[go: up one dir, main page]

JP2017013034A - Adsorbent and production method thereof - Google Patents

Adsorbent and production method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2017013034A
JP2017013034A JP2015135607A JP2015135607A JP2017013034A JP 2017013034 A JP2017013034 A JP 2017013034A JP 2015135607 A JP2015135607 A JP 2015135607A JP 2015135607 A JP2015135607 A JP 2015135607A JP 2017013034 A JP2017013034 A JP 2017013034A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
barium
adsorbent
less
aluminosilicate
amorphous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015135607A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
慎介 宮部
Shinsuke Miyabe
慎介 宮部
木ノ瀬 豊
Yutaka Konose
豊 木ノ瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Chemical Industrial Co Ltd filed Critical Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Priority to JP2015135607A priority Critical patent/JP2017013034A/en
Publication of JP2017013034A publication Critical patent/JP2017013034A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

【課題】水中に含まれるストロンチウムの吸着除去に好適に用いられる吸着剤を提供する。【解決手段】本発明のストロンチウム吸着剤は、非晶質アルミノケイ酸バリウムを有する。本発明のストロンチウム吸着剤は、BET比表面積が、2m2/g以上、250m2/g以下であることが好ましい。また非晶質アルミノケイ酸バリウムは、組成分析におけるモル比SiO2/Al2O3が1.5以上3.5以下であり、BaO/Al2O3が0.8以上1.5以下であり、A2O/BaOが0.01以上0.3以下であることも好ましい。【選択図】図1An adsorbent suitable for use in adsorbing and removing strontium contained in water is provided. The strontium adsorbent of the present invention has amorphous barium aluminosilicate. The strontium adsorbent of the present invention preferably has a BET specific surface area of 2 m 2 / g or more and 250 m 2 / g or less. The amorphous barium aluminosilicate has a molar ratio SiO2 / Al2O3 in the composition analysis of 1.5 or more and 3.5 or less, BaO / Al2O3 of 0.8 or more and 1.5 or less, and A2O / BaO of 0.8. It is also preferable that it is 01 or more and 0.3 or less. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、水中に含まれるストロンチウムの吸着除去に好適に用いられる吸着剤及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an adsorbent suitably used for adsorption removal of strontium contained in water and a method for producing the same.

放射性物質を含む廃液の処理方法として、無機系吸着剤及びイオン交換樹脂等により、放射性核種を吸着して除去する処理方法が知られている。無機系吸着剤を用いる吸着方法としては、例えば次の方法が知られている。
(1)チタンケイ酸塩化合物、チタン酸、チタン酸塩、及びゼオライト化合物を用いる方法(下記特許文献1)。
(2)二酸化マンガンを吸着剤として用いる方法(下記特許文献2)。
As a method for treating a waste liquid containing a radioactive substance, a treatment method for adsorbing and removing a radionuclide with an inorganic adsorbent, an ion exchange resin, or the like is known. As an adsorption method using an inorganic adsorbent, for example, the following method is known.
(1) A method using a titanium silicate compound, titanic acid, titanate, and a zeolite compound (Patent Document 1 below).
(2) A method using manganese dioxide as an adsorbent (Patent Document 2 below).

ストロンチウムの除去に関しては、次の方法が知られている。
(1)ストロンチウムを含む水溶液をチタンあるいはニオブを含むペロブスカイト型化合物と接触させて除去する方法(下記特許文献3)。
(2)炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、及び炭酸バリウムのうち、いずれかの炭酸塩を吸蔵した固体材料を用いて廃液から放射性ストロンチウムを除去する方法(下記特許文献4)。
(3)A型ゼオライトやX型ゼオライトをアルギン酸カルシウム膜でカプセル化したものを用い、海水中に含まれるストロンチウムを吸着する方法(下記特許文献5)。
Regarding the removal of strontium, the following methods are known.
(1) A method of removing an aqueous solution containing strontium by bringing it into contact with a perovskite type compound containing titanium or niobium (Patent Document 3 below).
(2) A method of removing radioactive strontium from a waste liquid using a solid material in which any one of calcium carbonate, strontium carbonate, and barium carbonate is occluded (Patent Document 4 below).
(3) A method of adsorbing strontium contained in seawater using A-type zeolite or X-type zeolite encapsulated with a calcium alginate membrane (Patent Document 5 below).

特開2014−029269号公報JP 2014-029269 A 特開平4−86599号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-86599 特開2005−230664号公報JP 2005-230664 A 特開2002−267796号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-267996 特開2013−174578号公報JP 2013-174578 A

しかしながら、海水中にはストロンチウムよりもはるかに多くの同族イオン(カルシウムやマグネシウム)が含有されている。そのため、従来の技術では、共存するカルシウムやマグネシウムの影響により、海水からストロンチウムを効率よく分離吸着することが困難である。   However, the seawater contains much more cognate ions (calcium and magnesium) than strontium. Therefore, in the conventional technology, it is difficult to efficiently separate and adsorb strontium from seawater due to the influence of coexisting calcium and magnesium.

本発明の課題は、前述した従来技術が有する種々の欠点を解消し得るストロンチウムの吸着剤及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a strontium adsorbent and a method for producing the same, which can eliminate the various disadvantages of the above-described prior art.

本発明は、非晶質アルミノケイ酸バリウムを含有するストロンチウム吸着剤を提供するものである。   The present invention provides a strontium adsorbent containing amorphous barium aluminosilicate.

また本発明は、前記の吸着剤の好適な製造方法として、
以下に示すモル比で表される組成の混合液となるように、ケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、水とを混合し、得られた混合液を5℃以上50℃以下の温度に保持する工程を有する、ストロンチウム吸着剤の製造方法を提供するものである。下記式中、Aはアルカリ金属である。
SiO2/Al23が1.0以上3.0以下
BaO/Al23が0.5以上2.0以下
2O/BaOが1.0以上3.2以下
The present invention also provides a method for producing the adsorbent as described above.
A silicon source, an aluminum source, a barium source, and water are mixed so that a mixed solution having a composition represented by the molar ratio shown below is obtained, and the obtained mixed solution is heated to a temperature of 5 ° C. or higher and 50 ° C. or lower. The manufacturing method of a strontium adsorbent which has the process hold | maintained in this is provided. In the following formula, A is an alkali metal.
SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.0 or more and 3.0 or less BaO / Al 2 O 3 is 0.5 or more and 2.0 or less A 2 O / BaO is 1.0 or more and 3.2 or less

本発明によれば、水中、特に海水中に含まれるストロンチウムを効率良く吸着除去できる吸着剤が提供される。また本発明によれば、この吸着剤を工業的に有利な方法で製造することができる。   According to the present invention, an adsorbent capable of efficiently adsorbing and removing strontium contained in water, particularly seawater is provided. Further, according to the present invention, this adsorbent can be produced by an industrially advantageous method.

図1は、実施例1で得られたアルミノケイ酸バリウムのXRD回折図である。1 is an XRD diffractogram of barium aluminosilicate obtained in Example 1. FIG. 図2は、実施例1で得られたアルミノケイ酸バリウムについて、人工海水を用いた吸着試験に供した後に測定したXRD回折図である。FIG. 2 is an XRD diffractogram obtained by subjecting barium aluminosilicate obtained in Example 1 to an adsorption test using artificial seawater.

本発明の吸着剤は、非晶質アルミノケイ酸バリウムを含むものである。本発明の吸着剤の吸着能は、主としてこの非晶質アルミノケイ酸バリウムに由来している。   The adsorbent of the present invention contains amorphous barium aluminosilicate. The adsorptive capacity of the adsorbent of the present invention is mainly derived from this amorphous barium aluminosilicate.

本発明においてアルミノケイ酸バリウムが非晶質であることは、線源としてCu−Kα線を用い2θ=7°〜60°の範囲において粉末X線回折法によりアルミノケイ酸バリウムを測定したときに、結晶質のアルミノケイ酸バリウムに由来する回折ピークが観察されないことにより確認される。非晶質アルミノケイ酸バリウムは上記の粉末X線回折法の測定においていわゆるハローピークを示すことが好ましい。非晶質アルミノケイ酸バリウムを含む吸着剤は後述する本発明の製造方法により好適に得ることができる。   In the present invention, barium aluminosilicate is amorphous when the barium aluminosilicate is measured by a powder X-ray diffraction method in the range of 2θ = 7 ° to 60 ° using Cu—Kα ray as a radiation source. This is confirmed by the fact that no diffraction peak derived from high quality barium aluminosilicate is observed. Amorphous barium aluminosilicate preferably exhibits a so-called halo peak in the measurement by the above powder X-ray diffraction method. The adsorbent containing amorphous barium aluminosilicate can be suitably obtained by the production method of the present invention described later.

非晶質アルミノケイ酸バリウムを用いた本発明の吸着剤のストロンチウムの吸着性能が高い理由について、本発明者らは以下のように推測している。非晶質アルミノケイ酸バリウムは、海水と接すると、その非晶質構造中のバリウムイオンが海水中の硫酸イオンと反応して固体状の硫酸バリウムを生成する。これにより、非晶質構造中からバリウムイオンが抜けてしまう。非晶質構造におけるバリウムイオンが抜けた空隙にバリウムイオンと同じ二価のイオンでありバリウムイオンとイオン半径に近いストロンチウムイオンが選択的に吸着されることにより、ストロンチウムイオンが海水中から選択的に吸着除去される、と考えられる。本発明者らは、アルミノケイ酸バリウムが非晶質であることにより、結晶質のものよりも、アルミノケイ酸バリウム中からバリウムイオンが抜けやすく、これが本発明の吸着剤の吸着性能が高い理由となっているのではないかと推測している。後述する実施例の通り、X線回折分析によれば、本発明の吸着剤は、ストロンチウム吸着後に硫酸バリウムの結晶ピークが発現しており、前述した吸着メカニズムを裏付ける結果となっている。   The present inventors presume the reason why the adsorbent of the present invention using amorphous barium aluminosilicate has high adsorption performance of strontium as follows. When amorphous barium aluminosilicate is in contact with seawater, barium ions in the amorphous structure react with sulfate ions in the seawater to produce solid barium sulfate. As a result, barium ions escape from the amorphous structure. In the amorphous structure, strontium ions are selectively adsorbed in seawater by selectively adsorbing barium ions and strontium ions close to the ion radius, which are the same divalent ions as barium ions, in the voids where barium ions have escaped. It is thought that it is removed by adsorption. The inventors found that the barium ions are more easily released from the barium aluminosilicate than the crystalline one because the barium aluminosilicate is amorphous, and this is the reason why the adsorption performance of the adsorbent of the present invention is high. I guess that is. According to the X-ray diffraction analysis as described later, according to the X-ray diffraction analysis, the adsorbent of the present invention expresses a barium sulfate crystal peak after strontium adsorption, which supports the aforementioned adsorption mechanism.

