and granulating the above raw material is heated at 70 ° C. or higher and 250 ° C. or lower (10th structure).

本発明によれば、イオン交換性能に優れたイオン交換材料、当該イオン交換材料を用いて造粒したイオン交換体、並びに当該イオン交換体を備えたイオン吸着装置及び水処理システムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ion exchange material having excellent ion exchange performance, an ion exchanger granulated using the ion exchange material, and an ion adsorption device and a water treatment system including the ion exchange material. it can.

また、本発明によれば、イオン交換性能に優れたチタン酸化合物系のイオン交換材料の製造方法及びイオン交換性能に優れたチタン酸化合物系のイオン交換材料を用いたイオン交換体の製造方法を提供することもできる。   Further, according to the present invention, a method for producing a titanate compound-based ion exchange material excellent in ion exchange performance and a method for producing an ion exchanger using the titanate compound-based ion exchange material excellent in ion exchange performance. It can also be provided.

本発明のイオン交換材料を製造する工程の一例を示すフローチャートFlowchart showing an example of steps for producing the ion exchange material of the present invention 本発明のイオン交換体(造粒品)を製造する工程の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the process of manufacturing the ion exchanger (granulated product) of this invention. イオン交換材料のイオン交換性能に関する評価結果を示すテーブルTable showing evaluation results regarding ion exchange performance of ion exchange materials 実施例1で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルX-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Example 1 参考例2で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルX-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Reference Example 2 参考例で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルX-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Reference Example 5 比較例3で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルX-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Comparative Example 3 比較例4で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルX-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Comparative Example 4 イオン交換体(造粒品)の強度に関する評価結果を示すテーブルTable showing the evaluation results regarding the strength of the ion exchanger (granulated product) 廃液処理装置の一構成例を示す模式図Schematic diagram showing a configuration example of a waste liquid treatment apparatus

以下では、本発明に係るイオン交換材料及び本発明に係るイオン交換体(造粒品)の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the ion exchange material according to the present invention and the ion exchanger (granulated product) according to the present invention will be described.

<イオン交換材料の製造方法>
本発明の一実施形態に係るイオン交換材料の製造方法は、混合ステップと、前記混合ステップによって生成された混合物を700℃以上1000℃以下で焼成する焼成ステップと、を有する。
<Method for producing ion exchange material>
An ion exchange material manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a mixing step and a firing step of firing the mixture produced by the mixing step at 700 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower.

上記の混合ステップでは、KOまたは加熱によりKOを生成するカリウム化合物と、TiOまたは加熱によりTiOを生成するチタン化合物と、Nbまたは加熱によりNbを生成するニオブ化合物と、が混合される。より詳細には、上記の混合ステップでは、KO、TiO、及びNbのモル比が、KO:TiO:Nb=x:y:zとなるように、KOまたは加熱によりKOを生成するカリウム化合物と、TiOまたは加熱によりTiOを生成するチタン化合物と、Nbまたは加熱によりNbを生成するニオブ化合物と、が配合される。x、y、及びzは、x+y+z=1、0.26≦x≦0.60、及び0.02≦z≦0.33を満たす。 In the mixing step, K 2 O or a potassium compound that produces K 2 O by heating, TiO 2 or a titanium compound that produces TiO 2 by heating, and Nb 2 O 5 or Nb 2 O 5 by heating are produced. And a niobium compound are mixed. More specifically, in the above mixing step, the molar ratio of K 2 O, TiO 2 and Nb 2 O 5 is K 2 O: TiO 2 : Nb 2 O 5 = x: y: z, K 2 O or a potassium compound that produces K 2 O by heating, TiO 2 or a titanium compound that produces TiO 2 by heating, and Nb 2 O 5 or a niobium compound that produces Nb 2 O 5 by heating are blended. To be done. x, y, and z satisfy x + y + z = 1, 0.26 ≦ x ≦ 0.60, and 0.02 ≦ z ≦ 0.33.

上述した製造方法によると、ソルボサーマル合成工程あるいは特許文献1において採用されている水熱合成工程を実行しなくてすむため、ソルボサーマル合成工程あるいは水熱合成工程を実行する場合と比較して製造時間を短くすることができ、製造コストを下げることができる。   According to the above-mentioned manufacturing method, since it is not necessary to perform the solvothermal synthesis step or the hydrothermal synthesis step adopted in Patent Document 1, the manufacturing method is performed as compared with the case where the solvothermal synthesis step or the hydrothermal synthesis step is performed. The time can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.

<本発明のイオン交換材料>
本発明のイオン交換材料は、K、Ti、Nb、及びOを含むイオン交換材料であって、Cu−Kα線源を用いたX線回折スペクトルにおいて、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲にある第1ピークと回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲にある第2ピークとを有する結晶性の化合物である。本発明のイオン交換材料としては、例えば上述した製造方法によって製造されたイオン交換材料を用いることができる。
<Ion exchange material of the present invention>
The ion exchange material of the present invention is an ion exchange material containing K, Ti, Nb, and O, and has an diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.00 in an X-ray diffraction spectrum using a Cu-Kα radiation source. It is a crystalline compound having a first peak in the range of 4 ° and a second peak in which the diffraction angle 2θ is in the range of 11.2 ° to 11.6 °. As the ion exchange material of the present invention, for example, the ion exchange material manufactured by the above-described manufacturing method can be used.

上記の第1ピーク及び第2ピークはK−Ti−Nb−O系の結晶(チタン酸ニオブ酸カリウム)に起因するピークであると推測される。したがって、本発明のイオン交換材料は、K−Ti−Nb−O系の結晶を有し、層状構造を有するチタン酸カリウム中のチタンの一部がニオブに置換した構造を有すると推定される。本発明のイオン交換材料の方がチタン酸カリウムよりもイオン交換性能を高くすることができる理由は、本発明のイオン交換材料の主体がK−Ti−Nb−O系の結晶(チタン酸ニオブ酸カリウム)であって、チタンからニオブへの置換によって、例えばストロンチウムやセシウム等とのイオン交換反応により適した層状構造を形成したためであると推定される。なお、イオン交換率の測定方法については後述する。   It is presumed that the above-mentioned first and second peaks are peaks due to K-Ti-Nb-O-based crystals (potassium niobate titanate). Therefore, it is presumed that the ion exchange material of the present invention has a crystal of K-Ti-Nb-O system and has a structure in which part of titanium in potassium titanate having a layered structure is replaced with niobium. The reason why the ion exchange material of the present invention can have higher ion exchange performance than potassium titanate is that the ion exchange material of the present invention is mainly composed of K—Ti—Nb—O type crystals (niobate titanate). It is presumed that this is because substitution of titanium with niobium formed a suitable layered structure by an ion exchange reaction with, for example, strontium or cesium. The method for measuring the ion exchange rate will be described later.

また、本発明のイオン交換材料は、K、Ti、Nb、及びOの原子比率が一般式K2xTiNb2zx+2y+5zにより表され、x、y、及びzが、x+y+z=1、0.26≦x≦0.60、及び0.02≦z≦0.33を満たすことが好ましい。上記のようにx、y、及びzの各範囲を定めることで、カリウム、チタン、ニオブのいずれかが極端に少なくなることが回避できるので、イオンと交換されるカリウムが十分に確保でき、且つ、イオン交換に好適な層状構造が維持される。したがって、イオン交換性能を高くすることができる。好ましくは、上記のx及びzが、0.26≦x≦0.45及び0.02≦z≦0.33を満たすようにする。さらに本発明のイオン交換材料を含む本発明のイオン交換体(造粒品)の強度を考慮すると、より好ましくは、上記のx及びzが、0.28≦x≦0.42及び0.05≦z≦0.18を満たすようにする。 In the ion exchange material of the present invention, the atomic ratio of K, Ti, Nb, and O is represented by the general formula K 2x Ti y Nb 2z O x + 2y + 5z , where x, y, and z are x + y + z = 1, 0. It is preferable that 26 ≦ x ≦ 0.60 and 0.02 ≦ z ≦ 0.33 are satisfied. By defining the respective ranges of x, y, and z as described above, it is possible to avoid an extremely small amount of potassium, titanium, or niobium, so that it is possible to sufficiently secure potassium exchanged with ions, and , A layered structure suitable for ion exchange is maintained. Therefore, the ion exchange performance can be improved. Preferably, the above x and z satisfy 0.26 ≦ x ≦ 0.45 and 0.02 ≦ z ≦ 0.33. Further considering the strength of the ion exchanger (granulated product) of the present invention containing the ion exchange material of the present invention, it is more preferable that x and z are 0.28 ≦ x ≦ 0.42 and 0.05. ≦ z ≦ 0.18 is satisfied.

