(57)【要約】【課題】磁性吸着剤を用いて、放射性セシウムを含有する処理液から放射性セシウムを分離するのみならず、その他の排水規制物質を排水基準以下の濃度とする方法を提供する。【解決手段】Ａ）少なくとも水不溶性フェロシアン化物を含有する磁性吸着剤を放射性セシウムを含有する処理液と接触させ、磁性吸着剤に放射性セシウムを吸着させる工程、Ｂ）前記処理液から磁気分離装置によって磁性吸着剤を回収する工程、Ｃ）工程Ｂを経た処理液に、フェロシアン化物イオンの不溶化剤を添加・処理する工程、からなる放射性セシウム処理方法。工程Ｃを経た処理液は、不溶化したフェロシアン化物を除去・回収することが好ましく、また不溶化剤が二価の鉄塩、亜鉛塩を含有すると好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ）少なくとも水不溶性フェロシアン化物を含有する磁性吸着剤を、放射性セシウムを含有する処理液と接触させ、磁性吸着剤に放射性セシウムを吸着させる工程、
Ｂ）前記処理液から磁気分離装置によって磁性吸着剤を回収する工程、
Ｃ）工程Ｂを経た処理液に、フェロシアン化物イオンの不溶化剤を添加・処理する工程、
からなる放射性セシウム処理方法。
【請求項２】
さらに、工程Ｃを経た処理液から不溶化したフェロシアン化物を除去・回収する工程を含む請求項１記載の放射性セシウム処理方法。
【請求項３】
不溶化剤が二価の鉄塩、亜鉛塩を含有する請求項１記載の放射性セシウム処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性吸着剤を用いて、放射性セシウムを含有する処理液から放射性セシウムを分離するのみならず、その他の排水規制物質を排水基準以下の濃度と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】
フェロシアン化金属化合物は、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の共存イオンの存在下においても、放射性セシウムに対する高い選択性を有する吸着剤であることは知られている。フェロシアン化金属化合物と磁性を組み合わせた磁性吸着剤としては、磁性ナノ粒子からなるコア部、被覆層、さらに金属フェロシアン化物、ゼオライト等からなる表層を順次積層した多層機造からなる磁性吸着剤が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、紺青、鉄と酸化鉄の少なくともいずれかの磁性体、及び高分子化合物を必須成分として含有する磁性吸着剤が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
これらの磁性吸着剤により、所望の放射性セシウム吸着性を持たせることは可能であるが、磁性吸着剤を回収した後の処理水中に、フェロシアン化金属化合物由来のフェロシアン化物イオン、および磁性により回収されないフェロシアン化物が漏出するという問題が生じていた。水質汚濁防止法により、フェロシアン化物を含めたシアン化合物は規制物質となっており、排水基準は１ｍｇ／Ｌである。排水基準を上回るシアン化合物濃度となった場合には、何らかの方法で処理水中のシアン化合物濃度を下げる処理をする必要が生じ、作業が煩雑となっていた。
【０００５】
本発明者らは、吸着性が良好で実用的な磁性吸着剤として、磁性体粒子と水不溶性フェロシアン化物を水溶性樹脂や水性樹脂エマルジョンを用いて結着させた磁性吸着剤を開発した。しかしながら、磁性吸着剤を回収した後の処理水中にフェロシアン化物が漏出するという問題が生じていた。このような漏出したフェロシアン化物は磁性体粒子を有しておらず、磁性が弱いため、磁気回収装置により回収されがたく、磁性吸着剤の回収率の低下、処理水からのセシウム磁気分離率の低下を招いていた。また、漏出した固形状のフェロシアン化物は膜処理により除去可能であるが、水中に溶出してフェロシアン化物イオンとなったものは膜処理による除去が難しく、処理水中に残ることになり、排水基準を満たすべく何らかの処理をする必要が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９３２０５４号公報
