JPS62210052A - ウラン吸着材及びその製造方法 - 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】 本発明は、新規なウラン吸着材、さらに詳しくいえば、
特殊な方法で製造された繊維状結晶性二酸化チタンから
成るウラ／吸着材に関するものである。

近年、石油資源の枯褐化とともに原子力エネルギーの利
用が匿界的に問題となつ−Ｃ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
るようになった。

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いるが、これを回収するには
吸着能と選択性の優れた吸着材が必要である。この吸着
材は、長期間、多量の海水と接触するため海水に対して
抵抗性を有し、取扱いや再生が容易で、かつ安価で大量
に入手しうるものでなければならない。

これまで、このような要件′ｊｔ備え、実用的に興味あ
る吸着材として、二酸化チタン水和物系あるいはこれと
活性炭とを組み合わせた複合系のものが研究されている
が、これらの二酸化チタン水和物系の吸着材は粉末状で
あるため取扱いにくいという欠点がある。

このような欠点全克服する目的で、二酸化チタン水和物
？酸化鉄と共沈させて、磁性を有する吸着材とし、磁気
分離により使用後の吸着材の回収をはかることや、粒状
化して取扱いやすくすることが１２Ｉ′案されている。

しかしながら、この吸着材は磁性が増大するとともに吸
着能力全滅じる傾向があり、また磁気分離に際しては多
量のエネルギー？必要とするし、他方、粒状化した場合
、粒径が大きくなるとウラン吸着能力が著しく低下し、
また成形圧力を高くすると機械的強度は増すが、吸着性
？減じるという問題点金体う九め、まだ実用上満足しう
るものは得られていない。

本発明者らは、このような従来の吸着剤の欠点を克服し
、ウランに対する吸着性や選択性が良好であり、耐久性
に富み、かつ取扱いの容易な吸着材？開発すべく鋭意研
究を取ねた結果、特殊な方法で得られる懺維状結晶の二
酸化チタン水和物によりその目的を達成しうること？見
いだし、この知見に基づいて本発明？なすに至った。

すなわち、本発明は、二酸化チタン水和物の繊ｌａ状結
晶から成るウラン吸着剤？提供するものである。

この吸着材全構成する二酸化チタン水和物の繊維状結晶
は、チタン酸アルカリ金、属塩の繊維状結晶？酸処理し
、アルカリ金属酸化換金溶出したのち、２００℃未満の
互変で乾燥することによって得られる。

この際、原料として用いるチタン酸アルカリ金属塩は、
一般式 ％式％） （式中Ｍはアルカリ金属であ５、ｎは１〜５の数金示す
） で表わされる化合物であシ、例えば二酸化チタンの粉末
と、アルカリ金属酸化物又は焼成によりアルカリ金属酸
化物に変化するもの、例えばアルカリ金属炭酸塩の粉末
と？加熱溶融し、これを急冷して繊維状に結晶化させる
ことによシ、製造することができる。このような溶融１
去のほか、フラックス法、焼成法、水熱法などによって
製造することもできる。

このようにして得られた繊維状結晶は通常塊状になって
いるがこれ？水で洗浄し、不純分？除くことにより繊維
状に分離させることができる。

このチタン酸アルカリ金属塩の例としては、チタン酸ナ
トリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ルビジウム、チ
タン酸セシウムなどを挙げることができるが、繊維化が
容易で、酸による抽出処理がしやすく、かつ安価である
点を考慮すればチタン酸カリウムが最も好ましい。また
、前記の一般式中のｎは１〜５の範囲であるが、長繊維
化可能で、酸によるアルカリ金属の溶出がよく、吸着能
力の高い吸着材全与えるという点で、特に２〜４の範囲
のものが好ましい。

特に好適なチタン酸アルカリ金属塩は、弐に２０（Ｔｉ
Ｏ２）４に相当するチタン酸カリウムである。

本発明方法における前記のチタン酸アルカリ金属塩の酸
処理は、その繊維状結晶全、無機酸例えば硫酸、塩酸、
硝酸、リン酸など又は有機酸例えばトリクロロ酢酸、メ
タンスルホン酸などに浸せきし、その中のアルカリ金属
成分全溶出させることによって行われる。このようにし
て、一般式％式％ （式中のｍは３以下の数） に相当する二酸化チタン水和物が、繊維状結晶として得
られる。

