JPH0140658B2 - - Google Patents

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JPH0140658B2
JPH0140658B2 JP57134801A JP13480182A JPH0140658B2 JP H0140658 B2 JPH0140658 B2 JP H0140658B2 JP 57134801 A JP57134801 A JP 57134801A JP 13480182 A JP13480182 A JP 13480182A JP H0140658 B2 JPH0140658 B2 JP H0140658B2
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JP
Japan
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water
aqueous medium
metal ions
metal
insoluble
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JP57134801A
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JPS5827684A (en
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Jei Hatsuchi Merubin
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Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
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Publication date
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Publication of JPS5827684A publication Critical patent/JPS5827684A/en
Publication of JPH0140658B2 publication Critical patent/JPH0140658B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/12Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水性媒質から金属イオンたとえばラジ
ウムを除去しうる水不溶性、親水性の樹脂に関す
る。 金属イオンを含む水性液流を使用する多くの工
業において、このようなイオンは価値のある及び
(または)非常に責任のあるものであるためこの
ような流れから該イオンを除去することが必要で
ある。例示としてあげうる工業は放射性の金属イ
オンたとえばラジウムを含む水性液流を使用する
工業、たとえば原子炉を使用する工業、病院、自
治体事業、科学研究所、および価値ある金属の採
鉱に関係する工業である。 たとえば、公衆の水供給源からの自然発生のラ
ジウムおよび/またはバリウムの除去において、
イオン交換軟化プラントならびに石灰軟化プラン
トの使用を包含する種々の水軟化法を使用するの
が習慣となつていた。これらの方法にとつて除去
効率は70%から約98%までの範囲にあつた。然し
ながら不幸なことに、ラジウムを除去するこのよ
うなプラントの作業員は増大した水準の放射線に
さらされている。また、このような方法はかなり
な量の放射性廃棄物を生ぜしめ、これらの廃棄物
は適切に保存しなければならない。 ウラニウムの採鉱においては、低水準の放射性
核物質たとえばウラニウムおよびラジウムを含む
水性液のかなりな量を除去および廃棄することが
しばしば必要である。この水性液の組成物は、(1)
採鉱される特定のウラニウム材料、(2)採鉱形成中
に存在する他の鉱物質および(3)地下水自体の化学
組成、に衣存して酸性またはアルカリ性のいづれ
かでありうる。所望のウラニウムの回収中に、望
ましからざる放射性金属がしばしば鉱泥に吸収さ
れることが見出され、これらの鉱泥は屑鉱貯蔵区
域に送られる。不幸なことに、このような区域に
接触する水はこのような放射性の物質で汚染さ
れ、廃棄する前に放射性の金属を除去しなければ
ならない。 同様に、他の水性液流中の、ならびにその液流
が通る装置上の放射性物質の蓄積は、このような
液流の取扱いおよびその廃棄についての切実な問
題を多種の工業に対して、たとえば採鉱水および
病院の廃棄物の処理に対して発生させている。 過去において、放射性の金属または他の金属を
含むこのような水性液流は種々のイオン交換系で
精製された。然しながら不幸なことに、このよう
なイオン交換系はしばしば再生しなければならな
いために高価についた。その上、このような再生
は、放射性の金属または毒性があり且つ(また
は)価値あることの多い他の金属を含む水性液体
を更に生ぜしめる。また別法として、種々の化学
試剤の添加によつてこのような水性液流から金属
を沈澱させることも1つの習慣であつた。えられ
た沈殿は沈殿池の底でスラツジを形成し、そのた
めに長期間の廃棄の問題を生ぜしめる。沈殿物は
容易には過されないので、沈殿物の適切な廃棄
を促進するためには大きな施設が必要である。不
幸なことには、以上の方法は除去の望まれる金属
イオンの除去に対して特異性がない。その結果と
して、このような水性液流中に多量に存在するこ
とがよくあるナトリウム、カルシウムおよびマグ
ネシウムなどの、処理を必要としない金属イオン
も同様に取扱わなければならない。イオン交換系
の場合には、イオン交換系はこのような処理を必
要としない金属イオンで迅速に飽和され、再生は
このような処理不要の金属イオンが存在しない場
合に必要とするよりも遥かに多い瀕度で行なわな
ければならない。 米国特許第2961399号(Alberti、1960年11月22
日特許)および同第4054320号(Learmont、
1977年10月18日特許)に記載かれているように、
種々の形態のバリウム特に硫酸バリウムは多くの
金属特にラジウムおよびその他の金属たとえばス
トロンチウム、セリウム、ルテニウムおよびアン
チモンを水性媒質から除去するのに比較的有効で
あることがよく認識されている。不幸なことに、
これらの方法はしばしば処理もしくは清浄化しな
ければならない放射性金属またはその他の金属を
含む多量のスラツジを生ぜしめる。 水性媒質から放射性物質を除去するための従来
技術についての上記の欠点にかんがみ、金属イオ
ン特に放射性の及び(または)毒性の金属イオン
を水性媒質から除去し、然も処理中に放射性の及
び(または)毒性の廃棄物の実質量を生ずること
なく且つ処理済みの水性媒質中の金属イオンの量
を非常に低水準に減少させる有効な手段を提供す
ることが高度に望まれる。 本発明は、微細粒状物の粒子が(1)多数の懸吊ア
ニオン性部分をもつ水不溶性、親水性、常態で固
体の有機ポリマーの多孔質マトリツクスおよび(2)
該マトリツクス中に分散させた、水性媒質から金
属イオンを除去しうる水不溶性の無機化合物から
成り、且つ該粒子がこれを水性媒質と接触させた
とき該水性媒質から金属イオンの実質的部分が除
去されて上記のマトリツクス中に保持されるよう
な条件下で該水性媒質からの金属イオンの通過に
対して浸透性のものであることを特徴とする水性
媒質から金属イオンを除去するための微細粒状物
を提供するものである。 本発明はまた、水性媒質から金属イオンを除去
して保持するための吸着性樹脂の製造法であつ
て、(1)粒子の内部区域に懸吊アニオン部分をもつ
水不溶性、親水性のポリマーの微細粒子を類似金
属の化合物の水溶液と、該金属と該内部区域中の
懸吊アニオン部分の所望部分との塩が形成される
条件下で接触させ、そして(2)えられた金属塩形体
の該粒子を反応試剤と、(a)該反応試剤が該内部区
域に侵入しそして該類似金属と反応して水性媒質
から所望の金属イオンを除去しうる水不溶性化合
物を形成し且つ(b)このようにしてえられた水不溶
性化合物含有粒子が粒子の内部区域への金属イオ
ンの移動に対して浸透性である、ような条件下で
接触させる、ことを特徴とする吸着性樹脂の製造
法を提供するものである。 更に別の面において、本発明は上記の粒状物を
水性液体と、金属イオンが樹脂粒子の内部区域に
通りそれによつて水性液体から除去されるような
条件下で接触させることを特徴とする、水性液体
から金属イオンを除去する方法を提供するもので
ある。 驚くべきことに、本発明の吸着性樹脂は特定の
金属イオンを水性媒質から除去する点において従
来技術の粒状吸着剤よりも遥かにより効率的であ
る。“より効率的”とは樹脂がより多量の特定金
属イオンを除去して保持する能力をもち且つ水性
媒質中のこのような特定金属イオンの濃度を従来
技術の吸着剤がなしうるよりも低い水準にまで減
少させうることを意味するものである。他の金属
イオンをも含む水性媒質から特定の金属イオンを
除去して保持するこのような吸着性樹脂の実質的
な能力もまた驚くべきことである。最後に、この
吸着性樹脂は取扱いが容易であり、且つ従来技術
の吸着剤よりも容易に処分しうる。 本発明の吸着性樹脂はウラニウム採鉱操作の水
性流出液からの放射性の2価ラジウムイオンの除
去、特に低水準たとえば2〜1000ピコキユーリ
ー/のラジウムイオンの除去、に特に有用であ
る。本発明の樹脂のその他の用途には、種々の採
鉱法の浸出溶液からの、ならびにウラニウム屑鉱
の流れからの、ラジウムの除去を必要とするもの
が包含され、また水性液体からカチオンを除去す
るために濃密な樹脂を必要とする広範囲の利用が
包含される。このような利用の実例は、通常の下