上記のように非晶質アルミノケイ酸バリウムが硫酸イオンとの反応性を有することにより、本発明の吸着剤も、硫酸イオンとの反応性を有する。吸着剤が硫酸イオンとの反応性を有することは、吸着剤を硫酸イオンと接触させた時に、硫酸バリウムを生成することにより確認できる。例えば、500〜5000ppm程度の量の硫酸イオンを含有する水溶液2000mlに吸着剤2.0gを入れ、一時間撹拌した後に、線源としてCu−Kα線を用いた粉末X線回折測定を行った場合に、硫酸バリウムのメーンピークが観察されることが好ましい。硫酸バリウムのメーンピークは通常2θ=26°の位置に観察される。その他に2θ=29°と43°にも強いピークが観察される。   As described above, since the amorphous barium aluminosilicate has reactivity with sulfate ions, the adsorbent of the present invention also has reactivity with sulfate ions. That the adsorbent has reactivity with sulfate ions can be confirmed by producing barium sulfate when the adsorbent is brought into contact with sulfate ions. For example, when 2.0 g of an adsorbent is put into 2000 ml of an aqueous solution containing sulfate ions in an amount of about 500 to 5000 ppm and stirred for 1 hour, and then powder X-ray diffraction measurement is performed using Cu-Kα rays as a radiation source In addition, it is preferable that the main peak of barium sulfate is observed. The main peak of barium sulfate is usually observed at a position of 2θ = 26 °. In addition, strong peaks are observed at 2θ = 29 ° and 43 °.

なお、本発明の吸着剤は、本発明の効果を阻害しない範囲内で、非晶質のアルミノケイ酸バリウムに加えて結晶質のアルミノケイ酸バリウムを含有していてもよい。しかしながら本発明の吸着剤は、結晶質のアルミノケイ酸バリウムを実質的に含有していないことが好ましい。例えば、本発明の吸着剤に含まれる結晶質のアルミノケイ酸バリウムの量は、非晶質のアルミノケイ酸バリウムの量100質量部に対して3質量部以下であることが好ましく、2質量部以下であることがより好ましい。結晶質アルミノケイ酸バリウム及び非晶質のアルミノケイ酸バリウムの量比はXRD回折分析において、2θ=20〜37°に観察される非晶質アルミノ珪酸バリウムのハローピークの最大強度(cps)と、結晶質のアルミノケイ酸バリウムとの回折強度との比により推定できる場合がある。例えば吸着剤が一般式「BaAl2Si310・nH2O」で表されるG型ゼオライトを有している場合は、該G型ゼオライトの最強ピークである2θ=22.5°の回折強度に対する、前記の最大強度との比を用いて推定できる。 In addition, the adsorbent of the present invention may contain crystalline barium aluminosilicate in addition to amorphous barium aluminosilicate, as long as the effects of the present invention are not impaired. However, it is preferable that the adsorbent of the present invention does not substantially contain crystalline barium aluminosilicate. For example, the amount of crystalline barium aluminosilicate contained in the adsorbent of the present invention is preferably 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of amorphous barium aluminosilicate, and 2 parts by mass or less. More preferably. The amount ratio between crystalline barium aluminosilicate and amorphous barium aluminosilicate is the maximum intensity (cps) of the halo peak of amorphous aluminosilicate barium observed at 2θ = 20 to 37 ° in XRD diffraction analysis, In some cases, it can be estimated by the ratio of the diffraction intensity to the quality barium aluminosilicate. For example, when the adsorbent has a G-type zeolite represented by the general formula “BaAl 2 Si 3 O 10 .nH 2 O”, the diffraction at 2θ = 22.5 ° which is the strongest peak of the G-type zeolite. It can be estimated using the ratio of the maximum intensity to the intensity.

上記の観点から、本発明の吸着剤は、線源としてCu−Kα線を用い2θ=7°〜60°の範囲で粉末X線回折測定をしたときに、結晶質のアルミノケイ酸バリウムに由来する特定の回折ピークを示さないことが好ましく、結晶質のアルミノケイ酸塩に由来する回折ピークを示さないことがより好ましい。結晶質のアルミノケイ酸バリウムに由来する特定の回折ピークとは、例えば、一般式「BaAl2Si310・nH2O」で表されるG型ゼオライトに由来する11.7°、13.0°、22.5°、25.5°、26.8°、27.6°、29.0°、30.6°、33.3°40.5°、のピークを挙げることができる。結晶質のアルミノケイ酸バリウム以外の結晶質のアルミノケイ酸塩に由来する特定の回折ピークとしては、アルミノ珪酸ナトリウム(A型ゼオライト)に由来する7.0°、10.0°、12.3°、16.0°、21.6°、23.8°、27.0°、29.8°、34.1°のピークを挙げることができる。 From the above viewpoint, the adsorbent of the present invention is derived from crystalline barium aluminosilicate when powder X-ray diffraction measurement is performed in the range of 2θ = 7 ° to 60 ° using Cu—Kα ray as a radiation source. It is preferable not to show a specific diffraction peak, and it is more preferable not to show a diffraction peak derived from crystalline aluminosilicate. The specific diffraction peak derived from crystalline barium aluminosilicate is, for example, 11.7 °, 13.0 derived from G-type zeolite represented by the general formula “BaAl 2 Si 3 O 10 .nH 2 O”. The peaks at °, 22.5 °, 25.5 °, 26.8 °, 27.6 °, 29.0 °, 30.6 °, 33.3 ° and 40.5 ° can be mentioned. Specific diffraction peaks derived from crystalline aluminosilicates other than crystalline barium aluminosilicate include 7.0 °, 10.0 °, 12.3 ° derived from sodium aluminosilicate (A-type zeolite), Peaks of 16.0 °, 21.6 °, 23.8 °, 27.0 °, 29.8 ° and 34.1 ° can be mentioned.

上述の粉末X線回折法の測定条件は、例えば以下の通りとすることができる。即ち測定機器としては装置名:D8 AdvanceS、メーカー:Bruker社を用いる。ターゲットCu、線源Cu−Kα、管電圧40kV、管電流40mA、走査速度0.1°/sec、読み込み幅0.02°とする。   The measurement conditions of the above-mentioned powder X-ray diffraction method can be set as follows, for example. In other words, the device name: D8 AdvanceS and the manufacturer: Bruker are used as measuring instruments. The target Cu, the source Cu-Kα, the tube voltage 40 kV, the tube current 40 mA, the scanning speed 0.1 ° / sec, and the reading width 0.02 °.

本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムの例としては、一般式(1):xBaO・yAl23・zSiO2・nH2Oで表されるバリウム塩が挙げられる。ここでx、y、zは0超の数を表し、nは0以上の数を表す。 Examples of the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention include a barium salt represented by the general formula (1): xBaO.yAl 2 O 3 .zSiO 2 .nH 2 O. Here, x, y, and z represent numbers greater than 0, and n represents a number greater than or equal to 0.

本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムは、本発明の効果を高いものとする観点、及び、非晶質アルミノケイ酸バリウムの製造しやすさの観点から、これを組成分析したときに、モル比SiO2/Al23が1.5以上3.5以下であることが好ましい。前記の観点から、モル比SiO2/Al23は1.7以上2.8以下であることがより好ましく、1.8以上2.3以下であることが特に好ましい。 The amorphous barium aluminosilicate used in the present invention has a molar ratio when the composition is analyzed from the viewpoint of enhancing the effect of the present invention and the ease of production of the amorphous barium aluminosilicate. it is preferable SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.5 to 3.5. From the above viewpoint, the molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 is more preferably 1.7 or more and 2.8 or less, and particularly preferably 1.8 or more and 2.3 or less.

本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムは、これを組成分析したときに、モル比BaO/Al23が0.8以上であることが、非晶質アルミノケイ酸バリウム中のバリウム量を一定量以上とすることで、本発明の効果を一層容易に得られる観点から好ましい。また非晶質アルミノケイ酸バリウムのモル比BaO/Al23は1.5以下であることが、非晶質アルミノケイ酸バリウムの製造しやすさの観点から好ましい。これらの観点から、モル比BaO/Al23は0.8以上1.5以下であることが好ましく、0.85以上1.3以下であることがより好ましく、0.9以上1.2以下であることが特に好ましい。 When the composition of the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention is analyzed, the molar ratio BaO / Al 2 O 3 is 0.8 or more, and the amount of barium in the amorphous barium aluminosilicate is constant. It is preferable from the viewpoint that the effects of the present invention can be more easily obtained by setting the amount to be equal to or more than the above amount. Further, the molar ratio BaO / Al 2 O 3 of the amorphous barium aluminosilicate is preferably 1.5 or less from the viewpoint of easy production of the amorphous barium aluminosilicate. From these viewpoints, the molar ratio BaO / Al 2 O 3 is preferably 0.8 or more and 1.5 or less, more preferably 0.85 or more and 1.3 or less, and 0.9 or more and 1.2 or less. It is particularly preferred that

上記の各モル比を上記の範囲にする観点及び、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムをより製造しやすいものとする観点から、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムを組成分析したときのSiO2の含有量は、20質量%以上40質量%以下であることが好ましく、22質量%以上38質量%以下であることがより好ましく、
23質量%以上36質量%以下であることが特に好ましい。
From the viewpoint of making each of the above molar ratios in the above range, and from the viewpoint of making it easier to produce the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention, when analyzing the composition of the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention The content of SiO 2 is preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 22% by mass or more and 38% by mass or less,
It is particularly preferably 23% by mass or more and 36% by mass or less.

