JP2019136703A - Manufacturing method of adsorbent containing fine hydrotalcite - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method of an adsorbent containing fine hydrotalcite excellent in adsorption performance, and the adsorbent obtained by the manufacturing method, and an adsorbent which can be suitably used for environmental cleanup of harmful elements such as fluorine, boron, selenium or the like which is hard to be treated by prior art, further treatments such as water treatment, contaminated soil, burned ash, waste or the like, is economic and high in performance.SOLUTION: An adsorbent containing fine hydrotalcite and having excellent adsorption performance by using magnesium oxide and aluminum chloride as raw materials, adding water adjusted to have sum of mass of water and mass of crystalline water in the raw materials of 1 or less when sum of mass of a solid component excluding the crystalline water in the raw materials and mixing, then curing them. A granular adsorbent having magnetism is obtained by mixing an iron powder and a magnetic iron ore powder.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ヒ素、セレン、フッ素、ホウ素、六価クロム、シアン、リン酸等の陰イオン形有害物質、塩素、臭素等ハロゲン物質を吸着除去するための微細なハイドロタルサイトを含有する吸着剤の製造方法に関する。   The present invention relates to an adsorbent containing fine hydrotalcite for adsorbing and removing anionic harmful substances such as arsenic, selenium, fluorine, boron, hexavalent chromium, cyan and phosphoric acid, and halogen substances such as chlorine and bromine. It relates to the manufacturing method.

我が国では、土壌汚染対策法が2003年から施行され、これ以降は、年間1万件を超える規模で土壌汚染調査が実施された。調査より発覚した土壌汚染は、殆どのケースにおいて、短期間で汚染を取り除くために、掘削除去による対策が実施されてきた。統計を見ると、汚染土壌の9割以上が掘削除去対策により敷地外に搬出され、その約半分がセメント工場で処理されている。このような汚染土壌の掘削除去対策の偏重が継続する中、2010年には土壌汚染対策法が改正され、環境リスク低減、経済合理性の観点から、掘削除去対策の抑制方針が盛り込まれた。   In Japan, the Soil Contamination Countermeasures Law has been in force since 2003, and since then, soil contamination surveys have been conducted on a scale exceeding 10,000 cases per year. In most cases, soil contamination detected from the survey has been implemented by excavation and removal measures in order to remove the contamination in a short period of time. According to the statistics, more than 90% of the contaminated soil is taken out of the site by excavation and removal measures, and about half of it is processed at the cement factory. While the preponderance of countermeasures for excavation and removal of contaminated soil continues, the Soil Contamination Countermeasures Law was revised in 2010 to incorporate a policy for suppressing excavation and removal countermeasures from the viewpoint of environmental risk reduction and economic rationality.

この法改正に伴って、汚染土壌を原位置で処理するニーズが高まってきている。最近では、大型鉄道工事、オリンピック開催に伴う首都圏の高速道路ネットワーク整備等による大規模な土壌掘削工事が行われており、これに伴って、汚染土壌処理、地下水処理の需要が高まってきている。汚染土壌、地下水に含まれる有害物質の中では、環境中で陰イオンとして存在するフッ素、ホウ素、セレン等の効率的な処理が難しい。これらの有害物質に対する吸着性能が高く、経済性に優れた吸着剤製品の開発が求められている。   With this revision of the law, there is an increasing need for in-situ treatment of contaminated soil. Recently, large-scale soil excavation work, such as large-scale railway construction and the construction of expressway networks in the Tokyo metropolitan area following the Olympic Games, has been carried out. . Among toxic substances contained in contaminated soil and groundwater, it is difficult to efficiently treat fluorine, boron, selenium, etc. that exist as anions in the environment. There is a demand for the development of adsorbent products that have high adsorption performance for these harmful substances and are excellent in economic efficiency.

