JP2000185922A - 硫酸第２鉄溶液の製造方法 - Google Patents
硫酸第２鉄溶液の製造方法Info
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- JP2000185922A JP2000185922A JP10367564A JP36756498A JP2000185922A JP 2000185922 A JP2000185922 A JP 2000185922A JP 10367564 A JP10367564 A JP 10367564A JP 36756498 A JP36756498 A JP 36756498A JP 2000185922 A JP2000185922 A JP 2000185922A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工程中でスラリー状態を生じることな
く、操作性の向上を図り、また装置の摩耗、配管内の圧
損、目詰まり等のおそれがなく、また酸化反応も従来よ
りもかなり短時間ですむ、硫酸第２鉄溶液を製造する方
法を提供する。 【解決手段】 鉄イオンと硫酸イオンのモル比が１以上
１．８以下で且つ全鉄濃度が３．０〜８．０重量％にな
るように第１鉄イオンを主成分とする硫酸鉄溶液を調製
し、第１鉄イオンを第２鉄イオンに酸化し、酸化された
硫酸鉄溶液の鉄濃度を１０．０〜１３．０重量％になる
ように７５℃以下で濃縮する。
く、操作性の向上を図り、また装置の摩耗、配管内の圧
損、目詰まり等のおそれがなく、また酸化反応も従来よ
りもかなり短時間ですむ、硫酸第２鉄溶液を製造する方
法を提供する。 【解決手段】 鉄イオンと硫酸イオンのモル比が１以上
１．８以下で且つ全鉄濃度が３．０〜８．０重量％にな
るように第１鉄イオンを主成分とする硫酸鉄溶液を調製
し、第１鉄イオンを第２鉄イオンに酸化し、酸化された
硫酸鉄溶液の鉄濃度を１０．０〜１３．０重量％になる
ように７５℃以下で濃縮する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水、し尿、ある
いは各種産業排水用の凝集剤として用いられる硫酸第２
鉄溶液の製造方法に関し、特に一般式〔Ｆｅ２（ＯＨ）
ｎ（ＳＯ４）３− ｎ／２ｍ〕（但しｎ＜２、ｍ＞１０）
で示される塩基度を有したポリ硫酸第２鉄溶液の製造方
法に関するものである。
いは各種産業排水用の凝集剤として用いられる硫酸第２
鉄溶液の製造方法に関し、特に一般式〔Ｆｅ２（ＯＨ）
ｎ（ＳＯ４）３− ｎ／２ｍ〕（但しｎ＜２、ｍ＞１０）
で示される塩基度を有したポリ硫酸第２鉄溶液の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄系凝集剤として古くから用いられてい
た塩化第２鉄溶液に代わり、近年では硫酸第２鉄溶液
が、下水、し尿、及び各種産業排水のための凝集剤とし
て広く用いられるようになっている。特に特公昭５１−
１７５１６号公報（特許第８４２０８５号）に記載され
ているように、全鉄分を５０ｇ／リットル以上含む硫酸
第１鉄溶液中の硫酸を、硫酸第１鉄１モルに対して０．
５モル未満となるように調節して、空気中の酸素で直接
酸化したり、過酸化水素や二酸化マンガン等の酸化剤に
より酸化することで得られ、上記一般式で表される塩基
度を有したポリ硫酸第２鉄溶液は、低腐食性で、ｐＨ低
下が少ないといった利点を有している。
た塩化第２鉄溶液に代わり、近年では硫酸第２鉄溶液
が、下水、し尿、及び各種産業排水のための凝集剤とし
て広く用いられるようになっている。特に特公昭５１−
１７５１６号公報（特許第８４２０８５号）に記載され
ているように、全鉄分を５０ｇ／リットル以上含む硫酸
第１鉄溶液中の硫酸を、硫酸第１鉄１モルに対して０．
５モル未満となるように調節して、空気中の酸素で直接
酸化したり、過酸化水素や二酸化マンガン等の酸化剤に
より酸化することで得られ、上記一般式で表される塩基
度を有したポリ硫酸第２鉄溶液は、低腐食性で、ｐＨ低
下が少ないといった利点を有している。