なお、本発明のイオン交換材料は、意図していない不純物を含んでいる場合がある。不純物は少量であればイオン交換性能及び本発明のイオン交換材料を含む本発明のイオン交換体(造粒品)の形態保持強度にあまり影響がない。すなわち、少量の不純物を含む本発明のイオン交換材料は、不純物を含まない本発明のイオン交換材料と略同様の効果を奏する。   The ion exchange material of the present invention may contain unintended impurities. As long as the amount of impurities is small, the ion exchange performance and the shape retention strength of the ion exchanger (granulated product) of the present invention containing the ion exchange material of the present invention are not significantly affected. That is, the ion exchange material of the present invention containing a small amount of impurities has substantially the same effect as the ion exchange material of the present invention containing no impurities.

本発明のイオン交換材料では、二チタン酸カリウム及び四チタン酸カリウムの少なくとも一つを含んでいても良い。二チタン酸カリウム及び四チタン酸カリウムの各特性の少なくとも一つを利用して、本発明のイオン交換材料の特性を調整することができるからである。また、本発明のイオン交換材料中に未反応の原料である酸化チタンが残留していても良い。   The ion exchange material of the present invention may contain at least one of potassium dititanate and potassium tetratitanate. This is because the characteristics of the ion exchange material of the present invention can be adjusted by using at least one of the characteristics of potassium dititanate and potassium tetratitanate. Further, unreacted raw material titanium oxide may remain in the ion exchange material of the present invention.

<本発明のイオン交換材料の製造方法>
本発明のイオン交換材料を製造する工程の一例について説明する。
<Method for producing ion exchange material of the present invention>
An example of steps for producing the ion exchange material of the present invention will be described.

図1は、本発明のイオン交換材料を製造する工程の一例を示すフローチャートである。   FIG. 1 is a flowchart showing an example of steps for producing the ion exchange material of the present invention.

まず、所定の組成比で計量された二酸化チタン(TiO)と酸化ニオブ(Nb)と炭酸カリウム(KCO)を混合処理(ステップS10)に付して二酸化チタン(TiO)と酸化ニオブ(Nb)と炭酸カリウム(KCO)との粉末混合物を生成する。ステップS10の混合処理としては、例えば振動ミル、ビーズミル、ヘンシェルミキサー等を使用した乾式混合や、水中で撹拌混合する湿式混合が挙げられる。湿式混合の場合には、混合スラリーの乾燥処理(ステップS20)が必要となり、例えばスプレードライを用いた噴霧乾燥処理を挙げることができるが、噴霧乾燥処理に限定されない。 First, titanium dioxide (TiO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), and potassium carbonate (K 2 CO 3 ) measured in a predetermined composition ratio are subjected to a mixing treatment (step S10) to obtain titanium dioxide (TiO 2). ), Niobium oxide (Nb 2 O 5 ) and potassium carbonate (K 2 CO 3 ). Examples of the mixing process in step S10 include dry mixing using a vibration mill, bead mill, Henschel mixer, and wet mixing in which stirring and mixing are performed in water. In the case of wet mixing, it is necessary to dry the mixed slurry (step S20). For example, a spray drying process using spray drying can be used, but the spray drying process is not limited.

次に、上記の粉末混合物を焼成処理(ステップS30)に付して粉末混合物を化学反応させる。この化学反応によって、粉状体であるイオン交換材料が生成される。ステップS30の焼成条件としては、例えば焼成温度700〜1000℃、焼成時間1〜5時間を挙げることができる。焼成温度が700℃未満である場合には、イオン交換材料中に未反応の原料が多量に残留する虞がある。焼成温度が1000℃を超える場合には、粉末が溶解して塊状になる虞がある。焼成時間が1時間未満である場合には、イオン交換材料中に未反応の原料が多量に残留する虞がある。焼成時間が5時間を超える場合には、十分にマージンをとっている反応完了予想時間を超えた後にも熱エネルギーが投入され熱エネルギーが無駄に消費されることになる。ただし、各数値はあくまで例示であり、例えば焼成炉の性能あるいは温度測定位置などに応じて適切な値は変化する。   Next, the powder mixture is subjected to a firing treatment (step S30) to chemically react the powder mixture. This chemical reaction produces an ion exchange material in the form of powder. Examples of the firing conditions in step S30 include a firing temperature of 700 to 1000 ° C. and a firing time of 1 to 5 hours. If the firing temperature is lower than 700 ° C., a large amount of unreacted raw material may remain in the ion exchange material. If the firing temperature exceeds 1000 ° C., the powder may melt and form a lump. If the firing time is less than 1 hour, a large amount of unreacted raw material may remain in the ion exchange material. When the firing time exceeds 5 hours, thermal energy is input and wasted in vain even after the expected completion time of the reaction, which has a sufficient margin, is exceeded. However, each numerical value is merely an example, and an appropriate value changes depending on, for example, the performance of the firing furnace or the temperature measurement position.

上記したイオン交換材料の平均粒子径は、1〜100μmであることが好ましい。平均粒子径が1μm以上である場合には、工業生産上、扱い易くなる。平均粒子径が100μmを超える場合には、イオン交換体(造粒品)の製造時のバインダーとの均一混合性に支障をきたす虞があり、その場合は粉砕等により粒度を調整する必要がある。より好ましい平均粒子径は、1〜30μmである。   The average particle size of the above-mentioned ion exchange material is preferably 1 to 100 μm. When the average particle size is 1 μm or more, it is easy to handle in industrial production. If the average particle size exceeds 100 μm, it may hinder the uniform mixing property with the binder during the production of the ion exchanger (granulated product). In that case, it is necessary to adjust the particle size by pulverization or the like. . A more preferable average particle diameter is 1 to 30 μm.

図2は、本発明のイオン交換材料から本発明のイオン交換体(造粒品)を製造する工程の一例を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing an example of a process for producing the ion exchanger (granulated product) of the present invention from the ion exchange material of the present invention.

上記した本発明のイオン交換材料とバインダーの原料とを混合処理(ステップS40)し、次に造粒処理(ステップS50)を行う。このとき、造粒を促進するためにポリビニルアルコール溶液等を加えてもよい。バインダー添加量は、バインダー添加量に関するイオン交換性能と造粒強度とのトレードオフを考慮して適正範囲に収めるとよい。ステップS50の次に、焼成処理(ステップS60)によって本発明のイオン交換材料とバインダーの原料とを結着させ、本発明のイオン交換材料を含む多孔質粒子であるイオン交換体(造粒品)を得る。   The above-mentioned ion exchange material of the present invention and the binder raw material are mixed (step S40), and then granulated (step S50). At this time, a polyvinyl alcohol solution or the like may be added to promote granulation. The amount of binder added should be within an appropriate range in consideration of the trade-off between the ion exchange performance and the granulation strength related to the amount of binder added. Next to step S50, an ion exchanger (granulated product) which is a porous particle containing the ion exchange material of the present invention is obtained by binding the ion exchange material of the present invention and the raw material of the binder by a firing treatment (step S60). To get

ステップS50の造粒処理としては、特に制限はなく、転動造粒法、流動層造粒法、混合撹拌造粒法、押出造粒法、溶融造粒法、噴霧造粒法、圧縮造粒法、及び破砕造粒法等が挙げられる。混合撹拌造粒法等は、ステップS40とステップS50を同一装置で行える利点を有する。また、本発明のイオン交換材料と混合されるバインダーの原料に特に制限はないが、バインダーはジオポリマーであることが好ましい。   The granulation process in step S50 is not particularly limited, and includes rolling granulation method, fluidized bed granulation method, mixing stirring granulation method, extrusion granulation method, melt granulation method, spray granulation method, compression granulation method. Method, crushing granulation method and the like. The mixing stirring granulation method and the like have an advantage that step S40 and step S50 can be performed by the same device. The binder raw material to be mixed with the ion exchange material of the present invention is not particularly limited, but the binder is preferably a geopolymer.

ジオポリマーとは、活性フィラーとアルカリ金属ケイ酸塩を含む硬化体である。ジオポリマーは、活性フィラーから溶出した金属がアルカリ金属ケイ酸塩水溶液と接することによって、アルカリ金属ケイ酸塩のケイ酸錯体(SiO)を架橋してポリマー化して得ることができる。ジオポリマーは高い強度を有する。このため、ジオポリマーを介して本発明のイオン交換材料粒子同士が結着している結着部分の機械的結合力に優れる。したがって、他のバインダーを用いた場合よりも高強度のイオン交換体(造粒品)が得られる。また、ジオポリマーは水分による強度低下がない。このため、ジオポリマーをバインダーとして用いることで、水中に長期時間浸漬後も高い強度を保つイオン交換体(造粒品)が得られる。さらに、ジオポリマーは250℃以下の低温で強度が発現するので、本発明のイオン交換材料の組成、結晶構造を変質させるような反応を抑制することができ、本発明のイオン交換材料のイオン交換特性を損ねることが少ない。 A geopolymer is a cured product containing an active filler and an alkali metal silicate. The geopolymer can be obtained by bringing the metal eluted from the active filler into contact with an aqueous alkali metal silicate solution to crosslink the silicic acid complex (SiO 4 ) of the alkali metal silicate and polymerize it. Geopolymers have high strength. For this reason, the ion-exchange material particles of the present invention are bound to each other via the geopolymer and have excellent mechanical binding force at the binding portion. Therefore, an ion exchanger (granulated product) having a higher strength than that obtained by using another binder can be obtained. Further, the strength of the geopolymer does not decrease due to moisture. Therefore, by using the geopolymer as a binder, an ion exchanger (granulated product) that maintains high strength even after being immersed in water for a long time can be obtained. Further, since the geopolymer exhibits strength at a low temperature of 250 ° C. or lower, it is possible to suppress a reaction that alters the composition and crystal structure of the ion exchange material of the present invention, and the ion exchange of the ion exchange material of the present invention. Less likely to damage the characteristics.

