JP2000140651A - Fixing method of carbon dioxide - Google Patents

Fixing method of carbon dioxide

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JP2000140651A JP31639898A JP31639898A JP2000140651A JP 2000140651 A JP2000140651 A JP 2000140651A JP 31639898 A JP31639898 A JP 31639898A JP 31639898 A JP31639898 A JP 31639898A JP 2000140651 A JP2000140651 A JP 2000140651A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide fixing method of carbon dioxide capable of economically treating a large quantity of carbon dioxide using inorganic waste, which is industrial waste. SOLUTION: Waste mortal powder 4 and a cation exchange resin 5 are coexisted with the cation exchange resin 5 in a 1st reaction liquid 3 consisting essentially of water to adsorb Ca2+ of the waste mortal powder 4 on the cation exchange resin 5. Next, the cation exchange resin 5 is regenerated and CaCO3 in the 2nd reaction liquid 8 produced in the 2nd reaction liquid 8 to fix CO2 by existing the cation exchange resin 5 in a 2nd reaction liquid 8 consisting essentially of water and bubbling CO2 to separate and extract Ca2+ into the 2nd reaction liquid 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は二酸化炭素の固定方
法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for fixing carbon dioxide.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大気中における二酸化炭素の濃度
が急激に増加し、地球温暖化の主因とされている。二酸
化炭素は、経済活動や日常生活から発生し、排出量削減
が地球環境を維持していく上で急務とされている。すな
わち、わが国の1994年度における二酸化炭素の総排
出量は、炭素換算で3億4000万トンであり、年々2
〜5%程度ずつ増加傾向にあると言われている。現在、
二酸化炭素分離技術や有効活用技術が活発に検討されて
はいる。
2. Description of the Related Art In recent years, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere has rapidly increased, and is considered to be a main cause of global warming. Carbon dioxide is generated from economic activities and daily life, and reducing emissions is urgently needed to maintain the global environment. That is, Japan's total carbon dioxide emission in 1994 was 340 million tons in carbon terms,
It is said that there is a tendency to increase by about 5%. Current,
Carbon dioxide separation technology and effective utilization technology are being actively studied.

【0003】一方、建築・土木産業ではビルの解体等に
よってセメント系建築廃材が大量に放出され、また鉄鋼
産業では高炉や転炉のスラグが必ず放出される。すなわ
ち、わが国内の無機廃材の発生量は、年間でセメント系
建築廃材が4800万トン、スラグが2156万トンで
あると言われている。従来、これらの無機廃材はそのほ
とんどが埋め立て等に利用されるだけであった。
On the other hand, in the construction and civil engineering industries, a large amount of cement-based construction waste is released due to demolition of buildings, and in the steel industry, slag from blast furnaces and converters is necessarily released. That is, it is said that the amount of inorganic waste generated in Japan is 48 million tons of cement-based construction waste and 215.6 million tons of slag annually. Conventionally, most of these inorganic waste materials have only been used for landfills.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の二酸化
炭素分離技術等では、大量に発生する二酸化炭素を経済
的かつ大量に処理することが未だ困難である。したがっ
て、産業廃棄物たる無機廃材を用いて二酸化炭素を経済
的かつ大量に処理することができれば、無機廃材の有効
活用による産業廃棄物の削減と、大気中に排出される二
酸化炭素の削減とを両立することが期待される。
However, it is still difficult to treat a large amount of generated carbon dioxide economically and in a large amount with the conventional carbon dioxide separation technology and the like. Therefore, if carbon dioxide can be processed economically and in large quantities using inorganic waste material, which is industrial waste, the reduction of industrial waste by effective use of inorganic waste material and the reduction of carbon dioxide emitted into the atmosphere will be achieved. It is expected to be compatible.

【0005】本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされ
たものであって、産業廃棄物たる無機廃材を用いて二酸
化炭素を経済的かつ大量に処理することのできる二酸化
炭素の固定方法を提供することを解決すべき課題として
いる。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and provides a method of fixing carbon dioxide which can economically and massively treat carbon dioxide by using inorganic waste material as industrial waste. Is to be solved.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記課題を
解決するために鋭意研究を行い、無機廃材は、CaOを
多く含むため、これからCa2+等のアルカリ土類金属イ
オンを分離することができれば、そのアルカリ土類金属
イオンによりアルカリ土類炭酸塩を生成して二酸化炭素
を固定化できると考えた。そして、そのために陽イオン
交換樹脂を用いることが有効であることを発見し、本発
明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and since inorganic waste materials contain a large amount of CaO, alkaline earth metal ions such as Ca 2+ are separated therefrom. If possible, it was thought that the alkaline earth metal ion could generate an alkaline earth carbonate to immobilize carbon dioxide. The inventors have found that it is effective to use a cation exchange resin for that purpose, and have completed the present invention.

【0007】すなわち、本発明の二酸化炭素の固定方法
は、水を主成分とする第1反応液中に無機廃材と、該無
機廃材のアルカリ土類金属イオンをイオン交換により吸
着可能な陽イオン交換樹脂とを共存させることにより、
該アルカリ土類金属イオンを該陽イオン交換樹脂に吸着
させるイオン交換工程と、水を主成分とする第2反応液
中に該イオン交換工程後の該陽イオン交換樹脂を存在さ
せ、該第2反応液に二酸化炭素を泡立たせることによ
り、該第2反応液中に該アルカリ土類金属イオンを分離
抽出させて該陽イオン交換樹脂を再生するとともに、該
第2反応液中で少なくとも該アルカリ土類金属イオンと
CO3 2-とが反応したアルカリ土類炭酸塩を生成して二
酸化炭素を固定化するバブリング工程と、からなること
を特徴とする。
That is, according to the method for fixing carbon dioxide of the present invention, an inorganic waste material and an alkaline earth metal ion of the inorganic waste material can be adsorbed by ion exchange in a first reaction solution containing water as a main component. By coexisting with resin,
An ion exchange step of adsorbing the alkaline earth metal ion on the cation exchange resin; and causing the cation exchange resin after the ion exchange step to exist in a second reaction solution containing water as a main component. By bubbling carbon dioxide through the reaction solution, the alkaline earth metal ions are separated and extracted in the second reaction solution to regenerate the cation exchange resin, and at least the alkaline earth metal in the second reaction solution is regenerated. A bubbling step of fixing the carbon dioxide by generating an alkaline earth carbonate in which the metal ion and the CO 3 2- have reacted.

【0008】発明者らの試験によれば、本発明の二酸化
炭素の固定方法では、まずイオン交換工程において、陽
イオン交換樹脂を用いていることから、無機廃材の性状
にかかわらず無機廃材が迅速に溶解する。かかる溶解の
メカニズムは、水を主成分とする第1反応液中において
無機廃材から微量に溶出したアルカリ土類金属イオンと
陽イオン交換樹脂との間でイオン交換を生じ、その分だ
け第1反応液中の平衡状態が損なわれることから、それ
を補うために第1反応液中にアルカリ土類金属イオンが
溶出していくことによると考えられる。なお、第1反応
液中におけるイオン交換は、陽イオン交換樹脂の樹脂基
体に導入された官能基から一般には水素イオンが分離す
る一方、そこに無機廃材のアルカリ土類金属イオンが吸
着することにより生じると考えられている。
According to the tests by the inventors, according to the method for fixing carbon dioxide of the present invention, since the cation exchange resin is used in the ion exchange step, the inorganic waste material can be rapidly removed regardless of the properties of the inorganic waste material. Dissolve in The mechanism of this dissolution is that ion exchange occurs between the cation exchange resin and the alkaline earth metal ion eluted in trace amounts from the inorganic waste material in the first reaction solution containing water as a main component, and the first reaction Since the equilibrium state in the solution is impaired, it is considered that alkaline earth metal ions are eluted into the first reaction solution to make up for it. The ion exchange in the first reaction solution is generally performed by separating hydrogen ions from the functional groups introduced into the resin substrate of the cation exchange resin, while adsorbing alkaline earth metal ions of the inorganic waste material there. It is believed to occur.

