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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-17
(45)【発行日】2022-01-26
(54)【発明の名称】ストロンチウムイオン吸着材及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
B01J 20/06 20060101AFI20220119BHJP
G21F 9/12 20060101ALI20220119BHJP
B01J 20/28 20060101ALI20220119BHJP
B01J 20/30 20060101ALI20220119BHJP
【ＦＩ】
B01J20/06 C
G21F9/12 501D
B01J20/28 Z
B01J20/30
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2017218024
(22)【出願日】2017-11-13
(65)【公開番号】P2019089010
(43)【公開日】2019-06-13
【審査請求日】2020-10-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000109255
【氏名又は名称】チタン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100140109
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 新次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100120112
【氏名又は名称】中西 基晴
(74)【代理人】
【識別番号】100112634
【弁理士】
【氏名又は名称】松山 美奈子
(74)【代理人】
【識別番号】100141265
【弁理士】
【氏名又は名称】小笠原 有紀
(73)【特許権者】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100140109
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 新次郎
(74)【代理人】
【識別番号】100112634
【弁理士】
【氏名又は名称】松山 美奈子
(72)【発明者】
【氏名】橋本 展幸
(72)【発明者】
【氏名】田中 尚文
(72)【発明者】
【氏名】石岡 英憲
(72)【発明者】
【氏名】安藤 綾香
(72)【発明者】
【氏名】吉見 智子
【審査官】河野 隆一朗
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１８８７９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１９０１９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１３６５２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－２５６９２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－２５８７３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１６３９５４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｊ ２０／００ － ２０／３４
Ｇ２１Ｆ ９／１２
Ｃ０２Ｆ １／２８
Ｃ０１Ｇ ２３／００
Ｂ０１Ｊ ３９／００ － ３９／２６
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
Ｊａｐｉｏ－ＧＰＧ／ＦＸ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
二チタン酸水素カリウム水和物からなるストロンチウムイオン吸着主剤１００質量部に対して、非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子からなる結合材を０．３質量部以上８質量部以下含有し、粒径が１００μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする粒子状のストロンチウムイオン吸着材。
【請求項2】
前記二チタン酸水素カリウム水和物が化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｘは０．１以上１．８以下であり、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物であり、二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下である請求項１に記載のストロンチウムイオン吸着材。
【請求項3】
前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子の平均短軸長が０．０１μｍ以上０．３μｍ以下である請求項１または２に記載のストロンチウムイオン吸着材。
【請求項4】
前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子が、形状異方性を有しており、平均長軸長を平均短軸長で除した軸比が３以上１００以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載のストロンチウムイオン吸着材。
【請求項5】
化学式がＫ２Ｏ・２ＴｉＯ２で表される二チタン酸カリウムを水和させて、カリウムイオン（Ｋ＋）とプロトン（Ｈ＋）とをカチオン交換させて、化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｘは０．１以上１．８以下であり、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物を得ること、及び結合材として非水溶性で形状異方性を有する金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物１００質量部に対して０．３質量部以上８質量部以下となるように添加して造粒すること
を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のストロンチウムイオン吸着材の製造方法。
【請求項6】
（１）チタン源及びカリウム源を混合し、（２）得られる混合物を焼成して二チタン酸カリウムを得て、
（３）二チタン酸カリウムを水と接触させてスラリーとし、二チタン酸カリウムを水和させると共にカリウムイオンとプロトンとのカチオン交換を生じさせ、二チタン酸水素カリウム水和物（Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ、ただしｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）を得て、
（４）得られる二チタン酸水素カリウム水和物（Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ、ただしｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）をスラリー中で湿式粉砕して、
（５）スラリーに、結合材である非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物１００質量部に対して０．３質量部以上８質量部以下となるように添加し、撹拌、混合して、
（６）スラリーから二チタン酸水素カリウム水和物及び結合材粒子を含むろ過ケーキを固液分離し、
（７）当該ろ過ケーキを造粒し、
（８）造粒により得た粒子を６０℃以上１５０℃以下の温度で１時間以上２４時間以下の条件で乾燥し、
（９）乾燥した造粒粒子を解砕し、整粒して、１００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲を有する粒子状のストロンチウムイオン吸着材とする
工程を含む、請求項５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射性物質を含有する水溶液中から放射性ストロンチウムイオンを除去する際に用いることができるストロンチウムイオンの吸着材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
放射性アルカリ土類金属同位体であるストロンチウム－９０（９０Ｓｒ）は、放射性アルカリ金属同位体であるセシウム－１３７（１３７Ｃｓ）と同様に半減期が長く、水に溶解し易いために環境への拡散速度が速い核分裂生成物であり、ストロンチウム－９０により汚染された水も、早期の浄化処理が必要である。放射性ストロンチウムの除去技術として、種々のチタン酸アルカリ金属を使用することが提案されている。