【特許文献２】特開２０１３−２８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、磁性吸着剤を用いて、放射性セシウムを含有する処理液から放射性セシウムを分離するのみならず、その他の排水規制物質を排水基準以下の濃度とする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を鋭意研究し、Ａ）少なくとも水不溶性フェロシアン化物を含有する磁性吸着剤を、放射性セシウムを含有する処理液と接触させ、磁性吸着剤に放射性セシウムを吸着させる工程、
Ｂ）前記処理液から磁気分離装置によって磁性吸着剤を回収する工程、
Ｃ）工程Ｂを経た処理液に、フェロシアン化物イオンの不溶化剤を添加・処理する工程、
からなる放射性セシウム処理方法により、放射性セシウムを含有する溶液から放射性セシウムを分離し得るのみならず、処理液中に含まれるフェロシアン化物等の排水基準を満たすことができることを見いだして、本発明に到達した。
【０００９】
さらに、工程Ｃを経た処理液中から不溶化したフェロシアン化物を除去・回収することが好ましい。
【００１０】
また、不溶化剤が二価の鉄塩、亜鉛塩を含有すると好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、少なくとも水不溶性フェロシアン化物を含有する磁性吸着剤を、放射性セシウムを含有する処理液と接触させ、磁気分離装置によって磁性吸着剤を回収する。磁性吸着剤を回収した後の処理液中に水不溶性のフェロシアン化物や水溶性のフェロシアン化物イオンの漏出が発生した場合、水不溶性で固形状のフェロシアン化物は膜処理により除去可能であるが、処理液中に溶出したフェロシアン化物イオンは膜処理による除去が難しく、処理液中に残ることになり、排水基準を満たすべく何らかの処理をする必要が生じていた。こうしたフェロシアン化物イオンを処理すべく、フェロシアン化物イオンの不溶化剤を添加し、フェロシアン化物イオンを不溶化した後、処理液を分離膜に通過させることにより、フェロシアン化物イオンを除去することができ、処理液中の規制物質を排水基準以下の濃度とすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の放射性セシウム処理方法を詳細に説明する。
本発明の放射性セシウム処理方法は、少なくとも水不溶性フェロシアン化物を含有する磁性吸着剤を、放射性セシウムを含有する処理液と接触させ、処理液中の放射性セシウムを該磁性吸着剤により吸着させる。磁気分離装置によって放射性セシウム吸着後の磁性吸着剤を回収する際に、処理液中に漏出したフェロシアン化物イオンを不溶化剤により不溶化させた後、分離膜に通過させ、処理液中のフェロシアン化物イオンを除去することを特徴とする。処理液中のフェロシアン化物イオンは磁気分離装置により回収できず、折角放射性セシウムの排水基準をクリアできても、フェロシアン化物イオン等の規制物質の排水基準をクリアできなければ排水できないが、本発明の方法により、フェロシアン化物イオンを処理液中から除去し、シアン化合物濃度を排水基準以下に下げることが可能となる。
【００１３】
工程Ａでは、少なくとも水不溶性フェロシアン化物を含有する磁性吸着剤を、放射性セシウムを含有する処理液と接触させ、磁性吸着剤に放射性セシウムを吸着させる。水不溶性フェロシアン化物は、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の共存イオンの存在下においても、放射性セシウムに対する高い選択性を有している。放射性セシウムを含有する処理液が、放射性セシウムが付着した可燃物の焼却灰を水で洗浄し、放射性セシウムを溶出させた液である場合、この処理液にはナトリウム、カリウム、カルシウム等の共存イオンを数％のオーダーで含有している。水不溶性フェロシアン化物は、こうした高濃度の共存イオン存在下でも優れた放射性セシウム吸着能を有しており、好適に使用できる。
【００１４】
工程Ｂでは、前記混合溶液から磁気分離装置によって磁性吸着剤を回収する。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、超電導磁石等を利用した磁気分離装置によって短時間に集磁・回収できる。工程ＡおよびＢを経た処理液は、高収率で放射性セシウムが除去されているが、磁性吸着剤からどうしても水不溶性のフェロシアン化物や水溶性のフェロシアン化物イオンが漏出してしまう。
【００１５】
