JPH05146673A - Adsorbent - Google Patents

Adsorbent

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JPH05146673A
JPH05146673A JP14182292A JP14182292A JPH05146673A JP H05146673 A JPH05146673 A JP H05146673A JP 14182292 A JP14182292 A JP 14182292A JP 14182292 A JP14182292 A JP 14182292A JP H05146673 A JPH05146673 A JP H05146673A
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adsorbent
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tetravalent metal
adsorption
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Tatsuro Takeuchi
辰郎 竹内
Takeo Kawakami
猛雄 川上
Motoya Mori
元哉 毛利
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Takeda Pharmaceutical Co Ltd
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Takeda Chemical Industries Ltd
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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an adsorbent useful in removing harmful substances such as radioactive substance and phosphate ion from domestic or industrial waste water. CONSTITUTION:A method for producing the absorbent comprises mixing together a composition containing a hydrate ferrite of a tetravalent metal such as titanium, zirconium and tin and a water-insoluble phosphate of a tetravalent metal such as titanium, zieconium and tin and a thermosetting resin in an amount (by weight) of 1/10-1 time the aforesaid composition and hardending the resulting mixture. This absorbent provides a method whereby harmful substances such as various ions and radioactive substances can efficiently be adsorbed thereon. It is also adaptable to the various kinds of devices for absorbing the harmful substances and has the advantage of being low in manufacturing costs. Moreover, recovery of the adsorbed substances is possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、生活排水、産業廃液、
保管中の産業廃棄物などからの有害物質の吸着に有用な
新規吸着剤および吸着方法に関する。
The present invention relates to domestic wastewater, industrial waste liquid,
The present invention relates to a novel adsorbent and an adsorption method useful for adsorbing harmful substances such as industrial wastes stored.

【0002】[0002]

【従来の技術】原子力産業の発展に伴い、中低レベルの
放射性廃棄物が原子力発電所等から排出されている。近
年、このような中低レベルの放射性廃棄物による汚染が
環境問題として重要な課題となっている。
2. Description of the Related Art With the development of the nuclear industry, low and medium level radioactive wastes are being emitted from nuclear power plants and the like. In recent years, pollution by such low and medium level radioactive waste has become an important issue as an environmental problem.

【0003】従来、ウランをはじめとする放射性物質の
除去法には、吸着法、気泡分離法、溶媒抽出法等が提案
されているが、これ等の中では吸着法が最も良い方法と
されている。この吸着法では使用する吸着剤の性能が問
題となる。このような吸着剤としては、含水酸化チタ
ン、方鉛鉱、酸化マンガン、リン酸ジルコニウム、更に
は、活性炭やアルミナに担持した含水酸化チタン等の無
機吸着剤や、アシドキシム型キレート樹脂やヘキサカル
ボン酸等の有機系吸着剤が使用されいる。
Conventionally, as a method for removing radioactive substances such as uranium, an adsorption method, a bubble separation method, a solvent extraction method and the like have been proposed. Among them, the adsorption method is considered to be the best method. There is. In this adsorption method, the performance of the adsorbent used is a problem. Examples of such adsorbents include hydrous titanium oxide, galena, manganese oxide, zirconium phosphate, and further inorganic adsorbents such as hydrous titanium oxide supported on activated carbon or alumina, acidoxime type chelate resins and hexacarboxylic acid. An organic adsorbent such as is used.

【0004】しかしながら、従来の吸着剤は吸着能が低
く、更に、有機系吸着剤の場合は耐熱性にも問題があ
り、高温の原子力発電所排水への適用は難しい。
However, conventional adsorbents have a low adsorption capacity, and organic adsorbents also have a problem in heat resistance, which makes it difficult to apply them to high temperature nuclear power plant wastewater.

【0005】特開昭54-128994では、アルミニ
ウム,マンガン,亜鉛,スズ,ジルコニウム等の難溶性
含水酸化物と鉄酸化物からなるウラン採取用磁気吸着剤
が提案されている。この吸着剤では粉末状のものが考え
られている。しかし、この粉末状吸着剤で吸着操作を行
なう場合、磁気分離を応用するにしても、固液分離には
困難性がつきまとうことになる。また、その吸着力も充
分でないという問題点が残っている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 54-128994 proposes a magnetic adsorbent for collecting uranium, which comprises an iron oxide and a sparingly soluble hydrous oxide such as aluminum, manganese, zinc, tin or zirconium. This adsorbent is considered to be in powder form. However, when performing adsorption operation with this powdery adsorbent, even if magnetic separation is applied, solid-liquid separation is difficult. In addition, there remains a problem that the adsorption force is not sufficient.

【0006】また、特開昭57-50543号では、生
活排水中に含まれるリン酸イオン除去のための金属水和
物の吸着剤が提案されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 57-50543 proposes a metal hydrate adsorbent for removing phosphate ions contained in domestic wastewater.

【0007】しかし、現在のところ、中低レベルの放射
性廃棄物の除去が満足できる技術は開発されていない。
また、粒状、繊維状等の成形品による吸着剤も提案され
ているが、機械的強度や吸着能力の大きいものは得られ
ていない。
However, at present, no technology has been developed which is satisfactory for removal of radioactive waste at a medium or low level.
Further, although an adsorbent formed of a granular or fibrous molded article has been proposed, a material having a large mechanical strength or adsorption capacity has not been obtained.

【0008】一方、使用済み放射性廃棄物の処理につい
ては、コンクリートで固め、地下や土中に埋設する方法
が現在は行われている。しかし、長期間の保管中にコン
クリート劣化などによる周辺環境への放射能汚染が懸念
されている。この放射性物質の漏出を防ぐための固定化
剤として使用可能な安全性の高い高性能の放射性吸着剤
の開発は未だ達成されていない。
On the other hand, as for the treatment of used radioactive waste, a method of hardening it with concrete and burying it underground or in the soil is currently used. However, there is concern about radioactive contamination of the surrounding environment due to deterioration of concrete during long-term storage. The development of a highly safe and high-performance radioactive adsorbent that can be used as an immobilizing agent for preventing the leakage of radioactive substances has not yet been achieved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、有害物質に
対する吸着能力の優れた新規な吸着剤および吸着方法を
提供するものである。特に、放射性物質の吸着に優れた
新規吸着剤および吸着方法を提供する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a novel adsorbent and an adsorption method having excellent adsorption ability for harmful substances. In particular, the present invention provides a novel adsorbent excellent in adsorption of radioactive substances and an adsorption method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、金属の含水
亜鉄酸塩とリン酸塩との混合物が放射性物質を吸着する
ことを知見し、更に検討を重ねて本発明を完成するに至
った。
Means for Solving the Problems The present inventors have found that a mixture of metal hydrous ferrite and phosphate adsorbs a radioactive substance, and further studied to complete the present invention. I arrived.

【0011】すなわち、本発明は、四価金属の含水亜鉄
酸塩と四価金属の水不溶性リン酸塩とを含有する吸着剤
および有害物質の吸着方法である。
That is, the present invention is an adsorbent containing a tetravalent metal hydrous ferrite and a water-insoluble tetravalent metal phosphate, and a method for adsorbing harmful substances.

【0012】該四価金属は、いかなる四価金属を用いて
もよいが、4族元素が好ましい。具体的には、チタン、
ジルコニウム、トリウム、ハフニウム、ゲルマニウム、
スズ、鉛などが挙げられる。なかでも、チタン、ジルコ
ニウム、スズが好ましい。特にチタンがよい。
As the tetravalent metal, any tetravalent metal may be used, but Group 4 elements are preferable. Specifically, titanium,
Zirconium, thorium, hafnium, germanium,
Examples include tin and lead. Of these, titanium, zirconium and tin are preferable. Especially, titanium is preferable.

