JPH01258737A - 水溶液中の希土類元素の吸着回収材 - 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 本発明は水溶液中の希土類元素の吸着回収材に関する。

モナズ石等の希土類元素原鉱の酸またはアルカリ溶解液
、希土類元素を使用する工場廃液や原子力発電に伴って
出る放射性廃液中に含まれる希土類元素を吸着回収する
のに用いられる。

従来技術 従来、水溶液中の希土類元素を回収するには、主として
有機イオン交換樹脂が使用されてきた。

しかし、有機イオン交換樹脂は高温水中及び高い放射線
線量下の水溶液には使用し得なく、また化学的安定性が
低いため、強酸・強アルカリ中では劣化が速く、かつ希
土類元素と他の金属イオンとの吸着性の差が小さい等の
欠点があった。

発明が解決しようとする課題 本発明は前記の有機イオン交換樹脂の欠点を解消しよう
とするものである。その目的は耐熱性。

耐放射線性、耐酸・耐アルカリ性に優れ、希土類元素に
対して高い選択性と吸着容量を示す水溶液中の希土類元
素を吸着・回収する材料を提供しようとするものである
。

課題を解決するための手段 本発明者らはさきにニチタン酸カリウム組成割合のＴｉ
０１とＫｚＯの溶融物を急冷することによって繊維状の
ニチタン酸カリウムの結晶を得ることに成功し、これを
酸処理により脱カリウムを行い繊維状チタニャ水和物（
１１，Ｔｉ、ｏ、　・ｎ１ｌｔＯ）を得ることに成功し
た。

得られた繊維状チタニャ水和物の性質について研究を進
めた結果、水溶液中の希土類元素を選択的に吸着回収し
得られると共に高い吸着能を有し、また耐化学薬品性、
耐放射線性、耐熱性も高く、これらの水溶液にも使用可
能でかつ繊維状であるため、固液分離が容易でカラ１１
法による吸着において目詰りがなく、高能率で吸着処理
し得られることを究明し得た。この知見に基づいて本発
明を完成した。

本発明の要旨は、ニチタン酸カリウムの繊維状結晶を酸
処理により脱カリウムして得られる繊維状チタニャ水和
物からなる水溶液中の希土類元素の吸着回収材にある。

水溶液中の希土類元素の吸着は、該水溶液中に吸着材を
浸漬しても、また、吸着材をガラス管等に充填し、これ
に水溶液を通じてもよい。

希土類元素としては、Ｙ、　Ｌａ、　Ｃｅ、　Ｐｒ、　
Ｎｄ、　Ｐｍ。

Ｓｎ＋、　Ｅｕ、　Ｇｄ、　Ｔｂ、　ｌｌｏ、　Ｂｒ、
　Ｔｍ、　Ｙｂ、　Ｌｕ＄が挙げられる。

希土類元素を吸着したものから希土類元素を回収するこ
とは、■規定程度の酸水溶液に浸漬することによって容
易に達成できる。この手順はバ・フチ法によってもカラ
ム法によってもよい。

実施例　１゜ （１）　　繊維状チタニャ水和物１１□Ｔｉ、０５・ｎ
）１２０の製造炭酸カリウムと二酸化チタンの粉末をモ
ル比で１；２の割合で混合した。この混合物約４５ｇを
１００＋ｍｅ白金ルツボに入れ、１工００°Ｃで３０分
間加熱して溶融させた。この溶融物を別の金属製容器（
底を外側から水冷）に流し込んで急冷して繊維状の結晶
集合体を得た。この結晶集合体は粉末Ｘ線回折法により
ニチタン酸カリウド（ＫｚＴｉｚＯｓ）であることが確
認された。この結晶集合体は水中に約２時間浸漬するこ
とにより解繊し得られた。得られた繊維を１規定塩酸水
溶液１００ｍｊｌ！に対し１０ｇの割合で処理すること
によりニチタン酸カリウムの層間に含まれるカリウムを
溶脱させ、水洗、風乾して繊維状チタニャ水和物（）Ｉ
ｚＴｔｚＯｓ　　’ｎＨｚｏ）を得た。（これを１００
０°Ｃに加熱した際の重量減少が２４．０％であったの
で、ｎ＝１．８と計算される。）この繊維は直径０．１
〜０．５０の束状で長さは平均５閤であった。粉末Ｘ線
回折法により層状構造を有する結晶質であることが確認
された。

（２）水溶液中の希土類元素の吸着回収上記（１）で得
られた繊維状チタニャ水和物１ｇを０．１　ｍｏｆ　ｄ
ｍ−”の４度の希土類酢酸塩水溶液（代表として、Ｙ、
　Ｌａ、　Ｃｅ、　Ｎｄ、　Ｓｍ、　Ｇｄを使用）１０
抛！中にパンチ法で浸漬し、２５°Ｃで１４日間接触さ
せた。吸着処理後上澄液中の残存希土類元素量をキレー
ト滴定法もしくは誘導結合アルゴンプラズマ発光分光法
によって定量して吸着前との濃度差により吸着量を求め
た。希土類元素が吸着された固相はが過水洗後風乾し、
７００°Ｃで１時間加熱して水分含量を測定した。以下
にこの実験により求められた各希土類元素の吸着量、水
分含量、吸着体の化学組成を示す。

妥− 藪 区 電　　　＞　　ｊ　　♂　　！　　湧　　Ｓ実施例　２
゜ 繊維状チタニャ水和物の希土類元素に対する選択的吸着
試験 実施例１で得られた繊維状チタニャ水和物０．１ｇを１
　ｘｔｏ−’　ｍｏｆｆｉ　ｄｍ−’の濃度のＬａ、　
Ｇｄ、　Ｎｄの希土類硝酸塩水溶液１０ｃｍ″と２５°
Ｃで２週間接触させた。この際液相のｐＨ値を硝酸添加
により制御した。

し、次の式から分配係数を計算した。

但し、固相中の希土類元素量は液相の初期濃度と平衡後
の濃度の差として求めた。

その結果は第１図の通りであった。この図が示すように
Ｌａ、　Ｇｄ、　Ｎｄの希土類元素はいずれも分配係数
の対数と液相のｐｉ値とは良好な直線関係を示した。比
較のため、アルカリ土類金属、二価遷移金属のデータを
併示した。

金属イオンの吸着性は分配係数の大小で評価することが
でき、希土類元素の吸着性がアルカリ土類金属、二価遷
移金属（Ｇｏを除く）よりも大きいことが分かる。

発明の効果 本発明の吸着回収材は、耐熱性、耐放射線性。

耐酸、耐アルカリ性に優れているため、高温水中、高い
放射線量下でも使用し得られ、また強酸、強アルカリ中
でも劣化が少ない。かつ希土類元素の吸着能も優れ、ま
た繊維状であるため、取扱いが容易であるばかりでなく
、固液分離が容易で、カラムにした場合口づまりもなく
効率よく希土類元素と吸着回収し得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の吸着回収材による希土類元素の分配
係数と液相のｐＨとの関係図である。 −一。 特許出願人　科学技術庁無機材質研究所長瀬　　　高　
　　信　　　雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 二チタン酸カリウムの繊維状結晶を酸処理により脱カリ
   ウムして得られる繊維状チタニア水和物からなる水溶液
   中の希土類元素の吸着回収材。