上記の各モル比を上記の範囲にする観点及び、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムをより製造しやすいものとする観点から、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムを組成分析したときのAl23の含有量は、14質量%以上28質量%以下であることが好ましく、16質量%以上26質量%以下であることがより好ましく、18質量%以上24質量%以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of making each of the above molar ratios in the above range, and from the viewpoint of making it easier to produce the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention, when analyzing the composition of the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention The content of Al 2 O 3 is preferably 14% by mass or more and 28% by mass or less, more preferably 16% by mass or more and 26% by mass or less, and 18% by mass or more and 24% by mass or less. Is particularly preferred.

上記の各モル比を上記の範囲にする観点及び、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムをより製造しやすいものとする観点から、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムを組成分析したときのBaOの含有量は、20質量%以上40質量%以下であることが好ましく、25質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、27質量%以上40質量%以下であることが特に好ましい。   From the viewpoint of making each of the above molar ratios in the above range, and from the viewpoint of making it easier to produce the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention, when analyzing the composition of the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention The content of BaO is preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 25% by mass or more and 40% by mass or less, and particularly preferably 27% by mass or more and 40% by mass or less. .

本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウム組成中のH2Oの量は、非晶質アルミノケイ酸バリウムの保管条件等によって左右される場合があるが、例えば5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、8質量%以上18質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上16質量%以下であることが特に好ましい。 The amount of H 2 O in the amorphous barium aluminosilicate composition used in the present invention may depend on the storage conditions of the amorphous barium aluminosilicate, and is, for example, 5% by mass or more and 20% by mass or less. It is preferably 8% by mass or more and 18% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 16% by mass or less.

SiO2/Al23及びBaO/Al23のモル比を上記の範囲としたり、SiO2、Al23、BaO及びH2Oの含有量を上記の範囲とするためには、後述する実施例に記載の方法で、本発明の吸着剤を製造すればよい。アルミノケイ酸バリウムにおけるSiO2及びAl23、BaO及びH2Oの含有量は、ICP発光分光分析法(ICP−AES)により、具体的には後述する実施例の方法で測定する。 In order to set the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 and BaO / Al 2 O 3 within the above range, or to set the content of SiO 2 , Al 2 O 3 , BaO and H 2 O within the above range, What is necessary is just to manufacture the adsorbent of this invention by the method as described in the Example mentioned later. The content of SiO 2 and Al 2 O 3 , BaO and H 2 O in the aluminosilicate barium is measured by ICP emission spectroscopic analysis (ICP-AES), specifically by the method of the examples described later.

本発明の吸着剤そのものにおける、SiO2/Al23及びBaO/Al23のモル比並びにSiO2、Al23、BaO及びH2Oの含有量の例としては、非晶質アルミノケイ酸バリウム中のSiO2/Al23及びBaO/Al23のモル比並びにSiO2、Al23、BaO及びH2Oの含有量として上記で挙げた各範囲と同様の範囲が挙げられる。 Examples of the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 and BaO / Al 2 O 3 and the contents of SiO 2 , Al 2 O 3 , BaO and H 2 O in the adsorbent itself of the present invention are amorphous. Ranges similar to the ranges listed above as the molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 and BaO / Al 2 O 3 and the contents of SiO 2 , Al 2 O 3 , BaO and H 2 O in the aluminosilicate barium Is mentioned.

本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムは、一定量のアルカリ金属、例えばナトリウム及び/又はカリウムを含有していてもよい。例えば、非晶質アルミノケイ酸バリウムが一定量のアルカリ金属を含有する場合、このアルカリ金属は、非晶質アルミノケイ酸バリウムの構造中に、バリウムの代わりに陽イオンサイトに存在していてもよい。従って、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムは、その一部又は全部が一般式(1'):xBaO・wA2O・yAl23・zSiO2・nH2Oで表されるバリウム及びアルカリ金属の複合アルミノケイ酸塩であってもよい。当該一般式(1')中のAはアルカリ金属であり、wは0超x未満の数である。また当該一般式(1')におけるx、y、z及びnの定義は上記と同様である。 The amorphous barium aluminosilicate used in the present invention may contain a certain amount of alkali metal such as sodium and / or potassium. For example, when amorphous barium aluminosilicate contains a certain amount of alkali metal, this alkali metal may be present at the cation site instead of barium in the structure of amorphous barium aluminosilicate. Therefore, the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention is partly or wholly represented by the general formula (1 ′): xBaO · wA 2 O · yAl 2 O 3 · zSiO 2 · nH 2 O An alkali metal composite aluminosilicate may be used. A in the general formula (1 ′) is an alkali metal, and w is a number greater than 0 and less than x. The definitions of x, y, z and n in the general formula (1 ′) are the same as described above.

本明細書では、この一般式(1')で表される非晶質の複合アルミノケイ酸塩も含めて非晶質アルミノケイ酸バリウムという。非晶質複合アルミノケイ酸塩としては、例えば非晶質アルミノケイ酸バリウムナトリウム、非晶質アルミノケイ酸バリウムカリウム、非晶質アルミノケイ酸バリウムナトリウムカリウム等が挙げられる。   In this specification, the amorphous barium aluminosilicate including the amorphous composite aluminosilicate represented by the general formula (1 ′) is referred to. Examples of the amorphous composite aluminosilicate include amorphous barium sodium aluminosilicate, amorphous potassium potassium aluminosilicate, amorphous potassium potassium aluminosilicate, and the like.

本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムが上述したようにアルカリ金属を含有している場合、非晶質アルミノケイ酸バリウム中のアルカリ金属量が一定量以下であることが、アルミノケイ酸バリウムが安定して非晶質の状態を維持しやすい観点から好ましい。この観点から、組成分析により測定されるモル比A2O/BaOは0.3以下程度に低いことが好ましく、0.1以下であることがより好ましく、0.08以下であることが更に好ましく、0.06以下であることが特に好ましい。 When the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention contains an alkali metal as described above, the amount of alkali metal in the amorphous barium aluminosilicate is not more than a certain amount, so that the barium aluminosilicate is stable. From the viewpoint of easily maintaining an amorphous state. From this viewpoint, the molar ratio A 2 O / BaO measured by composition analysis is preferably as low as about 0.3 or less, more preferably 0.1 or less, and even more preferably 0.08 or less. Is particularly preferably 0.06 or less.

また、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムは、組成分析により測定されるモル比A2O/BaOが低ければ低いほどよいが、その下限値としては、0.01以上であることが、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムを製造しやすい観点から好ましい。これらの観点から、モル比A2O/BaOは0.01以上であることが好ましく、0.015以上であることがより好ましく、0.02以上であることが特に好ましい。 Further, the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention is better as the molar ratio A 2 O / BaO measured by composition analysis is lower, but the lower limit is 0.01 or more. The amorphous barium aluminosilicate used in the present invention is preferable from the viewpoint of easy production. From these viewpoints, the molar ratio A 2 O / BaO is preferably 0.01 or more, more preferably 0.015 or more, and particularly preferably 0.02 or more.

上記の各モル比を上記の範囲にする観点及び、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムをより製造しやすいものとする観点から、本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムを組成分析したときのA2Oの含有量は、0.01質量%以上5質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上4.5質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上4.0質量%以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of making each of the above molar ratios in the above range, and from the viewpoint of making it easier to produce the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention, when analyzing the composition of the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention The content of A 2 O is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or more and 4.5% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or more. It is especially preferable that it is 4.0 mass% or less.

モル比A2O/BaO及びA2Oの含有量を上記の範囲とするためには、後述する製造方法により本発明の吸着剤を製造すればよい。例えば後述する製造方法においてアルカリ金属としてナトリウムを用いた場合、A2Oは専らNa2Oである。この観点から、本発明の吸着剤に含まれる非晶質アルミノケイ酸バリウムのNa2O含有量の好ましい範囲は、上記のA2O含有量の好ましい範囲と同様の範囲である。同様に、非晶質アルミノケイ酸バリウムのK2O含有量の好ましい範囲も、上記のA2O含有量の好ましい範囲と同様の範囲である。 In order to make the contents of the molar ratios A 2 O / BaO and A 2 O within the above ranges, the adsorbent of the present invention may be produced by the production method described later. For example, when sodium is used as the alkali metal in the production method described later, A 2 O is exclusively Na 2 O. From this viewpoint, the preferable range of the Na 2 O content of the amorphous barium aluminosilicate contained in the adsorbent of the present invention is the same range as the preferable range of the A 2 O content. Similarly, the preferable range of the K 2 O content of amorphous barium aluminosilicate is the same range as the preferable range of the A 2 O content.

2O、Na2O及びK2Oの含有量は、ICP発光分光分析法(ICP−AES)により、具体的には後述する実施例の方法で測定する。
本発明の吸着剤そのものにおける、モル比A2O/BaO並びにA2O、Na2O及びK2Oの含有量の例としては、非晶質アルミノケイ酸バリウム中のモル比A2O/BaO並びにA2O、Na2O及びK2Oの含有量として上記で挙げた各範囲と同様の範囲が挙げられる。
The contents of A 2 O, Na 2 O and K 2 O are measured by ICP emission spectroscopic analysis (ICP-AES), specifically by the method of Examples described later.
Examples of the molar ratio A 2 O / BaO and the contents of A 2 O, Na 2 O and K 2 O in the adsorbent itself of the present invention include molar ratios A 2 O / BaO in amorphous barium aluminosilicate. In addition, examples of the content of A 2 O, Na 2 O, and K 2 O include the same ranges as the above-described ranges.