アジア地域では、1980年代以降、工業生産の増加による経済拡大が生じており、これまで有害物質の排出抑制対策を十分行ってきていなかったため、土壌汚染、地下水汚染が深刻な状況となってきている。例えば、中国などの国では、有害物質の含有量が土壌1kgあたり数gの高濃度の土壌汚染を生じているケースが多い。このような事情により、アジア地域では、高濃度の有害物質を効率よく処理ができる吸着剤のニーズがある。   In the Asian region, since the 1980s, economic expansion has occurred due to an increase in industrial production. Until now, sufficient measures have not been taken to control the release of harmful substances, and soil and groundwater contamination has become serious. . For example, in countries such as China, there are many cases where the content of harmful substances causes a high concentration of soil contamination of several grams per kg of soil. Under these circumstances, there is a need for an adsorbent capable of efficiently treating high concentrations of harmful substances in the Asian region.

次に、我が国の水質汚濁防止法では、2001年にホウ素・フッ素等に関する排水基準として、ホウ素及びその化合物10mg/L以下、フッ素及びその化合物8mg/L以下の一律排水基準が設定された。しかしながら、ホウ素、フッ素の経済的な水処理方法が未だ確立されていないために、実際の運用においては、技術的課題を有する業種に対して暫定排水基準の設定を行って、規制の緩和が行なわれた。その後も部分的に見直しが行われたが、一部の業種では、現在に至るまで、暫定排水基準による運用が行われている。   Next, in Japan's Water Pollution Control Law, uniform drainage standards for boron and its compounds of 10 mg / L or less and fluorine and its compounds of 8 mg / L or less were set in 2001 as drainage standards for boron and fluorine. However, since economical water treatment methods for boron and fluorine have not yet been established, provisional drainage standards are set for industries with technical problems in actual operations, and regulations are relaxed. It was. After that, some revisions have been made, but some industries have been operating according to the provisional drainage standards to date.

以上に述べたように、ホウ素、フッ素等の陰イオン有害元素の処理を効率的に行う技術を確立することは、社会的意義が大きい。また、中国、タイ等のアジア地域においても、徐々に排水規制が強化されてきており、日本国内と同様に、ホウ素、フッ素等の陰イオン有害元素の水処理技術に対する需要が高まってきている状況である。   As described above, it is of great social significance to establish a technique for efficiently treating harmful elements of anions such as boron and fluorine. In Asia, such as China and Thailand, wastewater regulations are gradually being strengthened, and as in Japan, demand for water treatment technologies for harmful elements of anions such as boron and fluorine is increasing. It is.

ハイドロタルサイトは、構造式Mg2+ 1−xAl3+ (OH) (An−)X/n・zHOで表わされる層状の陰イオン交換体であることが知られており、従来から、吸着剤として利用する研究が行われてきている。しかしながら、ハイドロタルサイトは製造コストが高く、処理性能がコストに見合わないために、これまで、土壌処理剤、水処理剤として一般的に利用されるに至っていない。 Hydrotalcite is known to be a layered anion exchanger represented by the structural formula Mg 2+ 1-x Al 3+ X (OH) 2 (A n− ) X / n · zH 2 O. Therefore, research using it as an adsorbent has been conducted. However, since hydrotalcite is expensive to manufacture and the treatment performance does not match the cost, it has not been generally used as a soil treatment agent or a water treatment agent.

