JPH0527457B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は球状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、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の大きな球状繊
維吸着材を、解繊することがなく、球形を保持し
たまま提供するための改良された製造方法に関す
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化など
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、長期間多量
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
入手することができ、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。

ところで、アミドキシム基を有する高分子化合
物はウラン吸着能に優れ（米国特許第3088798号
明細書）、また海水中のウランを選択的に吸着し
（特開昭53−126088号公報）、しかも安価に容易に
入手しうることから、ウラン吸着用として積極的
に実用化の研究がなされている。

このような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、その形状として
一般に、粒状、布状のものが考えられる。粒状吸
着材の場合、通常固定床方式又は流動床方式が用
いられ、特に海水中のウランの回収には、これま
で流動床方式が種々検討されている。しかしなが
ら、これらの固定床方式や流動床方式では、装置
に多大の費用を要し、ウラン回収コストが高くつ
くという欠点がある。

一方、布状吸着材の場合、吹き流し方式や多層
平行板方式などが提案されているが、容積当りの
吸着材の充てん量が小さく、占有面積が大きくな
るという欠点があり、実用的でない。

そこで、本発明者らは、添付図面の第１図に示
すように、袋状漁網１に吸着材を充てんし、浮体
２に取り付ける方式、あるいは第２図に示すよう
に、生簀状の漁網３の中に吸着材を充てんし、浮
体２に取り付ける方式などを用いることができ、
多大の装置費用を要する固定床方式や流動床方式
を用いる必要がない球状アミドキシム型繊維吸着
材を開発し、その製造方法を先に提案した（特開
昭61−204036号公報）。

しかしながら、前記方法で得られた球状アミド
キシム型繊維吸着材は、通常吸着速度を大きくす
るために、アルカリ水溶液中に浸せき処理される
が、このアルカリ処理後、水で洗浄する場合に、
膨潤して一部球形が破壊され、品質が低下するの
を免れない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、このような問題を解決し、前記の球
状アミドキシム型吸着材について、その本来の優
れた物性をそこなうことなく、さらにウランの吸
着速度を高め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、海水中の有用物質、特にウラン
を回収するのに好適な吸着材を開発するために鋭
意研究を重ねた結果、前記のようにして得たアミ
ドキシム型繊維吸着材をアルカリ水溶液中で浸せ
き処理したのち、洗浄する際に、洗浄液として無
機塩を含有する水溶液を用いることにより、その
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、ヒドロキシルアミンのア
ルコール溶液中に、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す
ると同時に球状の繊維塊としたのち、これをアル
カリ処理し、さらに無機塩含有水溶液で洗浄処理
することを特徴とする球状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。

本発明方法に用いられる球状繊維吸着材は、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すると同時に、球状
に形成することによつて、得られる。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好適に用い
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、モル比で１：１ないし１：２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形成される。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、このようにして得られ
た球状アミドキシム型繊維吸着材は、ウランに対
する吸着速度をより大きくするために、アルカリ
水溶液中に浸せき処理される。該アルカリ水溶液
としては、例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリ
ウムなどのアルカリ金属の水酸化物を含有する水
溶液などを用いることができ、その濃度は、通常
0.3〜3Mの範囲で選ばれる。また、浸せき処理温
度については特に制限はなく、常温で処理しても
よいし、必要ならば該アルカリ水溶液を50〜90℃
程度に加熱して処理してもよい。処理時間につい
ては、処理温度によつて左右され、一概に決める
ことができないが、常温の場合は通常１〜48時
間、50〜90℃の温度の場合は通常数分ないし30分
程度である。