【０００３】このようなポリ硫酸第２鉄溶液の製造法に
ついては、上記特許公報に開示された方法の他、特開昭
６１−２８６２２８号公報に記載されるように、四三酸
化鉄と硫酸とを混合して硫酸鉄溶液を得た後、溶液中の
硫酸第１鉄を空気や過酸化水素により酸化するやり方が
知られている。また特開平６−４７２０５号公報に開示
されるように、硫酸第２鉄溶液あるいは硫酸と、含水三
酸化二鉄とを１００℃の温度で混合溶解することで、硫
酸第２鉄を部分中和することでポリ硫酸第２鉄を製造す
る方法もある。
ついては、上記特許公報に開示された方法の他、特開昭
６１−２８６２２８号公報に記載されるように、四三酸
化鉄と硫酸とを混合して硫酸鉄溶液を得た後、溶液中の
硫酸第１鉄を空気や過酸化水素により酸化するやり方が
知られている。また特開平６−４７２０５号公報に開示
されるように、硫酸第２鉄溶液あるいは硫酸と、含水三
酸化二鉄とを１００℃の温度で混合溶解することで、硫
酸第２鉄を部分中和することでポリ硫酸第２鉄を製造す
る方法もある。
【０００４】けれども、硫酸や第１鉄イオンを空気中の
酸素で直接酸化する場合、空気中に窒素や不活性ガスが
大量に含まれているために、硫酸や第１鉄イオンと酸素
とを効率良く接触させることができず、硫酸や第１鉄イ
オンの酸化に例えば１０時間以上といった多大な時間を
要するという問題がある。
酸素で直接酸化する場合、空気中に窒素や不活性ガスが
大量に含まれているために、硫酸や第１鉄イオンと酸素
とを効率良く接触させることができず、硫酸や第１鉄イ
オンの酸化に例えば１０時間以上といった多大な時間を
要するという問題がある。
【０００５】また過酸化水素や二酸化マンガン等の酸化
剤で酸化する場合、酸化剤が高価であるために経済的に
不利であるという問題がある。更に硫酸第２鉄溶液ある
いは硫酸と、含水三酸化二鉄とを１００℃の温度で混合
溶解する方法では、１００℃という高い温度を必要とす
るためにエネルギー消費が大きくなるという問題があ
る。
剤で酸化する場合、酸化剤が高価であるために経済的に
不利であるという問題がある。更に硫酸第２鉄溶液ある
いは硫酸と、含水三酸化二鉄とを１００℃の温度で混合
溶解する方法では、１００℃という高い温度を必要とす
るためにエネルギー消費が大きくなるという問題があ
る。
【０００６】そこで短時間で酸化を終了させることがで
きながら安価である方法として、例えば特開平８−２５
３３２７号公報では、亜硝酸ソーダを触媒として、酸素
ガスにより酸化を行い、硫酸第２鉄溶液乃至塩基性硫酸
第２鉄溶液を製造する方法が開示されている。
きながら安価である方法として、例えば特開平８−２５
３３２７号公報では、亜硝酸ソーダを触媒として、酸素
ガスにより酸化を行い、硫酸第２鉄溶液乃至塩基性硫酸
第２鉄溶液を製造する方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】凝集剤は一般的に含有
される鉄、アルミ等の濃度が高いほうが添加量当たりの
効果が高いことが知られている。ポリ硫酸第２鉄溶液
は、浄水効果を有することが従来から知られている硫酸
第１鉄や硫酸第２鉄と比べて溶解度が高いことから、鉄
濃度を１３重量％程度まで高くすることができることに
特徴があり、効果に優れた凝集剤である。また、濃度を
高くできれば、輸送コストの低減にもつながり一層の商
品価値がある。そのため、これまで上記のような鉄濃度
で酸化処理を行っているが、上記各製法において酸化処
理の前段階で硫酸第１鉄や硫酸等から調製された原料は
いずれもスラリー状態となり、これをそのままで酸化処
理しているので、処理装置の摩耗、配管内の圧損、目詰
まり等のおそれを伴っている。また酸化反応速度も、ス
ラリー状態の原料のために遅いという問題がある。例え
ば鉄濃度１１重量％の硫酸鉄溶液を酸化し、ポリ硫酸第
２鉄溶液を製造するのに６時間以上を要する。
される鉄、アルミ等の濃度が高いほうが添加量当たりの
効果が高いことが知られている。ポリ硫酸第２鉄溶液
は、浄水効果を有することが従来から知られている硫酸
第１鉄や硫酸第２鉄と比べて溶解度が高いことから、鉄