ステップS40の焼成条件としては、例えば焼成温度70〜1000℃、焼成時間1〜48時間を挙げることができる。   Examples of the firing conditions in step S40 include a firing temperature of 70 to 1000 ° C. and a firing time of 1 to 48 hours.

バインダーをジオポリマーにする場合、上述した通りジオポリマーは250℃以下の低温で強度が発現するので、ステップS40の焼成条件としては、例えば焼成温度70〜250℃、焼成時間1〜48時間を挙げることができる。すなわち、バインダーをジオポリマーにすることによって、ステップS40の焼成温度の低温化を図ることができる。焼成温度を70℃以上とすることにより、ジオポリマーの固化を早めることができる。バインダーをジオポリマーにする場合、より好ましくは焼成温度を80〜150℃とする。焼成温度が80℃以上でジオポリマーの固化が強固になり、焼成温度が150℃以下でジオポリマー中の水分の急激な沸騰を抑えることができジオポリマーの結着部分を均一にできる。また、固化させるための時間が1時間以上にするとジオポリマーの固化が強固になり、固化させるための時間が48時間を越えると生産性が低下するため、バインダーをジオポリマーにする場合には焼成時間が1時間以上で48時間以下であることが好ましい。   When the binder is a geopolymer, since the strength of the geopolymer develops at a low temperature of 250 ° C. or lower as described above, the firing conditions in step S40 are, for example, a firing temperature of 70 to 250 ° C. and a firing time of 1 to 48 hours. be able to. That is, by using a geopolymer as the binder, the firing temperature in step S40 can be lowered. By setting the firing temperature to 70 ° C. or higher, solidification of the geopolymer can be accelerated. When the binder is a geopolymer, the firing temperature is more preferably 80 to 150 ° C. When the firing temperature is 80 ° C or higher, the solidification of the geopolymer becomes strong, and when the firing temperature is 150 ° C or lower, the rapid boiling of water in the geopolymer can be suppressed, and the binding portion of the geopolymer can be made uniform. Further, if the time for solidification is 1 hour or more, the solidification of the geopolymer becomes strong, and if the time for solidification exceeds 48 hours, the productivity is lowered. The time is preferably 1 hour or more and 48 hours or less.

バインダーをジオポリマーにする場合、ステップS40の混合処理では、イオン交換材料とジオポリマーの原料の一つである活性フィラーとを均一に混合させる。活性フィラーとしては、例えば、メタカオリン、ムライト、礬土頁岩、フライアッシュ、白土、焼成汚泥などの粘土鉱物や、ガラス粉砕品、高炉スラグ等を用いるとよい。次にステップ50の造粒処理で、ジオポリマーのもう一つの原料であるアルカリ金属ケイ酸塩と水とを用いる。アルカリ金属ケイ酸塩としては、例えば、水ガラスなどのケイ酸ナトリウム水溶液、ケイ酸カリウム水溶液などを用いるとよい。さらに、ジオポリマーの原料に有機バインダーを含めてもよい。有機バインダーとしては、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロール、ヒドロキシエチルセルロース、澱粉等を用いるとよい。   When the binder is a geopolymer, in the mixing process of step S40, the ion exchange material and the active filler which is one of the raw materials of the geopolymer are uniformly mixed. As the active filler, for example, metakaolin, mullite, shale shale, fly ash, clay, clay minerals such as calcined sludge, crushed glass, blast furnace slag and the like may be used. Next, in the granulation process of step 50, another raw material of the geopolymer, that is, an alkali metal silicate and water are used. As the alkali metal silicate, for example, a sodium silicate aqueous solution such as water glass or a potassium silicate aqueous solution may be used. Further, the raw material of the geopolymer may include an organic binder. As the organic binder, for example, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, starch or the like may be used.

以下では、本発明の実施例について更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。すなわち、下記で説明する各種の処理方法や造粒方法など、公知の一般的な技術を適用することが可能な部分については、下記の実施例に何ら限定されることなく、その内容を適宜変更することが可能であることは言うまでもない。   Hereinafter, examples of the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited to the following examples. That is, the portions to which known general techniques such as various treatment methods and granulation methods described below can be applied are not limited to the following examples, and the contents are appropriately changed. It goes without saying that it is possible to do.

<実施例1>
(1−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを21.8重量部、酸化ニオブを8.7重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを19.5重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度593(相対値)のピークがあり、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度500(相対値)のピークがあり、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲に強度1813(相対値)のピークがあり、13.5°〜13.8°の範囲に強度1603(相対値)のピークがあり、一般式K0.64Ti0.61Nb0.141.89により表されるイオン交換材料であった。
<Example 1>
(1-1) Method for producing ion exchange material With respect to 100 parts by weight of water, 21.8 parts by weight of titanium oxide and 8.7 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred. Then, 19.5 parts by weight of potassium carbonate was added and the mixture was further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 593 (relative value) in the range of 9.8 ° to 10.3 °. There is a peak, there is a peak of intensity 500 (relative value) in the range of diffraction angle 2θ of 11.2 ° to 11.6 °, and intensity 1813 (in the range of diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 °). (Relative value), there is a peak of intensity 1603 (relative value) in the range of 13.5 ° to 13.8 °, and according to the general formula K 0.64 Ti 0.61 Nb 0.14 O 1.89. It was the ion exchange material represented.

(1−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(1−1)で得られたイオン交換材料10kgと、メタカオリン1.0kgを高速混合造粒機(ダルトン株式会社、RMO−4H)により、高速撹拌させて混合粉末を生成した。その後、水ガラスとして1号珪酸ソーダ(Na2O・2SiO2)2.5kgを水1.5kgで希釈し、上記の混合粉末にスプレーしながら撹拌することにより造粒させた。得られた造粒体を電気マッフル炉にて大気雰囲気下、150℃で12時間焼成してイオン交換体を得た。上記したイオン交換体の粒径は例えば300〜600μm程度である。なお、後述する実施例2〜4、参考例1〜8及び比較例1〜7においても、イオン交換体の粒径は例えば300〜600μm程度である。
(1-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) 10 kg of ion exchange material obtained in (1-1) and 1.0 kg of metakaolin are mixed at high speed by a granulator (Dalton Co., RMO-4H). The high-speed stirring was performed to produce a mixed powder. Then, 2.5 kg of No. 1 sodium silicate (Na 2 O · 2SiO 2 ) as water glass was diluted with 1.5 kg of water, and the mixed powder was sprayed and stirred to granulate. The obtained granules were fired in an electric muffle furnace at 150 ° C. for 12 hours in an air atmosphere to obtain ion exchangers. The particle size of the above-mentioned ion exchanger is, for example, about 300 to 600 μm. In Examples 2 to 4, Reference Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7, which will be described later, the particle size of the ion exchanger is, for example, about 300 to 600 μm.

得られたイオン交換体をX線回折分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲、及び13.5°〜13.8°の範囲それぞれにピークが確認された。   The obtained ion exchanger was analyzed by an X-ray diffraction analyzer. As a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 9.8 ° to 10.3 °, and the diffraction angle 2θ was 11.2 ° to 11.6. A peak was confirmed in each of the range of 1 °, the diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 °, and the range of 13.5 ° to 13.8 °.

<実施例2>
(2−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを15.3重量部、酸化ニオブを17.0重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを17.7重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度857(相対値)のピークがあり、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度707(相対値)のピークがあり、13.0°〜13.4°の範囲に強度2350(相対値)のピークがあり、一般式K0.66Ti0.50Nb0.342.18により表されるイオン交換材料であった。
<Example 2>
(2-1) Method for producing ion exchange material With respect to 100 parts by weight of water, 15.3 parts by weight of titanium oxide and 17.0 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred. Then, 17.7 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 857 (relative value) in the range of 9.8 ° to 10.3 °. There is a peak, the diffraction angle 2θ has a peak of intensity 707 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °, and an intensity of 2350 (relative value) in the range of 13.0 ° to 13.4 °. It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 0.66 Ti 0.50 Nb 0.34 O 2.18 .