このような状況の中で、近年は、ハイドロタルサイトの吸着性能を向上させるための各種の研究開発が行われてきた。吸着性能が高いナノサイズハイドロタルサイト吸着剤及びこの製造方法に関する先行技術として、特許文献1〜3が挙げられる。特許文献1には、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液とアルカリ性溶液を混合し、熟成を行わずに水分を除去または中和することで合成され、結晶子サイズが20nm以下であることを特徴とするハイドロタルサイト様物質が示されている。特許文献2には、炭酸を含まない結晶子サイズが20nm以下の結晶質層状複水酸化物粉末が記載されており、これが炭酸を含まない条件下で、2価の金属陽イオンと3価の金属陽イオンとを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を一気に混合して沈殿を生成し、直ちに乾燥粉末化する工程により製造されることが示されている。また、特許文献3には、高いイオン交換能を有し、炭酸汚染が起こり難く、陰イオン吸着能力を長期間に渡り維持でき、安定性に優れていることを特徴とする層状複水酸化物が示されており、これが2価の金属陽イオン(M2+)ならびに3価の金属陽イオン(M3+)ならびにn価の陰イオンが存在する酸性溶液とアルカリ金属元素(A)が存在するアルカリ性水溶液とを、反応系が常にpH8以下となるようにA/M2+のモル比を2.5〜3.0の範囲に調整して、一気に混合する製造方法により得られることが示されている。 Under such circumstances, in recent years, various research and development have been conducted to improve the adsorption performance of hydrotalcite. Patent Documents 1 to 3 can be cited as prior art relating to a nano-sized hydrotalcite adsorbent having high adsorption performance and a method for producing the same. Patent Document 1 is characterized in that it is synthesized by mixing an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions and an alkaline solution, and removing or neutralizing moisture without aging, and the crystallite size is 20 nm or less. The hydrotalcite-like substance is shown. Patent Document 2 describes a crystalline layered double hydroxide powder containing no carbonic acid and having a crystallite size of 20 nm or less, and under conditions where carbonic acid is not contained, a divalent metal cation and a trivalent metal cation are used. It is shown that it is produced by a process in which an acidic solution containing a metal cation and an alkaline solution containing an alkali are mixed at once to form a precipitate, which is immediately dried into powder. Patent Document 3 discloses a layered double hydroxide characterized by having a high ion exchange capacity, being hardly contaminated with carbon dioxide, maintaining an anion adsorption capacity over a long period of time, and being excellent in stability. It is shown that there is an acidic solution and an alkali metal element (A + ) in which a divalent metal cation (M 2+ ) and a trivalent metal cation (M 3+ ) and an n-valent anion are present. It is shown that the alkaline aqueous solution can be obtained by a production method in which the molar ratio of A + / M 2+ is adjusted to a range of 2.5 to 3.0 so that the reaction system always has a pH of 8 or less and mixed at a time. ing.

これらの先行技術によるハイドロタルサイトは、ナノサイズの結晶子から構成され大きな表面積をもつため、優れた吸着性能を有する特徴がある。しかしながら、これらの製造方法では、ナノサイズの結晶子を得るために、酸性液とアルカリ液を一気に混合し、ハイドロタルサイトの沈殿物を直ちに乾燥する凍結乾燥、凍結真空乾燥等の設備が必要となるために、製造コストが高価となる。また、これらの製造方法では、ハイドロタルサイト合成時にハイドロタルサイトの数倍質量にあたるナトリウム塩が同時に生成し、この分離・除去、乾燥、廃液処理のために製造コストが高価となる。さらに、残存ナトリウム塩により、合成されたハイドロタルサイトの吸着性能が低下するという問題があった。   These prior art hydrotalcites are composed of nano-sized crystallites and have a large surface area and are therefore characterized by excellent adsorption performance. However, in these production methods, in order to obtain nano-sized crystallites, facilities such as freeze-drying and freeze-vacuum drying are required in which an acidic solution and an alkaline solution are mixed at once and the hydrotalcite precipitate is immediately dried. Therefore, the manufacturing cost becomes expensive. Further, in these production methods, a sodium salt corresponding to several times the mass of hydrotalcite is simultaneously generated at the time of hydrotalcite synthesis, and the production cost becomes expensive due to this separation / removal, drying, and waste liquid treatment. Furthermore, there existed a problem that the adsorption | suction performance of the synthesized hydrotalcite fell with residual sodium salt.

特許文献4には、酸化マグネシウム、溶解性アルミニウム塩を原料とする吸着剤の製造方法が記載されている。また、水溶液中で酸化マグネシウム、アルミニウム塩を長時間にわたり繰返し反応させて得られた、酸化マグネシウム粒子の周囲がハイドロサイトで被覆された吸着剤が示されている。この特許文献4の製造方法では、吸着剤の収率を向上させる目的で水溶液中で長時間撹拌を行って吸着剤の製造を行うため、合成されるハイドロタルサイトの結晶子は大きくなり、微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を得ることはできない。さらに、この製造方法では、吸着剤を合成する工程において、固液分離、乾燥、水処理等、大きなエネルギーを要する問題がある。   Patent Document 4 describes a method for producing an adsorbent using magnesium oxide and a soluble aluminum salt as raw materials. Further, an adsorbent obtained by repeatedly reacting magnesium oxide and an aluminum salt in an aqueous solution for a long time and having magnesium oxide particles coated with hydrosite is shown. In the production method of Patent Document 4, since the adsorbent is produced by stirring for a long time in an aqueous solution for the purpose of improving the yield of the adsorbent, the hydrotalcite crystallites synthesized become large and fine. An adsorbent containing hydrotalcite cannot be obtained. Furthermore, in this production method, there is a problem that requires large energy, such as solid-liquid separation, drying, and water treatment, in the step of synthesizing the adsorbent.