【0013】上記の四価金属の含水亜鉄酸塩および四価
金属の水不溶性リン酸塩は、通常、水不溶性であり、非
晶質塩を形成しているものが好ましい。また、この含水
亜鉄酸塩および水不溶性リン酸塩は一種の金属からなる
ものであってもよいし、二種以上の金属からなるもので
あってもよい。好ましい四価金属の含水亜鉄酸塩として
は、チタンの含水亜鉄酸塩、ジルコニウムの含水亜鉄酸
塩などが挙げられる。好ましい四価金属の水不溶性リン
酸塩としては、チタンの水不溶性リン酸塩(例えば、Ti
(HPO4)2・nH2O(n=0、0.5、1、2)等)、ジルコニウムの水不
溶性リン酸塩(例えば、Zr(HPO4)2・nH2O(n=0、1、2)、Zr
(KPO4)2・3H2O等)、スズの水不溶性リン酸塩(Sn(HPO4)
H2O等)などが挙げられる。
The above-mentioned hydrated ferrite salt of tetravalent metal and water-insoluble phosphate salt of tetravalent metal are usually water-insoluble, and those which form an amorphous salt are preferable. Further, the hydrous ferrite and the water-insoluble phosphate may be composed of one kind of metal, or may be composed of two or more kinds of metals. Examples of preferable hydrous ferrite of tetravalent metal include hydrous ferrous acid of titanium and hydrous ferrous acid of zirconium. Preferred water-insoluble phosphates of tetravalent metals include water-insoluble phosphates of titanium (for example, Ti
(HPO 4 ) 2・ nH 2 O (n = 0, 0.5, 1, 2 ) etc.), a water-insoluble phosphate of zirconium (for example, Zr (HPO 4 ) 2・ nH 2 O (n = 0, 1, 2), Zr
(KPO 4) 2 · 3H 2 O , etc.), tin water-insoluble phosphate (Sn (HPO 4)
H 2 O etc.) and the like.

【0014】四価金属の含水亜鉄酸塩と四価金属の水不
溶性リン酸塩との配合比はそれぞれの金属原子比で表す
と、300:1〜1:1、好ましくは200:1〜3:
1である。
The compounding ratio of the hydrous ferrite of tetravalent metal and the water-insoluble phosphate of tetravalent metal is 300: 1 to 1: 1, preferably 200: 1 to 1 in terms of the respective metal atomic ratios. 3:
It is 1.

【0015】本発明の吸着剤はつぎのような方法で製造
される。
The adsorbent of the present invention is manufactured by the following method.

【0016】四価金属塩を溶解して調製した金属イオン
を含有する溶液に、pH4以下で、該四価金属イオンに
対して、0.01〜0.5倍モルに相当するリン酸,リン
酸塩またはこれらの混合物を加えて、初期含有金属イオ
ンの一部を水不溶リン酸塩として生成せしめる。その
後、残量の金属イオンに対して、約0.2〜11倍モル
に相当する第一鉄塩を加えた後、アルカリを加え、液の
pHを約6以上、好ましくは約7〜12に保持する。こ
の後、必要ならば、溶液の温度を約30〜100℃にし
た後、酸化性ガス(空気,酸素ガスまたはオゾン等)を
吹き込むか、酸化剤(過酸化水素等)を加えることによ
って、四価金属の含水亜鉄酸塩と四価金属の水不溶性リ
ン酸塩の混合沈殿物を生成させる。また、四価金属の含
水亜鉄酸塩と四価金属の水不溶性リン酸塩とを、上記製
法に従ってそれぞれ別に製造してもよい。
In a solution containing a metal ion prepared by dissolving a tetravalent metal salt, at a pH of 4 or less, phosphoric acid or phosphorus corresponding to 0.01 to 0.5 times the molar amount of the tetravalent metal ion is obtained. Acid salts or mixtures thereof are added to form some of the initially contained metal ions as water insoluble phosphates. Then, after adding a ferrous salt corresponding to about 0.2 to 11 times the molar amount of the remaining metal ions, an alkali is added to adjust the pH of the solution to about 6 or more, preferably about 7 to 12. Hold. After that, if necessary, the temperature of the solution is adjusted to about 30 to 100 ° C., and then an oxidizing gas (air, oxygen gas, ozone, etc.) is blown in, or an oxidant (hydrogen peroxide, etc.) is added to the solution, whereby A mixed precipitate of hydrous ferrite of valent metal and water-insoluble phosphate of tetravalent metal is formed. Alternatively, the tetravalent metal hydrous ferrite and the tetravalent metal water-insoluble phosphate may be separately produced according to the above-mentioned production method.

【0017】上記のようにして得られた沈殿を濾別し、
水洗した後、乾燥する。乾燥は風乾または約100℃以
下、好ましくは約50℃以下の温度範囲で約1〜50時
間程度乾燥する。四価金属の含水亜鉄酸塩と四価金属の
水不溶性リン酸塩とを別々に調製した場合には、乾燥物
として後に混合してもよいし、乾燥前に両者を混合し
て、その後、乾燥工程に付してもよい。好ましくは、混
合沈殿物生成させる製造方法が簡便であり、得られた吸
着剤の特性も優れている。
The precipitate obtained as above is filtered off,
After washing with water, it is dried. Drying is performed by air drying or in a temperature range of about 100 ° C. or lower, preferably about 50 ° C. or lower for about 1 to 50 hours. When the hydrous ferrite of tetravalent metal and the water-insoluble phosphate of tetravalent metal are prepared separately, they may be mixed later as a dried product, or both may be mixed before drying, and then Alternatively, it may be subjected to a drying step. Preferably, the production method for producing a mixed precipitate is simple, and the characteristics of the obtained adsorbent are excellent.

【0018】上記のように、吸着剤の製造には、四価金
属のイオンを含有する水性液を用いることができる。こ
の水性液の調製には、各種の水溶性金属化合物が用いら
れる。かかる水溶性金属化合物としては、各種の金属
塩、金属アルコキシドなどの金属化合物が挙げられる。
金属塩としては、通常の金属塩(正塩)のほか、酸性
塩、水酸化物塩、酸化物塩(オキシ塩)、さらに他の複
塩、錯塩の形態の金属塩を用いてもよい。また、水溶液
のpHが中性付近では不溶性でも、酸性溶液中では溶解
する化合物でも良い。具体的には、次のようなものが挙
げられる。
As described above, an aqueous liquid containing ions of a tetravalent metal can be used for producing the adsorbent. Various water-soluble metal compounds are used for the preparation of this aqueous liquid. Examples of such water-soluble metal compounds include metal compounds such as various metal salts and metal alkoxides.
As the metal salt, in addition to a normal metal salt (normal salt), an acidic salt, a hydroxide salt, an oxide salt (oxy salt), and other double salts and complex salts may be used. Further, the compound may be insoluble when the pH of the aqueous solution is near neutral, or may be a compound which is soluble in an acidic solution. Specifically, the following are mentioned.

【0019】(1)金属の塩化物、フッ化物、ヨウ化物、
臭化物等のハロゲン化物:TiCl4、SnCl4、Zr
Cl4、Na2[SnFe]、K2[SnF6]、K2[SnCl
6]、ThCl4、PbCl4、GeCl4、など。
(1) Metal chloride, fluoride, iodide,
Halides such as bromide: TiCl 4 , SnCl 4 , Zr
Cl 4 , Na 2 [SnFe], K 2 [SnF 6 ], K 2 [SnCl
6 ], ThCl 4 , PbCl 4 , GeCl 4 , etc.

【0020】(2)硫酸塩、硫酸アンモニウム塩、その他
の硫酸塩(無機酸塩):Zr(SO4)2、Sn(SO4)2
Th(SO4)2、Pb(SO4)2、Ti(SO4)2など。
(2) Sulfate, ammonium sulfate, and other sulfates (inorganic acid salts): Zr (SO 4 ) 2 , Sn (SO 4 ) 2 ,
Th (SO 4 ) 2 , Pb (SO 4 ) 2 , Ti (SO 4 ) 2 and the like.

【0021】(3)硝酸塩(無機酸塩):Sn(NO3)4
Th(NO3)4、Zr(NO3)4、Ti(NO3)4など。
(3) Nitrate (inorganic acid salt): Sn (NO 3 ) 4 ,
Th (NO 3 ) 4 , Zr (NO 3 ) 4 , Ti (NO 3 ) 4, etc.

【0022】(4)酢酸塩、ギ酸塩、シュウ酸塩などの有
機酸塩:(CH3CO2)4Zr、(C24)2Thなど。
(4) Organic acid salts such as acetate, formate and oxalate: (CH 3 CO 2 ) 4 Zr, (C 2 O 4 ) 2 Th, etc.