本発明で用いる非晶質アルミノケイ酸バリウムのBET比表面積は、2m2/g以上であることがストロンチウム吸着性能を向上させる観点から好ましい。前述したように非晶質アルミノケイ酸バリウムは、海水と接すると、その非晶質構造中のバリウムイオンが海水中の硫酸イオンと反応して固体状の硫酸バリウムを生成する。これにより、非晶質構造中からバリウムイオンが抜けた後、その空隙にバリウムイオンと同じ二価のイオンであるストロンチウムイオンが選択的に吸着されると本発明者らは推測している。従って、本発明の吸着剤として比表面積がより高いものを用いることにより、水中の硫酸イオンとの反応性を向上させてストロンチウム吸着性能を向上させことが出来る。具体的にはストロンチウム吸着性能の向上の観点から、本発明における非晶質アルミノケイ酸バリウムのBET比表面積は80m2/g以上であることが好ましく、85m2/g以上であることがより好ましく、90m2/g以上であることが特に好ましい。また本発明における非晶質アルミノケイ酸バリウムのBET比表面積は大きければ大きいほどよいが、250m2/g以下であることが、非晶質アルミノケイ酸バリウムの製造コストの観点から好ましい。この観点から、非晶質アルミノケイ酸バリウムのBET比表面積は250m2/g以下であることが好ましく、200m2/g以下であることがより好ましい。なお、本発明の吸着剤そのもののBET比表面積の好ましい範囲としては、非晶質アルミノケイ酸バリウムのBET比表面積の好ましい範囲として上記で挙げた各数値範囲と同じ数値範囲が挙げられる。 The BET specific surface area of the amorphous barium aluminosilicate used in the present invention is preferably 2 m 2 / g or more from the viewpoint of improving the strontium adsorption performance. As described above, when amorphous barium aluminosilicate is in contact with seawater, barium ions in the amorphous structure react with sulfate ions in seawater to produce solid barium sulfate. As a result, the inventors speculate that strontium ions, which are the same divalent ions as barium ions, are selectively adsorbed in the voids after the barium ions escape from the amorphous structure. Therefore, by using the adsorbent having a higher specific surface area as the adsorbent of the present invention, the reactivity with sulfate ions in water can be improved and the strontium adsorption performance can be improved. Specifically, from the viewpoint of improving the strontium adsorption performance, the BET specific surface area of the amorphous barium aluminosilicate in the present invention is preferably 80 m 2 / g or more, more preferably 85 m 2 / g or more, It is particularly preferably 90 m 2 / g or more. The BET specific surface area of the amorphous barium aluminosilicate in the present invention is preferably as large as possible, but is preferably 250 m 2 / g or less from the viewpoint of the production cost of the amorphous barium aluminosilicate. From this viewpoint, the BET specific surface area of the amorphous barium aluminosilicate is preferably 250 m 2 / g or less, and more preferably 200 m 2 / g or less. In addition, as a preferable range of the BET specific surface area of the adsorbent itself of the present invention, the same numerical range as the above-described numerical ranges can be given as a preferable range of the BET specific surface area of amorphous barium aluminosilicate.

BET比表面積が上記の範囲である非晶質アルミノケイ酸バリウムを製造するためには、後述する製造方法で本発明の吸着剤を製造し、且つその際に各原料の使用比率を調整すればよい。BET比表面積はBET1点法にて測定する。具体的には、後述する実施例に記載の方法で測定する。   In order to produce amorphous barium aluminosilicate having a BET specific surface area in the above range, the adsorbent of the present invention may be produced by the production method described later, and the use ratio of each raw material may be adjusted at that time. . The BET specific surface area is measured by the BET single point method. Specifically, it measures by the method as described in the Example mentioned later.

本発明の吸着剤の形態は、例えば粉体である。ここでいう粉体とは、粉末状体や粒状体等を含むものである。粒状体は、例えば柱状や球状体を含む。
本発明の吸着剤は粒度が2μm以上2000μm以下の粒状体であることが、水中、特に海水中のストロンチウム吸着用途に好適に用いることができるため好ましい。特に、本発明の吸着剤を粒度が200μm以上2000μm以下とすると、吸着塔に充填する用途の吸着剤として好適であるため好ましい。200μm以上の粒度である場合、本発明の吸着剤を吸着塔に充填して通水した場合に、粒子が吸着塔内で詰まりにくく、吸着塔内で圧損が上昇することを防止できる。また、粒径が2000μmより大きい場合はストロンチウムの吸着速度が遅くなり、吸着効率が悪くなるところ、粒度が2000μm以下とすることで、吸着性能を高いものとすることができる。このような観点から、本発明の吸着剤の粒度は、300μm以上1000μm以下がより好ましい。本発明の吸着剤の粒度が特定範囲であることは、具体的には、JIS Z8801規格による各粒度に対応する目開きの篩を用いて確認でき、本発明の吸着剤の98質量%以上が目開きが2mmの篩を通り、98質量%以上が目開き212μmの篩を通らない場合、粒度が200μm以上2000μm以下とする。また本発明の吸着剤の98質量%以上が目開きが1000mmの篩を通り、98質量%以上が目開き300μmの篩を通らない場合、粒度が300μm以上であり1000μm以下であるとする。
The form of the adsorbent of the present invention is, for example, a powder. The term “powder” as used herein includes a powdery body and a granular body. The granular material includes, for example, a columnar shape and a spherical shape.
The adsorbent of the present invention is preferably a granule having a particle size of 2 μm or more and 2000 μm or less because it can be suitably used for strontium adsorption in water, particularly in seawater. In particular, it is preferable that the adsorbent of the present invention has a particle size of 200 μm or more and 2000 μm or less because it is suitable as an adsorbent for use in filling an adsorption tower. When the particle size is 200 μm or more, when the adsorbent of the present invention is packed in the adsorption tower and passed through, the particles are hardly clogged in the adsorption tower, and pressure loss can be prevented from increasing in the adsorption tower. Further, when the particle size is larger than 2000 μm, the adsorption rate of strontium is slowed and the adsorption efficiency is deteriorated. By making the particle size 2000 μm or less, the adsorption performance can be improved. From such a viewpoint, the particle size of the adsorbent of the present invention is more preferably 300 μm or more and 1000 μm or less. Specifically, it can be confirmed that the particle size of the adsorbent of the present invention is in a specific range by using a sieve having an opening corresponding to each particle size according to the JIS Z8801 standard, and 98% by mass or more of the adsorbent of the present invention. When the mesh size passes through a 2 mm sieve and 98% by mass or more does not pass through a sieve having an aperture of 212 μm, the particle size is 200 μm or more and 2000 μm or less. Further, when 98% by mass or more of the adsorbent of the present invention passes through a sieve having an aperture of 1000 mm and 98% by mass or more does not pass through a sieve having an aperture of 300 μm, the particle size is assumed to be 300 μm or more and 1000 μm or less.

また、本発明の吸着剤は、後述するように、粉状体の形態として、不織布に固定された形態で用いることも好ましい。この場合の吸着剤の粒度としては、平均粒子径が2μm以上10μm以下であることが吸着剤の製造工程の中で、粉砕工程を容易に実施できるという観点から好ましく、最大粒子径が100μm以下であることが不織布に固定した際に、不織布からの吸着剤粒子の脱落を防止できるという観点から好ましい。これらの観点から不織布に固定して用いる場合の粉状体の吸着剤の粒度は、平均粒子径が2.5μm以上20μm以下、最大粒子径が96μm以下であることがより好ましい。ここでいう平均粒子径は、具体的にはレーザー回折・散乱式粒度分布測定法による小粒径側からの積算体積が50%になる粒径(D50)であり、また最大粒子径は同測定法による小粒径側からの積算体積が100%になる粒径(D100)である。平均粒子径及び最大粒子径は、具体的には、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(日機装マイクロトラック)で測定可能である。   Moreover, it is also preferable to use the adsorbent of this invention with the form fixed to the nonwoven fabric as a form of a powdery body so that it may mention later. In this case, the particle size of the adsorbent is preferably an average particle size of 2 μm or more and 10 μm or less from the viewpoint that the pulverization step can be easily performed in the production process of the adsorbent, and the maximum particle size is 100 μm or less. It is preferable from the viewpoint that the adsorbent particles can be prevented from falling off from the nonwoven fabric when fixed to the nonwoven fabric. From these viewpoints, the particle size of the powdery adsorbent when used fixed to a non-woven fabric is more preferably an average particle size of 2.5 to 20 μm and a maximum particle size of 96 μm or less. The average particle diameter here is specifically the particle diameter (D50) at which the integrated volume from the small particle diameter side by the laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method is 50%, and the maximum particle diameter is the same measurement. The particle size (D100) at which the cumulative volume from the small particle size side by the method becomes 100%. Specifically, the average particle size and the maximum particle size can be measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (Nikkiso Microtrac).

本発明の吸着剤は、非晶質アルミノケイ酸バリウムのみからなるものであってもよく、非晶質アルミノケイ酸バリウムに加えて他の成分を含有していてもよい。本発明の吸着剤における非晶質アルミノケイ酸バリウムの好ましい含有量は、その形態によって異なる。例えば吸着剤を不織布に固定させて使用する場合は、吸着剤中の非晶質アルミノケイ酸バリウムの量が好ましくは90質量%以上、特に95質量%以上であることが好ましい。また吸着剤が結合剤により造粒させた形態である場合は吸着剤中の非晶質アルミノケイ酸バリウムの量は好ましくは70質量%以上、特に80質量%以上であることが好ましい。吸着剤が結合剤を含有している場合は、結合剤の量は、非晶質アルミノケイ酸バリウム100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下程度であることが好ましい。   The adsorbent of the present invention may be composed only of amorphous barium aluminosilicate, and may contain other components in addition to amorphous barium aluminosilicate. The preferable content of amorphous barium aluminosilicate in the adsorbent of the present invention varies depending on its form. For example, when the adsorbent is used while being fixed to a nonwoven fabric, the amount of amorphous barium aluminosilicate in the adsorbent is preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 95% by mass or more. When the adsorbent is granulated with a binder, the amount of amorphous barium aluminosilicate in the adsorbent is preferably 70% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more. When the adsorbent contains a binder, the amount of the binder is preferably about 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of amorphous barium aluminosilicate.

