JPS63302942A - 高性能繊維状ウラン吸着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は吸着性能が優れ、且つ、高強度の繊維状ウラ
ン吸着剤に関し、更に詳述すれば、海水等の希薄溶液中
のウランを吸着・分離・採取するために用いる高性能繊
維状吸着剤に関するものである。

（従来の技術） 近年における高度成長は安価で豊富な石油に負うところ
が大きい。また、最近では省エネルギーの推進により、
石油も余裕のあるものとなりエネルギー事情は好転して
いる。しかし、この石油等の資源は有限であり、将来に
おいて枯渇が心配されており、エネルギー源の多様化が
図られている。

石油代替エネルギーとして最も期待されている原子力発
電の燃料であるウランは採掘可能な資源量が少なく、増
殖炉が開発されなければ、２１世紀早々には受給バラン
スが崩れる恐れがある。このため新たなる資源の確保が
必要であり、地表の７割を占める海洋から有用資源を採
取する技術を確立することが強（望まれている。

海水中のウランの濃度は約３ｐｐｂと低く、且つ安定な
炭酸ウラニルとして溶存している。このウランを採取す
るためには選択性及び吸着性が優れ、且つ、大量の海水
と効率良く接触し、回収が容易で耐久性が良い吸着剤の
開発が必要である。

（発明が解決しようとする問題点） そして、最近、アミドキシム型繊維状吸着剤が海水中の
ウランに対し、優れた吸着性能を示すことが認められ、
注目されている。その繊維状吸着剤は１０日間にウラン
を約４Ｂ／ｇ吸着するが、繰り返し再生使用に耐えうる
程度に充分な強度を有していないため実用的でなく、使
用態様が制限される等の問題点を有している。一方、反
応の進んでいない繊維強度が大きいものは、ウランの吸
着速度が小さいものであり、その吸着量も５Ｂ／ｇ程度
の僅少憬で飽和するものである。

この発明は、上記従来の吸着剤の欠点を改善するもので
ありウランに対する吸着速度及び吸着容量が太き（、且
つ、高強度の繊維状吸着剤を提供することを目的として
なされたものである。

（問題点を解決するための手段） この発明の要旨は、アクリロニトリルを少くとも９６重
量％以上含有するポリマーと、アクリロニトリルを４０
〜９５重量％含有するポリマーとから成る複合繊維を、
ヒドロキシルアミンと反応させて調製してなる繊維状ウ
ラン吸着剤にある。

一般にアクリル繊維は第１成分としてアクリロニトリル
、第２成分としてアクリル酸アルキル、酢酸ビニル等、
第３成分（染色性改良剤）としてスルホン酸、カルボン
酸等のアニオン基又はアミン系化合物のようなカチオン
基を含む３元共重合体から成るものであり、なお、特殊
な繊維としてアクリロニトリル含有量の多い高強度の資
材用繊維も市販されている。

この発明者等は上記の各種のアクリル繊維を用いてアミ
ドキシム型繊維状吸着剤を各種の条件で調製し、調製条
件と繊維強度及びウラン吸着性等の関係を調べた結果、
繊維の種類によってヒドロキシルアミンとの反応性が異
なることを見出した。

すなわち、アクリロニトリル含有量が少なく繊維構造が
緻密でない繊維、例えばアクリロニトリル５０重量％、
塩化ビニル４９重量％、スルホン酸系ビニルモノマー１
重量％から成るポリマーをンメチルホルアミドに溶解さ
せて湿式紡糸して得られた繊維はヒドロキシルアミンと
の反応速度が著しく大きく、１時間程度で数ｍｅｑ／ｇ
のアミドキシム基を有するものが得られる。

これに対し、アクリロニトリル含有量の多い　　１構造
の緻密な繊維、例えばポリアクリロニトリルをンメチル
ホルムアミドに溶解させて乾式紡糸した繊維では反応速
度が小さく４時間でもほとんど反応しないことを認めた
。

そして、繊維には２種以上の複合紡糸したコンシュゲイ
ト繊維が開発されている。これは物性の異なったものを
特殊口金を用いて同時に紡出したものであり、口金の形
によって高分子をはり合わせたサイドバイサイド型、芯
鞘型のシースコア型あるいはブロック混合型、一様混合
型等がある。

この発明においては、複合繊維として前記コンツユゲイ
ト繊維が使用されるがその中でも特にサイドバイサイド
型、シースコア型が好ましく用いられる。即ち、この発
明の吸着剤はアミドキシム化の容易な重合体とアミドキ
シム化の遅い重合体とのコンジュゲート型複合繊維を用
いて調製されたウラン吸着性能の優れた高強度の繊維状
吸着剤である。

