JPH0521029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高強度繊維吸着材の製造方法に関する
ものである。さらに詳しくいえば、本発明は、ウ
ランに対する吸着速度及び吸着容量が大きく、か
つ容易に溶離させることができるため、ウランを
その希薄溶液から回収するための吸着材として好
適な、高強度のアミドキシム基をもつ繊維から成
る吸着材を製造する方法に関するものである。

従来の技術 近年、オイルシヨツクや石油資源の枯褐枯など
により、従来の石油一辺倒からエネルギー構造の
多様化が図られ、特に原子力エネルギー利用の重
要性が増してきている。そのため海水中に多量に
存在するウランがエネルギー源として注目される
ようになつた。

海水中には、安定な炭酸ウラニルとして約
3ppb程度の濃度でウランが含まれており、これ
を回収するためには、吸着能と選択性に優れた吸
着材が必要であるが、この吸着材は、長期関多量
の海水と接触するために、海水に対する抵抗性を
有し、取扱いや再生が容易で、かつ安価で大量に
人手することができ、しかも回収装置が経済的な
ものになるような吸着材でなければならない。

このような海水中のウラン採取用吸着材とし
て、ウラン吸着能に優れ、かつ海水中のウランを
選択的に吸着する上に、安価に容易に人手しうる
などの長所を有することから、最近アルドキシム
型の吸着材が注目されている。この中でもアミド
キシム型繊維吸着材は特に吸着速度が大きく、10
日間に４mg／ｇのウランを吸着するものも報告さ
れている〔Sep.Sci.Tech.No.16、371ページ（1981
年）〕。

しかしながら、このような吸着速度の大きい繊
維吸着材は、一般に強度が低いという欠点を有し
ている。

ところで、該繊維吸着材を用いて海水などの希
薄溶液中のウランを回収するためには、通常、粒
状及び布状のものとして使用されるが、布状吸着
材として用いる場合は、かなり強度の高い繊維吸
着材を必要とするので、前記のようなウランに対
する吸着速度が大きくても、強度の低い繊維吸着
材は利用範囲が制限されるのを免れない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、ウランに対する吸着速度及び吸着容
量が大きく、かつ分離操作が容易である上に、ア
ルカリ処理を長時間行つたり、吸、脱着を繰り返
しても解繊することがない、高強度のアミドキシ
ム型繊維吸着材を製造する方法を提供することを
目的としてなされたものである。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、このような優れた特徴を有する
高強度のアミドキシム型繊維吸着材を開発するた
めに鋭意研究を重ねた結果、アミドキシム基を含
有する繊維から成る吸着材をフエノール−ホルム
アルデヒド系樹脂で処理し、該アミドキシム基を
架橋することにより、前記目的を達成しうること
を見い出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至つた。

すなわち、本発明は、アミドキシム基をもつ繊
維から成る吸着材に、ホルムアルデヒドとフエノ
ール性化合物との反応生成物を加え、加熱反応さ
せることを特徴とする高強度繊維吸着材の製造方
法を提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明方法において用いられるアミドキシム基
をもつ繊維から成る吸着材は、従来公知の方法、
例えば、ヒドロキシルアミンを含有するメタノー
ル溶液中に、アクリル短繊維を加え、かきまぜな
がら加熱して該繊維をアミドキシム化して球状繊
維とすることによつて、製造することができる。

この際、アクリル短繊維としては、通常繊維長
が５〜30mm、繊維径が１〜20dの範囲にあるもの
が用いられる。

一方、溶媒溶液中のヒドロキシルアミンの含有
量は、通常１〜５重量％の範囲で選ばれ、またア
クリル繊維とヒドロキシルアミンとの好ましい割
合は、重量比で１：１ないし１：３範囲で選ばれ
る。溶媒としては、メタノールや、メタノールと
水、ジメチルホルムアミド（DMF）、ジメチルス
ルホキシド（DMSO）などとの混合溶媒が用い
られる。該アクリル繊維のアミドキシム化は、通
常常圧下に加熱還流させながら行われ、反応時間
は１〜10時間程度である。

このようにして、該アクリル短繊維はアミドキ
シム化されながら球状に成形されるが、その球径
が５〜40mmの範囲にあるものが好ましい。この球
径は該繊維の形状、かきまぜ機の形状やかきまぜ
速度、容器の形状や大きさなどの条件に左右され
るので、所望の球径を有する球状繊維吸着材を得
るためには、前記条件を適宜選ぶ必要がある。

本発明方法においては、前記のようにして得ら
れたアミドキシム基をもつ繊維から成る吸着材
に、ホルムアルデヒドとフエノール性化合物とを
アルカリ性条件下で加熱反応させて得られ反応混
合物を加え、加熱反応させる。

該ホルムアルデヒドとしては、通常ホルマリン
やパラホルムアルデヒドが用いられ、また、フエ
ノール性化合物としては、フエノール性水酸基を
もつ化合物、例えばフエノール、各種クレゾール
類、各種キシレノール類、カテコール、レゾルシ
ンなどが用いられる。これらのフエノール性化合
物は単独で用いてもよいし、２種以上混合して用
いてもよい。また、ホルムアルデヒドとフエノー
ル性化合物との使用割合は、通常モル比で１：２
ないし２：１の範囲で選ばれる。さらに、この反
応は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アン
モニアなどのアルカリの存在下、すなわちアルカ
リ条件下で行われる。反応温度は好ましくは90〜
100℃の範囲で選ばれ、反応時間は30分ないし５
時間程度で十分である。