(2−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(2−1)で得られたイオン交換材料を用いて、焼成温度を120℃とすること以外(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(2-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) In the same process as (1-2) except that the firing temperature is 120 ° C. using the ion exchange material obtained in (2-1) An ion exchanger was obtained.

得られたイオン交換体をX線回折分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲、及び回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲それぞれにピークが確認された。   The obtained ion exchanger was analyzed by an X-ray diffraction analyzer. As a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 9.8 ° to 10.3 °, and the diffraction angle 2θ was 11.2 ° to 11.6. A peak was confirmed in each of the range of 1 ° and the diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 °.

<実施例3>
(3−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを20.0重量部、酸化ニオブを8.4重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを21.6重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度300(相対値)のピークがあり、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度620(相対値)のピークがあり、13.0°〜13.4°の範囲に強度2250(相対値)のピークがあり、13.5°〜13.8°の範囲に強度3163(相対値)のピークがあり、一般式K0.72Ti0.57Nb0.141.85により表されるイオン交換材料であった。
<Example 3>
(3-1) Method for producing ion exchange material 20.0 parts by weight of titanium oxide and 8.4 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 21.6 parts by weight of potassium carbonate was added, and the mixture was further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. The obtained calcined product was analyzed by an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer. As a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 9.8 ° to 10.3 ° with an intensity of 300 (relative value). There is a peak, there is a peak of intensity 620 (relative value) in the range of diffraction angle 2θ of 11.2 ° to 11.6 °, and a peak of intensity 2250 (relative value) in the range of 13.0 ° to 13.4 °. An ion represented by the general formula K 0.72 Ti 0.57 Nb 0.14 O 1.85 , which has a peak and an intensity of 3163 (relative value) in the range of 13.5 ° to 13.8 °. It was a replacement material.

(3−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(3−1)で得られたイオン交換材料を用いて(2−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(3-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) An ion exchanger was obtained in the same step as (2-2) using the ion exchange material obtained in (3-1).

得られたイオン交換体をX線回折分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲、及び回折角2θが13.5°〜13.8°の範囲それぞれにピークが確認された。   The obtained ion exchanger was analyzed by an X-ray diffraction analyzer. As a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 9.8 ° to 10.3 °, and the diffraction angle 2θ was 11.2 ° to 11.6. The peak was confirmed in each of the range of °, the diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 °, and the diffraction angle 2θ of 13.5 ° to 13.8 °.

<実施例4>
(4−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを14.1重量部、酸化ニオブを15.6重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを20.4重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度410(相対値)のピークがあり、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度797(相対値)のピークがあり、13.0°〜13.4°の範囲に強度3483(相対値)のピークがあり、一般式K0.78Ti0.46Nb0.302.06により表されるイオン交換材料であった。
<Example 4>
(4-1) Method for producing ion exchange material With respect to 100 parts by weight of water, 14.1 parts by weight of titanium oxide and 15.6 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred. Then, 20.4 parts by weight of potassium carbonate was added, and the mixture was further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 410 (relative value) in the range of 9.8 ° to 10.3 °. There is a peak, the diffraction angle 2θ has a peak of intensity 797 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °, and the intensity of 3483 (relative value) in the range of 13.0 ° to 13.4 °. It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 0.78 Ti 0.46 Nb 0.30 O 2.06 .

(4−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(4−1)で得られたイオン交換材料を用いて、焼成温度を100℃とすること以外(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(4-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) In the same step as (1-2) except that the firing temperature is 100 ° C. using the ion exchange material obtained in (4-1) An ion exchanger was obtained.

得られたイオン交換体をX線回折分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲、及び回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲それぞれにピークが確認された。   The obtained ion exchanger was analyzed by an X-ray diffraction analyzer. As a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 9.8 ° to 10.3 °, and the diffraction angle 2θ was 11.2 ° to 11.6. A peak was confirmed in each of the range of 1 ° and the diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 °.

参考例1
(5−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを25.1重量部、酸化ニオブを7.2重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを17.7重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度750(相対値)のピークがあり、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度340(相対値)のピークがあり、13.0°〜13.4°の範囲に強度970(相対値)のピークがあり、13.5°〜13.8°の範囲に強度1323(相対値)のピークがあり、一般式K0.54Ti0.67Nb0.121.91により表されるイオン交換材料であった。
< Reference example 1 >
(5-1) Method for producing ion exchange material With respect to 100 parts by weight of water, 25.1 parts by weight of titanium oxide and 7.2 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred. Then, 17.7 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. The obtained calcined product was analyzed by an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, and as a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 9.8 ° to 10.3 ° with an intensity of 750 (relative value). There is a peak, the diffraction angle 2θ has a peak of intensity 340 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °, and the intensity 970 (relative value) of 13.0 ° to 13.4 °. There was a peak, and there was a peak of intensity 1323 (relative value) in the range of 13.5 ° to 13.8 °, and it was an ion exchange material represented by the general formula K 0.54 Ti 0.67 Nb 0.12 O 1.91 .

(5−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(5−1)で得られたイオン交換材料を用いて、焼成温度を200℃とすること以外(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(5-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) In the same step as (1-2) except that the firing temperature is 200 ° C. using the ion exchange material obtained in (5-1) An ion exchanger was obtained.

得られたイオン交換体をX線回折分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲、及び回折角2θが13.5°〜13.8°の範囲それぞれにピークが確認された。   The obtained ion exchanger was analyzed by an X-ray diffraction analyzer. As a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 9.8 ° to 10.3 °, and the diffraction angle 2θ was 11.2 ° to 11.6. The peak was confirmed in each of the range of °, the diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 °, and the diffraction angle 2θ of 13.5 ° to 13.8 °.

参考例2
(6−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを10.7重量部、酸化ニオブを23.8重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを15.5重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度403(相対値)のピークがあり、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度317(相対値)のピークがあり、13.0°〜13.4°の範囲に強度873(相対値)のピークがあり、一般式K0.66Ti0.40Nb0.542.48により表されるイオン交換材料であった。
< Reference example 2 >
(6-1) Method for producing ion exchange material 10.7 parts by weight of titanium oxide and 23.8 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 15.5 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 403 (relative value) in the range of 9.8 ° to 10.3 °. There is a peak, the diffraction angle 2θ has a peak of intensity 317 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °, and an intensity of 873 (relative value) in the range of 13.0 ° to 13.4 °. It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 0.66 Ti 0.40 Nb 0.54 O 2.48 .

(6−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(6−1)で得られたイオン交換材料を用いて(5−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(6-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) An ion exchanger was obtained in the same step as (5-2) using the ion exchange material obtained in (6-1).

参考例3
(7−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを22.3重量部、酸化ニオブを3.1重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを24.6重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度297(相対値)のピークがあり、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲に強度733(相対値)のピークがあり、13.5°〜13.8°の範囲に強度9247(相対値)のピークがあり、一般式K0.76Ti0.60Nb0.041.68により表されるイオン交換材料であった。
< Reference Example 3 >
(7-1) Method for producing ion-exchange material 22.3 parts by weight of titanium oxide and 3.1 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 24.6 parts by weight of potassium carbonate was added and the mixture was further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. The obtained calcined product was analyzed by an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, and as a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 11.2 ° to 11.6 ° with an intensity of 297 (relative value). There is a peak, the diffraction angle 2θ has a peak of intensity 733 (relative value) in the range of 13.0 ° to 13.4 °, and a peak of intensity 9247 (relative value) in the range of 13.5 ° to 13.8 °. It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 0.76 Ti 0.60 Nb 0.04 O 1.68 .

(7−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(7−1)で得られたイオン交換材料を用いて、焼成を80℃で24時間とすること以外(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(7-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Same as (1-2) except that the ion exchange material obtained in (7-1) is used and the firing is performed at 80 ° C. for 24 hours. An ion exchanger was obtained in the process.

参考例4
(8−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを7.0重量部、酸化ニオブを18.5重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを24.4重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度1083(相対値)のピークがあり、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲に強度3853(相対値)のピークがあり、一般式K1.06Ti0.26Nb0.422.10により表されるイオン交換材料であった。
< Reference Example 4 >
(8-1) Method for producing ion exchange material 7.0 parts by weight of titanium oxide and 18.5 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 24.4 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 1083 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °. There is a peak, the diffraction angle 2θ has a peak of intensity 3853 (relative value) in the range of 13.0 ° to 13.4 °, and is an ion exchange material represented by the general formula K 1.06 Ti 0.26 Nb 0.42 O 2.10. It was

(8−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(8−1)で得られたイオン交換材料を用いて(7−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(8-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (8-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (7-2).

得られたイオン交換体をX線回折分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲及び回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲それぞれにピークが確認された。   The obtained ion exchanger was analyzed by an X-ray diffraction analyzer. As a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 11.2 ° to 11.6 ° and the diffraction angle 2θ was 13.0 ° to 13.4. Peaks were confirmed in each of the ° ranges.

