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JPH0722699B2 - Collection material for heavy metals such as complex radionuclides - Google Patents
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JPH0722699B2 - Collection material for heavy metals such as complex radionuclides - Google Patents

Collection material for heavy metals such as complex radionuclides

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Publication number
JPH0722699B2
JPH0722699B2 JP17220487A JP17220487A JPH0722699B2 JP H0722699 B2 JPH0722699 B2 JP H0722699B2 JP 17220487 A JP17220487 A JP 17220487A JP 17220487 A JP17220487 A JP 17220487A JP H0722699 B2 JPH0722699 B2 JP H0722699B2
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JP
Japan
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acrylic fiber
radioactive
heavy metal
column
adsorbent
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Inventor
修 斉藤
克 竹中
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旭化成工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、重金属の捕集材、特に非放射性塩類との複合
状態にある放射性核種等の重金属の捕集に好適な捕集材
に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heavy metal scavenger, particularly a scavenger suitable for collecting heavy metals such as radionuclides in a complex state with non-radioactive salts. Is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

原子力発電所、放射性同位元素取扱所等から発生する放
射性廃液は、作業員の放射線被曝問題、周辺環境への放
射能放出問題、敷地内の放射性廃棄物貯蔵問題等の各種
問題を抱えている。
Radioactive waste liquid generated from nuclear power plants, radioisotope handling sites, etc. has various problems such as radiation exposure of workers, release of radioactivity to the surrounding environment, and storage of radioactive waste on site.

従来、放射性廃棄物はドラム詰め等の処理により貯蔵さ
れてきた。しかし、廃棄物ドラム総量の増加に伴い、貯
蔵敷地問題が生じて来ており、今後放射性廃棄物の減容
化が最大の課題となりつつある。
Conventionally, radioactive waste has been stored by processing such as drum packing. However, as the total amount of waste drums has increased, storage site problems have arisen, and reducing the volume of radioactive waste is becoming a major issue in the future.

原子力発電所の一次冷却水中に含まれる放射性重金属イ
オンの吸着除去に際しては、水中の塩濃度が低いため
に、スルホン酸基等を有するイオン交換樹脂等により容
易に吸着除去が可能であり、このイオン交換樹脂の再生
においてNaOH、H2SO4等の酸又はアルカリにより、放射
性重金属イオンをイオン交換樹脂から溶離している。従
って、イオン交換樹脂再生廃液中には、放射性重金属イ
オンとNa2SO4等の非放射性塩類が含まれており、これら
が放射性廃棄物として多量に放出、貯蔵されている。
When radioactive heavy metal ions contained in the primary cooling water of a nuclear power plant are adsorbed and removed, since the salt concentration in the water is low, it can be easily adsorbed and removed by an ion exchange resin having a sulfonic acid group, etc. In regeneration of the exchange resin, radioactive heavy metal ions are eluted from the ion exchange resin with an acid or alkali such as NaOH or H 2 SO 4 . Therefore, the ion-exchange resin recycling waste liquid contains radioactive heavy metal ions and non-radioactive salts such as Na 2 SO 4 , and these are released and stored in large amounts as radioactive waste.

この中の放射性重金属イオンを少量の吸着材を用いるこ
とにより完全に吸着分離可能であれば、放射性廃棄物の
減容化に大きく寄与することになる。
If the radioactive heavy metal ions in this can be completely adsorbed and separated by using a small amount of an adsorbent, it will greatly contribute to the volume reduction of radioactive waste.

最近、(社)日本原子力学会「昭62年会」発表番号J−
60、J−61、J−62に、放射性重金属イオンを含有する
廃液を吸着処理することによって放射性廃棄物の総量を
大幅に減少し得ることが報告されている。
Recently, the Japan Atomic Energy Society, "Sho 62nd Annual Meeting", publication number J-
It has been reported in 60, J-61 and J-62 that the total amount of radioactive waste can be significantly reduced by adsorbing a waste liquid containing a radioactive heavy metal ion.

即ち、廃液中の不溶解性懸濁物を非助材型精密ろ過装置
により除去し、残留するイオン状放射性核種のうち、C
o、Mn、Zn核種等の金属イオン類はキレート樹脂第1塔
で、Sr及びCs核種は夫々キレート樹脂第2塔及び天然モ
ルデナイト吸着体で吸着除去することによって、従来は
放射性廃棄物ドラムが1280本/年必要であったものが、
49本/年となると云う画期的吸着除去システムを報告し
ている。
That is, the insoluble suspension in the waste liquid was removed by a non-auxiliary type microfiltration device, and among the residual ionic radionuclides, C
Metal ions such as o, Mn, and Zn nuclides are adsorbed and removed by the chelate resin first tower, and Sr and Cs nuclides are adsorbed and removed by the chelate resin second tower and the natural mordenite adsorbent, respectively. Books / year needed
We have reported an epoch-making adsorption removal system with 49 bottles / year.