【0003】
特許文献１には、ナトリウム／チタンモル比が０．６以下で、ＮａをＳｒに置換する選択係数が５０，０００以上で、イオン交換容量が４．５ｍ当量／ｇ以上で、ｐＨ１１の２．０Ｍ－ＮａＣｌの水溶液中で測定した放射性ストロンチウムの分配係数が４０，０００ｍｌ／ｇ以上で、粒径が０．１～２ｍｍの顆粒からなるチタン酸ナトリウムイオン交換体が記載されており、カチオン交換可能なチタネートイオン交換体の製造方法として、（１）固体含水酸化チタンと、アルカリ剤と、スラリー化するための液体とを含むスラリーを作り、この際に、スラリー１リットル当たり交換可能なカチオンを３．５モル以上の濃度で含み、スラリー１リットル当たりのチタン濃度は１．５モル以上にし、（２）上記スラリー中のアルカリ剤と酸化チタンとを３０～１５０℃の温度で１分～４８時間の間、反応させてチタネート生成物を生成し、（３）チタネート生成物を含む固体画分を沈殿させ、（４）固体画分を濾過分離してチタネート濾過ケークとし、（５）濾過ケークを洗浄してアルカリを除去し、洗浄した濾過ケークを乾燥させて恒量状態にし、乾燥させたケークを破砕して各種寸法の顆粒を製造し、粒径０．１～２ｍｍの顆粒を選択し、この粒径の顆粒をすすぎ、全ての固体微粉の少なくとも一部を除去して、粒状チタネート生成物を製造することからなる方法が記載されている。
【0004】
しかし、特許文献１に記載の方法で製造される顆粒状のチタン酸ナトリウムは、交換カチオンであるナトリウムイオンのチタンに対するモル比が小さいため、カチオン吸着容量が小さいという欠点があった。加えて、この方法で製造される顆粒状のチタン酸ナトリウムは、一次粒子の凝集体であるために、強度が弱く、輸送や充填塔への充填作業等で加えられる振動や衝撃等で粉砕されて微粉化し、さらに水中に投入すると凝集体の崩壊で一次粒子が脱落してしまう。このため、この微粉化した粒子や一次粒子が吸着塔の濾し器を閉塞させて円滑な汚染水の処理を妨げたり、逆に吸着塔の濾し器を通過して放射性アルカリ土類金属同位体であるストロンチウム－９０を含む微粉が吸着塔から漏洩して環境に再拡散するという欠点があった。
【0005】
一方、特許文献２には、化学式がＫ２Ｔｉ２Ｏ５で表され、平均粒子径が１μｍ～１５０μｍであり、不規則な方向に複数の突起物が延びる形状を有するチタン酸塩の粉末である放射性ストロンチウム吸着材が記載されており、このチタン酸塩の粉末に、粘度鉱物またはケイ酸塩化合物であるバインダーを加えて粒状体に成形した後、焼成することによって、機械的強度が向上し、一次粒子の脱落を抑制できることが記載されている。
【0006】
しかしながら、特許文献２に記載の方法で製造される放射性ストロンチウム吸着材は、機械的強度を得るために吸着主剤であるチタン酸塩１質量部に対して、０．１から０．５質量部のバインダーを使用しているため、吸着材中にストロンチウム－９０の吸着に寄与しない粘度鉱物またはケイ酸塩化合物といった物質が多量に含まれることになり、吸着材としてのカチオン交換容量はチタン酸塩本来のカチオン交換容量よりも低下する。加えて吸着材の強度を得るために焼成を行うことから、製造に係わるエネルギーコストが大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特許第４４２８５４１号公報
【文献】特許第６１０６９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、吸着主剤の吸着容量を損なうことなく、使用時に崩壊しにくく、微粉が発生しにくい、水処理材としての取扱性に優れる放射性物質の吸着材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは上記の課題を解決すべく検討を重ねた結果、化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｘは０．１以上１．８以下であり、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物をストロンチウムイオン吸着の主剤とし、これに結合材として非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を添加、混合し、さらにこれらの混合物を造粒、乾燥することによって、放射性ストロンチウムイオンの吸着性能に優れ、なおかつ機械的強度が強くて崩壊しにくく、微粉が発生しにくい、水処理材としての取扱性に優れる放射性ストロンチウムイオン吸着材が得られることを見出した。
【0010】
本発明は以下の態様を含む。
［１］二チタン酸水素カリウム水和物からなるストロンチウムイオン吸着主剤１００質量部に対して、非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子からなる結合材を０．３質量部以上８質量部以下含有し、粒径が１００μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする粒子状のストロンチウムイオン吸着材。
［２］前記二チタン酸水素カリウム水和物が化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｘは０．１以上１．８以下であり、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物であり、二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下である前記［１］に記載のストロンチウムイオン吸着材。
［３］前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子の平均短軸長が０．０１μｍ以上０．３μｍ以下である前記［１］または［２］に記載のストロンチウムイオン吸着材。
［４］前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子が、形状異方性を有しており、平均長軸長を平均短軸長で除した軸比が３以上１００以下である、前記［１］～［３］のいずれか１つに記載のストロンチウムイオン吸着材。
［５］化学式がＫ２Ｏ・２ＴｉＯ２で表される二チタン酸カリウムを水和させて、カリウムイオン（Ｋ＋）とプロトン（Ｈ＋）とをカチオン交換させて、化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｘは０．１以上１．８以下であり、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物を得ること、及び
結合材として非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物１００質量部に対して０．３質量部以上８質量部以下となるように添加して造粒すること
を含む、前記［１］～［４］のいずれか１つに記載のストロンチウムイオン吸着材の製造方法。
［６］（１）チタン源及びカリウム源を混合し、
（２）得られる混合物を焼成して二チタン酸カリウムを得て、
（３）二チタン酸カリウムを水と接触させてスラリーとし、二チタン酸カリウムを水和させると共にカリウムイオンとプロトンとのカチオン交換を生じさせ、二チタン酸水素カリウム水和物（Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ、ただしｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）を得て、
（４）得られる二チタン酸水素カリウム水和物（Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ、ただしｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）をスラリー中で湿式粉砕して、
（５）スラリーに、結合材である非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物１００質量部に対して０．３質量部以上８質量部以下となるように添加し、撹拌、混合して、
（６）スラリーから二チタン酸水素カリウム水和物及び結合材を含むろ過ケーキを固液分離し、
（７）当該ろ過ケーキから二チタン酸水素カリウム水和物と結合材からなる粒子を造粒し、
（８）造粒により得た粒子を６０℃以上１５０℃以下の温度で１時間以上２４時間以下の条件で乾燥し、
（９）乾燥した造粒粒子を解砕し、整粒して、１００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲を有する粒子状のストロンチウムイオン吸着材とする
工程を含む、前記［５］に記載の製造方法。
［１］二チタン酸水素カリウム水和物からなるストロンチウムイオン吸着主剤１００質量部に対して、非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子からなる結合材を０．３質量部以上８質量部以下含有し、粒径が１００μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする粒子状のストロンチウムイオン吸着材。
