JP2003531006A - アンモニアの添加工程を用いた金属硫酸塩含有排水の処理及び高品質化方法 - Google Patents

アンモニアの添加工程を用いた金属硫酸塩含有排水の処理及び高品質化方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも金属硫酸塩を含有する排水を処理し、高品質化するための方法であって、この排水に少なくとも一つの塩基を添加して、この金属イオンを金属水酸化物Ｍｅa（ＯＨ）eの形で沈澱させる工程と、この排水からアルカリ化工程の間に沈殿した沈殿水酸化物を分離する工程と、上記排水に水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）2を添加して、水和した硫酸カルシウムＣａＳＯ4を沈澱させる工程と、前工程の間に沈殿した硫酸カルシウムＣａＳＯ4を分離する工程とを含んでなることを特徴とする方法に関する。上記方法によって、実質的に金属を含まず、それゆえ高品質化が可能である硫酸カルシウム（白色セッコウ）と同様に高品質化が可能である金属オキシ水酸化物を得ることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は工業排水の処理の分野に関する。
【０００２】 更に詳しくは、本発明は主に金属硫酸塩を含有し、また硫酸（Ｈ2ＳＯ4）も含
有する排液の処理に関する。
【０００３】 このタイプの排水は、自然環境に廃棄可能である浄化された排水に処理されな
ければならない。過去には、金属硫酸塩を含有するこのタイプの排水を浄化する
ために設計された処理は、排水に水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）2を添加して、
硫酸カルシウムＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ、言い換えればセッコウの沈殿を得ることか
らなっていた。
【０００４】 しかしながら、このタイプの方法は、金属硫酸塩を起源とする金属も金属水酸
化物Ｍｅa（ＯＨ）eの形で沈澱させるという大きな難点を有する。
【０００５】 セッコウを有する混合物として得られるこれら化合物を使用する点で、２つの
問題が存在する。
【０００６】 第１に、リサイクルシステムの入口で課せられる金属濃度しきい値が極めて低
いことを考慮すると、セッコウ中に汚染金属を含有することは、セッコウの高品
質化を極めて困難なものとする。
【０００７】 また、純度の高い状態では白色であるが、金属セッコウ水酸化物により着色さ
れる可能性があるという問題も存在し、白色度指数が重要な要素であるセッコウ
の高品質化を妨げる。
【０００８】 言い換えれば、この方法で最終的に得られるセッコウは工業的に使用不可であ
り、ごみ捨て場に捨てなければならない。結果として、この汚染は単に排液から
固体残渣へと場所を換えるに過ぎない。
【０００９】 本発明の目的は、硫酸の有る場合と無い場合の両方で金属硫酸塩を含有する工
業排水を処理するための方法であって、上述の現状技術による方法の難点を持た
ないものを提供することである。
【００１０】 特に、本発明の一つの目的は、高品質化が可能な製品、言い換えれば工業界に
おいてその後に有用な使用が可能である製品を製造することができるような方法
を提供することである。
【００１１】 結果として、本発明の一つの目的は、ごみ捨て場で貯蔵されなければならない
最終残渣の量を著しく低減することができるような方法を提供することである。
【００１２】 本発明の更に別な目的は、従来技術による方法に比較して、高い追加コストを
含まずに使用可能であるような方法を提案することである。
【００１３】 本発明によれば、少なくとも一種の金属硫酸塩を含有する排水を処理する方法
に関する種々の方法を達成することができ、この方法は、 上記排水にアンモニアＮＨ3溶液を添加して、溶液中の硫酸アンモニウム（Ｎ
Ｈ4）2ＳＯ4と金属水酸化物Ｍｅa（ＯＨ）eの沈澱とを得る工程であって、アン
モニアの添加によって上記排水を塩基性化し、７と９．５の間のｐＨ値を得る工
程と、 前工程の間に沈殿した金属相Ｍｅa（ＯＨ）eを上記排水から分離する工程と、 上記排水に水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）2を添加して、上記溶液中の硫酸塩