特許文献5には、反応場のクリアランスが1〜30μmである薄膜式マイクロリアクター中で、マグネシウム塩とアルミニウム塩の混合水溶液、アルカリ物質および層間アニオンを反応させる、微細なハイドロタルサイト粒子の製造方法が示されている。   Patent Document 5 discloses a method for producing fine hydrotalcite particles, in which a mixed aqueous solution of magnesium salt and aluminum salt, an alkaline substance and an interlayer anion are reacted in a thin film microreactor having a reaction field clearance of 1 to 30 μm. It is shown.

このように、これまでに、種々の技術改良を行い、微細な結晶子をもつハイドロタルサイトの製造方法が研究されてきた。しかしながら、これらの技術では、塩化物、硝酸を多く含む原料を水溶液に溶解して合成を行うために、ハイドロタルサイトの数倍質量のナトリウム塩が同時に生成し、この副生物の洗浄・分離、廃液処理、乾燥等に大きなエネルギーを要することなり、製造は極めて難しくなるという問題がある。   Thus, various techniques have been improved so far, and methods for producing hydrotalcite having fine crystallites have been studied. However, in these technologies, since a raw material containing a large amount of chloride and nitric acid is dissolved in an aqueous solution and synthesized, a sodium salt several times the mass of hydrotalcite is generated at the same time. There is a problem that a large amount of energy is required for waste liquid treatment, drying, etc., and the production becomes extremely difficult.

ハイドロタルサイトの合成時に生じた副生物であるナトリウム塩の分離除去を行うための方法として、先ず、フィルタープレスによる脱水が考えられる。しかしながら、フィルタープレスによる脱水では、通常、ナトリウム塩のおよそ40〜50%が残留するため、十分な除去は難しい。   As a method for separating and removing the sodium salt which is a by-product generated during the synthesis of hydrotalcite, first, dehydration by a filter press can be considered. However, dehydration with a filter press usually leaves about 40 to 50% of the sodium salt and is difficult to remove sufficiently.

ナトリウム塩の除去を確実に行う方法として、ハイドロタルサイトの3〜5倍質量の水により、洗浄を数回繰り返す方法がある。この方法によればナトリウム塩の確実な除去が可能であるが、例えば、数トンの乾燥ハイドロタルサイトの製造に、数日〜1週間の時間を要することになる。   As a method for reliably removing the sodium salt, there is a method of repeating washing several times with 3 to 5 times the mass of hydrotalcite water. According to this method, it is possible to surely remove the sodium salt, but for example, it takes several days to one week to produce several tons of dried hydrotalcite.

以上のように、従来技術では、固液分離、乾燥、副生物の除去、廃液処理等の工程により、ハイドロタルサイト製造を効率よく行うことは難しいため、製造コストが高くなり、また、製品の製造に長時間を要する。さらに、製造時に生じたナトリウム塩の残存により、ハイドロタルサイトの細孔の閉塞、残存した塩化物イオン、硝酸イオンの競合により吸着性能が低下する問題があった。残留イオンによる性能低下は、特に、吸着選択性が低いセレン、ホウ素等の有害物質の処理において影響が大きくなる。   As described above, in the prior art, it is difficult to efficiently produce hydrotalcite by steps such as solid-liquid separation, drying, removal of by-products, and waste liquid treatment. It takes a long time to manufacture. Further, there is a problem that the adsorption performance is lowered due to the blockage of the hydrotalcite pores and the competition of the remaining chloride ions and nitrate ions due to the remaining sodium salt produced during the production. The deterioration in performance due to residual ions is particularly affected in the treatment of harmful substances such as selenium and boron having low adsorption selectivity.