本発明の吸着剤は、以下の製造方法により好適に製造することができる。
以下に示すモル比で表される組成の混合液となるように、ケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、水とを混合し、得られた混合液を5℃以上50℃以下の温度に保持する工程を有する製造方法。下記式中、Aはアルカリ金属である。
SiO2/Al23が1.0以上3.0以下
BaO/Al23が0.5以上2.0以下
2O/BaOが1.0以上3.2以下
The adsorbent of the present invention can be suitably produced by the following production method.
A silicon source, an aluminum source, a barium source, and water are mixed so that a mixed solution having a composition represented by the molar ratio shown below is obtained, and the obtained mixed solution is heated to a temperature of 5 ° C. or higher and 50 ° C. or lower. The manufacturing method which has the process hold | maintained. In the following formula, A is an alkali metal.
SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.0 or more and 3.0 or less BaO / Al 2 O 3 is 0.5 or more and 2.0 or less A 2 O / BaO is 1.0 or more and 3.2 or less

上記のモル比であることは、本発明の吸着剤を首尾よく製造できる観点から好ましい。また、混合液中の上記モル比SiO2/Al23が一定以上であることは、得られる粉末の粒径を一定以上とでき、後の工程(例えば濾過工程)等で粉末の取り扱いが容易となる観点からも好ましい。またモル比SiO2/Al23が一定以下であることは非晶質アルミノケイ酸バリウム以外のアルミノ珪酸塩結晶の混入を防止する観点からも好ましい。また混合液中のモル比BaO/Al23が一定以上であることは、高性能の吸着剤が得やすい観点から好ましく、モル比BaO/Al23が一定以下であることは、反応母液中に残存する可溶性バリウム塩の量を一定量以下に制御して、可溶性バリウム塩の排水処理への負担を軽減するという観点から好ましい。なお方法以外で製造したものも本発明の吸着剤に含まれることはいうまでもなく、例えば、各モル比は上記範囲外であってもよい。 The above molar ratio is preferable from the viewpoint of successfully producing the adsorbent of the present invention. In addition, the molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 in the mixed solution is a certain value or more, the particle size of the obtained powder can be a certain value or more, and the powder can be handled in a subsequent process (for example, a filtration process). It is also preferable from the viewpoint of ease. In addition, it is preferable that the molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 is not more than a certain value from the viewpoint of preventing mixing of aluminosilicate crystals other than amorphous barium aluminosilicate. The molar ratio BaO / Al 2 O 3 in the mixed solution is preferably a certain value or more from the viewpoint of easily obtaining a high-performance adsorbent, and the molar ratio BaO / Al 2 O 3 is a certain value or less. The amount of the soluble barium salt remaining in the mother liquor is preferably controlled from the viewpoint of reducing the burden on the wastewater treatment of the soluble barium salt by controlling it to a certain amount or less. In addition, it cannot be overemphasized that what was manufactured except the method is also contained in the adsorption agent of this invention, for example, each molar ratio may be outside the said range.

ケイ素源としては、低い反応温度でも反応進行を容易とするために、水溶性ケイ酸塩が好ましく、例えばケイ酸ソーダ、ケイ酸カリウムなどが挙げられる。これらのケイ素源は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのケイ素源のうち、ケイ酸ソーダを用いることが、溶液であることからアルミニウム源との反応性が良く、安価でもあるので、工業的実用性の観点から好ましい。   The silicon source is preferably a water-soluble silicate in order to facilitate the reaction even at a low reaction temperature, and examples thereof include sodium silicate and potassium silicate. These silicon sources can be used alone or in combination of two or more. Of these silicon sources, use of sodium silicate is preferable from the viewpoint of industrial practicality because it is a solution and has good reactivity with the aluminum source and is inexpensive.

アルミニウム源としては、例えば水溶性アルミニウム含有化合物を用いることができる。水溶性アルミニウム含有化合物としては、具体的には、アルミン酸ナトリウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸カリウムなどが挙げられる。これらのアルミニウム源は単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのアルミニウム源のうち、アルミン酸ナトリウムを用いることが、溶液であることからケイ素源との反応性が良く、アルミノケイ酸塩の製造が容易であるという観点から好ましい。   As the aluminum source, for example, a water-soluble aluminum-containing compound can be used. Specific examples of the water-soluble aluminum-containing compound include sodium aluminate, aluminum nitrate, aluminum sulfate, and potassium aluminate. These aluminum sources can be used alone or in combination of two or more. Of these aluminum sources, it is preferable to use sodium aluminate from the viewpoint that it is a solution and therefore has good reactivity with the silicon source and facilitates production of the aluminosilicate.

バリウム源としては、水溶性のバリウム塩が挙げられる。そのようなバリウム塩としては、例えば塩化バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム及び酢酸バリウムが挙げられる。これらのバリウム源は単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのバリウム源のうち、水酸化バリウムを用いることが、イオン交換後の廃液の処理が容易であるという観点や得られる非晶質アルミノ珪酸バリウムの比表面積が大きくなるという観点から好ましい。   Examples of the barium source include water-soluble barium salts. Examples of such barium salts include barium chloride, barium nitrate, barium hydroxide, and barium acetate. These barium sources can be used alone or in combination of two or more. Among these barium sources, it is preferable to use barium hydroxide from the viewpoint of easy treatment of the waste liquid after ion exchange and from the viewpoint of increasing the specific surface area of the obtained amorphous aluminosilicate barium.

なお、シリカ源として例えばケイ酸ナトリウムを用いた場合やアルミニウム源として例えばアルミン酸ナトリウムを用いた場合、そこに含まれるアルカリ金属成分であるナトリウムは同時にNaOHとみなされ、アルカリ成分でもある。このように、混合液の上記モル比「A2O/BaO」における「A2O」は、特に断らない限り、混合液中のすべてのアルカリ成分の和として計算され、これらシリカ源及びアルミニウム源のアルカリ成分が含まれる。本製造方法には、シリカ源やアルミニウム源として用いたアルカリ成分に加えて、或いはこれに替えて、上記のモル比に調整するために必要に応じ、苛性ソーダ等のアルカリ源を用いるものも含まれるが、非晶質のアルミノケイ酸バリウムを安定的に製造するために、シリカ源及びアルミニウム源となるアルカリ源以外のアルカリ源はできるだけ用いないことが好ましい。 When, for example, sodium silicate is used as the silica source or when sodium aluminate is used as the aluminum source, sodium which is an alkali metal component contained therein is simultaneously regarded as NaOH and is also an alkali component. Thus, "A 2 O" in the above molar ratio of the mixture "A 2 O / BaO" unless otherwise indicated, are calculated as the sum of all the alkali component in the mixture, these silica source and aluminum source Of alkali components. In addition to or in place of the alkali component used as the silica source or the aluminum source, the present production method also includes a method using an alkali source such as caustic soda as necessary in order to adjust the molar ratio. However, in order to stably produce amorphous barium aluminosilicate, it is preferable not to use an alkali source other than the alkali source serving as the silica source and the aluminum source as much as possible.

本製造方法において、吸着剤の性能を高める観点から、混合液中のより好ましいモル比としては、以下の範囲が挙げられる。   In the present production method, from the viewpoint of enhancing the performance of the adsorbent, the following ranges are preferable as the more preferable molar ratio in the mixed solution.

SiO2/Al23が1.3以上2.7以下
BaO/Al23が0.7以上1.5以下
2O/BaOが1.4以上2.9以下
SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.3 or more and 2.7 or less BaO / Al 2 O 3 is 0.7 or more and 1.5 or less A 2 O / BaO is 1.4 or more and 2.9 or less

本製造方法においては、吸着剤の性能を高める観点から、混合液中の特に好ましいモル比としては、以下の範囲が挙げられる。
SiO2/Al23が1.6以上2.4以下
BaO/Al23が0.8以上1.2以下
2O/BaOが1.8以上2.6以下
In the present production method, from the viewpoint of enhancing the performance of the adsorbent, particularly preferable molar ratios in the mixed liquid include the following ranges.
SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.6 or more and 2.4 or less BaO / Al 2 O 3 is 0.8 or more and 1.2 or less A 2 O / BaO is 1.8 or more and 2.6 or less

混合液を得るための各原料の添加順序としては、水とケイ素源を混合して得られたケイ素含有液と、水とアルミニウム源を混合して得られたアルミニウム含有液と、水とバリウム源とを混合して得られたバリウム含有液とをそれぞれ用意し、これら3種の液を混合する方法が本発明の吸着剤を容易に得やすい観点から好ましい。苛性ソーダ等のアルカリ源を更に添加する場合は、上記3種の液のうちの1種若しくは2種以上又は3種の液を混合した混合液のいずれに添加してもよい。   The order of addition of each raw material to obtain a mixed liquid is as follows: a silicon-containing liquid obtained by mixing water and a silicon source, an aluminum-containing liquid obtained by mixing water and an aluminum source, and a water and barium source A method of preparing each of the barium-containing liquids obtained by mixing and mixing these three liquids is preferable from the viewpoint of easily obtaining the adsorbent of the present invention. When an alkali source such as caustic soda is further added, it may be added to any one of the above-mentioned three kinds of liquids, or two or more kinds of mixed liquids.

ケイ素含有液、アルミニウム含有液及びバリウム含有液の混合の仕方は、例えば以下の(1)〜(3)の何れの方法も採用できる。
(1)ケイ素含有液及びバリウム含有液を混合し、得られた混合液にアルミニウム含有液を混合する方法
(2)アルミニウム含有液及びバリウム含有液を混合し、得られた混合液にケイ素含有液を混合する方法
(3)ケイ素含有液及びアルミニウム含有液を混合し、得られた混合液にバリウム含有液を混合する方法
As a method of mixing the silicon-containing liquid, the aluminum-containing liquid, and the barium-containing liquid, for example, any of the following methods (1) to (3) can be adopted.
(1) Method of mixing silicon-containing liquid and barium-containing liquid, and mixing aluminum-containing liquid with the obtained mixed liquid (2) Mixing aluminum-containing liquid and barium-containing liquid, and silicon-containing liquid into the obtained mixed liquid (3) A method of mixing a silicon-containing liquid and an aluminum-containing liquid, and mixing a barium-containing liquid with the obtained mixed liquid

上記3種の液のうち2種を混合する際には、一方の液を他方の液に対して経時的に添加して混合することが好ましい。また、2種の液を混合して得られる混合液と更に残りの1種の液とを添加する場合も同様に、一方の液を他方の液に対して経時的に添加して混合することが好ましい。ここでいう経時的な添加とは、例えば添加時間15分以上120分以下の速度で滴下することが挙げられる。2種の液を混合後、得られた混合液に対しては、15分間〜120分間攪拌継続してから3種目の液を混合することが好ましい。   When mixing two of the three liquids, it is preferable to add and mix one liquid over time with the other liquid. Similarly, when adding a mixed liquid obtained by mixing two liquids and the remaining one liquid, one liquid is added to the other liquid over time and mixed. Is preferred. The addition over time mentioned here includes, for example, dropwise addition at a rate of 15 minutes to 120 minutes. After mixing the two liquids, it is preferable to mix the third liquid after continuing stirring for 15 minutes to 120 minutes for the obtained liquid mixture.