濃度を１３重量％程度まで高くすることができることに
特徴があり、効果に優れた凝集剤である。また、濃度を
高くできれば、輸送コストの低減にもつながり一層の商
品価値がある。そのため、これまで上記のような鉄濃度
で酸化処理を行っているが、上記各製法において酸化処
理の前段階で硫酸第１鉄や硫酸等から調製された原料は
いずれもスラリー状態となり、これをそのままで酸化処
理しているので、処理装置の摩耗、配管内の圧損、目詰
まり等のおそれを伴っている。また酸化反応速度も、ス
ラリー状態の原料のために遅いという問題がある。例え
ば鉄濃度１１重量％の硫酸鉄溶液を酸化し、ポリ硫酸第
２鉄溶液を製造するのに６時間以上を要する。
【０００８】ところで、鉄鋼関係の硫酸洗浄工程等から
排出される硫酸鉄廃液は、大量の鉄塩を含み、また酸性
が強いことから、そのまま放流できないので、中和処理
し廃棄する必要があり、一方で処分費、埋め立て等によ
る環境問題の観点もあって、その処理方法として、
（１）廃硫酸を減圧下で加熱し水分を蒸発させ、溶出す
る塩類を晶析分離して硫酸を回収する真空濃縮法、
（２）廃硫酸を冷却し、溶解度の低下によって塩類を晶
析分離して硫酸を回収する冷却濃縮法、（３）減圧下で
加熱濃縮し冷却して溶出する塩類を晶析分離して硫酸を
回収する真空冷却濃縮法等が確立し、硫酸と硫酸第１鉄
の結晶として回収されている。このように回収された硫
酸第１鉄の有効な利用法として、凝集剤たるポリ硫酸第
２鉄溶液の原料としての利用が提案されたものである。
鉄鋼関係の硫酸洗浄工程等から排出される硫酸鉄廃液
は、通常、溶液状態として存在できる程度の鉄濃度、即
ち８重量％以下で排出され、また酸濃度がフリーの硫酸
として８〜１０重量％と比較的高い。したがって、この
硫酸鉄廃液を鉄系凝集剤の原料として考えた場合、鉄濃
度を上げる操作、酸濃度を調整する操作が必要となり、
通常は硫酸鉄廃液から、硫酸第１鉄及びフリーの硫酸を
濃縮晶析操作により硫酸第１鉄の結晶と回収酸として回
収後、鉄濃度を１０〜１３重量％程度、また鉄イオンと
硫酸イオンのモル比を所定の比に濃度調整した後、酸化
製造している。
排出される硫酸鉄廃液は、大量の鉄塩を含み、また酸性
が強いことから、そのまま放流できないので、中和処理
し廃棄する必要があり、一方で処分費、埋め立て等によ
る環境問題の観点もあって、その処理方法として、
（１）廃硫酸を減圧下で加熱し水分を蒸発させ、溶出す
る塩類を晶析分離して硫酸を回収する真空濃縮法、
（２）廃硫酸を冷却し、溶解度の低下によって塩類を晶
析分離して硫酸を回収する冷却濃縮法、（３）減圧下で
加熱濃縮し冷却して溶出する塩類を晶析分離して硫酸を
回収する真空冷却濃縮法等が確立し、硫酸と硫酸第１鉄
の結晶として回収されている。このように回収された硫
酸第１鉄の有効な利用法として、凝集剤たるポリ硫酸第
２鉄溶液の原料としての利用が提案されたものである。
鉄鋼関係の硫酸洗浄工程等から排出される硫酸鉄廃液
は、通常、溶液状態として存在できる程度の鉄濃度、即
ち８重量％以下で排出され、また酸濃度がフリーの硫酸
として８〜１０重量％と比較的高い。したがって、この
硫酸鉄廃液を鉄系凝集剤の原料として考えた場合、鉄濃
度を上げる操作、酸濃度を調整する操作が必要となり、
通常は硫酸鉄廃液から、硫酸第１鉄及びフリーの硫酸を
濃縮晶析操作により硫酸第１鉄の結晶と回収酸として回
収後、鉄濃度を１０〜１３重量％程度、また鉄イオンと
硫酸イオンのモル比を所定の比に濃度調整した後、酸化
製造している。
【０００９】ところが、この製造法は、硫酸鉄廃液を減
圧、濃縮、冷却、結晶分離等の操作にかけて回収した粉
体の硫酸第１鉄を原料として使うため、装置の大型化
や、原料の供給等、操作性の点で改善が期待されてい
る。既述したように、スラリー状態での酸化処理という
問題もある。
圧、濃縮、冷却、結晶分離等の操作にかけて回収した粉
体の硫酸第１鉄を原料として使うため、装置の大型化
や、原料の供給等、操作性の点で改善が期待されてい
る。既述したように、スラリー状態での酸化処理という
問題もある。
【００１０】本発明は上記の点を鑑みてなされたもので