【0009】そして、バブリング工程において、第2反
応液中にアルカリ土類金属イオンを分離抽出させること
ができるため、陽イオン交換樹脂を再生することができ
る。また、第2反応液中で少なくともアルカリ土類金属
イオンとCO3 2-とが反応した炭酸カルシウム(CaC
3)等のアルカリ土類炭酸塩を生成することができ
る。
In the bubbling step, since the alkaline earth metal ions can be separated and extracted in the second reaction solution, the cation exchange resin can be regenerated. Further, calcium carbonate (CaC) in which at least alkaline earth metal ions and CO 3 2- have reacted in the second reaction solution.
O 3) alkaline earth carbonates such as may be generated.

【0010】したがって、本発明の二酸化炭素の固定方
法によれば、産業廃棄物たる無機廃材を用いて二酸化炭
素を経済的かつ大量に処理することができる。無機廃材
は粉末状であることが好ましい。粉末状の無機廃材は、
イオン交換工程の際、第1反応液との接触面積が大きい
ことからアルカリ土類金属イオンを溶出しやすく、全体
として溶解しやすいからである。また、陽イオン交換樹
脂も粉末状又は粒状であることが好ましい。粉末状又は
粒状の陽イオン交換樹脂は、イオン交換工程の際、第1
反応液との接触面積が大きいことからアルカリ土類金属
イオンを吸着しやすく、反応効率が高いからである。ま
た、粉末状又は粒状の陽イオン交換樹脂は、バブリング
工程の際に再生もしやすく、かつ作業性にも優れるから
である。また、イオン交換工程の際、第1反応液を攪拌
したり、振動を与えたりすることが好ましい。攪拌や振
動により、無機廃材からのアルカリ土類金属イオンの溶
出が促進されたり、陽イオンと陽イオン交換樹脂との接
触が促進され、第1反応液全体でイオン交換を行いやす
いと考えられるからである。同様に、バブリング工程の
際、第2反応液を攪拌したり、振動を与えたりすること
が好ましい。攪拌や振動により陽イオン交換樹脂からの
アルカリ土類金属イオンの分離抽出が促進され、二酸化
炭素の固定量を向上させることができると考えられるか
らである。
Therefore, according to the method for fixing carbon dioxide of the present invention, carbon dioxide can be economically and massively treated using inorganic waste material, which is industrial waste. The inorganic waste material is preferably in a powder form. Powdered inorganic waste materials are
This is because, during the ion exchange step, the alkaline earth metal ion is easily eluted and easily dissolved as a whole because the contact area with the first reaction solution is large. Also, the cation exchange resin is preferably in the form of powder or granules. The powdery or granular cation exchange resin is used in the first step during the ion exchange step.
This is because the contact area with the reaction solution is large, so that the alkaline earth metal ions are easily adsorbed and the reaction efficiency is high. Further, the powdery or granular cation exchange resin is easy to regenerate in the bubbling step and has excellent workability. In addition, in the ion exchange step, it is preferable that the first reaction solution is stirred or vibrated. It is considered that the agitation or vibration promotes the elution of alkaline earth metal ions from the inorganic waste material, or promotes the contact between the cation and the cation exchange resin, and facilitates ion exchange in the entire first reaction solution. It is. Similarly, at the time of the bubbling step, it is preferable to stir or vibrate the second reaction solution. This is because the stirring and vibration promote the separation and extraction of the alkaline earth metal ion from the cation exchange resin, and can improve the fixed amount of carbon dioxide.

【0011】バブリング工程の際、第2反応液中に塩基
物を存在させることが好ましい。二酸化炭素の固定化反
応はpH10程度の塩基性の下で進行しやすいからであ
る。この塩基物としては、アンモニア水、NaOH水溶
液、ジエチルアミン、ジエチレントリアミン、エチレン
ジアミン、トリメタノールアミン等を採用することがで
きるが、アンモニア水を採用することが好ましい。アン
モニア水では二酸化炭素の固定量を向上させることがで
きるからである。
In the bubbling step, it is preferable that a base is present in the second reaction solution. This is because the reaction of immobilizing carbon dioxide easily proceeds under basicity of about pH 10. As the base, ammonia water, NaOH aqueous solution, diethylamine, diethylenetriamine, ethylenediamine, trimethanolamine, and the like can be used, but ammonia water is preferably used. This is because ammonia water can improve the fixed amount of carbon dioxide.

【0012】イオン交換工程の際の第1反応槽をそのま
まバブリング工程の際の第2反応槽に用いることもでき
る。こうであれば、反応装置が単槽式となり、第1、2
反応液を収容する反応槽を変えることなくイオン交換工
程及びバブリング工程ができるため、良好な作業性を得
ることができる。他方、単槽式にした場合、連続した反
応を行いにくいため、反応効率が悪くなる。このため、
イオン交換工程を行う第1反応槽と、バブリング工程を
行う第2反応槽との二槽式で反応装置を主として構成す
るとともに、無機廃材や陽イオン交換樹脂等の移動をス
ムーズに行い得るようにすることが好ましい。
The first reaction tank in the ion exchange step can be used as it is in the second reaction tank in the bubbling step. In this case, the reactor becomes a single tank type,
Since the ion exchange step and the bubbling step can be performed without changing the reaction tank accommodating the reaction solution, good workability can be obtained. On the other hand, in the case of a single-tank type, continuous reaction is difficult to perform, so that the reaction efficiency deteriorates. For this reason,
The reactor is mainly composed of a two-tank type, a first reaction tank for performing an ion exchange step and a second reaction tank for performing a bubbling step, and the inorganic waste material and the cation exchange resin can be smoothly moved. Is preferred.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態1、2を図面を参照しつつ説明する。 (実施形態1)実施形態1では、図1の流れ図に従っ
て、以下のイオン交換工程及びバブリング工程を実行す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments 1 and 2 embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) In Embodiment 1, the following ion exchange step and bubbling step are executed according to the flowchart of FIG.

【0014】無機廃材としてモルタル廃材を用いた。こ
のモルタル廃材をジョークラッシャー等で粗砕後、ボ−
ルミルで24時間湿式細摩し、90℃の乾燥機で一週間
乾燥させ、モルタル廃材粉末4とした。得られたモルタ
ル廃材粉末4の平均粒径は6.55μmである。このモ
ルタル廃材粉末4の構成相は、XRDチャートによる
と、石英(quartz)、曹長石(albite)、
方解石(calcite)、緑泥石(clinochl
ore)及び白雲母(muscovite)である。ま
た、このモルタル廃材粉末4の化学組成(質量%)は、
XRF分析によると、表1の通りであった。
Mortar waste was used as the inorganic waste. After coarsely crushing this mortar waste with a jaw crusher, etc.
The mixture was wet-ground with a mill for 24 hours, and dried for one week with a drier at 90 ° C. to obtain mortar waste material powder 4. The average particle size of the obtained mortar waste material powder 4 is 6.55 μm. According to the XRD chart, the constituent phases of the mortar waste material powder 4 are quartz (quartz), albite (albite),
Calcite, chlorite (clinochl)
ore) and muscovite. The chemical composition (% by mass) of the mortar waste material powder 4 is as follows:
According to the XRF analysis, it was as shown in Table 1.

【0015】[0015]

【表1】 但し、このモルタル廃材粉末4中にはCaOとともにC
aCO3も同時に含まれ、CaCO3におけるCO2の含
有量がJlS法(R9011)によれば4.08質量%
であったことから、モルタル廃材粉末4中におけるCO
2を固定可能なCaOは11.8質量%と見積もられ
る。
[Table 1] However, this mortar waste material powder 4 contains C together with CaO.
aCO 3 is also included, and the content of CO 2 in CaCO 3 is 4.08% by mass according to the JIS method (R9011).
From the mortar waste material powder 4
CaO capable of fixing 2 is estimated to be 11.8% by mass.