降流または上昇流の技術による濃密溶液たとえば
濃厚砂糖溶液の処理である。また、これらの濃密
樹脂を用いる流動床イオン交換法を使用すること
によつて、より効率的な操作が達成しうる。 粒状物の多孔質マトリツクスを形成する親水性
ポリマーは適当に任意の常態で固体の水不溶性の
有機ポリマーであつて水性媒質からのイオン交換
を可能ならしめるに十分な数の懸吊アニオン部分
をもつものである。このポリマーの主銷骨格は、
アニオン性部分を含むポリマーが水不溶性である
限り、特に臨界的なものではない。それ故、この
ポリマーはフエノール性のもの、スチレン系およ
びアクリル系のポリマーを包含するポリエチレン
性のもの、およびカチオン交換能のあるその他の
ものでありうるが、交差結合したスチレン系ポリ
マーが好ましい。ポリマーに含まれるアニオン性
部分の種類は水性媒質から金属イオンを交換する
ものである。代表的には、好適なアニオン性部分
にはスルホン系、カルボン酸系およびホスホン系
が包含され、スルホン系が好ましい。ポリマー中
のアニオン性部分の濃度は粒子の内部区域中のこ
のようなアニオン性部分の存在を確保し水性媒質
からのカチオン交換をポリマーが行ないうるに足
る濃度である。好ましくは、アニオン性部分の濃
度はポリマー1g当り約1〜約12ミリ当量
(meq/g)であり、ある場合には好ましくは約
4.7〜約5.3meq/gである。 本発明の実施におけるポリマーとして特に好ま
しいのは重合可能なモノエチレン性不飽和モノマ
ーまたはこのようなモノマーの混合物とこれに共
重合しうる交差結合剤代表的にはジビニルベンゼ
ンのようなポリエチレン性不飽和モノマーとの付
加共重合によつて生成した交差結合ポリマーであ
る。好適な重合可能なモノエチレン性不飽和モノ
マー、交差結合剤、触媒、重合媒質およびこの交
差結合付加コポリマーを粒状物の形体で製造する
方法は当業技術において周知である。このような
技術の例として米国特許第2960480号および同第
2788331号(これらはゲル型の交差結合ポリマー
の製法を開示している)ならびに米国特許第
363735号および同第3549562号(これらは更に多
孔質の樹脂、しばしばマクロポーラス樹脂と呼ば
れる、の製法を開示している)がある。周知の重
合用モノエチレン性不飽和モノマーのうち、モノ
ビニリデン芳香族たとえばスチレンおよびモノア
ルキル置換スチレン(たとえばビニルトルエン、
エチルビニルベンゼン)およびビニルナフタレン
が好ましく、スチレンが特に好ましい。好まし
い、交差結合剤にはポリビニリデン芳香族たとえ
ばジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニ
ルキシレン、ジビニルナフタレン、トリビニルベ
ンゼン、ジビニルジフエニルエーテル、ジビニル
ジフエニルスルホンおよびイソプロピルビニルベ
ンゼン;エチレングリコールジメタクリレートお
よびジビニルサルフアイドが包含され、ポリビニ
リデン芳香族特にジビニルベンゼンが最も好まし
い。 前述の如く、このマトリツクスポリマーは多数
のアニオン性部分をもつ。好ましくはこのような
アニオン性部分は、水性溶液からカチオンを交換
するために商業上利用されてる通常のスルホン酸
樹脂の任意のものに特有のスルホン酸部分であ
る。代表的にはこの好ましい樹脂はナトリウム塩
の形体または酸の形体にある。このような交換樹
脂の実例はホルムアルデヒドとフエノールスルホ
ン酸との樹脂状縮合生成物、ホルムアルデヒドと
フエノールまたは他のモノヒドリツクもしくはポ
リヒドリツクフエノールとの樹脂状縮合生成物を
スルホン化することによつてえられるカチオン交
換樹脂、モノエチレン性不飽和モノマーとポリエ
チレン性不飽和モノマーとの、たとえばスチレン
とジビニルベンゼンとの、スルホン化された樹脂
状コポリマーである。特に好ましいカチオン交換
樹脂は、約1〜約20重量%の、好ましくは約2〜
約4重量%のジビニルベンゼンで交差結合された
スチレンのスルホン化コポリマーである。このよ
うな特に好ましい樹脂は、乾燥1g当りの水素イ
オンのミリ当量(meq H+/g)で表示して約
4.5〜約5.2特に約4.8〜約5.1meq H+/gの範囲の
乾燥重量能力をもつに十分な濃度のスルホン酸部
分をもつている。このような特に好ましい樹脂は
また、樹脂の湿潤形体において約35〜約90、特に
約50〜約75重量%の水分の範囲の水保持能力をも
つている。このような特に好ましい樹脂の実例
は、代表的には球状ビーズの形体にある、ナトリ
ウム型、水素型またはリチウム型の、そしてマク
ロポーラスなアクリル系のゲル樹脂である。 前述のように、アニオン性部分を含むマトリツ
クスポリマーは粒状物の形体にある。好ましく
は、このような粒状物は約10〜約1200ミクロン特
に約500〜約1200ミクロンの範囲の平均粒径をも
つ。このような粒状物の粒子は多孔質であつて金
属イオンを水性媒質から粒状物の内部区域へ移動
させうるものである。たとえば、このような樹脂
は好ましくは、約10〜約2000オングストローム単
位、特に約20〜約100オングストローム単位の範
囲の平均孔径、および湿潤樹脂(約75重量%の水
を含有)1g当り約0.005〜約0.15m2特に約0.005
〜約0.1m2の表面積をもつミクロポアのものであ
る。 スルホン酸以外のアニオン性部分たとえばカル
ボン酸およびホスホン酸をもつ好適なマトリツク
スポリマーならびにこのような物質の製法は
“Ion−Exchange”、Helfferich、Mc Graw−
Hill(1962)に記載されている。 本発明の実施に好適に使用する類似金属の水溶
性化合物は(1)該化合物が水溶液がイオン交換によ
つて樹脂をその類似金属の形体に転化させるのに
十分な可溶性のものであり、(2)ポリマーのアニオ
ン性部分と反応して粒状物の内部区域のアニオン
性部分の所望部分と該金属との塩を与えるもので
あり、そして(3)水性媒質から除去すべき特定金属
イオンに類似の金属を含むものである。本発明の
目的のためには、該金属が水溶液から特定の金属
を除去する能力のある水不溶性化合物を形成し水
性媒質と引きつゞき接触する期間中その特定金属
イオンを保持するならば、その金属は水性媒質か
ら除去すべき特定金属イオンと類似である。好ま
しくは、該類似金属は元素の周期律表によつて予
言されるように特定金属と化学的に類似してい
る。更に説明すれば、類似金属は特定金属イオン
と元素の周期律表の同族であり、更に好ましくは
特定金属イオンの周期に隣接する周期からのもの
である。遷移金属および内部遷移金属において
は、類似金属は元素の周期律表の同じ周期中の特
定金属に隣接するまたはその近くにある元素であ
りうる。たとえば、ラジウムが特定金属イオンで
ある場合、類似金属は好ましくはバリウムであ
り、ストロンチウムおよびカルシウムは好ましさ
が低い。金が特定金属である場合、類似金属は好
ましくは銀である。このような水溶性化合物の実
例には水酸化バリウムおよびバリウムの水溶性塩
たとえば塩化バリウム、臭化バリウム、シアン酸
バリウムおよび酢酸バリウムが包含され、水酸化
バリウムが特に好ましい。他の好適な水溶性化合
物には酢酸ストロンチウム、塩化ストロンチウ
ム、塩化カルシウム、硝酸銀、酢酸カルシウムお
よび硝酸トリウムが包含される。 本発明の実施に好適に使用される反応試剤は(1)
類似金属カチオン部分とアニオン性部分との塩部
分を含む粒状物の内部区域に侵入することがで
き、且つ(2)類似金属カチオン部分と反応して、水
性液体から特定金属カチオンを除去する能力のあ
る水不溶性化合物を形成することができる、とこ
ろの化合物である。この化合物は十分に水不溶性
の化合物であつて特定の金属イオンに対して十分
な親和性をもち、水性液体とくりかえし接触させ
た後に吸着性樹脂の粒子中の特定金属イオンを保
持するものである。好ましくは、この水不溶性化
合物は水1に溶解する量が2g以下、最も好ま
しくは0.1g以下であるような水に不溶性のもの
である。金属型の湿潤樹脂と反応する試剤は好ま
しくは強酸たとえば硫酸または塩酸または中程度
の酸たとえばリン酸であつて、このような酸は類
似金属と反応して所望の水不溶性化合物を形成す
る。類似金属がバリウムであるとき、反応試剤は
硫酸、沃素酸、ガス状3酸化硫黄、ならびにバリ
ウムと反応して水不溶性塩を高度に酸性の媒質中
で形成することの知られている類似の酸である。
やゝ濃厚な硫酸たとえば5M〜16MのH2SO4がよ
り好ましく、6M〜10M H2SO4が最も好ましい。
類似金属が銀であるとき、反応試剤は好ましくは
塩酸もしくは銀と反応して水不溶性化合物を形成
するその他の酸である。 類似金属塩形体の水不溶性ポリマー粒状物の製
造において、酸型またはナトリウム型のアニオン
性部分を含むポリマー粒状物を類似金属の化合物
たとえば水酸化バリウム、塩化カルシウムまたは
硝酸銀の水溶液に浸漬するかあるいはまた該水溶
液で洗浄する。類似金属化合物の水溶液の濃度
は、類似金属と水不溶性ポリマーのアニオン性部
分との間に適当な程度の交換が、特に水不溶性ポ
リマーの粒状物の内部区域において、えられる限
り特に臨界的ではない。好ましくは、類似金属の
水溶性化合物の濃度は水溶液中約0.1〜約20重量
%、最も好ましくは1〜10重量%である。一般
に、類似金属塩型への樹脂の交換を行なうために
使用する方法は、水溶液からの類似金属イオンの
交換を包含するカチオン交換の通常の技術に準拠
する。 類似金属塩型樹脂から類似金属の水不溶性塩を
含む吸着性樹脂(水溶液からの特定金属イオンの
除去および保持に有用)への転化は、好ましく
は、類似金属とアニオン性部分との塩部分を含む
粒子の内部区域中に反応試剤をくまなく通過させ
ることによつて達成される。ポリマー粒子の内部
区域への反応試剤の侵入を確実にするために、反
応試剤の濃度は関与する特定のポリマーおよびア
ニオン性部分に特有のドナン・ポテンシヤルを克
