(57)【要約】【課題】放射性セシウムを含有する溶液から、効率良く放射性セシウムを分離する方法を提供する。【解決手段】放射性セシウムを含有する溶液を磁性吸着剤とともに攪拌し、磁気分離装置によって磁性吸着剤を除き、分離膜を通過させることを特徴とするセシウム除去方法。分離膜がＭＦ膜であると、好ましい。磁性体粒子とゼオライトを水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものを磁性吸着剤として用いると、好ましい。磁性体粒子と水不溶性フェロシアン化物を水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものを磁性吸着剤として用いると、好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射性セシウムを含有する溶液を磁性吸着剤とともに攪拌し、磁気分離装置によって磁性吸着剤を除き、分離膜を通過させることを特徴とする放射性セシウム除去方法。
【請求項２】
分離膜がＭＦ膜である請求項１記載の放射性セシウム除去方法。
【請求項３】
磁性体粒子とゼオライトを水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものを磁性吸着剤として用いる、請求項１または２記載の放射性セシウム除去方法。
【請求項４】
磁性体粒子と水不溶性フェロシアン化物を水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものを磁性吸着剤として用いる、請求項１または２記載の放射性セシウム除去方法。
【請求項５】
水不溶性フェロシアン化物が水溶性樹脂の存在下に製造されたのち耐水化されたものである、請求項４記載の放射性セシウム除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性セシウムを含有する溶液から、効率良く放射性セシウムを分離する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
重金属イオンや放射性セシウム等の有害成分を含有する溶液からこれらを分離するため、さまざまな手法が検討されてきた。最も簡便には、活性炭やイオン交換樹脂等の吸着剤を利用する方法が広く用いられている。これらの吸着剤を溶液に添加して使用する場合、吸着剤を処理済みの溶液から分離する必要があり、この作業には大きな困難を伴っていた。近年、超伝導磁石や高勾配磁気分離技術が進歩してきたため、磁性を利用して溶液中の有害成分を分離する技術の実用性が高まり、注目を集めるようになってきた。さらに、２０１１年に起きた福島第一原子力発電所の事故においては、放射性セシウムが広範囲に飛散し、さまざまな物質に付着した放射性セシウムを分離する技術が必要となってきた。
【０００３】
具体的な手法としては、有害成分自体に磁性を持たせる方法、有害成分と磁性体粒子を混合しておいて凝集剤を加え、磁性のあるフロックを形成する方法、活性炭やゼオライトのような吸着剤に磁性を持たせる方法がある。
【０００４】
このうち、有害成分自体に磁性を持たせる方法は汎用性に欠ける。また磁性のあるフロックを形成する方法は、大量の磁性体粒子と凝集剤を必要とすることが多く、むしろ処理が煩雑になるという問題がある。一方、吸着剤に磁性を持たせる方法は、有害成分を効果的に吸着できるというメリットが期待できるものの、吸着剤本来の吸着能力を落とすことなく高い磁性を持たせ、安価に製造する実用的な方法がまだない。
【０００５】
例えば、磁性体の核とこの核を覆いかつ金属イオンを吸着する外皮とを有する磁性吸着剤が提案されている（特許文献１参照）。この吸着剤は、直径１〜１０ｍｍの球状磁性体に対して、金属イオン吸着基を持つ高分子化合物を吹き付け、乾燥させて合成されており、吹き付けにおける材料ロスが大きいため高価であり、実用性がない。別のタイプとして、直径１〜１０ｍｍの球状磁性体に対して、アルミノ珪酸塩の結晶としてゼオライトを生成させた吸着剤も示されているが、比表面積が極めて小さいため、吸着容量が低いという問題点がある。また、多孔質ガラスビーズ、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト等の無機系多孔質物質に磁性金属と有機物質を担持させ、有機物を熱分解して吸着性能を発現させるタイプの磁性吸着剤が提案されている（特許文献２参照）。この吸着剤においては、担磁のために無機系多孔質物質を鉄系化合物の溶液に含浸させ、さらに熱処理を施している。操作が煩雑なため製造コストが高くつき、実用性がない。また鉄系化合物の吸着量には限界があるため、高い磁性を持たせることができない。さらに、シリカゲル、ゼオライト、活性炭等の多孔質吸着剤に酸化鉄を化合させる方法が提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、この方法の場合には磁性吸着剤の担持量が低く、磁気による分離を効率良く行うためには多量の酸化鉄を化合させる必要があるため、結果として吸着容量が著しく低下し、製造コストも高くなるという問題がある。ゼオライトと磁性体粒子を接着剤（セメント）で結合させた磁性吸着剤も提案されている（特許文献４、５参照）。接着剤にセメントを用いているため、強度を確保するために極めて長期にわたる蒸気乾燥が必要となり、製造上の問題が大きい。