しかし、Co、Mn、Zn及びSrはキレート樹脂塔によって容
易に吸着可能であるが、Csの吸着除去は困難であり、天
然モルデナイト吸着体の使用量も処理システムから発生
する廃棄物ドラム49本/年中、16本/年と約1/3を占め
る結果となっており、吸着処理に用いたキレート樹脂は
燃焼によりほぼ容量ゼロとすることが可能である点を考
慮すると問題と言わざるを得ない。
However, Co, Mn, Zn and Sr can be easily adsorbed by the chelate resin tower, but it is difficult to remove Cs by adsorption, and the amount of natural mordenite adsorbent used is 49 waste drums generated from the treatment system. This is a result of occupying about 1/3 of the total, 16 per year, and it must be said that this is a problem considering that the chelating resin used for the adsorption treatment can be burned to almost zero capacity. Absent.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従って、本発明の目的は、原子力発電所等における非放
射性塩類を含む廃水中に含まれる放射性重金属イオン
を、極少量の吸着材によって完全に吸着除去することに
より、放射性廃棄物量を極端に減少させ得る技術を提供
することである。
Therefore, an object of the present invention is to reduce the amount of radioactive waste extremely by completely adsorbing and removing radioactive heavy metal ions contained in wastewater containing non-radioactive salts in nuclear power plants and the like with a very small amount of adsorbent. It is to provide the technology to obtain.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究を重ね
た結果、フェロシアン酸塩化合物を担持したアクリル繊
維と粒状又は繊維状のキレート樹脂とを組合せることに
より、極端に放射性廃棄物量を減少させ得ることを見出
し、本発明に到達したものである。
The present inventors have conducted extensive studies to achieve the above object, and as a result, by combining an acrylic fiber carrying a ferrocyanate compound and a granular or fibrous chelate resin, the amount of radioactive waste can be extremely reduced. The inventors have reached the present invention by finding that they can be reduced.

即ち、本発明は、アクリル繊維に一般式 K2M(II)〔FeCN)〕 〔但し、M(II)は2価の金属を表す。〕 で表されるフェロシアン酸塩化合物を担持してなる吸着
材及び粒状又は繊維状のキレート樹脂の組合せからなる
放射性核種等重金属捕集材に関するものである。
That is, in the present invention, the acrylic fiber has the general formula K 2 M (II) [FeCN) 6 ] [wherein M (II) represents a divalent metal. ] The present invention relates to a heavy metal scavenger such as a radionuclide, which is composed of a combination of an adsorbent carrying a ferrocyanate compound represented by:

以下、本発明について詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明に用いられるアクリル繊維は、アクリロニトリル
を40重量%以上含有する2元又3元以上の共重合体又は
アクリロニトリル単独重合体からなる繊維であれば良
い。ここで、共重合体成分としては、アクリル酸、メタ
リルスルホン酸ソーダ、アリルスルホン酸ソーダ、パラ
スチレンスルホン酸ソーダ、アクリルアミド、メタクリ
ルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、
アクリル酸メチル、N,N′−ジメチルアミノエチルアク
リレート、N,N′−ジエチルアミノエチルメタクリレー
ト等が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
The acrylic fiber used in the present invention may be a fiber made of a binary or ternary copolymer or acrylonitrile homopolymer containing 40% by weight or more of acrylonitrile. Here, the copolymer component, acrylic acid, sodium methallyl sulfonate, sodium allyl sulfonate, sodium p-styrene sulfonate, acrylamide, methacrylamide, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate,
Examples thereof include, but are not limited to, methyl acrylate, N, N′-dimethylaminoethyl acrylate, N, N′-diethylaminoethyl methacrylate and the like.

又、上記のアクリル繊維を水酸化ナトリウム等の塩基又
は硫酸等の酸を用いて表面を加水分解後、本発明のアク
リル繊維として用いても良い。
The acrylic fiber may be used as the acrylic fiber of the present invention after the surface is hydrolyzed with a base such as sodium hydroxide or an acid such as sulfuric acid.

