JPS621293B2 - - Google Patents
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- JPS621293B2 JPS621293B2 JP56002849A JP284981A JPS621293B2 JP S621293 B2 JPS621293 B2 JP S621293B2 JP 56002849 A JP56002849 A JP 56002849A JP 284981 A JP284981 A JP 284981A JP S621293 B2 JPS621293 B2 JP S621293B2
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Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水溶液中のストロンチウムイオンの吸
着及び交換材に関する。
着及び交換材に関する。
高レベルの放射性廃液中にはストロンチウムが
含有されており、これを放置すると公害となり危
険である。
含有されており、これを放置すると公害となり危
険である。
そのために選択的に吸着分離し、それを固定し
て結晶体の中へ閉じ込め安全性を計ることが重要
である。
て結晶体の中へ閉じ込め安全性を計ることが重要
である。
従来、高レベル放射性廃液からストロンチウム
を分離する方法としては、ゼオライトによりスト
ロンチウムイオンをナトリウムイオンと交換して
分離する方法が知られているだけである。しか
し、交換容量と選択性が小さく、また吸着後の処
理（固定化）においても安全性に問題がある。
を分離する方法としては、ゼオライトによりスト
ロンチウムイオンをナトリウムイオンと交換して
分離する方法が知られているだけである。しか
し、交換容量と選択性が小さく、また吸着後の処
理（固定化）においても安全性に問題がある。
本発明は従来法の欠点を改善しようとするもの
であり、ストロンチウムイオンに対し高い選択性
と吸着またはイオン交換性を有し、且つ固定化も
優れたストロンチウムイオンの吸着及びイオン交
換分離材を提供するにある。
であり、ストロンチウムイオンに対し高い選択性
と吸着またはイオン交換性を有し、且つ固定化も
優れたストロンチウムイオンの吸着及びイオン交
換分離材を提供するにある。
本発明者は、さきにTiO2とK2Oの溶融物から
繊維状物を形成して繊維状チタン酸カリウム
K2O・nTiO2（ただし、ｎ＝２〜４）となし、こ
の繊維状チタン酸カリウムからK2O成分を酸水溶
液等で溶出することによつて、繊維状チタニヤ水
和物TiO2・mH2O（ただし、ｍ＝０〜３）を作る
ことに成功した。（特願昭53−676856号、特願昭
54−93460号） 更に得られた繊維状チタニヤ水和物の性質につ
いて研究を続けた結果、該繊維状チタニヤ水和物
は、水溶液中のストロンチウムを吸着及びイオン
交換し、ストロンチウム吸着体SrxO・nTiO2・
mH2O（ただし、ｘは0.5〜１、ｎ＝２〜８、ｍ
＝２〜８）となることがわかつた。
繊維状物を形成して繊維状チタン酸カリウム
K2O・nTiO2（ただし、ｎ＝２〜４）となし、こ
の繊維状チタン酸カリウムからK2O成分を酸水溶
液等で溶出することによつて、繊維状チタニヤ水
和物TiO2・mH2O（ただし、ｍ＝０〜３）を作る
ことに成功した。（特願昭53−676856号、特願昭
54−93460号） 更に得られた繊維状チタニヤ水和物の性質につ
いて研究を続けた結果、該繊維状チタニヤ水和物
は、水溶液中のストロンチウムを吸着及びイオン
交換し、ストロンチウム吸着体SrxO・nTiO2・
mH2O（ただし、ｘは0.5〜１、ｎ＝２〜８、ｍ
＝２〜８）となることがわかつた。
この知見に基いて本発明を完成したものであ
る。
る。
本発明において使用するチタニヤ水和物は非晶
質ゲル状物、非晶質又は結晶質の粉状物又は粒状
物、非晶質又は結晶質の繊維状物などのいずれの
形状のものでもストロンチウムを吸着又はイオン
交換し得られるが、繊維状のものが吸着量も多く
取扱いが容易である点で好ましく、特に結晶質で
層状構造を有する繊維状のものがよい。
質ゲル状物、非晶質又は結晶質の粉状物又は粒状
物、非晶質又は結晶質の繊維状物などのいずれの
形状のものでもストロンチウムを吸着又はイオン
交換し得られるが、繊維状のものが吸着量も多く
取扱いが容易である点で好ましく、特に結晶質で
層状構造を有する繊維状のものがよい。
水溶液中のストロンチウムの吸着及びイオン交
換は、水溶液中に浸漬しても、吸着材を充填した
カラムにストロンチウム水溶液を通じてもよい。
換は、水溶液中に浸漬しても、吸着材を充填した
カラムにストロンチウム水溶液を通じてもよい。
