JP3033796B2 - 金属元素吸着剤の製造方法及び該吸着剤による金属元素の吸着分離方法 - Google Patents
金属元素吸着剤の製造方法及び該吸着剤による金属元素の吸着分離方法Info
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Description
ラン元素等のアクチニド元素、又はカドミウム、鉛、ク
ロム、水銀及び鉄を含む重金属元素、或いはコバルト、
セシウム、ストロンチウム等の金属元素を吸着するため
の金属元素吸着剤の製造方法に関する。また本発明はそ
の吸着剤を用いて金属元素を含有する溶液から金属元素
を吸着し分離する方法に関するものである。
廃液中には、ウラン、トリウム等の核燃料元素が含まれ
ている。従来、この核燃料元素を吸着するための吸着剤
の製造方法として、柿渋を原料とするウラン、トリウム
等の核燃料元素吸着剤の製造方法が開示されている(特
開昭63−61998号公報、特開平1−155947
号公報)。この吸着剤は、含水ゲル組成物であって、液
状柿渋にアルデヒド又は硫酸、りん酸等の酸を反応させ
て柿渋をゲル化させることにより製造される。一方、本
出願人はアルデヒド水溶液にタンニン粉末を溶解し、こ
の溶液にアンモニアを添加して沈殿物を生成し、この沈
殿物を熟成して不溶性タンニンからなる吸着剤を製造す
る方法を特許出願した(特開平3−206094)。
ル組成物の製造方法では、柿渋以外の天然物から抽出さ
れる多くのタンニンを原料として用いた場合に、この種
のタンニンにアルデヒド又は酸を作用させてもゲル化し
ないため、原料が柿渋に限定される問題点があった。ま
た後者のタンニン粉末を用いて製造された不溶性タンニ
ンは微粒子の凝集物であるため、これを廃液処理装置の
カラムに充填して廃液を通した場合には、不溶性タンニ
ンが微粒子の形態に変化して、カラムの通液性を低下さ
せる問題点があった。具体的にはこの不溶性タンニンか
らなる吸着剤では高々17h-1程度の空間速度(SV)
でしか通液できず、廃液処理能力を高めることができな
かった。
の縮合型タンニンを原料に用いてゲル状組成物を生成で
き、高い吸着能力を有し、かつ廃液処理装置のカラムに
おける通液性が極めて良好な金属元素吸着剤の製造方法
を提供することにある。また本発明の別の目的は、この
吸着剤を用いて金属元素を効率良く吸着して金属を回収
し得る金属元素の吸着分離方法を提供することにある。
を得るための第一の方法は、アンモニア水に縮合型タン
ニン粉末を溶解し、この溶液にアルデヒド水溶液を混合
してゲル状組成物を生成し、このゲル状組成物を室温下
で熟成するか、或いは加熱して安定化する方法である。
また第二の方法は、アンモニア水とアルデヒド水溶液を
混合し、この混合液に縮合型タンニン粉末を溶解し、こ
の溶液を加熱して安定化したゲル状組成物を生成する方
法である。また第三の方法は、pH8以上のアンモニア
水に縮合型タンニン粉末を溶解し、この溶液にヘキサメ
チレンテトラミンを混合し、この混合液を加熱して安定
化したゲル状組成物を生成する方法である。また第四の
方法は、ヘキサメチレンテトラミン水溶液に縮合型タン
ニン粉末を混合し、この混合液にアンモニア水を添加し
てpH8以上とすることにより縮合型タンニン粉末を溶
解し、この溶液を加熱して安定化したゲル状組成物を生
成する方法である。
リ金属水酸化物の水溶液に縮合型タンニン粉末を溶解
し、この溶液にアルデヒド水溶液を混合し、この混合液
を加熱して安定化したゲル状組成物を生成する方法であ
る。また第六の方法は、pH7〜10のアルカリ金属水
酸化物の水溶液に縮合型タンニン粉末を溶解し、この溶
液にヘキサメチレンテトラミンを混合し、この混合液を
加熱して安定化したゲル状組成物を生成する方法であ
る。更に第七の方法は、ヘキサメチレンテトラミン水溶
液に縮合型タンニン粉末を混合し、この混合液にアルカ
リ金属水酸化物の水溶液を添加してpH7〜10とする
ことにより前記タンニン粉末を溶解し、この溶液を加熱
して安定化したゲル状組成物を生成する方法である。
とはゲル状組成物を水、酸又はアルカリのいずれに対し
ても不溶にすることをいい、安定化したゲル状組成物と
