JP2011025160A - 水処理用炭−金属複合体及び炭−金属複合体用成型体 - Google Patents
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Abstract
少量で多量の有害物質を除去することができ、容易に製造することができる有害物質除去剤を提供することである。
【解決手段】
金属(M)及び炭(C)を含有してなり、金属(M)と炭(C)とが接触していることを特徴とする水処理用炭−金属複合体を用いる。金属(M)はマグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉄、ニッケル、錫、鉛又は銅が好ましい。金属(M)が金属粒子(MP)であり、炭(C)が炭粒子(CP)であることが好ましい。
また、水溶性コーティング剤(AC)でコーティングされた金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)と、バインダー(V)とを含有してなることを特徴とする炭−金属複合体用成型体に水を作用させることによって、水溶性コーティング剤(AC)を水へ溶出させて、金属粒子(MP)と炭粒子(CP)とが接触できるようにしたことを特徴とする炭−金属複合体を用いる。
【選択図】なし
Description
本発明の目的は、水に含まれる多量の有害物質を少量で除去することができ、容易に製造することができる有害物質除去剤を提供することである。
金属(M)と炭(C)とが接触している点を要旨とする。
金属粒子(MP)と炭粒子(CP)とが接触してなる水処理用炭−金属複合体を製造する方法であって、
方法(1−21)〜(1−24)のいずれかの方法で製造する点を要旨とする。
本発明の炭−金属複合体用成型体は、水を作用させることによって、容易に炭−金属複合体を調製できる。
本発明の炭−金属複合体用成型体の製造方法によると、炭−金属複合体用成型体を容易に製造できる。また、危険性の高い強酸等や、特殊な製造装置を使用せずに製造できるため、安全性の面及びコストの面にも優れている。
したがって、金属(M)及び炭(C)の形状は、大きな塊であるよりも、板状、波板状、棒状又は粒子状等であることが好ましい。さらに好ましくは金属(M)が金属粒子(MP)であり、炭(C)が炭粒子(CP)であることである。
金属(M)の含有量(重量%)は、金属(M)及び炭(C)の重量に基づいて、10〜90が好ましく、さらに好ましくは20〜80、特に好ましくは24〜70である。
炭(C)の含有量(重量%)は、金属(M)及び炭(C)の重量に基づいて、10〜90が好ましく、さらに好ましくは20〜80、特に好ましくは30〜76である。
(2)金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)を網容器(多数の孔を持つ容器又は袋、及び布袋等を含む。以下同じである。)内に保持した形態(2)
(3)金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)を水の流入口及び排出口をもつカートリッジ内に保持した形態(3)
(4)板状の金属(M)及び炭粒子(CP)を水の流入口及び排出口をもつ容器内に保持した形態(4)
(5)金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)を水の流入口及び排出口をもつ容器内に保持した形態(5)
(6)金属(M)製の網容器内に炭粒子(CP)を保持した形態(6)
(7)金属(M)製の網容器内に炭粒子(CP)及び金属粒子(MP)を保持した形態(7)
(8)炭(C)製の網容器内に金属粒子(MP)を保持した形態(8)
(9)炭(C)製の網容器内に炭粒子(CP)及び金属粒子(MP)を保持した形態(9)
水溶性コーティング剤(AC)でコーティングされた金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)と、バインダー(V)とを混合・成型して、バインダー(V)を固化した後水溶性コーティング剤(AC)を水へ溶出する方法(1−20)