服するに十分なものであることが臨界的である。
このような濃度が十分でないと、類似金属の水不
溶性化合物の生成が粒子の表面上にだけ起つて粒
子の内部区域内にはこのような生成が全く起らな
いことが観察される。このような閉鎖した樹脂は
一般に本発明の実施には望ましくない。好ましく
は、バリウムが類似金属である場合、スチレンと
ジビニルベンゼンとのコポリマーから誘導される
最も普通のカチオン交換樹脂のバリウム塩型のも
のを処理するために使用する硫酸の濃度は、約40
〜約90重量%、好ましくは約45〜約65重量%の範
囲にある。 樹脂粒子内に水不溶性化合物を形成させた後、
脱イオン水を使用して樹脂を洗浄し、残存反応試
剤またはその他の望ましからざる生成物を除去す
るのが一般に好ましい。この洗浄した形体におい
て、この樹脂は水溶液から特定金属イオンを除去
するために使用する用意がととのつている。 この吸着性樹脂は、多数のアニオン性部分をも
つ多孔質マトリツクスポリマーの粒子と該マトリ
ツクス粒子内に分散させた、水性媒質から金属イ
オンを除去および保持しうる水不溶性化合物とか
ら成るものである。一般に、水不溶性化合物は水
性媒質から所望の特定金属イオンを除去および保
持する樹脂の能力を水不溶性化合物を含まないマ
トリツクスポリマーよりも少なくとも10重量%だ
け、好ましくは少なくとも100重量%だけ増大さ
せるのに十分な量で存在する。好ましくは、この
吸着性樹脂は約1〜約90重量%、最も好ましくは
約5〜約50重量%の水不溶性化合物を含んでい
る。 実施に際して、特定の金属イオンたとえばバリ
ウム、放射性ストロンチウム、セリウム、放射性
コバルト、ルテニウム、金または他の貴金属、ト
リウム、ヒ素、カドミウム、クロミウム、銀、鉛
およびアンチモンを含む液体水性媒質を本発明の
粒状物と、特定金属イオンが粒状物の内部区域に
はこばれ、それによつて特定金属イオンが水溶液
から除去され粒状物に保持されるような条件下で
接触させる。代表的には、このような接触は水溶
液からのカチオンの交換に使用するものと類似で
ある。処理すべき水溶液中の特定金属イオンの濃
度は、溶液の重量を基準にして1兆部当り約
0.001部〜100万部当り約10000部、好ましくは1
兆部当り約0.01部〜100万部当り約1000部の範囲
でありうる。 次の実施例は本発明を具体的に説明するために
ものである。他に特別の記載のない限り、すべて
の部および%は重量基準である。 実施例 1 使用した樹脂は500〜1200ミクロンの範囲の粒
径、5.1meq H+/gの乾燥重量能力、75.9%の水
保有能力および1.13g/mlの密度をもつ、湿潤し
た2%交差結合のスルホン化したスチレン/ジビ
ニルベンゼンコポリマーのカチオン交換樹脂の酸
型のものであつた。この樹脂200gに0.3NのBa
(OH)2を加えて樹脂を定量的にバリウム型に転
化すると共に少し過剰のBa(OH)2を与えた。こ
のバリウム型の樹脂は42%の水保有能力および
1.29g/mlの密度をもつていた。バリウム型への
転化後に、この樹脂を少量の酸型の樹脂と接触さ
せて過剰のBa(OH)2を除いた。次いでバリウム
型の樹脂を脱イオン水で洗浄し、過により脱水
した。この脱水したバリウム型の樹脂(バリウム
樹脂)にこの樹脂をおおい且つH2SO4濃度を≧
5M−H2SO4に保つに十分な6M−H2SO4を加え
た(バリウム樹脂中の水の約80%が溶液中に放出
される)。バリウム樹脂ははじめに20〜40容量だ
け収縮し、3〜5時間に膨潤してバリウム樹脂よ
りやゝ大きい容積になつた。 えられた樹脂の分析により、樹脂が酸型に転化
し、BaSO4が内部区域に生成したことがわかつ
た。過剰の硫酸を過によつて除去した。過し
た樹脂を脱イオン水で洗浄した。その際、樹脂は
膨張して酸型のもとの容積よりやゝ大きい容積に
なつた。えられた吸着性樹脂は1.216g/mlの密
度、2.9meqH+/乾燥gの乾燥重量能力および65
%の水保有能力をもつていた。 えられた吸着性樹脂の2500gの部分をカラム
(300cm×5.08cm径)に充てんし、湿潤静置床高を
76cmとした。1当り25ピコキユーリーのラジウ
ムイオンを含む水性媒質を上記カラム2本をシリ
ーズにつないだものに26/分の割合で7ケ月間
上昇流通させた。カラムからの溶離液を周期的に
試験して放射能をしらべ、全期間中に1当り2
ピコキユーリー以下のラジウムを含むことがわか
つた。次いで吸着性樹脂を分析して適正量のラジ
ウムイオンを含んでいることを見出した。 実施例 2 67.9%の水保有能力、4%の交差結合含量、お
よび1.11g/mlの密度をもつ以外は実施例1と同
様のカチオン交換樹脂を使用して、吸着性樹脂を
実施例1の方法により製造した。たゞし6M−
H2SO4の代りに8M−H2SO4を使用した。えられ
た吸着性樹脂は1.301g/mlの密度、54.6%の水
保有能力および3.1meq H+/gの乾燥重量能力
をもつていた。 この吸着性樹脂を実施例1の方法によつて試験
してラジウム除去能力をしらべ、有効なバリウム
除去能力をもつことを見出した。 実施例 3 実施例1の方法に従い、500〜1200ミクロンの
範囲の粒径、5.18meq H+/gの乾燥重量能力
(DWC)、77.3%の水保有能力(WRC)および
1.09g/mlの密度をもつ2%交差結合のスルホン
化したスチレン/ジビニルベンゼンコポリマーの
カチオン交換樹脂を十分量の0.5N−Ba(OH)2
接触させて樹脂を定量的にバリウム型に転化し
た。このバリウム樹脂を次いで樹脂をおおい
H2SO4の濃度を≧5M H2SO4に保持するに十分
な量の8〜10MのH2SO4と接触させた。えられ
た吸着性樹脂を脱イオン水で洗浄して過剰の酸を
除去し、この樹脂の30gを試験してDWC、
WRC、バリウム%、湿潤容量能力(WVC)〔樹
脂の実容積1ml当りのmeq H+〕および密度を求
めた。 この吸着性樹脂を前記の方法により更に5回サ
イクルさせて各サイクル後のDWC、WRC、バリ
ウム%、WVCおよび密度を試験した。 これらの試験結果を第1表に示した。この表の
データから明らかなように、バリウム濃度はそれ
ぞれの追加サイクル毎に増大している。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to water-insoluble, hydrophilic resins capable of removing metal ions such as radium from aqueous media. In many industries that use aqueous liquid streams containing metal ions, it is necessary to remove such ions from such streams because they are valuable and/or highly responsible. be. Illustrative industries are those using aqueous liquid streams containing radioactive metal ions, such as radium, such as those using nuclear reactors, hospitals, municipal services, scientific laboratories, and those involved in the mining of valuable metals. be. For example, in the removal of naturally occurring radium and/or barium from public water supplies,
It has become customary to use a variety of water softening methods, including the use of ion exchange softening plants as well as lime softening plants. Removal efficiencies ranged from 70% to about 98% for these methods. Unfortunately, however, workers at such plants that remove radium are exposed to increased levels of radiation. Also, such methods generate significant amounts of radioactive waste, which must be properly stored. In the mining of uranium, it is often necessary to remove and dispose of significant amounts of aqueous fluids containing low-level radioactive nuclear materials such as uranium and radium. The composition of this aqueous liquid is (1)