は水、酸又はアルカリのいずれに対しても不溶な組成物
をいう。また本発明の金属元素の吸着分離方法は、上記
第一から第七の方法により製造された金属元素吸着剤を
細分化した後、この吸着剤を金属元素を含有する溶液に
添加するか、又はこの吸着剤をカラムに充填してこのカ
ラムに金属元素を含有する溶液を通して、金属元素を前
記吸着剤に吸着する方法である。更に本発明の金属元素
の吸着分離方法は、金属元素を吸着した吸着剤と希鉱酸
を接触させてこの吸着剤から金属元素を溶離する方法で
ある。
素吸着剤の製造には7つの方法がある。これらの方法に
共通に用いられるタンニン粉末は縮合型タンニンであ
る。この縮合型タンニンは酸でアントシアニジン系色素
をつくるプロアントシアニジンをいい、柿渋を含まな
い。例示すれば、ケブラコタンニン、ワットルタンニ
ン、マングローブタンニン、スプルースタンニン、ガン
ビールタンニン、アカカテキン、カシワ樹皮タンニン等
が挙げられる。また、第一、第二及び第五の方法に共通
に用いられるアルデヒド水溶液としては、例えばホルム
アルデヒド水溶液、アセトアルデヒド水溶液、グルター
ルアルデヒド水溶液等が挙げられるが、アルデヒド水溶
液であれば特に限定されるものではない。これらの中で
ホルムアルデヒド水溶液が、ゲル状組成物の生成を速
め、またゲル状組成物になった吸着剤の機械的強度を高
めるため、好ましい。
用いられるアルカリ金属水酸化物としては、例えば水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が挙
げられるが、アルカリ金属水酸化物であれば特に限定さ
れるものではない。更に、7つの方法で製造された吸着
剤は、金属元素の中でウラン、トリウム、超ウラン元素
等のアクチニド元素、又はカドミウム、鉛、クロム、水
銀、鉄等の元素、或いはコバルト、セシウム、ストロン
チウム等の元素の吸着に好適である。
タンニン粉末をアンモニア水に溶解し、次いでこのアン
モニア水溶液にアルデヒド水溶液を添加混合してゲル状
組成物を生成する。このタンニン粉末、アンモニア及び
アルデヒドの混合割合は、タンニン粉末、アンモニア及
びアルデヒドの全量に対して、タンニン粉末が3〜35
重量%、アンモニアが33〜35重量%、アルデヒドが
30〜62重量%の範囲が好ましい。例えばタンニン粉
末が24重量%の場合には、アンモニアは33重量%、
アルデヒドは43重量%になる。これらの混合割合の中
で特に縮合型タンニン粉末の割合が重要である。タンニ
ン粉末が3重量%未満ではゲル化しにくく、35重量%
を越えると粉末状組成物になり易いため、上記範囲が好
ましい。このゲル状組成物はこのままの形態で水には溶
解しない。しかし酸又はアルカリには溶解するため、次
の2つの方法により安定化させる。1つの方法は20〜
25℃の室温下で上記ゲル状組成物を3〜4日以上放置
して熟成させる方法であり、他の方法は上記ゲル状組成
物を加熱して迅速に安定化させる方法である。加熱温度
が高ければ加熱時間を短縮できる。例えば70℃で加熱
すれば少なくとも30分で、80℃で加熱すれば少なく
とも15分で安定化したゲル状組成物が生成される。
ヒド水溶液を混合し、次いでこの混合液に縮合型タンニ
ン粉末を溶解する。このタンニン粉末、アンモニア及び
アルデヒドの混合割合は第一の方法において示した割合
と同様にする。5〜10分間程度の攪拌でタンニン粉末
は完全に溶解する。次に第一の方法と同様に加熱するこ
とにより安定化したゲル状組成物が生成される。即ち、
この加熱によりゲル化と安定化が同時に行われる。
pH8以上のアンモニア水に溶解する。pH8未満では
タンニン粉末が溶解しにくいからである。タンニン粉末
の混合割合はアンモニア水のpHに依存し、例えばpH
8のアンモニア水に対してはタンニン粉末を1〜15重
量%の範囲で混合することが好ましい。1重量%未満で
はタンニン粉末がゲル化しにくい。アンモニア水のpH
を更に高くした場合にはタンニン粉末の混合割合の上限
値を15重量%以上にすることができる。次いでタンニ
ン粉末を溶解したアンモニア水溶液にヘキサメチレンテ
トラミンを添加混合する。このヘキサメチレンテトラミ
