JP2018030748A - Method for producing akaganeite, and anion adsorption method - Google Patents

Method for producing akaganeite, and anion adsorption method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing akaganeite, which can synthesize the akaganeite simply with high yield, and to provide an anion adsorption method using the akaganeite.SOLUTION: This invention relates to: a method for producing akaganeite, comprising a first step of obtaining a first reaction liquid that contains the akaganeite by dissolving an iron(III) chloride and barium hydroxide in water, and then generating the akaganeite in the obtained aqueous solution; and an anion adsorption method, comprising mixing the first reaction liquid obtained by the production method with a liquid to be processed, the liquid containing a sulfate ion and an anion of an inorganic compound other than the sulfate ion to obtain a mixed solution, thereby producing barium sulfate in the mixed solution and adsorbing the anion of the inorganic compound other than the sulfate ion on the akaganeite.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、酸化鉄鉱物であるアカガネイトの製造方法、及び陰イオン吸着方法に関する。より詳しくは、水溶液中に含まれる陰イオンの吸着に有用な酸化鉄鉱物であるアカガネイトの製造方法、及びこのアカガネイトを利用した陰イオン吸着方法に関する。   The present invention relates to a method for producing akaganeate, which is an iron oxide mineral, and an anion adsorption method. More specifically, the present invention relates to a method for producing akaganate, which is an iron oxide mineral useful for adsorption of anions contained in an aqueous solution, and an anion adsorption method using the akaganate.

化学事業所や工事現場の排水にはセレン、ヒ素、クロム等のオキソ酸イオンが含まれることがある。これらの陰イオンは溶解性が高く、従来の一般的な排水処理に使用される硫酸バンド(硫酸アルミニウム)、PAC(ポリ塩化アルミニウム)等の無機凝集剤や、高分子ポリマーを含む有機凝集剤によって沈殿して除去することは困難である。そこで、特許文献1では、シュベルトマナイト[組成式:Fe(OH)8−2x(SO;1≦x≦1.75]と呼ばれる酸化鉄鉱物にセレン、ヒ素、クロムを吸着させる方法が提案されている。 Oxide ions such as selenium, arsenic, and chromium may be contained in wastewater from chemical establishments and construction sites. These anions are highly soluble, depending on inorganic flocculants such as sulfuric acid bands (aluminum sulfate) and PAC (polyaluminum chloride) used in conventional general wastewater treatment, and organic flocculants containing polymer polymers. It is difficult to precipitate and remove. Therefore, in Patent Document 1, selenium, arsenic, and chromium are added to an iron oxide mineral called Schwertmannite [composition formula: Fe 8 O 8 (OH) 8-2x (SO 4 ) x ; 1 ≦ x ≦ 1.75]. Adsorption methods have been proposed.

特開2005−95732号公報JP 2005-95732 A

本発明者らが鋭意検討したところ、特許文献1に記載のシュベルトマナイトは硫酸イオンを本来的に含んでいるため、目的の陰イオンが充分に吸着するためには硫酸イオンを置換する必要があると考えられた。また、硫酸イオンの結合力は比較的強いため、目的の陰イオンがシュベルトマナイトに吸着する効率は必ずしも高いとはいえないことを見出した。   As a result of intensive studies by the present inventors, the Schwertmannite described in Patent Document 1 inherently contains sulfate ions, so that it is necessary to replace the sulfate ions in order to sufficiently adsorb the target anions. It was thought that there was. In addition, since the binding force of sulfate ions is relatively strong, it has been found that the efficiency of adsorbing the target anion to Schwertmannite is not necessarily high.

そこで、本発明者らはより優れた吸着効率を示す鉱物を種々検討したところ、アカガネイト(赤金鉱)(Akaganeite)が有用であることを見出した。しかしながら、アカガネイトを工業的な規模で収率良く合成する方法が未だ知られていないという問題があった。
また、アカガネイトは陰イオンを吸着しやすいため、処理対象とする陰イオン以外に硫酸イオンが共存する水溶液中にアカガネイトを投入した場合、硫酸イオン以外の処理対象の陰イオンのアカガネイトに対する吸着が、硫酸イオンによって妨げられる問題があった。
Therefore, the present inventors have examined various minerals exhibiting better adsorption efficiency, and found that akaganeite is useful. However, there is a problem that a method for synthesizing akaganeate with good yield on an industrial scale is not yet known.
In addition, since akaganate easily adsorbs anions, when akaganate is introduced into an aqueous solution in which sulfate ions coexist with the anions to be treated, adsorption of the anions other than sulfate ions to the akaganate is not effective. There was a problem that was hindered by ions.

本発明は、アカガネイトを簡便に高収率で合成することが可能なアカガネイトの製造方法、及びこのアカガネイトを利用した陰イオン吸着方法を提供する。   The present invention provides a method for producing akaganate capable of easily synthesizing akaganate with high yield, and an anion adsorption method using this akaganate.

[1] 塩化鉄(III)と水酸化バリウムを水に溶解させ、得られた水溶液中でアカガネイトを生成し、そのアカガネイトを含む第一反応液を得る第一工程、を有することを特徴とするアカガネイトの製造方法。
[2] 前記第一工程は、前記水溶液のpHを7未満とすることにより、アカガネイトを生成することを特徴とする[1]に記載のアカガネイトの製造方法。
[3] 前記第一工程は、塩化鉄(III)によって生成されるFe3+と、水酸化バリウムによって生成されるOHとのモル比が、1:1〜1:3となる工程であることを特徴とする[1]又は[2]に記載のアカガネイトの製造方法。
[4] 前記第一工程は、前記水溶液のpHを4未満とすることにより、アカガネイトを生成する工程であり、次いで、前記第一反応液のpHをpH4以上〜pH6以下に調整することにより、アカガネイトを凝集させて、アカガネイトを回収する第二工程、を有することを特徴とする[1]〜[3]の何れか一項に記載のアカガネイトの製造方法。
[5] [1]〜[3]の何れか一項に記載のアカガネイトの製造方法によって得た前記第一反応液を、硫酸イオン及び硫酸イオン以外の無機化合物の陰イオンを含む被処理液に混合し、その混合液を得ることにより、前記混合液中に硫酸バリウムを生成させるとともに、前記硫酸イオン以外の無機化合物の陰イオンを前記アカガネイトに吸着させることを特徴とする陰イオン吸着方法。
[1] A first step of dissolving iron chloride (III) and barium hydroxide in water, generating akaganeate in the obtained aqueous solution, and obtaining a first reaction solution containing the akaganeate, A manufacturing method of akaganate.
[2] The method for producing an akaganate according to [1], wherein the first step generates akaganate by setting the pH of the aqueous solution to less than 7.
[3] The first step is a step in which the molar ratio of Fe 3+ produced by iron (III) chloride and OH produced by barium hydroxide is 1: 1 to 1: 3. The manufacturing method of the akaganeate as described in [1] or [2] characterized by these.
[4] The first step is a step of producing akaganeate by setting the pH of the aqueous solution to less than 4, and then adjusting the pH of the first reaction solution to pH 4 or more and pH 6 or less, The method for producing akaganate according to any one of [1] to [3], further comprising a second step of aggregating akaganate and recovering akaganate.
[5] The first reaction liquid obtained by the method for producing an akaganeate according to any one of [1] to [3] is used as a liquid to be treated containing sulfate ions and anions of inorganic compounds other than sulfate ions. An anion adsorption method comprising mixing and obtaining the mixed solution to produce barium sulfate in the mixed solution and adsorbing an anion of an inorganic compound other than the sulfate ion to the akaganeate.

