JP2015048357A - 六価クロム低減剤および六価クロム処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】六価クロムを確実に三価クロムに還元することができ、さらに、六価クロムの処理コストを安価に抑えることができる六価クロム低減剤を提供すること。【解決手段】リグニンスルホン酸塩と強塩基物とを含む六価クロム低減剤とする。【選択図】なし

Description

本発明は、六価クロム低減剤および六価クロム処理方法に関する。

従来より、六価クロムによる汚染は大きな社会問題となっており、六価クロムの低減化や除去のための手段について様々な観点より検討されている。化学的な処理としては六価クロムを三価クロムに還元して除去する方策として、例えば鉄塩を添加して鉄イオンの作用により還元する方法（特許文献１−３）が提案されている。また、亜硫酸カルシウムを添加する方法（特許文献４）も提案されている。さらには、コンクリートへの六価クロムの混入を低減するために、セメントに、塩化第一錫とともに、糖類を加えて還元するという方法（特許文献５）も開発されている。 一方、リグニンスルホン酸塩を含む重金属処理剤によって、六価クロムなどの重金属を処理することも提案されている（特許文献６）。

特開２００４−１７０２５号公報 特開平７−１０８２８０号公報 特開２０１３−６９６号公報 特開２００９−６６５７０号公報 特表２００７−５２０４１６号公報 特開２００９−２５６４３０号公報

しかしながら、例えば、特許文献１−５で提案されている六価クロムの低減剤やこれを用いた処理方法では、汚染土壌、地下水汚染などや工場廃液、さらにはセメントに混合し六価クロム低減化させようとするものであるが、時間経過や酸成分との接触、温度をかけると三価クロムに還元されているものが再度、六価クロムに戻るという問題があった。

さらに、例えば、特許文献６のリグニンスルホン酸塩を含む重金属処理剤の場合、リグニンスルホン酸塩を多量に使用することが必要であるため、六価クロムの処理コストを抑制することが難しいという問題点があった。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、時間の経過や、酸、温度等による影響にを抑えて、六価クロムを確実に三価クロムに還元することができ、さらに、六価クロムの処理コストを安価に抑えることができる六価クロム低減剤および六価クロム処理方法を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の六価クロム低減剤は、リグニンスルホン酸塩と強塩基物とを含むことを特徴としている。

この六価クロム低減剤では、強塩基物は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのうちの少なくともいずれかであることが好ましい。

この六価クロム低減剤では、リグニンスルホン酸塩と強塩基物との重量比は、75：1〜85：1であることが好ましい。

この六価クロム低減剤では、さらに、アスコルビン酸を含むことが好ましい。

この六価クロム低減剤では、リグニンスルホン酸塩とアスコルビン酸との重量比は、200：1〜500：1であることが好ましい。

この六価クロム低減剤では、リグニンスルホン酸塩は、リグニンスルホン酸マグネシウムであることが好ましい。

この六価クロム低減剤では、さらに、珪酸塩を含むことが好ましい。

本発明の六価クロム処理方法は、前記六価クロム低減剤を、六価クロム含有物と混合する工程を含むことを特徴としている

本発明の六価クロム低減剤および六価クロム処理方法によれば、六価クロムを確実に三価クロムに還元することができ、さらに、六価クロムの処理コストを安価に抑えることができる。

本発明の六価クロム低減剤は、リグニンスルホン酸塩と強塩基物とを含む。

リグニンスルホン酸塩としては、リグニンスルホン酸のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのうちの１種または２種以上を使用することができる。また、リグニンスルホン酸塩には、例えば、変性リグニンスルホン酸カルシウム、変性リグニンスルホン酸ナトリウムなども含まれる。リグニンスルホン酸塩のなかでも、リグニンスルホン酸マグネシウム、リグニンスルホン酸カルシウム、リグニンスルホン酸ナトリウムは、安価かつ六価クロム低減効果に優れているため好ましく、特にリグニンスルホン酸マグネシウムが好ましい。

例えば、水と混合して用いられる場合、リグニンスルホン酸塩の配合量は、全体量に対して0.000033重量％以上とすることができる。

強塩基物は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化ジフェニルヨードニウムなどを例示することができる。強塩基物が水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムである場合には、六価クロム低減効果を維持しつつ、リグニンスルホン酸マグネシウムの配合量を抑えることができるため好ましい。なかでも、水酸化リチウムは、より確実にリグニンスルホン酸マグネシウムの配合量を抑えることができるため、特に好ましい。例えば、強塩基物として水酸化リチウムを用いる場合、水酸化リチウムの配合量は、全体量に対して、0.001重量％〜3重量％、好ましくは、1重量％〜2.5重量％の範囲を例示することができる。