［２］前記二チタン酸水素カリウム水和物が化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｘは０．１以上１．８以下であり、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物であり、二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下である前記［１］に記載のストロンチウムイオン吸着材。
［３］前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子の平均短軸長が０．０１μｍ以上０．３μｍ以下である前記［１］または［２］に記載のストロンチウムイオン吸着材。
［４］前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子が、形状異方性を有しており、平均長軸長を平均短軸長で除した軸比が３以上１００以下である、前記［１］～［３］のいずれか１つに記載のストロンチウムイオン吸着材。
［５］化学式がＫ２Ｏ・２ＴｉＯ２で表される二チタン酸カリウムを水和させて、カリウムイオン（Ｋ＋）とプロトン（Ｈ＋）とをカチオン交換させて、化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｘは０．１以上１．８以下であり、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物を得ること、及び
結合材として非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物１００質量部に対して０．３質量部以上８質量部以下となるように添加して造粒すること
を含む、前記［１］～［４］のいずれか１つに記載のストロンチウムイオン吸着材の製造方法。
［６］（１）チタン源及びカリウム源を混合し、
（２）得られる混合物を焼成して二チタン酸カリウムを得て、
（３）二チタン酸カリウムを水と接触させてスラリーとし、二チタン酸カリウムを水和させると共にカリウムイオンとプロトンとのカチオン交換を生じさせ、二チタン酸水素カリウム水和物（Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ、ただしｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）を得て、
（４）得られる二チタン酸水素カリウム水和物（Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ、ただしｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）をスラリー中で湿式粉砕して、
（５）スラリーに、結合材である非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を、二チタン酸水素カリウム水和物１００質量部に対して０．３質量部以上８質量部以下となるように添加し、撹拌、混合して、
（６）スラリーから二チタン酸水素カリウム水和物及び結合材を含むろ過ケーキを固液分離し、
（７）当該ろ過ケーキから二チタン酸水素カリウム水和物と結合材からなる粒子を造粒し、
（８）造粒により得た粒子を６０℃以上１５０℃以下の温度で１時間以上２４時間以下の条件で乾燥し、
（９）乾燥した造粒粒子を解砕し、整粒して、１００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲を有する粒子状のストロンチウムイオン吸着材とする
工程を含む、前記［５］に記載の製造方法。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表される二チタン酸水素カリウム水和物を吸着主剤として、これに結合材として非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を混合し、さらにこれらの混合物を造粒、乾燥することにより、吸着主剤の放射性ストロンチウムイオンの吸着性能を損なうことなく機械的強度を増大させることができ、輸送や充填塔への充填作業等で加えられる振動や衝撃等による粉砕を抑制することができ、さらに使用時の造粒体の崩壊も抑制することができる。この結果、微粉粒子による吸着塔ストレーナー及び吸着材の間の水流路の閉塞が生じないため、差圧の上昇が抑制される。また、放射能を含有した微粉が吸着材を充填した容器から外環境へ漏洩することも抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであって、何ら本発明を限定するものではなく、本発明はその要旨を超えない範囲において、以下の実施形態に開示される各要素を種々変更して実施することができる。
【0013】
本発明のストロンチウムイオン吸着材は、ストロンチウムイオン吸着の主剤である二チタン酸水素カリウム水和物と、結合材である非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を含有することを特徴とする。二チタン酸水素カリウム水和物は、化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ただし、ｘは０．１以上１．８以下であり、ｎは０よりも大きい）で表されるものが好ましい。
【0014】
本発明においてストロンチウムイオン吸着の主剤として用いる二チタン酸カリウム水和物は、二チタン酸カリウムを水和させて、カリウムイオンとプロトンとをカチオン交換させることにより得ることができ、一般に化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏを有する。ここで、ｘが１．８よりも大きくなるとＴｉＯ５三角両錘体からなる層のへき開が起こりやすくなり、チタン酸水素カリウム水和物結晶の強度そのものが低下してしまい、結合材を添加してもストロンチウムイオン吸着材の機械的強度を向上させることが難しくなり、また、ｘが０．１よりも小さいと吸着能が劣化することから、ｘは０．１以上１．８以下が好ましい。ｘが０．１以上１．８以下で、層間距離が拡がった状態であれば、ストロンチウムイオン吸着能が発現される。水和の状態すなわちnの値は限定されないが、通常はｎは０よりも大きく２以下である。
【0015】
本発明で用いる化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ただし、ｘは０．１以上１．８以下であり、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物は、造粒前の湿式粉砕後のスラリー中でのメディアン径が０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることが望ましい。メディアン径が０．５μｍ以上であれば、結合材である非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子との粒径の差が小さ過ぎず、結合材による造粒体の強度向上効果が得られる。また、メディアン径が３．０μｍ以下であれば、粒子同士の接触箇所や近接箇所に形成される微細構造が少なくならず、結合材による造粒体の強度向上効果が得られる。
【0016】
二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径は、以下の方法で測定することができる：
マイクロトラック・ベル株式会社製レーザー光回折散乱式粒度分析計マイクロトラックＭＴ３３００を測定に用いる。分散媒としてイオン交換水を使用し、スラリーを調製する。スラリーの濃度は、測定装置において、回折光強度及び散乱光強度が適正範囲となるように調整する。スラリーを測定装置に付設した自動試料循環器の超音波分散槽に適量滴下した後に、超音波分散を出力４０Ｗで３００秒行う。その後、イオン交換水の屈折率を１．３３、測定対象粒子の光透過性を吸収、計測時間を３０秒としてメディアン径（ｄ５０）を２回測定し、それらの平均値を二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径（ｄ５０）とする。
マイクロトラック・ベル株式会社製レーザー光回折散乱式粒度分析計マイクロトラックＭＴ３３００を測定に用いる。分散媒としてイオン交換水を使用し、スラリーを調製する。スラリーの濃度は、測定装置において、回折光強度及び散乱光強度が適正範囲となるように調整する。スラリーを測定装置に付設した自動試料循環器の超音波分散槽に適量滴下した後に、超音波分散を出力４０Ｗで３００秒行う。その後、イオン交換水の屈折率を１．３３、測定対象粒子の光透過性を吸収、計測時間を３０秒としてメディアン径（ｄ５０）を２回測定し、それらの平均値を二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径（ｄ５０）とする。
【0017】