水溶液中のストロンチウムは、ストロンチウム
吸着体SrxO・nTiO2・mH2O（ただし、ｘ、ｎ、
ｍは前記と同じ）となる。吸着量及びイオン交換
量はストロンチウムの濃度、水素イオン濃度、反
応時間、温度等により変化する。また、ｘ、ｎ及
びｍの値は、該吸着体を1000℃附近の温度で加熱
処理して結晶化させ、Ｘ線粉末回折法で合成相を
同定して決定することができる。
吸着体SrxO・nTiO2・mH2O（ただし、ｘ、ｎ、
ｍは前記と同じ）となる。吸着量及びイオン交換
量はストロンチウムの濃度、水素イオン濃度、反
応時間、温度等により変化する。また、ｘ、ｎ及
びｍの値は、該吸着体を1000℃附近の温度で加熱
処理して結晶化させ、Ｘ線粉末回折法で合成相を
同定して決定することができる。
本発明のストロンチウムの吸着及びイオン交換
材は、その材料がチタン酸塩で、TiO6八面体の
連結様式中にストロンチウムを固定化するので、
従来のけい酸塩のゼオライトのSiO4四面体の連
結様式の中に固定されるものに比較して固定化が
優れている。また放射壊変過程で相当高温になる
が、高温下においても安定であり、特に、水熱条
件下（700℃、1000気圧の熱水下）でも安定であ
り、ストロンチウムを安定に固定化し得る優れた
効果を有する。
材は、その材料がチタン酸塩で、TiO6八面体の
連結様式中にストロンチウムを固定化するので、
従来のけい酸塩のゼオライトのSiO4四面体の連
結様式の中に固定されるものに比較して固定化が
優れている。また放射壊変過程で相当高温になる
が、高温下においても安定であり、特に、水熱条
件下（700℃、1000気圧の熱水下）でも安定であ
り、ストロンチウムを安定に固定化し得る優れた
効果を有する。
なお、本発明において、K2O・nTiO2の製造に
際し、フラツクス法では出発繊維組成程度に
Na2Oが混入しても良く、溶融法でも不純物程度
にNa2Oが混入していても差支えない。しかし、
Na2Oが多くなるとフラツクス法では六チタン酸
カリウム及びルチル等と共存し、溶融法では解繊
が困難になる。
際し、フラツクス法では出発繊維組成程度に
Na2Oが混入しても良く、溶融法でも不純物程度
にNa2Oが混入していても差支えない。しかし、
Na2Oが多くなるとフラツクス法では六チタン酸
カリウム及びルチル等と共存し、溶融法では解繊
が困難になる。
実施例 １
(1) 繊維状チタン酸カリウムの製造
(i) 溶融法
TiO2とK2CO3の粉末をモル比で２：１の
割合で混合した。
割合で混合した。
該混合物約45ｇを100ml白金ルツボに充填
し、1000℃で30分間加熱溶融した。該溶融物
を別の金属製容器（底を外側から水冷）へ流
出して急冷し繊維状に結晶化させた。得られ
た繊維状結晶物の塊状物を、水中に約２時間
浸漬して解繊した。解繊した繊維は直径0.1
〜0.5mmの束状で平均５mmの長さであつた。
本繊維は結晶性が悪いので、900℃で30分間
加熱した。これはK2Ti4O9とK2Ti2O5の混合
相の繊維であつた。
し、1000℃で30分間加熱溶融した。該溶融物
を別の金属製容器（底を外側から水冷）へ流
出して急冷し繊維状に結晶化させた。得られ
た繊維状結晶物の塊状物を、水中に約２時間
浸漬して解繊した。解繊した繊維は直径0.1
〜0.5mmの束状で平均５mmの長さであつた。
本繊維は結晶性が悪いので、900℃で30分間
加熱した。これはK2Ti4O9とK2Ti2O5の混合
相の繊維であつた。
(ii) フラツクス法
TiO2とK2CO3の粉末をモル比で１：0.33
の割合の組成物｛（K2O）1/3・TiO2｝と、
さらにK2MoO4粉末をモル％で30：70の割合
で混合した。該混合物約80ｇを約100ml白金
ルツボに充填し、1130℃で４時間加熱溶融し
た後、８℃／ｈの速度で950℃まで徐冷さ
せ、再度1130℃で４時間加熱溶融した後、８
℃／ｈの速度で950℃まで徐冷して繰返し成
長反応により繊維を育成した。
の割合の組成物｛（K2O）1/3・TiO2｝と、
さらにK2MoO4粉末をモル％で30：70の割合
で混合した。該混合物約80ｇを約100ml白金
ルツボに充填し、1130℃で４時間加熱溶融し
た後、８℃／ｈの速度で950℃まで徐冷さ
せ、再度1130℃で４時間加熱溶融した後、８
℃／ｈの速度で950℃まで徐冷して繰返し成
長反応により繊維を育成した。
得られた繊維状結晶物は水でフラツクスを
溶解してルツボから取り出した。繊維は平均
２mmの長さ、直径0.05〜0.1mmの束状の単結
晶の集合体でK2Ti4O9単独相であつた。
溶解してルツボから取り出した。繊維は平均
２mmの長さ、直径0.05〜0.1mmの束状の単結
晶の集合体でK2Ti4O9単独相であつた。
なお、繊維組成｛（K2O）1/3・TiO2｝の