ンはタンニンを溶解したアンモニア水溶液に対して少な
くとも0.5重量%混合する。次に第二の方法と同様に
加熱して安定化したゲル状組成物を生成する。
ミン水溶液に縮合型タンニン粉末を混合する。ヘキサメ
チレンテトラミン水溶液はヘキサメチレンテトラミンが
少なくとも0.5重量%溶解した水溶液である。次いで
この水溶液にタンニン粉末を混合する。この混合割合は
第三の方法と同様である。この時点ではタンニン粉末は
溶解しない。次にアンモニア水を添加しpHを8以上と
するとタンニン粉末は完全に溶解する。以下第二及び第
三の方法と同様に加熱して安定化したゲル状組成物を生
成する。
pH7〜10のアルカリ金属水酸化物の水溶液に溶解す
る。pH7未満ではタンニン粉末が溶解しにくく、pH
10を越えると生成したゲル状組成物が不安定で水に溶
け易くなるからである。タンニン粉末の混合割合はアル
カリ金属水酸化物の水溶液に対してはタンニン粉末を1
〜40重量%の範囲で混合することが好ましい。1重量
%未満ではタンニン粉末がゲル化しにくく、40重量%
を超えると粘性が高くなり取扱いにくくなる。この溶液
に第一の方法と同様にアルデヒド水溶液を混合する。こ
こでアルデヒド水溶液は、例えばホルムアルデヒドの3
7重量%水溶液の場合、タンニンが溶解した水溶液50
mLに対して少なくとも1.39mLを添加混合する。
以下第二、第三及び第四の方法と同様にこの混合液を加
熱して安定化したゲル状組成物を生成する。
ルカリ金属水酸化物の水溶液を用い、pH7〜10にす
る以外は第三の方法と同様にして安定化したゲル状組成
物を生成する。タンニン粉末の混合割合は第五の方法と
同様にする。ヘキサメチレンテトラミンはタンニンを溶
解したアルカリ金属水酸化物の水溶液に対して少なくと
も0.5重量%混合する。
ルカリ金属水酸化物の水溶液を用い、pH7〜10にす
る以外は第四の方法と同様にして安定化したゲル状組成
物を生成する。タンニン粉末の混合割合は第五の方法と
同様にする。上記7つの方法のうちいずれかの方法を採
ることにより、生成されたゲル状組成物は水、酸又はア
ルカリのいずれに対しても不溶な金属元素吸着剤とな
る。
物の金属元素吸着剤は、金属元素含有溶液との接触面積
を増大するためにミキサー等の機械的手段により所望の
サイズに砕解し細分化されて使用される。この金属元素
吸着剤を用いて金属元素を吸着分離させる方法として
は、カラム法、バッチ法などが挙げられる。カラム法で
は、本発明の吸着剤をカラムに充填した吸着層に金属元
素を吸着した後、このカラムに希鉱酸を通すことによ
り、吸着剤から金属元素を溶離することができる。また
吸着剤に吸着した金属元素はこの吸着剤を希鉱酸の中に
入れて撹拌することにより、吸着剤から金属元素を脱着
することもできる。ここで希鉱酸としては、薄い硝酸、
塩酸、硫酸等が用いられる。
の水溶液と縮合型タンニンを接触させ、その後にアルデ
ヒド水溶液又はヘキサメチレンテトラミンと接触させる
ことにより、或いは最初にヘキサメチレンテトラミン水
溶液と縮合型タンニンを接触させ、その後にアンモニア
水又はアルカリ金属水酸化物の水溶液と接触させること
により、縮合型タンニンは沈殿物とならずに、ゲル状組
成物となる。これはアルデヒドによるタンニンの架橋反
応が通常極めて急速に進行して母液中で局所的に架橋生
成物を生じ易いのに対して、本発明ではアンモニア又は
ヘキサメチレンテトラミンから生じるアンモニウムイオ
ンもしくはアルカリ金属イオンの存在、母液のpH値等
によって、前記架橋反応が遅延して母液全体がヒドロゲ
ル化するためと考えられる。
ラン、トリウム、超ウラン元素、又はカドミウム、鉛、
クロム、水銀、鉄、コバルト、セシウム、ストロンチウ
ム等の金属元素を含有した溶液に接触させると、ゲル状
組成物は金属元素を極めて効率良く吸着する。これはゲ
ル状組成物を構成するタンニンのもっているポリフェノ
ール性水酸基が官能基となって、金属元素とキレート化
合物を形成するためと考えられる。またゲル状にするこ
とにより上記官能基が金属元素と配位し易い立体構造に
なり、かつゲル状組成物が極めて強い親水性物質である