【0016】さらに、陽イオン交換樹脂5として、ゲル
型強酸性陽イオン交換樹脂(ダイヤイオンSK;三菱化
学(株)製、直径約0.2mmの粒状、比重は1.1)
を用意した。この陽イオン交換樹脂5を多量の蒸留水で
洗浄後、減圧濾過して湿潤状態とした。 「イオン交換工程」まず、ステップS1において、第1
反応槽1内に目開き149μmの洗浄籠2を収納する。
また、第1反応槽1内に300mlの蒸留水からなる第
1反応液3と、4.0gのモルタル廃材粉末4と、5.
0gの陽イオン交換樹脂5とを投入する。そして、スタ
ーラー6により15分間攪拌する。これにより、陽イオ
ン交換樹脂5にモルタル廃材粉末4から除去したCa2+
を吸着させる。
Further, as the cation exchange resin 5, a gel type strongly acidic cation exchange resin (Diaion SK; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, granular having a diameter of about 0.2 mm, specific gravity 1.1)
Was prepared. After washing this cation exchange resin 5 with a large amount of distilled water, it was filtered under reduced pressure to obtain a wet state. "Ion exchange step" First, in step S1, the first
A washing basket 2 having an opening of 149 μm is housed in the reaction tank 1.
Further, a first reaction liquid 3 consisting of 300 ml of distilled water in the first reaction tank 1, 4.0 g of mortar waste material powder 4, and 5.0.
0 g of the cation exchange resin 5 are introduced. Then, the mixture is stirred by the stirrer 6 for 15 minutes. Thereby, the Ca 2+ removed from the mortar waste material powder 4 was added to the cation exchange resin 5.
Is adsorbed.

【0017】この後、ステップS2において、第1反応
槽1から洗浄籠2を持ち上げ、Ca 2+を吸着した陽イオ
ン交換樹脂5を残りのモルタル廃材粉末4及び第1反応
液3から分離する。そして、ステップS3において、残
りのモルタル廃材粉末4と第1反応液3とを濾過により
分離する。第1反応液3はステップS1の第1反応槽1
内に戻す。また、ステップS4において、蒸留水7を用
いて陽イオン交換樹脂5を洗浄し、陽イオン交換樹脂5
の表面に付着した処理後のモルタル廃材粉末4を除去す
る。 「バブリング工程」次いで、ステップS5において、3
00mlの蒸留水からなる第2反応液8が収容された第
2反応槽9を用意し、第2反応槽9内に洗浄籠2ととも
に陽イオン交換樹脂5を収納する。そして、スターラー
10で攪拌しつつ、CO2ガス(CO2100%)を流量
0.15ml/分で10分間泡立たせる。こうして、第
2反応液8中のCO2濃度を一定にした後、ピペット1
1により濃度29%のアンモニア水を塩基物12として
第2反応液8に加え、pH10に保持しつつ更に10分
間CO2ガスを流量0.15ml/分で泡立たせる。な
お、第2反応槽9にはpH計13も設けられている。こ
うして、陽イオン交換樹脂5から第2反応液8(塩基物
12を含む。)中にCa2+を分離抽出させ、陽イオン交
換樹脂5を再生するとともに、第2反応液8(塩基物1
2を含む。)中で少なくともCa2+とCO3 2-とを反応
させ(炭酸化)、アルカリ土類炭酸塩14としてのCa
CO3を生成し、沈殿させる。
Thereafter, in step S2, the first reaction
Lift the washing basket 2 from the tank 1 and 2+Cation adsorbed
Exchange resin 5 with remaining mortar waste powder 4 and first reaction
Separate from liquid 3. Then, in step S3, the remaining
Mortar waste powder 4 and first reaction liquid 3 by filtration
To separate. The first reaction liquid 3 is the first reaction tank 1 in step S1.
Put back inside. In step S4, distilled water 7 is used.
To wash the cation exchange resin 5
Of mortar waste powder 4 after treatment adhering to the surface of
You. "Bubbling process" Then, in step S5, 3
A second reaction liquid 8 containing 00 ml of distilled water is contained.
Prepare two reaction tanks 9 and wash basket 2 in second reaction tank 9
The cation exchange resin 5 is stored in the container. And stirrer
While stirring at 10, COTwoGas (COTwo100%)
Bubble at 0.15 ml / min for 10 minutes. Thus,
2 CO in reaction liquid 8TwoAfter making the concentration constant, pipette 1
Ammonia water with a concentration of 29% is used as base substance 12 according to 1.
Added to the second reaction solution 8 and kept at pH 10 for another 10 minutes
COTwoThe gas is bubbled at a flow rate of 0.15 ml / min. What
The second reaction tank 9 is also provided with a pH meter 13. This
Thus, the second reaction liquid 8 (base substance)
12 inclusive. )2+Cation exchange
While regenerating the exchange resin 5, the second reaction liquid 8 (basic substance 1
2 inclusive. ) In at least Ca2+And COThree 2-React with
(Carbonation), Ca as alkaline earth carbonate 14
COThreeAnd precipitate.

【0018】この後、ステップS6において、第2反応
槽9から洗浄籠2を持ち上げ、Ca 2+を分離抽出した陽
イオン交換樹脂5をアルカリ土類炭酸塩14及び第2反
応液8(塩基物12を含む。)から分離する。そして、
ステップS7において、アルカリ土類炭酸塩14と第2
反応液8(塩基物12を含む。)とを濾過により分離す
る。アルカリ土類炭酸塩14は、80°Cの乾燥器で3
日間乾燥後、秤量し、XRDにて方解石と同定した。他
方、第2反応液8(塩基物12を含む。)はステップS
5の第2反応槽9内に戻す。また、ステップS8におい
て、蒸留水15を用いて陽イオン交換樹脂5を洗浄し、
陽イオン交換樹脂5の表面に付着したアルカリ土類炭酸
塩14を除去する。
Thereafter, in step S6, the second reaction
Lift the washing basket 2 from the tank 9 and remove Ca 2+Extracted and extracted
The ion exchange resin 5 is mixed with the alkaline earth carbonate 14 and the second
Separate from the reaction solution 8 (including the base substance 12). And
In step S7, the alkaline earth carbonate 14 and the second
The reaction solution 8 (including the base substance 12) is separated by filtration.
You. Alkaline earth carbonate 14 is dried in an 80 ° C.
After drying for days, it was weighed and identified as calcite by XRD. other
On the other hand, the second reaction liquid 8 (including the base substance 12) is prepared in Step S
5 is returned to the second reaction tank 9. Also, in step S8
Then, the cation exchange resin 5 is washed using distilled water 15,
Alkaline earth carbonic acid attached to the surface of the cation exchange resin 5
The salt 14 is removed.

【0019】次いで、ステップS9において、塩酸及び
蒸留水からなる第3反応液16内に陽イオン交換樹脂5
を浸漬し、陽イオン交換樹脂5をほぼ完全に再生する。
この陽イオン交換樹脂5はステップS1の第1反応槽1
内に戻す。こうして、この実施形態1では、産業廃棄物
たるモルタル廃材粉末4を用いることにより、近年地球
環境の維持の観点から削減が要求されているCO2を経
済的かつ大量に固定化できることがわかる。 「評価1」塩基物12として、上記アンモニア水の代わ
りに、NaOH水溶液、ジエチルアミン、ジエチレント
リアミン、エチレンジアミン又はトリメタノールアミン
を用い、塩基物12の種類によるアルカリ土類炭酸塩1
4への影響について検討した。
Next, in step S9, the cation exchange resin 5 is placed in a third reaction solution 16 comprising hydrochloric acid and distilled water.
And the cation exchange resin 5 is almost completely regenerated.
This cation exchange resin 5 is used in the first reaction tank 1 in step S1.
Put back inside. Thus, in the first embodiment, by using the mortar waste material powder 4 as the industrial waste, it can be understood that CO 2 , which has recently been required to be reduced from the viewpoint of maintaining the global environment, can be economically and massively fixed. "Evaluation 1" As the base 12, an aqueous NaOH solution, diethylamine, diethylenetriamine, ethylenediamine or trimethanolamine was used in place of the above-mentioned ammonia water.
4 was examined.