そして、リグニンスルホン酸塩と強塩基物との重量の比は、75：1〜85：1程度とすることができる。

本発明の六価クロム低減剤は、対象となる六価クロム含有物に応じて適宜希釈して使用することができる。そして、本発明の六価クロム低減剤は、リグニンスルホン酸塩と強塩基物とを含むことで、六価クロム低減効果を相乗的に高めることができるため、六価クロム含有物に対して、リグニンスルホン酸塩の配合量を抑えることができる。

具体的には、六価クロム含有物に対する本発明の六価クロム低減剤の使用量は、六価クロム含有物中の六価クロム含有量によって異なるが、例えば、均一に分散し易い水系処理物（排水、地下水）に対してはリグニンスルホン酸塩として0.01重量％〜50重量％（希釈後）、混合しにくい固形物系処理物（灰、土壌）に対してはリグニンスルホン酸塩として1重量％〜50重量％（希釈後）の範囲で混合することが好ましい。

また、本発明の六価クロム低減剤は、さらにアスコルビン酸を含むことが好ましい。
アスコルビン酸は、例えば、全体量に対して、0.001重量％〜5重量％、好ましくは、0.01重量％〜1重量％の範囲で配合することができる。これによって、確実に六価クロムを固定することができるため、六価クロム低減効果を一層高めることができる。したがって、対象となる六価クロム含有物に対して使用する六価クロム低減剤の量は、従来よりも希釈された少量でよいため、六価クロムの処理コストを抑制することができる。さらに、リグニンスルホン酸塩とアスコルビン酸との重量の比は、200：1〜500：1であることが好ましい。

本発明の六価クロム低減剤は、リグニンスルホン酸マグネシウムと、水酸化リチウムとアスコルビン酸を含む場合には、例えば、重量比で、リグニンスルホン酸マグネシウム：水酸化リチウム：アスコルビン酸＝360：5：1程度の割合で配合することが好ましい。具体的には、全体量を1000ｇとして、45重量％のリグニンスルホン酸マグネシウムを含む溶液に、水酸化リチウム12.5ｇ、アスコルビン酸2.5ｇを配合して調整することができる。このように調整された六価クロム低減剤を適宜希釈して使用することができる。

さらに、本発明の六価クロム低減剤は、珪酸塩を含むことが好ましい。珪酸塩としては、例えば、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸ナトリウム、酸化ケイ素を例示することができ、なかでも、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウムは、六価クロム低減効果に優れるため特に好ましい。

さらに、本発明の六価クロム低減剤には、還元糖類、アミノ酸を配合することも好ましい。還元糖類としては、特定されることが無く植物由来、特に木質由来を例示することができ、アミノ酸も同様の木質由来を例示することができる。また、例えば、本発明の六価クロム低減剤には、廃糖蜜に由来する成分を添加することが好ましく、これによって、還元糖類とアミノ酸の両方を配合することができる。また、廃糖蜜に由来する成分には、ギ酸や酢酸などのカルボン酸の１種以上が含まれることがより好ましい。さらに、廃糖蜜に由来する成分は、廃糖蜜を加温処理したものや発酵処理したものであってもよい。

また、本発明の六価クロム低減剤には、鉄化合物を配合することもできる。例えば、哲化合物は、２価または３価の鉄イオンを生成する化合物が好ましく、具体的には、例えば、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄などを例示することができる。

本発明の六価クロム低減剤は、六価クロムを確実に三価クロムに還元することができ、さらに、六価クロムの処理コストを安価に抑えることができる。

また、本発明の六価クロム処理方法は、本発明の六価クロム低減剤を、六価クロム含有物と混合する工程を含む。

具体的には、本発明の六価クロム処理方法は、本発明の六価クロム低減剤を、六価クロム含有物と混合することにより六価クロムを固定化することができる。対象となる六価クロム含有物は、特に限定されるものではないが、例えば焼却飛灰、排水、土壌、地下水などを例示することができる。

本発明の六価クロム低減剤および六価クロム処理方法は、以上の形態に限定されることはない。

以下、実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜１＞六価クロム低減剤の調製
六価クロム低減剤は、リグニンスルホン酸マグネシウムおよび水酸化リチウムを配合して作製した。