ある。即ち、従来は硫酸鉄廃液から回収される等した粉
末の硫酸鉄を原料として硫酸第２鉄溶液乃至ポリ硫酸鉄
溶液を製造することにより種々の問題が生じていた技術
に対して、製造工程中でスラリー状態を生じることな
く、操作性の向上を図り、また装置の摩耗、配管内の圧
損、目詰まり等のおそれがなく、また酸化反応も従来よ
りもかなり短時間ですむ、硫酸第２鉄溶液を製造する方
法を提供することを本発明の目的とする。
ある。即ち、従来は硫酸鉄廃液から回収される等した粉
末の硫酸鉄を原料として硫酸第２鉄溶液乃至ポリ硫酸鉄
溶液を製造することにより種々の問題が生じていた技術
に対して、製造工程中でスラリー状態を生じることな
く、操作性の向上を図り、また装置の摩耗、配管内の圧
損、目詰まり等のおそれがなく、また酸化反応も従来よ
りもかなり短時間ですむ、硫酸第２鉄溶液を製造する方
法を提供することを本発明の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にしたがって、次の工程にしたがって硫酸第
２鉄溶液を製造する。先ず第１工程として、鉄イオンと
硫酸イオンのモル比が１以上１．８以下、望ましくは
１．３以上１．６以下で、且つ全鉄濃度を３．０〜８．
０重量％、望ましくは４．０〜５．５重量％となるよう
に、第１鉄イオンを主成分とする硫酸鉄溶液を調製す
る。
に、本発明にしたがって、次の工程にしたがって硫酸第
２鉄溶液を製造する。先ず第１工程として、鉄イオンと
硫酸イオンのモル比が１以上１．８以下、望ましくは
１．３以上１．６以下で、且つ全鉄濃度を３．０〜８．
０重量％、望ましくは４．０〜５．５重量％となるよう
に、第１鉄イオンを主成分とする硫酸鉄溶液を調製す
る。
【００１２】ここで、全鉄濃度を３．０〜８．０重量％
とするのは、硫酸鉄が結晶として析出せず溶液として扱
える範囲とするためである。また温度によって結晶が析
出することもあることから、望ましくは７重量％以下と
するのがよい。一方、３％以下の液で酸化反応を行うと
得られる硫酸鉄溶液から水酸化鉄等の澱物が発生し、好
ましくない。また最終工程である濃縮工程において蒸発
させる水分量が多くなり、エネルギーを多く必要とする
ことにもなるので、この程度を下限とすべきである。ま
た鉄イオンと硫酸イオンのモル比を１．８以下とするの
は、硫酸イオンのモル比が高いと、凝集剤としての使用
時にｐＨ調整用のアルカリを多く必要とするためであ
る。またモル比を１以上とするのは、それ以下では不安
定で液として存在できないためである。液の安定性、凝
集剤としての使用を考慮すると、望ましくは鉄イオンと
硫酸イオンのモル比を１．３以上１．６以下とするのが
よい。
とするのは、硫酸鉄が結晶として析出せず溶液として扱
える範囲とするためである。また温度によって結晶が析
出することもあることから、望ましくは７重量％以下と
するのがよい。一方、３％以下の液で酸化反応を行うと
得られる硫酸鉄溶液から水酸化鉄等の澱物が発生し、好
ましくない。また最終工程である濃縮工程において蒸発
させる水分量が多くなり、エネルギーを多く必要とする
ことにもなるので、この程度を下限とすべきである。ま
た鉄イオンと硫酸イオンのモル比を１．８以下とするの
は、硫酸イオンのモル比が高いと、凝集剤としての使用
時にｐＨ調整用のアルカリを多く必要とするためであ
る。またモル比を１以上とするのは、それ以下では不安
定で液として存在できないためである。液の安定性、凝
集剤としての使用を考慮すると、望ましくは鉄イオンと
硫酸イオンのモル比を１．３以上１．６以下とするのが
よい。
【００１３】硫酸洗浄工程等から排出される硫酸鉄廃液
を用いる場合には、当該廃液の酸濃度が高いので、鉄、
酸化鉄又は硫酸第１鉄を添加して鉄イオンと硫酸イオン
のモル比を調整する。この際に添加される鉄、酸化鉄等
としては、硫酸鉄廃液を排出する工場から廃棄物として
排出される鉄板等の切削屑等を利用することができる。
また添加される鉄、酸化鉄等は通常１００％溶解するこ
とが不可能であり、溶け残りが発生する。そのままの状
態で酸化を行うと、ポンプのインパラ等、装置の摩耗、