本発明のアカガネイトの製造方法によれば、簡便に収率良くアカガネイトを製造することができる。また、本発明の陰イオン吸着方法によれば、硫酸イオンと硫酸イオン以外の無機化合物の陰イオンが共存する水溶液において、アカガネイトに対する硫酸イオン以外の無機化合物の陰イオンの吸着量を高めることができる。   According to the method for producing akaganate of the present invention, akaganate can be produced simply and with good yield. In addition, according to the anion adsorption method of the present invention, the amount of anion of an inorganic compound other than sulfate ion to akaganeate can be increased in an aqueous solution in which anion of an inorganic compound other than sulfate ion and sulfate ion coexists. .

3種の酸化鉄鉱物におけるセレン酸イオンの吸着等温線である。It is an adsorption isotherm of the selenate ion in three types of iron oxide minerals. アカガネイトのトンネル構造を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the tunnel structure of an akaganate.

《アカガネイトの製造方法》
[第一工程]
本発明の第一態様のアカガネイトの製造方法は、塩化鉄(III)と水酸化バリウムを水に溶解させ、得られた水溶液中でアカガネイトを生成し、そのアカガネイトを含む第一反応液を得る第一工程、を有する。
《Akaganate Manufacturing Method》
[First step]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a method for producing akaganate, wherein iron chloride (III) and barium hydroxide are dissolved in water, akaganate is produced in the resulting aqueous solution, and a first reaction solution containing the akaganate is obtained. One step.

塩化鉄(III)と水酸化バリウムを水中に溶解させることにより、水溶液中で電離したイオン同士が自然に反応してアカガネイトが生成される。より詳しくは、水酸化バリウムを水中に溶解させると水酸化物イオンが生成される。この水酸化物イオンと鉄イオンが、塩化物イオンが多く溶存する酸性水溶液中で反応することにより、アカガネイトが生成される。   By dissolving iron (III) chloride and barium hydroxide in water, ions ionized in the aqueous solution react spontaneously to produce akaganate. More specifically, hydroxide ions are generated when barium hydroxide is dissolved in water. The hydroxide ions and iron ions react in an acidic aqueous solution in which a large amount of chloride ions are dissolved, thereby producing akaganeate.

アカガネイトの生成反応を促進するために、前記水溶液(第一反応液)を40〜100℃程度に加熱してもよい。   In order to promote the formation reaction of akaganeate, the aqueous solution (first reaction solution) may be heated to about 40 to 100 ° C.

第一工程は、前記水溶液のpHを7未満とすることにより、アカガネイトを生成することが好ましい。前記水溶液のpHは、7未満が好ましく、4未満がより好ましく、1〜3がさらに好ましい。
pH7未満であると、塩化物イオン存在下においてアカガネイトが容易に生成される。
pH4未満であると、特にpH3以下であると、塩化物イオン存在下において高収率でアカガネイトを生成することができる。なお、pH4〜6でもアカガネイトは容易に形成されるが、このpH範囲であると、生成しつつあるアカガネイト同士が凝集して未反応の塩化鉄(III)又は水酸化バリウムが取り込まれる場合がある。一方、pHがアルカリ性であると、異なる構造の酸化鉄鉱物(例えば、ゲータイト、スクメタイト等)が生成される可能性が高い。
In the first step, it is preferable to produce akaganeate by setting the pH of the aqueous solution to less than 7. The pH of the aqueous solution is preferably less than 7, more preferably less than 4, and still more preferably 1 to 3.
If the pH is less than 7, akaganeate is easily produced in the presence of chloride ions.
When the pH is less than 4, particularly when the pH is 3 or less, akaganeate can be produced in a high yield in the presence of chloride ions. In addition, although akaganate is easily formed even at pH 4 to 6, if it is within this pH range, the akaganate being produced may aggregate and unreacted iron chloride (III) or barium hydroxide may be taken in. . On the other hand, when the pH is alkaline, there is a high possibility that iron oxide minerals having different structures (for example, goethite, scumite, etc.) are generated.

アカガネイトを生成する際の第一反応液のpHの調整は、塩化鉄(III)及び水酸化バリウムのうち少なくとも一方を反応液に添加する前に行ってもよいし、両方を反応液に溶解した後で行ってもよい。ただし、両方を溶解した第一反応液のpHがアルカリ性の状態で放置すると、アカガネイト以外の酸化鉄鉱物が生成される恐れがある。したがって、前記両方を溶解した後で速やかに、或いは前記少なくとも一方を溶解する前又は溶解中に、第一反応液のpHを酸性に調整し、酸性のpHを維持することが好ましい。   Adjustment of the pH of the first reaction solution when producing akaganeate may be performed before adding at least one of iron (III) chloride and barium hydroxide to the reaction solution, or both are dissolved in the reaction solution. It may be done later. However, if the pH of the first reaction solution in which both are dissolved is left in an alkaline state, iron oxide minerals other than akaganate may be generated. Therefore, it is preferable to adjust the pH of the first reaction solution to be acidic and maintain the acidic pH immediately after dissolving the both, or before or during dissolution of the at least one.

第一反応液のpHを調整する方法は、塩酸を滴下する方法が好ましい。塩酸を用いればアカガネイトの生成に有用な塩化物イオン以外の余計な陰イオン(例えば硫酸イオン等)を反応液に投入することを防ぎ、その余計な陰イオンがアカガネイトに吸着することを防止できる。また、水酸化ナトリウムを用いて第一反応液のpHを調整して維持することも好ましい。   The method of adjusting the pH of the first reaction solution is preferably a method of dropping hydrochloric acid. If hydrochloric acid is used, it is possible to prevent an anion (for example, sulfate ion) other than chloride ions useful for the production of akaganate from being added to the reaction solution, and to prevent the anion from adsorbing to the akaganate. It is also preferable to adjust and maintain the pH of the first reaction solution using sodium hydroxide.

前記水溶液を調製する際に溶解する塩化鉄(III)の量は特に限定されず、例えば0.01〜3モル/Lとすることができる。同様に、前記水溶液を調製する際に溶解する水酸化バリウムの量は特に限定されず、例えば0.01〜3モル/Lとすることができる。
前記水溶液を調製する際に、塩化鉄(III)と水酸化バリウムを溶解させる順序は特に限定されないが、水溶液のpHを酸性に維持するために、塩化鉄(III)を先に溶解することが望ましい。
The amount of iron (III) chloride dissolved when preparing the aqueous solution is not particularly limited, and can be, for example, 0.01 to 3 mol / L. Similarly, the amount of barium hydroxide dissolved when preparing the aqueous solution is not particularly limited, and can be, for example, 0.01 to 3 mol / L.
When preparing the aqueous solution, the order of dissolving iron (III) chloride and barium hydroxide is not particularly limited, but in order to maintain the pH of the aqueous solution acidic, iron (III) chloride may be dissolved first. desirable.