【0023】(5)オキシ金属塩(ハロゲン化物、無機酸
塩、有機酸塩の形態のオキシ金属塩):ZrOCl2
ZrOSO、ThOCl2、TiOSO4、ZrO(N
3)2、ZrOCO3、(NH4)2ZrO(CO3)2、ZrO
(CH3CO2)2など。
(5) Oxymetal salt (oxymetal salt in the form of halide, inorganic acid salt, organic acid salt): ZrOCl 2 ,
ZrOSO, ThOCl 2 , TiOSO 4 , ZrO (N
O 3) 2, ZrOCO 3, (NH 4) 2 ZrO (CO 3) 2, ZrO
(CH 3 CO 2 ) 2 etc.

【0024】(6)金属アルコキシド類:Zr(OC
3)4、Ti(OCH3)4など。
(6) Metal alkoxides: Zr (OC
Etc. H 3) 4, Ti (OCH 3) 4.

【0025】これらの金属塩は通常、約0.05〜2.0
モルの溶液状で用いられる。
These metal salts are usually about 0.05 to 2.0.
Used as a molar solution.

【0026】上記四価金属塩のうち好ましいものは、チ
タン、ジルコニウム、スズの金属塩デアル。これらの好
ましい具体例は、四塩化チタン(TiCl4)、硫酸チタン
(Ti(SO4)2)、硫酸チタニール(TiOSO4)オキシ塩化ジ
ルコニウム(ZrOCl2・8H2O)、四塩化ジルコニウム(ZrC
l4)、硝酸ジルコニウム(Zr(NO3)・4H2O)、硫酸ジルコ
ニウム(Zr(SO4)2・4H2O)、酢酸ジルコニウム(Zr(CH3C
OO)4)、四塩化スズ(SnCl4)、硝酸スズ(Sn(N
O3)4)、硫酸スズ(Sn(SO4)2)などが挙げられる。
Among the above tetravalent metal salts, preferred are metal salt dials of titanium, zirconium and tin. Preferred specific examples thereof include titanium tetrachloride (TiCl 4 ), titanium sulfate (Ti (SO 4 ) 2 ), titanyl sulfate (TiOSO 4 ) zirconium oxychloride (ZrOCl 2 · 8H 2 O), zirconium tetrachloride (ZrC).
l 4), zirconium nitrate (Zr (NO 3) · 4H 2 O), zirconium sulfate (Zr (SO 4) 2 · 4H 2 O), zirconium acetate (Zr (CH 3 C
OO) 4 ), tin tetrachloride (SnCl 4 ), tin nitrate (Sn (N
O 3 ) 4 ), tin sulfate (Sn (SO 4 ) 2 ) and the like.

【0027】第一鉄塩としては、たとえば硫酸第一鉄
(FeSO4・7H2O)、硝酸第一鉄(Fe(NO3)2・6H2O)、塩化
第一鉄(FeCl2)などがあげられる。これらの第一鉄塩
は通常、固形物で加えられるが、溶液状で加えてもよ
い。
Examples of the ferrous salt include ferrous sulfate (FeSO 4 .7H 2 O), ferrous nitrate (Fe (NO 3 ) 2 .6H 2 O), ferrous chloride (FeCl 2 ), etc. Can be given. These ferrous salts are usually added in solid form, but they may be added in solution form.

【0028】アルカリとしては、たとえば水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニ
ア、炭酸ナトリウム、トリエタノールアミン等の有機ア
ミン類などがあげられる。これらは通常約5〜20重量
%の水溶液で用いられる。
Examples of the alkali include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, ammonia, sodium carbonate, organic amines such as triethanolamine, and the like. These are usually used in an aqueous solution of about 5 to 20% by weight.

【0029】酸化性ガスとしては、空気,酸素ガスまた
はオゾン等が挙げられる。これを吹き込む場合、その時
間は、酸化性ガスの種類などによって異なるが、通常約
1〜3時間程度である。
Examples of the oxidizing gas include air, oxygen gas, ozone and the like. When this is blown, the time is usually about 1 to 3 hours, although it depends on the type of oxidizing gas.

【0030】酸化剤としては、たとえば過酸化水素、次
亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどが用いら
れる。
As the oxidizing agent, for example, hydrogen peroxide, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, etc. are used.

【0031】不溶性リン酸塩の生成に用いられる好まし
いリン酸化合物はリン酸またはその塩である。塩の具体
例としては、リン酸ナトリウム(第1、第2、第3)、
リン酸カリウム(第1、第2、第3)、リン酸アンモニ
ウム(第1、第2、第3)等が挙げられる。
The preferred phosphoric acid compound used to form the insoluble phosphate is phosphoric acid or a salt thereof. Specific examples of the salt include sodium phosphate (first, second, third),
Examples include potassium phosphate (first, second, third), ammonium phosphate (first, second, third) and the like.

【0032】含水亜鉄酸塩または、それと水不溶性リン
酸塩との組成物の形状は如何なるものでも良いが、約1
50μm以下の粒径のものは、後述する樹脂との混合操
作や、吸着性能等の点では特に好ましい。特に0.1〜
150μmの範囲が好ましい。
The hydrated ferrite or the composition of the hydrated ferrite and the water-insoluble phosphate may be in any form, but it may be about 1
The particles having a particle size of 50 μm or less are particularly preferable in terms of the mixing operation with a resin described later and the adsorption performance. Especially 0.1-
The range of 150 μm is preferable.

【0033】また、本発明では、このようにして得られ
た含水亜鉄酸塩と水不溶性リン酸塩との吸着剤組成物
を、そのまま用いてもよいし、それの1/10〜1倍
量、好ましくは約1/5〜1倍量(重量)の熱硬化性樹
脂と吸着剤組成物とを混合するとハンドリングに優れた
吸着剤を得ることができる。この樹脂の量が約1倍量を
こえた場合は、吸着剤の機械的強度は大きくなるが、吸
着性能は、低下する。他方、樹脂の割合が少なく、上記
の約1/10倍量に満たない場合は、吸着性能の点では
すぐれているが、機械的強度が低下することがあるの
で、工業的使用に適しないことがある。
In the present invention, the adsorbent composition of hydrous ferrite and water-insoluble phosphate obtained in this way may be used as it is, or 1/10 to 1 times that. An adsorbent excellent in handling can be obtained by mixing an amount, preferably about 1/5 to 1 times (weight) of the thermosetting resin and the adsorbent composition. When the amount of this resin exceeds about 1 time, the mechanical strength of the adsorbent increases, but the adsorption performance decreases. On the other hand, when the ratio of the resin is small and less than about 1/10 of the above amount, the adsorption performance is excellent, but the mechanical strength may decrease, so it is not suitable for industrial use. There is.

【0034】このような吸着剤を製造するのに用いられ
る熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ポ
リウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン
樹脂などが挙げられる。好ましくは不飽和ポリエステル
樹脂およびポリウレタン樹脂である。
Examples of the thermosetting resin used for producing such an adsorbent include unsaturated polyester resin, polyurethane resin, phenol resin, urea resin, melamine resin and the like. Preferred are unsaturated polyester resins and polyurethane resins.

【0035】該不飽和ポリエステル樹脂としては、公知
の如何なる不飽和ポリエステル樹脂でもよい。具体的に
は、分子内に二重結合を有するジカルボン酸(マレイン
酸またはその無水物,フマル酸など)と二価のアルコー
ル(エチレングリコール,プロピレングリコールなど)
とを公知の方法によって縮合させて得られる不飽和綿状
ポリエステルをビニル型単量体(スチレン,クロロスチ
レン,メタクリル酸メチル,ジアリルフタレートなど)
に溶解したものがあげられる。前記のジカルボン酸は、
フマル酸,イタコン酸,無水フタル酸,アジピン酸,ヘ
ット酸,セバシン酸,イソフタル酸,テレフタル酸など
の不飽和ジカルボン酸や飽和ジカルボン酸で変性されて
いてもよい。また、二価のアルコールも、ビスフェノー
ルA、水添ビスフェノールA、ブタンジオール、ジエチ
レングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレ
ングリコール、トリメチレングリコール、ヘキサンジオ
ール、ペンタンジオールなどのグリコールで変性されて
いてもよい。
The unsaturated polyester resin may be any known unsaturated polyester resin. Specifically, a dicarboxylic acid having a double bond in the molecule (maleic acid or its anhydride, fumaric acid, etc.) and a divalent alcohol (ethylene glycol, propylene glycol, etc.)
An unsaturated cotton-like polyester obtained by condensing and with a known method is a vinyl type monomer (styrene, chlorostyrene, methyl methacrylate, diallyl phthalate, etc.)
It can be dissolved in. The dicarboxylic acid is
It may be modified with an unsaturated dicarboxylic acid or a saturated dicarboxylic acid such as fumaric acid, itaconic acid, phthalic anhydride, adipic acid, het acid, sebacic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid. The dihydric alcohol may also be modified with a glycol such as bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, trimethylene glycol, hexanediol or pentanediol.

