JPH02207839A - 可燃性セシウム吸着剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可燃性セシウム吸着剤及びその製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

現在、原子力分野の多（の部門において放射性セシウム
の回収および除去が種々の方法で検討されている。

放射性セシウムは、ウラン２３５等の核分裂反応によっ
て生成するが、１３′ＴＣ，（半減期３０年）、１１％
（：ｓ（半減期３ＸＩＯ”年）のように半減期が長く且
つアルカリ金属であるため溶出しやすく、原子力施設の
各種廃液に含まれている。

放射性セシウムの除去方法としては、蒸発分離法（堀岡
正和：日本原子力学会誌、第１１巻、ｐ　１０　、１９
６９）　、イオン交換体であるイオン交換樹脂、ゼオラ
イトを用いたイオン交換吸着法（古屋仲芳男：京都大学
原子炉実験所テクニカルレポート、ＫＵＲＲＩ−Ｔｈ−
７３、１９７０）　、フェロシアン化金属化合物による
共沈法（Ｇ、Ｂ、Ｂａｒｔｏｎ他：　Ｅｎｄ、Ｅｎｇ。

Ｃｈｅｗ、　５０巻、ｐ２１２．１９５８）、フェロシ
アン化金属化合物を添着したゼオライト吸着法（ＰＵＭ
ＩＯＫＡＷＡＭｔｌＲＡ、にＥＮＪＩ　ＭＯＴＯＪＩＭ
Ａ：ＮＵＣＬＥＡＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ。

ＶＯＬ、５Ｂ　ＡＵＧ、１９８２）などが知られている
が、蒸発分離法では余液を蒸発せしめる必要があり、そ
の際飛沫同伴によるセシウムの漏出、イオン交換法では
共存塩による妨害、共沈法ではフェロシアン化金属化合
物がゼラチナスなため操作性が悪いなどいずれも種々の
問題点をかかえている。また、フェロシアン化金属化合
物を添着したゼオライトは、セシウム吸着剤としては優
れているが、使用後の減容処理は困難である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、焼却減容することのできるセシウム吸着
剤を開発するべく鋭意検討を進めた結果、本発明を完成
するに至ったものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、水に難溶なフェロシアン化金属化合物
を活性炭に添着せしめてなる可燃性セシウム吸着剤が提
供される。

本発明者らは、以前にオキシンを活性炭に添着せしめて
なるオキシン添着活性炭を焼却減容可能な放射性金属の
除去剤として提供している（特公昭５９−０４８３及び
特開昭５７−５０６９７参照）が、この知見を活かし、
難溶性フェロシアン化金属化合物を極めて大きな吸着表
面積を有している活性炭の細孔内に沈着させ、可燃性の
セシウム吸着剤の開発に成功したものである。

本発明の吸着剤は、本質的には活性炭と殆ど同等の性状
を有し、粒状、破砕状あるいは粉末状など、その粒度あ
るいは形状として種々多様なものが製造でき、外観は活
性炭そのものと変わらず、固定床、流動床など通常の工
業的装置の使用条件で充分利用することができる。

本発明の吸着剤は、概略、次の手法で製造することが出
来る。即ち、水に難溶なフェロシアン化物を生成する金
属の水溶性塩を活性炭に吸着させ、次いでこれを水溶性
のフェロシアン化化合物の水溶液で処理することにより
、水に難溶なフェロシアン化金属化合物が細孔内に沈着
された活性炭を得る。

具体的には、例えば、銅、亜鉛、ニッケルなどの可溶性
塩、例えば硫酸塩、硝酸塩の水溶液を調製する。硫酸塩
、硝酸塩の濃度としては用いる塩の溶解度にもよるが０
．　）〜０．５モル濃度が望ましい、しかし、この濃度
については厳密である必要はない、この水溶液１１に対
して略１ｋｇの割合で活性炭を加え、混和して、活性炭
に溶液を吸着せしめる。溶液と活性炭の混和割合は必ず
しもこの割合でなくともよいが、活性炭の割合が大きい
ときは吸着が不均一となる恐れがある。溶液を吸着した
活性炭をそのまま次の工程に移行してもよいが、乾燥さ
せた方が次の工程での処理が好ましくなり、ひいては吸
着剤としての性能にもよい影響を与える。乾燥は静置或
いは混和しながら乾燥機で水分を除去させることにより
行う、乾燥温度は９０℃前後でよく、水分の除去率は加
えた水の５０％以上であってよく、除去率は高い方が好
ましい。