国際公開WO2005/087664号パンフレットInternational Publication WO2005 / 087664 Pamphlet 特開2005−306667号公報JP 2005-306667 A 特開2006−334456号公報JP 2006-334456 A 特開2012−106227号公報JP 2012-106227 A 国際公開WO2013/147285号パンフレットInternational Publication WO2013 / 147285 Pamphlet

本発明が解決しようとする課題は、陰イオン形有害元素の吸着性能に優れたハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法を提供することである。さらには、従来技術では処理が難しいフッ素、ホウ素、セレン等の有害元素の環境浄化に好適に使用できる、経済的かつ性能が高い吸着剤を提供することを目的とする。   The problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing an adsorbent containing hydrotalcite which is excellent in anion-type harmful element adsorption performance. It is another object of the present invention to provide an adsorbent that is economical and has high performance that can be suitably used for environmental purification of harmful elements such as fluorine, boron, and selenium that are difficult to treat with conventional techniques.

本発明者は、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムを原料とし、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和を1としたときに、水の質量と原料中の結晶水の質量の和が1以下になるように調整した水を加えて混合した後に、養生を行うことで、微細なハイドロタルサイトを含む優れた吸着性能を有する吸着剤が得られることを見出し、本発明に想到した。   When the present inventor uses magnesium oxide and aluminum chloride as raw materials and the sum of the masses of solids excluding crystallization water in the raw materials is 1, the sum of the mass of water and the mass of crystallization water in the raw materials is 1. After adding and mixing the water adjusted so that it might become the following, it discovered that the adsorbent which has the outstanding adsorption | suction performance containing a fine hydrotalcite could be obtained by performing curing, and came up with this invention.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法は、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムを原料とし、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和を1としたときに、水の質量と原料中の結晶水の質量の和が1以下になるように調整した水を加えて混合して混合物を得る混合工程と、この混合工程において得られた混合物を養生して吸着剤を得る養生工程を備えたことを特徴とする。   The method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention uses magnesium oxide and aluminum chloride as raw materials, and the mass of water when the sum of the masses of solids excluding crystal water in the raw material is 1. And a mixing step of adding water adjusted so that the sum of the masses of crystal water in the raw material is 1 or less and mixing to obtain a mixture, and curing to obtain an adsorbent by curing the mixture obtained in this mixing step A process is provided.

また、前記混合工程において、原料中のマグネシウムとアルミニウムのモル比が3:1〜13:1の範囲であることを特徴とする。   In the mixing step, the molar ratio of magnesium and aluminum in the raw material is in the range of 3: 1 to 13: 1.

また、前記混合工程において、消石灰、クリノプチロライト、モルデナイト、A型ゼオライト、X型ゼオライト、鉄粉、磁鉄鉱粉末のうちの少なくとも1種をさらに混合することを特徴とする。   In the mixing step, at least one of slaked lime, clinoptilolite, mordenite, A-type zeolite, X-type zeolite, iron powder, and magnetite powder is further mixed.

また、前記養生工程後に得られた吸着剤を水で洗浄した後、乾燥、粉砕することを特徴とする。   The adsorbent obtained after the curing step is washed with water, dried and pulverized.

本発明の微細なハイドロタルサイト及び酸化マグネシウムを含む吸着剤は、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法により製造されることを特徴とする。   The adsorbent containing fine hydrotalcite and magnesium oxide of the present invention is produced by the method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention.

本発明により、吸着性能が優れた、微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を効率よく製造することができる。本発明の吸着剤は、廃液、排水、地下水、浄水用の水処理、汚染土、焼却灰、廃棄物等の処理用の吸着剤、ハロゲン物質を除去するためのプラスチック用添加剤として、好適に使用することができる。   According to the present invention, an adsorbent containing fine hydrotalcite having excellent adsorption performance can be efficiently produced. The adsorbent of the present invention is suitable as an adsorbent for the treatment of waste liquid, drainage, ground water, purified water, contaminated soil, incinerated ash, waste, etc., and an additive for plastics for removing halogen substances. Can be used.