配管内の圧損、目詰まり等を生じさせるので、濾過を行
う必要がある。従来方法では、この段階で鉄濃度を１１
〜１３重量％に調整していたので、硫酸第１鉄の結晶が
析出しスラリー状態となり、結晶が分離されてしまうた
めに濾過を行うことができなかった。これに比べて本発
明の濃度範囲においては結晶が析出しないことから、濾
過を行うことが可能である。
を用いる場合には、当該廃液の酸濃度が高いので、鉄、
酸化鉄又は硫酸第１鉄を添加して鉄イオンと硫酸イオン
のモル比を調整する。この際に添加される鉄、酸化鉄等
としては、硫酸鉄廃液を排出する工場から廃棄物として
排出される鉄板等の切削屑等を利用することができる。
また添加される鉄、酸化鉄等は通常１００％溶解するこ
とが不可能であり、溶け残りが発生する。そのままの状
態で酸化を行うと、ポンプのインパラ等、装置の摩耗、
配管内の圧損、目詰まり等を生じさせるので、濾過を行
う必要がある。従来方法では、この段階で鉄濃度を１１
〜１３重量％に調整していたので、硫酸第１鉄の結晶が
析出しスラリー状態となり、結晶が分離されてしまうた
めに濾過を行うことができなかった。これに比べて本発
明の濃度範囲においては結晶が析出しないことから、濾
過を行うことが可能である。
【００１４】また他の酸濃度の調整方法として、陰イオ
ン交換膜を介して硫酸鉄廃液と水を向流させて濃度差に
よる拡散と陰イオン交換膜の選択透過性により水側に硫
酸を移行させて回収する拡散透析法等により鉄イオンと
硫酸イオンのモル比を調整することができる。また、酸
洗い等の工程において排出される硫酸鉄廃液を本発明の
濃度範囲になるようにあらかじめ管理し対応するように
してもよい。
ン交換膜を介して硫酸鉄廃液と水を向流させて濃度差に
よる拡散と陰イオン交換膜の選択透過性により水側に硫
酸を移行させて回収する拡散透析法等により鉄イオンと
硫酸イオンのモル比を調整することができる。また、酸
洗い等の工程において排出される硫酸鉄廃液を本発明の
濃度範囲になるようにあらかじめ管理し対応するように
してもよい。
【００１５】次に第２工程として、上記第１工程で得ら
れた硫酸鉄溶液中の第１鉄イオンを空気、酸素又は酸化
剤を用いて第２鉄イオンに酸化する。これによって、第
１工程で調整された濃度で硫酸第２鉄溶液若しくはポリ
硫酸鉄溶液が得られる。酸化方法としては、コスト的な
観点から亜硝酸ソーダを触媒とし、酸素ガスにより酸化
を行うやり方が望ましい。ここで、第１工程で得られた
硫酸鉄液は溶液であることから容易に酸化反応槽に移送
することができ、配管内の圧損、目詰まり等のおそれが
ない。酸化反応においても、装置の摩耗等が少なく、ま
た溶液で酸化反応を行うことから、スラリー状態で行う
よりも酸化反応は速く進行する。通常、鉄濃度１１重量
％の硫酸鉄溶液を酸化してポリ硫酸鉄溶液を製造するの
に６時間以上要しているところ、鉄濃度だけを７重量％
としその他を同じ条件とする場合に当該７重量％溶液か
らポリ硫酸鉄溶液を製造するのに２時間程度ですむ。
れた硫酸鉄溶液中の第１鉄イオンを空気、酸素又は酸化
剤を用いて第２鉄イオンに酸化する。これによって、第
１工程で調整された濃度で硫酸第２鉄溶液若しくはポリ
硫酸鉄溶液が得られる。酸化方法としては、コスト的な
観点から亜硝酸ソーダを触媒とし、酸素ガスにより酸化
を行うやり方が望ましい。ここで、第１工程で得られた
硫酸鉄液は溶液であることから容易に酸化反応槽に移送
することができ、配管内の圧損、目詰まり等のおそれが
ない。酸化反応においても、装置の摩耗等が少なく、ま
た溶液で酸化反応を行うことから、スラリー状態で行う
よりも酸化反応は速く進行する。通常、鉄濃度１１重量
％の硫酸鉄溶液を酸化してポリ硫酸鉄溶液を製造するの
に６時間以上要しているところ、鉄濃度だけを７重量％
としその他を同じ条件とする場合に当該７重量％溶液か
らポリ硫酸鉄溶液を製造するのに２時間程度ですむ。
【００１６】第３工程として、第２工程で得られたポリ
硫酸鉄若しくは硫酸第２鉄溶液を、７５℃以下で、望ま
しくは６５℃以下で１０．０〜１３．０％に濃縮するこ
とにより、市販されているポリ硫酸鉄溶液と同等濃度の