【0036】該ポリウレタン樹脂としては、公知の如何
なるポリウレタン樹脂でも用いられる。具体的には分子
内に2個以上の水酸基を有するポリオール(ポリエーテ
ルポリオール,ポリエステルポリオール,ポリマーポリ
オール,ブタジエン系ポリオール,ポリカーボネートジ
オール,ひまし油など)と分子内に2個以上のイソシア
ネート基を有するポリイソシアネート(トリレンジイソ
シアネート(TDI),ジフェニルメタンジイソシアネ
ート(ピュアMDI),ナフタレンジイソシアネート
(NPI),ジメチルジフェニルジイソシアネート(T
ODI),ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネー
ト(クルードMDI),キシリレインジイソシアネート
(XDI),ヘキサメチレンジイソシアネート(HMD
I),イソホロンジイソシアネート(IPDI)など)
とを公知の方法によって反応させて得られるものがあげ
られる。
As the polyurethane resin, any known polyurethane resin can be used. Specifically, a polyol having two or more hydroxyl groups in the molecule (polyether polyol, polyester polyol, polymer polyol, butadiene-based polyol, polycarbonate diol, castor oil, etc.) and polyisocyanate having two or more isocyanate groups in the molecule (Tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (pure MDI), naphthalene diisocyanate (NPI), dimethyldiphenyl diisocyanate (T
ODI), polymethylene polyphenyl polyisocyanate (crude MDI), xylylene diisocyanate (XDI), hexamethylene diisocyanate (HMD)
I), isophorone diisocyanate (IPDI), etc.)
Examples thereof include those obtained by reacting and with a known method.

【0037】このポリウレタン樹脂は通常、熱や架橋剤
などによって樹脂中に含まれているイソシアネート基同
志が反応するかまたはイソシアネート基とたとえばエチ
レングリコール,プロピレングリコール,ブタンジオー
ル,グリセリン,ヘキサントリオール,トリメチロール
プロパン,水などと反応して熱硬化性樹脂となる。
In this polyurethane resin, the isocyanate groups contained in the resin are usually reacted with each other by heat or a crosslinking agent, or the isocyanate groups are reacted with, for example, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, glycerin, hexanetriol, trimethylol. Reacts with propane and water to form thermosetting resin.

【0038】前述の不飽和ポリエステル樹脂またはポリ
ウレタン樹脂が室温下で液状の場合はそのまま用いるこ
とができる。
When the above-mentioned unsaturated polyester resin or polyurethane resin is liquid at room temperature, it can be used as it is.

【0039】一方、固体状のものである場合には、炭化
水素(ブタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、
トルエンなどの)、ハロゲン化炭化水素(塩化メチレ
ン、クロロホルム、トリクロルエタン、クロルベンゼン
など)、アルコール(メタノール、エタノール、プロパ
ノールなど)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン
など)、エステル(酢酸メチル、酢酸エチルなど)、エ
ーテル(エチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフ
ランなど)などの有機溶剤またはこれらの混合物あるい
は約90℃以下の加熱などによって液状にする。
On the other hand, when it is in a solid state, hydrocarbons (butane, hexane, cyclohexane, benzene,
Toluene), halogenated hydrocarbons (methylene chloride, chloroform, trichloroethane, chlorobenzene, etc.), alcohols (methanol, ethanol, propanol, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), esters (methyl acetate, ethyl acetate, etc.) , An organic solvent such as ether (ethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, etc.) or a mixture thereof, or heating at a temperature of about 90 ° C. or lower to liquefy.

【0040】上記の熱硬化性樹脂と混合する具体的な方
法としては、たとえば含水亜鉄酸塩またはそれと水不溶
性リン酸塩との混合物と樹脂とを撹拌機のついて容器内
で高速撹拌して混合する方法、練合機により回分式ある
いは連続的に混合する方法、あるいは固−液を混合する
場合に用いられる装置を用いて回分式あるいは連続的に
混合する方法などがあげられる。
As a concrete method of mixing with the above-mentioned thermosetting resin, for example, hydrous ferrite or a mixture thereof and water-insoluble phosphate and resin are stirred at a high speed in a container with a stirrer. Examples thereof include a mixing method, a batch-type or continuous mixing method using a kneader, and a batch-type or continuous mixing method using an apparatus used for mixing solid-liquid.

【0041】混合に際しては、必要ならば不飽和ポリエ
ステル樹脂に対しては、たとえば、ベンゾイルパーオキ
サイド(BPO)、ラウロイルパーオキシド、アセチル
パーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド、t−
ブチルパーオキシドイソブチレートなどの触媒やたとえ
ばナフテン酸コバルト、ナフテン酸マンガン、ジメチル
アニリン、フェニルモルホリン、ジエタノールアニリ
ン、パナジルアセチルアセトネート、フェニルホスフィ
ン酸などの硬化促進剤を適宜量加えてもよい。
Upon mixing, if necessary, for unsaturated polyester resins, for example, benzoyl peroxide (BPO), lauroyl peroxide, acetyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, t-
A catalyst such as butyl peroxide isobutyrate or a curing accelerator such as cobalt naphthenate, manganese naphthenate, dimethylaniline, phenylmorpholine, diethanolaniline, panadyl acetylacetonate or phenylphosphinic acid may be added in an appropriate amount.

【0042】樹脂と吸着剤組成物とを混合した後、樹脂
を硬化させる。硬化させる操作は通常、室温下でおこな
われるが、硬化時間が長い場合は約30〜90℃に加熱
してもよい。
After mixing the resin and the adsorbent composition, the resin is cured. The curing operation is usually carried out at room temperature, but if the curing time is long, it may be heated to about 30 to 90 ° C.

【0043】硬化物は必要ならばたとえばハンマーミ
ル、ロールクラッシャーなどによって破砕した後、精粒
してもよい。その場合、粒径は約3〜120メッシュ、
好ましくは約24〜80メッシュ程度のものが好まし
い。
If necessary, the cured product may be crushed with a hammer mill, roll crusher or the like and then granulated. In that case, the particle size is about 3-120 mesh,
It is preferably about 24 to 80 mesh.

【0044】また、混合物を、たとえばスチールベルト
コンベアーなどの装置上に連続的に円柱状に押し出し、
スチールベルトコンベアー上で混合物が硬化するまでの
滞留時間を保持した後、硬化した円柱状吸着剤を適度の
長さに切断してもよい。混合物の小粒子を核として皿型
転動造粒機や遠心流動被覆造粒機を用いて、含水亜鉄酸
塩などと液状樹脂を同時に供給して被覆造粒をおこない
球形吸着剤を作成してもよい。
Further, the mixture is continuously extruded in a cylindrical shape on a device such as a steel belt conveyor,
After holding the residence time until the mixture hardens on the steel belt conveyor, the hardened columnar adsorbent may be cut to an appropriate length. Using the small particles of the mixture as the core, a plate-type rolling granulator or a centrifugal fluidized coating granulator is used to simultaneously supply hydrous ferrite and liquid resin to form a spherical adsorbent by coating granulation. May be.