<参考例
(9−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを4.9重量部、酸化ニオブを24.1重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを21.0重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度1820(相対値)のピークがあり、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲に強度7713(相対値)のピークがあり、一般式K1.00Ti0.20Nb0.602.40により表されるイオン交換材料であった。
<Reference example 5 >
(9-1) Method for producing ion exchange material 4.9 parts by weight of titanium oxide and 24.1 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 21.0 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. The obtained calcined product was analyzed by an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, and as a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 11.2 ° to 11.6 ° with an intensity of 1820 (relative value). There is a peak, a diffraction intensity 2θ has a peak of intensity 7713 (relative value) in the range of 13.0 ° to 13.4 °, and is an ion exchange material represented by the general formula K 1.00 Ti 0.20 Nb 0.60 O 2.40. It was

(9−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(9−1)で得られたイオン交換材料を用いて(7−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(9-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (9-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (7-2).

得られたイオン交換体をX線回折分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲及び回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲それぞれにピークが確認された。   The obtained ion exchanger was analyzed by an X-ray diffraction analyzer. As a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 11.2 ° to 11.6 ° and the diffraction angle 2θ was 13.0 ° to 13.4. Peaks were confirmed in each of the ° ranges.

参考例6
(10−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを12.7重量部、酸化ニオブを10.1重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを27.2重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度780(相対値)のピークがあり、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲に強度2503(相対値)のピークがあり、13.5°〜13.8°の範囲に強度1680(相対値)のピークがあり、一般式K1.00Ti0.40Nb0.201.80により表されるイオン交換材料であった。
< Reference Example 6 >
(10-1) Method for producing ion exchange material With respect to 100 parts by weight of water, 12.7 parts by weight of titanium oxide and 10.1 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred. Then, 27.2 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 780 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °. There is a peak, the diffraction angle 2θ has a peak of intensity 2503 (relative value) in the range of 13.0 ° to 13.4 °, and an intensity of 1680 (relative value) in the range of 13.5 ° to 13.8 °. It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 1.00 Ti 0.40 Nb 0.20 O 1.80 .

(10−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(10−1)で得られたイオン交換材料を用いて(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(10-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (10-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (1-2).

参考例7
(11−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを2.4重量部、酸化ニオブを22.4重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを25.3重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度1283(相対値)のピークがあり、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲に強度3453(相対値)のピークがあり、一般式K1.24Ti0.10Nb0.562.22により表されるイオン交換材料であった。
< Reference Example 7 >
(11-1) Method for producing ion exchange material With respect to 100 parts by weight of water, 2.4 parts by weight of titanium oxide and 22.4 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred. Then, 25.3 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 1283 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °. It is an ion exchange material represented by the general formula K 1.24 Ti 0.10 Nb 0.56 O 2.22 , which has a peak and a peak with an intensity of 3453 (relative value) in the diffraction angle 2θ range of 13.0 ° to 13.4 °. It was

(11−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(11−1)で得られたイオン交換材料を用いて(7−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(11-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (11-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (7-2).

得られたイオン交換体をX線回折分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲及び回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲それぞれにピークが確認された。   The obtained ion exchanger was analyzed by an X-ray diffraction analyzer. As a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 11.2 ° to 11.6 ° and the diffraction angle 2θ was 13.0 ° to 13.4. Peaks were confirmed in each of the ° ranges.

参考例8
(12−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを8.4重量部、酸化ニオブを5.9重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを35.7重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度367(相対値)のピークがあり、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲に強度787(相対値)のピークがあり、13.5°〜13.8°の範囲に強度467(相対値)のピークがあり、一般式K1.34Ti0.27Nb0.121.51により表されるイオン交換材料であった。
< Reference Example 8 >
(12-1) Method for producing ion exchange material 8.4 parts by weight of titanium oxide and 5.9 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 35.7 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 367 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °. There is a peak, the diffraction angle 2θ has a peak of intensity 787 (relative value) in the range of 13.0 ° to 13.4 °, and a peak of intensity 467 (relative value) in the range of 13.5 ° to 13.8 °. It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 1.34 Ti 0.27 Nb 0.12 O 1.51 .

(12−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(12−1)で得られたイオン交換材料を用いて(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(12-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (12-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (1-2).

<比較例1>
(13−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化ニオブを24.5重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを25.5重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度1653(相対値)のピークがあり、一般式K1.34Nb0.662.32により表されるイオン交換材料であった。
<Comparative Example 1>
(13-1) Method for producing ion exchange material 24.5 parts by weight of niobium oxide was mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 25.5 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 1653 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °. It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 1.34 Nb 0.66 O 2.32 .

(13−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(13−1)で得られたイオン交換材料を用いて(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(13-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (13-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (1-2).

<比較例2>
(14−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化ニオブを37.1重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを12.9重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度307(相対値)のピークがあり、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度297(相対値)のピークがあり、一般式K0.80Nb1.203.40により表されるイオン交換材料であった。
<Comparative example 2>
(14-1) Method for producing ion exchange material 37.1 parts by weight of niobium oxide was mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 12.9 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 307 (relative value) in the range of 9.8 ° to 10.3 °. An ion represented by the general formula K 0.80 Nb 1.20 O 3.40 , which has a peak and a peak of intensity 297 (relative value) in the range of the diffraction angle 2θ of 11.2 ° to 11.6 °. It was a replacement material.

(14−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(14−1)で得られたイオン交換材料を用いて(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(14-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (14-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (1-2).

<比較例3>
(15−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを5.6重量部、酸化ニオブを31.8重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを12.6重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度253(相対値)のピークがあり、一般式K0.64Ti0.25Nb0.862.97により表されるイオン交換材料であった。
<Comparative example 3>
(15-1) Method for producing ion exchange material 5.6 parts by weight of titanium oxide and 31.8 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 12.6 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. The obtained calcined product was analyzed by an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, and as a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 9.8 ° to 10.3 ° with an intensity of 253 (relative value). It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 0.64 Ti 0.25 Nb 0.86 O 2.97 .

(15−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(15−1)で得られたイオン交換材料を用いて(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(15-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (15-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (1-2).

<比較例4>
(16−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを14.2重量部、酸化ニオブを23.6重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを12.3重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度430(相対値)のピークがあり、一般式K0.50Ti0.50Nb0.502.50により表されるイオン交換材料であった。
<Comparative example 4>
(16-1) Method for producing ion exchange material With respect to 100 parts by weight of water, 14.2 parts by weight of titanium oxide and 23.6 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred. Then, 12.3 parts by weight of potassium carbonate was added and the mixture was further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. The obtained calcined product was analyzed by an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, and as a result, in the X-ray diffraction spectrum, the diffraction angle 2θ was in the range of 9.8 ° to 10.3 ° with an intensity of 430 (relative value). It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 0.50 Ti 0.50 Nb 0.50 O 2.50 .

(16−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(16−1)で得られたイオン交換材料を用いて(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(16-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (16-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (1-2).

<比較例5>
(17−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを27.1重量部、酸化ニオブを15.0重量部混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを7.9重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲に強度377(相対値)のピークがあり、一般式K0.26Ti0.75Nb0.242.23により表されるイオン交換材料であった。
<Comparative Example 5>
(17-1) Method for producing ion exchange material With respect to 100 parts by weight of water, 27.1 parts by weight of titanium oxide and 15.0 parts by weight of niobium oxide were mixed and stirred. Then, 7.9 parts by weight of potassium carbonate was added and the mixture was further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 377 (relative value) in the range of 11.2 ° to 11.6 °. It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 0.26 Ti 0.75 Nb 0.24 O 2.23 .

(17−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(17−1)で得られたイオン交換材料を用いて(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(17-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (17-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (1-2).

<比較例6>
(18−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを30.4重量部、混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを19.6重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲に強度1187(相対値)のピークがあり、回折角2θが13.5°〜13.8°の範囲に強度2697(相対値)のピークがあり、一般式K0.54Ti0.731.73により表されるイオン交換材料であった。
<Comparative example 6>
(18-1) Method for producing ion exchange material 30.4 parts by weight of titanium oxide was mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 19.6 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 1187 (relative value) in the range of 9.8 ° to 10.3 °. An ion represented by the general formula K 0.54 Ti 0.73 O 1.73 , which has a peak and a peak of intensity 2697 (relative value) in the range of diffraction angle 2θ of 13.5 ° to 13.8 °. It was a replacement material.

(18−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(18−1)で得られたイオン交換材料を用いて(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(18-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (18-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (1-2).