ポリ硫酸鉄溶液若しくは硫酸第２鉄溶液が製造できる。
一般にヘマタイトの合成にみられるように、高温で濃縮
すると澱物が発生する。本工程においても、例えば１０
０℃で濃縮すると澱物が発生し問題となるが、減圧下で
加熱し水分を蒸発させる減圧濃縮法を用いると澱物は全
く発生せず、この問題は回避される。例えば６０Torrの
圧力では４２〜４７℃の温度で濃縮することが可能であ
る。
硫酸鉄若しくは硫酸第２鉄溶液を、７５℃以下で、望ま
しくは６５℃以下で１０．０〜１３．０％に濃縮するこ
とにより、市販されているポリ硫酸鉄溶液と同等濃度の
ポリ硫酸鉄溶液若しくは硫酸第２鉄溶液が製造できる。
一般にヘマタイトの合成にみられるように、高温で濃縮
すると澱物が発生する。本工程においても、例えば１０
０℃で濃縮すると澱物が発生し問題となるが、減圧下で
加熱し水分を蒸発させる減圧濃縮法を用いると澱物は全
く発生せず、この問題は回避される。例えば６０Torrの
圧力では４２〜４７℃の温度で濃縮することが可能であ
る。
【００１７】本発明は、従来、硫酸第１鉄の結晶等の粉
末を用い、鉄濃度を上げる操作、酸濃度を調整する操作
を行って、スラリー状態で酸化製造していたやり方に比
べ、溶液状態のまま酸濃度調整し、酸化した後に濃縮し
て鉄濃度を上げることで市販されているポリ硫酸鉄溶液
と同等のものを得ることができ、しかも従来の問題点を
解決した点に特徴がある。
末を用い、鉄濃度を上げる操作、酸濃度を調整する操作
を行って、スラリー状態で酸化製造していたやり方に比
べ、溶液状態のまま酸濃度調整し、酸化した後に濃縮し
て鉄濃度を上げることで市販されているポリ硫酸鉄溶液
と同等のものを得ることができ、しかも従来の問題点を
解決した点に特徴がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を、以下の例に基づ
いて説明する。なお当然ながら、以下の例は、好適な形
態として本発明を例示するものであり、本発明の技術的
範囲を限定するものではない。
いて説明する。なお当然ながら、以下の例は、好適な形
態として本発明を例示するものであり、本発明の技術的
範囲を限定するものではない。
【００１９】（例-１）鉄鋼関係の硫酸洗浄工程から排
出された、第１鉄イオン５．５重量％、第２鉄イオン痕
跡程度、硫酸イオン１７．０重量％からなる硫酸鉄廃液
１００リットルに鉄屑４．０ｋｇを添加し、溶解させ
て、濾過した。これにより、全鉄イオン６．９重量％、
硫酸イオン１６．７重量％、鉄イオンと硫酸イオンのモ
ル比が１：１．４１の硫酸鉄溶液を得た。また濾過した
際に約１．６ｋｇの溶け残りがあり、鉄屑の溶解率は６
０％であった。
出された、第１鉄イオン５．５重量％、第２鉄イオン痕
跡程度、硫酸イオン１７．０重量％からなる硫酸鉄廃液
１００リットルに鉄屑４．０ｋｇを添加し、溶解させ
て、濾過した。これにより、全鉄イオン６．９重量％、
硫酸イオン１６．７重量％、鉄イオンと硫酸イオンのモ
ル比が１：１．４１の硫酸鉄溶液を得た。また濾過した
際に約１．６ｋｇの溶け残りがあり、鉄屑の溶解率は６
０％であった。
【００２０】この得られた硫酸鉄溶液を反応槽にポンプ
を用いて供給し、亜硝酸ソーダ３００ｇを添加し、酸素
ガスにより酸化を行うことにより、鉄濃度６．９重量％
のポリ硫酸鉄溶液を得た。その際、酸化反応時間は１時
間５０分であった。この得られたポリ硫酸鉄溶液を６０
Torr、４２〜４７℃で減圧濃縮操作を行うことにより、
鉄濃度１１．６重量％、５９リットルのポリ硫酸鉄溶液
を得た。
を用いて供給し、亜硝酸ソーダ３００ｇを添加し、酸素
ガスにより酸化を行うことにより、鉄濃度６．９重量％
のポリ硫酸鉄溶液を得た。その際、酸化反応時間は１時
間５０分であった。この得られたポリ硫酸鉄溶液を６０
Torr、４２〜４７℃で減圧濃縮操作を行うことにより、
鉄濃度１１．６重量％、５９リットルのポリ硫酸鉄溶液
を得た。
【００２１】（例-２）鉄鋼関係の硫酸洗浄工程から排
出された、第１鉄イオン６．４重量％、第２鉄イオン痕
跡程度、硫酸イオン１７．５重量％、鉄イオンと硫酸イ