【0045】また、このような吸着剤として、上記した
四価金属の水不溶性リン酸塩単独でも吸着剤としては有
効に使用できる。この製造は上記した組成物の製法に準
じて行えばよい。例えば、チタン,ジルコニウムおよび
スズなどの四価金属塩を溶解して調製した金属イオンを
含有する溶液に、該金属イオンに対して、pH4以下で
2当量以上に相当するリン酸,リン酸塩またはこれらの
混合物を加えて、初期含有金属イオンの一部を水不溶リ
ン酸結晶として生成せしめればよい。更には、上記した
組成物と同様に、、熱硬化性樹脂と混合・硬化させ、機
械的強度に優れたものとすることもできる。
Further, as such an adsorbent, the above-mentioned water-insoluble phosphate of a tetravalent metal can be effectively used as an adsorbent. This production may be carried out according to the production method of the composition described above. For example, in a solution containing a metal ion prepared by dissolving a tetravalent metal salt such as titanium, zirconium and tin, phosphoric acid, phosphate corresponding to 2 equivalents or more at pH 4 or less with respect to the metal ion, or These mixtures may be added so that a part of the initially contained metal ions may be produced as water-insoluble phosphoric acid crystals. Further, similarly to the above-mentioned composition, it can be mixed and cured with a thermosetting resin so as to have excellent mechanical strength.

【0046】前記ようにして得られた本発明の吸着剤
は、各種の放射性物質の吸着剤として用いることができ
る。
The adsorbent of the present invention obtained as described above can be used as an adsorbent for various radioactive substances.

【0047】そのような放射性物質としては次の放射性
核種自体やその核種を含む物質であり、これらの核種が
溶液中でイオンとして存在したり、化合物として溶解し
ているものや、気体中に含まれているものに適用するこ
とが可能である。特に、ウラニルイオン(UO2 ++)等
のようにイオンとして液中に存在しているものに対して
有効である。また、147Pmの回収・再利用に対しても
有用である。
Such radioactive substances are the following radioactive nuclides themselves or substances containing the nuclides, and these nuclides are present as ions in solution or dissolved as compounds, and are included in gas. It is possible to apply to what has been. In particular, it is effective for those existing in the liquid as ions such as uranyl ion (UO 2 ++ ). It is also useful for recovery and reuse of 147 Pm.

【0048】・放射性核種: (医療・自然科学分野)3H,14C,22Na,24Na,
32P,35S,36Cl,42K,45Ca,51Cr,54Mn,
55Fe,59Fe,57Co,58Co,60Co,64Cu,65
Zn,67Ga,86Rb,85Sr,89Sr,90Sr,95
r,99Mo,99mTe,106Ru,110Ag,111In,
123I,125I,131I,133Xe,134Cs,137Cs,
201Tl,140La,144Ce等 (核燃料)U,Th,Pu等 (α放射体)241Am,210Po,226Ra,252Cf等 (夜光塗料)147Pm等 このような本発明吸着剤を用いて、放射性物質を吸着す
る方法は放射性物質を含有する物質と該吸着剤を接触せ
しめることによって行われる。例えば、回分吸着法にお
いては、放射性物質を含む溶液中へ本発明の吸着剤の所
定量を加え、常温もしくは加温しながら撹拌し、一定時
間の間、吸着剤と溶液とを十分接触せしめる。吸着終了
後、固(吸着剤)−液(溶液)を分離する。その方法は
通常のろ過法や磁気分離法が適用できる。また、必要に
応じて、吸着剤と脱離液とを接触させ、吸着した放射性
物質を脱離・回収することもできる。
Radionuclides: (medical / natural science fields) 3 H, 14 C, 22 Na, 24 Na,
32 P, 35 S, 36 Cl, 42 K, 45 Ca, 51 Cr, 54 Mn,
55 Fe, 59 Fe, 57 Co, 58 Co, 60 Co, 64 Cu, 65
Zn, 67 Ga, 86 Rb, 85 Sr, 89 Sr, 90 Sr, 95 Z
r, 99 Mo, 99m Te, 106 Ru, 110 Ag, 111 In,
123 I, 125 I, 131 I, 133 Xe, 134 Cs, 137 Cs,
201 Tl, 140 La, 144 Ce, etc. (nuclear fuel) U, Th, Pu, etc. (α radiator) 241 Am, 210 Po, 226 Ra, 252 Cf, etc. (luminescent coating) 147 Pm, etc. The method for adsorbing a radioactive substance is carried out by bringing the adsorbent into contact with a substance containing a radioactive substance. For example, in the batch adsorption method, a predetermined amount of the adsorbent of the present invention is added to a solution containing a radioactive substance, and the mixture is stirred at room temperature or while heating, and the adsorbent and the solution are sufficiently contacted for a certain period of time. After the adsorption is completed, the solid (adsorbent) -liquid (solution) is separated. As the method, an ordinary filtration method or magnetic separation method can be applied. Further, if necessary, the adsorbent and the desorbed liquid may be contacted with each other to desorb and collect the adsorbed radioactive substance.

【0049】連続吸着法においては、吸着剤を吸着カラ
ムに充填し、それに放射性物質を含む溶液を通して、該
放射性物質を吸着することができる。
In the continuous adsorption method, an adsorbent can be packed in an adsorption column and the radioactive substance can be adsorbed through a solution containing the radioactive substance.

【0050】特に、樹脂と混合した本発明の吸着剤は機
械的強度に優れているので、このような固定床式以外
に、移動床式や流動床式の吸着装置によって、吸着操作
を行うことも可能である。
In particular, since the adsorbent of the present invention mixed with resin is excellent in mechanical strength, the adsorbing operation should be performed by a moving bed type or fluidized bed type adsorbing device other than the fixed bed type adsorbing device. Is also possible.

【0051】連続吸着法の場合は、放射性物質が破過し
た時点で、通水を止めて適当な脱離液によって吸着した
放射性物質を脱離・回収すると共に、吸着剤を再生せし
め、再び通水を開始する操作が採られる。
In the case of the continuous adsorption method, when the radioactive substance breaks through, water flow is stopped and the adsorbed radioactive substance is desorbed and recovered by an appropriate desorbing liquid, and the adsorbent is regenerated and then passed through again. The operation of starting the water is taken.

【0052】この場合、脱離液は吸着した放射性物質の
性状や種類によって種々のものが使用される。例えば、
酸(147Pmの場合は希塩酸等)、アリカリ、塩類(ウ
ランの場合は炭酸ナトリウム,炭酸アンモニア,炭酸水
素ナトリウム等)、有機溶媒(メタノール,アセトン
等)が用いられる。このような、脱離・回収操作は、海
水中に存在する約3ppbのウランを吸着・脱離・回収
し、イエローケーキとして核燃料に使用する場合に、特
に有効である。夜光塗料等に使用されている147Pmの
回収・再生にも有効である。上記のごとく、ウラン、ナ
トリウム、コバルト、ストロンチウム、セシウム、セリ
ウム、プロメシウムなどの放射性核種の回収・再利用に
有効である。
In this case, various kinds of desorbed liquid are used depending on the nature and type of the adsorbed radioactive substance. For example,
An acid (diluted hydrochloric acid or the like in the case of 147 Pm), alkaline, salts (sodium carbonate, ammonia carbonate, sodium hydrogencarbonate or the like in the case of uranium), and an organic solvent (methanol, acetone, etc.) are used. Such desorption / recovery operation is particularly effective when about 3 ppb uranium present in seawater is adsorbed / desorbed / recovered and used as a yellow cake for nuclear fuel. It is also effective in recovering and recycling 147 Pm used in luminous paints. As described above, it is effective for recovery and reuse of radionuclides such as uranium, sodium, cobalt, strontium, cesium, cerium, and promesium.

【0053】また、使用済み放射性廃棄物を容器に封入
する際に用いられるモルタルなどの中に、5〜50重量
%の本吸着剤を添加することにより、長期間保管中のモ
ルタル劣化に伴う容器外部への放射性物質の漏出を防止
することができる。
Further, by adding 5 to 50% by weight of the present adsorbent to the mortar used for enclosing the used radioactive waste in the container, the container accompanying mortar deterioration during long-term storage is added. It is possible to prevent leakage of radioactive material to the outside.