このようにして、ホルムアルデヒドとフエノー
ル性化合物とをアルカリ性条件下で加熱反応させ
て成る溶液中に、該アミドキシム基をもつ繊維か
ら成る吸着材を浸せきして、加熱処理するが、こ
の加熱処理の条件については、通常70〜100℃の
範囲の温度において10〜120分間程度加熱処理が
行われる。この加熱処理によつて、該繊維吸着材
中のアミドキシム基は、前記のフエノール−ホル
ムアルデヒド系樹脂によつて架橋され、高強度の
繊維吸着材が得られる。

このようにして得られた高強度繊維吸着材は、
アルカリ水溶液中に１〜48時間程度浸せきしてア
ルカリ処理したのち水洗し、ウラン吸着材として
用いる。また、所望に応じ、さらに強度を高めて
解繊を防止するために、その表面を親水性バイン
ダーで処理してもよい。この親水性バインダーと
しては、例えばポリアクリル酸ヒドラジド、ポリ
アクリロニトリル、ポリアクリルアミドなどが用
いられる。ポリアクリル酸ヒドラジドを用いる場
合、該球状繊維吸着材をポリアクリル酸ヒドラジ
ド水溶液に数分間程度浸せきしたのち、乾燥する
か、又はエピクロルヒドリン中に浸せきするなど
して、該吸着材の表面に付着しているポリアクリ
ル酸ヒドラジドを不溶化する。このようにして表
面処理されたものは、前記と同様に、アルカリ水
溶液中に１〜48時間程度浸せきしてアルカリ処理
したのち水洗し、ウラン吸着材として用いる。

次に、本発明の高強度繊維吸着材の使用態様例
を添付図面に従つて説明すると、第１図は袋状漁
網１に吸着材を充てんし、浮体２，２に取り付
け、錘り３で拡開状態を保持する方式を示し、第
２図は漁網１′をもつて四方を囲んだ生簀状の囲
いの中に吸着材を充てんし、浮体２′で海中に定
着させる生簀方式を示す。

本発明方法で得られた高強度球状繊維吸着材は
このように極めて簡単な構造の設備を利用して、
海中に配置し、使用することができるが、また従
来の粒状吸着材の場合と同様に、固定床方式や流
動床方式を用いてもよい。

本発明方法で得られた高強度球状繊維吸着材
は、その内部までウランを均一に吸着することが
でき、吸着されたウランは酸処理によつて容易に
脱着され、吸着材の循環再使用が可能である。

発明の効果 本発明方法によると、海水などの希薄溶液中の
ウランの回収に好適な、ウランに対する吸着速度
及び吸着容量が大きく、かつ分離操作が容易であ
る上に、アルカリ処理を長時間行つたり、吸・脱
着を繰り返しても解繊することがないなど強度の
高いアミドキシム型繊維吸着材を効率よく製造す
ることができる。

実施例 次に実施例により本発明を詳細に説明するが、
本発明はこの例によつてなんら限定されるもので
はない。

例 繊維径15d、繊維長10mmのアクリル繊維５ｇ及
びヒドロキシルアミン1Mメタノール溶液200mlを
300mlの三つ口丸底セパラブルフラスコに入れ、
翼の長さ６cmのかくはん棒を用い、200rpmの回
転速度でかきまぜながら、８時間還流して、直径
１〜1.5cmの球状繊維吸着材を得た。

別に、ホルマリンとカテコールとをモル比２：
１の割合で、アルカリ性条件下約100℃で２時間
加熱して反応溶液を調製し、この溶液中に前記で
得られた球状繊維吸着材を浸せきし、沸とう水浴
中で１時間加熱処理した。

次いで、このようにして処理された球状処理吸
着材を1M水酸化ナトリウム水溶液中に16時間浸
せき処理したのち、水洗した。この吸着材はアル
カリ水溶液中での浸せき処理及び水洗過程におい
て解繊は全く認められなかつた。

また、比較のために、前記の球状繊維吸着材
を、ホルマリン−カテコール反応液中での加熱処
理を行わずに、そのまま、前記と同様にアルカリ
水溶液中での浸せき処理及び水洗を行つたとこ
ろ、一部の球状繊維吸着材に解繊が認められた。

ホルマリン−カテコール繊維で処理された本発
明の球状繊維吸着材と、該樹脂で処理されなかつ
た球状繊維吸着材（解繊されなかつたものを使
用）との、海水中のウラン吸着速度の比較を行つ
た。その結果を第３図に示す。第３図は海水接触
日数とウラン吸着量との関係を示すグラフであ
り、Ａはホルマリン−カテコール樹脂で処理した
場合、Ｂは未処理の場合である。

この図から分かるように、吸着速度にはほとん
ど差が認められず、本発明方法は有効であること
が明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明方法で得られた球
状繊維吸着材を用いて、海水中のウランを回収す
る際のそれぞれ異なつた様式の例を示す説明図で
あり、図中符号１は袋状漁網、２は浮体、３は錘
り、１′は囲い用漁網である。第３図は繊維吸着
材を用いて海水中のウランを吸着させた場合の、
海水接触日数とウラン吸着量との関係の実施例を
示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アミドキシム基をもつ繊維から成る吸着材
   に、ホルムアルデヒドとフエノール性化合物との
   反応生成物を加え、加熱反応させることを特徴と
   する高強度繊維ウラン吸着材の製造方法。