上記のようにしてケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、水とを混合して得られた混合液を、一定の温度に保持する。アルミノ珪酸バリウムの結晶相の出現を防止する観点及び、非晶質アルミノケイ酸バリウムを安定的に得る観点から、この温度(以下熟成温度ともいう)は、50℃以下であることが好ましく、45℃以上であることがより好ましく、40℃以下であることが特に好ましい。また熟成温度の下限としては特に限定されるものではないが、例えば室温(25)℃以上であることが好ましい。   The liquid mixture obtained by mixing the silicon source, the aluminum source, the barium source, and water as described above is maintained at a constant temperature. From the viewpoint of preventing the appearance of the crystalline phase of alumino barium silicate and the viewpoint of stably obtaining amorphous barium aluminosilicate, this temperature (hereinafter also referred to as aging temperature) is preferably 50 ° C. or lower, and 45 ° C. More preferably, it is 40 ° C. or less. The lower limit of the aging temperature is not particularly limited, but for example, it is preferably room temperature (25) ° C. or higher.

熟成温度が上記範囲であることを前提にして0.25時間以上3時間以下が好ましく、0.5時間以上1.0時間以下がより好ましい。
以上の温度保持の工程(熟成工程ともいう)は、常圧下で行うことが出来る。熟成工程は、混合液を攪拌しながら行うことが、得られる吸着剤の品質向上等の観点から好ましい。
On the assumption that the aging temperature is within the above range, it is preferably from 0.25 hours to 3 hours, more preferably from 0.5 hours to 1.0 hour.
The above temperature holding step (also referred to as aging step) can be performed under normal pressure. The aging step is preferably performed while stirring the mixed solution from the viewpoint of improving the quality of the adsorbent obtained.

なお、バリウム源は、一般に水に対する溶解性が低い。従って、バリウム含有水溶液の調整時には、バリウム含有水溶液を一定温度に加温して水への溶解性を高めることが好ましい。この加温温度としては、例えば30℃以上50℃以下程度を挙げることができる。上記の熟成温度はこの加温温度と同じであっても異なっていてもよく、異なる場合は、熟成温度は加温温度よりも高くても低くてもよい。   The barium source generally has low solubility in water. Therefore, when preparing the barium-containing aqueous solution, it is preferable to increase the solubility in water by heating the barium-containing aqueous solution to a certain temperature. As this heating temperature, about 30 degreeC or more and about 50 degrees C or less can be mentioned, for example. The aging temperature may be the same as or different from the heating temperature. In the case of being different, the aging temperature may be higher or lower than the heating temperature.

熟成工程後のスラリーを常法によりろ過した後、リパルプ洗浄し、得られた洗浄物を乾燥し、次いで得られた乾燥物を粉砕することにより、粉末状体の吸着剤を得ることが出来る。乾燥は、100℃以上120℃以下で1時間以上24時間以下行うことが好ましい。   The slurry after the ripening step is filtered by a conventional method, then washed with repulp, the obtained washed product is dried, and then the obtained dried product is pulverized to obtain an adsorbent in powder form. Drying is preferably performed at 100 ° C. to 120 ° C. for 1 hour to 24 hours.

上記のようにして得られた本発明の吸着剤は、これを例えば不織布などの各種の吸着シートやマットに使用する場合、そのまま粉末状体として材料を加工する際に添加することにより用いられる。不織布に吸着剤を固定する具体的な方法としては、粉末状の吸着剤を、エマルジョン化した樹脂バインダとともに、水に分散させ、これに、不織布を含浸添着させたのち乾燥する方法が挙げられる。この樹脂バインダとしては、例えば、ラテックスバインダ、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、アクリレートの共重合体、メタクリレートの共重合体、スチレンブタジエン共重合体、スチレンアクリル共重合体、エチレンビニルアセテート共重合体、ニトリルゴム、アクリルニトリルブタジエン共重合体、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。不織布としては例えばポリエステル及び/又はポリオレフィン繊維で構成されるものが用いられる。不織布に固定する前に必要に応じ、吸着剤の粒度を上記の平均粒子径2μm以上10μm以下の範囲に調整することが好ましい。
このように吸着剤を塗布した不織布を、例えば吸着剤を塗布した面を内側にして巻回した形態とすることで、水処理に好適に用いることができる。
When the adsorbent of the present invention obtained as described above is used for various adsorbing sheets and mats such as a nonwoven fabric, it is used by adding the material as it is as a powdery material. As a specific method for fixing the adsorbent to the nonwoven fabric, there is a method in which a powdered adsorbent is dispersed in water together with an emulsified resin binder, impregnated with the nonwoven fabric, and then dried. Examples of the resin binder include latex binder, polyacrylate, polymethacrylate, acrylate copolymer, methacrylate copolymer, styrene butadiene copolymer, styrene acrylic copolymer, ethylene vinyl acetate copolymer, and nitrile rubber. , Acrylonitrile butadiene copolymer, polyvinyl alcohol and the like. As the nonwoven fabric, for example, those composed of polyester and / or polyolefin fibers are used. Before fixing to the nonwoven fabric, it is preferable to adjust the particle size of the adsorbent to a range of the above average particle diameter of 2 μm to 10 μm as necessary.
Thus, the nonwoven fabric which apply | coated the adsorbent can be used suitably for water treatment, for example by setting it as the form wound by making the surface which apply | coated the adsorbent inside.

粉末状体である本発明の吸着剤を粒状体に加工する場合、通常、結合剤を用いる。この結合剤としては特に制限は無い。無機系の結合剤(以下、「無機結合剤」とする)や有機系の結合剤(以下、「有機結合剤」とする)のいずれか一方又は両方が使用可能である。   When processing the adsorbent of this invention which is a powder form into a granular material, a binder is normally used. There is no restriction | limiting in particular as this binder. Either or both of an inorganic binder (hereinafter referred to as “inorganic binder”) and an organic binder (hereinafter referred to as “organic binder”) can be used.

無機結合剤としては、珪酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、シリカゾル、アルミナゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル、ベントナイト、モンモリロナイトなどの粘土鉱物が挙げられ、これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用可能である。   Examples of the inorganic binder include clay minerals such as sodium silicate, sodium aluminate, silica sol, alumina sol, titania sol, zirconia sol, bentonite and montmorillonite, and these can be used alone or in combination of two or more.

有機結合剤としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系材料、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイドなどの高分子系材料が挙げられ、これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用可能である。   Examples of the organic binder include cellulosic materials such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, and polymer materials such as polyethylene glycol and polyethylene oxide, which can be used alone or in combination of two or more.

これらの各種結合剤を用いて粉末状体である本発明の吸着剤を粒状体とする場合、各種結合剤を、混練機などで混練したのち、押し出し造粒機などにより成形され、乾燥、必要に応じて焼成したのち、粉砕、解砕などの手法により所定粒度に整粒すればよい。   When these various binders are used to form the powdery adsorbent of the present invention into granules, the various binders are kneaded with a kneader or the like, then molded with an extrusion granulator or the like, dried, and necessary After firing according to the above, the particles may be sized to a predetermined particle size by a method such as grinding or crushing.

上記(A)及び(B)の製造方法により得られた粉末状体の吸着剤を造粒加工した粒状体の吸着剤は、吸着容器又は吸着塔に充填されて放射性ストロンチウムを含有する水処理システムの吸着剤として好適に使用することが出来る。しかし、この形態に限定されず、本発明の吸着剤は、不織布等に固定させる等の各種の形態として放射性ストロンチウムを含有する水処理システムの吸着剤として好適に使用することが出来る。   The granular adsorbent obtained by granulating the powdery adsorbent obtained by the production methods (A) and (B) above is packed in an adsorption vessel or adsorption tower and contains a radioactive strontium water treatment system. It can be suitably used as an adsorbent. However, the present invention is not limited to this form, and the adsorbent of the present invention can be suitably used as an adsorbent for a water treatment system containing radioactive strontium as various forms such as fixing to a nonwoven fabric.

本発明の吸着剤を用いた吸着方法としては、吸着剤とストロンチウムとの接触を、硫酸イオンの存在下に行う方法が挙げられる。本方法における吸着処理の対象となる液体は、硫酸イオンを50ppm以上含有することが好ましい。   Examples of the adsorption method using the adsorbent of the present invention include a method in which the adsorbent and strontium are contacted in the presence of sulfate ions. The liquid to be subjected to the adsorption treatment in this method preferably contains 50 ppm or more of sulfate ions.

以下、本発明を実施例により説明する。特に断らない限り「%」は「質量%」を表す。実施例で使用した評価装置及び測定条件は以下の通りである。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. Unless otherwise specified, “%” represents “mass%”. The evaluation apparatus and measurement conditions used in the examples are as follows.

<評価装置及び測定条件>
・X線回折:測定機器としては装置名:D8 AdvanceS、メーカー:Bruker社を用いた。走査範囲:5°〜85°ターゲットCu−Kα、管電圧40kV、管電流40mA、走査速度0.1°/sec、読み込み幅0.02°とした。
・BET比表面積:測定装置として島津製作所製 Flowsorb II2300を用いて、
BET1点法により求めた。
・ICP−AES:Varian社720−ESを用いた。組成分析の場合、Naの測定波長は589.592nm、Alの測定波長は396.153nm、Siの測定波長は251.612nm、Baの測定波長は455.404nmとした。標準試料はNa、Al、Si、Baそれぞれ、10,20,100ppmの各濃度の水溶液を使用した。
また、吸着試験においては、Srの測定波長は216.596nmとしてSrの濃度測定を行った。標準試料はCa408.9ppm、Sr7.19ppmの人工海水の水溶液を使用した。
<Evaluation equipment and measurement conditions>
X-ray diffraction: Device name: D8 AdvanceS, manufacturer: Bruker was used as a measuring instrument. Scanning range: 5 ° to 85 ° target Cu-Kα, tube voltage 40 kV, tube current 40 mA, scanning speed 0.1 ° / sec, reading width 0.02 °.
-BET specific surface area: Using Flowsorb II2300 manufactured by Shimadzu Corporation as a measuring device,
The BET one-point method was used.
ICP-AES: Varian 720-ES was used. In the compositional analysis, the measurement wavelength of Na was 589.592 nm, the measurement wavelength of Al was 396.153 nm, the measurement wavelength of Si was 251.612 nm, and the measurement wavelength of Ba was 455.404 nm. The standard samples used were aqueous solutions of Na, Al, Si, and Ba at concentrations of 10, 20, and 100 ppm, respectively.
In the adsorption test, the Sr concentration was measured by setting the Sr measurement wavelength to 216.596 nm. The standard sample used was an aqueous solution of artificial seawater with Ca 408.9 ppm and Sr 7.19 ppm.