【0020】この結果、アンモニア水とジエチルアミン
以外の塩基物12についてはCaCO3を生成できず、
NaOH水溶液を用いればアルカリ土類炭酸塩14とし
てNa2CO3を主に生成できた。この理由は、NaOH
水溶液は高い電離度の強塩基であり、第2反応液8中で
のNa+の濃度が高いことからCO3 2‐と反応しやすく
なるのに対し、アンモニア水は低い電離度の弱塩基であ
り、第2反応液8中でのNH4 +の濃度が低いことからC
3 2‐との反応が起こりにくいからであると推測され
る。他方、ジエチレントリアミン、エチレンジアミン及
びトリメタノールアミンについては、炭酸化反応の促進
を期待したが、XRDでは同定不可能な黒いタール状の
有機物をアルカリ土類炭酸塩14として生成した。pH
を調整するためにこれらを多量に添加したためであると
思われる。また、アンモニア水では方解石及び霰石(a
ragonite)を生成できたが、ジエチルアミンを
用いると主に霰石を生成することができた。
As a result, CaCO 3 cannot be generated for the bases 12 other than ammonia water and diethylamine,
When an aqueous NaOH solution was used, Na 2 CO 3 was mainly produced as alkaline earth carbonate 14. The reason is that NaOH
The aqueous solution is a strong base having a high ionization degree, and the high concentration of Na + in the second reaction liquid 8 makes it easy to react with CO 3 2− , whereas the aqueous ammonia is a weak base having a low ionization degree. And the concentration of NH 4 + in the second reaction liquid 8 is low,
O 3 2 - reaction with are presumed to be less likely to occur. On the other hand, with respect to diethylenetriamine, ethylenediamine and trimethanolamine, although the carbonation reaction was expected to be accelerated, black tar-like organic substances which could not be identified by XRD were generated as alkaline earth carbonates 14. pH
It is considered that these were added in large amounts in order to adjust. In addition, calcite and aragonite (a
ragonites), but mainly aragonite could be formed with diethylamine.

【0021】したがって、霰石を生成する上において
は、塩化物12としてジエチルアミンを用いることが好
ましいことがわかる。CaCO3の回収率(%)は、ア
ンモニア水を用いた場合では21.0%、ジエテルアミ
ンを用いた場合では7.4%であり、アンモニア水を用
いた場合の方が高い回収率を確保できることがわかる。
Therefore, it is understood that it is preferable to use diethylamine as the chloride 12 in producing aragonite. The recovery rate (%) of CaCO 3 is 21.0% when ammonia water is used, and 7.4% when dieteramine is used. A higher recovery rate can be secured when ammonia water is used. I understand.

【0022】したがって、塩化物12としてアンモニア
水を用いることがCO2の固定量を向上させる点で好ま
しいことがわかる。 「評価2」また、CO2ガスを泡立たせた反応時間を5
〜80分間とし、反応時間(分)と、CaCO3の回収
率(%)と、アルカリ土類炭酸塩14への影響との関係
について検討した。
Therefore, it can be seen that the use of ammonia water as the chloride 12 is preferable from the viewpoint of improving the fixed amount of CO 2 . "Evaluation 2" The reaction time for bubbling CO 2 gas was 5
8080 minutes, and the relationship between the reaction time (minutes), the recovery rate (%) of CaCO 3 , and the effect on the alkaline earth carbonate 14 was examined.

【0023】反応時間と回収率との関係を図2に示す。
図2より、反応時間が長いほど回収率が高く、CO2
固定量を向上させ得ることがわかる。 「評価3」さらに、モルタル廃材粉末4の量を0.5〜
8.0gとし、陽イオン交換樹脂5へのCa2+の吸着率
(%)と、CaCO3の生成量(g)及び回収率(%)
との関係を求めた。結果を図3に示す。
FIG. 2 shows the relationship between the reaction time and the recovery rate.
FIG. 2 shows that the longer the reaction time is, the higher the recovery is, and the amount of fixed CO 2 can be improved. "Evaluation 3" Further, the amount of the mortar waste material powder 4 was set to 0.5 to
8.0 g, Ca 2+ adsorption rate (%) on cation exchange resin 5, CaCO 3 generation amount (g) and recovery rate (%)
And sought a relationship. The results are shown in FIG.

【0024】図3より、吸着率の向上に伴い、生成量が
大きく、回収率が高くなるが、吸着率が50%程度で生
成量及び回収率が飽和することがわかる。また、バブリ
ング工程前後の陽イオン交換樹脂5について、断面の線
分析及び断面の面分析で比較すると、バブリング工程前
にはCa2+が内部まで均―に吸着していること、バブリ
ング工程後にはCa2+の濃度が減少し、表面付近のCa
2+の濃度が下がっていることが確認できた。このため、
CaCO3の生成は、陽イオン交換樹脂5の内部で起こ
るのではなく、陽イオン交換樹脂5の表面から第2反応
液8(塩基物12を含む。)中にCa2+が溶出し、第2
反応液8(塩基物12を含む。)において、そのCa2+
とCO3 2‐とが反応することによって起こることがわか
る。そして、陽イオン交換樹脂5の表面で不足したCa
2+を補うように陽イオン交換樹脂5の内部からCa2+
拡散していくと推測される。よって、吸着率が50%程
度で生成量及び回収率が飽和するのは、反応時間が10
分と比較的短く、吸着率が50%程度でCa2+の拡散速
度若しくはCO2の第2反応液8(塩基物12を含
む。)への溶解速度が律速となり、陽イオン交換樹脂5
に吸着したCa2+の全量がCaCO3生成に消費され
ず、CaCO3の生成量が反応時間10分での平衡値に
達するからであると推定される。
From FIG. 3, it can be seen that, with the improvement of the adsorption rate, the production amount is large and the recovery rate is high, but when the adsorption rate is about 50%, the production amount and the recovery rate are saturated. In addition, when the cation exchange resin 5 before and after the bubbling step was compared by line analysis of the cross section and surface analysis of the cross section, it was found that Ca 2+ was uniformly adsorbed to the inside before the bubbling step, and that after the bubbling step, The concentration of Ca 2+ decreases, and Ca near the surface decreases.
It was confirmed that the concentration of 2+ was lowered. For this reason,
The generation of CaCO 3 does not occur inside the cation exchange resin 5, but Ca 2+ elutes from the surface of the cation exchange resin 5 into the second reaction solution 8 (including the base substance 12), 2
In the reaction solution 8 (including the base substance 12), the Ca 2+
And CO 3 2- react with each other. Then, Ca which is insufficient on the surface of the cation exchange resin 5
It is assumed that Ca 2+ diffuses from inside the cation exchange resin 5 so as to supplement 2+ . Therefore, when the adsorption rate is about 50%, the amount of production and the recovery rate are saturated because the reaction time is less than 10%.
And the adsorption rate is about 50%, the diffusion rate of Ca 2+ or the dissolution rate of CO 2 in the second reaction liquid 8 (including the base substance 12) is rate-limiting, and the cation exchange resin 5
The total amount of adsorbed Ca 2+ is not consumed in the CaCO 3 produced is estimated that the amount of CaCO 3 is because reach an equilibrium value at 10 min reaction time.