溶媒としては、水性溶媒及びこれと水との混合物が含まれる。水性溶媒としては、炭素数1〜4のアルコール(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール及びn−ブチルアルコール等)、炭素数3〜5のケトン(アセトン、メチルエチルケトン及びジメチルスルホキシド等)、炭素数3〜5のアミド(ジメチルホルムアミド及びN−メチルピロリドン等)、炭素数3〜5のエステル(酢酸メチル、酢酸エチル及びプロピオン酸メチル等)及びこれらの混合物が含まれる。
無機バインダーとしては、セメント、石膏及び粘土等が挙げられる。
これらのバインダー(V)のうち、無機バインダーが好ましく、さらに好ましくはセメントである。
バインダー(V)の含有量(重量%)は、金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)の重量に基づいて、30〜80が好ましく、さらに好ましくは40〜70、特に好ましくは50〜60である。
ハロゲン化アルカリ土類金属としては、塩化マグネシウム、塩化カルシウム及び臭化マグネシウム等が挙げられる。
アルカリ土類金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウム等が挙げられる。
酸化アルカリ土類金属としては、酸化マグネシウム等が挙げられる。
ハロゲン化アンモニウムとしては、塩化アンモニウム及び臭化アンモニウム等が挙げられる。
遷移金属酸化物としては、酸化第一鉄、酸化第二鉄及び酸化亜鉛等が挙げられる。
第13属元素の酸化物としては、酸化ホウ素及び酸化アルミニウム等が挙げられる。
遷移金属ハロゲン化物としては、塩化第二鉄、塩化ニッケル、塩化第二銅及び塩化亜鉛等が挙げられる。
加圧する場合、圧力は、混合粒子スラリーの粘度等を考慮して、適宜決定される。
板の大きさ(厚みも含む)は、容器内に収納できれば制限ない。
金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)を一体成型した形態(1);金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)を網容器内に保持した形態(2);金属(M)製の網容器内に炭粒子(CP)を保持した形態(6);金属(M)製の網容器内に炭粒子(CP)及び金属粒子(MP)を保持した形態(7);炭(C)製の網容器内に金属粒子(MP)を保持した形態(8);並びに炭(C)製の網容器内に炭粒子(CP)及び金属粒子(MP)を保持した形態(9)の場合、水に浸漬することが好ましい。なお、これらを容器に保持して、水をこの容器に導いてもよい。
<実施例1>
木質廃パレット(南洋材)を破砕して得たチップ(最長長さ2〜10cm)を、縦型炭化炉(草・木チップ連続製炭機、TYPE180kg/Hr、村井鉄工所)で炭化させた後(700〜800℃、30〜40分間)、目開き2.8mmの金網を通過させて、最長長さ0.1〜2.8cmの炭粒子(CP1)を得た。炭粒子(CP1)の精練度は3であった。
アルミニウム加工工場から排出されたアルミニウム切削屑(繊維状の切削屑を多く含む)を目開き2.8mmの金網を通過させて、金属粒子(MP1)を得た。金属粒子(MP1)の重量平均粒子径は100μmであった。
水溶性コーティング剤(AC1){コーンスターチ、フエキ糊、不易糊工業株式会社、「フエキ」は同社の登録商標である}300部及び水1000部からなる水溶液に、金属粒子(MP1)150部を均一混合した後、目開き63μmの金網で濾過して、コーティング金属粒子を得た。引き続いて、このコーティング金属粒子と、炭粒子(CP1)400部とを均一混合した後、約25℃で約12時間風乾して、顆粒状のコーティング混合粒子(CM1)を得た。
なお、アンチモン元素濃度は、JIS K0102:2008「工業排水試験方法」の「62.2 水素化物発生原子吸光法」で定量した。
なお、銅元素濃度はJIS K0102:2008「工業排水試験方法」の「52.2 フレーム原子吸光法」で、また、全クロム元素濃度は同JISの「65.1.2 フレーム原子吸光法」で、また、ニッケル元素濃度は同JISの「59.2 フレーム原子吸光法」で、また、亜鉛元素濃度は同JISの「53.1 フレーム原子吸光法」で、また、鉛元素濃度は同JISの「54.1 フレーム原子吸光法」で定量した。
