JP2002167602A

JP2002167602A - 鉄粉、その製造方法および汚染された土壌、水、ガスの浄化方法

Info

Publication number: JP2002167602A
Application number: JP2000364967A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Unami; 繁宇波; Satoshi Uenosono; 聡上ノ薗; Hiroki Nakamaru; 裕樹中丸
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-11

Abstract

(57)【要約】【課題】比表面積の大きい鉄粉であって、有機ハロゲン
化合物の分解速度に優れ、安全性が高く、通水性に優
れ、有機ハロゲン化合物の分解に好適に用いることがで
きる鉄粉の提供。【解決手段】平均粒径１０μｍ以上２０００μｍ以下の
大粒径鉄粉の表面に、鉄換算で全体の５０質量％以下の
量の平均粒径０．０５μｍ以上１０μｍ未満の小粒径鉄
粉が焼結により付着してなる鉄粉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄粉、その製造方
法および汚染された土壌、水、ガスの浄化方法に関し、
より詳しくは有機ハロゲン化合物の分解速度に優れ、安
全性が高く、有機ハロゲン化合物の分解に好適に用いら
れる鉄粉およびその製造方法ならびに該鉄粉を用いて有
機ハロゲン化合物で汚染された土壌、水、ガスを浄化す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体工場、金属加工工場等にお
いて脱脂溶剤として、以前から多量に使用され、使用
後、排出され、投棄されてきたトリクロロエチレン（Ｔ
ＣＥ）等の有機ハロゲン系化合物等による地下水や土壌
の汚染が、大きな社会問題となっている。従来、これら
の汚染を解決する方法として、地下水については、汚染
された地下水を土壌外に抽出して無害化処埋する真空抽
出法や揚水曝気法等がある。また、土壌については、汚
染された土壌を掘削して加熱処理によって無害化する熱
脱着法や熱分解法が知られている。更には、地下水中ま
たは土壌中の汚染物質を分解して無害化する方法とし
て、微生物を利用したバイオレメディエーション法によ
る浄化法が知られている。

【０００３】しかしながら、真空抽出法、揚水曝気法等
の方法は、汚染物質を含む地下水や土壌ガスを地中より
揚水・抽出した後、汚染物質を除去したり分解したりす
るために活性炭や分解剤を使用するに当たり地上に設備
を設け、更に、発生した汚染物質に無害化処埋を施すな
ど、高コストな別途処理を必要とする。また、掘削土壌
を高温で熱分解する方法は、土壌を加熱処理する大がか
りな設備が必要であり、かつ、土壌粒子自体が熱により
変質し、例えば、生物を生息させるという土壌の機能が
著しく損なわれるため、処理後の土壌の再利用が難し
い。更に、バイオレメディエーション法は、土壌特性の
違いから、すべての土壌に適用できるものではなく、ま
た、適用できる場合でも、微生物作用によるため反応が
遅く、長期の処理期間を必要とする。

【０００４】上記のような従来の地下水や土壌の汚染対
策の問題点を克服するべく、含ハロゲン有機汚染物質を
鉄と反応させて、還元的に脱ハロゲン化し、無害化する
方法が種々提案されており、注目されつつある。例え
ば、特表平５−５０１５２０号公報には、地下水の流路
に溝を掘り、粒状、切片状、繊維状等の形状の鉄を充填
し、含ハロゲン有機汚染物質と接触させることで、還元
的に脱ハロゲン化し、無害化する方法が記載されてい
る。また、特開２０００−５７４０号公報には、銅含有
鉄粉の使用が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特表平５−５
０１５２０号公報に記載の方法は、有機ハロゲン化合物
の分解速度が遅いという問題を有していた。また、特開
２０００−５７４０号公報に記載の方法は、銅自体が有
害元素であり、二次汚染の原因となるおそれがあるとい
う問題を有していた。

【０００６】一方、有機ハロゲン化合物の分解速度を向
上させるべく、比表面積の大きい微細な鉄粉を用いよう
としても、例えば、地下水の流路に溝を掘って鉄粉を充
填する方法においては、通水性が悪く、分解速度を速く
することはできない。また、土壌と鉄粉とを混合する方
法においても、微細な鉄粉であるため、混合の際に均一
に分散せずに凝集してしまい、上記と同様の問題が生じ
る。