以下、実施例1〜7及び比較例1におけるアルミノケイ酸塩の製造原料としては以下のものを用いた。
<原料>
3号珪酸ソーダ(Na2O 9.2% 、 SiO2 28.5%)
アルミン酸ソーダ (Na2O 19.0% 、 Al23 20.0%)
水酸化バリウム8水塩(純度 99%)
25%苛性ソーダ水溶液
Hereinafter, the following were used as a raw material for producing the aluminosilicate in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1.
<Raw material>
No. 3 sodium silicate (Na 2 O 9.2%, SiO 2 28.5%)
Sodium aluminate (Na 2 O 19.0%, Al 2 O 3 20.0%)
Barium hydroxide octahydrate (purity 99%)
25% aqueous sodium hydroxide solution

<実施例1>
A液の調製:アルミン酸ソーダ51.0g(Al23分:0.1モル)をイオン交換水149gと混合して全量を200gとした。
S液の調製:3号珪酸ソーダ42.1g(SiO2分:0.2モル)をイオン交換水157.9gと混合して全量を200gとした。
B液の調製:水酸化バリウム8水塩31.5g(BaO分:0.1モル)をイオン交換水468.5gと混合して、全量を500gとし40℃に加温して溶解した。
A液にS液を常温のまま30分間かけて滴下混合してゲル状物を含む液を調製した。滴下終了後、40℃にて30分間撹拌を継続した。次にB液を30分間かけて滴下して混合スラリーを得た。滴下終了後、混合スラリーを40℃に加温して、30分間撹拌を継続した。得られたスラリーを常法によりろ過・リパルプ洗浄して固形物を得、得られた固形物を115℃にて4時間乾燥し、得られた乾燥物を粉砕してアルミノ珪酸バリウムを調製した。
<Example 1>
Preparation of solution A: 51.0 g of sodium aluminate (Al 2 O 3 min: 0.1 mol) was mixed with 149 g of ion-exchanged water to make a total amount of 200 g.
Preparation of solution S: No. 3 sodium silicate 42.1 g (SiO 2 min: 0.2 mol) was mixed with ion-exchanged water 157.9 g to make the total amount 200 g.
Preparation of liquid B: 31.5 g of barium hydroxide octahydrate (BaO content: 0.1 mol) was mixed with 468.5 g of ion-exchanged water to make a total amount of 500 g and dissolved by heating to 40 ° C.
A liquid containing a gel-like material was prepared by dripping and mixing the liquid S with liquid A over 30 minutes at room temperature. After completion of dropping, stirring was continued at 40 ° C. for 30 minutes. Next, B liquid was dripped over 30 minutes, and the mixed slurry was obtained. After completion of the dropwise addition, the mixed slurry was heated to 40 ° C. and stirring was continued for 30 minutes. The obtained slurry was filtered and repulp washed by a conventional method to obtain a solid, the obtained solid was dried at 115 ° C. for 4 hours, and the obtained dried was pulverized to prepare barium aluminosilicate.

<実施例2>
実施例1において、40℃で攪拌継続する時間を30分間から80分間に変更した以外は、実施例1と同様にしてアルミノ珪酸バリウムを調製した。
<Example 2>
In Example 1, barium aluminosilicate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the time during which stirring was continued at 40 ° C. was changed from 30 minutes to 80 minutes.

<実施例3>
実施例1において、40℃で攪拌継続する時間を30分間から150分間に変更した以外は、実施例1と同様にしてアルミノ珪酸バリウムを調製した。
<Example 3>
In Example 1, barium aluminosilicate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the time during which stirring was continued at 40 ° C. was changed from 30 minutes to 150 minutes.

<実施例4〜7>
実施例1において、S液における3号珪酸ソーダの量を、SiO2分モル量として下記の表1に記載のモル量となるように変更した以外は、実施例1と同様にしてアルミノ珪酸バリウムを調製した。但しS液の全量は200gのままとした。これは、珪酸ソーダ量の増減量を相補するようにイオン交換水の量を増減させたことによるものである。
<Examples 4 to 7>
In Example 1, barium aluminosilicate was used in the same manner as in Example 1 except that the amount of No. 3 sodium silicate in the S liquid was changed to the molar amount shown in Table 1 below as the SiO 2 molar amount. Was prepared. However, the total amount of S liquid was kept at 200 g. This is because the amount of ion-exchanged water is increased or decreased to complement the amount of increase or decrease in the amount of sodium silicate.

<比較例1>
S液の調製:3号珪酸ソーダ42.1g(SiO2分:0.2モル)に25%苛性ソーダ水溶液32g(Na2O分:0.1モル)を混合してさらにイオン交換水125.9gを混合して全量を200gとした。
A液の調製:アルミン酸ソーダ51.0g((Al23分:0.1モル)をイオン交換水149gと混合して全量を200gとした。
A液にS液を常温のまま30分間かけて滴下混合してゲル状物を含む液を調製した。滴下終了後、40℃に加温して、30分間撹拌を継続した。得られた混合スラリーを常法によりろ過・リパルプ洗浄して固形物を得、得られた固形物を乾燥し、得られた乾燥物を粉砕してアルミノ珪酸ナトリウムを調製した。
<Comparative Example 1>
Preparation of solution S: 42.1 g of No. 3 sodium silicate (SiO 2 min: 0.2 mol) was mixed with 32 g of 25% sodium hydroxide aqueous solution (Na 2 O content: 0.1 mol) to further add 125.9 g of ion-exchanged water. To make the total amount 200 g.
Preparation of solution A: 51.0 g of sodium aluminate ((Al 2 O 3 min: 0.1 mol)) was mixed with 149 g of ion-exchanged water to make a total amount of 200 g.
A liquid containing a gel-like material was prepared by dripping and mixing the liquid S with liquid A over 30 minutes at room temperature. After completion of dropping, the mixture was heated to 40 ° C. and stirring was continued for 30 minutes. The obtained mixed slurry was filtered and repulp washed by a conventional method to obtain a solid, the obtained solid was dried, and the obtained dried was pulverized to prepare sodium aluminosilicate.

実施例1〜7における、A液、B液及びS液を混合して得られた混合スラリー中のSiO2、Al23、BaO及びNa2Oの各量、並びに、それらのモル比「SiO2/Al23」「BaO/Al23」及び「Na2O/BaO」を表1に示す。また比較例1の混合スラリー中のSiO2、Al23及びNa2Oの各量並びにモル比「SiO2/Al23」を下記表1に示す。 In Examples 1 to 7, each amount of SiO 2 , Al 2 O 3 , BaO and Na 2 O in the mixed slurry obtained by mixing the liquid A, liquid B and liquid S, and the molar ratio thereof “ Table 1 shows “SiO 2 / Al 2 O 3 ”, “BaO / Al 2 O 3 ”, and “Na 2 O / BaO”. The amounts of SiO 2 , Al 2 O 3 and Na 2 O in the mixed slurry of Comparative Example 1 and the molar ratio “SiO 2 / Al 2 O 3 ” are shown in Table 1 below.

〔測定及び評価〕
各実施例及び比較例の各試料について、以下の測定及び評価を行った。
[Measurement and evaluation]
The following measurements and evaluations were performed for each sample of each example and comparative example.

<アルミノケイ酸塩の組成分析>
実施例1〜7及び比較例1で得られたアルミノケイ酸塩試料0.5gそれぞれを、100mlの希硝酸(濃度5%の水溶液)に溶解した。得られた溶液について、上記の測定装置及び条件によりICP−AES分析を行い、各試料におけるNa、Si、Al、Baの量を測定し、それぞれNa2O、SiO2、Al23、BaOに換算することにより、Na2O、SiO2、Al23、BaOの含有量を測定した。またH2Oの含有量は、「100%−(Na2O、SiO2、Al23、BaOの含有量の合計量)」として求めた。得られた含有量の結果からアルミノケイ酸塩試料中の各モル比「SiO2/Al23」「BaO/Al23」及び「Na2O/BaO」をそれぞれ求めた。それらの結果を下記表2に示す。また実施例1〜7及び比較例1で得られたアルミノケイ酸塩試料について上記の測定装置及び条件により粉末X線回折測定を行い、非晶質であるか結晶質であるか確認した。実施例1〜7及び比較例1で得られたアルミノケイ酸バリウムのX線チャートではハローピークが観察され、アルミノケイ酸塩に由来するピークが観察されず、非晶質であることが確認された。実施例1で得られたアルミノケイ酸バリウム試料のX線チャートを図1に示す。図1の通り、実施例1で得られたアルミノケイ酸バリウム試料のチャートでは副生物である炭酸バリウムのピークが観察されており、アルミノケイ酸バリウムの回折ピークが観察されていない。
また実施例1〜7及び比較例1で得られたアルミノケイ酸塩試料について上記の測定装置及び条件によりBET比表面積を測定した。
それらの結果を下記表2に示す。
<Aluminosilicate composition analysis>
Each 0.5 g of the aluminosilicate sample obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1 was dissolved in 100 ml of dilute nitric acid (5% strength aqueous solution). The obtained solution was subjected to ICP-AES analysis using the above measuring apparatus and conditions, and the amounts of Na, Si, Al, and Ba in each sample were measured, and Na 2 O, SiO 2 , Al 2 O 3 , and BaO, respectively. The content of Na 2 O, SiO 2 , Al 2 O 3 , and BaO was measured by converting to. Further, the content of H 2 O was determined as “100% − (total amount of contents of Na 2 O, SiO 2 , Al 2 O 3 , BaO)”. The molar ratios “SiO 2 / Al 2 O 3 ”, “BaO / Al 2 O 3 ”, and “Na 2 O / BaO” in the aluminosilicate sample were determined from the obtained content results. The results are shown in Table 2 below. Moreover, the powder X-ray-diffraction measurement was performed about the aluminosilicate sample obtained in Examples 1-7 and the comparative example 1 with said measuring apparatus and conditions, and it was confirmed whether it was amorphous or crystalline. In the X-ray charts of barium aluminosilicate obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Example 1, a halo peak was observed, a peak derived from aluminosilicate was not observed, and it was confirmed to be amorphous. An X-ray chart of the barium aluminosilicate sample obtained in Example 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 1, in the chart of the barium aluminosilicate sample obtained in Example 1, the peak of barium carbonate, which is a byproduct, is observed, and the diffraction peak of barium aluminosilicate is not observed.
Moreover, the BET specific surface area was measured about the aluminosilicate sample obtained in Examples 1-7 and Comparative Example 1 with said measuring apparatus and conditions.
The results are shown in Table 2 below.