本発明において結合材として用いる金属酸化物または金属水酸化物の微粒子は、非水溶性の粒子である。非水溶性とは、水に対する溶解度が小さく、粒子を常温常圧の水と混合した際に水中に溶解せずに形状を保持するものをいう。また、前記金属酸化物または金属水酸化物の微粒子は、形状異方性の粒子であることが好ましい。形状異方性とは、球状のように形状が各方向において一定となるものや、あるいは立方体状や八面体状のように形状が各方向において一定に近いものではなく、ある軸が他の軸よりも長いまたは短いというように、方向によって形状が異なることをいう。形状異方性には、例えば、針状、薄板状、紡錘状、扇状、短冊状などの形状が含まれる。結合材の微粒子が形状異方性であると、結合材を含有するストロンチウムイオン吸着材の水中強度がさらに向上する。
【0018】
結合材として用いる微粒子は、一般にストロンチウムイオンの吸着主剤である二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径よりも小さい平均短軸長を有しており、平均短軸長が０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であることが好ましく、平均長軸長を平均短軸長で除した軸比が３以上１００以下であることが望ましい。平均短軸長または軸比が上記の範囲を逸脱すると強度向上効果が得にくくなり、あるいはストロンチウムイオンの吸着能力が低下することがある。
【0019】
金属酸化物または金属水酸化物（結合材）の微粒子の平均短軸長及び軸比は、以下の方法で測定することができる：
各結合材の透過型電子顕微鏡写真より５０個以上の粒子についてＣａｒｌ Ｚｅｉｓｓ社製Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて短軸長及び長軸長を計測し、平均短軸長と平均長軸長を求める。平均長軸長を平均短軸長で除して軸比を算出する。
各結合材の透過型電子顕微鏡写真より５０個以上の粒子についてＣａｒｌ Ｚｅｉｓｓ社製Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて短軸長及び長軸長を計測し、平均短軸長と平均長軸長を求める。平均長軸長を平均短軸長で除して軸比を算出する。
【0020】
本発明の粒子状のストロンチウムイオン吸着材は、（１）チタン源及びカリウム源を混合し、（２）得られる混合物を焼成して二チタン酸カリウムを得て、（３）二チタン酸カリウムを水と接触させてスラリーとし（泥奬化）、二チタン酸カリウムを水和させると共にカリウムイオンとプロトンとのカチオン交換を生じさせ、二チタン酸水素カリウム水和物（Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ、ただしｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）を得て、（４）得られる二チタン酸水素カリウム水和物（Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ、ただしｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）をスラリー中で湿式粉砕して、（５）このスラリーに結合材となる非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を添加し、撹拌、混合して、（６）スラリーから二チタン酸水素カリウム水和物及び結合材を含むろ過ケーキを固液分離し、（７）当該ろ過ケーキを造粒し、（８）乾燥した造粒粒子を解砕し、整粒して、１００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲を有するストロンチウムイオン吸着材とすることにより製造することができる。
【0021】
化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ただし、ｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物は、イルメナイト鉱石を硫酸法にて溶解し、得られたメタチタン酸スラリーに炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水酸化カリウム、酸化カリウム等のカリウム源を混合して、乾燥、焼成し、得られた二チタン酸カリウム（Ｋ２Ｏ・２ＴｉＯ２）を水と混合して水和及びカリウムイオン（Ｋ＋）とプロトン（Ｈ＋）とのカチオン交換反応を生じさせることにより得ることができる。
【0022】
二チタン酸水素カリウム水和物に、結合材として非水溶性の金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を加えることで、吸着主剤である二チタン酸水素カリウム水和物のストロンチウムイオン吸着能を低下させることなく、機械的強度が大きい吸着材粒子を得ることができる。
【0023】
以下、本発明のストロンチウムイオン吸着材の製造方法を工程別に説明する。
［原料］
本発明で用いるチタン源としては、二酸化チタン、亜酸化チタン、オルトチタン酸又はその塩、メタチタン酸又はその塩、水酸化チタンなどを、単独あるいは２種類以上を組合せて用いることができる。特にメタチタン酸を好適に用いることができる。メタチタン酸は、イルメナイト等のチタン鉱石を硫酸にて溶解し、加水分解後にスラリーとして得られるため、焼成物よりも安価である。さらに、メタチタン酸は焼成物より微細であるため、カリウム源との混合性及び反応性にも優れている。
［原料］
本発明で用いるチタン源としては、二酸化チタン、亜酸化チタン、オルトチタン酸又はその塩、メタチタン酸又はその塩、水酸化チタンなどを、単独あるいは２種類以上を組合せて用いることができる。特にメタチタン酸を好適に用いることができる。メタチタン酸は、イルメナイト等のチタン鉱石を硫酸にて溶解し、加水分解後にスラリーとして得られるため、焼成物よりも安価である。さらに、メタチタン酸は焼成物より微細であるため、カリウム源との混合性及び反応性にも優れている。
【0024】
カリウム源としては、炭酸カリウム、水酸化カリウム、シュウ酸カリウムなどを単独あるいは２種類以上を組合せて用いることができる。カリウム源としては、焼成反応において溶融するものが好ましく、特に炭酸塩が好ましい。炭酸カリウムは、チタン源との焼成反応において、溶融あるいは分解し、反応が起き易く、また分解した後も化学的に不活性な二酸化炭素が発生する以外は副生成物が発生しないので好ましい。
【0025】
結合材源としては、水に不溶（非水溶性）な金属酸化物または金属水酸化物の微粒子であれば特に制約なく用いることができ、コストや入手の容易さ、あるいは生体及び環境への影響等を考慮して選択すればよい。代表的な金属酸化物または金属水酸化物としては、酸化鉄、オキシ水酸化鉄、酸化チタン、オキシ水酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛等が挙げられる。酸化鉄には、三二酸化鉄、四三酸化鉄等が含まれ、また、マグネシウムフェライトや亜鉛フェライトのようなフェライトも含まれる。これらの金属酸化物または金属水酸化物は、天然あるいは工業的に製造され潤沢に供給されていて入手が容易であり、加えて生体や環境に対する影響も少ないので好ましい。
【0026】
［混合］
チタン源とカリウム源の混合割合としては、１モルのＴｉに対してＫは０．９５モル以上１．２５モル以下の割合が好ましい。１モルのＴｉに対するＫの割合が０．９５モルよりも小さい場合は四チタン酸カリウム等の不純物の量が多くなることがあり、１モルのＴｉに対するＫの割合が１．２５モルよりも大きい場合は余剰のカリウムがチタン酸カリウムを生成することなく残存する可能性がある。いずれの場合もカチオン交換容量が小さくなり、ストロンチウムイオンの吸着容量が低下する。なお、本願において、粒子の組成分析には、誘導結合プラズマ質量分析計ＩＣＰ－Ｍａｓｓ（アジレント・テクノロジー株式会社製Ａｇｉｌｅｎｔ ７７００ｘ ＩＣＰ－ＭＳ）にて測定した値を用いる。チタン源とカリウム源の混合は、両原料共に固体を用いる乾式混合、または一方の原料或いは両原料共に泥漿（スラリー）或いは水溶液を用いる湿式混合で行うことができる。
チタン源とカリウム源の混合割合としては、１モルのＴｉに対してＫは０．９５モル以上１．２５モル以下の割合が好ましい。１モルのＴｉに対するＫの割合が０．９５モルよりも小さい場合は四チタン酸カリウム等の不純物の量が多くなることがあり、１モルのＴｉに対するＫの割合が１．２５モルよりも大きい場合は余剰のカリウムがチタン酸カリウムを生成することなく残存する可能性がある。いずれの場合もカチオン交換容量が小さくなり、ストロンチウムイオンの吸着容量が低下する。なお、本願において、粒子の組成分析には、誘導結合プラズマ質量分析計ＩＣＰ－Ｍａｓｓ（アジレント・テクノロジー株式会社製Ａｇｉｌｅｎｔ ７７００ｘ ＩＣＰ－ＭＳ）にて測定した値を用いる。チタン源とカリウム源の混合は、両原料共に固体を用いる乾式混合、または一方の原料或いは両原料共に泥漿（スラリー）或いは水溶液を用いる湿式混合で行うことができる。