ため、ゲル状組成物は極めて優れた金属元素の吸着性能
を示すものと考えられる。
料とする縮合型タンニンは柿渋以外の天然物から抽出さ
れる多くのタンニンを利用することができるので、資源
の有効利用をはかることができ、しかもこのタンニンは
安価で入手し易く、僅かな工程で吸着剤となるため、量
産に適し経済的効果が大きい。また本発明では、多種の
縮合型タンニンをゲル状組成物にすることにより、金属
元素の吸着性能に優れた吸着剤が得られる。この吸着剤
を所望のサイズに細分化して吸着層としてのカラムに充
填した後、金属元素を含有した溶液をカラムに通すと、
従来の微粒子凝集物からなる不溶性タンニンと比較して
通液性が極めて良くなり、溶液の処理能力を大幅に向上
することができる。
製造工程から発生するウラン、トリウム及び海水中のウ
ランの吸着性能に優れるばかりか、再処理工程から発生
する超ウラン元素であるキュリウム、アメリシウム、ネ
プツニウム、プルトニウム、更には金属元素を取扱う工
程から発生するカドミウム、鉛、六価クロム、水銀、
鉄、コバルト、セシウム及びストロンチウムに至る多種
の元素の吸着性能に優れ、その利用価値は極めて大き
い。また、金属を吸着した本発明の吸着剤は、有毒ガス
を発生することなく焼却可能であるため、焼却により吸
着剤の容積を大きく減少して固体廃棄物の発生量を少な
くすることができる。また吸着した金属元素によって
は、固形物は不純物を含まない金属酸化物になるため、
再利用を図ることもできる。更に、本発明で得られた吸
着剤は機械的強度の高いゲル状組成物であるため、希鉱
酸と接触させてもその形態が崩れにくく、吸着した金属
元素をゲル状組成物から容易に溶離させて金属を回収及
び精製することができる利点もある。
的に説明する。以下の実施例は本発明の範囲を限定する
ものではない。 <実施例1>縮合型タンニンであるワットルタンニンの
粉末8gを13.3Nのアンモニア水50mLに添加し
て溶解させた。次いでこの溶液にホルムアルデヒドの3
7重量%水溶液を57mL添加して攪拌し均一に混合し
た。この攪拌を停止するとゲル状組成物が生成された。
このゲル状組成物を2等分し、一方のゲル状組成物は4
日間室温で放置し熟成させた。また残りのゲル状組成物
は70℃で1時間加熱した。これにより2種の安定化し
たゲル状組成物からなる金属元素吸着剤が得られた。後
述する吸着性能試験1〜14では後者の金属元素吸着剤
を用いた。
0mLとホルムアルデヒドの37重量%水溶液57mL
を混合した。次いでこの混合液にワットルタンニンの粉
末8gを加え溶解した後、この溶液を70℃で1時間加
熱した。これによりゲル化と安定化が同時に行われ、安
定化したゲル状組成物からなる金属元素吸着剤が得られ
た。
をpH8.5のアンモニア水107mLに添加して溶解
させた。タンニンの粉末を加えるに従って溶液のpHは
徐々に低下するため、アンモニア水を随時追加して溶液
のpHが8以上になるように保持した。次いでこの溶液
にヘキサメチレンテトラミン粉末1.5gを加えた後、
70℃で3時間加熱した。ゲル化と安定化が同時に行わ
れ、安定化したゲル状組成物からなる金属元素吸着剤が
得られた。
レンテトラミン粉末1.5gを添加して溶解させた。次
いでこの水溶液にワットルタンニンの粉末8gを加えて
均一に混合した。この段階ではタンニンは溶解しなかっ
た。次にこの混合液にアンモニア水を添加し、混合液の
pHを8以上にしてタンニンを溶解させた後、70℃で
3時間加熱した。ゲル化と安定化が同時に行われ、安定
化したゲル状組成物からなる金属元素吸着剤が得られ
た。
をpH8.7のNaOH水溶液50mLに添加して溶解
させた。タンニンの粉末を加えるに従って溶液のpHは
徐々に低下するため、NaOH水溶液を随時添加して溶
液のpHが8になるように保持した。次いでこの溶液に
ホルムアルデヒドの37重量%水溶液2.77mLを添
加した後、この溶液を70℃で1時間加熱した。これに
よりゲル化と安定化が同時に行われ、安定化したゲル状
組成物からなる金属元素吸着剤が得られた。
をpH8.5のNaOH水溶液50mLに添加して溶解
させた。タンニンの粉末を加えるに従って溶液のpHは