水溶性コーティング剤(AC1){コーンスターチ、フエキ糊、不易糊工業株式会社、「フエキ」は同社の登録商標である}300部及び水1000部からなる水溶液に、金属粒子(MP1)1540部を均一混合した後、目開き63μmの金網で濾過して、コーティング金属粒子を得た。引き続いて、このコーティング金属粒子と、炭粒子(CP1)660部とを均一混合した後、約25℃で約12時間風乾して、顆粒状のコーティング混合粒子(CM2)を得た。
なお、亜鉛元素濃度は、JIS K0102:2008「工業排水試験方法」の「53.1 フレーム原子吸光法」で定量した。
なお、銅元素濃度はJIS K0102:2008「工業排水試験方法」の「52.2 フレーム原子吸光法」で、また、全クロム元素濃度は同JISの「65.1.2 フレーム原子吸光法」で、また、ニッケル元素濃度は同JISの「59.2 フレーム原子吸光法」で、また、亜鉛元素濃度は同JISの「53.1 フレーム原子吸光法」で定量した。
備長炭(精錬度2)を破砕してから、目開き2.8mmの金網を通過させて、最長長さ0.1〜2.8cmの炭粒子(CP2)を得た。
アルミニウム箔(箔地)を裁断して、金属粒子(MP2){1cm×1cm×0.4mm厚}を調製した。
炭粒子(CP2)30g及び金属粒子70gを均一混合して、300mlガラス瓶に充填して、本発明の炭−金属複合体(1)を得た。
なお、ヒ素元素濃度は、JIS K0102:2008「工業排水試験方法」の「61.3 水素化物発生ICP発光分光分析法」で定量した。
20cm×20cm×深さ9cmのポリカーボネート製水槽に、金属(M1)(8cm×17cm×0.26cm厚のアルミニウム板)4枚(95g)を等間隔で配置し、炭粒子(CP1)300gを充填して、本発明の炭−金属複合体(2)を得た。
なお、ケイ素元素濃度は、JIS K0102:2008「工業排水試験方法」の「47.3 ICP発光分光分析法」に準拠して、波長251.612nmで定量した。
回収アルミニウム缶の蓋及び底の部分を切り落とした後、側面を切断して平面に伸ばして、シュレッターで裁断して、2.5mm×30mmの金属粒子(MP3)を得た。
水溶性コーティング剤(AC1){コーンスターチ、フエキ糊、不易糊工業株式会社、「フエキ」は同社の登録商標である}300部及び水1000部からなる水溶液に、金属粒子(MP3)1540部を均一混合した後、目開き63μmの金網で濾過して、コーティング金属粒子を得た。引き続いて、このコーティング金属粒子と、炭粒子(CP2)660部とを均一混合した後、約25℃で約12時間風乾して、顆粒状のコーティング混合粒子(CM3)を得た。
なお、アンチモン元素濃度は、上記と同様にして定量した。
特許文献1の実施例1に準拠して、比較用の有害元素吸着剤を調製した。
比較用の有害元素吸着剤(H1)1kgを目開き150μmの金網製の容器に入れ、これをアンチモン元素濃度2ppmの工場排水(1)(流量6000リットル/日)の流路(シックナーの直前)に浸漬させて、アンチモン元素濃度を1、6、8日後に測定し、この結果を次表に示した。
なお、アンチモン元素濃度は、上記と同様にして定量した。
なお、重金属元素濃度は、上記と同様にして定量した。
Claims (13)
- 金属(M)及び炭(C)を含有してなり、
金属(M)と炭(C)とが接触していることを特徴とする水処理用炭−金属複合体。 - 金属(M)が、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉄、ニッケル、錫、鉛又は銅である請求項1に記載の炭−金属複合体。
- 金属(M)が金属粒子(MP)であり、炭(C)が炭粒子(CP)である請求項1又は2に記載の炭−金属複合体。
- 水溶性コーティング剤(AC)でコーティングされた金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)と、バインダー(V)とを含有してなることを特徴とする炭−金属複合体用成型体。
- 金属粒子(MP)が、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉄、ニッケル、錫、鉛又は銅からなる金属粒子である請求項4に記載の成型体。