代りにNa2CO3を用いて｛（Na2O）1/3・
TiO2｝を使用したが、実際の生成物は
K2Ti4O9繊維が生成し、特に悪い影響は認め
られず比較的長い繊維が得られた。さらに
Na2O3成分が多量に添加されると六チタン酸
カリウム（K2Ti6O13）及びルチル（TiO2）等
の混合相となる。
代りにNa2CO3を用いて｛（Na2O）1/3・
TiO2｝を使用したが、実際の生成物は
K2Ti4O9繊維が生成し、特に悪い影響は認め
られず比較的長い繊維が得られた。さらに
Na2O3成分が多量に添加されると六チタン酸
カリウム（K2Ti6O13）及びルチル（TiO2）等
の混合相となる。
(2) 繊維状チタニヤ水和物の製造
(i) 上記(1)−(i)の方法で得られた繊維を1N−
HCl水溶液100mlに対して10ｇの割合で約１
時間該水溶液に浸漬してK2O成分を抽出し、
水洗、風乾してチタニヤ水和物を得た。該チ
タニヤ水和物の銅対陰極としたＸ線粉末回折
図は、２θ＝10゜、25.6゜、48.6゜附近にブ
ロードなピークを示す結晶質繊維であつた。
HCl水溶液100mlに対して10ｇの割合で約１
時間該水溶液に浸漬してK2O成分を抽出し、
水洗、風乾してチタニヤ水和物を得た。該チ
タニヤ水和物の銅対陰極としたＸ線粉末回折
図は、２θ＝10゜、25.6゜、48.6゜附近にブ
ロードなピークを示す結晶質繊維であつた。
(ii) フラツクス法繊維
上記(1)−(ii)の方法で得られた繊維を1N−
HCl水溶液100mlに対して10ｇの割合で約10
時間該水溶液に浸漬してK2O成分を抽出し、
水洗、風乾してチタニヤ水和物を得た。該チ
タニヤ水和物のＸ線粉末回折図は、２θ＝
9.8゜に最強度ピークを示し、17.8°、24.3
゜、27.3゜、30.0゜、33.7゜、37.5゜等に比
較的弱いが、シヤープな回折ピークを示す。
HCl水溶液100mlに対して10ｇの割合で約10
時間該水溶液に浸漬してK2O成分を抽出し、
水洗、風乾してチタニヤ水和物を得た。該チ
タニヤ水和物のＸ線粉末回折図は、２θ＝
9.8゜に最強度ピークを示し、17.8°、24.3
゜、27.3゜、30.0゜、33.7゜、37.5゜等に比
較的弱いが、シヤープな回折ピークを示す。
(3) 水溶液中のストロンチウムの吸着及びイオン
交換 (i) 0.04MSrOH飽和水溶液１に対して２ｇ
の割合で前記(2)−(i)の方法で作製したチタニ
ヤ水和物繊維を６日間撹拌しない状態で浸漬
した後、過、風乾した。
交換 (i) 0.04MSrOH飽和水溶液１に対して２ｇ
の割合で前記(2)−(i)の方法で作製したチタニ
ヤ水和物繊維を６日間撹拌しない状態で浸漬
した後、過、風乾した。
この吸着体を化学分析した結果、
Sr0.9Ti4.0O8.9・6.7H2Oの組成を示した。こ
の組成のストロンチウムに対する交換容量は
4.5meq／ｇである。
Sr0.9Ti4.0O8.9・6.7H2Oの組成を示した。こ
の組成のストロンチウムに対する交換容量は
4.5meq／ｇである。
この粉末Ｘ線回折図は、２θ＝25.2゜、
25.6゜、36.4゜、44.0゜付近にブロードなピ
ークを示した。これを1000℃で30分間加熱処
理したものは、粉末Ｘ線回折図から同定して
チタン酸ストロンチウムSrTiO3と、ルチル
TiO2の混合相となつた。これは次の反応に
従つている。
25.6゜、36.4゜、44.0゜付近にブロードなピ
ークを示した。これを1000℃で30分間加熱処
理したものは、粉末Ｘ線回折図から同定して
チタン酸ストロンチウムSrTiO3と、ルチル
TiO2の混合相となつた。これは次の反応に
従つている。
SrTi4O9→SrTiO3＋3TiO2
(ii) 前記(2)−(ii)の方法で作製したチタニヤ水和
物繊維を前記(3)−(i)と同様にして浸漬、
過、風乾した。
物繊維を前記(3)−(i)と同様にして浸漬、
過、風乾した。
この吸着体を化学分析した結果
Sr1.0Ti6.0O13.0・6.7H2Oの組成を示した。こ
の組成のストロンチウムに対する交換容量は
3.8meq／ｇである。この粉末Ｘ線回折図
は、２θ＝8.1゜にシヤープな最強線ピーク
を示すほか15゜、16.1゜、23.9゜、26.6゜、
30゜、34゜、41゜付近にブロードなピークを
示した。
Sr1.0Ti6.0O13.0・6.7H2Oの組成を示した。こ
の組成のストロンチウムに対する交換容量は
3.8meq／ｇである。この粉末Ｘ線回折図
は、２θ＝8.1゜にシヤープな最強線ピーク
を示すほか15゜、16.1゜、23.9゜、26.6゜、
30゜、34゜、41゜付近にブロードなピークを
示した。
該吸着体を1000℃で30分間加熱処理したも
のは、粉末Ｘ線回折から同定してチタン酸ス
トロンチウムSrTiO3とルチルTiO2の混合相