【０００７】したがって、本発明は、比表面積の大きい
鉄粉であって、有機ハロゲン化合物の分解速度に優れ、
安全性が高く、上述したような通水性の問題がなく、有
機ハロゲン化合物の分解に好適に用いることができる鉄
粉、その製造方法および該鉄粉を用いて有機ハロゲン化
合物で汚染された土壌、水、ガスを浄化する方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を行い、本発明を完成した。即ち、
本発明は、平均粒径１０μｍ以上２０００μｍ以下の大
粒径鉄粉の表面に、鉄換算で全体の５０質量％以下の量
の平均粒径０．０５μｍ以上１０μｍ未満の小粒径鉄粉
が焼結により付着してなる鉄粉を提供する。

【０００９】前記小粒径鉄粉の平均粒径と前記大粒径鉄
粉の平均粒径の比が、０．１以下であるのが好ましい。

【００１０】前記小粒径鉄粉がニッケルを含有するのが
好ましい態様の一つである。

【００１１】また、本発明は、平均粒径１０μｍ以上２
０００μｍ以下の大粒径鉄粉と、平均粒径０．０５以上
１０μｍ未満の小粒径酸化鉄粉および／または小粒径鉄
粉とを混合し、還元性雰囲気中、熱処理することによ
り、上記鉄粉を得ることを特徴とする鉄粉の製造方法を
提供する。

【００１２】更に、本発明は、上記した鉄粉を、有機ハ
ロゲン化合物で汚染された土壌、水およびガスのうち少
なくとも一つと接触させて、有機ハロゲン化合物を分解
することを特徴とする汚染された土壌、水、ガスの浄化
方法を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の鉄粉について、詳
細に説明する。本発明の鉄粉は、平均粒径１０μｍ以上
２０００μｍ以下の大粒径鉄粉の表面に、鉄換算で全体
の５０質量％以下の量の平均粒径０．０５μｍ以上１０
μｍ未満の小粒径鉄粉が焼結により付着してなる。図１
は本発明の鉄粉の断面模式図である。図１に示すよう
に、本発明の鉄粉１は、大粒径鉄粉２の表面に小粒径鉄
粉３が焼結により付着してなる。図１では、小粒径鉄粉
３が大粒径鉄粉２の凹部に焼結により付着した状態を示
しているが、小粒径鉄粉３が大粒径鉄粉２の凸部にも焼
結により付着していてもかまわない。

【００１４】本発明において、大粒径鉄粉は、平均粒径
が１０μｍ以上２０００μｍ以下であれば特に限定され
ない。平均粒径が上記範囲であると、比表面積が十分に
大きく、かつ、有機ハロゲン化合物の分解に用いた場合
に上述した通水性の問題が生じるおそれが少ない。大粒
径鉄粉の平均粒径は、１０μｍ以上２００μｍ以下であ
るのが好ましい。なお、本発明において「平均粒径」と
は、一次粒子の平均粒径（平均一次粒径）を意味する。
後述する小粒径鉄粉および小粒径酸化鉄粉についても、
同様である。

【００１５】本発明において、小粒径鉄粉は、平均粒径
が０．０５μｍ以上１０μｍ未満であれば特に限定され
ない。平均粒径が上記範囲であると、比表面積が十分に
大きくなる。小粒径鉄粉の平均粒径は、０．０５μｍ以
上３μｍ以下であるのが好ましく、０．０５μｍ以上１
μｍ以下であるのがより好ましい。

【００１６】前記小粒径鉄粉は、ニッケルを含有するも
のであってもよい。小粒径鉄粉がニッケルを含有する
と、本発明の鉄粉を有機ハロゲン化合物の分解に用いた
場合に、分解速度が速くなる。この場合、ニッケルの含
有量は、小粒径鉄粉全体に対して、２〜５０質量％であ
るのが好ましい。ニッケルの含有量が上記範囲である
と、分解速度の向上効果が大きくなる。小粒径鉄粉がニ
ッケルを含有する場合、ニッケルは小粒径鉄粉の表面の
みに存在していても表面と内部との両方に存在していて
もよい。また、ニッケルは、小粒径鉄粉だけでなく、大
粒径鉄粉の表面および／または内部に存在していてもよ
い。