【0025】したがって、モルタル廃材粉末4の量を増
大させれば、陽イオン交換樹脂5へのCa2+の吸着率を
高めることができ、これによりCO2の固定量を向上さ
せ得ることがわかる。 「評価4」また、第2反応液8に添加する塩基物12と
してのアンモニア水量を変化させることにより、第2反
応液8(塩基物12を含む。)のpHを9、9.5、1
0、10.5の4水準に変化させ、第2反応液8(塩基
物12を含む。)のpHとCaCO3の回収率(%)と
の関係を求めた。結果を図4に示す。
Therefore, it can be seen that, if the amount of the mortar waste material powder 4 is increased, the adsorption rate of Ca 2+ to the cation exchange resin 5 can be increased, thereby improving the amount of fixed CO 2. . "Evaluation 4" Also, the pH of the second reaction liquid 8 (including the base substance 12) was changed to 9, 9.5, 1 by changing the amount of aqueous ammonia as the base substance 12 added to the second reaction liquid 8.
The level was changed to four levels of 0 and 10.5, and the relationship between the pH of the second reaction liquid 8 (including the base substance 12) and the recovery rate (%) of CaCO 3 was determined. FIG. 4 shows the results.

【0026】図4より、第2反応液8(塩基物12を含
む。)のpH10程度で最も高い回収率を発揮できるも
のの、第2反応液8(塩基物12を含む。)のpHによ
って回収率はほとんど変化しないことがわかる。この原
因のひとつは、反応時間が比較的短いために、CO2
溶解が進んでおらず、CO3 2-の濃度が第2反応液8
(塩基物12を含む。)のpHにそれほど寄与していな
いからであると考えられる。また、所定のpHに保つた
めにアンモニア水量が増え、これにより第2反応液8
(塩基物12を含む。)の量も増えることから、CO3
2-とCa2+を吸着した陽イオン交換樹脂5との接触が妨
げられることも原因であると考えられる。
As shown in FIG. 4, the highest recovery rate can be obtained when the pH of the second reaction liquid 8 (including the base substance 12) is about 10, but the recovery is performed depending on the pH of the second reaction liquid 8 (including the base substance 12). It can be seen that the rate hardly changes. One of the causes, due to the relatively short reaction times, not promoted dissolution of CO 2, CO 3 2-concentration second reaction liquid 8
It is thought that this is because it did not significantly contribute to the pH of the base (including the base 12). In addition, the amount of aqueous ammonia increases to maintain the pH at a predetermined value.
(Including base 12), the amount of CO 3
It is also considered that the reason is that the contact between 2- and Ca2 + -adsorbed cation exchange resin 5 is hindered.

【0027】また、アルカリ土類炭酸塩14のXRDチ
ャートによれば、pHによる生成相の違いは認められな
かった。したがって、第2反応液8(塩基物12を含
む。)はpH10程度が好ましいことがわかる。 「評価5」CO2の供給源としては工場等からの排ガス
を使用することが予想される。このため、ガス中のCO
2濃度(%)を変化させた。なお、ガスのCO2を除く残
部はN2である。こうして、反応時間10〜40分の
下、CO2濃度とCaCO3の回収率(%)との関係を求
めた。結果を図5に示す。
According to the XRD chart of the alkaline earth carbonate 14, no difference in the formation phase due to pH was recognized. Therefore, it is understood that the pH of the second reaction liquid 8 (including the base substance 12) is preferably about 10. "Evaluation 5" It is expected that exhaust gas from factories and the like will be used as a CO 2 supply source. Because of this, CO
2 The concentration (%) was changed. The balance of the gas except for CO 2 is N 2 . In this way, the relationship between the CO 2 concentration and the recovery rate (%) of CaCO 3 was determined under the reaction time of 10 to 40 minutes. FIG. 5 shows the results.

【0028】図5より、CO2濃度が下がると、回収率
もそれに応じて減少することがわかる。また、CO2
度の変化に伴う回収率の挙動は、反応時間10分、20
分では大きな差は認められないが、反応時間40分では
同じCO2濃度における反応時間20分の場合に比べ、
約2倍の回収率を示すことがわかる。これは、CO2
度の滅少に伴い、第2反応液8(塩基物12を含む。)
中へのCO2の溶解量が減少することから、CO3 2-とC
2+を吸着した陽イオン交換樹脂5との接触の機会が減
少するためにCaCO3の回収率は減少する一方、反応
時間を長くすることで第2反応液8(塩基物12を含
む。)中のCO3 2-の濃度が確保され、CO2の固定量が
向上するからであると推定される。
FIG. 5 shows that as the CO 2 concentration decreases, the recovery rate decreases accordingly. The behavior of the recovery rate with the change in the CO 2 concentration was as follows:
Although there is no significant difference in the reaction time, the reaction time of 40 minutes is less than that of the reaction time of 20 minutes at the same CO 2 concentration.
It can be seen that the recovery rate is about twice as high. This is because the CO 2 concentration decreases and the second reaction solution 8 (including the base 12).
CO 2 2- and C 3
Since the chance of contact with the cation exchange resin 5 to which a 2+ has been adsorbed decreases, the recovery rate of CaCO 3 decreases, while the reaction time is lengthened to increase the second reaction liquid 8 (including the base substance 12). This is presumed to be because the concentration of CO 3 2- in ) is secured and the fixed amount of CO 2 is improved.

【0029】また、アルカリ土類炭酸塩14のXRDチ
ャートによれば、CO2濃度が低く、反応時間が短い場
合には、CaCO3の生成量が低かった。特に、CO2
度が5%、反応時間が10分の場合は、XRD分析が困
難なほどCaCO3の生成量が低く、CO2の固定量が低
かった。したがって、CO2濃度の高いガスを使用する
ことが好ましいことがわかる。また、排ガス等のCO2
濃度の低いガスをバブリング工程に用いる場合、反応時
間を長くする、攪拌速度を上げる、振動させる、CO2
ガスの流量を上げる、CO2ガスの気泡を細かくする
等、CO2の溶解を促進してCO3 2-とCa2+を吸着した
陽イオン交換樹脂5との接触の頻度を増加させる手段が
必要となると思われる。 「評価6」第2反応液8(塩基物12を含む。)の攪拌
速度を100〜400(rpm)で変化させ、攪拌速度
とCaCO3の回収率(%)との関係を求めた。結果を
図6に示す。
According to the XRD chart of the alkaline earth carbonate 14, when the CO 2 concentration was low and the reaction time was short, the amount of CaCO 3 produced was low. In particular, when the CO 2 concentration was 5% and the reaction time was 10 minutes, the amount of generated CaCO 3 was lower and the amount of fixed CO 2 was lower as the XRD analysis became more difficult. Therefore, it is understood that it is preferable to use a gas having a high CO 2 concentration. In addition, CO 2 such as exhaust gas
When using a low concentration gas bubbling step, the reaction time is prolonged, increasing the stirring speed, vibrating, CO 2
Increasing the flow rate of the gas, etc finer bubbles CO 2 gas, a means of increasing the frequency of contact with the cation exchange resin 5 with adsorbed CO 3 2- and Ca 2+ to promote the dissolution of CO 2 It may be necessary. "Evaluation 6" is changed in the second reaction solution 8 (containing the nucleotide product 12.) The stirring speed of 100 to 400 (rpm), to determine the relationship between the recovery rate of the stirring speed and CaCO 3 (%). FIG. 6 shows the results.

【0030】図6より、攪拌速度を上げるにつれて、C
aCO3の回収率が向上し、CO2の固定量も向上するこ
とがわかる。攪拌速度を上げることにより、CO2の溶
解及びCa2+とCO3 2-との接触頻度が高められるため
と思われる。また、アルカリ土類炭酸塩14のXRDチ
ャートによれば、攪拌速度の違いで生成相に相違を生じ
ないことが確認された。
FIG. 6 shows that as the stirring speed increases, C
It can be seen that the recovery rate of aCO 3 is improved and the fixed amount of CO 2 is also improved. By increasing the stirring speed, the frequency of contact with CO 3 2- and dissolved and Ca 2+ of CO 2 it is believed to be due to enhanced. Further, according to the XRD chart of the alkaline earth carbonate 14, it was confirmed that there was no difference in the generated phase due to the difference in the stirring speed.