第一工程の第一反応液中において、塩化鉄(III)によって生成されるFe3+と、水酸化バリウムによって生成されるOHとのモル比は、1:1〜1:3であることが好ましく、1:1.5〜1:2.5であることがより好ましく、1:1.8〜1:2.2であることがさらに好ましい。理論的には、1:2のモル比が最も好ましい。
上記モル比が1:2に近い上記範囲であると、第一反応液中のFe3+が有する正電荷量と、OHが有する負電荷量とがアカガネイトの生成に適したバランスとなり、塩化鉄(III)に由来するFe3+のほとんど全てを反応で消費して、アカガネイトを容易に高い収率で生成させることができる。
In the first reaction liquid of the first step, the molar ratio of Fe 3+ produced by iron (III) chloride and OH produced by barium hydroxide is 1: 1 to 1: 3. Preferably, it is 1: 1.5 to 1: 2.5, more preferably 1: 1.8 to 1: 2.2. Theoretically, a molar ratio of 1: 2 is most preferred.
When the molar ratio is in the above range close to 1: 2, the positive charge amount of Fe 3+ in the first reaction liquid and the negative charge amount of OH are in a suitable balance for the production of akaganate, and iron chloride Almost all of Fe 3+ derived from (III) can be consumed in the reaction, and akaganate can be easily produced in high yield.

具体的には、例えば、0.1モルの水酸化バリウムを溶解させた1Lの水溶液中において、その電離度≒0.8を考慮して、水溶液中に生成する水酸化物イオン濃度は0.08〜0.1モル/L程度と考えられる。これに基づき、塩化鉄(III)の濃度は、0.08〜0.1モル/Lの1/3〜1倍の濃度が好ましく、1/2〜1倍の濃度がより好ましい。   Specifically, for example, in a 1 L aqueous solution in which 0.1 mol of barium hydroxide is dissolved, the concentration of hydroxide ions generated in the aqueous solution is set to 0. It is considered to be about 08 to 0.1 mol / L. Based on this, the concentration of iron (III) chloride is preferably 1/3 to 1 times the concentration of 0.08 to 0.1 mol / L, and more preferably 1/2 to 1 times the concentration.

上記を総合的に考慮して、第一工程の第一反応液において、塩化鉄(III)と水酸化バリウムとのモル比は2:1〜2:3であることが好ましい。
上記モル比の範囲であると、第一反応液中のFe3+とOHの電荷バランスが良好となり、アカガネイトを容易に高い収率で生成させることができる。
Considering the above comprehensively, in the first reaction liquid in the first step, the molar ratio of iron (III) chloride to barium hydroxide is preferably 2: 1 to 2: 3.
When the molar ratio is within the above range, the charge balance between Fe 3+ and OH − in the first reaction solution becomes good, and akaganate can be easily produced in a high yield.

[第二工程]
前記第一工程において、前記水溶液のpHを4未満とすることによりアカガネイトを生成し、次いで、第一工程で得た第一反応液のpHを4以上〜pH6以下に調整することにより、アカガネイト同士を凝集させて、アカガネイトを回収する第二工程を行うことが好ましい。
ここで上記反応液のpHを4以上〜pH6以下に調整する方法としては、反応液に水酸化バリウムを追加して添加する方法が好ましい。水酸化バリウムを用いることにより、余計な陰イオン(例えば硫酸イオン等)が反応液に混入してアカガネイトに吸着することを防止できる。
第二工程は、凝集を妨げない温度範囲で、例えば10〜40℃で行うことが好ましい。
[Second step]
In the first step, the akaganate is produced by setting the pH of the aqueous solution to less than 4, and then the pH of the first reaction solution obtained in the first step is adjusted to 4 or more to pH 6 or less, whereby It is preferable to perform a second step of agglomerating and collecting akaganate.
Here, as a method for adjusting the pH of the reaction solution to 4 or more and pH 6 or less, a method of adding barium hydroxide to the reaction solution and adding it is preferable. By using barium hydroxide, it is possible to prevent extra anions (for example, sulfate ions, etc.) from being mixed into the reaction solution and adsorbed on the akaganate.
It is preferable to perform a 2nd process at the temperature range which does not prevent aggregation, for example at 10-40 degreeC.

(反応時間の目安)
第一工程におけるアカガネイトの生成反応の終了は、前記水溶液(第一反応液)が暗褐色から赤褐色に変化したことを目安にして経験的に判断することができる。また、第二工程においてアカガネイト同士が凝集すると、前記第一反応液の粘性が上昇するので、粘性の程度を凝集の程度として判断することができる。
通常、各工程に要する所要時間の目安は以下の通りである。
第一工程の反応開始後、その反応が一段落するまでに要する時間は10〜25℃において例えば3〜5分程度である。次いで、第二工程で水酸化バリウムを添加し、pHを調整してアカガネイトが凝集するまでに要する時間は10〜25℃において例えば5〜10分程度である。
(Estimated reaction time)
The completion of the akaganeate formation reaction in the first step can be determined empirically based on the fact that the aqueous solution (first reaction solution) has changed from dark brown to reddish brown. In addition, when the akaganates aggregate in the second step, the viscosity of the first reaction liquid increases, so that the degree of viscosity can be determined as the degree of aggregation.
Usually, the required time required for each process is as follows.
The time required for the reaction to complete after the start of the reaction in the first step is, for example, about 3 to 5 minutes at 10 to 25 ° C. Next, the time required for adding barium hydroxide in the second step, adjusting the pH and aggregating the akaganeate is, for example, about 5 to 10 minutes at 10 to 25 ° C.

アカガネイトを回収する方法としては、例えば、公知の沈殿法、濾過法等が挙げられる。アカガネイトを予め凝集させておくと、回収が容易になるので好ましい。
回収したアカガネイトは、乾燥して使用時まで保存することができる。
濾過により得た乾燥後のアカガネイトの形態は、通常は粘土状の塊であり、乳鉢等で粉砕して粉末状にすることができる。
Examples of the method for recovering akaganeate include known precipitation methods and filtration methods. It is preferable to flocculate the akaganeate in advance because recovery becomes easy.
The collected red akaganate can be dried and stored until use.
The form of the dried akaganeate obtained by filtration is usually a clay-like lump, and can be pulverized into a powder by a mortar or the like.

本発明のアカガネイトの製造方法によれば、塩化鉄(III)として投入した鉄イオンの全てがアカガネイトになった場合の収率をモル基準で100%であるとした場合、例えば収率90〜99%でアカガネイトを回収して得ることができる。   According to the method for producing akaganate of the present invention, when the yield when all of the iron ions added as iron (III) is converted to akaganate is 100% on a molar basis, for example, the yield is 90 to 99. % Can be obtained by collecting red akaganate.