【0027】
乾式混合する場合は、得られた混合物をそのまま焼成することができる。湿式混合する場合は、チタン源とカリウム源の混合スラリーを適切な方法で乾燥した後、焼成する。混合スラリーの乾燥を容易にかつ効率よく行うために、乾燥の前に造粒してもよい。スラリーからの造粒方法は、通常の造粒方法、例えば粘度の高いスラリーを有孔板から押し出す方法などを制限なく用いることができる。乾燥装置の形式や乾燥の熱源は特に限定されないが、乾燥する時間が長くなると水溶性のカリウムが水の移動に伴ってバルクの内部からバルクの表面に移動することにより、Ｔｉ／Ｋモル比に偏りを生じるため、乾燥する時間が短い噴霧乾燥法が好ましい。
【0028】
［焼成］
チタン源とカリウム源の原料混合物を焼成することによって二チタン酸カリウムを得る。焼成温度及び焼成時間に特に制約はないが、７００℃以上８５０℃以下の範囲の温度で１時間以上２４時間以下保持することが好ましい。昇温速度及び降温速度は特に制約は無いが、通常、３℃／分以上８℃／分以下とすることが好ましい。
チタン源とカリウム源の原料混合物を焼成することによって二チタン酸カリウムを得る。焼成温度及び焼成時間に特に制約はないが、７００℃以上８５０℃以下の範囲の温度で１時間以上２４時間以下保持することが好ましい。昇温速度及び降温速度は特に制約は無いが、通常、３℃／分以上８℃／分以下とすることが好ましい。
【0029】
［解砕及び泥奬化］
得られた焼成物の泥漿（スラリー）化及び次工程の湿式粉砕を容易にするために、焼成物を解砕することが好ましい。解砕は、通常の解砕手段、例えば、らいかい機、エッジランナー式粉砕機、ハンマー式粉砕機、気流式粉砕機、高速撹拌型解砕機、双ロール式ミル等を用いて行うことができる。焼成物を解砕した後、解砕物に水を加えて泥漿（スラリー）化する。泥漿（スラリー）化により、二チタン酸カリウムにおいて水和及びカリウムイオンとプロトンとのカチオン交換が生じ、Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ただし、ｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物となる。
得られた焼成物の泥漿（スラリー）化及び次工程の湿式粉砕を容易にするために、焼成物を解砕することが好ましい。解砕は、通常の解砕手段、例えば、らいかい機、エッジランナー式粉砕機、ハンマー式粉砕機、気流式粉砕機、高速撹拌型解砕機、双ロール式ミル等を用いて行うことができる。焼成物を解砕した後、解砕物に水を加えて泥漿（スラリー）化する。泥漿（スラリー）化により、二チタン酸カリウムにおいて水和及びカリウムイオンとプロトンとのカチオン交換が生じ、Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ただし、ｘは０．１以上１．８以下、ｎは０よりも大きい）で表される二チタン酸水素カリウム水和物となる。
【0030】
［湿式粉砕］
上記の解砕及び泥漿化で得られた泥漿（スラリー）を湿式粉砕する。ただし、過剰の湿式粉砕を行うと、微粉化が進行し過ぎて、最終物である吸着材の機械的強度が低下するため、適度の湿式粉砕を行う。湿式粉砕後のスラリーにおける二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径は、０．５μｍ以上３．０μｍ以下が好ましい。湿式粉砕は、ビーズミルや高圧ホモジナイザーなどの通常の湿式粉砕方法を制限なく用いることができる。湿式粉砕の条件は、スラリー中の二チタン酸水素カリウム水和物の性状や湿式粉砕後の処理条件に応じて適宜選択することができる。
上記の解砕及び泥漿化で得られた泥漿（スラリー）を湿式粉砕する。ただし、過剰の湿式粉砕を行うと、微粉化が進行し過ぎて、最終物である吸着材の機械的強度が低下するため、適度の湿式粉砕を行う。湿式粉砕後のスラリーにおける二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径は、０．５μｍ以上３．０μｍ以下が好ましい。湿式粉砕は、ビーズミルや高圧ホモジナイザーなどの通常の湿式粉砕方法を制限なく用いることができる。湿式粉砕の条件は、スラリー中の二チタン酸水素カリウム水和物の性状や湿式粉砕後の処理条件に応じて適宜選択することができる。
【0031】
［結合材混合］
上記の湿式粉砕で得た泥漿（スラリー）に結合材となる金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を添加して撹拌し、二チタン酸水素カリウム水和物と混合する。金属酸化物または金属水酸化物は固形（乾燥状態）で添加するか、予め水と撹拌、混合して泥漿（スラリー）状態で添加してもよい。あるいは、金属酸化物または金属水酸化物が強く凝集していて簡便な撹拌では二チタン酸水素カリウム水和物と均一に混合しづらいのであれば、上記の二チタン酸水素カリウム水和物の解砕及び泥漿化工程において金属酸化物または金属水酸化物を添加して、湿式粉砕工程で二チタン酸水素カリウム水和物と共に湿式粉砕してもよい。
上記の湿式粉砕で得た泥漿（スラリー）に結合材となる金属酸化物または金属水酸化物の微粒子を添加して撹拌し、二チタン酸水素カリウム水和物と混合する。金属酸化物または金属水酸化物は固形（乾燥状態）で添加するか、予め水と撹拌、混合して泥漿（スラリー）状態で添加してもよい。あるいは、金属酸化物または金属水酸化物が強く凝集していて簡便な撹拌では二チタン酸水素カリウム水和物と均一に混合しづらいのであれば、上記の二チタン酸水素カリウム水和物の解砕及び泥漿化工程において金属酸化物または金属水酸化物を添加して、湿式粉砕工程で二チタン酸水素カリウム水和物と共に湿式粉砕してもよい。
【0032】
［ろ過］
湿式粉砕した泥漿（スラリー）を適切なろ過装置を用いて固液分離する。ろ過装置に特に制限はなく、通常のろ過装置、例えば減圧ろ過装置、プレス式ろ過装置などを用いることができる。造粒の容易さを勘案すると、ろ過ケーキの含水率は３５ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下とすることが好適である。
湿式粉砕した泥漿（スラリー）を適切なろ過装置を用いて固液分離する。ろ過装置に特に制限はなく、通常のろ過装置、例えば減圧ろ過装置、プレス式ろ過装置などを用いることができる。造粒の容易さを勘案すると、ろ過ケーキの含水率は３５ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下とすることが好適である。
【0033】
［造粒］
得られたろ過ケーキを造粒する。造粒方法としては、ろ過ケーキを直接押出造粒してもよいし（湿式造粒）、ろ過ケーキを乾燥した後、塊状乾燥物を粉砕して整粒してもよい（乾式造粒）。押出造粒装置としては、スクリュー型押出造粒機、ロール型押出造粒機、ブレード型押出造粒機、自己成形型押出造粒機等を用いることができる。
得られたろ過ケーキを造粒する。造粒方法としては、ろ過ケーキを直接押出造粒してもよいし（湿式造粒）、ろ過ケーキを乾燥した後、塊状乾燥物を粉砕して整粒してもよい（乾式造粒）。押出造粒装置としては、スクリュー型押出造粒機、ロール型押出造粒機、ブレード型押出造粒機、自己成形型押出造粒機等を用いることができる。
【0034】
［乾燥］
乾式造粒の際のろ過ケーキの乾燥時、または湿式造粒した造粒体の乾燥時に用いる乾燥装置及びその熱源には特に制約はないが、６０℃以上１５０℃以下の温度で１時間以上２４時間以下の時間をかけて行うことが好ましい。加熱によって生成物の層間距離が減少する。層間距離はイオン交換能に影響する。従って、温度管理は厳密に行うことが好ましい。
乾式造粒の際のろ過ケーキの乾燥時、または湿式造粒した造粒体の乾燥時に用いる乾燥装置及びその熱源には特に制約はないが、６０℃以上１５０℃以下の温度で１時間以上２４時間以下の時間をかけて行うことが好ましい。加熱によって生成物の層間距離が減少する。層間距離はイオン交換能に影響する。従って、温度管理は厳密に行うことが好ましい。
【0035】
［解砕及び整粒］
乾式造粒した造粒体または湿式造粒後に乾燥した造粒体を解砕し、必要に応じて分級装置を用いて、粒径１００μｍ以上１０００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以上６００μｍ以下となるように整粒して、ストロンチウムイオン吸着材を得る。整粒後の粒径が上記範囲内であれば、吸着塔などへの充填体積を好適範囲に維持することができ、吸着塔を閉塞するおそれも少ない。
乾式造粒した造粒体または湿式造粒後に乾燥した造粒体を解砕し、必要に応じて分級装置を用いて、粒径１００μｍ以上１０００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以上６００μｍ以下となるように整粒して、ストロンチウムイオン吸着材を得る。整粒後の粒径が上記範囲内であれば、吸着塔などへの充填体積を好適範囲に維持することができ、吸着塔を閉塞するおそれも少ない。