【０００６】
このような問題を解決し、セシウム吸着量を上げ、磁気による分離効率を改善した方法として、磁性体粒子とセシウム吸着性化合物がバインダーを用いて結着されている磁性吸着剤を提唱した。（特願２０１２−１５４２５５号参照）
【０００７】
こうした磁性吸着剤は放射性セシウム含有溶液に投入・攪拌され、磁性吸着剤に放射性セシウムを吸着した後、磁性吸着剤は分離される。磁性吸着剤は吸着能が飽和するまで繰り返し使用することができるが、磁性吸着剤を放射性セシウム含有溶液に繰り返し投入・攪拌したり、１回の使用でも投入・攪拌条件が強すぎると、磁性吸着剤が壊れていき、磁性吸着剤からセシウム吸着性化合物が漏出する問題が生じていた。実験室レベルの少量での弱い撹拌条件の場合には、こうしたセシウム吸着性化合物の漏出は問題とならなかったが、工業レベルで大量の放射性セシウム含有溶液を処理する場合には、磁性吸着剤の投入・撹拌条件が厳しくなり、磁性吸着剤からのセシウム吸着性化合物の漏出が発生しやすくなる。水中に漏出したセシウム吸着性化合物には、放射性セシウムが吸着しており、磁性吸着剤除去後の処理液の放射能濃度が上がるため、そのまま放流することができない状況となっていた。処理液に凝集剤を添加し、セシウム吸着性化合物を凝集・除去することも可能であるが、作業が煩雑となる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−９９８４３号公報
【特許文献２】特開２００２−２３３７５４号公報
【特許文献３】特開２００５−１３７９７３号公報
【特許文献４】特開平１−１９４９４０号公報
【特許文献５】特開２００５−１７７７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明では、磁性吸着剤を用いて、放射性セシウムを含有する溶液から効率良く放射性セシウムを分離する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を鋭意研究し、放射性セシウムを含有する溶液を磁性吸着剤とともに攪拌し、磁気分離装置によって磁性吸着剤を除き、分離膜を通過させることにより、放射性セシウムを含有する溶液から効率良く放射性セシウムを分離できることを見いだして、本発明に到達した。
【００１１】
分離膜がＭＦ膜であると、好ましい。
【００１２】
磁性体粒子とゼオライトを水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものを磁性吸着剤として用いると、好ましい。
【００１３】
磁性体粒子と水不溶性フェロシアン化物を水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものを磁性吸着剤として用いると、好ましい。
【００１４】
水不溶性フェロシアン化物が水溶性樹脂の存在下に製造されたのち耐水化されたものであると、好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、放射性セシウムを含有する溶液を磁性吸着剤とともに攪拌し、磁気分離装置によって磁性吸着剤を除き、分離膜を通過させる。工業レベルで大量の放射性セシウム含有溶液を処理する場合には、磁性吸着剤の投入・撹拌条件が厳しくなり、また磁性吸着剤を繰り返し使用したりすると、磁性吸着剤からのセシウム吸着性化合物の漏出が発生する。磁性吸着剤から処理液中にセシウム吸着性化合物が漏出すると、磁性吸着剤に放射性セシウムを吸着・除去後に、処理液中にセシウム吸着性化合物が残り、処理液の放射能濃度が上がるという問題が生じていた。磁性吸着剤による処理後、処理液を、さらに分離膜を通過させることにより、処理液からセシウム吸着性化合物を除去することができ、処理液の放射能濃度を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の放射性セシウム除去方法を詳細に説明する。
本発明の放射性セシウム除去方法は、放射性セシウムを含有する溶液を磁性吸着剤とともに攪拌し、磁気分離装置によって磁性吸着剤を除き、分離膜を通過させることを特徴とする。磁性吸着剤からのセシウム吸着性化合物の漏出が発生した場合、漏出したセシウム吸着性化合物は磁気分離装置により分離できず、処理液の放射能濃度が高くなる問題が生じていた。この処理液を、さらに分離膜を通過させることによりセシウム吸着性化合物を分離・除去し、処理液の放射能濃度を低減することが可能となる。
【００１７】