徐々に低下するため、NaOH水溶液を随時追加して溶
液のpHが8になるように保持した。次いでこの溶液に
ヘキサメチレンテトラミン粉末1.0gを加えた後、7
0℃で1時間加熱した。ゲル化と安定化が同時に行わ
れ、安定化したゲル状組成物からなる金属元素吸着剤が
得られた。
ンテトラミン粉末1.0gを添加して溶解させた。次い
でこの水溶液にワットルタンニンの粉末8gを加えて均
一に混合した。この段階ではタンニンは溶解しなかっ
た。次にこの混合液にNaOH水溶液を添加し、混合液
のpHを7にしてタンニンを溶解させた後、70℃で1
時間加熱した。ゲル化と安定化が同時に行われ、安定化
したゲル状組成物からなる金属元素吸着剤が得られた。
をホルムアルデヒドの37重量%水溶液に溶解させた。
次いでこの溶液に13.7Nのアンモニア水14mL以
上を添加してタンニン化合物を沈殿させ、濾別した後、
4日間室温で放置して熟成し、粒径が約1.0〜2.4
mmの不溶性タンニンからなる金属元素吸着剤が得られ
た。
得られた吸着剤を比較例1の吸着剤と同じ粒径になるよ
うにミキサーで砕解して約1.0〜2.4mmの粒径に
細分化した後、実施例と比較例のウランの吸着性能試験
を行った。ウラン濃度が200ppbのpH4の溶液を
250mLずつ5つの容器に入れた。これらの溶液に実
施例1〜4及び比較例1で得られた金属元素吸着剤をそ
れぞれ乾燥重量で25mgずつ添加し、約2時間攪拌し
てウランを吸着させ、その吸着率を測定した。更にこの
試験のウラン含有溶液のpHについて種々変えて、ウラ
ンの吸着率を測定した。実施例1〜4で得られた吸着剤
による吸着試験ではpHを6、8及び10にして、また
比較例1で得られた吸着剤による吸着試験ではpHを7
及び9.5にして、同様にウランの吸着率を測定した。
その結果を図1に示す。ここで吸着率αは吸着剤添加前
の原液のウラン濃度をCo、吸着剤を添加してウラン吸
着後の溶液のウラン濃度をCtとするとき、 α=[(Co−Ct)/Co]×100(%) で算出される値である。図1より明らかなように、実施
例1〜4のゲル状組成物からなる吸着剤はいずれも比較
例1の沈殿物からなる吸着剤と同様にpH4〜10の広
い範囲で高いウラン吸着率を示し、製造方法及び吸着剤
の形態によって吸着性能に差がなかった。
得られた吸着剤をミキサーで砕解して約1.0〜2.4
mmの粒径に細分化した後、ウランの吸着性能試験を行
った。ウラン濃度が245ppbのpH4の溶液を25
0mLずつ3つの容器に入れた。これらの溶液に実施例
5〜7で得られた金属元素吸着剤をそれぞれ乾燥重量で
25mgずつ添加し、約2時間攪拌してウランを吸着さ
せ、その吸着率を測定した。その結果を図2に示す。図
2から明らかなように、実施例5〜7のゲル状組成物か
らなる吸着剤は、いずれも広いpH範囲で高いウラン吸
着率を示した。
れた吸着剤を約1.0〜2.4mmの粒径に細分化した
後、図3に示すカラム10に充填した。このカラム10
は入口部10aの内径が50mm、中央部10bの内径
が10mm、出口部10cの内径が4mmであって、入
口部上端から中央部下端までの長さが260mmのサイ
ズを有する。カラム10の中央部10bと出口部10c
の間にはガラスウール10dが装填される。この吸着剤
をガラスウール10dから180mmの高さになるまで
充填した。一方、比較例1で得られた吸着剤を同一の構
成のカラムに同様に充填した。実施例1の吸着剤を充填
したカラムと比較例1の吸着剤を充填したカラムの通液
性を比較するために500mLの純水をそれぞれのカラ
ムに注入した。500mL全量の通液時間を測定した。
この通液試験を試料を変えて5回行った。その結果を表
1に示す。表1から明らかなように、比較例1の吸着剤
による平均通液時間が4.88時間であったのに対し
て、実施例1の吸着剤による平均通液時間は0.85時
間であった。これにより実施例1の方が比較例1より約
5.7倍通液性が高いことが判った。
れた吸着剤を約1.0〜2.4mmの粒径に細分化した
後、中央部の内径が4mmのカラムに高さが80mmに
なるように充填した。このカラムにウラン濃度が680
ppbのpH4の溶液を62.5h-1の空間速度(S