次に、この活性炭に可溶性フェロシアン化化合物の水溶
液を加えて反応させることによりフェロシアン化金属化
合物を活性炭の細孔内に沈着させることが出来る。フェ
ロシアン化化合物としては種々あるが、フェロシアン化
カリウムが適しており、その水溶液濃度は０．１〜０．
５モル濃度であるのが望ましい、その添加量は硫酸塩、
硝酸塩の水溶液添加量のηモル濃度またはそれ以下であ
ってよい、硫酸塩、硝酸塩の添着された前記活性炭に対
しフェロシアン化化合物の水溶液絡１２を加え、混和し
て活性炭の細孔内で反応させ、その結果生ずるフェロシ
アン化金属化合物を活性炭の細孔内に沈着せしめる。

その後、未反応の金属硫酸塩、硝酸塩あるいはフェロシ
アン化化合物を除去するため水洗を充分に行ない、９０
℃前後で乾燥させることにより、フェロシアン化金属化
合物を添着した乾燥状態の活性炭が得られるが、水分を
含んだ状態のものでもよければ水洗後水切りするだけで
良い。

尚、水洗工程前に熟成処理を行ない、フェロシアン化金
属化合物の結晶化を促進させることにより、よりいっそ
う効率よく且つ強固にフェロシアン化金属化合物を活性
炭内に沈着させることができる、熟成は１００℃以下で
数時間加温すること或いは濃厚な中性のアルカリ金属塩
の水溶液に浸漬することによって達成され、その後前記
同様水洗することにより目的物が得られる。

また、本吸着剤は、フェロシアン化化合物を活性炭に添
着した後、硫酸塩または硝酸塩の水溶液を反応させる逆
の方法によっても得ることができる。

本発明のセシウム吸着剤は水溶液中のセシウムの除去に
使用されるが、弱酸性から弱アルカリ性の領域にかけて
使用でき、その際共存イオンなどの影響を受けることも
少ない。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げ、本発明を更に説明する。

実施例！ 硫酸銅の０．２モル水溶液Ｉｆを調製する。この水溶液
をヤシ殻活性炭（２０Ｘ４Ｂメツシユ）１ｋｇに添加混
合し、水溶液を吸着させる０次に、この活性炭を９０°
Ｃで乾燥させ、水分の８０％以上を除去する０次いで、
この活性炭に０．１モルフェロシアン化カリウム水溶液
１２を添加混合し、反応させる。続いて、水洗を充分に
行ない、液切り後９０℃で乾燥させて吸着剤を得た。

実施例２ 硫酸銅の０．２モル水溶液１１を調製する。この水溶液
をヤシ殻活性炭（２０Ｘ４Ｂメツシユ）１ｋｇに添加混
合し、水溶液を吸着させる０次に、この活性炭を９０℃
で乾燥させ、水分の８０％以上を除去する０次いで、こ
の活性炭に０．１モルフェロシアン化カリウム水溶液１
１を添加混合し、反応させる。続いて、９０℃で３時間
熟成を行なう０次いで、水洗を充分に行ない、液切り後
９０℃で乾燥させて吸着剤を得た。

実施例３ フェロシアン化カリウムの０．１モル水溶液１！を調製
する。この水溶液をヤシ殻活性炭（２０Ｘ４Ｂメツシユ
＞１ｋｇに添加混合し、水溶液を吸着させる０次に、こ
の活性炭を９０℃で乾燥させ、水分の８０％以上を除去
する０次いで、この活性炭に０、２モル硫酸銅水溶液ｌ
ｌを添加混合し、反応させる。続いて、９０°Ｃで３時
間熟成を行なう。次いで、水洗を充分に行ない、液切り
後９０℃で乾燥させて吸着剤を得た。