【0031】したがって、排ガス等のCO2濃度の低い
ガスをバブリング工程に用いる場合、攪拌速度を上げる
ことは有効であると考えられる。 「評価7」第2反応槽9内の第2反応液8(塩基物12
を含む。)を振動すべく、第2反応槽9に超音波発信器
を設け、28kHz、45kHz、100kHzの3水
準で周波数を変化させた。この際、攪拌は行わないこと
とした。こうして、超音波の周波数とCaCO3の回収
率(%)との関係を求めた。結果を図7に示す。
Therefore, when a gas having a low CO 2 concentration such as exhaust gas is used in the bubbling step, it is considered that increasing the stirring speed is effective. "Evaluation 7": The second reaction liquid 8 (base substance 12) in the second reaction tank 9
including. In order to oscillate (2), an ultrasonic transmitter was provided in the second reaction tank 9, and the frequency was changed at three levels of 28 kHz, 45 kHz, and 100 kHz. At this time, stirring was not performed. Thus, the relationship between the ultrasonic frequency and the recovery rate (%) of CaCO 3 was obtained. FIG. 7 shows the results.

【0032】図7より、周波数が低いほど、CaCO3
の回収率が増大し、CO2の固定量が向上することがわ
かる。しかし、周波数が高くなるほど、CaCO3の生
成量が低下し、CO2の固定量も低下する。超音波を用
いることにより発生するキャビテーションの影響によ
り、第2反応液8(塩基物12を含む。)とCa2+を吸
着した陽イオン交換樹脂5との間に摩擦力が生じ、これ
によりCa2+を吸着した陽イオン交換樹脂5の結合が切
れることが推定される。
FIG. 7 shows that the lower the frequency, the more CaCO 3
It can be seen that the recovery rate is increased, a fixed amount of CO 2 can be improved. However, the higher the frequency, the lower the amount of generated CaCO 3 and the lower the amount of fixed CO 2 . Due to the effect of cavitation generated by using ultrasonic waves, a frictional force is generated between the second reaction liquid 8 (including the base substance 12) and the cation exchange resin 5 adsorbing Ca 2+ , whereby Ca 2 + It is presumed that the bond of the cation exchange resin 5 having adsorbed 2+ is broken.

【0033】また、アルカリ土類炭酸塩14のXRDチ
ャートによれば、周波数が低い場合には霰石の生成が確
認された。したがって、超音波を用いて第2反応液8
(塩基物12を含む)を振動させる場合には、比較的低
い周波数の方がCO2の固定に適していることがわか
る。 「評価8」評価7と同様、第2反応槽9内の第2反応液
8(塩基物12を含む。)を振動すべく、第2反応槽9
に超音波発信器を設け、出力を3水準で変化させた。こ
の際、攪拌は行わないこととした。こうして、超音波の
強さとCaCO3の回収率(%)との関係を求めた。ま
た、第2反応液8(塩基物12を含む。)をpH10に
保持すべく使用したアンモニア水量(l)とCaCO3
の回収率(%)との関係を求めた。結果を図8に示す。
According to the XRD chart of the alkaline earth carbonate 14, the formation of aragonite was confirmed when the frequency was low. Therefore, the second reaction solution 8 is
When vibrating (including the base substance 12), it is understood that a relatively low frequency is more suitable for fixing CO 2 . "Evaluation 8" Similarly to the evaluation 7, the second reaction tank 9 is shaken to vibrate the second reaction liquid 8 (including the base substance 12) in the second reaction tank 9.
Was provided with an ultrasonic transmitter, and the output was changed at three levels. At this time, stirring was not performed. Thus, the relationship between the intensity of the ultrasonic wave and the recovery rate (%) of CaCO 3 was obtained. The amount of ammonia water (l) used to maintain the second reaction solution 8 (including the base substance 12) at pH 10 and CaCO 3
The relationship with the recovery rate (%) was determined. FIG. 8 shows the results.

【0034】図8より、超音波の出力の大小はCaCO
3の回収率、ひいてはCO2の固定量にあまり影響が無
く、超音波により振動させない方がCO2の固定量が向
上することがわかる。他方、超音波により振動させない
方がアンモニア水の使用量が低いことがわかる。これ
は、超音波を使用すればキャビテーションの影響で第2
反応液8(塩基物12を含む。)の温度が上昇し、これ
によりイオン積の関係でpHが低下するためである。こ
のため、超音波により振動させると、pH10を維持す
べくアンモニア水の使用量が増加するため、第2反応液
8(塩基物12を含む。)中のCa2+の割合が減少する
と考えられる。また、超音波による振動で第2反応液8
(塩基物12を含む)の温度が上昇することにより、C
2の溶解度が低下し、CO2とCa2+との接触頻度が下
がると考えられる。
From FIG. 8, the magnitude of the output of the ultrasonic wave is CaCO
It can be seen that the recovery rate of No. 3 and thus the fixed amount of CO 2 are not so affected, and the amount of fixed CO 2 is improved by not vibrating by ultrasonic waves. On the other hand, it can be seen that the amount of ammonia water used is lower when not vibrating by ultrasonic waves. This is due to cavitation when using ultrasonic waves.
This is because the temperature of the reaction solution 8 (including the base substance 12) increases, and the pH decreases due to the ionic product. For this reason, when vibrating with ultrasonic waves, the amount of ammonia water used to maintain pH 10 increases, and the proportion of Ca 2+ in the second reaction liquid 8 (including the base 12) is considered to decrease. . Further, the second reaction liquid 8 is vibrated by ultrasonic vibration.
When the temperature of the base (including the base 12) increases, C
It is considered that the solubility of O 2 decreases and the frequency of contact between CO 2 and Ca 2+ decreases.

【0035】また、アルカリ土類炭酸塩14のXRDチ
ャートによれば、3水準共に生成相に違いがなかった。
したがって、超音波を用いて第2反応液8(塩基物12
を含む)を振動させる場合には、第2反応液8(塩基物
12を含む。)の温度を維持する手段を別に講じる必要
があることが想定される。 「評価9」第2反応液8(塩基物12を含む。)中に供
給するCO2ガス(CO2100%)の流量を0〜15l
/分で変化させ、CO2ガス流量とCaCO3の回収率
(%)との関係を求めた。結果を図9に示す。
Further, according to the XRD chart of the alkaline earth carbonate 14, there was no difference in the generated phases at all three levels.
Therefore, the second reaction liquid 8 (basic substance 12
Is vibrated, it is assumed that it is necessary to take another means for maintaining the temperature of the second reaction liquid 8 (including the base substance 12). "Evaluation 9" 0~15l the flow rate of the second reaction solution 8 (containing the nucleotide product 12.) CO 2 gas supplied into the (CO 2 100%)
/ Min, and the relationship between the CO 2 gas flow rate and the recovery rate (%) of CaCO 3 was determined. FIG. 9 shows the results.

【0036】図9より、流量が小さいほど回収率が低
く、CO2の固定量が低いことがわかる。しかし、流量
を大きくしても回収率は飽和し、CO2の固定量は頭打
ちになることがわかる。第2反応液8(塩基物12を含
む。)中のCO3 2-の濃度が飽和するからであると想定
される。また、アルカリ土類炭酸塩14のXRDチャー
トによれば、CO2ガスの流量の差によって生成相に違
いがなかった。
FIG. 9 shows that the smaller the flow rate, the lower the recovery rate and the lower the fixed amount of CO 2 . However, even if the flow rate is increased, the recovery rate is saturated, and the fixed amount of CO 2 reaches a plateau. It is assumed that the concentration of CO 3 2- in the second reaction liquid 8 (including the base substance 12) is saturated. Further, according to the XRD chart of the alkaline earth carbonate 14, there was no difference in the generated phase due to the difference in the flow rate of the CO 2 gas.