以上で説明した製造方法によって得たアカガネイト(赤金鉱)(Akaganeite)は、化学組成β−Fe3+(O(OH,Cl))で表される酸化鉄鉱物である。その結晶系は単斜晶系で、空間群I2/m、単位格子:a=10.600,b=3.0339,c=10.513,β=90.24°という結晶学的データが学術論文“Post J E, Buchwald V F, American Mineralogist, 76 (1991) p.272-277, Crystal structure refinement of akaganeite”に記載されている。この論文で明らかにされたアカガネイトの結晶構造には塩化物イオンを保持するトンネル構造が存在し、そのトンネルの壁から中心に向けて水酸基が差し出されていることも記載されている。
図2は、上記トンネル構造を模式的に表した図である。図中、灰色丸は酸素原子を表し、白色丸は水素原子を表し、八面体の中央の丸は鉄原子を表し、トンネル内の黒色丸は、塩化物イオン及び水素イオンが同じ占有率(50:50)で存在することを示す。
Akaganeite (Akaganeite) obtained by the production method described above is an iron oxide mineral represented by the chemical composition β-Fe 3+ (O (OH, Cl)). The crystal system is monoclinic, and the crystallographic data of space group I2 / m, unit cell: a = 10.600, b = 3.0339, c = 10.513, β = 90.24 ° are academic. It is described in a paper “Post JE, Buchwald VF, American Mineralogist, 76 (1991) p.272-277, Crystal structure refinement of akaganeite”. It is also described that the crystal structure of akaganeate clarified in this paper has a tunnel structure that retains chloride ions, and a hydroxyl group is pushed out from the tunnel wall toward the center.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the tunnel structure. In the figure, gray circles represent oxygen atoms, white circles represent hydrogen atoms, the circle at the center of the octahedron represents iron atoms, and the black circles in the tunnel represent the same occupation ratio (50 :)).

以上の製造方法で得たアカガネイトは、水溶液中の陰イオンを吸着する吸着剤としての用途に好適である。以下、陰イオン吸着方法の一例を説明する。   The akaganeate obtained by the above production method is suitable for use as an adsorbent that adsorbs anions in an aqueous solution. Hereinafter, an example of the anion adsorption method will be described.

《陰イオン吸着方法》
(第一実施形態)
陰イオン吸着方法の第一実施形態は、無機化合物の陰イオンを含む溶液(以下、処理対象液と呼ぶことがある。)をアカガネイトに接触させることにより、前記陰イオンを前記アカガネイトに吸着させる方法である。
<Anion adsorption method>
(First embodiment)
In the first embodiment of the anion adsorption method, a solution containing an anion of an inorganic compound (hereinafter sometimes referred to as a liquid to be treated) is brought into contact with akaganate to adsorb the anion onto the akaganate. It is.

前記無機化合物としては、例えば、セレン、ヒ素、クロム、フッ素、硫黄、リン等の無機元素を含む無機化合物が挙げられる。具体的には、例えば、セレン、ヒ素、クロムのオキソ酸、フッ化水素酸(フッ酸)、硫酸、リン酸等が挙げられる。   Examples of the inorganic compound include inorganic compounds containing inorganic elements such as selenium, arsenic, chromium, fluorine, sulfur, and phosphorus. Specific examples include selenium, arsenic, chromium oxo acid, hydrofluoric acid (hydrofluoric acid), sulfuric acid, phosphoric acid, and the like.

前記無機化合物としては、アカガネイトに高い吸着力を示す観点から、オキソ酸が好ましく、前記無機元素のオキソ酸がより好ましい。
ここで、オキソ酸とは、1つの無機原子に水酸基(−OH)及びオキソ基(=O)が結合しており、且つその水酸基のプロトンが脱離し得る無機化合物である。オキソ酸は水中では前記プロトンが脱離したオキソ酸イオンとなり得る。
The inorganic compound is preferably an oxo acid, more preferably an oxo acid of the inorganic element, from the viewpoint of exhibiting a high adsorptive power to akaganate.
Here, the oxo acid is an inorganic compound in which a hydroxyl group (—OH) and an oxo group (═O) are bonded to one inorganic atom, and a proton of the hydroxyl group can be eliminated. Oxo acid can be an oxo acid ion from which the proton is eliminated in water.

前記オキソ酸としては、アカガネイトに高い吸着力を示す観点から、セレンのオキソ酸が好ましく、セレンのオキソ酸イオンとしては、セレン酸イオン(SeO 2−)、セレン酸水素イオン(HSeO )、亜セレン酸イオン(SeO 2−)、亜セレン酸水素イオン(HSeO )が挙げられる。 Examples of the oxo acid, from the viewpoint of showing a high adsorption force Akaganeito, oxoacids of selenium is preferred as the oxoacid ions of selenium, selenium ion (SeO 4 2-), selenate hydrogen ions (HSeO 4 -) , Selenite ions (SeO 3 2− ), and hydrogen selenite ions (HSeO 3 ).

処理対象液に含まれる無機化合物の陰イオンは1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。   One type of anion of the inorganic compound contained in the treatment target liquid may be used, or two or more types may be used.

処理対象液にアカガネイトを接触させる方法は特に限定されず、例えば、処理対象液にアカガネイトの粉末を投入して撹拌する方法、処理対象液にアカガネイトを含む懸濁液を投入して撹拌する方法、保持部材に保持されたアカガネイトに処理対象液を掛けて流す方法等が挙げられる。   The method of bringing akaganate into contact with the treatment target liquid is not particularly limited, for example, a method of adding and stirring the akaganate powder to the treatment target liquid, a method of adding and stirring a suspension containing akaganate to the treatment target liquid, For example, a method may be used in which the liquid to be treated is poured over the akaganate held by the holding member.

本実施形態においては、処理対象液をアカガネイトに接触させると、処理対象液に含まれる陰イオンがアカガネイトの上記トンネル構造にトラップされて吸着すると考えられる。この吸着によってトンネル構造に予め存在する塩化物イオンが前記陰イオンに置換されて脱離する必要があるか否かは未解明であるが、何れにせよ、前記陰イオンがアカガネイトに充分に吸着されることは後述する実験から明らかである。   In this embodiment, when the treatment target liquid is brought into contact with akaganate, it is considered that the anions contained in the treatment target liquid are trapped and adsorbed by the tunnel structure of the akaganate. It is unclear whether or not chloride ions pre-existing in the tunnel structure need to be replaced by the anions due to this adsorption, but in any case, the anions are sufficiently adsorbed by the akaganeate. This is clear from the experiment described later.