そこで、工程Ｃでは、放射性セシウムが除去された処理液に、フェロシアン化物イオンの不溶化剤を添加する。不溶化剤はフェロシアン化物イオンを不溶化させる材料であれば、特に限定されず使用可能である。例えば、多価金属塩が挙げられる。本発明に用いられる多価金属塩としては、カルシウム、バリウム、マンガン、ニッケル、アルミニウム、鉄、亜鉛、ジルコニウム、マグネシウム、タングステン、モリブデン等から選ばれる金属塩が挙げられる。具体的には、例えば、酢酸カルシウム、塩化カルシウム、蟻酸カルシウム、硫酸カルシウム、酢酸バリウム、塩化マンガン、酢酸マンガン、蟻酸マンガン、硫酸マンガンアンモニウム、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、酢酸ニッケル、硫酸ニッケルアンモニウム、アミド硫酸ニッケル、フェノールスルフォン酸ニッケル、硫酸アルミニウム、亜硫酸アルミニウム、チオ硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩基性ポリ水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、臭化鉄（II）、臭化鉄（III）、塩化鉄（II）、塩化鉄（III）、硫酸鉄（II）、硫酸鉄（III）、ポリ硫酸第二鉄、硝酸鉄（II）、硝酸鉄（III）、酢酸鉄（II）、酢酸鉄（III）、リン酸鉄（II）、リン酸鉄（III）、臭化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、フェノールスルフォン酸亜鉛、酢酸亜鉛、蟻酸亜鉛、リン酸亜鉛、酢酸ジルコニウム、塩化ジルコニウム、塩化酸化ジルコニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、リンタングステン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウムタングステン、１２タングストリン酸等が挙げられる。
【００１６】
これらのうち、不溶化剤は二価の鉄塩、亜鉛塩を含有すると好ましい。これら２種の塩は、フェロシアン化物イオンを不溶化する効果が高く、少ない添加量で有効に働き、後工程の分離膜処理により処理液中のシアン化合物濃度を排水基準以下とすることができる。不溶化剤は１種を単独で用いても、または２種以上を混合して用いても良い。
【００１７】
不溶化剤の添加は、本発明に係る工程Ｃにおける放射性セシウムが除去された処理液中のフェロシアン化物イオン濃度が、シアン化合物の排水基準である１ｍｇ／Ｌ以下となるように適宜調節される。添加量が少なすぎると、フェロシアン化物イオン濃度が十分に下がらず、排水基準濃度以下とすることができない場合がある。添加量が多すぎると、効果が飽和するばかりか、不溶化剤自体が水質汚濁防止法による規制物質である場合、不溶化剤の濃度を排水基準以下とする処理が必要となり、不溶化剤を不溶化等して分離する必要が生ずる場合がある。
【００１８】
さらに、工程Ｃを経た処理液は、不溶化したフェロシアン化物を除去・回収することが好ましい。この工程Ｄにより処理液のフェロシアン化物イオン濃度は、シアン化合物の排水基準以下に低減される。不溶化したフェロシアン化物を除去・回収には公知の方法を用いることができ、本発明では特に限定しないが、分離膜を用いることが好ましい。
【００１９】
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、水不溶性フェロシアン化物のろ過性、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、水不溶性フェロシアン化物のろ過・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。
【００２０】
本発明に係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。
【００２１】
本発明に係る磁性吸着剤は少なくとも水不溶性フェロシアン化物と磁性体粒子からなり、水不溶性フェロシアン化物と磁性体粒子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。
【００２２】
水不溶性フェロシアン化物の具体例としては、例えば一般式[Ｍ]ａ[Ｆｅ(ＣＮ)６]ｂ（ただし、ＭはＣｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｎ、Ｆｅ等の遷移金属、あるいはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ等のアルカリ土類金属であり、ａとｂはＭの価数×ａ＝４×ｂを満たす整数である）で表されるフェロシアン化物、またはＭの一部が、一価の陽イオンにより置換されているフェロシアン化物や遷移金属がＭｏ、Ｔｉ、Ｗ等の酸化物で置き換わったフェロシアン化物で、水に不溶のものを挙げることができる。これらの中で、安価で安全性が高く、セシウムの吸着性に優れる点で、フェロシアン化鉄が好ましい。