It can be either acidic or alkaline depending on the particular uranium material being mined, (2) the other minerals present in the mine formation, and (3) the chemical composition of the groundwater itself. During recovery of the desired uranium, undesired radioactive metals are often found to be absorbed into the mine muds, and these muds are sent to the scrap storage area. Unfortunately, water that comes into contact with such areas becomes contaminated with such radioactive materials and must be cleaned of radioactive metals before disposal. Similarly, the accumulation of radioactive materials in other aqueous liquid streams and on the equipment through which they pass poses pressing problems for the handling of such liquid streams and their disposal to a wide variety of industries, e.g. Generated from mining water and hospital waste treatment. In the past, such aqueous liquid streams containing radioactive metals or other metals have been purified with various ion exchange systems. Unfortunately, however, such ion exchange systems are expensive because they must often be regenerated. Moreover, such regeneration also yields aqueous liquids containing radioactive metals or other metals that are often toxic and/or valuable. Alternatively, it has been the practice to precipitate metals from such aqueous streams by the addition of various chemical reagents. The resulting sediment forms sludge at the bottom of the settling basin, thereby creating long-term disposal problems. Since the precipitate is not easily cleared, large facilities are required to facilitate proper disposal of the precipitate. Unfortunately, these methods lack specificity for the removal of the metal ions desired for removal. As a result, metal ions that do not require treatment, such as sodium, calcium and magnesium, which are often present in large quantities in such aqueous liquid streams, must be handled as well. In the case of ion-exchange systems, the ion-exchange system is quickly saturated with metal ions that do not require such treatment, and regeneration is much faster than would be required in the absence of such treatment-free metal ions. It must be done with great care. U.S. Patent No. 2,961,399 (Alberti, November 22, 1960)
Japanese Patent) and No. 4054320 (Learmont,
As stated in the patent issued October 18, 1977,
It is well recognized that various forms of barium, particularly barium sulfate, are relatively effective in removing many metals, particularly radium, and other metals such as strontium, cerium, ruthenium and antimony from aqueous media. Unfortunately,
These methods often produce large amounts of sludge containing radioactive or other metals that must be treated or cleaned. In view of the above-mentioned shortcomings of the prior art techniques for removing radioactive substances from aqueous media, it is desirable to remove metal ions, in particular radioactive and/or toxic metal ions, from aqueous media and yet remove radioactive and/or toxic metal ions during the treatment. ) It would be highly desirable to provide an effective means of reducing the amount of metal ions in treated aqueous media to very low levels without producing substantial amounts of toxic waste. The present invention provides that the microparticulate particles are (1) a porous matrix of a water-insoluble, hydrophilic, normally solid organic polymer having a large number of suspended anionic moieties;
comprising a water-insoluble inorganic compound capable of removing metal ions from an aqueous medium dispersed in the matrix, and wherein the particles are capable of removing a substantial portion of the metal ions from the aqueous medium when contacted with the aqueous medium; fine granules for removing metal ions from an aqueous medium, characterized in that they are permeable to the passage of metal ions from said aqueous medium under conditions such that they are retained in said matrix; It is something that provides something. The present invention also provides a method for making an adsorbent resin for removing and retaining metal ions from an aqueous medium, comprising: (1) a water-insoluble, hydrophilic polymer having a pendant anion moiety in the interior region of the particle; (2) contacting the microparticles with an aqueous solution of a compound of a similar metal under conditions such that a salt is formed between the metal and the desired portion of the pendant anion moieties in the internal zone; The particles are exposed to a reactant such that (a) the reactant enters the internal region