粒状化ナトリウム形テニオライト充填カラムによるかん水中のカリウムイオンとセシウムイオンの選択的除去 Selective Removal of Potassium and Caesium Ions from Brines That Pass through a Granular Sodium-form Taeniolite Packed Column

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著者

    • 五味 俊二 GOMI Shunji
    • 山梨大学工学部化学生物工学科 Department of Applied Chemistry and Biotechnology, Faculty of Engineering, Yamanashi University
    • 阪根 英人 SAKANE Hideto
    • 山梨大学工学部化学生物工学科 Department of Applied Chemistry and Biotechnology, Faculty of Engineering, Yamanashi University
    • 鈴木 喬 SUZUKI Takashi
    • 山梨大学工学部化学生物工学科 Department of Applied Chemistry and Biotechnology, Faculty of Engineering, Yamanashi University

抄録

アルカリ金属イオンに対して非常に高いイオン交換反応選択性を示すナトリウム形テニオライト(<B>NaT</B>)を粒状化し, かん水中のカリウムイオンやセシウムイオンをカラム法により除去するための特性について調べた. <B>NaT</B>は混合かくはん造粒機を用いることで粒状化することができ, その中でも結合剤としてコロイダルシリカを10wt%加えて粒状化したものが水中での形状安定性などからカラム充填に適していることがわかった. コロイダルシリカを用いた粒状化<B>NaT</B>は反応速度がいくらか低下するものの, イオン交換特性については粉末とほとんど違いは見られなかった. バッチ反応でのイオン交換反応速度の解析により, 初期では反応は境膜拡散律速であり, 交換率が20%程度以上で粒子内拡散律速に変化することがわかった. この律速段階の移行は, 粉末の<B>NaT</B>で見られるような交換反応の進行にともない層間距離の変化することなどにより粒子内拡散係数が変化するためであると考えられる. 粒状化<B>NaT</B>を充填したカラムはバッチ法と同様にカリウムイオンに対して優れたイオン交換特性を示した, <B>NaT</B>の粒径は破過挙動に大きな影響を与えることがわかった. 破過曲線の解析から, 破過挙動は粒子内でのカリウムイオンやナトリウムイオンの物質移動抵抗の寄与が大きいことが明らかになった. 模擬海水を用いた試験では, ナトリウムイオンが過剰に共存するにもかかわらず, カリウムイオンやセシウムイオンを非常に選択的に除去することができた. よって, 粒状化<B>NaT</B>を用いたイオン交換カラムは, かん水中のこれらのイオンの除去に右用であると考えられる.

Sodium-form taeniolite, <B>NaT</B>, has very high selectivity in ion-exchange reaction for some alkaline metal ions. <B>NaT</B> was granulated for removing potassium ion or caesium ions from brine with ion-exchange columns in which granular <B>NaT</B> was packed. A mixing-agitation granulator successfully granulated <B>NaT</B> from powder <B>NaT</B> and colloidal silica of 10wt% to <B>NaT</B> as binder. Granulation caused few changes in its ion-exchange property. In batch reactions, the exchange reaction of granular <B>NaT</B> became slightly slower than those of powdered form. The reaction rates were determined by the film diffusion in the beginning of the batch reactions, and then the intraparticle diffusion determined the rates in the middle and final stages of the reactions. This translation of the rate-determining step may be because of a decrease of the intraparticle diffusion coefficient with an increase the exchange rate. Columns packed with granular <B>NaT</B> removed potassium and caesium ions as well as in the batch reactions. The removal properties of the columns depended on the particle size of the grain packed. Granular <B>NaT</B>-packed columns removed potassium and caesium ions as selectively as powder <B>NaT</B> did from model seawaters. The smallest grain of <B>NaT</B> studied was found most suitable for columns. It is indicated that granular <B>NaT</B>-packed columns are useful for separation of potassium and caesium ions from brine.

収録刊行物

  • 日本海水学会誌

    日本海水学会誌 52(3), 146-161, 1998-06-01

    日本海水学会

参考文献:  17件中 1-17件 を表示

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10008282124
  • NII書誌ID(NCID)
    AN0018645X
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    03694550
  • NDL 記事登録ID
    4474718
  • NDL 雑誌分類
    ZM44(科学技術--地球科学--海洋・陸水・火山) // ZP8(科学技術--化学・化学工業--無機化学・無機化学工業)
  • NDL 請求記号
    Z15-47
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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