分離膜としては、ＲＯ（逆浸透）膜、ＮＦ（ナノろ過）膜、ＵＦ（限外ろ過）膜、ＭＦ（精密ろ過）膜等が利用可能であるが、セシウム吸着性化合物のろ過性、透水性の点でＭＦ膜が好ましい。ＭＦ膜は平均細孔径が０．０１μｍ以上１０μｍ以下の細孔を有した膜であるが、平均細孔径は０．０１５μｍ以上３μｍ以下であると好ましく、０．０１８μｍ以上０．７μｍ以下であるとより好ましい。平均細孔径が０．０１μｍより小さいと、分離膜が詰まりやすく、透水時間がかかりやすくなる。１０μｍより大きいと、セシウム吸着性化合物のろ過・分離性能が劣りやすい。なお、平均細孔径は、走査型電子顕微鏡観察において、一定面積内で観察できる細孔すべての直径を測定し、平均することにより求めることができる。
【００１８】
本発明で用いられる分離膜は多孔性膜であり、多孔質基材の表面に分離機能層を有する平膜、中空糸膜、セラミック膜、チューブラータイプの膜等が挙げられる。
【００１９】
本発明に係る磁性吸着剤は少なくとも磁性体粒子とセシウム吸着性化合物からなり、磁性体粒子とセシウム吸着性化合物とはバインダーによって結着されたものであることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る磁性吸着剤に用いられる磁性体粒子としては特に制限はなく、磁性を示すあらゆる材料を用いることができる。例えば鉄、ニッケル、コバルト等の金属またはこれらを主成分とする磁性合金の粉末、四三酸化鉄、三二酸化鉄、コバルト添加酸化鉄、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の金属酸化物系磁性体の粉末が挙げられる。磁性体粒子の粒径は０．１〜１００μｍが好ましい。０．１μｍ未満では、取り扱いに困難が生じることがあり、１００μｍを超えると、セシウム吸着性化合物との混合がスムースに進まない場合がある。本発明に係る磁性吸着剤におけるこれら磁性体粒子の含有率は１０〜７０質量％が好ましく、特に２０〜６０質量％となるようにするのが好ましい。磁性体粒子の含有率が１０質量％を下回ると、磁気分離の効率が低下するので好ましくない。また、磁性体粒子の含有率が７０質量％を上回ると、セシウム吸着性化合物の含有率が低くなるためにセシウム吸着性が低下するので好ましくない。
【００２１】
本発明に用いられるセシウム吸着性化合物としては特に制限はなく、公知のものを用いることができる。例えば、ゼオライト、結晶質四チタン酸、スメクタイト、水不溶性フェロシアン化物、リンモリブデン酸アンモニウム、リンタングステン酸アンモニウム、シリコチタネート等を挙げることができる。これらの中で、セシウムの吸着性の点で、ゼオライト、水不溶性フェロシアン化物が好ましく使用される。セシウム吸着性化合物を粉体として入手し、磁性体粒子およびバインダーと結着させて磁性吸着剤を得る場合、セシウム吸着性化合物の粒径は０．１〜１００μｍが好ましい。０．１μｍ未満では、取り扱いに困難が生じることがあり、１００μｍを超えると、磁性体粒子との混合がスムースに進まない場合がある。本発明に係る磁性吸着剤におけるセシウム吸着性化合物の含有率は１０〜７０質量％が好ましく、特に２０〜６０質量％となるようにするのが好ましい。セシウム吸着性化合物の含有率が１０質量％を下回るとセシウムの吸着効率が低下しやすい。また、セシウム吸着性化合物の含有率が７０質量％を上回ると、磁性体粒子の含有率が低くなるために磁気分離の効率が低下しやすい。
【００２２】
本発明に係る磁性吸着剤において、磁性体粒子とセシウム吸着性化合物とを結着させるバインダーの種類に特に制限はなく、造粒、成形分野において従来公知のバインダーを用いることができる。具体的には、例えばセメント、石膏、水ガラス、アルミナ、シリカ、合成または天然粘土等の無機系バインダーや、デンプン類、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース系樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ラテックス類等の有機系バインダーを挙げることができる。これらバインダーの中で、磁性体粒子とセシウム吸着性化合物の双方に親和性を持ち、安定な磁性吸着剤を形成できる点から、有機系バインダーである水溶性樹脂または水性樹脂エマルジョンが好ましい。
【００２３】
水溶性樹脂の例としてはデンプン類（デンプン、カチオン性デンプン、両性デンプン、酸化デンプン、リン酸エステル化デンプン等のエステル化デンプン、エーテル化デンプン等）、ゼラチン、キトサン類、ポリビニルアルコール系樹脂（ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等）、セルロース系樹脂（メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等）、ポリアクリル酸系樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等が挙げられる。また、水性樹脂エマルジョンの例としては、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ラテックス類（ポリ（スチレン／ブタジエン）樹脂、ポリ（アクリロニトリル／ブタジエン）樹脂）、ポリ（エチレン／酢酸ビニル）樹脂等の非水溶性樹脂を水中に分散させたものが挙げられる。
【００２４】