V)で流しながら、一定時間毎にカラム通過後の溶液中
のウラン濃度を測定した。その結果を図4に示す。図4
から明らかなように、約2300mLを流した時点まで
のウラン濃度は原液のウラン濃度の10分の1以下にな
っていた。これはカラムに充填した吸着剤の体積が1m
L(0.22×π×0.8)であることから、吸着剤の
体積の約2300倍以上のウラン含有溶液を処理したこ
とになり、実施例1の吸着剤が高いウラン吸着性能を有
することが確認された。更に、このウランを吸着した吸
着剤が充填されたカラムに0.1Nの硝酸を150mL
/h(LV=1190cm/h、SV=149h-1)の
割合になるように30〜40mLずつ合計315mL流
した。その結果を表2及び図5に示す。表2及び図5か
ら明らかなように、最初の希硝酸30mLで約99%の
ウランが溶離し、続いて希硝酸を流すに従ってカラムの
ウラン溶離液濃度は次第に減少し、最終的にほぼ100
%のウランが溶離した。これにより、実施例1で得られ
た吸着剤から極めて容易にウランが溶離することが確認
された。
れた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した後、
この試験例3と同じカラムにトリウム濃度が8.5×1
0-1Bq/cm3の溶液を流した。カラムから約230
0mL流出した時点でその溶液中のトリウム濃度を測定
したところ、5.0×10-2Bq/cm3以下であっ
た。このことから94%以上のトリウムが実施例1の吸
着剤に吸着されたことが確認された。
れた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した後、
乾燥重量で4mg採取して、ウラン濃度が5.35pp
bのpH7.7の天然海水1000mLに添加した。2
4時間攪拌してこの吸着剤にウランを吸着させた。この
天然海水を濾紙(東洋濾紙No.6)で濾過し、濾液中
のウラン濃度を測定したところ1.00ppbであっ
た。このことから約81%のウランが吸着され、その吸
着量は吸着剤1g当たり1日1088μgであることが
確認された。
れた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した後、
乾燥重量で100mg採取して、超ウラン元素であるキ
ュリウム(244Cm)濃度が2.9×10-1Bq/cm3
の溶液200mLに添加した。このときキュリウム含有
溶液はpHを約4から約10まで4種類変えたものを用
意した。それぞれの溶液を2時間攪拌して吸着剤にキュ
リウムを吸着させ、吸着率を測定した。その結果を図6
に示す。図6より明らかなようにこの吸着剤は酸性の溶
液で高い吸着率を示した。
れた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した後、
乾燥重量で100mg採取して、超ウラン元素であるア
メリシウム(241Am)濃度が1.6×10-1Bq/c
m3の溶液200mLに添加した。このときアメリシウ
ム含有溶液はpHを約3から約10まで6種類変えたも
のを用意した。それぞれの溶液を2時間攪拌して吸着剤
にアメリシウムを吸着させ、吸着率を測定した。その結
果を図6に示す。図6より明らかなようにこの吸着剤は
溶液が酸性になるほど高い吸着率を示した。
れた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した後、
乾燥重量で100mg採取して、超ウラン元素であるネ
プツニウム(237Np)濃度が5.5×10-1Bq/c
m3の溶液200mLに添加した。このときネプツニウ
ム含有溶液はpHを約4から約10まで4種類変えたも
のを用意した。それぞれの溶液を2時間攪拌して吸着剤
にネプツニウムを吸着させ、吸着率を測定した。その結
果を図6に示す。図6より明らかなようにこの吸着剤は
溶液のpHが6以上で高い吸着率を示した。
られた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した
後、乾燥重量で25mg採取して、超ウラン元素である
プルトニウム濃度が1.1×10-5Bq/cm3のpH