処理対象液とアカガネイトを接触させる際の処理対象液のpHは、10以下が好ましく、2以上9以下がより好ましく、3以上7以下がさらに好ましく、4以上6以下が特に好ましい。
処理中の処理対象液のpHが9以下であると、アカガネイトの分解を防止し、アカガネイトによる目的の陰イオンの吸着力を高めることができる。
処理中の処理対象液のpHが低いほど、アカガネイトの前記トンネル構造の中心を向く水酸基に結合するプロトンが増える。これにより前記トンネル構造内が負電荷を帯びることを抑制し、前記トンネル構造内に目的の陰イオンをより容易に吸着させることができる。したがって、目的の陰イオンの吸着力を高める観点から、処理中の処理対象液のpHは、pH2〜5が好ましく、pH2〜4がより好ましく、pH2〜3がさらに好ましい。
処理中の処理対象液のpHが4以上6以下であると、アカガネイト同士が凝集し易くなり、アカガネイトの回収が容易になる観点から好ましい。
処理対象液のpHを調整する方法は特に限定されず、例えば、塩酸、水酸化ナトリウム、水酸化バリウムを添加する方法が挙げられる。
The pH of the liquid to be treated when the liquid to be treated and akaganate are brought into contact is preferably 10 or less, more preferably 2 or more and 9 or less, further preferably 3 or more and 7 or less, and particularly preferably 4 or more and 6 or less.
When the pH of the solution to be treated during treatment is 9 or less, the decomposition of akaganate can be prevented, and the adsorption power of the target anion by akaganate can be increased.
The lower the pH of the solution to be treated during treatment, the more protons that bind to the hydroxyl groups facing the center of the tunnel structure of akaganeate. As a result, the tunnel structure can be prevented from being negatively charged, and the target anion can be more easily adsorbed in the tunnel structure. Therefore, from the viewpoint of increasing the target anion adsorptive power, the pH of the liquid to be treated during treatment is preferably pH 2 to 5, more preferably pH 2 to 4, and still more preferably pH 2 to 3.
It is preferable that the pH of the solution to be treated during treatment is 4 or more and 6 or less from the viewpoint of easy aggregation of akaganates and easy recovery of akaganates.
The method for adjusting the pH of the liquid to be treated is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding hydrochloric acid, sodium hydroxide, and barium hydroxide.

処理対象液とアカガネイトを接触させる際の処理対象液の温度は特に限定されず、例えば、4〜60℃が好ましく、15〜50℃がより好ましく、30〜40℃がさらに好ましい。
上記温度範囲であると、アカガネイトによる目的の陰イオンの吸着力を高めることができる。上記温度範囲の下限値以上であると、処理対象液中における目的の陰イオンの拡散速度が高まり、アカガネイトに接触して吸着する効率がより高められる。上記温度範囲の上限値以下であると、一度吸着した陰イオンがアカガネイトから脱離することをより低減することができる。
The temperature of the liquid to be treated when the liquid to be treated and akaganate are brought into contact with each other is not particularly limited, and is preferably, for example, 4 to 60 ° C, more preferably 15 to 50 ° C, and further preferably 30 to 40 ° C.
When the temperature is within the above range, the adsorption force of the target anion by akaganate can be enhanced. When the temperature is at least the lower limit of the above temperature range, the diffusion rate of the target anion in the liquid to be treated is increased, and the efficiency of adsorbing in contact with the akaganeate is further increased. When the temperature is not more than the upper limit of the above temperature range, it is possible to further reduce the desorption of the anion once adsorbed from the akaganeate.

処理対象液に含まれる目的の陰イオンの含有量に対して、この処理対象液に接触するアカガネイトの量は特に限定されず、予備実験を行って経験的に目的の陰イオンを充分に吸着できることを確認した量に設定すればよい。
通常、アカガネイトの添加量を多くすれば、吸着可能な陰イオンの量も多くなり、例えば、アカガネイトによる無機オキソ酸イオンの吸着量として0.3〜0.5mol/kgが挙げられる。
There is no particular limitation on the amount of akaganeate in contact with the treatment target liquid relative to the content of the target anion contained in the treatment target liquid, and the target anion can be sufficiently adsorbed empirically by conducting a preliminary experiment. Can be set to the confirmed amount.
Usually, if the amount of akaganeate added is increased, the amount of anions that can be adsorbed also increases. For example, the amount of inorganic oxoacid ions adsorbed by akaganeate is 0.3 to 0.5 mol / kg.

処理対象液にアカガネイトの粉末を投入して撹拌する吸着方法を採用した場合には、前記陰イオンを吸着したアカガネイトを処理対象液から回収することができる。
処理対象液からアカガネイトの粉末を回収する方法としては、例えば、沈殿法、濾過法等が挙げられる。沈殿法としては、例えば、処理対象液を静置して沈殿させる方法、処理対象液に硫酸バンド、PAC、高分子ポリマー凝集剤等を添加して凝集させて沈殿させる方法、処理対象液のpHを4〜6に調整してアカガネイト同士を凝集させる方法等が挙げられる。
When an adsorption method in which akaganate powder is added to the liquid to be treated and stirred is used, the akaganate having adsorbed the anions can be recovered from the liquid to be treated.
Examples of the method for recovering the akaganeate powder from the liquid to be treated include a precipitation method and a filtration method. Examples of the precipitation method include, for example, a method in which the liquid to be treated is allowed to settle, a method in which a sulfuric acid band, PAC, a polymer flocculant, etc. are added to the liquid to be treated for aggregation, and a pH of the liquid to be treated. For example, a method of agglomerating akaganeates by adjusting to 4-6.

アカガネイトの粉末をカラムに充填し、このカラムに目的の陰イオンを含む処理対象液を流入させる吸着方法も採用することができる。この場合、アカガネイトが目的の陰イオンを吸着し、目的の陰イオンが除去された処理対象液をカラムから流出させて得ることができる。   It is also possible to employ an adsorption method in which akaganeate powder is packed in a column and a liquid to be treated containing a target anion flows into this column. In this case, it is possible to obtain the processing target liquid from which the target anion is adsorbed and the target anion is removed from the column.

以上の第一実施形態の陰イオン吸着方法において、吸着剤の主要な成分としてとしてアカガネイトを有する陰イオン吸着体を使用することができる。ここで「主要な成分」とは、吸着剤の各成分間における目的の陰イオンの吸着量を比較した場合、最も吸着量の多い成分ということを意味する。この陰イオン吸着体は、吸着剤(アカガネイト)を保持する保持部材をさらに有していてもよい。   In the anion adsorption method of the first embodiment described above, an anion adsorbent having akaganeate as the main component of the adsorbent can be used. Here, “main component” means a component having the largest adsorption amount when the adsorption amount of the target anion between the components of the adsorbent is compared. This anion adsorbent may further have a holding member for holding an adsorbent (akaganate).

吸着剤としてのアカガネイトの形状は、例えば、粉末状、礫状、塊状、板状等の取り扱いが容易な形状を採用できる。化学的に合成して得られた粉末状のアカガネイトはそのまま吸着剤として使用してもよいし、この粉末を結着させてより大きな形状に成形してもよい。粉末状のアカガネイトを結着する方法としては、例えば、炭素粒子を高分子ポリマーによって結着して多孔質体(例えば、電極、消臭剤)を形成する場合に使用される公知の方法を採用することができる。また、押し固めたり、焼結したりして得た塊をそのまま使用してもよいし、その塊を適当な大きさに砕いたり切断したりして成形してもよい。これらの形状のアカガネイトを水などの溶媒に分散させたアカガネイト懸濁液を吸着剤とすることもできる。   As the shape of the akaganeate as the adsorbent, for example, a shape such as powder, gravel, lump, or plate can be easily used. The powdered akaganate obtained by chemical synthesis may be used as an adsorbent as it is, or may be formed into a larger shape by binding this powder. As a method for binding powdered akaganate, for example, a known method used when forming a porous body (for example, electrode, deodorant) by binding carbon particles with a polymer is adopted. can do. In addition, a lump obtained by pressing or sintering may be used as it is, or the lump may be formed by crushing or cutting the lump to an appropriate size. The akaganeate suspension in which akaganeates of these shapes are dispersed in a solvent such as water can be used as the adsorbent.