：実施例） 次に実施例によりこの発明の詳細な説明するが、この発
明はこの例によってなんら限定されるものではない。

実施例１ アクリロニトリル３９．５重量％、メタアリルスルホネ
ート　０．５重量％がら成るポリマー（Ｘ）とアクリロ
ニトリル９３重量％、アクリル酸メチル６重量％、メタ
アリルスルホネート１重量％から成るポリマー（Ｙ）と
のサイドバイサイド型乾式紡糸コンジュゲート繊維（重
量比（Ｘ）：（Ｙ）＝　１　：　１　、繊度３デニール
）５ｇをＩＭのヒドロキシルアミンメタノール溶液２０
Ｏｎ＋Ｌ中に加え、８時間加熱環流してアミドキシム化
した。更に、アルカリ処理を２４時間行った。このアミ
ドキシム型繊維状吸着剤（強度１．８ｇ／ｄ　）　０．
２ｇを内径２．５ｃｍのカラムに充填し、天然海水を２
５０ｍＬ／分で通水した。第１図に示したように８５日
で約１０１ｇ／ｇのウランを吸着した。

従来のアミドキシム繊維に比べ、吸着量は約２倍であっ
た。

実施例２ 実施例１と同様の繊維を用いアミドキシム化時間及びア
ルカリ処理時間を変えて種々のアミドキシム型繊維状吸
着剤を調製し、単繊維強度及びウラン吸着速度を測定し
た。

その結果、この発明の複合紡糸繊維を用いて調製した繊
維状吸着剤（Ｂ）は第２図に示すようにポリマー（Ｙ）
のみからなる繊維から得られた従来のアミドキシム型繊
維状吸着剤（Ａ）と比較して単繊維強度、ウラン吸着速
度とも大きく、優れた吸着剤であることは明らかである
。

参考例１ ポリマー（Ｙ）及びポリマー（Ｘ）からなる繊維につい
て実施例２と同様にしてアミドキシム化条件を変えて種
々のアミドキシム化繊維状吸着剤（Ａ）及び（Ｃ）を調
製した。

これらの銅膜着量を測定した結果を第３図に示す。両者
の繊維では反応速度が大きく異なることが分かる。両者
の繊維についてウラン吸着速度及び単繊維強度を測定し
た。

吸着速度と単繊維強度との関係を第４図に示す。アクリ
ロニトリル含有量の大きい繊維から調製した繊維（Ｃ）
の方が強度が大きいことが明らかである。

比較例１ アクリロニトリル９３重量％、酢酸ビニル６．５重量％
、メタアリルスルホネート０．５重量％から成る繊維（
繊度３デニール）で実施例１と同一強度（１，６ｇ／ｄ
）になるようにアミドキシム化及びアルカリ処理を行っ
た。このようにして得たアミドキシム型吸着剤（Ｄ）に
ついてウラン吸着速度を測定した。その結果を第５図に
示す。ウラン吸着量は実施例はど大きくなく、１０日間
でウランを２．５＋ａｇ／ｇ吸着した。

（発明の効果） 以上のとおり、この発明の繊維状吸着剤は従来のアクリ
ル繊維を用いて調製したアミドキシム型繊維状吸着剤と
比較すると繊維強度が大きく、且つ、ウラン吸着容量も
大きく、海水中のウラン採取用吸着剤として優れた効果
をもつものである。即ち、強度が優れているため長期間
の繰り返し再生使用に充分耐えることができ、実用的な
性能を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られたこの発明の吸着剤のウラン
吸着量を示すものであり、第２図は実施例２で得られた
この発明の吸着剤ＣＢ）及び従来の吸着剤（Ａ）の単繊
維強度とウラン吸着量との関係を示し、第３図は参考例
１で得られる従来の吸着剤（Ａ）及び（Ｃ）の銅膜着量
上、又、第４図は（Ａ）及び（Ｃ）の単繊維強度とウラ
ン吸着量との関係を示すもので、第５図は従来の吸着剤
（Ｄ）のウラン吸着量を示すものである。 特許出願人　　復代理人　弁理士　　藤木三幸第１図 潜水ｉＳ旭８弓！’ｌ’ｌｒ日ノ 第２図 草木λ稚矛セ／Ｉ　　（ｇ／Ｄ） 第５図 弐喪水イ剖融β時〃げ　ｔヨノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アクリロニトリルを少なくとも９６重量％以上含有する
   ポリマーと、アクリロニトリルを４０〜９５重量％含有
   するポリマーとから成る複合繊維を、ヒドロキシルアミ
   ンと反応させて調製してなるアミドキシム型繊維状ウラ
   ン吸着剤。