を水和した硫酸カルシウムＣａＳＯ4の形で沈殿させる工程であって、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2の添加量が硫酸カルシウム生成のための化学量論的反応を満足する工程と
、 前工程の間に沈殿した水和した硫酸カルシウムＣａＳＯ4を上記排水から分離
する工程であって、残渣は洗浄され高品質化されるものである工程と、 を含んでなることを特徴とする。
【００１４】 すなわち、本発明は、中和工程を用いて金属硫酸塩中に含有される金属を沈殿
させなければならないことと、このように沈殿した金属オキシ水酸化物を排水か
ら分離した後、硫酸塩を硫酸カルシウムの形で沈殿させ、そして排水から硫酸カ
ルシウムを分離しなければならないことを推奨している。これらの工程はすべて
熱を加えずに、１０℃と５０℃の間の反応温度で行われる。
【００１５】 この方法に従って進めることにより、回収された硫酸カルシウムは金属相によ
り汚染を受けない。かくして、回収された硫酸カルシウムは元来の色に相当する
白色がかった色を有し、異なるタイプの工業界、特にセメントあるいはプラスタ
ー業界において高品質化が可能である。
【００１６】 また、本発明に係る方法は、高品質化が可能である、言い換えれば、工業、特
に製鋼業で有用な使用が可能である沈殿した金属オキシ水酸化物を製造する方法
である。
【００１７】 アンモニアを排水に添加すると次の化学反応が起こる。
【化１】
【００１８】 水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）2を添加すると、ＣａＳＯ4化合物が次の反応に
従って部分的に沈殿する。
【化２】
【００１９】 本発明の特に魅力的な好ましいバリエーションによれば、この反応で生成する
アンモニアＮＨ3をストリッピングまたは蒸留して、排水をこの化合物から分離
して浄化させることができる。
【００２０】 本発明の好ましいバリエーションによれば、上記ストリッピングまたは上記蒸
留の後に回収されるアンモニアＮＨ3を本方法の始めに戻して、金属を金属オキ
シ水酸化物Ｍｅa（ＯＨ）eの形で沈澱させる上述の工程で使用することができる
。
【００２１】 本方法の効率を改善するために、本方法は、好ましくは排水のｐＨを増大させ
、約２のｐＨを有するように設計された予備的な工程を含む。金属硫酸塩を含有
する原排水は、また、２未満の極めて酸性のｐＨを有し、反応平衡に悪影響を与
えることができるような酸を含有することもある。このタイプの予備的な中和工
程は、この問題の専門家に既知の異なる方法で行ってもよい。
【００２２】 有利なことには、アルカリ性窒素化合物と炭酸カルシウムまたは水酸化カルシ
ウムとを添加する工程を攪拌しながら行うのが有利であることが注目される。
【００２３】 更には、本方法を更によく適用するためには、本方法の開始時において、排水
中の金属濃度を３ｇ／ｌと１２０ｇ／ｌとの間にすべきである。
【００２４】 結論として、従来技術と比較して、本発明に係る方法を使用して、高品質化が
不能な２つの化合物の混合物の代わりに、高品質化が可能な２つの副生成物、す
なわち、第１には白色のセッコウＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏと、第２にはＭｅa（ＯＨ
）eとを得ることができる。
【００２５】 本発明及びその種々の利点を更に容易に理解するため、図面を参照しながら実
施の形態を以下に説明する。
【００２６】 この実施の形態によれば、以下の金属の組成と、２．５に近いｐＨと、２０℃
の温度とを有する工業排水をタンク１の中に添加する。
【表１】
【００２７】 １６．６モル／ｌのアンモニア（ＮＨ3）を排水１リットル当り２５ｍｌ添加
するが、これは約３のＮＨ3／Ｆｅモル比と約９．５の排水のｐＨに対応する。
【００２８】 次の化学反応が起こり、
【化３】
【化４】 次の一般的な反応が得られる。
【化５】 この反応の結果、主としてオキシ水酸化鉄Ｆｅ（ＯＨ）xの沈澱を得る。
【００２９】 攪拌手段２を用いて１／２時間ないし２時間の攪拌の後、濾過手段３を用いて
この混合物を濾過する。この濾液（濾液１）と乾燥残渣の分析により次の結果を
得る。
【００３０】 濾液１の組成：
【表２】