前記保持部材としては、内部にアカガネイトを入れて保持する容器、カラム(筒)、笊、網等が挙げられる。また、外部表面にアカガネイトを固定することが可能な保持部材も採用でき、例えば、板材の表面にアカガネイトを固定した形態が挙げられる。   Examples of the holding member include containers, columns (cylinders), baskets, nets, and the like that hold akaganate inside. Also, a holding member capable of fixing akaganate to the outer surface can be adopted, and for example, a form in which akaganate is fixed to the surface of the plate material can be mentioned.

(第二実施形態)
本発明にかかる陰イオン吸着方法の第二実施形態は、前述した第一態様のアカガネイトの製造方法によって得た第一反応液を、硫酸イオン及び硫酸イオン以外の無機化合物の陰イオンを含む被処理液に混合し、その混合液を得ることにより、前記混合液中に硫酸バリウムを生成させるとともに、前記硫酸イオン以外の無機化合物の陰イオンを前記アカガネイトに吸着させる方法である。
(Second embodiment)
In the second embodiment of the anion adsorption method according to the present invention, the first reaction liquid obtained by the method for producing an akaganeate of the first aspect described above is treated with sulfate ions and anions of inorganic compounds other than sulfate ions. In this method, barium sulfate is produced in the mixed solution by mixing with the liquid and obtaining the mixed solution, and the anion of the inorganic compound other than the sulfate ion is adsorbed on the akaganeate.

第一反応液には、アカガネイトの生成に使用されたバリウム塩に由来するバリウムイオンが溶存している。したがって、前記混合液にはアカガネイト及びバリウムイオンが少なくとも含まれている。アカガネイトの形態は小さくとも数nm程度の粒子状であると考えられる。   In the first reaction solution, barium ions derived from the barium salt used for the production of akaganeate are dissolved. Therefore, the mixed solution contains at least akaganate and barium ions. The shape of the akaganeate is considered to be at least a few nanometers.

この混合液を前記被処理液に混合すると、粒子状のアカガネイトよりも拡散速度の速いバリウムイオンと硫酸イオンが先に結合し、硫酸バリウムが生成する。硫酸バリウムの水に対する溶解性は極めて低いため、硫酸バリウムは前記混合液において沈殿し、混合液が濁る。この結果、混合液中の硫酸イオン濃度は低減する。
その一方、混合液中のアカガネイトは、濃度が低減した硫酸イオンに妨げられることなく、硫酸イオン以外の陰イオンを容易に吸着することができる。
When this mixed solution is mixed with the liquid to be treated, barium ions and sulfate ions, which have a faster diffusion rate than the particulate akaganate, are bound first to produce barium sulfate. Since barium sulfate has extremely low solubility in water, barium sulfate precipitates in the mixed solution, and the mixed solution becomes cloudy. As a result, the sulfate ion concentration in the mixed solution is reduced.
On the other hand, the akaganeate in the mixed solution can easily adsorb anions other than sulfate ions without being hindered by sulfate ions having a reduced concentration.

硫酸イオン以外の前記無機化合物としては、第一実施形態の陰イオン吸着方法で例示した無機化合物が挙げられる。   Examples of the inorganic compound other than sulfate ions include the inorganic compounds exemplified in the anion adsorption method of the first embodiment.

前記被処理液に含まれる硫酸イオンの物質量100モル部に対して、混合する前記第一反応液に含まれるバリウムイオンの物質量は、80モル部以上が好ましく、100モル部以上がより好ましく、150モル部モル部以上がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、硫酸バリウムを容易に形成し、混合液中の硫酸イオン濃度を充分に低減することができる。上記範囲の上限値は特に限定されず、例えば200モル部程度とすればよい。
The amount of barium ions contained in the first reaction liquid to be mixed is preferably 80 parts by mole or more, more preferably 100 parts by mole or more with respect to 100 parts by weight of the amount of sulfate ions contained in the liquid to be treated. More preferably, it is 150 mol parts mol parts or more.
When it is at least the lower limit of the above range, barium sulfate can be easily formed, and the sulfate ion concentration in the mixed solution can be sufficiently reduced. The upper limit of the above range is not particularly limited, and may be, for example, about 200 parts by mole.

前記被処理液と前記第一反応液を混合する方法は特に限定されず、被処理液に対して第一反応液を徐々に又は一気に添加してもよいし、逆に第一反応液に対して被処理液を徐々に又は一気に添加してもよい。   The method for mixing the liquid to be treated and the first reaction liquid is not particularly limited, and the first reaction liquid may be added gradually or all at once to the liquid to be treated. The liquid to be treated may be added gradually or all at once.

前記混合液のpHは、前述した第一実施形態の陰イオン吸着方法の場合と同様の理由から、10以下が好ましく、2以上9以下がより好ましく、3以上7以下がさらに好ましく、4以上6以下が特に好ましい。
前記混合液のpHを上記の好適な範囲に調整する方法は特に限定されず、例えば、(1)被処理液と第一反応液を混合した後で、その混合液に塩酸、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム等を添加する方法;(2)被処理液と第一反応液のうち少なくとも一方に塩酸、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム等を添加し、そのpHを混合前に予め上記の好適な範囲に調整しておく方法、等が挙げられる。
The pH of the mixed solution is preferably 10 or less, more preferably 2 or more, 9 or less, further preferably 3 or more and 7 or less, and more preferably 4 or more and 6 for the same reason as in the case of the anion adsorption method of the first embodiment described above. The following are particularly preferred:
The method for adjusting the pH of the mixed solution to the above-mentioned preferred range is not particularly limited. For example, (1) after mixing the liquid to be treated and the first reaction solution, hydrochloric acid, sodium hydroxide, A method of adding barium hydroxide or the like; (2) adding hydrochloric acid, sodium hydroxide, barium hydroxide or the like to at least one of the liquid to be treated and the first reaction liquid, and adjusting the pH in advance to the above-mentioned prior to mixing; The method of adjusting to a range, etc. are mentioned.

前記混合液の温度は、前述した第一実施形態の陰イオン吸着方法の場合と同様の理由から、例えば、4〜60℃が好ましく、15〜50℃がより好ましく、30〜40℃がさらに好ましい。   The temperature of the mixed solution is preferably 4 to 60 ° C, more preferably 15 to 50 ° C, and still more preferably 30 to 40 ° C, for the same reason as in the case of the anion adsorption method of the first embodiment described above. .

前記被処理液に含まれる前記硫酸イオン以外の無機化合物の陰イオンの含有量に対して、この被処理液に接触するアカガネイトの量は特に限定されず、予備実験を行って経験的に前記陰イオンを充分に吸着できることを確認した量に設定すればよい。   With respect to the content of anions of inorganic compounds other than the sulfate ions contained in the liquid to be treated, the amount of akaganate in contact with the liquid to be treated is not particularly limited. What is necessary is just to set to the quantity which confirmed that ion can fully adsorb | suck.

前記混合液において前記陰イオンを吸着したアカガネイトは、硫酸バリウムの沈殿とともに前記混合液から回収することができる。具体的な方法としては、前述した第一実施形態の陰イオン吸着方法で例示した、沈殿法、濾過法等が挙げられる。   The akaganeate adsorbing the anions in the mixed solution can be recovered from the mixed solution together with the precipitation of barium sulfate. As a specific method, the precipitation method, the filtration method, etc. which were illustrated with the anion adsorption method of 1st embodiment mentioned above are mentioned.