<吸着試験>
各実施例及び各比較例で得られたアルミノケイ酸塩試料0.1gを、人工海水(富田製薬製 試験研究用人工海水マリンアートSF−1)100mlに入れ、スターラーで1時間撹拌したのち、ろ液のSrについて前記の測定装置及び条件によってICP−AES分析を行い、各実施例及び比較例のSr濃度を求めた。Sr除去率は、人工海水中のSr濃度から各実施例及び比較例のSr濃度を引いた値の人工海水中のSr濃度に対する比(%)を得ることにより求めた。
なお、人工海水中の主な成分の含有量は、NaCl;22.1g/L、MgCl2・6H2O;9.9g/L(Mg:1184ppm)、CaCl2・2H2O;1.5g/L(Ca:409ppm)、Na2SO4;3.9g/L(SO4:2637ppm)、KCl;0.61g/L、SrCl2;13mg/L(Sr:7.2ppm)である。
<Adsorption test>
After putting 0.1 g of the aluminosilicate sample obtained in each Example and each Comparative Example into 100 ml of artificial seawater (artificial seawater marine art SF-1 for test research, manufactured by Tomita Pharmaceutical Co., Ltd.) and stirring for 1 hour with a stirrer, ICP-AES analysis was performed on the Sr of the liquid using the measurement apparatus and conditions described above, and the Sr concentrations of the examples and the comparative examples were obtained. The Sr removal rate was calculated | required by obtaining ratio (%) with respect to Sr density | concentration in artificial seawater of the value which subtracted Sr density | concentration of each Example and the comparative example from Sr density | concentration in artificial seawater.
The content of the main components in an artificial sea water, NaCl; 22.1g / L, MgCl 2 · 6H 2 O; 9.9g / L (Mg: 1184ppm), CaCl 2 · 2H 2 O; 1.5g / L (Ca: 409 ppm), Na 2 SO 4 ; 3.9 g / L (SO 4 : 2637 ppm), KCl; 0.61 g / L, SrCl 2 ; 13 mg / L (Sr: 7.2 ppm).

上記の<吸着試験>の結果を下記の表3に示す。
また、実施例1で得られたアルミノケイ酸バリウムについて、吸着試験に供した後に、上記の条件にて粉末X線回折測定した。これにより得られたX線チャートを図2に示す。図2の通り、吸着試験後のアルミノケイ酸バリウムのチャートでは、新たに硫酸バリウムの回折ピークが出現しており、人工海水中の硫酸イオンとアルミノケイ酸バリウムのバリウムイオンが反応して硫酸バリウムが生成したことを示している。
また、実施例2〜7で得られたアルミノケイ酸バリウムについても、吸着試験に供した後に、粉末X線回折測定したところ、硫酸バリウムの回折ピークが確認された。
The results of the above <Adsorption Test> are shown in Table 3 below.
Moreover, about the barium aluminosilicate obtained in Example 1, after using for an adsorption test, the powder X-ray-diffraction measurement was carried out on said conditions. The X-ray chart obtained by this is shown in FIG. As shown in Fig. 2, in the barium aluminosilicate chart after the adsorption test, a new diffraction peak of barium sulfate has appeared, and the sulfate ions in artificial seawater react with the barium ions of barium aluminosilicate to produce barium sulfate. It shows that.
Moreover, about the barium aluminosilicate obtained in Examples 2-7, when it used for the adsorption test, when the powder X-ray diffraction measurement was carried out, the diffraction peak of barium sulfate was confirmed.

上記の表3の結果から、非晶質アルミノケイ酸バリウムを用いた各実施例の吸着剤は、ストロンチウム除去率が高くストロンチウムを吸着する性能に優れていることが判る。これらに比べて、非晶質アルミノケイ酸ナトリウムを用いた比較例1ではストロンチウム吸着性能が大幅に劣ることが判る。したがって、非晶質アルミノケイ酸バリウムがストロンチウム吸着剤として好適であることは明らかである。   From the results of Table 3 above, it can be seen that the adsorbents of each example using amorphous barium aluminosilicate have a high strontium removal rate and excellent performance for adsorbing strontium. Compared with these, it turns out that the strontium adsorption | suction performance is significantly inferior in the comparative example 1 using amorphous sodium aluminosilicate. Thus, it is clear that amorphous barium aluminosilicate is suitable as a strontium adsorbent.

Claims (8)

非晶質アルミノケイ酸バリウムを含有するストロンチウム吸着剤。   A strontium adsorbent containing amorphous barium aluminosilicate. 硫酸イオンとの反応性を有するものである請求項1記載のストロンチウム吸着剤。   The strontium adsorbent according to claim 1, which has reactivity with sulfate ions. BET比表面積が、2m2/g以上、250m2/g以下である、請求項1又は2に記載のストロンチウム吸着剤。 The strontium adsorbent according to claim 1 or 2, wherein the BET specific surface area is 2 m 2 / g or more and 250 m 2 / g or less. BET比表面積が、80m2/g以上、250m2/g以下である、請求項3に記載のストロンチウム吸着剤。 The strontium adsorbent according to claim 3, wherein the BET specific surface area is 80 m 2 / g or more and 250 m 2 / g or less. 非晶質アルミノケイ酸バリウムは、組成分析におけるモル比SiO2/Al23が1.5以上3.5以下であり、組成分析におけるモル比BaO/Al23が0.8以上1.5以下である、請求項1乃至4の何れか1項に記載のストロンチウム吸着剤。 Amorphous barium aluminosilicate has a molar ratio SiO 2 / Al 2 O 3 in the composition analysis of 1.5 to 3.5 and a molar ratio BaO / Al 2 O 3 in the composition analysis of 0.8 to 1. The strontium adsorbent according to any one of claims 1 to 4, which is 5 or less. 非晶質アルミノケイ酸バリウムは、アルカリ金属Aを含有し、組成分析におけるモル比A2O/BaOが0.01以上0.3以下である、請求項1乃至5の何れか1項に記載のストロンチウム吸着剤。 The amorphous barium aluminosilicate contains an alkali metal A, and the molar ratio A 2 O / BaO in the composition analysis is 0.01 or more and 0.3 or less, according to any one of claims 1 to 5. Strontium adsorbent. 請求項1に記載のストロンチウム吸着剤の製造方法であって、
以下に示すモル比で表される組成の混合液となるように、ケイ素源と、アルミニウム源と、バリウム源と、水とを混合し、得られた混合液を5℃以上50℃以下の温度に保持する工程を有する、ストロンチウム吸着剤の製造方法。下記式中、Aはアルカリ金属である。
SiO2/Al23が1.0以上3.0以下
BaO/Al23が0.5以上2.0以下
2O/BaOが1.0以上3.2以下
A method for producing a strontium adsorbent according to claim 1,
A silicon source, an aluminum source, a barium source, and water are mixed so that a mixed solution having a composition represented by the molar ratio shown below is obtained, and the obtained mixed solution is heated to a temperature of 5 ° C. or higher and 50 ° C. or lower. The manufacturing method of a strontium adsorbent which has the process hold | maintained. In the following formula, A is an alkali metal.
SiO 2 / Al 2 O 3 is 1.0 or more and 3.0 or less BaO / Al 2 O 3 is 0.5 or more and 2.0 or less A 2 O / BaO is 1.0 or more and 3.2 or less
請求項1乃至6の何れか1項に記載のストロンチウム吸着剤とストロンチウムとの接触を、硫酸イオンの存在下に行うことを特徴とするストロンチウムの吸着方法。   A method for adsorbing strontium, comprising contacting the strontium adsorbent according to any one of claims 1 to 6 with strontium in the presence of sulfate ions.
JP2015135607A 2015-07-06 2015-07-06 Adsorbent and production method thereof Pending JP2017013034A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015135607A JP2017013034A (en) 2015-07-06 2015-07-06 Adsorbent and production method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015135607A JP2017013034A (en) 2015-07-06 2015-07-06 Adsorbent and production method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017013034A true JP2017013034A (en) 2017-01-19

Family

ID=57828672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015135607A Pending JP2017013034A (en) 2015-07-06 2015-07-06 Adsorbent and production method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017013034A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020060385A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 株式会社荏原製作所 Rapid analytic method of radiostrontium 90

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020060385A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 株式会社荏原製作所 Rapid analytic method of radiostrontium 90

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106062885B (en) The manufacture method of sorbing material and crystallized silicon titanate
CN109414676B (en) Method for preparing adsorption material and method for extracting lithium from salt solution by using adsorption material
JP4189492B2 (en) Layered double hydroxide / zeolite composite
CN109415219A (en) Prepare the method for adsorbent material and the method using the material extraction lithium
JPWO2008015784A1 (en) Hydrotalcite-like granular material and method for producing the same
JP4157946B2 (en) Metal hydroxide / zeolite composite and adsorbent comprising the same
JP2016195981A (en) Adsorbent and production method of adsorbent
EP3190087A1 (en) Method for producing crystalline silicotitanate
TWI620598B (en) Adsorbent carrier
JP2009034564A (en) Adsorbent and separation method for substance X ionized in alkaline solution
JPWO2017141931A1 (en) Cesium or / and strontium adsorbent
JP2017013034A (en) Adsorbent and production method thereof
JP7400421B2 (en) Adsorbent, its manufacturing method and water treatment method
JP2014180602A (en) Adsorbent and method for producing the same
JP2016107257A (en) Adsorbing agent and method for producing the same
JP6812415B2 (en) Metal ion adsorbent
JP5083748B2 (en) Method for producing calcium carbonate / zeolite compound composite
JP5890568B1 (en) Adsorbent and production method thereof
JP6673841B2 (en) Adsorbent
WO2016088544A1 (en) Adsorbing agent and method for preparing same
JP6526511B2 (en) Adsorbent and method for producing the same
JP6356567B2 (en) Method for producing crystalline silicotitanate
JP4189652B2 (en) Adsorbent
JP2017087172A (en) Strontium adsorbent and cesium adsorbent
JP6716192B2 (en) Adsorbent and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180131