【0036】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。以下に挙げる例は単に例示のために記すものであり、発明の範囲がこれによって制限されるものではない。
【実施例】
【0037】
［合成例：二チタン酸カリウムの合成］
酸化チタン換算で１４．７５ｋｇのＴｉを含むメタチタン酸スラリーに、炭酸カリウム（旭硝子製）１５．７５ｋｇを溶解して、原料混合物スラリーを調製した。原料混合物スラリーを噴霧乾燥し、チタン源とカリウム源を含む混合乾燥物を得た。
酸化チタン換算で１４．７５ｋｇのＴｉを含むメタチタン酸スラリーに、炭酸カリウム（旭硝子製）１５．７５ｋｇを溶解して、原料混合物スラリーを調製した。原料混合物スラリーを噴霧乾燥し、チタン源とカリウム源を含む混合乾燥物を得た。
【0038】
得られた混合乾燥物２ｋｇをこう鉢２個に各１ｋｇずつ充填し、電気炉にて設定温度７７０℃で６時間焼成した。得られた焼成物を、ハンマー式ミルを用いて解砕した。得られた粉末をＸ線回折装置（株式会社リガク製ＲＩＮＴ－ＴＴＲIII）で同定したところ、化学式がＫ２Ｏ・２ＴｉＯ２で表される二チタン酸カリウムのピークと一致した。また、走査型電子顕微鏡を用いて測定した粉末の一次粒子の平均粒子径は１．０μｍ、二次粒子の平均粒子径は１５μｍであった。
【0039】
［実施例１：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径（ｄ５０）は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径（ｄ５０）は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
【0040】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．０７μｍ、軸比１０の針状形状を有するα型オキシ水酸化鉄２ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0041】
［実施例２：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
【0042】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．０７μｍ、軸比１０の針状形状を有するα型オキシ水酸化鉄２０ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0043】
［実施例３：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末３０００ｇと分散剤としてポリアクリル酸ナトリウム１５ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．５５μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは０．１であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末３０００ｇと分散剤としてポリアクリル酸ナトリウム１５ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．５５μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは０．１であった。
【0044】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．０７μｍ、軸比１０の針状形状を有するα型オキシ水酸化鉄１５ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0045】
［実施例４：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末１００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は２．５６μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．８であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末１００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は２．５６μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．８であった。
【0046】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．０７μｍ、軸比１０の針状形状を有するα型オキシ水酸化鉄７ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0047】
［実施例５：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．０であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．０であった。
【0048】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．０７μｍ、軸比３０の針状形状を有するγ型オキシ水酸化鉄２ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒した。得られた造粒物の３質量％分の水を噴霧した後、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１５０μｍ以上３００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒した。得られた造粒物の３質量％分の水を噴霧した後、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１５０μｍ以上３００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0049】
［実施例６：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末１２００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．６９μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは０．６であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末１２００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．６９μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは０．６であった。
【0050】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．０７μｍ、軸比３０の針状形状を有するγ型オキシ水酸化鉄６０ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒した。得られた造粒物の３質量％分の水を噴霧した後、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上１０００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒した。得られた造粒物の３質量％分の水を噴霧した後、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上１０００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0051】
［実施例７：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
【0052】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長は０．０２５μｍ、軸比は４の紡錘状形状を有するルチル型二酸化チタン２０ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0053】
［実施例８：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを１回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は１．５３μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを１回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は１．５３μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