【００１７】前記小粒径鉄粉の平均粒径と前記大粒径鉄
粉の平均粒径の比は、０．１以下であるのが好ましく、
０．０７以下であるのがより好ましく、０．０５以下で
あるのが更に好ましい。上記平均粒径の比が０．１以下
であると、比表面積がより大きくなる。それにより、有
機ハロゲン化合物の分解に用いた場合の分解速度が速く
なる。また、有機ハロゲン化合物の分解に用いた場合に
上述した通水性の問題が生じるおそれがより少なくな
る。

【００１８】本発明の鉄粉における小粒径鉄粉の量は、
鉄換算で全体の５０質量％以下である。小粒径鉄粉の量
が上記範囲であると、比表面積が大きくなり、有機ハロ
ゲン化合物の分解に用いた場合の分解速度が速くなる。
小粒径鉄粉の量は、鉄換算で全体の１０〜４０質量％で
あるのが好ましく、１５〜３０質量％であるのがより好
ましい。なお、「鉄換算」とは、本発明の鉄粉の中の鉄
の質量と小粒径鉄粉の中の鉄の質量とが基準となること
を意味する。したがって、例えば、上述した小粒径鉄粉
がニッケルを含有する場合においては、鉄粉全体からニ
ッケルを除いた鉄の質量と小粒径鉄粉からニッケルを除
いた鉄の質量とが基準となる。

【００１９】本発明の鉄粉においては、上記小粒径鉄粉
が上記大粒径鉄粉の表面に焼結により付着している。し
たがって、本発明の鉄粉においては、上記小粒径鉄粉の
表面と上記大粒径鉄粉の表面との接触面積はわずかであ
って、本発明の鉄粉の比表面積は大きい。このため、本
発明の鉄粉は、有機ハロゲン化合物の分解に用いた場合
に、分解速度が速い。また、本発明の鉄粉においては、
上記小粒径鉄粉と上記大粒径鉄粉とは焼結により付着し
ているので、分離してしまうことがない。例えば、本発
明の鉄粉は、有機ハロゲン化合物の分解に用いた場合
に、小粒径鉄粉の部分のみが分離して通水性を悪くする
という問題が生じるおそれがない。

【００２０】なお、本発明の鉄粉においては、大粒径鉄
粉の表面に焼結により付着している小粒径鉄粉が存在す
れば、小粒径鉄粉同士が焼結して結合していてもよく、
小粒径鉄粉のみに焼結して結合している小粒径鉄粉が存
在していてもよい。

【００２１】つぎに、本発明の鉄粉の製造方法について
説明する。上述した本発明の鉄粉は、製造方法を特に限
定されないが、以下の製造方法により製造されるのが好
ましい。即ち、本発明の鉄粉の製造方法は、平均粒径１
０μｍ以上２０００μｍ以下の大粒径鉄粉と、平均粒径
０．０５μｍ以上１０μｍ未満の小粒径酸化鉄粉および
／または小粒径鉄粉とを混合し、還元性雰囲気中、熱処
理することにより、上記鉄粉を得ることを特徴とする鉄
粉の製造方法である。

【００２２】本発明の鉄粉の製造方法に用いられる大粒
径鉄粉は、平均粒径が１０μｍ以上２０００μｍ以下で
あれば特に限定されない。大粒径鉄粉としては、例え
ば、アトマイズ鉄粉、還元鉄粉（海綿鉄粉）を用いるこ
とができる。アトマイズ鉄粉は、一般に、鉄原料を水ア
トマイズした後、仕上還元して得られる。本発明におい
ては、水アトマイズ後であって仕上還元前の鉄粉を用い
ることもできる。また、還元鉄粉は、一般に、ミルスケ
ールをコークス等で還元し、生成した海綿鉄を粉砕し、
更に仕上還元して得られる。本発明においては、粉砕後
であって仕上還元前の鉄粉を用いることもできる。更
に、上記方法においてミルスケールの代わりに鉱石を用
いた鉄粉を用いることもでき、この場合も仕上還元前の
鉄粉を用いることができる。これらの鉄粉においては、
仕上還元前の鉄粉は、高炭素、高酸素であり、仕上還元
後の鉄粉は、低炭素、低酸素であるという特徴を有する
ので、用途に応じて選択することができる。これらの大
粒径鉄粉は、単独で用いてもよく、２種以上を併用して
もよい。