【0054】また、本発明吸着剤は他の吸着剤を添加し
て用いてもよい。例えば、シリカゲル、ゼオライト、セ
ピオライト、アルミノシリケート系化合物、活性アルミ
ナ、活性炭などが挙げられる。特に、アルカリ土類金属
が多量に存在する場合には、ゼオライトの添加が有効で
ある。
The adsorbent of the present invention may be used by adding another adsorbent. Examples thereof include silica gel, zeolite, sepiolite, aluminosilicate compounds, activated alumina, activated carbon and the like. In particular, when a large amount of alkaline earth metal is present, the addition of zeolite is effective.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の吸着剤は、各種の陰イオンや陽
イオンの吸着に利用可能である。湖等の富栄養化対策と
して、リン酸イオンの吸着にも使用可能である。
The adsorbent of the present invention can be used for adsorbing various anions and cations. It can also be used for phosphate ion adsorption as a eutrophication measure for lakes and the like.

【0056】また、放射性物質の吸着剤としても用いる
ことができる。特に、147Pmやウラニルイオン(UO2
++)等の放射性物質に対する吸着能に優れており、放射
性廃棄物中の吸着処理剤や海水中のウラン回収用吸着剤
として使用可能である。更に、本発明の吸着剤は、磁気
的分離が可能であり、吸着剤は固液分離が容易である。
It can also be used as an adsorbent for radioactive substances. Especially, 147 Pm and uranyl ion (UO 2
++ ) is excellent in the adsorption capacity for radioactive substances, etc., and can be used as an adsorption treatment agent in radioactive waste or an adsorbent for recovering uranium in seawater. Furthermore, the adsorbent of the present invention can be magnetically separated, and the adsorbent can be easily solid-liquid separated.

【0057】更に、酸やアルカリなどの耐薬品性にもす
ぐれているので、繰り返して脱離や吸着をおこなっても
劣化することがなく、長時間の繰り返し使用が可能であ
る。特に、含水鉛鉄酸塩は、安定な化合物の結晶格子を
形成しており、添加された第一鉄塩で構成される格子の
鉄原子の占めるべき位置にチタン、ジルコニウムあるい
はスズ原子が入り込み、固溶体を形成していると推定さ
れるので、これらの金属は安定で、溶出し難い利点があ
る。
Further, since it has excellent resistance to chemicals such as acids and alkalis, it does not deteriorate even if it is repeatedly desorbed or adsorbed, and it can be repeatedly used for a long time. In particular, hydrated lead ferrate forms a crystal lattice of a stable compound, and titanium, zirconium or tin atoms enter the position where the iron atom of the lattice composed of the added ferrous salt should occupy, Since it is presumed that a solid solution is formed, these metals have the advantage that they are stable and difficult to elute.

【0058】また、本発明の樹脂と混合した吸着剤は含
水亜鉄酸塩と水不溶性リン酸塩とを含有する組成物と熱
硬化性樹脂とを単に混合し、これを硬化させるという簡
単な操作で製造されるので、製造コストが安いという利
点を有する。この吸着剤は、機械的強度にすぐれている
ので、工業的な使用条件に耐え、特に吸着操作をおこな
う場合、固定床吸着装置のみならず、移動床や流動床の
吸着装置に適用しても差しつかえない。
The adsorbent mixed with the resin of the present invention is a simple composition in which a composition containing a hydrous ferrite and a water-insoluble phosphate is simply mixed with a thermosetting resin to cure the composition. Since it is manufactured by operation, it has an advantage of low manufacturing cost. Since this adsorbent has excellent mechanical strength, it withstands industrial use conditions, and especially when performing adsorption operations, it can be applied not only to fixed bed adsorption equipment but also to moving bed and fluidized bed adsorption equipment. not useable.

【0059】[0059]

【実施例】以下に実施例をあげ、本発明をより具体的に
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described more concretely with reference to the following examples.

【0060】[実施例1]オキシ塩化Zrの0.055m
ol水溶液を1リットル調製する。この溶液中にはZrと
して5.005grの金属イオンが含まれている。この
水溶液中へリン酸0.49gr(0.005mol)に相当
する15%リン酸水溶液を、撹拌しながら、添加する。
このリン酸量は、Zrに対して約0.09倍モルに相当
する。この時、リン酸水溶液の添加と共に白色のリン酸
ジルコニウム結晶が生成する。リン酸水溶液添加後、常
温下60分間撹拌する。この時のpHは1.0以下であ
った。
Example 1 Zr Oxychloride 0.055 m
1 liter of ol aqueous solution is prepared. This solution contains 5.005 gr of metal ions as Zr. A 15% aqueous phosphoric acid solution corresponding to 0.49 gr (0.005 mol) of phosphoric acid is added to this aqueous solution with stirring.
This amount of phosphoric acid corresponds to about 0.09 times the molar amount of Zr. At this time, white zirconium phosphate crystals are formed with the addition of the phosphoric acid aqueous solution. After adding the phosphoric acid aqueous solution, the mixture is stirred at room temperature for 60 minutes. The pH at this time was 1.0 or less.

【0061】次に、この溶液に、27.8grの硫酸第
1鉄結晶(FeSO4・7H2O)を添加し、撹拌しなが
ら溶解する。この量は鉄イオンとして、0.1molに相当
する。続いて、この水溶液に15重量%の水酸化ナトリ
ウム溶液を撹拌しながら液のpHが11になるまで、滴
下すると、青緑色の沈殿が生じる。
Next, 27.8 gr of ferrous sulfate crystals (FeSO 4 .7H 2 O) are added to this solution and dissolved with stirring. This amount corresponds to 0.1 mol as iron ion. Subsequently, a 15% by weight sodium hydroxide solution is added dropwise to this aqueous solution until the pH of the solution reaches 11, and a blue-green precipitate is formed.

【0062】次に、この水溶液を50〜80℃に加温し
ながら、10l/Hrの流量で空気を吹き込む。空気の吹き
込みを続けると、水溶液のpHが低下するので、この場
合は、15重量%の水酸化ナトリウム溶液を滴下し、p
Hを10に保持する。pHの低下が認められなくなるま
で空気の吹き込みを続けると黒褐色の沈殿物を得る。こ
の沈殿物は、リン酸ジルコニウムとジルコニウム亜鉄酸
塩から成る、無機高分子物質と考えられる。
Next, air is blown at a flow rate of 10 l / Hr while heating the aqueous solution at 50 to 80 ° C. Since the pH of the aqueous solution decreases as the blowing of air continues, in this case, a 15 wt% sodium hydroxide solution is added dropwise, and p
Hold H at 10. Continued blowing of air until no decrease in pH is observed to obtain a blackish brown precipitate. This precipitate is considered to be an inorganic polymeric material consisting of zirconium phosphate and zirconium ferrite.

【0063】つぎにこの沈殿物を吸引濾別して、脱イオ
ン水で濾液が中性になるまで、洗浄した後、50℃以下
で乾燥する。これを乳鉢で120μm以下に粉砕して、
吸着基質とした。
Next, this precipitate is filtered by suction, washed with deionized water until the filtrate becomes neutral, and then dried at 50 ° C. or lower. Grind this to 120 μm or less in a mortar,
It was used as an adsorption substrate.

【0064】次に、10grの吸着基質(リン酸ジルコ
ニウム含有、ジルコニウム亜鉄酸塩粉末)をビーカーに
とり、これに6grのイソフタル酸系不飽和ポリエステ
ル樹脂(武田薬品工業株式会社製;ポリマール670
9)を加え、撹拌棒で十分混合する。つぎに0.1gr
のナフテン酸コバルトと0.2grのメチルエチルケト
ンパーオキサイドとを加え、十分混合し、硬化させる。
硬化時間は、約30〜60分である。次に、固形物をビ
ーカーから取り出し、適当な大きさに破砕して、吸着剤
を得た。
Next, 10 gr of the adsorption substrate (containing zirconium phosphate and zirconium ferrite powder) was placed in a beaker, and 6 gr of an isophthalic acid-based unsaturated polyester resin (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd .; Polymer 670).
Add 9) and mix thoroughly with a stir bar. Next is 0.1 gr
Cobalt naphthenate and 0.2 gr of methyl ethyl ketone peroxide are added, mixed well and cured.
The curing time is about 30-60 minutes. Next, the solid substance was taken out from the beaker and crushed into an appropriate size to obtain an adsorbent.

【0065】[実施例2]実施例1で作成した吸着剤粉
末を32メッシュ以下に粉砕した。
[Example 2] The adsorbent powder prepared in Example 1 was pulverized to 32 mesh or less.