- 金属粒子(MP)に繊維状の金属粒子が含有する請求項4又は5に記載の成型体。
- 炭粒子(CP)が縦型炭化炉で製造される炭粒子である請求項4〜6のいずれかに記載の成型体。
- バインダー(V)が、無機バインダーである請求項4〜7のいずれかに記載の成型体。
- バインダー(V)が、セメントである請求項4〜7のいずれかに記載の成型体。
- さらに、ハロゲン化アルカリ金属、ハロゲン化アルカリ土類金属、アルカリ土類金属水酸化物、酸化アルカリ土類金属、ハロゲン化アンモニウム、遷移金属酸化物、第13属元素の酸化物及び遷移金属ハロゲン化物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する請求項9に記載の成型体。
- 請求項4〜10のいずれかに記載の炭−金属複合体用成型体に水を作用させることによって、水溶性コーティング剤(AC)を水へ溶出させて、金属粒子(MP)と炭粒子(CP)とが接触できるようにしたことを特徴とする炭−金属複合体。
- 多孔質である請求項1、2、3又は11に記載の炭−金属複合体。
- 金属粒子(MP)及び炭粒子(CP)を含有してなり、
金属粒子(MP)と炭粒子(CP)とが接触してなる水処理用炭−金属複合体を製造する方法であって、
方法(1−21)〜(1−24)のいずれかの方法で製造することを特徴とする水処理用炭−金属複合体の製造方法。
(1−21)コーティング混合粒子を得るために、金属粒子(MP)、炭粒子(CP)及び水溶性コーティング剤(AC)とを均一混合する工程(1);コーティング混合粒子とバインダー(V)とを混合して、混合粒子スラリーを得る工程(2);並びに混合粒子スラリーを成型して、炭−金属複合体用成型体を得る工程(3);並びに炭−金属複合体用成型体に水を作用させることによって、水溶性コーティング剤(AC)を水へ溶出させて、金属粒子(MP)と炭粒子(CP)とが接触できるようにした炭−金属複合体を得る工程(4)を含む方法。
(1−22)金属粒子(MP)及び水溶性コーティング剤(AC)を均一混合してコーティング金属粒子を得る工程(1);炭粒子(CP)及び水溶性コーティング剤(AC)を均一混合してコーティング炭粒子を得る工程(2);コーティング金属粒子及びコーティング炭粒子を均一混合してコーティング混合粒子を得る工程(3);コーティング混合粒子とバインダー(V)とを混合して、混合粒子スラリーを得る工程(4);混合粒子スラリーを成型して、炭−金属複合体用成型体を得る工程(5);並びに炭−金属複合体用成型体に水を作用させることによって、水溶性コーティング剤(AC)を水へ溶出させて、金属粒子(MP)と炭粒子(CP)とが接触できるようにした炭−金属複合体を得る工程(6)を含む方法。
(1−23)金属粒子(MP)及び水溶性コーティング剤(AC)を均一混合してコーティング金属粒子を得る工程(1);コーティング金属粒子及び炭粒子(CP)を均一混合してコーティング混合粒子を得る工程(2);コーティング混合粒子とバインダー(V)とを混合して、混合粒子スラリーを得る工程(3);混合粒子スラリーを成型して、炭−金属複合体用成型体を得る工程(4);並びに炭−金属複合体用成型体に水を作用させることによって、水溶性コーティング剤(AC)を水へ溶出させて、金属粒子(MP)と炭粒子(CP)とが接触できるようにした炭−金属複合体を得る工程(5)を含む方法。
(1−24)炭粒子(CP)及び水溶性コーティング剤(AC)を均一混合してコーティング炭粒子を得る工程(1);コーティング炭粒子及び金属粒子を均一混合してコーティング混合粒子を得る工程(2);コーティング混合粒子とバインダー(V)とを混合して、混合粒子スラリーを得る工程(3);混合粒子スラリーを成型して、炭−金属複合体用成型体を得る工程(4);並びに炭−金属複合体用成型体に水を作用させることによって、水溶性コーティング剤(AC)を水へ溶出させて、金属粒子(MP)と炭粒子(CP)とが接触できるようにした炭−金属複合体を得る工程(5)を含む方法。
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