【0054】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長は０．０３５μｍ、軸比は３の短冊状形状を有するオキシ水酸化チタン１２ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0055】
［実施例９：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
【0056】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長は０．０７μｍ、軸比は１０の針状形状を有するα型三二酸化鉄４ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0057】
［実施例１０：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
【0058】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．２μｍ、軸比８０の薄板状形状を有する四三酸化鉄２０ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0059】
［実施例１１：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
【0060】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．２μｍ、軸比５の針状形状を有する化学式がＭｇＦｅ３Ｏ４で表されるマグネシウムフェライト１２ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0061】
［比較例１：ストロンチウムイオン吸着材の製造（結合材不使用）］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．１であった。
【0062】
次に減圧ろ過法でスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0063】
［比較例２：ストロンチウムイオン吸着材の製造（結合材不使用）］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
【0064】
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0065】
［比較例３：ストロンチウムイオン吸着材の製造（結合材不使用）］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．０であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．０であった。
【0066】
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒した。得られた造粒物の３重量％分の水を噴霧した後、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１５０μｍ以上３００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１５０μｍ以上３００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0067】
［比較例４：ストロンチウムイオン吸着材の製造（結合材不使用）］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末１２００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．６９μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは０．６であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末１２００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．６９μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは０．６であった。
【0068】
次に、減圧ろ過によりスラリーをろ過して、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0069】
［比較例５：ストロンチウムイオン吸着材の製造（結合材不使用）］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを１回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は１．５３μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを１回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は１．５３μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
【0070】
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過及び洗浄し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により１５０μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１５０μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0071】
［比較例６：二チタン酸カリウム粒子の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末をそのまま解砕した。さらに、篩にて１５０μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１５０μｍ以上６００μｍ以下の範囲の粒子を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末をそのまま解砕した。さらに、篩にて１５０μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径１５０μｍ以上６００μｍ以下の範囲の粒子を得た。
【0072】
［比較例７：二チタン酸カリウムと結合材とを含む粒子の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末２００ｇ、結合材として平均短軸長１．２５μｍ、軸比１．１の天然ゼオライトを６０ｇ、造粒助剤としてポリビニルアルコール６ｇを混合した後、水６０ｇを徐々に添加しながら転動造粒を行った。造粒物を設定温度１１０℃で１２時間乾燥した後、篩にて３００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲に整粒した。整粒した粉末を電気炉にて設定温度６３０℃で５時間焼成を行った。焼成後に再度篩にて３００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲に整粒し、粒径３００μｍ以上１０００μｍ以下の範囲の粒子を得た。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末２００ｇ、結合材として平均短軸長１．２５μｍ、軸比１．１の天然ゼオライトを６０ｇ、造粒助剤としてポリビニルアルコール６ｇを混合した後、水６０ｇを徐々に添加しながら転動造粒を行った。造粒物を設定温度１１０℃で１２時間乾燥した後、篩にて３００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲に整粒した。整粒した粉末を電気炉にて設定温度６３０℃で５時間焼成を行った。焼成後に再度篩にて３００μｍ以上１０００μｍ以下の粒径範囲に整粒し、粒径３００μｍ以上１０００μｍ以下の範囲の粒子を得た。
【0073】
［比較例８：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
【0074】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．０７μｍ、軸比１０の針状形状を有するα型オキシ水酸化鉄０．４ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0075】
［比較例９：ストロンチウムイオン吸着材の製造］
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