【0037】したがって、CO2ガスの流量は、第2反
応液8(塩基物12を含む。)の量、反応時間等との関
係の下、反応効率を考慮して決定することが必要である
と考えられる。 (実施形態2)実施形態2では、図10に示す反応装置
を用いる。この反応装置では、処理室20内に第1反応
槽21及び第2反応槽22が設けられている。第1反応
槽21内には目開き177μmの洗浄籠23が収納さ
れ、第2反応槽22内にも目開き177μmの洗浄籠2
4が収納されている。また、第1反応槽21及び洗浄籠
23内には電気伝導率計25及び出力可変のスターラー
26が設けられている。他方、第2反応槽22及び洗浄
籠24内には、pH計27及び出力可変のスターラー2
8が設けられているとともに、アンモニア水を収納した
ボンベ29とポンプ30を介して接続されたノズル31
が設けられている。また、洗浄籠24の内部底面にはC
2ガスを収納したボンベ32と接続されたノズル33
が設けられ、第2反応槽22の内部底面には超音波発信
器34が設けられている。
Therefore, it is necessary to determine the flow rate of the CO 2 gas in consideration of the reaction efficiency in relation to the amount of the second reaction solution 8 (including the base substance 12), the reaction time, and the like. it is conceivable that. Embodiment 2 In Embodiment 2, the reaction apparatus shown in FIG. 10 is used. In this reaction apparatus, a first reaction tank 21 and a second reaction tank 22 are provided in a processing chamber 20. A washing basket 23 having an opening of 177 μm is stored in the first reaction tank 21, and a washing basket 2 having an opening of 177 μm is also stored in the second reaction tank 22.
4 are stored. In addition, an electric conductivity meter 25 and a variable output stirrer 26 are provided in the first reaction tank 21 and the washing basket 23. On the other hand, a pH meter 27 and a variable output stirrer 2 are provided in the second reaction tank 22 and the washing basket 24.
8 and a nozzle 31 connected via a pump 30 to a cylinder 29 containing ammonia water.
Is provided. In addition, C
Nozzle 33 connected to cylinder 32 containing O 2 gas
And an ultrasonic transmitter 34 is provided on the inner bottom surface of the second reaction tank 22.

【0038】また、第1反応槽21の底部には弁35を
介して配管36が接続されており、配管36の下方には
No.5Bの大型濾紙をもつ脱水籠37を上にして濾液
受け槽38が設けられている。濾液受け槽38の底部に
はポンプ39を介して二股の配管40が接続されてい
る。配管40の一端は弁41を介して第1反応槽21内
に位置され、配管40の他端は弁42を介して外部に位
置されている。
A pipe 36 is connected to the bottom of the first reaction tank 21 via a valve 35. A filtrate receiving tank 38 is provided with the dewatering basket 37 having a large filter paper of 5B facing upward. A forked pipe 40 is connected to the bottom of the filtrate receiving tank 38 via a pump 39. One end of the pipe 40 is located inside the first reaction tank 21 via a valve 41, and the other end of the pipe 40 is located outside via a valve 42.

【0039】さらに、第2反応槽22の底部にも弁43
を介して配管44が接続されており、配管44の下方に
もNo.5Bの大型濾紙をもつ脱水籠45を上にして濾
液受け槽46が設けられている。濾液受け槽46の底部
にもポンプ47を介して二股の配管48が接続されてい
る。配管48の一端は弁49を介して第2反応槽22内
に位置され、配管48の他端は弁50を介して外部に位
置されている。
Further, a valve 43 is provided at the bottom of the second reaction tank 22.
The pipe 44 is connected via a pipe No. A filtrate receiving tank 46 is provided with the dewatering basket 45 having a large filter paper of 5B facing upward. A forked pipe 48 is connected to the bottom of the filtrate receiving tank 46 via a pump 47. One end of the pipe 48 is located inside the second reaction tank 22 via a valve 49, and the other end of the pipe 48 is located outside via a valve 50.

【0040】処理室20の上部には排気ファン51を介
して外部に繋がる排気管52が設けられている。また、
処理室20外には制御盤53が設けられ、電気伝導率計
25、スターラー26、28、pH計27、ポンプ3
0、39、47、超音波発信器34及び排気ファン51
は、この制御盤53に接続されている。かかる反応装置
により上記実施形態1と同様にイオン交換工程及びバブ
リング工程を実行する。但し、作業性を考慮し、イオン
交換工程を第1反応槽21で行い、バブリング工程を第
2反応槽22で行う。 「イオン交換工程」すなわち、第1反応槽21内にそれ
ぞれ一定量の蒸留水からなる第1反応液と、上記モルタ
ル廃材粉末等の無機廃材と、陽イオン交換樹脂とを投入
し、電気伝導率計25により確認しつつスターラー26
により一定時間攪拌する。
An exhaust pipe 52 connected to the outside via an exhaust fan 51 is provided above the processing chamber 20. Also,
A control panel 53 is provided outside the processing chamber 20, and an electric conductivity meter 25, stirrers 26 and 28, a pH meter 27, a pump 3
0, 39, 47, ultrasonic transmitter 34 and exhaust fan 51
Are connected to the control panel 53. The ion exchange step and the bubbling step are performed by such a reaction apparatus as in the first embodiment. However, in consideration of workability, the ion exchange step is performed in the first reaction tank 21 and the bubbling step is performed in the second reaction tank 22. “Ion exchange step”, that is, a first reaction solution composed of a fixed amount of distilled water, an inorganic waste material such as the mortar waste material powder, and a cation exchange resin are charged into the first reaction tank 21, and the electric conductivity is measured. Stirrer 26 while checking with a total of 25
For a certain period of time.

【0041】そして、弁35が開かれ、Ca2+を吸着し
た陽イオン交換樹脂を洗浄籠23に残し、残りの無機廃
材及び第1反応液を脱水籠37を介して濾液受け槽38
で受ける。この際、脱水籠37の濾紙上に処理後の無機
廃材が残留されるため、濾液受け槽38には第1反応液
が収納される。この第1反応液は、再利用可能であれば
ポンプ39及び弁41を介して配管40により第1反応
槽21内に環流され、再利用不能であればポンプ39及
び弁42を介して配管40により外部に排出される。脱
水籠37の濾紙上に残留した処理後の無機廃材を脱水
し、再度第1反応槽21内に戻したり、他で再利用する
こともできる。 「バブリング工程」洗浄籠23上に残されたイオン交換
工程後の陽イオン交換樹脂は、洗浄籠24内に移され
る。ここで、陽イオン交換樹脂を脱水してから移すこと
もできる。第2反応槽24内には、蒸留水と、ボンベ2
9からポンプ30及びノズル31を介して添加されたア
ンモニア水とがそれぞれ一定量貯留されており、これら
により第2反応液が構成されている。そして、pH計2
7で確認するとともにスターラー28で攪拌しつつ、ボ
ンベ32及びノズル33を介してCO2ガスを一定流量
及び一定時間泡立たせる。
Then, the valve 35 is opened, the cation exchange resin adsorbing Ca 2+ is left in the washing basket 23, and the remaining inorganic waste material and the first reaction solution are passed through the dewatering basket 37 to the filtrate receiving tank 38.
Receive at At this time, the inorganic waste material after the treatment is left on the filter paper of the dewatering basket 37, so that the first reaction liquid is stored in the filtrate receiving tank 38. This first reaction solution is circulated into the first reaction tank 21 via the pump 39 and the valve 41 via the pump 39 and the valve 41 if reusable, and the pipe 40 via the pump 39 and the valve 42 if not reusable. Is discharged to the outside. The treated inorganic waste material remaining on the filter paper of the dewatering basket 37 can be dewatered and returned to the first reaction tank 21 again, or can be reused elsewhere. “Bubbling step” The cation exchange resin left on the washing basket 23 after the ion exchange step is transferred into the washing basket 24. Here, the cation exchange resin can be dehydrated and then transferred. In the second reaction tank 24, distilled water and cylinder 2
A fixed amount of each of the ammonia water added from 9 through the pump 30 and the nozzle 31 is stored, and these constitute a second reaction liquid. And pH meter 2
While confirming in step 7 and stirring with the stirrer 28, CO 2 gas is bubbled through the cylinder 32 and the nozzle 33 at a constant flow rate and for a fixed time.