本発明に係る磁性吸着剤におけるバインダーの含有率は５〜５０質量％が好ましく、特に１０〜３０質量％となるようにするのが好ましい。磁性吸着剤中のバインダーの含有率が５質量％を下回ると磁性吸着剤の物理的強度が低下して、磁性吸着剤が分解しやすくなる。また、バインダーの含有率が５０質量％を上回ると、セシウムの吸着効率が低下しやすくなる。水溶性樹脂には耐水化処理を施すことが好ましい。耐水化処理法としては特に制限はなく、各種アルデヒド化合物、メチロール化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物による架橋反応等を利用することができる。
【００２５】
本発明に係る磁性吸着剤の製造方法としては、磁性体粒子とセシウム吸着性化合物とをバインダーとともに混合、乾燥、粉砕する方法がある。別の方法として磁性体粒子とセシウム吸着性化合物とをモノマーとともに塊状重合させ、乾燥、粉砕する方法もあるが、製造工程の制御のしやすさやコストの点から、前者の方法が有利である。各工程において用いられる装置について、特に制限はない。乾燥後の磁性吸着剤は、機械的に粉砕する等により適宜粒子径を調整される。磁性吸着剤の粒子径は２０ｍｍ以下が、放射性セシウム溶出液への投入、攪拌、分離等の作業性の点で、好ましい。より好ましくは０．５〜１０ｍｍ、特に好ましくは１〜７ｍｍである。
【００２６】
本発明に係わる磁性吸着剤としては、磁性吸着剤の安定性、セシウム吸着性の点で、磁性体粒子とゼオライトを水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したもの、磁性体粒子と水不溶性フェロシアン化物を水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものが好ましい。
【００２７】
セシウム吸着性化合物として水不溶性フェロシアン化物を用いる場合には、上述したように予め合成しておいた水不溶性フェロシアン化物を、磁性体粒子およびバインダーとともに混合、乾燥、粉砕することにより磁性吸着剤を得ることもできるが、水不溶性フェロシアン化物をバインダーの存在下に合成し、次いで磁性体粒子と混合、乾燥、粉砕する方法を取ることもできる。後者の方法は、水不溶性フェロシアン化物が微粒子の状態で安定に存在し、その比表面積が大きくなることから高いセシウム吸着能が発現するので有利である。水溶性樹脂の存在下に水不溶性フェロシアン化物を合成するには、水溶性樹脂の溶液に可溶性フェロシアン化物を溶かしておき、攪拌しつつここへ遷移金属イオン溶液を添加するか、あるいは逆に、水溶性樹脂の溶液に遷移金属イオンを溶かしておき、攪拌しつつここへ可溶性フェロシアン化物溶液を添加すればよい。水溶性樹脂の溶液に遷移金属イオンを溶かすと、ゲル状物が分離することがあるので、前者の合成法が好ましい。
【００２８】
本発明の放射性セシウム除去方法は、放射性セシウムで汚染された水から放射性セシウムを除去することを対象とする。放射性セシウムを含有する溶液としては、放射性セシウムを含む固形物を水中に投入・攪拌し、放射性セシウムを溶出させた放射性セシウム溶出水も含まれる。溶出を行う水には、固形物からの放射性セシウムの溶出性を高めるため、セシウム溶出剤を含有させてもよいし、水を加熱してもよい。
【００２９】
放射性セシウムを水中に溶出したのち固形物を水中から除去を行う方法としては、スクリュープレス、フィルタープレス、ローラープレス、真空脱水機、遠心濃縮脱水機、ベルトプレス、ベルトスクリーン、振動ふるい、多重板波動フィルター、多重円板脱水機等の脱水装置により脱水する方法等が挙げられる。
【００３０】
磁性吸着剤の投入に関しては、固形物を放射性セシウム溶出液から除去したのち磁性吸着剤を投入してもよいし、該固形物を除去せずに磁性吸着剤を投入してもよいが、放射性セシウムの除去率を高める点で前者の方法が好ましい。放射性セシウム溶出液と磁性吸着剤の接触方法としては、放射性セシウム溶出液に磁性吸着剤を投入して静置および／または攪拌するバッチ処理が、簡便な装置で実施できるので好ましい。
【００３１】
放射性セシウム溶出液に対する磁性吸着剤の添加量に制限はなく、放射性セシウムが目的とするレベルまで除去される添加量を、放射性セシウムの濃度に応じて実験的に定めればよい。例えば放射性セシウム濃度が０．００１質量％（１０ｐｐｍ）で他のイオンを含んでいない場合、９０％以上の放射性セシウムを分離するためには、添加する磁性吸着剤のセシウム吸着容量が、被処理液内に存在する放射性セシウム量の２〜１００倍となるように加えることが好ましい。磁性吸着剤量が２倍を下回ると、放射性セシウムの除去が不十分となることがある。また１００倍を超えて加えても放射性セシウム除去レベルには変化がなく不経済であるとともに、場合によっては攪拌や磁気分離作業に対して支障となることがある。
【００３２】
磁性吸着剤の攪拌方法としては、攪拌羽根で攪拌する方法、エアレーションなど曝気による方法、電磁石制御により磁性吸着剤を攪拌する方法などが挙げられる。放射性セシウム溶出液中で磁性吸着剤を攪拌する時間は、１０分〜５時間が好ましい。より好ましくは２０分〜３時間である。接触時間が１０分より短いと、放射性セシウムの吸着が不十分となることがある。５時間より長く接触させても、吸着がすでに平衡に達しているため作業効率上好ましくない上に、長時間の攪拌が磁性吸着剤の機械的な強度に悪影響を与えることがある。