本発明の一実施例の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤のX線回折図である。It is an X-ray diffraction pattern of the adsorption agent containing the fine hydrotalcite of one Example of this invention.

ハイドロタルサイトの一般式は、Mg2+ 1−xAl3+ (OH) (An−X/n・zHOで表される。ここで、An− X/nは、層間陰イオンを表す。ハイドロタルサイトの合成条件では、マグネシウムとアルミニウムのモル比を2:1〜5:1の範囲とするのが一般的であり、この組成条件を採用することで、高い収率を得ることができる。ハイドロタルサイトは、水酸化物であり、マグネシウムイオンとアルミニウムイオンの混合塩水溶液とアルカリ溶液を混合すると、直ちに沈殿物として生成する。ハイドロタルサイトの製造方法としては、通常、この性質を利用して、マグネシウムイオン、アルミニウムイオンを溶かした水溶液を中和して合成する方法が採られている。 The general formula of hydrotalcite is represented by Mg 2+ 1-x Al 3+ x (OH) 2 (A n− ) X / n · zH 2 O. Here, A n− X / n represents an interlayer anion. Under hydrotalcite synthesis conditions, the molar ratio of magnesium to aluminum is generally in the range of 2: 1 to 5: 1. By adopting this composition condition, a high yield can be obtained. . Hydrotalcite is a hydroxide, and when a mixed salt aqueous solution of magnesium ions and aluminum ions is mixed with an alkaline solution, it is immediately formed as a precipitate. As a method for producing hydrotalcite, a method of neutralizing and synthesizing an aqueous solution in which magnesium ions and aluminum ions are dissolved is usually employed by utilizing this property.

以下、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着及びその製造方法について、詳細に説明する。   Hereinafter, the adsorption | suction containing the fine hydrotalcite of this invention and its manufacturing method are demonstrated in detail.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法は、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムを原料とし、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和を1としたときに、水の質量と原料中の結晶水の質量の和が1以下になるように調整した水を加えて混合して混合物を得る混合工程と、この混合工程において得られた混合物を養生して吸着剤を得る養生工程を備えたことを特徴とする。なお、以下、本明細書においては、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和と、水の質量と原料中の結晶水の質量の和との比を、固液比(質量比)として定義する。したがって、塩化アルミニウムとして、結晶水が含まれる塩化アルミニウム6水塩を使用する場合は、塩化アルミニウム6水塩に含まれる結晶水の質量を考慮して、添加する水の量を調整することになる。   The method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention uses magnesium oxide and aluminum chloride as raw materials, and the mass of water when the sum of the masses of solids excluding crystal water in the raw material is 1. And a mixing step of adding water adjusted so that the sum of the masses of crystal water in the raw material is 1 or less and mixing to obtain a mixture, and curing to obtain an adsorbent by curing the mixture obtained in this mixing step A process is provided. Hereinafter, in this specification, the ratio of the sum of the mass of solids excluding crystallization water in the raw material and the sum of the mass of water and the sum of the mass of crystallization water in the raw material is expressed as a solid-liquid ratio (mass ratio). ). Accordingly, when aluminum chloride hexahydrate containing crystallization water is used as aluminum chloride, the amount of water to be added is adjusted in consideration of the mass of crystallization water contained in aluminum chloride hexahydrate. .