and reacts with the analogous metal to form a water-insoluble compound capable of removing the desired metal ion from an aqueous medium; A method for producing an adsorbent resin, characterized in that the particles containing a water-insoluble compound obtained in this way are brought into contact under conditions such that they are permeable to the movement of metal ions into the internal region of the particles. This is what we provide. In yet another aspect, the invention is characterized in that the granules described above are brought into contact with an aqueous liquid under conditions such that the metal ions pass into the interior area of the resin particles and are thereby removed from the aqueous liquid. A method for removing metal ions from an aqueous liquid is provided. Surprisingly, the adsorbent resins of the present invention are much more efficient at removing specific metal ions from aqueous media than prior art particulate adsorbents. "More efficient" means that the resin is capable of removing and retaining greater amounts of specific metal ions and reduces the concentration of such specific metal ions in the aqueous medium to a lower level than is possible with prior art adsorbents. This means that it can be reduced to . The substantial ability of such adsorbent resins to remove and retain specific metal ions from aqueous media that also contain other metal ions is also surprising. Finally, the adsorbent resin is easy to handle and is easier to dispose of than prior art adsorbents. The adsorbent resins of the present invention are particularly useful for the removal of radioactive divalent radium ions from aqueous effluents of uranium mining operations, particularly at low levels such as 2 to 1000 picocuries/radium ions. Other uses of the resins of the present invention include those requiring the removal of radium from leach solutions of various mining processes, as well as from uranium scrap streams, and for removing cations from aqueous liquids. This includes a wide range of applications that require dense resins. An example of such an application is the treatment of concentrated solutions, such as concentrated sugar solutions, by conventional downflow or upflow techniques. Also, more efficient operation can be achieved by using fluidized bed ion exchange methods using these dense resins. The hydrophilic polymer forming the porous matrix of the granules is suitably any normally solid, water-insoluble organic polymer having a sufficient number of pendant anionic moieties to enable ion exchange from the aqueous medium. It is something. The main skeleton of this polymer is
It is not particularly critical as long as the polymer containing the anionic moiety is water-insoluble. Therefore, although the polymer can be phenolic, polyethylenic, including styrenic and acrylic polymers, and others capable of cation exchange, cross-linked styrenic polymers are preferred. The type of anionic moiety included in the polymer is one that exchanges metal ions from the aqueous medium. Typically, suitable anionic moieties include sulfones, carboxylic acids and phosphones, with sulfones being preferred. The concentration of anionic moieties in the polymer is sufficient to ensure the presence of such anionic moieties in the interior regions of the particles and to enable the polymer to undergo cation exchange from the aqueous medium. Preferably, the concentration of anionic moiety is from about 1 to about 12 milliequivalents per gram of polymer (meq/g), and in some cases preferably about
It is 4.7 to about 5.3 meq/g. Particularly preferred as polymers in the practice of this invention are polymerizable monoethylenically unsaturated monomers or mixtures of such monomers and cross-linking agents copolymerizable therewith, typically polyethylenically unsaturated monomers such as divinylbenzene. It is a cross-linked polymer produced by addition copolymerization with monomers. Suitable polymerizable monoethylenically unsaturated monomers, cross-linking agents, catalysts, polymerization media and methods for preparing this cross-linked addition copolymer in particulate form are well known in the art. Examples of such techniques include U.S. Pat. No. 2,960,480;
No. 2788331 (which discloses a method for making gel-type cross-linked polymers) and U.S. Pat.
