Adsorption of uranium contained in natural seawater was studied in a fluidized bed, and dilute uranium solution was concentrated by ion exchange column. The model for solid diffusion control case was obtained.
In adsorption experiment in natural seawater, there was poor adsorption because a large quantity of mosses and shells accumulated on stainless steel screen, which led to bad contact with seawater.
In case of exclusion by ion exchange column, the equilibrium distribution coefficient was not significantly affected by flow rate or particle size. In elution experiment, there was no adsorption in the solution of eluent concentration. For the irreversible case, because of the dilution effect of solution in intraparticle and interparticle void space, experimental result did not match well with theory during early time, but after peak time was reached, model matched well.
Diffusivity obtained from experimental data was of the order of $10^{-6}$㎠/sec, and was a function of Reynolds number. As Reynolds number increased, diffusivity increased. However, in the range of high Reynolds number, diffusivity became constant. It may be explained by the fact that mass transport by film diffusion was quite slow at low Reynolds number.
Tea-bag 형태의 fluidized bed 를 이용하여, 실제 바닷물 속에서의 Uranium 흡착에 대하여 연구하였으며, 이온교환수지를 이용하여 낮은 농도의 Uranium 용액의 농축에 대하여 연구하였다. 아울러 수지 내부에서의 확산이 율속단계인 경우에 대한 elution 모델을 설정 하였다.
실제 바닷물에서의 흡착실험은, 해초와 따개비가 stainless steel 망에 많이 부착되어 바닷물과의 접촉이 나빠 흡착이 거의 되지 않았으며, 부식현상이 매우심했다. 그래서 흡착제를 pellet 으로 만들어 망의 구멍이 큰 것을 사용하면 바닷물과의 접촉이 쉬어져서 가능할 것으로 기대된다.
이온교환수지 column 에 대한 흡착실험에서는, 평형분리계수(equilibrium distribution coefficient) 가 유속이나 입자의 크기에 거의 영향을 받지 않았으며, 적당한 유속으로는 매분 0.2 bed volume 정도가 좋았다.
탈착실험에서는 비가역적이었으며, 이 경우의 모델은, 초기에는 bed 안에 남아있던 액에 의한 희석영향 그리고 외부의 액막에서는 저항때문에 잘 맞지 않는 것으로 생각되며 peak 이후에는 어느 정도 잘들어 맞았다. 이 모델을 이용하여 구한 확산계수는 $10^{-6}$ ㎠/sec 정도 이었으며, Reynolds number 의 함수가 되었다. 즉 Reynolds number 가 커질수록 확산계수도 증가하였으나, 어느 정도 이상으로 Reynolds number 가 증가하면, 확산계수는 일정하게 되었다. 이는 계면에서의 확산이 율속단계가 됨으로써 이루어지는 것으로 기대된다.