(アカガネイトの合成)
0.2mol/Lの塩化鉄(III)水溶液1Lに、0.4mol/Lの水酸化ナトリウム1Lを添加して、5分間穏やかに撹拌しながら、約pH2の水溶液(Fe3+:OH=約1:2)中でアカガネイトを生成した。次いで、生成したアカガネイトが含まれた懸濁液に、水酸化ナトリウムをさらに添加し、pH4〜5に調整し、5分間穏やかに撹拌しながら、アカガネイト同士を凝集させた。凝集したアカガネイトを濾過で回収し、乾燥した粘土状のアカガネイトの塊を得た。この塊を乳鉢で砕いて粉体としたアカガネイトを以下の実験に用いた。
塩化鉄(III)として投入した鉄イオンの全てがアカガネイトになった場合の収率をモル基準で100%であるとした場合、収率95%でアカガネイトを回収して得た。
合成したアカガネイトをXRDで分析したところ、アカガネイトを示すピークが確認された。
(Synthesis of akaganate)
To 1 L of 0.2 mol / L iron (III) chloride aqueous solution, 0.4 L / L sodium hydroxide (1 L) was added, and while stirring gently for 5 minutes, about pH 2 aqueous solution (Fe 3+ : OH = about 1: 2) Akaganate was produced. Next, sodium hydroxide was further added to the suspension containing the produced akaganeate, adjusted to pH 4 to 5, and agglomerated with each other while gently stirring for 5 minutes. Aggregated akaganeate was collected by filtration to obtain a dried clay-like akaganeto lump. The akaganeate, which was crushed in a mortar and made into powder, was used in the following experiment.
When the yield when all of the iron ions added as iron (III) chloride became akaganate was assumed to be 100% on a molar basis, the akaganate was recovered and obtained at a yield of 95%.
When the synthesized akaganate was analyzed by XRD, a peak indicating akaganate was confirmed.

[試験例1]
セレンを10mg/L含むセレン酸ナトリウム水溶液(pH9)を調製した。上記合成で得たアカガネイトを用いて、以下の実験手順を行った。
(1)セレン酸イオンを含む上記水溶液に、上記で合成したアカガネイトを、0.015、0.025、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0(単位:w/w%)の各濃度で添加した。pH6に調整した上記水溶液を20℃で1時間撹拌した後に、アカガネイトを沈殿させ、上澄み液を回収し、セレン酸イオン濃度をJIS K0102:2013年の「67.セレンの水素化合物発生ICP発光分光分析法」によって測定した。
(2)セレン酸イオンを含む上記水溶液に、グリーンラストを、0.15w/w%〜1.0w/w%の重量比となるように添加した。pH6となった上記水溶液を20℃で1時間撹拌した後に、グリーンラストを沈殿させ、上澄み液を回収し、セレン酸イオン濃度を上記方法で測定した。
(3)セレン酸イオンを含む上記水溶液に、シュベルトマナイトを、0.015、0.025、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0(単位:w/w%)の各濃度で添加した。pH6に調整した上記水溶液を20℃で1時間撹拌した後に、シュベルトマナイトを沈殿させ、上澄み液を回収し、セレン酸イオン濃度を上記方法で測定した。
上記実験によって、アカガネイト、グリーンラスト、シュベルトマナイトの各酸化鉄鉱物におけるセレン酸イオンに対する吸着等温線を得た(図1)。
図1に示す結果から、溶存セレン酸イオンの平衡濃度が環境基準(0.01 mg/L)以下になる酸化鉄鉱物は、アカガネイトだけであり、その吸着量が最も高いことが明らかである。
[Test Example 1]
A sodium selenate aqueous solution (pH 9) containing 10 mg / L of selenium was prepared. The following experimental procedure was performed using the akaganeate obtained by the above synthesis.
(1) 0.015, 0.025, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0 (unit: w) is added to the above-described aqueous solution containing selenate ions. / W%) at each concentration. After the aqueous solution adjusted to pH 6 was stirred at 20 ° C. for 1 hour, akaganeate was precipitated, the supernatant was recovered, and the selenate ion concentration was determined according to “67. Method ".
(2) Green last was added to the aqueous solution containing selenate ions so as to have a weight ratio of 0.15 w / w% to 1.0 w / w%. After the aqueous solution at pH 6 was stirred at 20 ° C. for 1 hour, green last was precipitated, the supernatant was collected, and the selenate ion concentration was measured by the above method.
(3) To the above aqueous solution containing selenate ions, Schwertmannite is added to 0.015, 0.025, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0 (unit: w / w). %) At each concentration. After the aqueous solution adjusted to pH 6 was stirred at 20 ° C. for 1 hour, Schwertmannite was precipitated, the supernatant was collected, and the selenate ion concentration was measured by the above method.
By the above experiment, adsorption isotherms for selenate ions in iron oxide minerals of akaganeate, green last, and schbertmanite were obtained (FIG. 1).
From the results shown in FIG. 1, it is clear that the iron oxide mineral whose dissolved selenate ion equilibrium concentration is not more than the environmental standard (0.01 mg / L) is only akaganate, and its adsorption amount is the highest.

(アカガネイトの合成2)
1.05mol/Lの塩化鉄(III)水溶液1Lに、1.05mol/Lの水酸化バリウム1Lを添加して、5分間穏やかに撹拌しながら、約pH2の水溶液(Fe3+:OH=約1:2)中でアカガネイトを生成した。次いで、生成したアカガネイトが含まれた懸濁液に、1.05mol/Lの水酸化バリウムをさらに添加して、塩化鉄(III)が残らないようにほぼ完全に反応させ、生成したアカガネイトが分散した反応液を得た。
合成したアカガネイトの一部を分取してXRDで分析したところ、アカガネイトを示すピークが確認された。
(Synthesis of akaganeate 2)
To 1 L of 1.05 mol / L iron (III) chloride aqueous solution, 1 L of 1.05 mol / L barium hydroxide was added, and while stirring gently for 5 minutes, about pH 2 aqueous solution (Fe 3+ : OH = about 1: 2) Akaganate was produced. Next, 1.05 mol / L of barium hydroxide is further added to the suspension containing the produced akaganate, and the reaction is performed almost completely so that iron (III) chloride does not remain, and the produced akaganate is dispersed. A reaction solution was obtained.
A portion of the synthesized akaganate was collected and analyzed by XRD, and a peak indicating akaganate was confirmed.