【００２３】
水不溶性フェロシアン化物としては、予め合成し、必要により乾燥しておいた水不溶性フェロシアン化物を、バインダー、磁性体粒子と共に造粒、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、水性液中で水不溶性フェロシアン化物を合成し、次いでバインダー、磁性体粒子と造粒、乾燥、粉砕する方法を採ることもできる。後者の方法によると、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セシウム用磁性吸着剤として有利であるばかりか、水不溶性フェロシアン化物合成時の水分除去が不要となり、バインダー等との混合時にバインダー由来の水分が利用できるために好ましい。
【００２４】
水性液中で水不溶性フェロシアン化物を合成する方法としては、水中に可溶性フェロシアン化物を溶かしておき、撹拌しつつここへ遷移金属イオン溶液および／またはアルカリ土類金属イオン溶液等を添加するか、あるいは逆に、水中に遷移金属イオン溶液および／またはアルカリ土類金属イオン溶液等を溶かしておき、撹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良い。水中にバインダーを予め混合しておいても構わない。バインダーに遷移金属イオンあるいはアルカリ土類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、水中で水不溶性フェロシアン化物を合成した後、バインダー液を添加する、あるいは水中に可溶性フェロシアン化物およびバインダー液を混合した後、遷移金属イオン溶液、アルカリ土類金属イオン溶液等を添加する方法が好ましい。
【００２５】
可溶性フェロシアン化物としては、フェロシアン化ナトリウム、フェロシアン化カリウム等が挙げられる。水不溶性フェロシアン化物が一般式[Ｍ]ａ[Ｆｅ(ＣＮ)６]ｂで表される場合、可溶性フェロシアン化物中のフェロシアン化物イオンのモル数と、遷移金属イオン溶液、アルカリ土類金属イオン溶液中の各金属イオンの価数とモル数の積との比率が１:４の時に、過不足なく反応が行われる。一般式[Ｍ]ａ[Ｆｅ(ＣＮ)６]ｂのＭの一部が三価のイオンであり、残りが一価の陽イオン１個で置き換わった水不溶性フェロシアン化物の場合、可溶性フェロシアン化物中のフェロシアン化物イオンのモル数と、遷移金属イオン溶液、アルカリ土類金属イオン溶液中の各金属イオンの価数とモル数の積との比率が１：３の時に、過不足なく反応が行われる、また、一般式[Ｍ]ａ[Ｆｅ(ＣＮ)６]ｂのＭの一部が二価のイオンであり、残りが一価の陽イオン２個で置き換わった水不溶性フェロシアン化物の場合、可溶性フェロシアン化物中のフェロシアン化物イオンのモル数と、遷移金属イオン溶液、アルカリ土類金属イオン溶液中の各金属イオンの価数とモル数の積との比率が１：２の時に、過不足なく反応が行われる。可溶性フェロシアン化物中のフェロシアン化物イオンのすべてが反応するように、両者の比率を調整することが好ましい。具体的には１：２〜１：８が好ましく、１：３〜１：６がより好ましく、１：４〜１：５が特に好ましい。
【００２６】
本発明に係る水不溶性フェロシアン化物の含有率は、磁性吸着剤全固形分の１．５〜２０質量％が好ましく、２〜１０質量％がより好ましく、２〜８質量％が特に好ましい。水不溶性フェロシアン化物の含有率が１．５質量％を下回るとセシウムの吸着効率の低下は否めない。逆に、水不溶性フェロシアン化物の含有率が２０質量％を上回っても、セシウムの吸着効率の向上は期待できないばかりか、セシウム吸着時の機械的撹拌等によりフェロシアン化物のセシウム含有液中への漏出が起こりやすくなる。また、水性液中で合成された水不溶性フェロシアン化物の分散液を使用する場合、合成時に使用する水量が増えるため、各成分の混合物あるいは造粒物を乾燥させて磁性吸着剤を得る際に、蒸発させる水の量が増え、製造時の効率が下がる場合がある。
【００２７】
本発明の目的を妨げない範囲において、水不溶性フェロシアン化物以外のセシウム吸着性化合物を使用することもできる。例えば、ゼオライト、結晶質四チタン酸、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。
【００２８】