更に、カルボキシル基及び/又はスルホン酸基を0.1〜5
mmol/g含有するアクリル繊維は、一層好ましい物であ
る。このカルボキシル基又は/及びスルホン酸基を介し
て、本発明のフェロシアン酸塩化合物(以後、不溶性フ
ェロシアン化物と云う)がイオン的相互作用によりアク
リル繊維に吸着するために、不溶性フェロシアン化物の
付着量が増大するからである。しかし、カルボキシル基
又は/及びスルホン酸基の含有量が、総量で0.1mmol/g
未満では、不溶性フェロシアン化物の付着量は殆ど増大
せず、又、5mmol/gを超えると、放射性核種等重金属捕
集材とした時の単糸物性の低下が著しいために、実用上
適用範囲が制限される結果となる。
Furthermore, a carboxyl group and / or a sulfonic acid group is added in an amount of 0.1 to 5
Acrylic fibers containing mmol / g are more preferred. Since the ferrocyanate compound of the present invention (hereinafter referred to as insoluble ferrocyanide) is adsorbed on the acrylic fiber by ionic interaction via the carboxyl group and / or sulfonic acid group, This is because the adhesion amount increases. However, the total content of carboxyl group and / or sulfonic acid group is 0.1 mmol / g
When the amount is less than the above, the amount of the insoluble ferrocyanide attached hardly increases, and when it exceeds 5 mmol / g, the physical properties of the single yarn when used as a heavy metal scavenger such as a radionuclide are remarkably deteriorated. Results in being limited.

不溶性フェロシアン化物は、水への溶解度が25℃におい
て0.1g/100cc以下であり、かつ、〔Fe(CN)〕及び金
属からなる物質である。例えば、K2Co〔Fe(CN)〕、
Na2Ni〔Fe(CN)〕、K2Zn3〔Fe(CN)〕2、Cu2〔F
e(CN)〕、Zn2〔Fe(CN)〕、Cd2〔Fe(C
N)〕、Ni2〔Fe(CN)〕、Fe4〔Fe(CN)、T
i〔Fe(CN)〕等を挙げることができ、金属として
は、Li、K、Na、Ag、Zn、Cd、Cu、Co、Ni、Mn、Fe、T
i、Zr、V、Mo、W、U等の1種又は2種以上の金属を
組合せて用いることができるが、これらに限定されな
い。
The insoluble ferrocyanide is a substance which has a solubility in water of 0.1 g / 100 cc or less at 25 ° C. and is composed of [Fe (CN) 6 ] and a metal. For example, K 2 Co [Fe (CN) 6 ],
Na 2 Ni [Fe (CN) 6 ], K 2 Zn 3 [Fe (CN) 6 ] 2, Cu 2 [F
e (CN) 6 ], Zn 2 [Fe (CN) 6 ], Cd 2 [Fe (C
N) 6 ], Ni 2 [Fe (CN) 6 ], Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 , T
i [Fe (CN) 6] and the like can be mentioned, as the metal, Li, K, Na, Ag , Zn, Cd, Cu, Co, Ni, Mn, Fe, T
One or more metals such as i, Zr, V, Mo, W, and U can be used in combination, but not limited thereto.

不溶性フェロシアン化物のアクリル繊維への担持・固定
は、アクリル繊維自体が不溶性フェロシアン化物を取り
込むこと、又はアクリル繊維中のカルボキシル基及び/
又はスルホン酸基と不溶性フェロシアン化物がイオン的
相互作用によって吸着すること、又は、その相乗作用に
よって行われる。
For supporting and fixing the insoluble ferrocyanide on the acrylic fiber, the acrylic fiber itself takes in the insoluble ferrocyanide, or the carboxyl group in the acrylic fiber and / or
Alternatively, the sulfonic acid group and the insoluble ferrocyanide are adsorbed by an ionic interaction, or by a synergistic effect thereof.

なお、不溶性フェロシアン化物のアクリル繊維に対する
担持量は、繊維1g当たり0.001g以上有れば良く、0.001g
未満では、放射性核種等重金属を吸着させるために必要
なアクリル繊維の量が多くなるために実用上問題であ
る。
The amount of the insoluble ferrocyanide supported on the acrylic fiber should be 0.001 g or more per 1 g of the fiber, and 0.001 g
When the amount is less than the above, the amount of acrylic fiber required for adsorbing heavy metals such as radionuclides increases, which is a practical problem.