6の溶液50mLに添加した。この溶液を2時間攪拌し
て吸着剤にプルトニウムを吸着させた。この溶液を濾過
し、濾液中のプルトニウム濃度を測定したところ1.0
×10-6Bq/cm3であった。このことから約90%
のプルトニウムが吸着されたことが確認された。
られた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した
後、乾燥重量で500mg採取して、金属元素であるカ
ドミウム濃度が100ppmの溶液250mLに添加し
た。このときカドミウム含有溶液はpHを約4から約1
0まで4種類変えたものを用意した。それぞれの溶液を
3時間攪拌して吸着剤にカドミウムを吸着させ、吸着率
を測定した。その結果を図6に示す。図6より明らかな
ようにこの吸着剤は溶液がアルカリ性になるほど高い吸
着率を示した。
られた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した
後、乾燥重量で250mg採取して、金属元素である鉛
濃度が100ppmのpH6の溶液125mLに添加し
た。この溶液を1時間攪拌して吸着剤に鉛を吸着させ
た。この溶液を濾過し、濾液中の鉛濃度を測定したとこ
ろ8.1ppmであった。このことから約92%の鉛が
吸着されたことが確認された。
られた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した
後、乾燥重量で250mg採取して、金属元素を成分元
素とする六価クロム(CrO3)濃度が100ppmの
溶液125mLに添加した。このとき六価クロム含有溶
液はpHを約3.5から約10まで5種類変えたものを
用意した。それぞれの溶液を3時間攪拌して吸着剤に六
価クロムを吸着させ、吸着率を測定した。その結果を図
6に示す。図6より明らかなようにこの吸着剤は溶液が
酸性になるほど高い吸着率を示した。
られた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した
後、乾燥重量で250mg採取して、金属元素である水
銀濃度が10ppmの溶液125mLに添加した。この
とき水銀含有溶液はpHを約3.5から約10まで4種
類変えたものを用意した。それぞれの溶液を2時間攪拌
して吸着剤に水銀を吸着させ、吸着率を測定した。その
結果を図6に示す。図6より明らかなようにこの吸着剤
は溶液のpH6前後で高い吸着率を示した。
られた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した
後、乾燥重量で2000mg採取して、金属元素である
鉄の濃度が1ppmのpH4の溶液1000mLに添加
した。この溶液を1時間攪拌して吸着剤に鉄を吸着させ
た。この溶液を濾過し、濾液中の鉄イオン濃度を測定し
たところ0.01ppm以下であった。このことから9
9%以上の鉄イオンが吸着され、その吸着量は吸着剤1
g当たり495μg以上であることが確認された。
られた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した
後、乾燥重量で200mg採取して、コバルトの濃度が
100ppmの塩化コバルト(CoCl2)溶液100
mLに添加した。このときコバルト含有溶液はpHを約
4から約10まで4種類変えたものを用意した。それぞ
れの溶液を3時間攪拌して吸着剤にコバルトを吸着さ
せ、吸着率を測定した。その結果を図7に示す。図7よ
り明らかなようにこの吸着剤は溶液がアルカリ性になる
ほど高い吸着率を示した。
られた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した
後、乾燥重量で400mg採取して、ストロンチウムの
濃度が100ppmでpH10の硝酸ストロンチウム
(Sr(NO3)2)溶液100mLに添加した。この溶
液を3時間攪拌して吸着剤にストロンチウムを吸着させ
て吸着量を求めた。その結果、吸着剤1g当たり16m
gのストロンチウムが吸着し、高い吸着性能を示した。
られた吸着剤を吸着性能試験例3と同様に細分化した