次に、このようにしてアルカリ処理された球状
アミドキシム型繊維吸着材は、無機塩含有水溶液
で洗浄される。該無機塩としては、例えば塩化ナ
トリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化
マグネシウム、塩化アンモニウム、硫酸ナトリウ
ム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アン
モニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸
カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸アンモニウ
ムなどの水溶性無機塩が挙げられる。これらの無
機塩はそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上
を組み合わせて用いてもよい。また、該水溶液に
おける無機塩濃度は、通常0.5〜10重量％の範囲
で選ばれる。このような無機塩含有水溶液とし
て、特に有利なのは海水である。

このような無機塩含有水溶液を用いることによ
り、該球状繊維吸着材を、なんらその球形形状を
そこなうことなく十分に洗浄することが可能であ
る。無機塩含有水溶液の代りに、水を用いて洗浄
すると、該吸着材は膨潤して一部その球形形状が
そこなわれることになる。

次に、本発明方法で処理された球状繊維吸着材
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。

本発明方法で処理された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。

また、本発明方法で処理された球状繊維吸着材
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 本発明の処理方法によると、ウランに対する吸
着速度及び吸着容量が大きく、海水などの希薄溶
液中のウラン回収に好適な、球状繊維吸着材を、
解繊することがなく、球形を保持したまま提供す
ることができる。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
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1.5、10及び15デニール(d)の３種類の繊
維長10mmのアクリル短繊維を用い、各繊維につい
て、それぞれ５ｇをヒドロキシルアミンの1M−
メタノール溶液200ml中に入れ、かきまぜながら
８時間加熱還流して、アミドキシム化した。1.5d
の繊維からは球径５〜７mm、10d及び15dの繊維
から球径10〜15mmの球状繊維吸着材が得られた。

次に、これらの吸着材を、1M−水酸化ナトリ
ウム水溶液中において、80℃で５分間浸せき処理
したのち、吸着材を２分し、一方を水道水で洗浄
し、他方を海水で洗浄した。

水道水で洗浄したものは、いずれの吸着材も、
その洗浄過程で球形形状がそこなわれたが、海水
で洗浄したものは、形状がそこなわれることな
く、球形を保持していた。

これらの吸着材について、海水中でのウラン吸
着速度を測定した結果を第３図に示す。

図中の黒印記号は海水洗浄したもの、白印記号
は水洗したものである。

この第３図から分かるように、３種の繊維から
得られた吸着材は、いずれも洗浄方法の違いによ
る吸着速度の差は認められなかつた。なお、図中
のＡ，Ｂ，Ｃはそれぞれ1.5、10、15dの繊維で作
製された吸着材の場合である。

次に15dのアクリル繊維から作製した球状繊維
吸着材を、アルカリ処理後、海水で洗浄したもの
について、海水中でのウランの吸着と脱着を繰り
返し、吸着性能の変化及び球の安定性を求めた。
その結果を第４図に示す。なお、５回吸着・脱着
を繰り返したのち、前記と同様のアルカリ処理及
び海水洗浄を行い、６回目の吸着・脱着を行つ
た。

この図から分かるように、吸着性能は繰り返し
回数が増すと幾分性能が低下するが、アルカリ処
理を行うと吸着性能が回復する。この実験過程で
球形の壊れは観察されなかつた。

これらの結果から本発明の処理方法が有効であ
ることが分かる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明方法で処理された
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例の説明図であり、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、繊維径が異なる
アクリル繊維から得られた３種の球状繊維吸着材
について、アルカリ処理後、海水で洗浄した場合
及び水で洗浄した場合の、海水中でのウラン吸着
速度を示すグラフ、第４図は、本発明方法で処理
された球状繊維吸着材を用いて、海水中でのウラ
ンの吸着及び脱着を繰り返した場合の、吸着性能
の変化を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヒドロキシルアミンのアルコール溶液中に、
   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すると同時に球状の
   繊維塊としたのち、これをアルカリ処理し、さら
   に無機塩含有水溶液で洗浄処理することを特徴と
   する球状繊維ウラン吸着材の製造方法。 ２ 無機塩を含有する水溶液が海水である特許請
   求の範囲第１項記載の製造方法。