【００２３】本発明の鉄粉の製造方法に用いられる小粒
径酸化鉄粉および／または小粒径鉄粉は、平均粒径が
０．０５μｍ以上１０μｍ未満であれば特に限定されな
い。小粒径酸化鉄粉としては、例えば、マグネタイト微
粉、マグへマイト微粉、ゲーサイト微粉、ミルスケール
微粉、焙焼法または湿式法によるヘマタイト微粉；ニッ
ケルを２〜５０質量％含有するこれらの微粉が挙げられ
る。小粒径鉄粉としては、例えば、カルボニル鉄粉；上
記の各小粒径酸化鉄粉を還元して得られる鉄粉が挙げら
れる。

【００２４】ミルスケール微粉の原料となるミルスケー
ルは、鉄鋼製品製造工程における副産物であり、ＦｅＯ
を主成分としていて、純度の高いものを選択することが
できる。ミルスケールはもろいため、機械粉砕によって
所定の大きさ、例えば、平均粒径３〜１０μｍのミルス
ケール微粉とすることができるので好適に用いられる。
これより細かいミルスケール微粉は、空気分級法による
分級や、集塵採取によって得ることができる。焙焼法に
よるヘマタイト微粉は、塩化鉄溶液を大気中、高温で焙
焼することにより得られ、平均粒径は、一般に０．５〜
１．０μｍである。湿式法によるヘマタイト微粉は、塩
化鉄溶液または硫酸鉄溶液をアルカリ溶液と反応させ、
沈殿させることにより得られ、平均粒径は、一般に０．
０５〜０．３μｍである。焙焼法または湿式法によるヘ
マタイト微粉を用いると、得られる本発明の鉄粉の比表
面積が大きくなるので、好ましい。

【００２５】これらの小粒径酸化鉄粉および小粒径鉄粉
は、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を併用して
もよく、１種以上の小粒径酸化鉄粉と１種以上の小粒径
鉄粉とを併用してもよい。

【００２６】本発明の鉄粉の製造方法に用いられる大粒
径鉄粉の平均粒径は、１０μｍ以上２００μｍ以下であ
るのが好ましい。本発明の鉄粉の製造方法に用いられる
小粒径酸化鉄粉および／または小粒径鉄粉の平均粒径
は、０．０５〜３μｍであるのが好ましく、０．０５〜
１μｍであるのがより好ましい。前記小粒径酸化鉄粉お
よび／または小粒径鉄粉の平均粒径と前記大粒径鉄粉の
平均粒径の比は、０．１以下であるのが好ましく、０．
０７以下であるのがより好ましく、０．０５以下である
のが更に好ましい。

【００２７】本発明の鉄粉の製造方法においては、上記
大粒径鉄粉と、上記小粒径酸化鉄粉および／または小粒
径鉄粉とからなる全体に対する、小粒径酸化鉄粉および
／または小粒径鉄粉の量が、鉄換算で５０質量％以下で
あるのが好ましく、１０〜４０質量％であるのがより好
ましく、１５〜３０質量％であるのが更に好ましい。小
粒径鉄粉の量が上記範囲であると、実質的にすべての小
粒径酸化鉄粉および／または小粒径鉄粉が大粒径鉄粉の
表面に焼結により付着することができるので、生産効率
に優れる。なお、「鉄換算」とは、全体における鉄の質
量と小粒径酸化鉄粉および／または小粒径鉄粉の中の鉄
の質量とが基準となることを意味する。したがって、例
えば、小粒径酸化鉄粉を用いる場合や、小粒径酸化鉄粉
および／または小粒径鉄粉がニッケルを含有する場合に
おいては、全体から酸素やニッケルを除いた鉄の質量と
小粒径酸化鉄粉および／または小粒径鉄粉から酸素やニ
ッケルを除いた鉄の質量とが基準となる。

【００２８】上記大粒径鉄粉と、上記小粒径酸化鉄粉お
よび／または小粒径鉄粉とを混合する方法は、特に限定
されず、従来公知の方法を用いることができる。例え
ば、ニーダー、ミキサー、ブレンダー等の混合装置を用
いる方法が挙げられる。

【００２９】還元性雰囲気に用いられる気体は、特に限
定されない。例えば、水素、一酸化炭素、これらを含む
混合ガスなど公知の還元性雰囲気を用いることができ
る。

【００３０】熱処理は、上記還元性雰囲気中で、例え
ば、５００〜１０００℃、好ましくは６００〜９００℃
で、例えば、１０〜２４０分間、好ましくは３０〜１２
０分間行う。