また、本発明では、好ましくは、前記混合工程において、原料中のマグネシウムとアルミニウムのモル比が3:1〜13:1の範囲になるように調整を行う。得られた吸着剤は、微細なハイドロタルサイトと酸化マグネシウム等を含む複合組成をもつが、平均結晶子サイズが10nm以下の微細なハイドロタルサイトを含有しており表面積が大きいため、陰イオン有害物質の優れた吸着性能を有する。   Moreover, in this invention, Preferably, in the said mixing process, it adjusts so that the molar ratio of magnesium and aluminum in a raw material may become the range of 3: 1-13: 1. The obtained adsorbent has a composite composition containing fine hydrotalcite and magnesium oxide, but contains fine hydrotalcite with an average crystallite size of 10 nm or less and has a large surface area. Has excellent adsorption performance of substances.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法は、混合する水量を固液比(質量比)1:1以下に設定する。この条件は、マグネシウム、アルミニウムを溶解した水溶液中で合成する一般的なハイドロタルサイトの合成法とは異なり、固形分が十〜数十倍レベルで多い特徴がある。このような特徴により、本発明の吸着剤の製造では、養生後の混合物は粉体状となり、従来の液相の中でハイドロサイトを合成する方法とは大きく異なっている。この新しい製造法を採用することで、本発明では、公知の粉体用ミキサー等の混合装置、混合造粒装置等を用いた簡易な方法により、経済的に性能が優れた吸着剤を製造することができる。   In the method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to the present invention, the amount of water to be mixed is set to a solid-liquid ratio (mass ratio) of 1: 1 or less. This condition is different from a general hydrotalcite synthesis method in which an aqueous solution in which magnesium and aluminum are dissolved is used. Due to such characteristics, in the production of the adsorbent of the present invention, the mixture after curing becomes powdery, which is greatly different from the conventional method of synthesizing hydrosites in the liquid phase. By adopting this new production method, in the present invention, an adsorbent with excellent performance is produced economically by a simple method using a mixing device such as a known powder mixer, a mixing granulation device or the like. be able to.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造では、原料として、酸化マグネシウム、塩化アルミニウムを使用し、マグネシウムとアルミニウムのモル比が3:1〜13:1の範囲になるように調整を行うことが好ましい。また、マグネシウムとアルミニウムのモル比は、3:1〜9:1とするのがより好ましい。この組成条件は、一般的なハイドロタルサイトの合成条件よりも、マグネシウム成分が多い組成となっている。これは、取り扱いに注意を要する苛性ソーダを使用せず、pHを中性〜弱アルカリの範囲に調整し、また、吸着剤に残存する塩化物イオンの量を抑制するためである。   In the production of the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention, magnesium oxide and aluminum chloride are used as raw materials, and adjustment is made so that the molar ratio of magnesium to aluminum is in the range of 3: 1 to 13: 1. Preferably it is done. The molar ratio of magnesium to aluminum is more preferably 3: 1 to 9: 1. This composition condition is a composition with more magnesium components than general hydrotalcite synthesis conditions. This is for the purpose of adjusting the pH to the range of neutral to weak alkali and suppressing the amount of chloride ions remaining in the adsorbent without using caustic soda that requires handling.

本発明の吸着剤の製造方法では、酸化マグネシウムを使用する。ここで使用する酸化マグネシウムは、炭酸マグネシウムを700〜900℃で焼成した軽焼マグネシアが好ましい。また、酸化マグネシウムは、粒径が200〜325メッシュ、または、これより微細な粒径の製品を用いることが好ましい。   In the method for producing the adsorbent of the present invention, magnesium oxide is used. The magnesium oxide used here is preferably light-burned magnesia obtained by baking magnesium carbonate at 700 to 900 ° C. In addition, it is preferable to use a product having a particle size of 200 to 325 mesh or finer than magnesium oxide.

本発明の吸着剤の製造方法で使用する塩化アルミニウムとしては、塩化アルミニウム6水塩が好適に用いられる。また、本発明の吸着剤の原料として、粉末状のポリ塩化アルミニウムを使用することも可能である。ポリ塩化アルミニウムは安価であるため、これを原料に用いることで本発明の吸着剤をより経済的に製造することができる。ただし、ポリ塩化アルミニウムは、塩基度を安定化するために硫酸根が含まれているため、これを用いると吸着剤の性能が低下する傾向がある。   As aluminum chloride used in the method for producing an adsorbent of the present invention, aluminum chloride hexahydrate is preferably used. It is also possible to use powdered polyaluminum chloride as a raw material for the adsorbent of the present invention. Since polyaluminum chloride is inexpensive, the adsorbent of the present invention can be produced more economically by using it as a raw material. However, since polyaluminum chloride contains a sulfate group in order to stabilize the basicity, the use of this tends to lower the performance of the adsorbent.