不溶性フェロシアン化物のアクリル繊維への担持・固定
方法は、例えば、アクリル繊維の紡糸時に紡糸原液に不
溶性フェロシアン化物を混合後、湿式法もしくは乾式法
を用いて常法により紡糸する方法であり、紡糸用溶媒と
してジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジ
メチルスルホキシド、硝酸、ロダン塩水溶液等を挙げる
ことができる。又、例えば、アクリル繊維の紡糸時に、
水溶性フェロシアン化物であるK4〔Fe(CN)〕、Na4
〔Fe(CN)〕等を飽和溶解度以上の水に溶解して紡糸
原液と混合し、その後湿式法を用いて常法によって紡糸
を行うが、フェロシアン化物が不溶性フェロシアン化物
となるような1種又は2種以上のAg、Zn、Cd、Cu、Co、
Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、V、Mo、W、U等の金属イオン又
は金属錯体を凝固浴に添加して紡糸する方法を挙げるこ
とができる。更には、例えば、アクリル繊維の紡糸時に
紡糸原液中に、そのフェロシアン化物が不溶性フェロシ
アン化物となるような1種又は2種以上のAg、Zn、Cd、
Cu、Co、Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、V、Mo、W、U等の金属
イオン又は金属錯体を飽和溶解度以上の水に溶解し、紡
糸原液と混合し、その後湿式法を用い常法によって紡糸
を行うが、水溶性フェロシアン化物であるK4〔Fe(CN)
〕、Na4〔Fe(CN)〕等を凝固浴に添加し紡糸する
方法を挙げることができる。なお、例えば、アクリル繊
維を水溶性フェロシアン化物であるK4〔Fe(CN)〕、
Na4〔Fe(CN)〕等の水溶液により、処理温度10℃〜1
40℃、処理時間30秒〜3時間で処理を行い、その後、そ
のフェロシアン化物が不溶性フェロシアン化物となるよ
うな1種又は2種以上のAg、Zn、Cd、Cu、Co、Ni、Mn、
Fe、Ti、Zr、V、Mo、W、U等の金属イオン又は金属錯
体の水溶液により処理温度10℃〜140℃、処理時間30秒
〜3時間で処理を行う方法を挙げることができる。又、
例えば、アクリル繊維を、そのフェロシアン化物が不溶
性フェロシアン化物となるような1種又は2種以上のA
g、Zn、Cd、Cu、Co、Ni、Mn、Fe、Ti、Zr、V、Mo、
W、U等の金属イオン又は金属錯体の水溶液により処理
温度10℃〜140℃、処理時間30秒〜3時間で処理を行
い、その後、水溶性フェロシアン化物であるK4〔Fe(C
N)〕、Na4〔Fe(CN)〕等の水溶液により、処理温
度10℃〜140℃、処理時間30秒〜3時間で処理を行う方
法等を挙げることができる。上記諸方法は一例であり、
これらに限定されるものではない。
A method for supporting and fixing the insoluble ferrocyanide on the acrylic fiber is, for example, a method in which the insoluble ferrocyanide is mixed with a spinning stock solution at the time of spinning the acrylic fiber and then spun by a conventional method using a wet method or a dry method, Examples of the spinning solvent include dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, nitric acid, and an aqueous solution of rhodanate. Also, for example, when spinning acrylic fibers,
K 4 [Fe (CN) 6 ], which is a water-soluble ferrocyanide, Na 4
[Fe (CN) 6 ] and the like are dissolved in water having a saturated solubility or higher and mixed with a spinning dope, and then spinning is carried out by a conventional method using a wet method. The ferrocyanide becomes an insoluble ferrocyanide. One or more of Ag, Zn, Cd, Cu, Co,
A method of adding a metal ion or metal complex of Ni, Mn, Fe, Ti, Zr, V, Mo, W, U, etc. to a coagulation bath and spinning it can be mentioned. Furthermore, for example, at least one kind of Ag, Zn, Cd, such that the ferrocyanide becomes an insoluble ferrocyanide in the spinning dope when the acrylic fiber is spun,
Metal ions or metal complexes of Cu, Co, Ni, Mn, Fe, Ti, Zr, V, Mo, W, U, etc. are dissolved in water having a saturation solubility or higher and mixed with a spinning dope, followed by a wet method. Spinning is carried out by the method, which is a water-soluble ferrocyanide such as K 4 [Fe (CN)
6 ], Na 4 [Fe (CN) 6 ] and the like are added to the coagulation bath and spinning is performed. In addition, for example, acrylic fiber K 4 [Fe (CN) 6 ] which is a water-soluble ferrocyanide,
Treatment temperature 10 ℃ ~ 1 with Na 4 [Fe (CN) 6 ]
The treatment is performed at 40 ° C. for a treatment time of 30 seconds to 3 hours, and then one or more of Ag, Zn, Cd, Cu, Co, Ni, and Mn are used so that the ferrocyanide becomes an insoluble ferrocyanide. ,
A method of performing treatment with an aqueous solution of a metal ion or a metal complex such as Fe, Ti, Zr, V, Mo, W and U at a treatment temperature of 10 ° C. to 140 ° C. and a treatment time of 30 seconds to 3 hours can be mentioned. or,
For example, an acrylic fiber may be prepared by combining one or more kinds of A with which the ferrocyanide becomes an insoluble ferrocyanide.
g, Zn, Cd, Cu, Co, Ni, Mn, Fe, Ti, Zr, V, Mo,
Treatment with an aqueous solution of a metal ion such as W or U or a metal complex at a treatment temperature of 10 ° C. to 140 ° C. for a treatment time of 30 seconds to 3 hours is performed, and then K 4 [Fe (C (Fe (C
N) 6 ], Na 4 [Fe (CN) 6 ] or the like may be used at a treatment temperature of 10 ° C. to 140 ° C. for a treatment time of 30 seconds to 3 hours. The above methods are examples,
It is not limited to these.