<比較例7>
(19−1)イオン交換材料の製造方法
水100重量部に対して酸化チタンを26.8重量部、混合・攪拌した。その後、炭酸カリウムを23.2重量部加えて更に攪拌した。混合した溶液を200℃で噴霧乾燥(スプレードライ)し、800℃で3時間焼成した。得られた焼成物をX線回折分析装置及び蛍光X線分析装置で分析した結果、X線回折スペクトルにおいて回折角2θが13.5°〜13.8°の範囲に強度2280(相対値)のピークがあり、一般式K0.66Ti0.671.67により表されるイオン交換材料であった。
<Comparative Example 7>
(19-1) Method for producing ion exchange material 26.8 parts by weight of titanium oxide was mixed and stirred with 100 parts by weight of water. Then, 23.2 parts by weight of potassium carbonate was added and further stirred. The mixed solution was spray-dried at 200 ° C and calcined at 800 ° C for 3 hours. As a result of analyzing the obtained baked product with an X-ray diffraction analyzer and a fluorescent X-ray analyzer, the diffraction angle 2θ in the X-ray diffraction spectrum had an intensity of 2280 (relative value) in the range of 13.5 ° to 13.8 °. It was an ion exchange material having a peak and represented by the general formula K 0.66 Ti 0.67 O 1.67 .

(19−2)イオン交換体(造粒品)の製造方法
(19−1)で得られたイオン交換材料を用いて(1−2)と同じ工程でイオン交換体を得た。
(19-2) Method for producing ion exchanger (granulated product) Using the ion exchange material obtained in (19-1), an ion exchanger was obtained in the same step as (1-2).

<分析装置>
上記の実施例及び比較例で使用した分析装置は、下記の通りである。
X線回折装置:株式会社リガク、Ultima4、Cu−Kα線による測定
蛍光X線分析装置:株式会社リガク、RIX1000
走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分析装置:日本電子株式会社、JSM−6510/JED−2300
レーザ回折式粒度分布測定装置:マイクロトラック・ベル株式会社、MT3300EX
<Analyzer>
The analyzers used in the above Examples and Comparative Examples are as follows.
X-ray diffractometer: Rigaku Corporation, Ultima 4, measurement by Cu-Kα ray X-ray fluorescence analyzer: Rigaku Corporation, RIX1000
Scanning electron microscope / energy dispersive X-ray analyzer: JEOL Ltd., JSM-6510 / JED-2300
Laser Diffraction Particle Size Analyzer: Microtrac Bell Co., MT3300EX

<イオン交換性能の評価>
実施例1〜4、参考例1〜8及び比較例1〜7で得られた各イオン交換材料を0.01g計量し、各ポリ容器(50mL遠沈管)に投入した。そして、安定同位体の塩化ストロンチウムをストロンチウム濃度が10mg/L、安定同位体の塩化セシウムをセシウム濃度が1mg/L、塩化ナトリウムを濃度が0.3質量%となるようにイオン交換水に溶解させた水溶液を用意し、当該水溶液を各々のポリ容器に30mL加えた。1時間振盪させた後、遠心分離機で固液分離し、上澄液をICP(株式会社島津製作所、ICPE−9000)に導入してイオン交換後のストロンチウム濃度を定量した。イオン交換前(ポリ容器投入前)のストロンチウム濃度に対するイオン交換後(1時間振盪後)のストロンチウム濃度の割合をイオン交換率とした。
<Evaluation of ion exchange performance>
0.01 g of each of the ion exchange materials obtained in Examples 1 to 4, Reference Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7 was weighed and put into each poly container (50 mL centrifuge tube). Then, the stable isotope strontium chloride is dissolved in ion-exchanged water so that the strontium concentration is 10 mg / L, the stable isotope cesium chloride is 1 mg / L, and the sodium chloride concentration is 0.3% by mass. 30 mL of this aqueous solution was added to each poly container. After shaking for 1 hour, solid-liquid separation was performed with a centrifuge, and the supernatant was introduced into ICP (Shimadzu Corporation, ICPE-9000) to quantify the strontium concentration after ion exchange. The ratio of the strontium concentration after ion exchange (after shaking for 1 hour) to the strontium concentration before ion exchange (before charging the plastic container) was defined as the ion exchange rate.

<強度の評価>
実施例1〜4、参考例1〜8及び比較例1〜7で得られた各イオン交換体(造粒品)を0.3g計量し、各ポリ容器(50mL遠沈管)に投入した。そして、前記イオン交換性能の評価に用いたものと同じ水溶液30mLを各々のポリ容器に加え軽く振り混ぜた後、上澄液の濁度をJIS K0101(工業用水試験方法)に従い分光光度計(株式会社日立ハイテクノロジーズ、U−2800)を用いて計測した。イオン交換体(造粒品)の強度が低いほど、イオン交換体(造粒品)が崩壊し濁度が高くなる。すなわち、イオン交換体(造粒品)の強度と濁度との間には負の相関がある。
<Evaluation of strength>
0.3 g of each ion exchanger (granulated product) obtained in Examples 1 to 4, Reference Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7 was weighed and put into each poly container (50 mL centrifuge tube). Then, 30 mL of the same aqueous solution as used for the evaluation of the ion exchange performance was added to each plastic container and shaken gently, and the turbidity of the supernatant was measured according to JIS K0101 (industrial water test method) using a spectrophotometer (stock). It was measured using Hitachi High-Technologies Corporation, U-2800). The lower the strength of the ion exchanger (granulated product), the more the ion exchanger (granulated product) collapses and the higher the turbidity. That is, there is a negative correlation between the strength of the ion exchanger (granulated product) and the turbidity.

本評価では、濁度が10未満であればA(強度が最も大きいグループ)とし、濁度が10以上20未満であればB(強度が二番目大きいグループ)とし、濁度が20以上30未満であればC(強度が三番目大きいグループ)とし、濁度が30以上であればD(強度が最も小さいグループ)とした。   In this evaluation, if the turbidity is less than 10, it is A (the group with the highest intensity), if the turbidity is 10 or more and less than 20, it is the B (group with the second highest intensity), and the turbidity is 20 or more and less than 30. If the turbidity was 30 or more, it was designated as C (group having the third highest intensity), and D (group having the smallest intensity) was designated.

<評価結果>
図3は、実施例1〜4、参考例1〜8及び比較例1〜7で得られたイオン交換材料のイオン交換性能に関する評価結果を示すテーブルである。また、図3では、実施例1〜4、参考例1〜8及び比較例1〜7で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルにおいて、回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲、及び回折角2θが13.5°〜13.8°の範囲それぞれでピークが有れば、それらのピークの強度(相対値)を記載している。例えば、図4に示す実施例1で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルでは、回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲、及び回折角2θが13.5°〜13.8°の範囲それぞれでピークが有る。また例えば、図5に示す参考例2で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルでは、回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲、及び回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲それぞれでピークが有る。また例えば、図6に示す参考例で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルでは、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲及び回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲それぞれでピークが有る。また例えば、図7に示す比較例3で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルでは、回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲でピークが有る。また例えば、図8に示す比較例4で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルでは、回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲でピークが有る。回折角2θが9.8°〜10.3°の範囲のピークは、四チタン酸カリウム(K2Ti49)の結晶に起因するピークである。回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲のピーク及び回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲のピークは上述した通りK−Ti−Nb−O系の結晶に起因するピークであると推測される。回折角2θが13.5°〜13.8°の範囲のピークは、二チタン酸カリウム(K2Ti25)の結晶に起因するピークである。なお、実施例1〜4、参考例1〜8で得られたイオン交換材料のX線回折スペクトルにおいて、回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲のピークに対する回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲のピークの強度比は2.0以上5.0以下になっている。しかしながら、本発明に係るイオン交換材料はこのピーク強度比(2.0以上5.0以下)に限定されない。K−Ti−Nb−O系の結晶に起因するピークであると推測される回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲のピーク及び回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲のピークの両方があれば、両方ともない場合又はいずれか一方がない場合に比べてイオン交換性能が向上すると考えられるからである。ただし、上記のピークの強度比(2.0以上5.0以下)であれば、現物の試料でイオン交換性能が向上していることが確認できているため、上記のピークの強度比(2.0以上5.0以下)であることが好ましい。一方、図9は、実施例1〜4、参考例1〜8及び比較例1〜7で得られたイオン交換体(造粒品)の強度に関する評価結果を示すテーブルである。
<Evaluation result>
FIG. 3 is a table showing the evaluation results regarding the ion exchange performance of the ion exchange materials obtained in Examples 1 to 4, Reference Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7. In addition, in FIG. 3, in the X-ray diffraction spectra of the ion exchange materials obtained in Examples 1 to 4, Reference Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7, the diffraction angle 2θ is 9.8 ° to 10.3 °. , The diffraction angle 2θ is 11.2 ° to 11.6 °, the diffraction angle 2θ is 13.0 ° to 13.4 °, and the diffraction angle 2θ is 13.5 ° to 13.8 °. If there are peaks in each range, the intensities (relative values) of those peaks are listed. For example, in the X-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Example 1 shown in FIG. 4, the diffraction angle 2θ is in the range of 9.8 ° to 10.3 ° and the diffraction angle 2θ is 11.2 ° to 11. There are peaks in the range of 6 °, the diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 °, and the diffraction angle 2θ of 13.5 ° to 13.8 °. Further, for example, in the X-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Reference Example 2 shown in FIG. 5, the diffraction angle 2θ is in the range of 9.8 ° to 10.3 °, and the diffraction angle 2θ is 11.2 ° to 11 °. There are peaks in the range of 0.6 ° and in the range of the diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 °. Further, for example, in the X-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Reference Example 5 shown in FIG. 6, the diffraction angle 2θ is in the range of 11.2 ° to 11.6 ° and the diffraction angle 2θ is 13.0 ° to 13. There is a peak in each of the 4 ° ranges. Further, for example, in the X-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Comparative Example 3 shown in FIG. 7, there is a peak in the range of the diffraction angle 2θ of 9.8 ° to 10.3 °. Further, for example, in the X-ray diffraction spectrum of the ion exchange material obtained in Comparative Example 4 shown in FIG. 8, there is a peak in the diffraction angle 2θ of 9.8 ° to 10.3 °. The peak in the range of the diffraction angle 2θ of 9.8 ° to 10.3 ° is a peak caused by crystals of potassium tetratitanate (K 2 Ti 4 O 9 ). The peak in the range of the diffraction angle 2θ of 11.2 ° to 11.6 ° and the peak in the range of the diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 ° are in the K-Ti-Nb-O system crystals as described above. It is presumed to be a peak due to this. The peak in the range of the diffraction angle 2θ of 13.5 ° to 13.8 ° is a peak due to crystals of potassium dititanate (K 2 Ti 2 O 5 ). In the X-ray diffraction spectra of the ion exchange materials obtained in Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 8 , the diffraction angle 2θ was 13 with respect to the peak in the range of the diffraction angle 2θ of 11.2 ° to 11.6 °. The intensity ratio of the peak in the range of 0.0 ° to 13.4 ° is 2.0 or more and 5.0 or less. However, the ion exchange material according to the present invention is not limited to this peak intensity ratio (2.0 or more and 5.0 or less). A peak in the range of a diffraction angle 2θ of 11.2 ° to 11.6 °, which is estimated to be a peak due to a K—Ti—Nb—O system crystal, and a diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4. This is because if there are both peaks in the range of °, it is considered that the ion exchange performance is improved as compared with the case where neither of them exists or the case where neither of them exists. However, if the intensity ratio of the above-mentioned peak (2.0 or more and 5.0 or less), it has been confirmed that the ion exchange performance of the actual sample is improved. Therefore, the intensity ratio of the above-mentioned peak (2 It is preferably 0.0 or more and 5.0 or less). On the other hand, FIG. 9 is a table showing the evaluation results regarding the strength of the ion exchangers (granulated products) obtained in Examples 1 to 4, Reference Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7.