No. 363,735 and No. 3,549,562 (which also disclose methods for making porous resins, often referred to as macroporous resins). Among the well-known monoethylenically unsaturated monomers for polymerization, monovinylidene aromatics such as styrene and monoalkyl-substituted styrenes (such as vinyltoluene,
Ethylvinylbenzene) and vinylnaphthalene are preferred, with styrene being particularly preferred. Preferred cross-linking agents include polyvinylidene aromatics such as divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, divinylnaphthalene, trivinylbenzene, divinyldiphenyl ether, divinyldiphenylsulfone and isopropylvinylbenzene; ethylene glycol dimethacrylate and divinylsulfide. are included, with polyvinylidene aromatics especially divinylbenzene being most preferred. As mentioned above, this matrix polymer has a large number of anionic moieties. Preferably such anionic moiety is a sulfonic acid moiety typical of any of the common sulfonic acid resins utilized commercially for exchanging cations from aqueous solutions. Typically this preferred resin is in the sodium salt form or the acid form. Examples of such exchange resins are obtained by sulfonating resinous condensation products of formaldehyde and phenolsulfonic acid, formaldehyde and phenols or other monohydric or polyhydric phenols. Cation exchange resins are sulfonated resinous copolymers of monoethylenically unsaturated and polyethylenically unsaturated monomers, such as styrene and divinylbenzene. Particularly preferred cation exchange resins include from about 1 to about 20% by weight, preferably from about 2 to about 20% by weight.
It is a sulfonated copolymer of styrene cross-linked with about 4% by weight divinylbenzene. Such particularly preferred resins have approximately
It has a sufficient concentration of sulfonic acid moieties to have a dry weight capacity in the range of 4.5 to about 5.2, particularly about 4.8 to about 5.1 meq H + /g. Such particularly preferred resins also have a water retention capacity in the range of about 35 to about 90, particularly about 50 to about 75% water by weight in the wet form of the resin. Examples of such particularly preferred resins are sodium, hydrogen or lithium type and macroporous acrylic gel resins, typically in the form of spherical beads. As previously mentioned, the matrix polymer containing anionic moieties is in particulate form. Preferably, such particulates have an average particle size in the range of about 10 to about 1200 microns, particularly about 500 to about 1200 microns. The particles of such granules are porous and allow the migration of metal ions from the aqueous medium into the interior regions of the granules. For example, such resins preferably have an average pore size ranging from about 10 to about 2000 angstrom units, particularly from about 20 to about 100 angstrom units, and from about 0.005 to 1 g wet resin (containing about 75% water by weight). Approx. 0.15m 2 especially approx. 0.005
It is micropore with a surface area of ~0.1 m2 . Suitable matrix polymers with anionic moieties other than sulfonic acids, such as carboxylic acids and phosphonic acids, and methods for making such materials are described in "Ion-Exchange", Helferich, Mc Graw-
Described in Hill (1962). Water-soluble compounds of similar metals suitable for use in the practice of this invention are those in which (1) the compound is sufficiently soluble that an aqueous solution converts the resin to its similar metal form by ion exchange; 2) reacts with the anionic portion of the polymer to provide a salt of the desired portion of the anionic portion of the interior region of the granule with the metal; and (3) is similar to the particular metal ion to be removed from the aqueous medium. contains metals. For the purposes of the present invention, if the metal forms a water-insoluble compound capable of removing the specified metal from aqueous solution and retains the specified metal ion during continued contact with the aqueous medium, The metal is similar to the specific metal ion to be removed from the aqueous medium. Preferably, the metal analog is chemically similar to the particular metal as predicted by the Periodic Table of the Elements. To explain further, similar metals are from the same group of the periodic table of elements as the specific metal ion, and more preferably from a period adjacent to the period of the specific metal ion. For transition metals and internal transition metals, analogous metals can be elements that are adjacent to or near the particular metal in the same period of the Periodic Table of the Elements. For example, if radium is the specific metal ion, the similar metal is preferably barium, with strontium and calcium being less preferred. When gold is the specific metal, the analogous metal is preferably silver. Examples of such water-soluble compounds include barium hydroxide and water-soluble salts of barium such as barium chloride, barium bromide, barium cyanate and barium acetate, with barium hydroxide being particularly preferred. Other suitable water-soluble compounds include strontium acetate, strontium chloride, calcium chloride, silver nitrate, calcium acetate and thorium nitrate. Reaction reagents suitably used in carrying out the present invention are (1)
(2) ability to react with the analogous metal cation moiety and remove the specific metal cation from the aqueous liquid; It is a compound that can form certain water-insoluble compounds. This compound is a sufficiently water-insoluble compound that has sufficient affinity for the specific metal ion to retain the specific metal ion in the adsorptive resin particles after repeated contact with an aqueous liquid. . Preferably, the water-insoluble compound is such that it dissolves in water 1 in an amount of 2 g or less, most preferably 0.1 g or less. The agent that reacts with the metal-type wetting resin is preferably a strong acid, such as sulfuric or hydrochloric acid, or a moderate acid, such as phosphoric acid, which reacts with similar metals to form the desired water-insoluble compound. When the analogous metal is barium, the reactants are sulfuric acid, iodic acid, gaseous sulfur trioxide, and similar acids known to react with barium to form water-insoluble salts in highly acidic media. It is.
Slightly concentrated sulfuric acid, such as 5M to 16M H2SO4 , is more preferred, and 6M to 10M H2SO4 is most preferred.