又、本発明に用いられる粒状又は繊維状キレート樹脂
は、キレート形成能力を有する官能基を含有するもので
あれば、その樹脂組成及びその形状は限定されるもので
はない。キレート形成能力を有する官能基としては、例
えば、アミノカルボン酸基〔−N=(CH2COONa)〕、
ポリアミン基〔−NHC2N4NHnH〕、チオ尿素基 アミノリン酸基(−NHCH2PO3Na)、アミドオキシム基 グルカミン基 を挙げることができるが、これらに限定されるものでは
ない。
Further, the granular or fibrous chelate resin used in the present invention is not limited in its resin composition and shape as long as it contains a functional group having a chelate-forming ability. Examples of the functional group having chelating ability, e.g., an amino carboxylic acid group [-N = (CH 2 COONa) 2],
Polyamine group [-NHC 2 N 4 NHnH], thiourea group Aminophosphoric acid group (-NHCH 2 PO 3 Na), amidoxime group Glucamine group However, the present invention is not limited to these.

なお、粒状又は繊維状キレート樹脂(以後、単にキレー
ト樹脂と云う)としては、アミノカルボン酸基含有体と
して登録商標名(以下と記す)Diaion CR10 、Dowex
A−1 、ユニセレックUR−10 、ユニセレックUR−20
、ユニセレックUR−30 、ポリアミン基含有体とし
て、Diaion CR20 、チオ尿素基含有体として北越炭素M
A 、アミノリン酸基含有体としてDuolite ES469 、ア
ミドオキシム基含有体としてDiaion CR50 、Duolite C
S346 、グルカミン基含有体としてDiaion CRB02 、Am
berlite IRA743を挙げることができる。
In addition, granular or fibrous chelate resin (hereinafter simply referred to as
(Referred to as “resin”)
Registered trademark name (hereinafter referred to as) Diaion CR10 , Dowex
 A-1 , Uniselec UR-10 , Uniselec UR-20
, Uniselec UR-30 , With polyamine group
Diaion CR20 , Hokuetsu carbon M containing thiourea group
A , Duolite ES469 as aminophosphate-containing compound , A
Diaion CR50 as a body containing a midoxime group , Duolite C
S346 , Diaion CRB02 as glucamine group containing body , Am
berlite IRA743 can be mentioned.

なお、好ましくは、キレート形成能力を有する官能基
が、キレート樹脂中、0.01mmol/g以上含有されることで
ある。キレート形成能力を有する官能基の含有量が、キ
レート樹脂中0.01mmol/g未満では、廃液中の放射性核種
除去に要するキレート樹脂の必要量が多大となり、か
つ、本発明の目的である放射性廃棄物の減容化が困難と
なる。
The chelating resin preferably contains 0.01 mmol / g or more of a functional group having a chelate-forming ability. When the content of the functional group having a chelate-forming ability is less than 0.01 mmol / g in the chelate resin, the necessary amount of the chelate resin required for removing the radionuclide in the waste liquid becomes large, and the radioactive waste which is the object of the present invention. It becomes difficult to reduce the volume.

これらの吸着材の組合せとしては、カラム下段にアクリ
ル繊維吸着材を充填し、カラム上段にキレート樹脂を充
填する。カラム下段にキレート樹脂を充填し、カラム上
段にアクリル繊維吸着材を充填する。カラム内にアクリ
ル繊維吸着材およびキレート樹脂を混合し充填する。及
びカラム下段からアクリル繊維吸着材、キレート繊維を
交互に充填する組合せを用いる。
As a combination of these adsorbents, an acrylic fiber adsorbent is packed in the lower column and a chelate resin is packed in the upper column. The lower column of the column is filled with the chelate resin, and the upper column of the column is filled with the acrylic fiber adsorbent. Acrylic fiber adsorbent and chelate resin are mixed and packed in the column. Also, a combination of alternately filling the acrylic fiber adsorbent and the chelate fiber from the lower column is used.

これらの吸着材の組合せによって吸着除去可能な放射性
金属イオンは、Cs、Sr、Mn、Co、Fe、Ni、Zn、Cu、Ce、
Ruなど、Li、K、Naを除く金属元素である。
Radioactive metal ions that can be adsorbed and removed by the combination of these adsorbents are Cs, Sr, Mn, Co, Fe, Ni, Zn, Cu, Ce,
It is a metal element such as Ru except Li, K, and Na.