実施例４ 実施例１で得られた吸着剤を、内径１２．３ａｍφのガ
ラス管に層高ＩＱｃｍとなるように充填した。充填１は
１２ｄ　（５，５ｇ）となる。これニｐｔ＋２．ｏ。

４．０　、６，０　、８．０．１０．０または１２．０
の緩衝液（０，０１モル濃度）及びイオン交換水を５Ｖ
２０、温度２５°Ｃでｌ１通液し、通過液のｐＨ及び銅
イオン濃度を測定し、フェロシアン化金属化合物（この
場合フェロシアン化銅）の溶出量を測定した。結果を第
１表及び第１図に示すが、通過液のｐＨが６．４〜８．
４の範囲ではフェロシアン化銅の溶出は認められなかっ
た。

第一」−−１ 通液ｐ１４　　　通過液ｐａ＋　　　通過液中のＣｕ（
ρｐａ）２．０　　　　４．２　　　　　　８．２４．
０　　　　４．３　　　　　　５．８イオン交換水　６
．４　　　　　　　ＮＤ６．０　　　　　？、３　　　
　　　　ＮＤ８．０　　　　　？、８　　　　　　　Ｎ
Ｄｌｏ、０　　　　　Ｂ、Ａ　　　　　　　ＮＤ１２．
０　　　１０．７　　　　　　０．２実施例５ 実施例２で得られた吸着剤を、内径１２．３ａｎφのガ
ラス管に層高１０ｃｍとなるように充填した。充填量は
１２ｉｄ（５，５ｇ）となる。これに硝酸セシウムを用
いて調製したセシウムイオン２０１）ｐｍ＋（ｐＨ１０
）を含む水溶液を５Ｖ２０、温度２５°Ｃで通液し、通
過液中のセシウムイオン濃度を測定した。結果を第２図
に示すが、通過液１．４１１まではセシウムの漏出は認
められなかった。

実施例６ 実施例２で得られた吸着剤を、内径１２．３ｍφガラス
管に層高１０ｃｍとなるように充填した。充填量は１２
ｄ（５，５ｇ）となる。これに硝酸セシウムを用いて調
製したセシウムイオン２０ｐｐｍ、カリウムイオン１０
００ρｐ■（ｐＨ１０）を含む水溶液を５ｖ２０．１４
２５℃で通液し、通過液中のセシウムイオン濃度を測定
した。結果を第３図に示すが、通過液ｉ、　ｉ　ｊ！ま
ではセシウムの“漏出は認められなかった。

実施例７ 実施例３で得られた吸着剤を、内径１２．３ａｎφのガ
ラス管に層高１０ｃｍとなるように充填した。充填量は
１２ａｇ（５，５ｇ）となる、これに硝酸セシウムを用
いて調製したセシウムイオン２０ｐｐｍ＋、硫酸ナトリ
ウム２％（ｐＨｌ　Ｏ）を含む水溶液を５Ｖ２０、温度
２５°Ｃで通液し、通過液中のセシウムイオン濃度を測
定した。結果を第４図に示すが、通過液１．２１までは
セシウムの漏出は認められなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図および第４図は、それぞれ、実
施例１〜４で得られた測定結果のグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水に難溶なフェロシアン化金属化合物を活性炭の細
   孔内に沈着させたことを特徴とする可燃性セシウム吸着
   剤。 ２、水に難溶なフェロシアン化物を生成する金属の水溶
   性塩を活性炭に吸着させ、次いでこれを水溶性のフェロ
   シアン化化合物の水溶液で処理することにより、または
   水溶性のフェロシアン化化合物を活性炭に吸着させ、次
   いでこれを前記金属塩の水溶液で処理することにより、
   水に難溶なフェロシアン化金属化合物が細孔内に沈着さ
   れた活性炭を得ることを特徴とする、可燃性セシウム吸
   着剤の製造方法。