(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウラン又はラジウムの分離法であって、ウラン又はラジウムがイオン化したウランイオン又はラジウムイオンを含有する液体にシュベルトマナイト粉末を混合し、該シュベルトマナイトに該ウランイオン又はラジウムイオンを収着せしめ、該シュベルトマナイトを含有した液体を磁場中に設けられた磁性フィルタに通し、該フィルタに該シュベルトマナイトを付着させ、該液体から該ウランイオン又はラジウムイオンを分離することを特徴とするウラン又はラジウムの分離法。
【請求項２】
上記シュベルトマナイトは、反磁性体であることを特徴とする請求項１に記載のウラン又はラジウムの分離法。
【請求項３】
上記シュベルトマナイトの純度は、７０重量％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のウラン又はラジウムの分離法。
【請求項４】
ウラン又はラジウムを分離及び除去する方法であって、底部に排水口を有する土砂収納容器にウラン又はラジウムを含む土砂を搬入し、該土砂に液体を散布し、該排水口より排出された液体とシュベルトマナイトを混合することにより、該ウラン又はラジウムがイオン化したウランイオン又はラジウムイオンを該シュベルトマナイトに収着させ、次に、磁場が印加されている状態において、該シュベルトマナイトを含有する液体を、磁性フィルタを有する分離装置に導入し、該シュベルトマナイトを該フィルタに付着させ、該フィルタに所定量のシュベルトマナイトが付着すると、該シュベルトマナイトを含有する液体の導入を水の導入に切り換え、磁場の印加を停止することにより該フィルタから該シュベルトマナイトを離脱させることを特徴とするウラン又はラジウムを分離及び除去する方法。
【請求項５】
ウラン又はラジウムの分離・除去装置であって、底部に排水口を有する土砂収納容器、該容器に液体を散布する装置、該排水口より排水された液体とシュベルトマナイトを混合する混合タンク、該シュベルトマナイトを含有する液体を収容し、内部にシュベルトマナイトを分離するための磁性フィルタを有する分離装置及び該分離装置の周囲に配置された磁場勾配を与える磁場付与装置を有することを特徴とするウラン又はラジウムの分離・除去装置。
【請求項６】
上記混合タンクと上記分離装置の間に上記シュベルトマナイトを含有する液体と水の導通を切り換える切換弁を備えていることを特徴とする請求項５に記載のウラン又はラジウムの分離・除去装置。
【請求項７】
ウラン又はラジウムの分離・除去装置であって、底部に排水口を有する土砂収納容器、該容器に液体を散布する装置、該底部又は該排水口と分離装置の間にシュベルトマナイトを導入する導入部、該シュベルトマナイトを含有する液体を収容し、内部にシュベルトマナイトを分離するための磁性フィルタを有する分離装置及び該分離装置の周囲に配置された磁場勾配を与える磁場付与装置を有することを特徴とするウラン又はラジウムの分離・除去装置。
【請求項８】
上記導入部と上記分離装置の間に上記シュベルトマナイトを含有する液体と水の導通を切り換える切換弁を備えていることを特徴とする請求項７に記載のウラン又はラジウムの分離・除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、自然環境中の河川、鉱水、湖水等の中に存在する微量のウラン及びラジウム等の放射性元素を分離・除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然環境の河川には重元素又は放射性元素が微量に含まれている。場所によっては、ウランのみの場合、ラジウムのみの場合あるいはウランとラジウムが同時に存在していることもあり得る。これらの元素は、環境基準値以上に含有される地域も存在するため、その効率的な分離及び除去を行うことが検討されている。
【０００３】
上記河川水等を通常のウランの精製と同じ方法、例えば、イエローケーキ等を作製する方法により、分離及び除去するには、あまりにも多額の費用を要してしまう。
【０００４】
そこで、公知のシュベルトマナイト（商品名「アズレーＳ」として市販されている鉄の水酸化物）の粉体を、微量なウランイオンを含む液体に混入すると、シュベルトマナイトは、ウランを収着することに着目した（下記特許文献１参照）。ここで収着とは、吸着と吸収を含めた意味である。
【０００５】