オンのモル比が１：１．６からなる硫酸鉄廃液１００リ
ットルを反応槽にポンプを用いて供給し、亜硝酸ソーダ
２８０ｇを添加し、酸素ガスにより酸化を行うことによ
り、鉄濃度６．４重量％のポリ硫酸鉄溶液を得た。その
際、酸化反応時間は１時間４０分であった。この得られ
たポリ硫酸鉄溶液を６０Torr、４２〜４７℃で減圧濃縮
操作を行うことにより、鉄濃度１２．１重量％、５３リ
ットルの硫酸第２鉄溶液を得た。
出された、第１鉄イオン６．４重量％、第２鉄イオン痕
跡程度、硫酸イオン１７．５重量％、鉄イオンと硫酸イ
オンのモル比が１：１．６からなる硫酸鉄廃液１００リ
ットルを反応槽にポンプを用いて供給し、亜硝酸ソーダ
２８０ｇを添加し、酸素ガスにより酸化を行うことによ
り、鉄濃度６．４重量％のポリ硫酸鉄溶液を得た。その
際、酸化反応時間は１時間４０分であった。この得られ
たポリ硫酸鉄溶液を６０Torr、４２〜４７℃で減圧濃縮
操作を行うことにより、鉄濃度１２．１重量％、５３リ
ットルの硫酸第２鉄溶液を得た。
【００２２】（比較例-１）鉄鋼関係の硫酸洗浄工程か
ら排出された、第１鉄イオン５．５重量％、第２鉄イオ
ン痕跡程度、硫酸イオン１７．０重量％からなる硫酸鉄
廃液を減圧濃縮操作することによって、溶出する硫酸第
１鉄一水塩の結晶を遠心分離器により分離し、鉄２９．
７重量％、硫酸５７重量％の硫酸第１鉄一水塩を得た。
ら排出された、第１鉄イオン５．５重量％、第２鉄イオ
ン痕跡程度、硫酸イオン１７．０重量％からなる硫酸鉄
廃液を減圧濃縮操作することによって、溶出する硫酸第
１鉄一水塩の結晶を遠心分離器により分離し、鉄２９．
７重量％、硫酸５７重量％の硫酸第１鉄一水塩を得た。
【００２３】この得られた硫酸第１鉄一水塩３５ｋｇと
上記硫酸鉄廃液１０５ｋｇを反応槽に供給し、亜硝酸ソ
ーダ５４０ｇを添加し、酸素ガスにより酸化を行うこと
により、鉄濃度１１．１重量％、鉄イオンと硫酸イオン
のモル比１：１．３９からなるポリ硫酸鉄溶液１００リ
ットルを得た。その際、酸化反応時間は６時間５分であ
った。
上記硫酸鉄廃液１０５ｋｇを反応槽に供給し、亜硝酸ソ
ーダ５４０ｇを添加し、酸素ガスにより酸化を行うこと
により、鉄濃度１１．１重量％、鉄イオンと硫酸イオン
のモル比１：１．３９からなるポリ硫酸鉄溶液１００リ
ットルを得た。その際、酸化反応時間は６時間５分であ
った。
【００２４】以上の例-１、例-２、比較例-１における
原料中の鉄濃度と酸化速度の関係をグラフに表すと、図
１のようになる。モル比や鉄濃度を変えた他の例での酸
化速度を合わせて図１に示し、下記表１にそれらの関係
を列記する。
原料中の鉄濃度と酸化速度の関係をグラフに表すと、図
１のようになる。モル比や鉄濃度を変えた他の例での酸
化速度を合わせて図１に示し、下記表１にそれらの関係
を列記する。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、原料供給等において操
作性が良く、また装置の摩耗、配管内の圧損、目詰まり
等のおそれがなく、また酸化反応も速く、硫酸第２鉄溶
液を製造することができる。酸化して得られた硫酸第２
鉄溶液を澱物の生じない温度で濃縮することによって、
市販されているポリ硫酸鉄溶液と同等のものが得られ
る。設備的にも結晶分離器、粉体である硫酸第１鉄の供
給設備等が必要なくなる。本発明によって製造されたポ
リ硫酸鉄溶液は、従来法で製造されたポリ硫酸鉄溶液と
比べて、凝集剤としての効果において全く遜色ないもの
である。
作性が良く、また装置の摩耗、配管内の圧損、目詰まり
等のおそれがなく、また酸化反応も速く、硫酸第２鉄溶
液を製造することができる。酸化して得られた硫酸第２
鉄溶液を澱物の生じない温度で濃縮することによって、
市販されているポリ硫酸鉄溶液と同等のものが得られ
る。設備的にも結晶分離器、粉体である硫酸第１鉄の供
給設備等が必要なくなる。本発明によって製造されたポ
リ硫酸鉄溶液は、従来法で製造されたポリ硫酸鉄溶液と
比べて、凝集剤としての効果において全く遜色ないもの
である。
【図１】原料の鉄濃度と酸化速度の関係を示すグラフで
ある。