実施例1〜4、参考例1〜8ではイオン交換率が43%以上であるのに対して、比較例1〜7ではイオン交換率が40%以下である。実施例1〜4、参考例1〜8では、Cu−Kα線源を用いたX線回折スペクトルにおいて、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲にある第1ピークと回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲にある第2ピークとを有するのに対して、比較例1〜7では第1ピーク及び第2ピークの両方を有していない、又は、第1ピーク若しくは第2ピークの一方のみしか有していない。
In Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 8 , the ion exchange rate is 43% or more, whereas in Comparative Examples 1 to 7, the ion exchange rate is 40% or less. In Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 8 , in the X-ray diffraction spectrum using the Cu-Kα radiation source, the first peak and the diffraction angle 2θ in the range of 13.0 ° to 13.4 ° 2θ has a second peak in the range of 11.2 ° to 11.6 °, while Comparative Examples 1 to 7 do not have both the first peak and the second peak, or It has only one peak or the second peak.

また、一般式K2xTiyNb2zx+2y+5zにより表され、x、y、及びzがx+y+z=1、0.26≦x≦0.60、及び0.02≦z≦0.33を満たすイオン交換材料は、実施例1〜4、参考例1〜6を包含し、参考例7〜8及び比較例1〜7を包含しない。実施例1〜4、参考例1〜6ではイオン交換率が62%以上であるのに対して参考例7,8ではイオン交換率が49%以下であるため、上記のx、y、及びzがx+y+z=1、0.26≦x≦0.60、及び0.02≦z≦0.33を満たすことが好ましい。
Further, it is represented by the general formula K 2x Ti y Nb 2z O x + 2y + 5z , where x, y, and z are x + y + z = 1, 0.26 ≦ x ≦ 0.60, and 0.02 ≦ z ≦ 0. The ion exchange material satisfying 33 includes Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 6 , and does not include Reference Examples 7 to 8 and Comparative Examples 1 to 7. In Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 6 , the ion exchange rate is 62% or more, whereas in Reference Examples 7 and 8 , the ion exchange rate is 49% or less. Therefore, the above x, y, and z Preferably satisfies x + y + z = 1, 0.26 ≦ x ≦ 0.60, and 0.02 ≦ z ≦ 0.33.

また、一般式K2xTiyNb2zx+2y+5zにより表され、x、y、及びzがx+y+z=1、0.26≦x≦0.45、及び0.02≦z≦0.33を満たすイオン交換材料は、実施例1〜4、参考例1〜3を包含し、参考例4〜8及び比較例1〜7を包含しない。実施例1〜4、参考例1〜3ではイオン交換体(造粒品)強度の判定結果がA又はBであるのに対して参考例4〜8ではイオン交換体(造粒品)強度の判定結果がC又はDであるため、上記のx、y、及びzがx+y+z=1、0.26≦x≦0.44、及び0.02≦z≦0.33を満たすことがより好ましい。
Further, it is represented by the general formula K 2x Ti y Nb 2z O x + 2y + 5z , and x, y, and z are x + y + z = 1, 0.26 ≦ x ≦ 0.45, and 0.02 ≦ z ≦ 0. The ion exchange material satisfying 33 includes Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 3 , and does not include Reference Examples 4 to 8 and Comparative Examples 1 to 7. In Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 3 , the determination result of the ion exchanger (granulated product) strength is A or B, whereas in Reference Examples 4 to 8 , the ion exchanger (granulated product) strength is determined. Since the determination result is C or D, it is more preferable that x, y, and z satisfy x + y + z = 1, 0.26 ≦ x ≦ 0.44, and 0.02 ≦ z ≦ 0.33.

また、一般式K2xTiyNb2zx+2y+5zにより表され、x、y、及びzがx+y+z=1、0.28≦x≦0.42、及び0.05≦z≦0.18を満たすイオン交換材料は、実施例1〜4を包含し、参考例1〜8を包含しない。実施例1〜4ではイオン交換率が92%以上であり且つイオン交換体(造粒品)強度の判定結果がA又はBであるのに対して、参考例1,2ではイオン交換率が67%以下であり、参考例4〜6ではイオン交換体(造粒品)強度の判定結果がC又はDであり、参考例7,8ではイオン交換率が49%以下であり且つイオン交換体(造粒品)強度の判定結果がDである。すなわち、実施例1〜4はイオン交換材料のイオン交換率、イオン交換体(造粒品)の強度ともに優れている。これは、実施例1〜4と参考例1〜8とを比較したとき、xの値で示されるカリウムイオン含有比率が低いとイオン交換体(造粒品)強度は確保できるがイオン交換材料のイオン交換率が低くなり、カリウムイオン含有比率が高いとイオン交換材料のイオン交換率は優れるがイオン交換体(造粒品)強度が確保できないことを示している。以上により、上記のx、y、及びzがx+y+z=1、0.28≦x≦0.42、及び0.05≦z≦0.18を満たすことが更により好ましい。
Further, it is represented by the general formula K 2x Ti y Nb 2z O x + 2y + 5z , and x, y, and z are x + y + z = 1, 0.28 ≦ x ≦ 0.42, and 0.05 ≦ z ≦ 0. The ion exchange material satisfying 18 includes Examples 1 to 4 and does not include Reference Examples 1 to 8 . In Examples 1 to 4, the ion exchange rate is 92% or more and the determination result of the strength of the ion exchanger (granulated product) is A or B, while in Reference Examples 1 and 2 , the ion exchange rate is 67 % Or less, in Reference Examples 4 to 6 , the determination result of the strength of the ion exchanger (granulated product) is C or D, and in Reference Examples 7 and 8 , the ion exchange rate is 49% or less and the ion exchanger ( The granulation product) strength determination result is D. That is, Examples 1 to 4 are excellent in both the ion exchange rate of the ion exchange material and the strength of the ion exchanger (granulated product). This is because when comparing Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 8 , the ion exchanger (granulated product) strength can be secured when the potassium ion content ratio represented by the value of x is low, but When the ion exchange rate is low and the potassium ion content is high, the ion exchange rate of the ion exchange material is excellent, but the strength of the ion exchanger (granulated product) cannot be ensured. From the above, it is even more preferable that x, y, and z satisfy x + y + z = 1, 0.28 ≦ x ≦ 0.42, and 0.05 ≦ z ≦ 0.18.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって示されるものであって、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the configuration of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. That is, the above-described embodiments are exemplifications in all respects, and should be considered not to be restrictive, and the technical scope of the present invention is shown by the claims, and It should be understood that the meaning equivalent to the scope of the claims and all modifications falling within the scope are included.