【００３１】熱処理に用いられる装置は、特に限定され
ず、従来公知の熱処理炉等を用いることができる。

【００３２】上記熱処理により、小粒径鉄粉は大粒径鉄
粉の表面に焼結して付着する。また、小粒径酸化鉄粉は
還元されて小粒径鉄粉となりつつ、大粒径鉄粉の表面に
焼結して付着する。

【００３３】なお、小粒径酸化鉄粉を用いる場合におい
ては、すべてが還元されるまで熱処理してもよく、一部
が酸化鉄として残留する程度で熱処理を終了してもよ
い。また、熱処理後の本発明の鉄粉が０．１〜０．９質
量％程度の酸素を含有していてもよい。

【００３４】上述した本発明の鉄粉の製造方法により、
大粒径鉄粉の表面に、小粒径鉄粉が焼結により付着して
なる本発明の鉄粉が得られる。本発明の鉄粉の製造方法
によれば、大粒径鉄粉と小粒径鉄粉とを焼結により付着
させるので、得られる鉄粉においては大粒径鉄粉と小粒
径鉄粉の表面のごく一部のみが焼結して付着している。
したがって、本発明の鉄粉の製造方法によれば、比表面
積が大きい本発明の鉄粉が得られる。

【００３５】本発明の鉄粉の用途および使用方法は、特
に限定されず、粉末冶金用、エッチング廃液処理用、有
機ハロゲン化合物分解用等に広く用いることができる。
中でも、比表面積が大きいことが利点となる用途に好適
に用いられる。例えば、有機ハロゲン化合物を含有する
地下水などの水、ガス、土壌等に対する処理に好適に用
いられる。本発明の鉄粉は、土壌、水、ガスなどの有機
ハロゲン化合物の濃度が高い場所、例えば、有機ハロゲ
ン化合物を含有する溶剤などが漏れ出して、汚染されて
いる土壌、水（例えば、地下水）、ガスなどに適用でき
る。即ち、本発明の鉄粉を、有機ハロゲン化合物で汚染
されている土壌、水、ガスと接触させることで、有機ハ
ロゲン化合物を分解して、土壌、水、ガスを浄化（無害
化）できる。

【００３６】具体的には、下記の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）を例示できる。（ａ）有機ハロゲン化合物で汚染された地下水の水脈中
に、該鉄粉を戴置する方法。（ｂ）有機ハロゲン化合物で汚染された地下水をくみ上
げ、該鉄粉に接触させる方法。（ｃ）有機ハロゲン化合物で汚染された土壌中に、該鉄
粉を添加する方法。（ｄ）有機ハロゲン化合物で汚染された土壌を掘削し、
該掘削された土壌と該鉄粉を混合する方法。（ｅ）有機ハロゲン化合物で汚染された土壌および／ま
たは地下水から吸引して得られたガスと該鉄粉とを接触
させる方法。

【００３７】本発明の方法の対象となる汚染の原因とな
る有機ハロゲン化合物は、塩素原子などのハロゲンを有
する有機化合物であれば、特に限定されない。例えば、
トリクロロエチレン（ＴＣＥ）、テトラクロロエチレ
ン、１，１−ジクロロエチレン、ｃｉｓ−１，２−ジク
ロロエチレン、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレ
ン、塩化ビニル、１，１，１−トリクロロエタン、１，
１，２−トリクロロエタン、ジクロロエタン、ジクロロ
メタン、四塩化炭素、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）、
ダイオキシンが挙げられる。

【００３８】有機ハロゲン化合物は鉄粉により還元され
て、非ハロゲン化合物のような無害な化合物とハロゲン
化水素に変わる。例えば、ＴＣＥは鉄粉表面で電子を受
け取り（還元され）、β脱離によりクロロアセチレンな
どの中間体を経由して、アセチレンのような塩素を含ま
ない化合物に変化して無害化される。あるいは、更に還
元が進む場合もあるが、いずれにしても鉄粉表面で電子
を受け取る（還元される）ことを契機として反応が進
み、結果として無害な化合物に変化する。