【００３３】
放射性セシウムを吸着した磁性吸着剤は、永久磁石、電磁石、超電導磁石によって短時間に集磁され、放射性セシウムが除かれた固形物から分離される。磁気分離装置としては、例えば特開２０１０−３６１１３号公報に開示される装置が挙げられるが、これに限定されず、特に制限はない。
【実施例】
【００３４】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでない。なお、実施例中の百分率は、質量基準である。
【００３５】
＜磁性吸着剤１の合成＞
平均粒径５μｍの四三酸化鉄３００ｇとゼオライト（新東北化学工業（株）；ゼオフィルＣＰ）１０５ｇを、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール（日本合成化学工業（株）；Ｚ２００）１０％水溶液６９０ｇと４０％グリオキザール水溶液８．７ｇともに乳鉢で混練し、プラスチック容器に広げて８０℃で３分乾燥させた。得られた乾燥固形物をミニブレンダーで粉砕して磁性吸着剤１を４５０ｇ得た。
【００３６】
＜磁性吸着剤２の合成＞
アセトアセチル変性ポリビニルアルコール１０％水溶液６９０ｇをポリウレタン樹脂（ＤＩＣ（株）製；ハイドランＣＰ−７０２０；固形分４０％）１７２．５ｇに置き換える他は、磁性吸着剤１の合成と同様に操作して、磁性吸着剤２を４５０ｇ得た。
【００３７】
＜磁性吸着剤３の合成＞
ゼオライト１０５ｇをフェロシアン化鉄（大日精化工業（株）；ＭＩＬＯＲＩ  ＢＬＵＥ  ９０５）１０５ｇに置き換える他は、磁性吸着剤１の合成と同様に操作して、磁性吸着剤３を４５０ｇ得た。
【００３８】
＜磁性吸着剤４の合成＞
平均粒径５μｍの四三酸化鉄３００ｇとフェロシアン化鉄（大日精化工業（株）；ＭＩＬＯＲＩ  ＢＬＵＥ  ９０５）１０５ｇを、ポリビニルアルコール（（株）クラレ；ＰＶＡ１１７）１０％水溶液６９０ｇとともに乳鉢で混練し、プラスチック容器に広げて８０℃で３分乾燥させた。得られた乾燥固形物をミニブレンダーで粉砕して磁性吸着剤４を４５０ｇ得た。
【００３９】
＜磁性吸着剤５の合成＞
アセトアセチル変性ポリビニルアルコールをポリウレタン樹脂に置き換える他は、磁性吸着剤３の合成と同様に操作して、磁性吸着剤５を４５０ｇ得た。
【００４０】
＜磁性吸着剤６の合成＞
アセトアセチル変性ポリビニルアルコール１０％水溶液６９０ｇに、フェロシアン化カリウム３水和物（１２６ｇ）の水溶液５１０ｍｌを加え、攪拌しつつ硫酸ニッケル６水和物（７８ｇ）の水溶液３００ｍｌを添加した。１０分かき混ぜたのち、平均粒径５μｍの四三酸化鉄（３００ｇ）を加えてさらに５分かき混ぜ、さらに、４０％グリオキザール水溶液を８．７ｇ加えて１０分かき混ぜた後、プラスチック容器に広げて８０℃で３時間乾燥させた。得られた乾燥固形物をミニブレンダーで粉砕して、磁性吸着剤６を４２０ｇ得た。
【００４１】
実施例１
放射性セシウムを含む放射能濃度３８５Ｂｑ／ｋｇの水１０Ｌに、磁性吸着剤１を３５０ｇ添加し、スリーワンモーターにて３０分間、強攪拌した。その後、磁石を当てて磁性吸着剤を集め、水相を得た。こうして得た処理液の放射能濃度は３８Ｂｑ／ｋｇであった。この処理液を平均細孔径０．０２μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸からなるＭＦ膜に通した。この最終処理液の放射能濃度は３５Ｂｑ／ｋｇであった。新たに放射性セシウムを含む放射能濃度３８５Ｂｑ／ｋｇの水１０Ｌを用意し、回収した磁性吸着剤を添加・攪拌し、磁性吸着剤の除去、未交換のＭＦ膜を用いた処理液の膜処理の操作を１０回繰り返したが、膜の閉塞等のトラブルはなく同様の処理が可能であった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１２０Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は４７Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４２】
実施例２
磁性吸着剤２を用いた以外は実施例１と同様にして、最終処理液を得た。１回目の処理時の膜処理前の処理液の放射能濃度は３６Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は３３Ｂｑ／ｋｇであった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１１６Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は４４Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４３】
実施例３