【0042】そして、弁43が開かれ、Ca2+を分離抽
出した陽イオン交換樹脂を洗浄籠24に残し、CaCO
3及び第2反応液を脱水籠45を介して濾液受け槽46
で受ける。この際、脱水籠45の濾紙上にCaCO3
残留されるため、濾液受け槽46には第2反応液が収納
される。この第2反応液は、再利用可能であればポンプ
47及び弁49を介して配管48により第2反応槽22
内に環流され、再利用不能であればポンプ47及び弁5
0を介して配管48により外部に排出される。ここで、
洗浄籠24上に残留した陽イオン交換樹脂を脱水し、塩
酸等で洗浄後、再度第1反応槽21内に戻して再利用す
る。また、脱水籠45の濾紙上に残留したCaCO3
脱水し、他で再利用することもできる。
Then, the valve 43 is opened, and the cation exchange resin from which Ca 2+ has been separated and extracted is left in the washing basket 24 and CaCO 2 +
The third and second reaction solutions are passed through a dewatering basket 45 to a filtrate receiving tank 46.
Receive at At this time, since CaCO 3 remains on the filter paper of the dewatering basket 45, the second reaction liquid is stored in the filtrate receiving tank 46. If the second reaction solution can be reused, the second reaction tank 22 is connected to the second reaction tank 22 by a pipe 48 via a pump 47 and a valve 49.
If it cannot be reused, the pump 47 and the valve 5
The gas is discharged to the outside through the pipe 48 through the pipe 0. here,
The cation exchange resin remaining on the washing basket 24 is dehydrated, washed with hydrochloric acid or the like, returned to the first reaction tank 21 again, and reused. Further, CaCO 3 remaining on the filter paper of the dewatering basket 45 can be dewatered and reused for other purposes.

【0043】こうして、この実施形態2では、優れた作
業性の下でCaCO3の確保とCO2の固定化とを両立す
ることができる。
Thus, in the second embodiment, it is possible to secure both CaCO 3 and immobilize CO 2 under excellent workability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1の流れ図である。FIG. 1 is a flowchart of a first embodiment.

【図2】実施形態1の評価2に係り、反応時間と回収率
との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a reaction time and a recovery rate in Evaluation 2 of Embodiment 1.

【図3】実施形態1の評価3に係り、Ca2+の吸着率と
CaCO3の生成量及び回収率との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a Ca 2+ adsorption rate, a CaCO 3 generation amount, and a recovery rate according to Evaluation 3 of the first embodiment.

【図4】実施形態1の評価4に係り、第2反応液(塩基
物を含む。)のpHとCaCO3の回収率との関係を示
すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pH of a second reaction solution (including a base substance) and the recovery rate of CaCO 3 according to Evaluation 4 of Embodiment 1.

【図5】実施形態1の評価5に係り、CO2濃度とCa
CO3の回収率との関係を示すグラフである。
FIG. 5 shows CO 2 concentration and Ca
Is a graph showing the relationship between the recovery rate of the CO 3.

【図6】実施形態1の評価6に係り、攪拌速度とCaC
3の回収率との関係を示すグラフである。
FIG. 6 shows stirring speed and CaC in connection with Evaluation 6 of Embodiment 1.
O is a graph showing the relationship between the recovery rate of 3.

【図7】実施形態1の評価7に係り、超音波の周波数と
CaCO3の回収率との関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an ultrasonic frequency and a recovery rate of CaCO 3 according to Evaluation 7 of the first embodiment.

【図8】実施形態1の評価8に係り、超音波の出力の強
弱と使用したアンモニア水の量とCaCO3の回収率と
の関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the strength of ultrasonic output, the amount of used ammonia water, and the recovery rate of CaCO 3 according to Evaluation 8 of Embodiment 1.

【図9】実施形態1の評価9に係り、CO2の流量とC
aCO3の回収率との関係を示すグラフである。
FIG. 9 relates to the flow rate of CO 2 and C
is a graph showing the relationship between the recovery rate of the ACO 3.

【図10】実施形態2の反応装置の模式構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a reaction apparatus according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…第1反応液 4…無機廃材(モルタル廃材粉末) 5…陽イオン交換樹脂 8…第2反応液 14…アルカリ土類炭酸塩 12…塩基物 3 ... First reaction liquid 4 ... Inorganic waste material (mortar waste material powder) 5 ... Cation exchange resin 8 ... Second reaction liquid 14 ... Alkaline earth carbonate 12 ... Base

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前浪 洋輝 愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式 会社イナックス内 (72)発明者 進 博人 愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式 会社イナックス内 (72)発明者 久野 裕明 愛知県常滑市鯉江本町5丁目1番地 株式 会社イナックス内 (72)発明者 西野 忠 東京都町田市広袴町694 Fターム(参考) 4G046 JB08 JC06 4G075 AA04 AA37 BB03 BB04 BB05 BB10 BD27 CA51 CA55 4G076 AA16 AB28 BA34 BE04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hiroki Manami 5-1-1 Koie Honcho, Tokoname-shi, Aichi Pref. Inside Inax (72) Inventor Hiroaki Kuno 5-1-1 Koiehonmachi, Tokoname-shi, Aichi Inax Corporation (72) Inventor Tadashi Nishino 694 Hirokamocho, Machida-shi, Tokyo F-term (reference) 4G046 JB08 JC06 4G075 AA04 AA37 BB03 BB04 BB05 BB10 BD27 CA51 CA55 4G076 AA16 AB28 BA34 BE04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水を主成分とする第1反応液中に無機廃材
と、該無機廃材のアルカリ土類金属イオンをイオン交換
により吸着可能な陽イオン交換樹脂とを共存させること
により、該アルカリ土類金属イオンを該陽イオン交換樹
脂に吸着させるイオン交換工程と、 水を主成分とする第2反応液中に該イオン交換工程後の
該陽イオン交換樹脂を存在させ、該第2反応液に二酸化
炭素を泡立たせることにより、該第2反応液中に該アル
カリ土類金属イオンを分離抽出させて該陽イオン交換樹
脂を再生するとともに、該第2反応液中で少なくとも該
アルカリ土類金属イオンとCO3 2-とが反応したアルカ
リ土類炭酸塩を生成して二酸化炭素を固定化するバブリ
ング工程と、からなることを特徴とする二酸化炭素の固
定方法。
1. A method according to claim 1, wherein said inorganic waste material and a cation exchange resin capable of adsorbing an alkaline earth metal ion of said inorganic waste material by ion exchange coexist in a first reaction solution containing water as a main component. An ion exchange step of adsorbing an earth metal ion to the cation exchange resin; and causing the cation exchange resin after the ion exchange step to exist in a second reaction liquid containing water as a main component. Bubbling carbon dioxide into the second reaction solution to separate and extract the alkaline earth metal ions in the second reaction solution to regenerate the cation exchange resin, and at least the alkaline earth metal in the second reaction solution. A method for fixing carbon dioxide, comprising: a bubbling step of fixing an carbon dioxide by generating an alkaline earth carbonate in which ions and CO 3 2- have reacted.
【請求項2】第2反応液中に塩基物を存在させることを
特徴とする請求項1記載の二酸化炭素の固定方法。
2. The method according to claim 1, wherein a base is present in the second reaction solution.
【請求項3】イオン交換工程後の第1反応液をバブリン
グ工程前の第2反応液とすることを特徴とする請求項1
又は2記載の二酸化炭素の固定方法
3. The method according to claim 1, wherein the first reaction solution after the ion exchange step is a second reaction solution before the bubbling step.
Or the method for fixing carbon dioxide according to 2 above
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