When the analogous metal is silver, the reactant is preferably hydrochloric acid or other acid that reacts with silver to form a water-insoluble compound. In the production of water-insoluble polymer granules in the form of analogous metal salts, the polymeric granules containing anionic moieties in acid or sodium form are immersed in an aqueous solution of a compound of an analogous metal, such as barium hydroxide, calcium chloride or silver nitrate, or alternatively Wash with the aqueous solution. The concentration of the aqueous solution of the analogous metal compound is not particularly critical, as long as a suitable degree of exchange between the analogous metal and the anionic moieties of the water-insoluble polymer is obtained, especially in the interior areas of the granules of the water-insoluble polymer. . Preferably, the concentration of water-soluble compounds of similar metals is from about 0.1 to about 20% by weight in the aqueous solution, most preferably from 1 to 10% by weight. In general, the methods used to effect the exchange of resins into analogous metal salt forms conform to conventional techniques of cation exchange, including exchange of analogous metal ions from aqueous solutions. Conversion of similar metal salt type resins to adsorption resins containing water-insoluble salts of similar metals (useful for removing and retaining specific metal ions from aqueous solutions) preferably involves converting the salt moieties of similar metals and anionic moieties into adsorbent resins containing water-insoluble salts of similar metals. This is accomplished by passing the reactive reagents throughout the interior regions of the containing particles. To ensure penetration of the reactant into the interior areas of the polymer particles, it is critical that the concentration of the reactant be sufficient to overcome the Donnan potential specific to the particular polymer and anionic moiety involved. It is true.
If such concentrations are not sufficient, it is observed that the formation of water-insoluble compounds of similar metals occurs only on the surface of the particles and not at all in the internal regions of the particles. Such closed resins are generally undesirable for the practice of this invention. Preferably, when barium is the analogous metal, the concentration of sulfuric acid used to treat the barium salt form of the most common cation exchange resins derived from copolymers of styrene and divinylbenzene is about 40
to about 90% by weight, preferably from about 45 to about 65% by weight. After forming a water-insoluble compound within the resin particles,
It is generally preferred to use deionized water to wash the resin to remove residual reaction reagents or other undesirable products. In this washed form, the resin is ready for use to remove specific metal ions from aqueous solutions. The adsorptive resin consists of particles of a porous matrix polymer having a large number of anionic moieties and dispersed within the matrix particles a water-insoluble compound capable of removing and retaining metal ions from an aqueous medium. . Generally, the water-insoluble compound increases the ability of the resin to remove and retain desired specific metal ions from an aqueous medium by at least 10% by weight, and preferably by at least 100% by weight, over a matrix polymer that does not contain the water-insoluble compound. present in sufficient quantities. Preferably, the adsorbent resin contains from about 1 to about 90% by weight, most preferably from about 5 to about 50% by weight, of water-insoluble compounds. In practice, a liquid aqueous medium containing certain metal ions such as barium, radioactive strontium, cerium, radioactive cobalt, ruthenium, gold or other noble metals, thorium, arsenic, cadmium, chromium, silver, lead and antimony is added to the granules of the present invention. and contacting under conditions such that the specific metal ions are entrained in the interior areas of the granules, thereby removing the specific metal ions from the aqueous solution and retaining them in the granules. Typically, such contact is similar to that used for cation exchange from aqueous solutions. The concentration of specific metal ions in the aqueous solution to be treated is approximately 1 trillion parts by weight of the solution.
0.001 parts to about 10,000 parts per million copies, preferably 1
It can range from about 0.01 parts per trillion to about 1000 parts per million. The following examples are provided to illustrate the invention. All parts and percentages are by weight unless otherwise specified. Example 1 The resin used was 2% cross-linked wet with a particle size ranging from 500 to 1200 microns, a dry weight capacity of 5.1 meq H + /g, a water holding capacity of 75.9% and a density of 1.13 g/ml. It was the acid form of the sulfonated styrene/divinylbenzene copolymer cation exchange resin. 0.3N of Ba in 200g of this resin
(OH) 2 was added to convert the resin quantitatively to the barium form and to provide a small excess of Ba(OH) 2 . This barium type resin has 42% water holding capacity and
It had a density of 1.29 g/ml. After conversion to the barium form, the resin was contacted with a small amount of the acid form of the resin to remove excess Ba(OH) 2 . The barium-type resin was then washed with deionized water and dehydrated by filtration. This dehydrated barium type resin (barium resin) is covered with this resin and the H 2 SO 4 concentration is ≧
Enough 6M- H2SO4 was added to keep it at 5M - H2SO4 (approximately 80% of the water in the barium resin is released into solution). The barium resin initially contracted by 20-40 volumes and swelled to a slightly larger volume than the barium resin in 3-5 hours. Analysis of the resulting resin showed that the resin was converted to the acid form and BaSO 4 was formed in the internal zone. Excess sulfuric acid was removed by filtration. The filtered resin was washed with deionized water. At that time, the resin expanded to a volume slightly larger than the original volume of the acid form. The resulting adsorbent resin has a density of 1.216 g/ml, a dry weight capacity of 2.9 meqH + /dry g and a dry weight capacity of 65
% water holding capacity. Fill a column (300 cm x 5.08 cm diameter) with 2,500 g of the obtained adsorbent resin, and set the wet static bed height.
It was set to 76cm. An aqueous medium containing 25 picocuries of radium ions per column was passed upwardly through the two columns connected in series at a rate of 26/min for 7 months. The eluate from the column was periodically tested for radioactivity, and 2
It was found to contain less than picocury of radium. The adsorbent resin was then analyzed and found to contain the appropriate amount of radium ions. Example 2 Using a cation exchange resin similar to Example 1 but with a water holding capacity of 67.9%, a cross-linking content of 4%, and a density of 1.11 g/ml, the adsorptive resin was prepared as in Example 1. manufactured by the method. Tazushi 6M−
8M - H2SO4 was used instead of H2SO4 . The resulting adsorbent resin had a density of 1.301 g/ml, a water holding capacity of 54.6% and a dry weight capacity of 3.1 meq H + /g. This adsorbent resin was tested for its ability to remove radium by the method of Example 1, and was found to have an effective ability to remove barium. Example 3 Following the method of Example 1, particle size ranging from 500 to 1200 microns, dry weight capacity (DWC) of 5.18 meq H + /g, water holding capacity (WRC) of 77.3% and
A 2% cross-linked sulfonated styrene/divinylbenzene copolymer cation exchange resin with a density of 1.09 g/ml was contacted with a sufficient amount of 0.5N-Ba(OH) 2 to quantitatively convert the resin to the barium form. did. This barium resin is then covered with resin.