合成例で得られた二チタン酸カリウム粉末４００ｇを水２Ｌに添加して（水戻し）、スラリーを調製した（泥奬化）。このスラリーを２回湿式粉砕した。湿式粉砕後の二チタン酸水素カリウム水和物のｄ５０は０．９８μｍであり、化学式Ｋ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏで表した場合のｘは１．２であった。
【0076】
湿式粉砕後のスラリーに平均短軸長０．０７μｍ、軸比１０の針状形状を有するα型オキシ水酸化鉄６０ｇを添加し、撹拌、混合した。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
次に、プレス式ろ過機を用いてスラリーをろ過し、ろ過ケーキを得た。得られたろ過ケーキを押出成型機を用いて造粒し、設定温度１１０℃で１５時間乾燥した後、解砕し、篩により３００μｍ以上６００μｍ以下の粒径範囲に整粒して、粒径３００μｍ以上６００μｍ以下の範囲のストロンチウムイオン吸着材を得た。
【0077】
［組成分析］
被検試料のチタン及びカリウムの含有量は誘導結合プラズマ質量分析計ＩＣＰ－Ｍａｓｓ（アジレント・テクノロジー株式会社製Ａｇｉｌｅｎｔ ７７００ｘ ＩＣＰ－ＭＳ）で測定した。当該含有量よりカリウムとチタンのモル比を求め、このモル比より化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏのｘを以下の式により算出した。
ｘ ＝ ２－２×ａ
ａ：Ｋ／Ｔｉモル比。
被検試料のチタン及びカリウムの含有量は誘導結合プラズマ質量分析計ＩＣＰ－Ｍａｓｓ（アジレント・テクノロジー株式会社製Ａｇｉｌｅｎｔ ７７００ｘ ＩＣＰ－ＭＳ）で測定した。当該含有量よりカリウムとチタンのモル比を求め、このモル比より化学式がＫ２－ｘＨｘＯ・２ＴｉＯ２・ｎＨ２Ｏのｘを以下の式により算出した。
ｘ ＝ ２－２×ａ
ａ：Ｋ／Ｔｉモル比。
【0078】
［Ｘ線回折］
株式会社リガク製のＸ線回折装置ＲＩＮＴ－ＴＴＲIIIを使用して、ＣｕＫα線をＸ線源として、走査速度５ｄｅｇ／ｍｉｎで被検試料のＸ線回折プロファイルを得た。Ｘ線回折強度が小さい場合には、複数回の走査を行ってそれらを積算することによりＸ線回折プロファイルを得た。Ｘ線回折装置に付属の解析プログラムを使用して、主たるＸ線回折ピークの回折角度２θを算出し、被検試料の同定を行った。
株式会社リガク製のＸ線回折装置ＲＩＮＴ－ＴＴＲIIIを使用して、ＣｕＫα線をＸ線源として、走査速度５ｄｅｇ／ｍｉｎで被検試料のＸ線回折プロファイルを得た。Ｘ線回折強度が小さい場合には、複数回の走査を行ってそれらを積算することによりＸ線回折プロファイルを得た。Ｘ線回折装置に付属の解析プログラムを使用して、主たるＸ線回折ピークの回折角度２θを算出し、被検試料の同定を行った。
【0079】
［メディアン径（ｄ５０）測定］
マイクロトラック・ベル株式会社製レーザー光回折散乱式粒度分析計マイクロトラックＭＴ３３００で測定した。分散媒にはイオン交換水を使用した。湿式粉砕スラリーを測定装置に付設した自動試料循環器の超音波分散槽に適量滴下した後に、超音波分散を出力４０Ｗで３００秒行った。この後に、各計測パラメーターは、イオン交換水の屈折率を１．３３、測定対象粒子の光透過性を吸収、計測時間を３０秒としてメディアン径（ｄ５０）を２回測定して、それらの平均値を湿式粉砕スラリー中の二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径（ｄ５０）とした。
マイクロトラック・ベル株式会社製レーザー光回折散乱式粒度分析計マイクロトラックＭＴ３３００で測定した。分散媒にはイオン交換水を使用した。湿式粉砕スラリーを測定装置に付設した自動試料循環器の超音波分散槽に適量滴下した後に、超音波分散を出力４０Ｗで３００秒行った。この後に、各計測パラメーターは、イオン交換水の屈折率を１．３３、測定対象粒子の光透過性を吸収、計測時間を３０秒としてメディアン径（ｄ５０）を２回測定して、それらの平均値を湿式粉砕スラリー中の二チタン酸水素カリウム水和物のメディアン径（ｄ５０）とした。
【0080】
［平均短軸長及び軸比の測定］
各結合材の透過型電子顕微鏡写真より５０個以上の粒子についてＣａｒｌ Ｚｅｉｓｓ社製Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて短軸長及び長軸長を計測し、平均短軸長と平均長軸長を求めた。さらに平均長軸長を平均短軸長で除して軸比を算出した。
各結合材の透過型電子顕微鏡写真より５０個以上の粒子についてＣａｒｌ Ｚｅｉｓｓ社製Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて短軸長及び長軸長を計測し、平均短軸長と平均長軸長を求めた。さらに平均長軸長を平均短軸長で除して軸比を算出した。
【0081】
［一次粒子脱落性の評価］
各実施例及び各比較例の吸着材粒子を各１０ｇ計量し、それぞれをビーカーに投入後、イオン交換水９９０ｇを添加して軽く撹拌した後、東亜ディーケーケー株式会社製ポータブル濁度計ＴＢ－３１型を使用して、上澄みの濁度を計測して一次粒子脱落性を評価した。濁度はカオリン濃度換算値とした（カオリン１０００ｍｇ／Ｌを１０００度とし、カオリン１００ｍｇ／Ｌを１００度とする）。
各実施例及び各比較例の吸着材粒子を各１０ｇ計量し、それぞれをビーカーに投入後、イオン交換水９９０ｇを添加して軽く撹拌した後、東亜ディーケーケー株式会社製ポータブル濁度計ＴＢ－３１型を使用して、上澄みの濁度を計測して一次粒子脱落性を評価した。濁度はカオリン濃度換算値とした（カオリン１０００ｍｇ／Ｌを１０００度とし、カオリン１００ｍｇ／Ｌを１００度とする）。
【0082】
［ストロンチウムイオン吸着性能の評価］
各実施例及び各比較例で製造した吸着材粒子をそれぞれ内径１５．９６ｍｍの円筒状カラムに容積で２０ｍＬ、層高で１００ｍｍになるように充填した。市販の並塩０．３質量％を含む水においてストロンチウム、マグネシウムがそれぞれ５ｐｐｍ、セシウムが１ｐｐｍになるように調製した模擬汚染海水をそれぞれのカラムに６．５ｍＬ／ｍｉｎ（通水線流速２ｍ／ｈ、空間速度２０ｈ－１）の流量で通水し、出口水を定期的に採取して、アジレント・テクノロジー株式会社製Ａｇｉｌｅｎｔ ７７００ｘ ＩＣＰ－ＭＳを用いて、模擬汚染海水中のストロンチウム濃度を測定した。Ｂ．Ｖ．（Bed Volume）は吸着材の体積に対して何倍量の模擬汚染海水を通水したのかを示し、破過Ｂ．Ｖ．は、カラム出口のストロンチウムの濃度をカラム入口のストロンチウムの濃度で除した値が５％を超越した時点のＢ．Ｖ．を示す。上記の各実施例及び各比較例の結果を表１にまとめて示す。
各実施例及び各比較例で製造した吸着材粒子をそれぞれ内径１５．９６ｍｍの円筒状カラムに容積で２０ｍＬ、層高で１００ｍｍになるように充填した。市販の並塩０．３質量％を含む水においてストロンチウム、マグネシウムがそれぞれ５ｐｐｍ、セシウムが１ｐｐｍになるように調製した模擬汚染海水をそれぞれのカラムに６．５ｍＬ／ｍｉｎ（通水線流速２ｍ／ｈ、空間速度２０ｈ－１）の流量で通水し、出口水を定期的に採取して、アジレント・テクノロジー株式会社製Ａｇｉｌｅｎｔ ７７００ｘ ＩＣＰ－ＭＳを用いて、模擬汚染海水中のストロンチウム濃度を測定した。Ｂ．Ｖ．（Bed Volume）は吸着材の体積に対して何倍量の模擬汚染海水を通水したのかを示し、破過Ｂ．Ｖ．は、カラム出口のストロンチウムの濃度をカラム入口のストロンチウムの濃度で除した値が５％を超越した時点のＢ．Ｖ．を示す。上記の各実施例及び各比較例の結果を表１にまとめて示す。
【0083】
【表1】
【0084】
表１より、実施例１乃至１１は、比較例１乃至６より濁度が小さくストロンチウムイオン吸着材粒子の強度が強く、一次粒子が剥落しにくいことがわかる。なおかつ実施例１乃至１１は比較例１乃至５と概略同等の破過Ｂ．Ｖ．を示しており、結合材を有しない吸着材と概略同等のストロンチウムイオン吸着性能を保持していることがわかる。比較例６はカラム内で吸着材粒子が崩壊したため、水溶液の流下が困難となり、破過Ｂ．Ｖ．は計測不能であった。
【0085】
なお、表１の実験の条件で測定した濁度が５０を超越すると、使用時に濾し器の閉塞による円滑な汚染水処理を妨げ、使用時あるいは使用後の吸着材交換作業においては剥落粒子の環境への拡散を防止する措置が必要となりコストが増大するため実用には向かない。また、この条件で測定した破過Ｂ．Ｖ．が３０００より小さいと吸着材の交換頻度が増えて吸着装置の実効処理能力が低下し、さらに放射性ストロンチウムの除去に使用した場合には使用済みの吸着材が増加して、廃棄物としての一時保管場所や設備もより多く必要となりコストが増大するためやはり実用には向かない。いずれの比較例も濁度または破過Ｂ．Ｖ．が前記に該当するため、吸着材として実用的であるとはいえない。一方、実施例１乃至１１は、いずれも濁度が５０よりも十分に小さく、かつ、破過Ｂ．Ｖ．が３０００以上であるため、吸着材として実用的であるといえる。
【0086】
本願発明の吸着材は、使用時の一次粒子剥落が少ないことから環境へ拡散しにくく、また、吸着容量が大きいことから交換頻度を少なくさせることができる。本願発明の吸着材のこうした特徴は、特に放射性ストロンチウムイオンの除去に用いる際に有効であるといえる。