Studies on the Sorption and Fixation of Cesium by Vermiculite

The sorption and fixation of cesium in dilute solutions by vermiculite saturated with Na or K were studied in order to investigate any possibibty of its use in radioactive effluent treatment. The cesium sorbed by vermiculite with the increase in pH is attributed to the increase of sorption surface as a result of the dispersion. The increased cesium sorption by Na-vermiculite is due to the different sorption rates by the different exchange sites : external surface and internal surface. It is shown that the larger amount of sorbed cesium was extracted by KCI rather than with any other extractants. It is suggested that the fixation of cesium by vermiculite occurs at the crystal edge where Cs may replace K. Domestic vermiculite is a valuable material for use in the cesium sorption and fixation, and might be useful as a good packing material outside the tank of highly radioactive liquid waste. And from these results one could suggest that the artificial alteration of the biotite to vermiculite might be occurring by treating with NaCl.

천연점토 광물의 이온 교환 흡착능은 비교적 낮지만, 여러가지 활성화법이 고찰되고 있음으로서 성능의 개선이 기대되고 있다. 그중에서도 교환흡착능이 크며, 많은 양이 산출되고 있는 국산 vermiculite의 Nacl 및 KCI 처리에 의한 Cs+ ion의 교환흡착 및 고착상태에 관하여 방사성 폐액 처리의 응용면에서 연구되었으며, 그 결과는 다음과 같다. (1) pH의 증가와 더불어 Cs+ ion의 제렴율도 증가하였다. (2) 약 $10^{-3}$M CsCl 용액중 에서 Cs+ ion의 제렴효율이 가장 높았다. (3) Na-vermiculite에 의한 Cs+ ion의 교환 흡착능이 K-vermiculite에 비해 양호하였다. (4) $H_2O$, CsCl, NaCl 및 KCl 용액에 의한 추출 실험에서 80% 정도의 Cesium이 vermiculite상에 고착되었다. 이상의 결과로 부티 국산 vermiculite도 Ca+ ion의 교환흡착에 대한 친화력이 크며, NaCl 처리에 의하여 그 성능을 크게 향상시킬 수 있고, 고 준위 방사성 폐액의 지하저장에서 오는 누출천상을 저지시키기 위한 외각 충진제로서도 그 효율성을 보여 주고 있다. 또한 X-ray 회절상에서 보여 준 바와 같이 인위적으로 NaCl 처리에 의하여 biotite를 vermiculite로 전환시킬 수 있다는 것을 암시하고 있다.