Contact was made with a sufficient amount of 8-10M H2SO4 to maintain the concentration of H2SO4 at ≧5M H2SO4 . The resulting adsorbent resin was washed with deionized water to remove excess acid, and 30 g of this resin was tested for DWC,
WRC, barium %, wet volume capacity (WVC) [meq H + per ml actual volume of resin] and density were determined. The adsorbent resin was cycled an additional five times using the method described above and tested for DWC, WRC, barium %, WVC, and density after each cycle. The results of these tests are shown in Table 1. As can be seen from the data in this table, the barium concentration increases with each additional cycle. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 微細粒状物の粒子が(1)多数の懸吊アニオン性
部分をもつ水不溶性、親水性、常態で固体の有機
ポリマーを多孔質マトリツクスおよび(2)該マトリ
ツクス中に分散させた、水性媒質から金属イオン
を除去しうる水不溶性の無機化合物から成り、且
つ該粒子がこれを水性媒質と接触させたとき該水
性媒質から金属イオンの実質的部分が除去されて
上記のマトリツクス中に保持されるような条件下
で該水性媒質からの金属イオンの通過に対して浸
透性のものであることを特徴とする水性媒質から
金属イオンを除去するための微細粒状物。 2 微細粒状物中の水不溶性の化合物の量が、水
性媒質から金属イオンを除去して保持する該粒状
物の能力を水不溶性の該化合物を含まないポリマ
ーの能力に比べて少なくとも10重量%だけ増大さ
せるに十分な量である特許請求の範囲第1項記載
の粒状物。 3 ポリマーがカチオン交換樹脂であり、水不溶
性化合物が水性媒質から除去すべき金属イオンに
類似の金属と酸との塩である特許請求の範囲第1
項または第2項に記載の粒状物。 4 カチオン交換樹脂がスチレンとジビニルベン
ゼンとのスルホン化コポリマーであり、塩が水不
溶性バリウム化合物であり、そして金属イオンが
2価のラジウムである特許請求の範囲第3項記載
の粒状物。 5 カチオン交換樹脂がマクロポーラス樹脂であ
る特許請求の範囲第4項記載の粒状物。 6 水性媒質から金属イオンを除去して保持する
ための吸着性樹脂の製造法であつて、(1)粒子の内
部区域に懸吊アニオン部分をもつ水不溶性、親水
性のポリマーの微細粒子を類似金属の化合物の水
溶液と、該金属と該内部区域中の懸吊アニオン部
分の所望部分との塩が形成される条件下で接触さ
せ、そして(2)えられた金属塩型の該粒子を反応試
剤と、(a)該反応試剤が該内部区域に侵入しそして
該類似金属と反応して水性媒質から所望の金属イ
オンを除去しうる水不溶性化合物を形成し且つ(b)
このようにしてえられた水不溶性化合物含有粒子
が粒子の内部区域への金属イオンの移動に対して
浸透性である、ような条件下で接触させる、こと
を特徴とする上記吸着性樹脂の製造法。 7 ポリマーがスチレンとジビニルベンゼンとの
スルホン化コポリマーであり、水溶性塩が水酸化
バリウムであり、そして反応試剤が1当り6〜
16モルの濃度の硫酸である特許請求の範囲第6項
記載の方法。 8 微細粒状物の粒子が(1)多数の懸吊アニオン部
分をもつ水不溶性、親水性、常態で固体の有機ポ
リマーの多孔質マトリツクスおよび(2)該マトリツ
クス中に分散させた、水性媒質から金属イオンを
除去しうる水不溶性の無機化合物から成り、且つ
該粒子がこれを水性媒質と接触させたとき該水性
媒質から金属イオンの実質的部分が除去されて上
記のマトリツクス中に保持されるような条件下で
該水性媒質からの金属イオンの通過に対して浸透
性のものである、水性媒質から金属イオンを除去
するための微細粒状物を、水性媒質と、金属イオ
ンが樹脂粒子の内部区域に通り、それによつて水
性液体から除去されるような条件下で接触させる
ことを特徴とする、水性液体から金属イオンを除
去して保持するための方法。
[Scope of Claims] 1. Particles of a fine particulate material comprising (1) a porous matrix of a water-insoluble, hydrophilic, normally solid organic polymer having a large number of suspended anionic moieties and (2) dispersed within the matrix. a water-insoluble inorganic compound capable of removing metal ions from an aqueous medium, and wherein the particles, when brought into contact with the aqueous medium, remove a substantial portion of the metal ions from the aqueous medium to form the above-mentioned matrix. Fine particulates for removing metal ions from an aqueous medium, characterized in that they are permeable to the passage of metal ions from said aqueous medium under the conditions in which they are retained therein. 2. The amount of water-insoluble compounds in the fine granules increases the ability of the granules to remove and retain metal ions from the aqueous medium by at least 10% by weight compared to the ability of the polymer without the water-insoluble compounds. The granules of claim 1 in an amount sufficient to increase the amount of granules. 3. Claim 1, wherein the polymer is a cation exchange resin and the water-insoluble compound is a salt of an acid with a metal similar to the metal ion to be removed from the aqueous medium.
The granular material according to item 1 or 2. 4. The granular material according to claim 3, wherein the cation exchange resin is a sulfonated copolymer of styrene and divinylbenzene, the salt is a water-insoluble barium compound, and the metal ion is divalent radium. 5. The granular material according to claim 4, wherein the cation exchange resin is a macroporous resin. 6. A method for producing an adsorbent resin for removing and retaining metal ions from an aqueous medium, the method comprising: (1) preparing microparticles of a water-insoluble, hydrophilic polymer having a suspended anion moiety in the interior region of the particle; (2) contacting an aqueous solution of a compound of a metal with a salt of the metal and a desired portion of the pendant anion moieties in the interior zone under conditions that result in the formation of a salt; and (2) reacting the particles in the resulting metal salt form. a reagent; (a) the reactive reagent enters the internal region and reacts with the analogous metal to form a water-insoluble compound capable of removing the desired metal ion from the aqueous medium; and (b)
Preparation of the adsorbent resin as described above, characterized in that the particles containing the water-insoluble compound thus obtained are brought into contact under conditions such that they are permeable to the movement of metal ions into the internal area of the particles. Law. 7 The polymer is a sulfonated copolymer of styrene and divinylbenzene, the water-soluble salt is barium hydroxide, and the reactant is
7. The method of claim 6, wherein the sulfuric acid is at a concentration of 16 molar. 8 The particles of the fine particulate material are composed of (1) a porous matrix of a water-insoluble, hydrophilic, normally solid organic polymer with a large number of suspended anionic moieties, and (2) dispersed within the matrix, the metal is removed from the aqueous medium. The particles are comprised of water-insoluble inorganic compounds capable of removing ions, and such that when the particles are brought into contact with an aqueous medium, a substantial portion of the metal ions are removed from the aqueous medium and retained in the matrix. A fine particulate material for removing metal ions from an aqueous medium, which is permeable to the passage of metal ions from the aqueous medium under conditions, is introduced into the aqueous medium and into the interior area of the resin particles. 1. A method for removing and retaining metal ions from an aqueous liquid, characterized in that the contacting is carried out under conditions such that metal ions are removed from the aqueous liquid.
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