【００３９】

【実施例】以下に実施例を示して本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに限られるものではない。１．各種鉄粉の調製（実施例１）水アトマイズ後、仕上還元処理を施して得
られたアトマイズ鉄粉（平均粒径８０μｍ）と、鉄換算
で全体の２０質量％のヘマタイト微粉（平均粒径１μ
ｍ）とを混合し、水素中、８００℃で１時間還元処理を
施し、本発明の鉄粉を得た。（実施例２）水アトマイズ後、仕上還元処理を施し、更
に分級処理をして得られたアトマイズ鉄粉（平均粒径２
０μｍ）と、鉄換算で全体の１５質量％のマグネタイト
微粉（平均粒径０．１μｍ）とを混合し、水素中、８０
０℃で１時間還元処理を施し、本発明の鉄粉を得た。

【００４０】（実施例３）水アトマイズしたままの仕上
還元処理を施していない鉄粉（平均粒径８０μｍ）と、
鉄換算で全体の３０質量％のカルボニル鉄粉（平均粒径
５μｍ）とを混合し、水素中、８８０℃で１時間還元処
理を施し、本発明の鉄粉を得た。（実施例４）ミルスケール還元鉄粉（平均粒径８０μ
ｍ）と、鉄換算で全体の２０質量％のゲーサイト微粉
（平均粒径２μｍ）とを混合し、水素中、８００℃で１
時間還元処理を施し、本発明の鉄粉を得た。

【００４１】（実施例５）鉱石をコークスで還元した海
綿鉄を粗粉砕して得られた鉄粉（平均粒径１０００μ
ｍ）と、鉄換算で全体の３０質量％のミルスケール微粉
（平均粒径８μｍ）とを混合し、水素中、９００℃で１
時間還元処理を施し、本発明の鉄粉を得た。（実施例６）水アトマイズ後、仕上還元処理を施して得
られたアトマイズ鉄粉（平均粒径８０μｍ）と、鉄換算
で全体の２０質量％の、ニッケルを１０質量％含有する
ヘマタイト微粉（平均粒径１μｍ）とを混合し、水素
中、８００℃で１時間還元処理を施し、本発明の鉄粉を
得た。

【００４２】（比較例１）水アトマイズ後、仕上還元処
理を施して得られたアトマイズ鉄粉（平均粒径８０μ
ｍ）を比較例１の鉄粉とした。（比較例２）カルボニル鉄粉（平均粒径５μｍ）を比較
例２と鉄粉とした。（比較例３）比較例１の鉄粉と、鉄換算で全体の２０質
量％の比較例２の鉄粉とを混合し、比較例３の鉄粉とし
た。

【００４３】２．有機ハロゲン化合物分解試験上記で得られた各鉄粉を有機ハロゲン化合物としてＴＣ
Ｅを用いた有機ハロゲン化合物分解試験に供した。（１）実験１００ｍＬ容のガラスバイアル瓶に、ＣａＣＯ₃濃度が
４０ｍｇ／Ｌ、Ｎａ₂ＳＯ₃濃度が８０ｍｇ／Ｌ、ＴＣ
Ｅ濃度が５ｍｇ／Ｌである水溶液５０ｍＬおよび鉄粉５
ｇを入れ、テフロン（登録商標）シール付きのブチルゴ
ム栓とアルミキャップを用いて封入した。ついで、２３
±２℃に管理した恒温室の中で、バイアル瓶の鉛直軸方
向に、１８０ｒｐｍで振とうした。振とう開始から６時
間後、２４時間後、４８時間後、９６時間後および１６
８時間後に、バイアル瓶内部のヘッドスペース部のガス
中のＴＣＥ濃度をガス検知管を用いて測定し、ヘンリー
の法則により水溶液中のＴＣＥ濃度に換算した。なお、
上記測定には複数のサンプルを用意し、各時間経過後の
測定は異なるサンプルについて行った。

【００４４】（２）実験結果の解析水溶液中のＴＣＥは鉄粉との反応で分解されるため、水
溶液中のＴＣＥ濃度は経時的に減少する。この反応の反
応速度式は、一般に溶液中のＴＣＥ濃度に対して１次の
反応速度定数を持つと考えられており、以下のような式
で表される。