さらに、上記シュベルトマナイトがわずかながら磁化されることを確認したので、この現象を利用して磁気分離（下記特許文献２参照）により該シュベルトマナイトの分離及び除去ができないかを追求した。
【特許文献１】特開２００５―７４２５９号公報
【特許文献２】特開２００２―１５３７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明の課題は、微量ながらウランイオン、ラジウムイオンとして河川水等に流出している天然放射性金属イオンを低コストで分離、除去することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ウラン又はラジウムがイオン化したウランイオン又はラジウムイオンを含有する液体にシュベルトマナイト粉末を混合し、該シュベルトマナイトに該ウランイオン又はラジウムイオンを収着せしめ、該シュベルトマナイトを含有した液体を磁場中に設けられた磁性フィルタに通し、該磁性フィルタに該シュベルトマナイトを付着させ、該液体から該ウランイオン又はラジウムイオンを分離する、ウラン又はラジウムの分離法を提供するものである。
【０００８】
また、上記シュベルトマナイトが反磁性体で構成されているウラン又はラジウムの分離法を提供するものである。
【０００９】
また、上記シュベルトマナイトの純度が、７０重量％以上であるウラン又はラジウムの分離法を提供するものである。
【００１０】
他の発明としては、底部に排水口を有する土砂収納容器にウラン又はラジウムを含む土砂を搬入し、該土砂に液体を散布し、該排水口より排出された液体とシュベルトマナイトを混合することにより、該ウラン又はラジウムがイオン化したウランイオン又はラジウムイオンを該シュベルトマナイトに収着させ、次に、磁場が印加されている状態において、該シュベルトマナイトを含有する液体を、磁性フィルタを有する分離装置に導入し、該シュベルトマナイトを該磁性フィルタに付着させ、該磁性フィルタに所定量のシュベルトマナイトが付着すると、該シュベルトマナイトを含有する液体の導入を水の導入に切り換え、磁場の印加を停止することにより該磁性フィルタから該シュベルトマナイトを離脱させるウラン又はラジウムを分離及び除去する方法を提供するものである。
【００１１】
他の発明としては、底部に排水口を有する土砂収納容器、該容器に液体を散布する装置、該排水口より排水された液体とシュベルトマナイトを混合する混合タンク、該シュベルトマナイトを含有する液体を収容し、内部にシュベルトマナイトを分離するための磁性フィルタを有する分離装置及び該分離装置の周囲に配置された磁場勾配を与える磁場付与装置を有するウラン又はラジウムの分離・除去装置を提供するものである。
【００１２】
また、上記混合タンクと上記分離装置の間に上記シュベルトマナイトを含有する液体と水の導通を切り換える切換弁を備えたウラン又はラジウムの分離・除去装置を提供するものである。
【００１３】
また、上記導入部と上記分離装置の間に上記シュベルトマナイトを含有する液体と水の導通を切り換える切換弁を備えたウラン又はラジウムの分離・除去装置を提供するものである。
【００１４】
他の発明としては、底部に排水口を有する土砂収納容器、該容器に液体を散布する装置、該底部又は該排水口と分離装置の間にシュベルトマナイトを導入する導入部、該シュベルトマナイトを含有する液体を収容し、内部にシュベルトマナイトを分離するための磁性フィルタを有する分離装置及び該分離装置の周囲に配置された磁場勾配を与える磁場付与装置を有するウラン又はラジウムの分離・除去装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本願発明は、シュベルトマナイトにウランイオンを収着させ、このシュベルトマナイトが反磁性体であることに着目し、磁気分離技術を適用し、ウランイオンの含有量を１/１００程度に低減させる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本願発明を実施するための最良の形態を示す。
【実施例１】
【００１７】
図１を参照し本願発明の基本構造を説明する。シュベルトマナイトとウランイオンを含有する液体を混合するための混合タンク１に、配管２を通してウランイオンを含有する液体を導入し、配管３を通してシュベルトマナイトを導入する。
【００１８】
該混合タンク１には、攪拌機１２が設けられており、この撹拌機１２によりウランイオンを含有する液体とシュベルトマナイトをよく混合する。これにより、シュベルトマナイトは、ウランイオンを収着する。
