JP2007090318A - 吸着材の製造方法、吸着材、吸着材造粒物、及び吸着造粒物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉄鋳物工場から廃棄された廃鋳物砂を収集し、スクリーンに通して夾雑物を除去し(固形物除去工程S1)、5mm未満の粒子径の部分を分取する。そして、スパイラル洗浄機に送り、水洗浄を行う(洗浄工程S2)。さらに、鉄類を湿式磁選機を用いて除去し(鉄除去工程S3)、バイブル分級機を用いて0.15mmφ以上の洗砂品と0.15mmφ未満の洗土品とに分ける(分取工程S4)。洗土品をシックナーに送り、水中でゆっくり撹拌しながら沈殿濃縮し、濃縮スラリーをフィルタープレス装置でろ過し、吸着材を得る(フィルタープレス工程S5)。
【選択図】図1
Description
実施例1の吸着材は、図1に示す工程により製造した。
まず固形物除去工程S1として、鉄鋳物工場から廃棄された廃鋳物砂を収集し、50mm及び5mmの2段階のスクリーンに通してガラス、金属、レンガ等の夾雑物を除去し、5mm未満の粒子径の部分を分取する。5〜50mmの分級部分については、ロッドミルで5mm未満の粒子径に破砕して5mm未満の粒子径とする。
次に洗浄工程S2として、固形物除去工程S1で分取された5mm未満の粒子をスパイラル洗浄機に送り、水洗浄を行う。
さらに、洗浄工程S2によって洗浄された5mm未満の粒子中の鉄類を湿式磁選機を用いて除去する。
そして、バイブル分級機を用いて0.15mmφ以上の洗砂品と0.15mmφ未満の洗土品とに分ける。
さらに、洗土品をシックナーに送り、水中でゆっくり撹拌しながら沈殿濃縮し、得られた洗土品の濃縮スラリーをフィルタープレス装置でろ過し、実施例1の吸着材を得る。
市販の木炭を粉砕し、篩によって0.15mmφ未満の粒子径となるように分取した木炭粉末を比較例1とした。
実施例1の吸着材を800°Cで3時間の加熱処理をしたものを比較例2とした。
上記実施例1及び比較例1、2の吸着材について、アンモニアガスについての吸着試験を行った。また、実施例1の吸着材及び比較例2の試料について、赤外吸収スペクトル及びBET比表面積の測定を行った。さらに、実施例1の原料である廃鋳物砂、実施例1の吸着材及び上記実施例1の分取工程S4で得られた洗砂品についての化学組成分析及び溶出試験を行った。
8リットルのデシケータにシャーレを置き、そこへ測定試料を35g入れ、さらに濃アンモニア水0.5gで湿らせたろ紙を入れ、蓋をした。そして、定期的に内部のガスをサンプリングしてそのアンモニア濃度を検知管式気体測定器(アンモニア検知管No.3M GASTEC社)によって測定した。その結果、図2に示すように、廃鋳物砂から製造された実施例1の吸着材は、木炭粉末からなる比較例1よりも急速にアンモニア濃度が低下し、木炭粉末より優れたアンモニア吸着能を有することが分かった。また、図3に示すように、実施例1の吸着材を加熱処理した比較例2は、アンモニア吸着速度が遅く、加熱処理によってアンモニア吸着能が低下することが分かった。これは、実施例1の吸着材に含まれている有機成分が加熱処理によって除去されたためであると考えられる。なお、図3のブランクにおいてもアンモニア濃度の低下が認められるのは、アンモニアガスがデシケータの僅かな隙間から少しずつ漏れ出るためである。
赤外吸収スペクトル測定の結果を図4に示す。熱処理を行っていない実施例1では、1600cm-1付近と3200cm-1付近に吸収が認められるのに対し、比較例2ではそれらの吸収が認められなかった。この結果から、800°Cで熱処理によって、有機成分存在しなくなることが分かる。また、実施例1のアンモニアガス吸着試験における、優れた吸着性能は、この有機成分の官能基(例えばカルボン酸基によるアンモニアガスの中和反応)に起因することが示唆される。
実施例1及び比較例2の試料について、BET比表面積を測定したところ、実施例1は16m2/gであるのに対し、木炭粉末である比較例2は90〜100m2/gであった。実施例1の吸着材の比表面積は、木炭ほどは大きくはないにもかかわらず、アンモニア吸着試験において実施例1のほうが木炭より優れた吸着能を示すのは、有機成分の官能基が吸着能に寄与しているためであると考えられる。
実施例1の原料となった廃鋳物砂、実施例1の吸着材及び上記実施例1の分取工程S4で得られた洗砂品についての化学組成分析を行った結果を表1に示す。