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１０〜９７質量％が好ましく、特に２０〜９５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しやすくなる。また、磁性体粒子の含有率が９７質量％を上回ると、水不溶性フェロシアン化物の含有率が低くなり、セシウム吸着性が低下しやすくなる。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
本発明に係る磁性吸着剤に用いるバインダーの含有率は、磁性吸着剤全固形分の１．５〜２０質量％が好ましく、２〜１５質量％がより好ましく、２〜１０質量％が特に好ましい。バインダーの含有率が１．５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。含有率が２０質量％を上回ると、結着性や機械的強度は申し分ないが、セシウムの吸着効率が低下しやすくなる。
【００３２】
本発明に係る磁性吸着剤は、本発明の目的を妨げない範囲で、可塑剤、界面活性剤、無機・有機顔料、紫外線吸収剤、防腐剤、酸化防止剤等を添加することができる。
【００３３】
本発明に係る磁性吸着剤の製造方法としては、例えば、撹拌造粒法、流動層造粒法、押出造粒法、転動造粒法、転動流動造粒法、圧縮造粒法、破砕造粒法、噴霧造粒法等が挙げられる。
【００３４】
本発明に係る磁性吸着剤は、各成分を混合・乾燥した後、機械的に粉砕するなどにより適宜粒子径を調整される。造粒法にて磁性吸着剤を製造する場合は、造粒物を粉砕し、粒子径を調整した後、乾燥を行っても良い。磁性吸着剤の粒子径は２０ｍｍ以下が、セシウム溶出液への投入、撹拌、回収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。
【００３５】
本発明の放射性セシウム処理方法は、放射性セシウムを含有する処理液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処理液としては、放射性セシウムを含む固形物を水中に投入・撹拌し、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。特に、放射性セシウムが付着した可燃物の焼却灰を水で洗浄し、放射性セシウムを溶出させた溶液に好適に使用できる。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良いし、水を加熱しても良い。
【００３６】
放射性セシウムを水中に溶出した後、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。
【００３７】
磁性吸着剤と放射性セシウムを含有する処理液との接触に関しては、固形物を放射性セシウム溶出液から除去した後に磁性吸着剤を投入しても良いし、該固形物を除去せずに磁性吸着剤を投入しても良いが、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／または撹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。
【００３８】
放射性セシウムを含有する溶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良い。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倍以上を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、場合によっては撹拌や磁気分離作業に対して支障となることがある。
【００３９】
磁性吸着剤の撹拌方法としては、撹拌羽根で撹拌する方法、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撹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撹拌する時間は、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、長時間の撹拌により磁性吸着剤からの水不溶性のフェロシアン化物や水溶性のフェロシアン化物イオンの漏出量が増大して好ましくない。
【実施例】
【００４０】
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。
【００４１】
実施例１
＜磁性吸着剤の作製＞