【0066】次に、試薬の硝酸ウラニル{UO2(N
32・6H2O}の水溶液を調製しこの溶液中へ上記
の吸着剤粉末の所定量を添加し、pH7.5にて10時
間接触させ、ウラン吸着量を測定した。測定結果を〔表
1〕に示す。
Next, the reagent uranyl nitrate {UO 2 (N
O 3) 2 · 6H 2 O aqueous solution of} was prepared by adding a predetermined amount of the adsorbent powder to this solution, pH 7.5 at contacting 10 hours was measured uranium adsorption. The measurement results are shown in [Table 1].

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】[ウラン分析法]アルセナゾIII光度法:
検液の一定量を25ml容メスフラスコに採取し、これ
に過塩素酸溶液13ml、塩酸ヒドラジン溶液1mlを
加え、水で約20mlに希釈し、よく振盪し、室温まで
放冷する。次に、この溶液に、アルセナゾIII溶液を正
確に2ml加えた後、水で25mlにメスをきる。検液
の入らないブランクを対照として、655nmにおける
吸光度を測定し、予め求めた検量線よりU含量を求め
る。
[Uranium analysis method] Arsenazo III photometric method:
A fixed amount of the test solution is collected in a 25 ml volumetric flask, 13 ml of perchloric acid solution and 1 ml of hydrazine hydrochloride solution are added thereto, diluted to about 20 ml with water, shaken well, and allowed to cool to room temperature. Next, exactly 2 ml of the Arsenazo III solution was added to this solution, and then a scalpel was cut to 25 ml with water. Using the blank containing no test solution as a control, the absorbance at 655 nm is measured, and the U content is determined from the calibration curve previously determined.

【0069】[実施例3]オキシ塩化Zrの0.055m
ol水溶液を1リットル調製する。この溶液中にはZrと
して5.005grの金属イオンが含まれている。この
水溶液中へリン酸10.78gr(0.11mol)に相当
する15%リン酸水溶液を、撹拌しながら、添加する。
リン酸水溶液の添加と共に白色のリン酸ジルコニウム結
晶が生成する。
Example 3 Zr Oxychloride 0.055 m
1 liter of ol aqueous solution is prepared. This solution contains 5.005 gr of metal ions as Zr. A 15% aqueous phosphoric acid solution corresponding to 10.78 gr (0.11 mol) of phosphoric acid is added to this aqueous solution with stirring.
White zirconium phosphate crystals are formed with the addition of the phosphoric acid aqueous solution.

【0070】つぎにこの沈殿物を吸引濾別して、脱イオ
ン水で濾液が中性になるまで、洗浄した後、50℃以下
で乾燥する。これを乳鉢で120μm以下に粉砕して、
粉末とした。
Next, the precipitate is filtered by suction, washed with deionized water until the filtrate becomes neutral, and then dried at 50 ° C. or lower. Grind this to 120 μm or less in a mortar,
It was made into powder.

【0071】別途、20mlの塩酸プロメシウム溶液を
希塩酸あるいは希水酸化ナトリウムを用いて、pH2.
0に調整した。この溶液は1,913dpmであった。
Separately, 20 ml of a solution of promesium hydrochloride was adjusted to pH 2. with diluted hydrochloric acid or diluted sodium hydroxide.
Adjusted to 0. This solution was 1,913 dpm.

【0072】100mgの先に得られた粉末をこの溶液
中へ添加して、室温下にて撹拌した。撹拌後、1時間,
2.5時間および4時間後にそれぞれサンプリングし、
溶液中に残存する147Pmを測定した。その結果を〔表
2〕に示す。
100 mg of the powder obtained above was added to this solution and stirred at room temperature. 1 hour after stirring,
Sampled after 2.5 and 4 hours respectively,
147 Pm remaining in the solution was measured. The results are shown in [Table 2].

【0073】[0073]

【表2】 [Table 2]

【0074】[実施例4]1lの0.167M硫酸チタ
ン水溶液を調製した。その溶液中にはTiとして8gr
の金属イオンが含まれている。この溶液中へ3.3gr
(0.034mol)のリン酸量に相当する15%リン酸水溶液
を撹拌しながら添加した。このリン酸量はTiに対して
0.2モルに相当する。リン酸水溶液の添加と共に白色
のリン酸チタン沈殿が生成した。リン酸水溶液添加後、
常温下、60分間撹拌した。このときのpHは1.0以
下であった。
Example 4 1 l of a 0.167 M titanium sulfate aqueous solution was prepared. 8 gr as Ti in the solution
Contains metal ions. 3.3 gr into this solution
A 15% phosphoric acid aqueous solution corresponding to a phosphoric acid amount of (0.034 mol) was added with stirring. This amount of phosphoric acid corresponds to 0.2 mol with respect to Ti. A white titanium phosphate precipitate formed with the addition of the aqueous phosphoric acid solution. After adding the phosphoric acid aqueous solution,
The mixture was stirred at room temperature for 60 minutes. The pH at this time was 1.0 or less.

【0075】この溶液に、83.4grの硫酸第一鉄結
晶(FeSO4・7H2O)を添加し、撹拌しながら溶解した。こ
の量は第一鉄イオンとして、0.3モルに相当する。
To this solution, 83.4 gr of ferrous sulfate crystals (FeSO 4 .7H 2 O) were added and dissolved with stirring. This amount corresponds to 0.3 mol of ferrous ions.

【0076】つぎに、この水溶液に15重量%の水酸化
ナトリウム溶液を撹拌しながら液のpHが10になるま
で滴下すると黒青緑色の沈殿が生じた。
Next, a 15% by weight sodium hydroxide solution was added dropwise to this aqueous solution with stirring until the pH of the solution reached 10. A black-blue-green precipitate was produced.

【0077】続いて、この水溶液を60〜70℃に加温
しながら10l/時の流量で空気を吹き込んだ。空気の
吹き込みを続けると、水溶液のpHが低下するので、こ
の場合には15重量%水酸化ナトリウム水溶液を滴下
し、pHを10に保った。約2時間、空気を吹き込み、
黒褐色の沈殿物を得た。この沈殿物はリン酸チタンとチ
タン亜鉄酸塩からなる無機高分子物質と考えられる。
Subsequently, air was blown in at a flow rate of 10 1 / hour while heating the aqueous solution at 60 to 70 ° C. Since the pH of the aqueous solution decreases as air is blown in continuously, in this case, a 15 wt% sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise to maintain the pH at 10. Blow air for about 2 hours,
A blackish brown precipitate was obtained. This precipitate is considered to be an inorganic polymer substance composed of titanium phosphate and titanium ferrite.

【0078】つぎに、この黒褐色沈殿物を吸引ろ別し、
脱イオン水でろ液が中性となるまで洗浄した後、40℃
で乾燥する。これを乳鉢で120μm以下に粉砕して、
吸着剤粉末を得た。
Next, the black-brown precipitate is filtered off with suction,
After washing with deionized water until the filtrate becomes neutral, 40 ℃
To dry. Grind this to 120 μm or less in a mortar,
An adsorbent powder was obtained.

【0079】10mgのこの吸着剤粉末を1mlの吸着
試験液(Na-22の479,000cpm溶液)に添加
した。該溶液をIUCHI LAB・MIXER・HM-
10を使用して2分間振盪した。振盪後、遠心分離を
3,000rpmで10分間行い、上澄液のNa-22濃
度をガンマーカウンター(Aloka, ARC-2000型)で測定
した。この測定値から吸着剤によるNa-22吸着率を
求めた。この結果を〔表3〕に示す。
10 mg of this adsorbent powder was added to 1 ml of the adsorption test solution (Na-22, 479,000 cpm solution). IUCHI LAB ・ MIXER ・ HM-
Shake 10 for 2 minutes. After shaking, centrifugation was performed at 3,000 rpm for 10 minutes, and the Na-22 concentration in the supernatant was measured with a gamma counter (Aloka, ARC-2000 type). From this measured value, the Na-22 adsorption rate by the adsorbent was obtained. The results are shown in [Table 3].