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 太覚 東京都西多摩郡日出町平井８−１ 日鉄鉱 業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D062 BA10 BA11 BB05 DA16 DA39 DC02 4G048 AA07 AB02 AC08 AE05
Claims (3)
- 【請求項１】 鉄イオンと硫酸イオンのモル比が１以上
１．８以下で且つ全鉄濃度が３．０〜８．０重量％にな
るように第１鉄イオンを主成分とする硫酸鉄溶液を調製
する第１工程と、 第１鉄イオンを第２鉄イオンに酸化する第２工程と、 上記酸化された硫酸鉄溶液の鉄濃度を１０．０〜１３．
０重量％になるように７５℃以下で濃縮する第３工程と
からなる硫酸第２鉄溶液を製造する方法。 - 【請求項２】 鉄、酸化鉄又は硫酸第１鉄を用いて上記
第１工程の硫酸鉄溶液調製を行うことを特徴とする請求
項１に記載の硫酸第２鉄溶液を製造する方法。 - 【請求項３】 鉄イオンと硫酸イオンのモル比及び全鉄
濃度が上記範囲に収まるように調整した、硫酸洗浄工程
から排出される硫酸鉄廃液を原料として用いることを特
徴とする請求項１に記載の硫酸第２鉄溶液を製造する方
法。
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| JP36756498A JP4154052B2 (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 硫酸第２鉄溶液の製造方法 |
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| JP (1) | JP4154052B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003104728A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Nittetsu Mining Co Ltd | 含鉄硫酸溶液の処理方法 |
| JP2007075697A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Matsuda Giken Kogyo Kk | 水質浄化剤及び水質浄化方法 |
| CN102557152A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-11 | 三上八州家 | 聚合硫酸铁溶液及其制造方法 |
| JP2013223815A (ja) * | 2012-04-19 | 2013-10-31 | Jfe Steel Corp | 硝酸含有排水の処理方法及び装置 |
| CN104445541A (zh) * | 2013-09-24 | 2015-03-25 | 山东润德净水材料有限公司 | 一种聚硅酸硫酸铝铁的生产方法 |
| CN111675246A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-18 | 河南爱尔福克化学股份有限公司 | 钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法 |
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| CN112408472A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-26 | 龙蟒佰利联集团股份有限公司 | 一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法 |
-
1998
- 1998-12-24 JP JP36756498A patent/JP4154052B2/ja not_active Expired - Fee Related
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