Sorption behavior of thorium onto granite and its constituent minerals

花崗岩およびその構成鉱物へのトリウムの収着挙動

飯田 芳久 ; 山口 徹治 ; 田中 忠夫 ; 邉見 光 

Iida, Yoshihisa; Yamaguchi, Tetsuji; Tanaka, Tadao; Hemmi, Ko

花崗岩へのトリウム(Th)の収着挙動を調べるため、花崗岩およびその主要構成鉱物である石英, 長石および黒雲母を対象としたバッチ収着実験を、pHおよび炭酸濃度をパラメータとして実施した。得られた分配係数は、炭酸濃度の上昇に伴い減少し、pH9-10で極小値を示した。この吸着傾向は、溶液中でのThの水酸化炭酸錯体の形成によるものである。Th収着の強さは、雲母, 長石, 石英=花崗岩の順であった。これら鉱物へのThの収着挙動を、電気三重層表面錯体モデルにより解析した。Thの内圏錯形成を仮定することにより、モデル計算は実験結果をよく説明した。花崗岩へのThの収着挙動については、主に長石表面サイトへの錯形成により説明可能であることが示された。

The sorption behavior of thorium (Th) onto granitic rock and its major constituent were investigated by batch sorption experiments. Experiments were carried out under variable pH and carbonate concentrations. Distribution coefficients decreased with increased carbonate concentrations and showed the minimal value at pH 9-10. This sorption tendency was likely due to forming the hydroxide-carbonate complexes of Th in the solutions. The order of sorbability for Th was mica feldspar quartz = granite. The sorption behaviors of Th onto these minerals were analyzed by the triple-layer surface complexation model with the Visual Minteq computer program. The model calculations assuming the inner-sphere surface complexation of Th were able to explain the experimental results reasonably well. It was shown that the sorption behavior of Th onto granite can be explained primarily by the complexation with the surface sites of feldspar.