[実施例1]
セレン酸ナトリウム0.21mg/L、及び硫酸1200mg/Lを含む被処理液を調製し、pH9に調整した。
この被処理液2.5Lを3つ準備し、各被処理液に対して、上記(アカガネイトの合成2)で得た反応液45ml、67ml、89 mlのそれぞれを添加して混合液(pH6)を得た。この混合液を穏やかに振とうしたところ、硫酸バリウムと考えられる濁りが直ぐに発生した。
続けて5分振とうした後、0.45μmのフィルターで混合液をろ過した。その結果、各濾過液中の硫酸イオン濃度は、アカガネイトを含む前記反応液を添加したすべての混合液に関して0.5mg/Lまで低減し、セレン酸イオン濃度も、0.001mg/Lまで低減していた。各イオン濃度は前述と同様のICP発光分光分析法によって測定した。
以上の結果から、反応液に含まれていたバリウムイオンが硫酸イオンと反応して硫酸バリウムの沈殿を発生するとともに、残った硫酸イオン及びセレン酸イオンは、アカガネイトによって吸着されたことを確認できた。
[Example 1]
A liquid to be treated containing sodium selenate 0.21 mg / L and sulfuric acid 1200 mg / L was prepared and adjusted to pH 9.
Three 2.5 L of the liquids to be treated were prepared, and 45 ml, 67 ml, and 89 ml of the reaction liquid obtained in the above (Akaganate synthesis 2) were added to each liquid to be treated and mixed liquid (pH 6) Got. When this mixed solution was gently shaken, turbidity considered to be barium sulfate immediately occurred.
After continuously shaking for 5 minutes, the mixture was filtered with a 0.45 μm filter. As a result, the sulfate ion concentration in each filtrate was reduced to 0.5 mg / L for all the mixed solutions to which the reaction solution containing akaganate was added, and the selenate ion concentration was also reduced to 0.001 mg / L. It was. Each ion concentration was measured by ICP emission spectroscopic analysis as described above.
From the above results, it was confirmed that the barium ions contained in the reaction solution reacted with sulfate ions to generate barium sulfate precipitates, and the remaining sulfate ions and selenate ions were adsorbed by akaganate. .

[比較例1]
上記の(アカガネイトの合成1)と同様に、アカガネイトを含む懸濁液を得た。この際、アカガネイトの生成に用いられた水酸化ナトリウム/塩化鉄(III)で表される最終的なモル比は2.5であった。
バリウムイオンを含まない上記の懸濁液を用いて、実施例1と同様に、各被処理液に添加したところ、硫酸塩に由来する濁りは発生しなかった。
続けて5分振とうした後、0.45μmのフィルターで混合液(pH6)をろ過した。その結果、ICP発光分光分析法で測定したところ、各濾過液中の硫酸イオン濃度は、アカガネイトを含む前記懸濁液を添加したすべての混合液に関して、1100〜1150mg/Lであり、セレン酸イオン濃度は、0.17〜0.20mg/Lであった。
このように各イオンの低減の程度が実施例1よりも小さかった理由として、上記の懸濁液はバリウムイオンを含んでおらず、アカガネイトの殆どが硫酸イオンによって消費され、アカガネイトがセレン酸イオンを吸着できなった、と考えられる。
[Comparative Example 1]
A suspension containing akaganeate was obtained in the same manner as above (Synthesis 1 of akaganeate). At this time, the final molar ratio represented by sodium hydroxide / iron (III) chloride used for the production of akaganeate was 2.5.
When the above suspension containing no barium ions was added to each liquid to be treated in the same manner as in Example 1, turbidity derived from sulfate did not occur.
After continuously shaking for 5 minutes, the mixed solution (pH 6) was filtered with a 0.45 μm filter. As a result, when measured by ICP emission spectroscopic analysis, the sulfate ion concentration in each filtrate was 1100 to 1150 mg / L for all the mixed solutions to which the suspension containing akaganeate was added. The concentration was 0.17-0.20 mg / L.
The reason why the degree of reduction of each ion was smaller than in Example 1 was that the above suspension did not contain barium ions, and most of the akaganeate was consumed by sulfate ions, and akaganeate contained selenate ions. It is thought that it was not able to adsorb.

実施例1及び比較例1の結果から、水酸化バリウムを用いて生成したアカガネイトの反応液を、硫酸イオンとセレン酸イオンを含む被処理液に混合することにより、硫酸イオンに妨げられることなく目的のセレン酸イオンをアカガネイトに吸着させて回収できることが明らかである。   From the results of Example 1 and Comparative Example 1, the reaction solution of akaganeate produced using barium hydroxide was mixed with the liquid to be treated containing sulfate ions and selenate ions, so that the purpose was not hindered by sulfate ions. It is clear that the selenate ion can be recovered by adsorbing to akaganeate.

以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、公知の構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。   The configurations and combinations thereof in the embodiments described above are examples, and additions, omissions, substitutions, and other modifications of known configurations are possible without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、セレン、ヒ素、クロム等の重金属類が含まれる汚染水を浄化する用途に広く適用できる。   The present invention can be widely applied to uses for purifying contaminated water containing heavy metals such as selenium, arsenic, and chromium.

Claims (5)

塩化鉄(III)と水酸化バリウムを水に溶解させ、得られた水溶液中でアカガネイトを生成し、そのアカガネイトを含む第一反応液を得る第一工程、を有することを特徴とするアカガネイトの製造方法。   A first step of producing akaganate, comprising dissolving iron (III) chloride and barium hydroxide in water, producing akaganate in the resulting aqueous solution, and obtaining a first reaction solution containing the akaganate. Method. 前記第一工程は、前記水溶液のpHを7未満とすることにより、アカガネイトを生成することを特徴とする請求項1に記載のアカガネイトの製造方法。   The method for producing akaganate according to claim 1, wherein in the first step, akaganate is produced by setting the pH of the aqueous solution to less than 7. 前記第一工程は、塩化鉄(III)によって生成されるFe3+と、水酸化バリウムによって生成されるOHとのモル比が、1:1〜1:3となる工程であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアカガネイトの製造方法。 The first step is a step in which the molar ratio of Fe 3+ produced by iron (III) chloride and OH produced by barium hydroxide is 1: 1 to 1: 3. The manufacturing method of the akaganeate of Claim 1 or 2. 前記第一工程は、前記水溶液のpHを4未満とすることにより、アカガネイトを生成する工程であり、
次いで、前記第一反応液のpHをpH4以上〜pH6以下に調整することにより、アカガネイトを凝集させて、アカガネイトを回収する第二工程、を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のアカガネイトの製造方法。
The first step is a step of generating akaganate by setting the pH of the aqueous solution to less than 4.
Next, by adjusting the pH of the first reaction liquid to pH 4 or more and pH 6 or less, the second reaction step comprises aggregating akaganate and recovering akaganate. The manufacturing method of the akaganeate of one term.
請求項1〜3の何れか一項に記載のアカガネイトの製造方法によって得た前記第一反応液を、硫酸イオン及び硫酸イオン以外の無機化合物の陰イオンを含む被処理液に混合し、その混合液を得ることにより、前記混合液中に硫酸バリウムを生成させるとともに、前記硫酸イオン以外の無機化合物の陰イオンを前記アカガネイトに吸着させることを特徴とする陰イオン吸着方法。   The said 1st reaction liquid obtained by the manufacturing method of the akaganeate as described in any one of Claims 1-3 is mixed with the to-be-processed liquid containing the anion of inorganic compounds other than a sulfate ion and a sulfate ion, The mixing An anion adsorption method characterized in that barium sulfate is generated in the mixed solution by obtaining a liquid, and an anion of an inorganic compound other than the sulfate ion is adsorbed on the akaganate.
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