本発明の放射性核種等重金属捕集材を用いることによっ
て非放射性塩類を含む放射性重金属イオン含有廃水から
放射性重金属イオンを選択的に吸着し、放射性廃棄物の
減容化が達成される。これは、イオン交換樹脂と異な
り、粒状又は繊維状のキレート樹脂及びアクリル繊維吸
着材が、夫々非放射性塩類の有無に拘わらず、各放射性
重金属イオンと安定な配位構造を有するために選択的に
吸着除去することが可能になったと考えられる。
By using the heavy metal scavenger for radioactive nuclides of the present invention, radioactive heavy metal ions are selectively adsorbed from radioactive heavy metal ion-containing wastewater containing non-radioactive salts, and the volume of radioactive waste is reduced. This is different from the ion exchange resin, because the granular or fibrous chelate resin and the acrylic fiber adsorbent each have a stable coordination structure with each radioactive heavy metal ion regardless of the presence or absence of non-radioactive salts. It is thought that it has become possible to remove by adsorption.

又、放射性核種等重金属廃水の処理方法は、キレート樹
脂及び/又はアクリル繊維吸着材のカラムの上、下何れ
の方向からも処理水の導入を行っても良く、更に又、通
液係数が1〜2000と少量の処理水流量から多量の処理水
流量までの処理を行うことが可能である。
In addition, the method for treating heavy metal wastewater such as radioactive nuclides may introduce the treated water from any direction above or below the column of the chelate resin and / or the acrylic fiber adsorbent, and the liquid passing coefficient is 1 It is possible to process from a small treated water flow rate of ~ 2000 to a large treated water flow rate.

〔実施例〕 以下に実施例を示す。 [Examples] Examples are shown below.

〔放射性核種等重金属廃液の調製〕[Preparation of heavy metal waste liquid such as radionuclide]

原子力発電所等から発生する放射性核種、重金属廃水中
の放射性核種は化学的性質としては、対応する安定元素
と同一であるから、実施例及び比較例に使用する放射性
核種、重金属廃水には、次の組成で示される放射性核種
を含有しない重金属を含有する廃水(以下モデル廃水と
略す)を用いる。
Radionuclides generated from nuclear power plants, etc., and radionuclides in heavy metal wastewater have the same chemical properties as the corresponding stable elements, so the radionuclide and heavy metal wastewater used in Examples and Comparative Examples are A wastewater containing a heavy metal that does not contain a radionuclide represented by the composition of (hereinafter abbreviated as model wastewater) is used.

モデル廃水組成 モデル廃水 Na2SO4 2重量% Sr 1ppm Cs 1ppm Cu 1ppm Co 1ppm Ni 1ppm Nn 1ppm pH 7.0 なお、各重金属イオン溶液は原子吸光分析用金属水溶液
を希釈して用いた。
Model wastewater composition Model wastewater Na 2 SO 4 2 wt% Sr 1ppm Cs 1ppm Cu 1ppm Co 1ppm Ni 1ppm Nn 1ppm pH 7.0 Each heavy metal ion solution was used by diluting a metal aqueous solution for atomic absorption spectrometry.

実施例1 (1) アクリル繊維吸着材の製造 共重合体組成がアクリロニトリル91.5重量%、アクリル
酸メチル8重量%、及びメタリルスルホン酸ソーダ0.5
重量%である3デニールのアクリル繊維4kgに、3規定
の水酸化ナトリウム水溶液40を添加し、反応温度50℃
で1時間、オーバーマイヤー型染色機を使用して反応さ
せる。反応後洗浄水のpHが7.0になるまで洗浄を繰り返
す(得られた繊維のカルボキシル基及びスルホン酸基の
含有量は2.3mmol/gであった)。更に10重量%の硝酸コ
バルト水溶液を40添加し、処理温度60℃で1時間、オ
ーバーマイヤー型染色機を使用して処理する。処理後、
洗浄水の着色が消失するまで、洗浄を繰り返す。
Example 1 (1) Production of Acrylic Fiber Adsorbent The copolymer composition was 91.5% by weight acrylonitrile, 8% by weight methyl acrylate, and 0.5% sodium methallyl sulfonate.
To 4 kg of 3 denier acrylic fiber (weight%), 3N aqueous sodium hydroxide solution 40 is added, and the reaction temperature is 50 ° C.
And react for 1 hour using an Overmeier dyeing machine. After the reaction, the washing is repeated until the washing water has a pH of 7.0 (the content of carboxyl group and sulfonic acid group of the obtained fiber was 2.3 mmol / g). Further, 40% of a 10 wt% cobalt nitrate aqueous solution is added, and the treatment is carried out at a treatment temperature of 60 ° C. for 1 hour using an Overmeier type dyeing machine. After treatment,
The washing is repeated until the color of the washing water disappears.