このようにして得られた二酸化チタン水和物？、反応液
中から分離し、２００℃よシも低い温度において乾燥す
れば、ウラン吸着材が得られる。

本発明の吸着材を用いて海水又は希薄溶液中のウランを
吸着するには、この吸着材と海水又は希薄溶液と全七分
に接触させればよい。この接触は、固定床方式、流動床
方式、沈降分離方式など任意の方式で行うことができる
。

本発明のウラン吸着材は、従来のチタン系吸着材に匹敵
する若しくはそれよりも大きいウラン吸着容量全盲し、
また繊維状で特に粒状に加工する必要がないため造粒に
よる吸着能力の低下がないという利点？有していＳｏさ
らに、本発明のウラン吸着材は、結晶体から成るため、
化学的に安定で、耐久性？有し、脱着、再生全簡単に行
うことができ、循環再使用が可能である。そして、その
吸着能力はウランに対して特異的に作用し、マグネシウ
ムやカルシウムに対しては著しく低いという特徴も有し
ている。

したがって、本発明のウラン吸着材は、海水、ウラン製
錬排水のようなウラン含有希薄溶液からウランを回収す
るための吸着材として好適である。

次に実施例ｉ′Ｃより本発明？さらに詳細に説明する。

実施例 二酸化チタンと炭酸カリウムとの粉末をモル比で２＝１
の割合に混合したもの約４！ＩＭ”１ｌｏ（７容白金る
つぼに入れ、１１００℃で３０分間、加熱溶融したのち
、底部全水冷している金属製の別容器に注いで急冷し、
結晶性繊維状のチタン酸カリウムの塊状物’に′Ａ製し
た。次いでこれ全水中に約１時間浸せきし、未反応に２
０成分全溶出させ、塊状物全解繊して直径０．１〜０．
５　ｒｒａ、長さ約５朋（平均値）の繊維を得念。この
ものは偏光顕微鏡及びＸ線回折の観察から結晶度の低い
結晶体であることがわかった。次いでこの繊維’（５１
Ｎ−鉱酸水溶１１００ｒｎｌ中に１０７の割合で約１〜
２時間浸せきし、この溶液をかきまぜなからに２Ｃ成分
？抽出したのち、水洗し、風乾して二酸化チタン水和物
の繊維を得た。このものは、偏光顕微鏡で観察すると干
渉色７示し、銅対陰極とするそのＸ線回折図は２θが１
０’、１１°、２５．６°、２８°及び４８５°付近に
比較的ブロードであるがピーク全示した。これらのこと
から、得られた二酸化チタン水和物のＯ１！＋ｊｌ　１
４結晶体であることが分る。

この繊維状二酸化チタン水和物５ｏｍｙ”（海水２ｔ２
入れたピー力に約４日入れウラン全吸着させた。この際
、海水は一日２回（朝と夜）取り替えた。所定時間経過
後、繊維状二酸化チタン水和物全戸別し、洗浄したのち
乾燥し、ｌＮ−ＮａＨｆ：！Ｏ，・Ｎａ２ＣＯ８の沸騰
溶液中に１時間おいてウランを脱離させ、該溶液中のウ
ランをけい先決で測定した。

この結果全次表に示す。

なお、比較のためにニチメン酸カリウム及び四チタン酸
カリウムの繊維のそれぞれのウラン吸着量全同様の方法
によって調べた。この結果も次表に示す。

表中のＡは、繊維状のニチタン酸カリウム（ａ）より、
Ｂは繊維状の四チタン酸カリウム（１））よりそれぞれ
調製した本発明の＊雄状二酸化チタン水和物を示す。

この表から明らかなように、繊維状チタン酸カリウムに
比べて繊維状二酸化チタン水和物がその吸着能力は侵れ
ている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　二酸化チタン水和物の繊維状結晶から成るウラン吸
   着材。 ２　チタン酸アルカリ金属塩の繊維状結晶を酸処理して
   、二酸化チタン水和物の繊維状結晶を生成させ、次いで
   これを分離し乾燥することを特徴とするウラン吸着材の
   製造方法。