後、乾燥重量で400mg採取して、セシウムの濃度が
10ppmでpH10の硝酸セシウム(CsNO3)溶
液100mLに添加した。この溶液を3時間攪拌して吸
着剤にセシウムを吸着させて吸着量を求めた。その結
果、吸着剤1g当たり798μgのセシウムが吸着し、
高い吸着性能を示した。
面図。
示す図。
示す図。
び14の結果を示す図。
Claims (17)
- 【請求項1】 アンモニア水に縮合型タンニン粉末を溶
解し、この溶液にアルデヒド水溶液を混合してゲル状組
成物を生成し、このゲル状組成物を室温下で熟成して安
定化する金属元素吸着剤の製造方法。 - 【請求項2】 アンモニア水に縮合型タンニン粉末を溶
解し、この溶液にアルデヒド水溶液を混合してゲル状組
成物を生成し、このゲル状組成物を加熱して安定化する
金属元素吸着剤の製造方法。 - 【請求項3】 アンモニア水とアルデヒド水溶液を混合
し、この混合液に縮合型タンニン粉末を溶解し、この溶
液を加熱して安定化する金属元素吸着剤の製造方法。 - 【請求項4】 pH8以上のアンモニア水に縮合型タン
ニン粉末を溶解し、この溶液にヘキサメチレンテトラミ
ンを混合し、この混合液を加熱して安定化したゲル状組
成物を生成する金属元素吸着剤の製造方法。 - 【請求項5】 ヘキサメチレンテトラミン水溶液に縮合
型タンニン粉末を混合し、この混合液にアンモニア水を
添加してpH8以上とすることにより前記タンニン粉末
を溶解し、この溶液を加熱して安定化したゲル状組成物
を生成する金属元素吸着剤の製造方法。 - 【請求項6】 pH7〜10のアルカリ金属水酸化物の
水溶液に縮合型タンニン粉末を溶解し、この溶液にアル
デヒド水溶液を混合し、この混合液を加熱して安定化し
たゲル状組成物を生成する金属元素吸着剤の製造方法。 - 【請求項7】 pH7〜10のアルカリ金属水酸化物の
水溶液に縮合型タンニン粉末を溶解し、この溶液にヘキ
サメチレンテトラミンを混合し、この混合液を加熱して
安定化したゲル状組成物を生成する金属元素吸着剤の製
造方法。 - 【請求項8】 ヘキサメチレンテトラミン水溶液に縮合
型タンニン粉末を混合し、この混合液にアルカリ金属水
酸化物の水溶液を添加してpH7〜10とすることによ
り前記タンニン粉末を溶解し、この溶液を加熱して安定
化したゲル状組成物を生成する金属元素吸着剤の製造方
法。 - 【請求項9】 アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム又は水酸化リチウムである請求項6
ないし8いずれか記載の金属元素吸着剤の製造方法。 - 【請求項10】 請求項1ないし8いずれかに記載の方
法により製造された金属元素吸着剤を細分化した後、金
属元素を含有する溶液に接触させて金属元素を前記吸着
剤に吸着する金属元素の吸着分離方法。 - 【請求項11】 細分化した金属元素吸着剤を金属元素
を含有する溶液に添加して金属元素を前記吸着剤に吸着
する請求項10記載の金属元素の吸着分離方法。 - 【請求項12】 細分化した金属元素吸着剤をカラムに
充填し、前記カラムに金属元素を含有する溶液を通して
金属元素を前記吸着剤に吸着する請求項10記載の金属
元素の吸着分離方法。 - 【請求項13】 金属元素がアクチニド元素である請求
項10ないし12いずれか記載の金属元素の吸着分離方
法。 - 【請求項14】 金属元素がカドミウム、鉛、クロム、
水銀及び鉄からなる群より選ばれた元素である請求項1
0ないし12いずれか記載の金属元素の吸着分離方法。 - 【請求項15】 金属元素がコバルト、セシウム及びス
トロンチウムからなる群より選ばれた元素である請求項
10ないし12いずれか記載の金属元素の吸着分離方
法。 - 【請求項16】 請求項10記載の方法により金属元素
を吸着した吸着剤と希鉱酸を接触させて前記吸着剤から
金属元素を脱着する金属元素の吸着分離方法。 - 【請求項17】 請求項10又は11の方法により金属
元素を吸着した金属元素吸着剤を希鉱酸に添加した後、
攪拌し、前記吸着剤から金属元素を脱着する金属元素の
吸着分離方法。
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