【００４５】ｄＣ／ｄｔ＝−Ｋ_obs・Ｃ（１）Ｃ：溶液中のＴＣＥ濃度ｔ：反応時間（ｈ）Ｋ_obs：みかけの反応速度定数（１／ｈ）

【００４６】水溶液中のＴＣＥ濃度の分析値（Ｃ_t）を
初期濃度（Ｃ_i）で割った値（Ｃ_t／Ｃ_i）の対数を縦
軸に、反応時間ｔを横軸にプロットし、その傾きから上
記式（１）のＫ_obsを求め、ＴＣＥの分解速度の指標と
した。−Ｋ_obsの値が大きくなるほど、ＴＣＥの分解速
度は速くなる。

【００４７】３．通水性試験有機ハロゲン化合物を添加した地下水をカラムに充填さ
れた鉄粉と接触させることにより汚染を浄化する場合を
想定し、以下のように、図２に示す実験系を用いて通水
性試験を行った。内径２０ｍｍ、長さ２００ｍｍのガラ
ス製カラム４（一方の端部に内径１０ｍｍの流出口５を
有する。）を流出口５が下になるように鉛直に立て、流
出口５の部分に１００ｍｅｓｈのプラスチック製の網６
を挿入した後、上記で得られた各鉄粉７を高さ５０ｍｍ
まで充填した。ついで、カラム上部の空隙全体に水を速
やかに注ぎ、流出口５から水が浸出し始めるまでの時間
を測定し、通水性を評価した。通水性の評価は、水が浸
出し始めるまでの時間が１０分未満であった鉄粉を◎、
１０分以上１２０分未満であった鉄粉を○、１２０分以
上であった鉄粉を×とした。

【００４８】有機ハロゲン化合物分解試験および通水性
試験の結果を第１表に示す。本発明の鉄粉（実施例１〜
６）は、−Ｋ_obsの値からＴＣＥの分解速度に優れ、か
つ、通水性に優れることが分かる。これに対して、表面
に小粒径鉄粉が付着していない大粒径鉄粉（比較例１）
は分解速度に劣り、小粒径鉄粉（比較例２）は通水性に
劣る。また、大粒径鉄粉と小粒径鉄粉とを単純に混合し
たもの（比較例３）は、両者が焼結により付着している
ものではないため、通水性試験においてカラムに充填す
る際に両者が分離してしまい、通水性に劣る。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の効果】本発明の鉄粉は、比表面積が大きく、有
機ハロゲン化合物の分解速度に優れ、銅等の金属を用い
ないので安全性が高く、かつ、通水性の問題がない。し
たがって、有機ハロゲン化合物を含有する土壌、水、ガ
スに対する処理に好適に用いられる。特に、本発明の有
機ハロゲン化合物による汚染を浄化する方法は、好適に
用いられる。また、本発明の鉄粉の製造方法は、本発明
の鉄粉を効率的に製造することができるので、有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄粉の一例の断面模式図である。

【図２】鉄粉の通水性試験に用いた実験系の模式図で
ある。

【符号の説明】

１鉄粉２大粒径鉄粉３小粒径鉄粉４カラム５流出口６網７鉄粉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/70 (72)発明者中丸裕樹千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BA13 BA15 BB01 BC01 BD13 4D004 AA41 AB06 AB07 AC07 CA37 CC09 DA03 DA20 4D050 AA02 AB19 BC07 4K018 BA13 BB04 BC17 BC22 BD10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径１０μｍ以上２０００μｍ以下の
大粒径鉄粉の表面に、鉄換算で全体の５０質量％以下の
量の平均粒径０．０５μｍ以上１０μｍ未満の小粒径鉄
粉が焼結により付着してなる鉄粉。
【請求項２】前記小粒径鉄粉の平均粒径と前記大粒径鉄
粉の平均粒径の比が、０．１以下である請求項１に記載
の鉄粉。
【請求項３】前記小粒径鉄粉がニッケルを含有する請求
項１または２に記載の鉄粉。
【請求項４】平均粒径１０μｍ以上２０００μｍ以下の
大粒径鉄粉と、平均粒径０．０５μｍ以上１０μｍ未満
の小粒径酸化鉄粉および／または小粒径鉄粉とを混合
し、還元性雰囲気中、熱処理することにより、請求項１
〜３のいずれかに記載の鉄粉を得ることを特徴とする鉄
粉の製造方法。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載の鉄粉を、
有機ハロゲン化合物で汚染された土壌、水およびガスの
うち少なくとも一つと接触させて、有機ハロゲン化合物
を分解することを特徴とする汚染された土壌、水、ガス
の浄化方法。