その後、フェロシアン酸カリウム10重量%水溶液40を
添加し、処理温度60℃で1時間オーバーマイヤー型染色
機を使用して処理する。処理後、洗浄水の着色が消失す
るまで洗浄を繰り返す。そして、処理されたアクリル繊
維を脱水後70℃で10時間乾燥する。
Then, 10 wt% potassium ferrocyanate aqueous solution 40 is added, and the treatment is carried out at a treatment temperature of 60 ° C. for 1 hour using an Overmeier type dyeing machine. After the treatment, the washing is repeated until the coloring of the washing water disappears. Then, the treated acrylic fiber is dehydrated and dried at 70 ° C. for 10 hours.

得られた繊維の重金属交換容量は、Cs交換容量として0.
030meq/g(繊維)であった。
The heavy metal exchange capacity of the obtained fiber is 0 as Cs exchange capacity.
It was 030 meq / g (fiber).

(2) カラムの製造 内径5cm、高さ30cmのポリプロピレン製円筒の底部に厚
さ5mmのポリプロピレン不織布からなる通液製支持体
(以下ポリプロ支持体と略す)を敷き、上記のアクリル
繊維吸着材100gを繊維長10mmに切断し、単繊維状に分繊
し、円筒に充填する。更に、その上に、ポリプロ支持体
を敷き、ユニセレック UR−10キレート樹脂100gを充填
し、その上にポリプロ支持体を円筒内に空隙ができない
ように詰め、カラムとする。
(2) Manufacture of column Thickness at the bottom of a polypropylene cylinder with an inner diameter of 5 cm and a height of 30 cm
Liquid-made support made of polypropylene non-woven fabric with a thickness of 5 mm
(Abbreviated as “polypro support” below)
100 g of fiber adsorbent is cut into 10 mm fiber length and separated into single fibers.
And fill the cylinder. Furthermore, on top of that, a polypro support
Laid, Uniselec Filled with 100 g of UR-10 chelating resin
And then there is no void in the cylinder with polypro support on it
So that it becomes a column.

実施例2 (1) アクリル繊維吸着材の製造 実施例1と同一。Example 2 (1) Production of acrylic fiber adsorbent Same as in Example 1.

(2) カラムの製造 内径5cm、高さ20cmのポリプロピレン製円筒の底部にポ
リプロ支持体を敷き、上記のアクリル繊維吸着材100gを
繊維長10mmに切断し、単繊維状に分繊した上で円筒に充
填する。その上にポリプロ支持体を円筒内に空隙ができ
ないように詰め、カラムAとする。
(2) Column production A polypropylene support with an inner diameter of 5 cm and a height of 20 cm is laid on the bottom of the polypropylene support, 100 g of the above acrylic fiber adsorbent is cut into a fiber length of 10 mm, and the fibers are separated into single fibers to form a cylinder. To fill. Column A is filled with a polypro support so that no void is formed in the cylinder.

内径5cm、高さ10cmのポリプロピレン製円筒の底部にポ
リプロ支持体を敷き、ユニセレック UR−10を100gを充
填し、その上にポリプロ支持体を円筒内に空隙ができな
いように詰め、カラムBとする。上記の上段のカラムA
と下段のカラムBを耐圧チューブで連結する。
At the bottom of a polypropylene cylinder with an inner diameter of 5 cm and a height of 10 cm,
Laying a repro support, Uniselec Charge 100 g of UR-10
Filled with polypro support on top of which there are no voids
And column B. Upper column A above
And the lower column B are connected with a pressure resistant tube.

実施例3 (1) アクリル繊維吸着材の製造 実施例1のアクリル繊維吸着材の製造における硝酸コバ
ルトの代りに硫酸銅を使用する以外は実施例1と同一の
方法を用い、アクリル繊維吸着材とする。
Example 3 (1) Production of acrylic fiber adsorbent An acrylic fiber adsorbent was prepared in the same manner as in Example 1 except that copper sulfate was used instead of cobalt nitrate in the production of the acrylic fiber adsorbent of Example 1. To do.

得られた繊維の重金属交換容量は、Cs交換容量として0.
015meq/g(繊維)であった。
The heavy metal exchange capacity of the obtained fiber is 0 as Cs exchange capacity.
It was 015 meq / g (fiber).

(2) カラムの製造 上記のアクリル繊維吸着材を用い実施例1と同一の方法
でカラムを製造した。
(2) Production of column A column was produced in the same manner as in Example 1 using the acrylic fiber adsorbent described above.

実施例4 (1) アクリル繊維吸着材の製造 実施例3と同一。Example 4 (1) Production of acrylic fiber adsorbent The same as Example 3.

(2) カラムの製造 上記のアクリル繊維吸着材を用い実施例2と同一の方法
でカラムを製造した。
(2) Production of column A column was produced in the same manner as in Example 2 using the above acrylic fiber adsorbent.

実施例5 (1) アクリル繊維吸着材の製造 実施例1と同一。Example 5 (1) Production of acrylic fiber adsorbent The same as in Example 1.