フェロシアン化カリウム３水和物９０ｇを水３６０ｇに溶解させた。別の容器に４０％の塩化鉄（III）水溶液１２０ｇを用意し、撹拌しつつフェロシアン化カリウム水溶液をゆっくりと全量添加し、１０分間撹拌した。さらに、水性樹脂エマルジョンであるポリ塩化ビニルエマルジョン（日信化学工業（株）；ビニブラン９８５；３７％）を３００ｇ添加して１０分間撹拌し、水不溶性フェロシアン化鉄および水性樹脂エマルジョンを含む水性液を作製した。ベッセル容量１０Ｌのヘンシェル撹拌造粒機に、磁性体粒子である平均粒子径５μｍの四三酸化鉄１．２ｋｇを入れ、撹拌しながら水性液を添加し、添加後１０分間撹拌し、造粒物を作製した。得られた造粒物をカッターミルで粉砕して、２ｍｍのふるいを通した後、１０５℃で２４時間乾燥し、少なくとも水不溶性フェロシアン化物を含有する磁性吸着剤を得た。
【００４２】
＜放射性セシウムを含有する処理液の調製＞
約２４００Ｂｑ／ｋｇの放射性セシウムを含む飛灰２ｋｇを水１０Ｌに投入し、スリーワンモーターにて１時間撹拌して放射性セシウムを水中に溶出させた。この飛灰分散液をろ紙を用いてろ過し、ろ液の液量が１０Ｌになるように水を添加し、放射性セシウムを含有する処理液を得た。この放射性セシウム含有液の放射能濃度は３８５Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４３】
＜磁性吸着剤による放射性セシウムの吸着・磁性吸着剤の回収＞
放射性セシウムを含有する処理液の調製で得た処理液１０Ｌに、磁性吸着剤の作製で得た磁性吸着剤を３５０ｇ添加し、スリーワンモーターにて３０分間撹拌して、磁性吸着剤に放射性セシウムを吸着させた（工程Ａ）。その後、磁石を当てて磁性吸着剤を集め、水相を得た（工程Ｂ）。こうして得た処理液の放射能濃度は３８Ｂｑ／ｋｇであった。
【００４４】
＜処理液中のフェロシアン化物イオン濃度測定＞
工程Ｂを経た処理液中の約１０ｍＬについて、メンブレンフィルター（アドバンテック社製、ＤＩＳＭＩＣ−１３ＨＰ（０．４５μｍ））を通し、飛灰の夾雑物、磁性吸着剤の分解物等をろ別し、フェロシアン化物イオン濃度測定用のろ液を得た。このろ液について「平成１４年７月１２日付食品第０７１２００１号食品保健部長通知における別添試験法」に準じてフェロシアン化物イオン濃度の測定を行ったところ、８．７ｍｇ／Ｌであった。
【００４５】
＜処理液への不溶化剤の添加＞
工程Ｂを経た処理液の残り約１０Ｌに不溶化剤として塩化鉄（II）水溶液（固形分濃度：１０％）を５ｇ添加し、１０分間撹拌し、処理液を得た（工程Ｃ）。この処理液中の約１０ｍＬについて、メンブレンフィルター（アドバンテック社製、ＤＩＳＭＩＣ−１３ＨＰ（０．４５μｍ））を通し、不溶化したフェロシアン化物等をろ別し、フェロシアン化物イオン濃度測定用のろ液を得た（工程Ｄ）。このろ液について「平成１４年７月１２日付食品第０７１２００１号食品保健部長通知における別添試験法」に準じてフェロシアン化物イオン濃度の測定を行った。フェロシアン化物イオンは０．１３ｍｇ／Ｌであった。
【００４６】
実施例２
実施例１で用いた不溶化剤を塩化亜鉛水溶液（固形分濃度：１０％）に変更した以外は実施例１と同様にして、放射性セシウムを含有する処理液の処理を行った。その結果、フェロシアン化物イオンは０．１８ｍｇ／Ｌであった。
【００４７】
実施例３
実施例１で用いた不溶化剤を塩化鉄（III）水溶液（固形分濃度：１０％）に変更した以外は実施例１と同様にして、放射性セシウムを含有する処理液の処理を行った。フェロシアン化物イオンは０．３２ｍｇ／Ｌであった。
【００４８】
実施例１〜３で得られた放射能濃度、フェロシアン化物イオン濃度の測定結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2015040802.tif 000002
【００５０】
実施例１〜３に示すように、Ａ）少なくとも水不溶性フェロシアン化物を含有する磁性吸着剤を、放射性セシウムを含有する処理液と接触させ、磁性吸着剤に放射性セシウムを吸着させる工程、Ｂ）前記処理液から磁気分離装置によって磁性吸着剤を回収する工程、Ｃ）工程Ｂを経た処理液に、フェロシアン化物イオンの不溶化剤を添加・処理する工程を経ることにより、放射性セシウムを含有する溶液から放射性セシウムを分離し、かつ処理水中の規制物質であるシアン化合物濃度を排水基準以下とすることができる。不溶化剤が二価の鉄塩である実施例１、亜鉛塩である実施例２は、処理液のフェロシアン化物イオン濃度を一段低くすることができ、特に好ましい。