Electrochemical Cs removal and crystal formation from Fukushima weathered biotite in molten NaCl-CaCl

溶融NaCl-CaClを用いた福島風化黒雲母からの電気化学的Cs除去と結晶形成

本田 充紀   ; 後藤 琢也*; 坂中 佳秀*; 矢板 毅; 鈴木 伸一*

Honda, Mitsunori; Goto, Takuya*; Sakanaka, Yoshihide*; Yaita, Tsuyoshi; Suzuki, Shinichi*

粘土鉱物である風化黒雲母(WB)からCsの除去と結晶生成を制御する可能性について、溶融NaCl-CaCl中で溶融塩電気化学法(EC)を用いて検討した。0.5Vから-2.2Vの範囲でサイクリックボルタモグラム(CV)測定を行ったところ、CVスペクトルに複数のピークが確認された。1.4VのピークはWB中のFeの還元反応を表しているため、-1.4Vで2時間の実験を行いFeを還元した。EC処理後のCs除去率を蛍光X線分析で測定したところ、ほぼ100%のCs除去が確認された。還元効果を把握するため、X線吸着微細構造(XAFS)分析を行った。EC処理前のWBのFeは、FeとFeが混存していた。EC処理後は、XAFS分析によりFeの存在が確認された。この結果から、EC処理はWB中のFeの還元に有効であることが分かった。この結果から、FeOの生成が抑制され、還元反応が結晶生成の抑制に有効であることを示している。

The possibility of removal and controlling crystal formation from weathered biotite (WB) in clay minerals were investigated using molten salt electrochemistry (EC) in molten NaCl-CaCl under an electrochemical reductive reaction. Cyclic Voltammogram (CV) measurements were performed in the range of +0.5 V to -2.2 V. Several peaks were confirmed in the CV spectra. The peak at -1.4 V represents a reduction reaction of Fe in WB, so we conducted an experiment at -1.4 V for 2 h to reduce Iron (Fe). The Cs removal rate after EC treatment was determined by X-ray fluorescence analysis, and almost 100% Cs removal was confirmed. To understand the effect of the reductive reaction, we performed X-ray Adsorption Fine Structure (XAFS) analysis. Before EC treatment, the Fe in WB was present as a mixture of Fe and Fe. After EC treatment, the presence of Fe was confirmed by XAFS analysis. Based on this finding, EC treatment is effective for reducing Fe in WB. This result indicated that FeO formation was suppressed, and the reduction reaction was effective for controlling crystal formation.