【0080】[実施例5〜11]実施例4と同様の方法
で、Cr-51、Fe-55、Co-60、Ni-63、S
r-85、Cs-134、Ce-141の7種の放射性金
属核種についても、それぞれの吸着率を求めた。なお、
試験液中の放射性核種の初期濃度は〔表3〕の通りであ
る。
[Examples 5 to 11] In the same manner as in Example 4, Cr-51, Fe-55, Co-60, Ni-63, S.
The adsorption rates of the seven radiometal nuclides of r-85, Cs-134, and Ce-141 were also calculated. In addition,
The initial concentration of radionuclide in the test solution is as shown in [Table 3].

【0081】Co-60およびSr-85の濃度はガンマ
ーカウンターで測定し、Cr-51、Fe-55、Ni-
63、Cs-134、Ce-141の濃度は液体シンチレ
ーションカウンター(Aloka, LSC-1000型)で測定し
た。この結果を〔表3〕に示す。
The concentrations of Co-60 and Sr-85 were measured by a gamma counter, and Cr-51, Fe-55, Ni-
The concentrations of 63, Cs-134 and Ce-141 were measured with a liquid scintillation counter (Aloka, LSC-1000 type). The results are shown in [Table 3].

【0082】[0082]

【表3】 [Table 3]

【0083】[実施例12]実施例4で作成した吸着剤
粉末の10mgに、実施例4と同様の方法で、Co-6
0を吸着させ、遠心分離を行った。遠心分離した吸着剤
残渣の全量に1mlの蒸留水を添加し、IUCHI L
AB・MIXER・HM-10を使用して2分間振盪・
洗浄した。振盪後、3,000rpmで10分間、遠心
分離を行い、上澄液のCo-60濃度をガンマーカウン
ターで測定し、本洗浄操作によるCo-60の脱離量を
求めた。その結果を〔表4〕に示す。
Example 12 Co-6 was added to 10 mg of the adsorbent powder prepared in Example 4 in the same manner as in Example 4.
0 was adsorbed and centrifugation was performed. 1 ml of distilled water was added to the whole amount of the adsorbent residue after centrifugation, and IUCHI L
Shake for 2 minutes using AB ・ MIXER ・ HM-10
Washed. After shaking, centrifugation was performed at 3,000 rpm for 10 minutes, the Co-60 concentration of the supernatant was measured with a gamma counter, and the amount of Co-60 desorbed by the main washing operation was determined. The results are shown in [Table 4].

【0084】つぎに、洗浄・遠心分離した吸着剤(残
渣)に、1mlの0.1N塩酸(和光純薬(株)製)を添
加し、2分間、振盪した後、遠視分離を行った。その上
澄液のCo-60濃度をガンマーカウンターで測定し、
吸着剤からのCo-60脱着率を求めた。その結果を
〔表4〕に示す。
Next, 1 ml of 0.1N hydrochloric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the washed and centrifuged adsorbent (residue), and the mixture was shaken for 2 minutes, and then hyperopic separation was performed. Measure the Co-60 concentration of the supernatant with a gamma counter,
The desorption rate of Co-60 from the adsorbent was determined. The results are shown in [Table 4].

【0085】[実施例13および14]実施例12と同
様の方法で、Sr-85およびCs-134の2種の放射
性金属核種の、洗浄による脱離量および0.1N塩酸に
よる脱着率を求めた。その結果を〔表4〕に示す。
[Examples 13 and 14] In the same manner as in Example 12, the desorption amount of two radioactive metal nuclides Sr-85 and Cs-134 by washing and the desorption rate with 0.1N hydrochloric acid were determined. It was The results are shown in [Table 4].

【0086】Sr-85の濃度はガンマーカウンターで
測定し、Cs-134の濃度は液体シンチレーションカ
ウンターで測定した。
The concentration of Sr-85 was measured by a gamma counter, and the concentration of Cs-134 was measured by a liquid scintillation counter.

【0087】[0087]

【表4】 [Table 4]

【0088】[実施例15]316mgの塩化セシウム
(CsCl)および919mgの塩化カルシウム(Ca
Cl2・2H2O)を500mlの蒸留水に溶解した。こ
の溶液には、CsイオンとCaイオンがそれぞれ500
ppm含まれている。
[Example 15] 316 mg of cesium chloride (CsCl) and 919 mg of calcium chloride (Ca
Cl 2 .2H 2 O) was dissolved in 500 ml of distilled water. This solution contains 500 Cs ions and 500 Ca ions, respectively.
ppm is included.

【0089】つぎに、1gの実施例4で調製した吸着剤
粉末と2gのゼオライト(シルトンBTM:水澤科学工業
(株)製)をこの溶液中に添加し、振盪機により、28℃
100回転/分の条件下に18時間振盪した。振盪後、
上澄液中のCsイオンの濃度をイオンクロマトグラフィ
ー(横河製作所製:IC-500型)で測定し、吸着剤の
Csの吸着率を求めた。その結果を〔表5〕に示す。C
aイオンの存在下でも、Csイオンをよく吸着すること
が判明した。
Next, 1 g of the adsorbent powder prepared in Example 4 and 2 g of zeolite (Silton B : Mizusawa Science Co., Ltd.)
(Manufactured by K.K.) is added to this solution, and the mixture is shaken at 28 °
It was shaken for 18 hours under the condition of 100 rpm. After shaking,
The concentration of Cs ions in the supernatant was measured by ion chromatography (Yokogawa Seisakusho: IC-500 type) to determine the Cs adsorption rate of the adsorbent. The results are shown in [Table 5]. C
It was found that Cs ions are well adsorbed even in the presence of a ions.

【0090】[実施例16]塩化セシウムの代わりに、
759mgの塩化ストロンチウム(SrCl2・6H
2O)を用いた以外は、実施例7と同様の方法でSrの
吸着率を求めた。その結果を〔表5〕に示す。Ca存在
下でもSrイオンをよく吸着した。
Example 16 Instead of cesium chloride,
759mg of strontium chloride (SrCl 2 · 6H
The adsorption rate of Sr was determined in the same manner as in Example 7 except that 2 O) was used. The results are shown in [Table 5]. Sr ions were well adsorbed even in the presence of Ca.

【0091】[0091]

【表5】 [Table 5]

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】四価金属の含水亜鉄酸塩と四価金属の水不
溶性リン酸塩とを含有する吸着剤。
1. An adsorbent containing a hydrous ferrite of tetravalent metal and a water-insoluble phosphate of tetravalent metal.
【請求項2】四価金属がチタン、ジルコニウムまたはス
ズである請求項1記載の吸着剤。
2. The adsorbent according to claim 1, wherein the tetravalent metal is titanium, zirconium or tin.
【請求項3】四価金属がチタンである請求項1または2
記載の吸着剤。
3. The tetravalent metal is titanium, as claimed in claim 1 or 2.
Adsorbent as described.
【請求項4】請求項1、2または3記載の吸着剤を、そ
の1/10〜1倍量(重量)の熱硬化性樹脂と混合し、
硬化してなる吸着剤。
4. The adsorbent according to claim 1, 2 or 3 is mixed with 1/10 to 1 times (weight) of the thermosetting resin,
An adsorbent that is hardened.
【請求項5】放射性物質を吸着する請求項1〜4記載の
吸着剤。
5. The adsorbent according to claim 1, which adsorbs a radioactive substance.
【請求項6】請求項1〜4記載の吸着剤と有害物質とを
接触させる有害物質の吸着方法。
6. A method for adsorbing a harmful substance, which comprises contacting the adsorbent according to claim 1 with a harmful substance.
【請求項7】有害物質が放射性物質である請求項6記載
の吸着方法。
7. The adsorption method according to claim 6, wherein the harmful substance is a radioactive substance.
【請求項8】請求項1〜5記載の吸着剤と放射性物質と
を接触させて放射性物質を吸着し、その後、該放射性物
質を脱離・回収することを特徴とする放射性物質の回収
方法。
8. A method for recovering a radioactive substance, which comprises contacting the adsorbent according to claim 1 with a radioactive substance to adsorb the radioactive substance, and then desorbing and recovering the radioactive substance.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011112483A (en) * 2009-11-26 2011-06-09 Japan Atomic Energy Agency Material for filtering and adsorbing fission product and method using the same to filter and adsorb fission product
JP2020169358A (en) * 2019-04-03 2020-10-15 Jfeエンジニアリング株式会社 Zirconium purification method and zirconium purification apparatus

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