(2) カラムの製造 内径5cm、高さ30cmのポリプロピレン製円筒の底部にポ
リプロ支持体を敷き、上記のアクリル繊維吸着体100gを
繊維長5mmに切断し、単繊維状に分繊し、ユニセレック
UR−10の50gと均一に混合後、上記円筒内に充填す
る。更にポリプロ支持体を敷き、その上に、ユニセレッ
UR−10を50g充填後、ポリプロ支持体を円筒内に空
隙ができないように詰め、カラムとする。
(2) Manufacture of column The bottom of a polypropylene cylinder with an inner diameter of 5 cm and a height of 30 cm is placed on the bottom.
Lay a repro support and add 100 g of the above acrylic fiber adsorbent.
Cut into fiber length of 5 mm, separate into single fibers, and uniselec
After uniformly mixing with 50 g of UR-10, fill the above cylinder.
It Further lay a polypro support on top of it
Ku After filling 50 g of UR-10, empty the polypropylene support into the cylinder.
Fill it so that there are no gaps, and use it as a column.

比較例1 実施例2のカラムAを単一カラムとする。Comparative Example 1 Column A of Example 2 is a single column.

比較例2 実施例2のカラムBを単一カラムとする。Comparative Example 2 The column B of Example 2 is a single column.

実施例6 夫々実施例1〜5、比較例1〜2のカラムを金属製耐圧
円筒容器に入れ、所定の通液係数で、上方から、又は、
下方から通液する。
Example 6 The columns of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 are put in a metal pressure-resistant cylindrical container, respectively, with a predetermined liquid permeability coefficient, from above or
Liquid is passed from below.

吸着処理結果を第1表に示した。The results of the adsorption treatment are shown in Table 1.

実施例1〜5は、処理水流量(通液係数で表示)が100
〜300と多く、又、キレート樹脂及びアクリル繊維吸着
材の処理順がどのような状態であっても、重金属イオン
の破過量〔重金属イオンの漏出が始まるまでの処理水量
()〕は、58〜62と多量の重金属イオン含有水を処
理することが可能であった。しかし、比較例1及び2に
示したように、比較例1では、Coが3で漏出し、比較
例2では、Csが1で漏出するために、放射性核種、重
金属捕集材としては、性能が不充分であった。
In Examples 1 to 5, the treated water flow rate (displayed by the liquid permeability coefficient) is 100.
As much as ~ 300, and the breakthrough amount of heavy metal ions (the amount of treated water until the start of leakage of heavy metal ions ()) is 58 ~ regardless of the order of treatment of chelating resin and acrylic fiber adsorbent. It was possible to treat 62 and a large amount of water containing heavy metal ions. However, as shown in Comparative Examples 1 and 2, in Comparative Example 1, Co leaks out at 3, and in Comparative Example 2, Cs leaks out at 1. Therefore, the performance as a radionuclide and a heavy metal trapping material is high. Was insufficient.

更に、吸着処理後のポリプロピレン製円筒及び樹脂、繊
維は簡単に廃棄することが可能であり、又、焼却による
減容化を実施することによって更に廃棄物量を減少させ
ることが可能である。なお使用済みの吸着体(樹脂、繊
維)は酸又はアルカリで再生し再使用も可能である。
Further, the polypropylene cylinder, resin and fiber after the adsorption treatment can be simply discarded, and the volume of waste can be further reduced by reducing the volume by incineration. The used adsorbent (resin, fiber) can be reused by regenerating with acid or alkali.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の放射製核種等重金属捕集材を用いることによっ
て、Li、Na、Kを除く金属イオンの完全吸着が、非放射
性塩類の有無に拘わらず実施可能であり、かつ、コンパ
クトな装置として使用することができるために、原子力
発電所、核燃料再処理工場或いは病院、研究所などの放
射性同位体使用施設の廃棄物処理に最適である。
By using the heavy metal scavenger such as the radioactive nuclide of the present invention, complete adsorption of metal ions except Li, Na and K can be carried out with or without non-radioactive salts, and is used as a compact device. Therefore, it is suitable for the waste treatment of radioactive isotope facilities such as nuclear power plants, nuclear fuel reprocessing plants, hospitals, and laboratories.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アクリル繊維に一般式 K2M(II)〔FeCN)〕 〔但し、M(II)は2価の金属を表す。〕 で表されるフェロシアン酸塩化合物を担持してなる吸着
材及び粒状又は繊維状のキレート樹脂の組合せからなる
放射性核種等重金属捕集材。
1. An acrylic fiber having the general formula K 2 M (II) [FeCN) 6 ] [wherein M (II) represents a divalent metal. ] A heavy metal scavenger such as a radionuclide comprising a combination of an adsorbent carrying a ferrocyanate compound represented by and a granular or fibrous chelate resin.
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