上記化学組成分析を行った試料について、環境庁告示第46号による溶出試験を行った。その結果、表2に示すように、T−Hg、六価クロム、カドミウム、砒素、鉛、セレニウムのいずれも土壌環境基準値を超えることはなかった。
造粒工程として、上記実施例1の吸着材とMgO系固化材とを遊星式混合攪拌機によって96:4の質量比で混合し、さらにこの混合物100質量部に対し、スラグ骨材を20質量部加えて造粒機で造粒する。次に篩工程として、20mmφの篩によって篩い分けした後、1日間ストックヤードで放置して実施例2の吸着材造粒物とした。
上記実施例2の吸着材造粒物に対し、有機系廃液及び2価重金属イオンに対する吸着試験を行った。
<有機系廃液の吸着試験>
有機系廃水(COD12mg/L,目視透視度1cm)20Lの入った水槽に上記実施例2の吸着材造粒物を1000g入れ、循環ポンプによって廃水を循環させた。比較のために、同じ有機系廃水の入った水槽に吸着材造粒物を入れることなく、循環ポンプによって廃水を循環させた。その結果、図5に示すように、実施例2の吸着材造粒物を入れた水槽では、時間とともに目視透視度が良くなり、40時間後には30cmとなった。これに対して、実施例2の吸着材造粒物を入れなかった水槽では、40時間後においても透視度は7cmであった。以上の結果から、実施例2の吸着材造粒物は、有機系廃水に対する優れた浄化能力を有することが分かった。
径60mm、高さ100mm、下端に複数の小径穴が形成された陶板を備えるガラス製カラムを用意する。陶板上にろ紙を置き、続いて実施例2の吸着材造粒物80gを充填して吸着塔とした。この吸着塔の上部から2価の重金属イオンを約10mg/L含む水を注ぎ、下部の陶板からの流出水に含まれる2価の重金属イオンの量を迅速水質分析器(株式会社 共立理化学研究所製 形式WAL)によって測定した。この測定方法の原理は、銅イオンがDDTC法、亜鉛イオンがジンコン法、鉛イオンがPAR法に基づくものである。なお、小径数の異なる陶板を用いることにより、いろいろな流量において測定を行った。2価の重金属イオン源としては、Cu2+として硝酸銅水和物、Zn2+として硝酸亜鉛水和物、Pb2+として硝酸鉛をそれぞれ用いた。
実施例3では、含水率の異なる実施例1の吸着材を原料として用い、実施例2と同様の方法によって含水率の異なる吸着材造粒物を製造し、さらにそれを20mmφの篩いで篩い分けした場合の歩留まりを調べた。結果を図9に示す。
実施例4では、固化材として略中性の水溶性ポリマーであるアルギン酸ナトリウムを用い、実施例3と同様の方法によって吸着材造粒物を製造した。その結果、含水率が25質量%以上であれば歩留まりが良好であり、含水率が35質量%未満であれば、吸着材造粒物同士が貯留中にくっついて塊状になるという現象を防ぐことができた。
S2…洗浄工程
S3…鉄除去工程
S4…分取工程
S5…フィルタープレス工程
Claims (8)
- 廃鋳物砂を焼成することなく所定の粒子径以下の部分を分取する分取工程を備えることを特徴とする吸着材の製造方法。
- さらに廃鋳物砂を水洗する洗浄工程と、
廃鋳物砂に含まれる鉄類を除去する鉄除去工程と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の吸着材の製造方法。 - 吸着材の粒子径は0.5mm未満とされていることを特徴とする請求項1又は2記載の吸着材の製造方法。
- 廃鋳物砂を焼成することなく所定の粒子径以下の部分を分取した洗土品からなることを特徴とする吸着材。
- 請求項4に記載の吸着材を固化材で固めて粒状としたことを特徴とする吸着材造粒物。
- 請求項1乃至3のいずれか1項記載の吸着材の製造方法によって製造された吸着材に水分調整用無機粉末と固化材とを加えて混合し、造粒混合物とする造粒工程と、
該造粒混合物を篩い分けする篩工程と、
を備えることを特徴とする吸着材造粒物の製造方法。 - 固化材は略中性の水溶性ポリマーであり、造粒混合物の含水率が25〜35質量%となるように水分調整用無機粉末の添加量を調整することを特徴とする請求項6記載の吸着材造粒物の製造方法。
- 固化材は酸化マグネシウムであり、造粒混合物の含水率が20〜32質量%となるように水分調整用無機粉末の添加量を調整することを特徴とする請求項6記載の吸着材造粒物の製造方法。
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