【００３１】 金属残渣の元素組成：
【表３】
【００３２】 次に、濾液１をタンク４の中に移し、この中に、２００ｍｇ／ｌの石灰乳を濾
液１１リットル当り８８ｍｌ添加する。次に、攪拌手段５を用いて、この混合物
を１／２時間攪拌し、次に濾過手段６を用いて、濾過して、濾液（濾液２）と白
色のセッコウ（硫酸カルシウム）の沈殿を回収する。
【００３３】 次の反応が起こる。
【化６】 濾液２と白色のセッコウの分析により次の結果を得る。
【００３４】 濾液２の組成：
【表４】
【００３５】 セッコウの組成：
【表５】
【００３６】 得られるセッコウはほぼ純粋であり、極めて僅かな金属残渣を有する。それゆ
え、容易に高品質化することができる。
【００３７】 次に、濾液２を反応器７中でストリッピングまたは蒸留にかけて、アンモニア
を回収し、この設備の始めに戻す。
【００３８】 本明細書に記載された本発明の実施形態は、本発明の範囲を制約することを意
図するものではない。それゆえ、本発明の範囲外に出ることなしに多数の改変を
行うことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4D011 AA15 AC04 AD03 4D037 AA11 AB12 BA23 BB05 CA14 4D038 AA08 AB36 BB03 BB13 BB18 4G002 AA02 AB02 AC02 4G076 AA14 AB27 BA15 BC02 BE11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一種の金属硫酸塩を含有する排水を処理するため
    の方法であって、 上記排水にアンモニアＮＨ3溶液を添加して、溶液中の硫酸アンモニウム（Ｎ
    Ｈ4）2ＳＯ4と金属オキシ水酸化物Ｍｅa（ＯＨ）eの沈澱とを得る工程であって
    、アンモニアの添加によって上記排水を塩基性化し、７と９．５の間のｐＨ値を
    得る工程と、 前工程の間に沈殿した金属相Ｍｅa（ＯＨ）eを上記排水から分離する工程と、 上記排水に水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）2を添加して、上記溶液中の硫酸塩
    を水和した硫酸カルシウムＣａＳＯ4の形で沈殿させる工程であって、Ｃａ（Ｏ
    Ｈ）2の添加量が硫酸カルシウム生成のための化学量論的反応を満足する工程と
    、 前工程の間に沈殿した水和した硫酸カルシウムＣａＳＯ4を上記排水から分離
    する工程であって、残渣は洗浄して高品質化できるものである工程と を含んでなることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 上記硫酸塩の沈澱の間に生成したアンモニアＮＨ3をストリ
    ッピングまたは蒸留する追加の工程を含んでなることを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 上記ストリッピングまたは蒸留工程に由来するアンモニアを
    、上記金属オキシ水酸化物Ｍｅa（ＯＨ）eの沈澱を得る工程に戻すことを含むこ
    とを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 ｐＨを２以上とする予備的に排水を中和する工程を含んでな
    ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記アンモニア添加工程と上記水酸化カルシウム添加工程が
    攪拌しながら行なわれ、これらすべての工程がいかなる熱も加えずに、好ましく
    は１０℃と５０℃の間の反応温度で行なわれることを特徴とする請求項１ないし
    ４のいずれか一つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 上記排水の金属濃度が本方法の開始時に３と１２０ｇ／ｌの
    間にあることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 上記排水が２種以上の金属硫酸塩を含有することを特徴とす
    る請求項１ないし６のいずれか一つに記載の方法。
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