磁性吸着剤３を用いた以外は実施例１と同様にして、最終処理液を得た。１回目の処理時の膜処理前の処理液の放射能濃度は３２Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は３０Ｂｑ／ｋｇであった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１１１Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は４１Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４４】
実施例４
磁性吸着剤４を用いた以外は実施例１と同様にして、最終処理液を得た。１回目の処理時の膜処理前の処理液の放射能濃度は５１Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は４２Ｂｑ／ｋｇであった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１６２Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は６８Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４５】
実施例５
磁性吸着剤５を用いた以外は実施例１と同様にして、最終処理液を得た。１回目の処理時の膜処理前の処理液の放射能濃度は３０Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２８Ｂｑ／ｋｇであった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１０８Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は３９Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４６】
実施例６
磁性吸着剤６を用いた以外は実施例１と同様にして、最終処理液を得た。１回目の処理時の膜処理前の処理液の放射能濃度は２７Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２５Ｂｑ／ｋｇであった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１０４Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は３６Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４７】
比較例１
実施例６において、ＭＦ膜を通さずに最終処理液を得た。１回目の処理時の処理液の放射能濃度は２７Ｂｑ／ｋｇ、１０回繰り返し時の処理液の放射能濃度は１０４Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４８】
実施例、比較例で得られたＭＦ膜を通す前後の放射能濃度を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2014074693.tif 000002
【００５０】
実施例に示すように、放射性セシウムを含有する溶液を磁性吸着剤とともに攪拌し、磁性吸着剤を除いた後、分離膜を通過させることにより、最終処理液の放射能濃度を大きく低減することが可能となる。特に、放射性セシウムを含有する溶液を繰り返し処理した場合に、膜処理後の最終処理液の放射能濃度の低減効果が顕著である。磁性吸着剤が、磁性体粒子とゼオライトを水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものである実施例１、２、磁性体粒子と水不溶性フェロシアン化物を水性樹脂エマルジョンまたは耐水化された水溶性樹脂を用いて結着したものである実施例３、５、水不溶性フェロシアン化物が水溶性樹脂の存在下に製造されたのち耐水化されたものである実施例６は、バインダーに耐水化されていない水溶性樹脂を用いた実施例４に比べ、膜処理前後の放射能濃度が低く、好ましい。
【００５１】
一方、分離膜を通さない比較例１は、分離膜を通した実施例６に比べ、最終処理液の放射能濃度が大きくなっている。
【００５２】
実施例７
実施例６において、ＭＦ膜の代わりに、平均細孔径０．００８μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸からなるＵＦ膜を用い、最終処理液を得た。実施例６と同様に繰り返し処理を行ったが、２回繰り返したところで膜が閉塞し、使用不能となった。１回目の膜処理前の処理液の放射能濃度は２７Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２２Ｂｑ／ｋｇであった。２回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は２８Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２２Ｂｑ／ｋｇであった。
【００５３】
実施例８