例えば、イオン交換性能が著しく低下しない限り、本発明に係るイオン交換材料は、K、Ti、Nb、及びO以外の物質が含まれていても構わない。   For example, the ion exchange material according to the present invention may contain substances other than K, Ti, Nb, and O as long as the ion exchange performance is not significantly deteriorated.

例えば、各実施例では、酸化チタン、酸化ニオブ、炭酸カリウムを用いてイオン交換材料を生成したが、各実施例で用いた酸化チタンの代わりに加熱により同量の酸化チタンを生成するチタン化合物を用いてもよい。同様に、各実施例で用いた酸化ニオブの代わりに加熱により同量の酸化ニオブを生成するニオブ化合物を用いてもよい。同様に、各実施例で用いた炭酸カリウムの代わりに加熱により同量の酸化カリウムを生成するカリウム化合物を用いてもよい。   For example, in each example, titanium oxide, niobium oxide, and potassium carbonate were used to generate the ion-exchange material, but instead of the titanium oxide used in each example, a titanium compound that generates the same amount of titanium oxide by heating was used. You may use. Similarly, instead of the niobium oxide used in each example, a niobium compound that produces the same amount of niobium oxide by heating may be used. Similarly, instead of the potassium carbonate used in each example, a potassium compound that produces the same amount of potassium oxide by heating may be used.

また、本発明に係るイオン交換材料が交換するイオンは特に限定されないが、上記した実施例におけるイオン交換性能評価を考慮すると、例えばストロンチウムイオンの交換材として好適に使用することができる。   The ion exchanged by the ion exchange material according to the present invention is not particularly limited, but considering the ion exchange performance evaluation in the above-mentioned examples, it can be preferably used as an exchange material for strontium ions, for example.

本発明に係るイオン交換体は、例えば廃液処理装置に利用することが可能である。ここで、廃液処理装置の一構成例について図10を参照して説明する。図10に示す廃液処理装置は、複数のカラム1が配管2によって直列に接続されている構成である。1段目(最上流)のカラム1の内部には本発明に係るイオン交換体3が充填されている。2段目のカラム1の内部にはセシウムイオンの交換材として好適なイオン交換材料を含むイオン交換体が充填されており、3段目(最下流)のカラム1の内部にはコバルトイオンの交換材として好適なイオン交換材料を含むイオン交換体が充填されている。各カラム1には流入口1Aと流出口1Bが設けられている。そして、イオン交換体がカラム1の外部に漏れだすことを防止するために、流入口1A及び流出口1Bにはメッシュ4が設置されている。廃液の流れは例えば配管2上にポンプを設け、当該ポンプを動作させることによって生じさせることができる。   The ion exchanger according to the present invention can be used, for example, in a waste liquid treatment device. Here, an example of the configuration of the waste liquid processing apparatus will be described with reference to FIG. The waste liquid treatment apparatus shown in FIG. 10 has a configuration in which a plurality of columns 1 are connected in series by pipes 2. An ion exchanger 3 according to the present invention is packed inside the first-stage (uppermost stream) column 1. The inside of the second-stage column 1 is filled with an ion exchanger containing an ion-exchange material suitable as a cesium ion exchange material, and the inside of the third-stage (downstream) column 1 is exchanged for cobalt ions. It is filled with an ion exchanger containing an ion exchange material suitable as a material. Each column 1 is provided with an inlet 1A and an outlet 1B. Then, in order to prevent the ion exchanger from leaking to the outside of the column 1, a mesh 4 is installed at the inflow port 1A and the outflow port 1B. The flow of the waste liquid can be generated by, for example, providing a pump on the pipe 2 and operating the pump.

1 カラム
1A 流入口
1B 流出口
2 配管
3 本発明に係るイオン交換体
4 メッシュ
1 Column 1A Inlet 1B Outlet 2 Piping 3 Ion exchanger 4 mesh according to the present invention

Claims (8)

K、Ti、Nb、及びOを含むイオン交換材料であって、
Cu−Kα線源を用いたX線回折スペクトルにおいて、回折角2θが13.0°〜13.4°の範囲にある第1ピークと回折角2θが11.2°〜11.6°の範囲にある第2ピークとを有し、
K、Ti、Nb、及びOの原子比率が
一般式K2xTiyNb2zx+2y+5z
により表され、
x、y、及びzが、
x+y+z=1、
0.2≦x≦0.42、及び
0.0≦z≦0.
を満たす、イオン交換材料。
An ion exchange material containing K, Ti, Nb, and O, comprising:
In an X-ray diffraction spectrum using a Cu-Kα radiation source, the first peak having a diffraction angle 2θ of 13.0 ° to 13.4 ° and the diffraction angle 2θ of 11.2 ° to 11.6 ° Has a second peak at
The atomic ratio of K, Ti, Nb, and O is represented by the general formula K 2x Ti y Nb 2z O x + 2y + 5z.
Represented by
x, y, and z are
x + y + z = 1,
0.2 8 ≦ x ≦ 0. 42 , and 0.0 5 ≦ z ≦ 0. 1 8
An ion exchange material that satisfies the requirements.
前記第2ピークに対する前記第1ピークの強度比が2.0以上5.0以下である、請求項1に記載のイオン交換材料。   The ion exchange material according to claim 1, wherein the intensity ratio of the first peak to the second peak is 2.0 or more and 5.0 or less. 請求項1又は請求項2に記載のイオン交換材料をバインダーを用いて造粒してなるイオン交換体。 An ion exchanger obtained by granulating the ion exchange material according to claim 1 or 2 using a binder. 請求項に記載のイオン交換体と、前記イオン交換体が充填される容器と、を備える、イオン吸着装置。 An ion adsorption device comprising: the ion exchanger according to claim 3 ; and a container filled with the ion exchanger. 請求項に記載のイオン吸着装置を備える、水処理システム。 A water treatment system comprising the ion adsorption device according to claim 4 . 2Oまたは加熱によりK2Oを生成するカリウム化合物と、
TiO2または加熱によりTiO2を生成するチタン化合物と、
Nb25または加熱によりNb25を生成するニオブ化合物と、を混合する混合ステップと、
前記混合ステップによって生成された混合物を700℃以上1000℃以下で焼成する焼成ステップと、を有し、
前記混合ステップにおいて、
2O、TiO2、及びNb25のモル比が、K2O:TiO2:Nb25=x:y:zとなるように配合し、
x、y、及びzが、
x+y+z=1、
0.2≦x≦0.42、及び
0.0≦z≦0.
を満たす、イオン交換材料の製造方法。
K 2 O or a potassium compound which produces K 2 O by heating,
TiO 2 or a titanium compound that produces TiO 2 by heating,
A mixing step of mixing Nb 2 O 5 or a niobium compound that produces Nb 2 O 5 by heating,
A firing step of firing the mixture produced by the mixing step at 700 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower,
In the mixing step,
Compounded so that the molar ratio of K 2 O, TiO 2 and Nb 2 O 5 is K 2 O: TiO 2 : Nb 2 O 5 = x: y: z,
x, y, and z are
x + y + z = 1,
0.2 8 ≦ x ≦ 0. 42 , and 0.0 5 ≦ z ≦ 0. 1 8
A method for producing an ion exchange material that satisfies the above conditions.
請求項1又は請求項2に記載のイオン交換材料又は請求項に記載の製造方法によって生成されたイオン交換材料と、バインダーの原料と、を混合、造粒後、70℃以上1000℃以下で加熱するステップを有する、イオン交換体の製造方法。 After mixing and granulating the ion exchange material according to claim 1 or 2 or the ion exchange material produced by the production method according to claim 6 with a binder raw material, at 70 ° C or higher and 1000 ° C or lower. A method for producing an ion exchanger, comprising the step of heating. 請求項1又は請求項2に記載のイオン交換材料又は請求項に記載の製造方法によって生成されたイオン交換材料と、バインダーとしてジオポリマーの原料と、を混合、造粒後、70℃以上250℃以下で加熱するステップを有する、イオン交換体の製造方法。 The ion exchange material according to claim 1 or 2 , or the ion exchange material produced by the production method according to claim 6 , and a raw material of geopolymer as a binder are mixed and granulated, and then 70 ° C. or higher 250 A method for producing an ion exchanger, comprising a step of heating at a temperature of not higher than ° C.
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