【００１９】
次に、ウランイオンを含有する液体を分離装置４に導入する。分離装置４は、その周囲に超電導コイル５を具備し、内部には磁性フィルタ６を設けている。この分離装置４において、該超電導コイル５に電流を流すと、電磁フィルタ６の近傍においては、急勾配の磁場が形成され、反磁性体であるシュベルトマナイトは、磁性フィルタ６に付着する。これにより、シュベルトマナイトに収着しているウランは、シュベルトマナイトとともに、磁性フィルタ６に付着して他の物質から分離する。
【００２０】
図２に、高純度のシュベルトマナイト、５０％純度のシュベルトマナイト及び硫化鉄によるウランの収着の度合いの分析結果を示す。この分析は、サンプル液１００ｍｌに対して、硝酸０．５ｍｌを添加して分析試料とし、セイコーインスツルメント（株）製のＩＣＰ−ＭＳ（ＳII  ＳＰＱ９２００）を用いて測定した。
【００２１】
この図２から、高純度のシュベルトマナイトにあっては、シュベルトマナイトの混入前ウラン含有率（Ａ）＝１７．１μｇ／ｌであったものが、混入後ウラン含有率（Ｂ）＝０．２μｇ／ｌにも減少したので、ウランの除去率（Ａ−Ｂ）／Ａ＝９８．８％である。５０％純度のシュベルトマナイトにあっても、かなりウランを収着するが、高純度のシュベルトマナイトに比べると、除去率＝９２．７％であり、多少収着の度合いが劣っているが高除去率を示している。シュベルトマナイトは、純度が高いほどウランの収着が大きく、実際的には、７０％以上が好ましく、ウランの除去効率を上げるためには、９０％以上がさらに好ましい。
【００２２】
なお、別の条件下においては硫化鉄もウランに対し、かなり良好な収着剤になるが、ウランの収着に対しては必ずしも良好な収着剤とはいえないことが示されている。
【実施例２】
【００２３】
図３に、ウラン又はラジウムを包含した土砂を浄化するシステムを示す。
【００２４】
ウラン又はラジウムを包含している土砂は、土砂収納容器８に収納される。該土砂収納容器８において、散水器９により該土砂に液体（多くは、水であるが、時には、ウランを溶融しやすい液体でもよい。）を散布する。
【００２５】
上記ウラン又はラジウムを含有する土砂内を通過する液体は、ウラン又はラジウムを溶かし、該収納容器の底部に設けている排水口１０より流出する。このウランイオン又はラジウムイオンを含有する液体を混合タンク１に導く。
【００２６】
上記ウランイオン又はラジウムイオンを含有する液体は、上記実施例１において示したように、混合タンク１においてシュベルトマナイトと混合し、上記ウランイオン又はラジウムイオンは、該シュベルトマナイトに収着される。このウランイオン又はラジウムイオンを収着したシュベルトマナイトを分離装置４に送る。
【００２７】
分離装置４においては、超電導コイル５と磁性フィルタ６の作り出す急激な磁場勾配により、シュベルトマナイトは、分離装置４の内部に設けられた磁性フィルタ６に付着する。
【００２８】
次に、該磁性フィルタ６に付着したシュベルトマナイトを脱離するために、混合タンク１と分離装置４との間に設けた切換弁１１により、混合タンク１からのシュベルトマナイトを含んだ液体の導入を停止し、水を分離装置４に導入する。それと同時に超電導コイル５への通電を停止し、磁場の印加を停止する。この磁場の印加停止により、磁性フィルタ６に付着していたシュベルトマナイトは、脱離して配管７より分離装置４の外部へ排出され、除去される。
【００２９】
上記実施例においては、ウランイオン又はラジウムイオンを含有する液体を混合タンク１においてシュベルトマナイトと混合したが、混合タンク１を用いずに、排水口１０と分離装置の間の適当な場所において、シュベルトマナイトを導入してもよい。この場合は、混合タンクを設ける費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本願発明の基本概念を説明する図
【図２】本願発明に係るシュベルトマナイトの分離性能を示す分析結果
【図３】本願発明に係る放射性金属を分離及び除去する装置の概念図
【符号の説明】
【００３１】
１    混合タンク
２    配管
３    配管
４    分離装置
５    超電導コイル
６    磁性フィルタ
７    配管
８    土砂収納容器
９    散水器
１０  排水口
１１  切換弁
１２  撹拌機
【図１】
0004552033.tif 000002
【図２】
0004552033.tif 000003
【図３】
0004552033.tif 000004