となつた。これは次の反応に従つている。
のは、粉末Ｘ線回折から同定してチタン酸ス
トロンチウムSrTiO3とルチルTiO2の混合相
となつた。これは次の反応に従つている。
SrTi6O13→SrTiO3＋5TiO2
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ チタン酸カリウムK2O・nTiO2（ただし、ｎ
＝２〜４）からK2O成分を抽出して得られたチタ
ニヤ水和物TiO2・mH2O（ただし、ｍ＝０〜３）
からなる水溶液中のストロンチウムイオンの吸着
及び交換材。 ２ チタン酸カリウムがTiO2とK2Oの溶融物を
繊維状に形成せしめ結晶化させたものである特許
請求の範囲第１項記載の水溶液中のストロンチウ
ムイオンの吸着及び交換材。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56002849A JPS57117341A (en) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | Adsorbing and ion exchange material for strontium in aqueous solution and method for fixing strontium |
| US06/289,281 US4367281A (en) | 1981-01-12 | 1981-08-03 | Fine fabrication process using radiation sensitive resist |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56002849A JPS57117341A (en) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | Adsorbing and ion exchange material for strontium in aqueous solution and method for fixing strontium |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61030527A Division JPS61256922A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 水溶液中のストロンチウムの固定化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57117341A JPS57117341A (en) | 1982-07-21 |
| JPS621293B2 true JPS621293B2 (ja) | 1987-01-12 |
Family
ID=11540841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56002849A Granted JPS57117341A (en) | 1981-01-12 | 1981-01-12 | Adsorbing and ion exchange material for strontium in aqueous solution and method for fixing strontium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57117341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018059837A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | 株式会社荏原製作所 | 放射性ストロンチウムを含有する放射性廃液の処理方法 |
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-
1981
- 1981-01-12 JP JP56002849A patent/JPS57117341A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018059837A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | 株式会社荏原製作所 | 放射性ストロンチウムを含有する放射性廃液の処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57117341A (en) | 1982-07-21 |
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