具体的には、六価クロム低減剤の全体量に対し、
（Ａ）リグニンスルホン酸マグネシウムの濃度：30重量％〜80重量％（好ましくは、35重量％〜55重量）
（Ｂ）水酸化リチウムの濃度：1.25重量％
を配合し、この六価クロム低減剤を六価クロム含有物に作用させて、六価クロムへ低減効果への影響を検討した。

＜２＞コンクリートに含まれる六価クロムへの低減効果
8ｍｇ/Ｌの濃度の六価クロムを含むコンクリートに、上記＜１＞で調整した六価クロム低減剤を作用させ、六価クロム低減効果を検討したところ、六価クロムの濃度を0.05ｍｇ/Ｌ以下にまで低減させることができた。

また、六価クロム低減剤の希釈濃度を変え、六価クロムの濃度を0.05ｍｇ/Ｌ以下にまで低減させるために必要なリグニンスルホン酸マグネシウムの濃度について検討したところ、六価クロム低減剤中のリグニンスルホン酸マグネシウムの濃度は、0.001重量％（希釈後）であった。

本発明の六価クロム低減剤によれば、リグニンスルホン酸塩（リグニンスルホン酸マグネシウム）の濃度を低く抑えても、確実に六価クロムを低減することができ、処理コストを安価に抑えることができることが確認された。

＜３＞工業廃液汚泥に含まれる六価クロムへの低減効果
250ｍｇ/Ｌの濃度の六価クロムを含む工業廃液汚泥に、上記＜１＞で調整した六価クロム低減剤を作用させ、六価クロム低減効果を検討したところ、六価クロムの濃度を0.05ｍｇ/Ｌ以下にまで低減させることができた。さらに、180℃に加熱した場合にも六価クロムは再溶出せず、0.05ｍｇ/Ｌ以下の状態が維持されることが確認された。

また、六価クロム低減剤の希釈濃度を変え、六価クロムの濃度を0.05ｍｇ/Ｌ以下にまで低減させるために必要なリグニンスルホン酸マグネシウムの濃度について検討したところ、六価クロム低減剤中のリグニンスルホン酸マグネシウムの濃度は、0.005重量％（希釈後）であった。

本発明の六価クロム低減剤によれば、リグニンスルホン酸塩（リグニンスルホン酸マグネシウム）の濃度を低く抑えても、確実に六価クロムを低減することができ、六価クロムの処理コストを安価に抑えることができることが確認された。

＜４＞アスコルビン酸の配合
六価クロム低減剤は、リグニンスルホン酸マグネシウム、水酸化リチウムおよびアスコルビン酸を配合して作製した。

具体的には、六価クロム低減剤の全体量に対し、
（Ａ）リグニンスルホン酸マグネシウムの濃度：30重量％〜80重量％（好ましくは、35重量％〜55重量）
（Ｂ）水酸化リチウムの濃度：1.25重量％
（Ｃ）アスコルビン酸の濃度：0.012重量％
を配合し、この六価クロム低減剤を、上記＜２＞＜３＞と同じ条件の六価クロム含有物に作用させて、六価クロムの濃度を0.05ｍｇ/Ｌ以下にまで低減させることができるリグニンスルホン酸マグネシウムの濃度について検討した。

その結果、上記＜２＞＜３＞で確認したリグニンスルホン酸マグネシウムの濃度よりもより低濃度（6000倍希釈）であっても、確実に六価クロムの濃度を低減させることができ、さらに六価クロムの処理コストを安価に抑えることができることが確認された。

Claims (8)

1. リグニンスルホン酸塩と強塩基物とを含むことを特徴とする六価クロム低減剤。
2. 強塩基物は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのうちの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１の六価クロム低減剤。
3. リグニンスルホン酸塩と強塩基物と重量比は、75：1〜85：1であることを特徴とする請求項１または２の六価クロム低減剤。
4. さらに、アスコルビン酸を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかの六価クロム低減剤。
5. リグニンスルホン酸塩とアスコルビン酸との重量比は、200：1〜500：1であることを特徴とする請求項４の六価クロム低減剤。
6. リグニンスルホン酸塩は、リグニンスルホン酸マグネシウムであることを特徴とする請求項１から５のいずれかの六価クロム低減剤。
7. さらに、珪酸塩を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかの六価クロム低減剤。
8. 請求項１から７のいずれかの六価クロム低減剤を、六価クロム含有物と混合する工程を含むことを特徴とする六価クロム処理方法。