実施例６において、ＭＦ膜の代わりに、平均細孔径０．０１２μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸からなるＭＦ膜を用い、最終処理液を得た。実施例６と同様に繰り返し処理を行ったが、６回繰り返したところで膜が閉塞し、使用不能となった。１回目の膜処理前の処理液の放射能濃度は２７Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２３Ｂｑ／ｋｇであった。６回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は５７Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２８Ｂｑ／ｋｇであった。
【００５４】
実施例９
実施例６において、ＭＦ膜の代わりに、平均細孔径０．６μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸からなるＭＦ膜を用い、最終処理液を得た。実施例６と同様に繰り返し処理を１０回行ったが、膜の閉塞等のトラブルはなく同様の処理が可能であった。１回目の処理時の膜処理前の処理液の放射能濃度は２７Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２５Ｂｑ／ｋｇであった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１０４Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は３９Ｂｑ／ｋｇであった。
【００５５】
実施例１０
実施例６において、ＭＦ膜の代わりに、平均細孔径２．５μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸からなるＭＦ膜を用い、最終処理液を得た。実施例６と同様に繰り返し処理を１０回行ったが、膜の閉塞等のトラブルはなく同様の処理が可能であった。１回目の処理時の膜処理前の処理液の放射能濃度は２７Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２６Ｂｑ／ｋｇであった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１０４Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は４４Ｂｑ／ｋｇであった。
【００５６】
実施例１１
実施例６において、ＭＦ膜の代わりに、平均細孔径９μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸からなるＭＦ膜を用い、最終処理液を得た。実施例６と同様に繰り返し処理を１０回行ったが、膜の閉塞等のトラブルはなく同様の処理が可能であった。１回目の処理時の膜処理前の処理液の放射能濃度は２７Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２６Ｂｑ／ｋｇであった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１０４Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は５３Ｂｑ／ｋｇであった。
【００５７】
実施例１２
実施例６において、ＭＦ膜の代わりに、平均細孔径１２μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸からなる膜を用い、最終処理液を得た。実施例６と同様に繰り返し処理を１０回行ったが、膜の閉塞等のトラブルはなく同様の処理が可能であった。１回目の処理時の膜処理前の処理液の放射能濃度は２７Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は２６Ｂｑ／ｋｇであった。１０回繰り返し時の膜処理前の処理液の放射能濃度は１０４Ｂｑ／ｋｇ、膜処理後は６７Ｂｑ／ｋｇであった。
【００５８】
実施例６〜１２で得られた、膜を通す前後の放射能濃度、処理可能回数を表２に示す。
【００５９】
【表２】
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【００６０】
実施例６〜１２の比較より、分離膜にＭＦ膜を用いた実施例６、８〜１１は、膜の閉塞が少なく、膜処理後の処理液の放射能濃度が小さくなり、好ましい。平均細孔径が０．０１５μｍ以上３μｍ以下である実施例６、９、１０は、膜の閉塞がいっそう起こりにくく、膜処理後の処理液の放射能濃度も小さくでき、特に好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、放射性セシウムを含有する溶液を磁性吸着剤とともに攪拌し、磁気分離装置によって磁性吸着剤を除き、分離膜を通過させることにより、放射性セシウムを含有する溶液から、効率良く放射性セシウムを分離することができる。本発明は特に放射性セシウムを含有する溶液、さらには汚泥、土壌、焼却灰の除染に有効であると考えられる。