また、酸化マグネシウムの一部を塩化マグネシウム6水塩等に置き換えることも可能であるが、これを原料として使用すると残留塩化物の量が増加し、吸着剤の性能低下を引き起こすので好ましくない。なお、本発明の製造方法に原料として、水酸化ナトリウム、消石灰を添加することも可能であるが、pHが高くなるとアルミニウムはアルミン酸に変化してハイドロタルサイトの合成には適さなくなるため、pH10程度に調整を行う必要がある。   It is also possible to replace a part of magnesium oxide with magnesium chloride hexahydrate or the like. However, if this is used as a raw material, the amount of residual chloride is increased and the performance of the adsorbent is lowered, which is not preferable. It is possible to add sodium hydroxide and slaked lime as raw materials to the production method of the present invention. However, when the pH increases, aluminum changes to aluminate and becomes unsuitable for the synthesis of hydrotalcite. It is necessary to adjust to the extent.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法では、前記のとおり、組成を整えた酸化マグネシウム、塩化アルミニウム6水塩および水を混合することでハイドロタルサイト生成に伴う発熱が生じ、混合組成物はおよそ90℃まで温度が上昇し、微細なハイドロタルサイトが合成される。この製造方法は、ハイドロタルサイトが凝集し加熱されるために吸着剤が固化する特徴をもつ。本発明の吸着剤の製造には、公知の粉体加工用ミキサー等の混合装置、混合造粒装置等を用いることができるが、これらの装置に水冷等冷却設備が付属していれば、装置の温度を制御して連続して製造が可能となるなどの利点が生まれる。   In the method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to the present invention, as described above, heat is generated due to the generation of hydrotalcite by mixing magnesium oxide, aluminum chloride hexahydrate and water whose composition is adjusted, The temperature of the mixed composition rises to about 90 ° C., and fine hydrotalcite is synthesized. This production method is characterized in that the adsorbent solidifies because the hydrotalcite aggregates and is heated. In the production of the adsorbent of the present invention, a known mixing device such as a powder processing mixer, a mixing granulation device or the like can be used, but if these devices are equipped with a cooling facility such as water cooling, the device Advantages such as controlling the temperature of the product and enabling continuous production are born.

本発明の吸着剤の製造方法における養生では、製造時に発熱を伴うため、混合物の加温を行う必要はない。合成反応による発熱は、通常20〜30時間程度継続するため、混合物を混合装置から取出して、混合物を密閉して湿潤を保ちながら養生を行う。ここで、養生時間は、数時間〜72時間が適切であり、養生時間が短いと十分な量のハイドロタルサイトの合成が行われないので好ましくない。また、混合物を混合装置から取出してから、水蒸気を1時間〜数時間排出した後に、混合物を密閉して数時間〜72時間養生を行なってもよい。さらに、本発明の吸着剤製造では、混合物を密閉して、200℃以下の温度条件で、数時間〜72時間加温養生を行うこともできる。   In the curing in the method for producing an adsorbent of the present invention, since heat is generated during production, it is not necessary to heat the mixture. Since the heat generated by the synthesis reaction usually lasts for about 20 to 30 hours, the mixture is taken out from the mixing apparatus and cured while keeping the mixture sealed and wet. Here, the curing time is suitably several hours to 72 hours, and if the curing time is short, a sufficient amount of hydrotalcite is not synthesized, which is not preferable. Moreover, after taking out a mixture from a mixing apparatus, after discharging | emitting water vapor | steam for 1 hour-several hours, you may seal a mixture and perform curing for several hours-72 hours. Further, in the production of the adsorbent of the present invention, the mixture can be sealed and heated for several hours to 72 hours under a temperature condition of 200 ° C. or lower.

本発明の製造方法により製造される吸着剤は、後述のように、ハイドロタルサイト、未反応の酸化マグネシウムを主成分とし、このほか、アルミニウムの水酸化物、塩化マグネシウムからなる複合的な組成を有するが、平均結晶子サイズが10nm以下の微細なハイドロタルサイトを含有するため、陰イオン有害物質の優れた吸着性能を有する。   As will be described later, the adsorbent produced by the production method of the present invention is mainly composed of hydrotalcite and unreacted magnesium oxide, and also has a composite composition consisting of aluminum hydroxide and magnesium chloride. However, since it contains fine hydrotalcite having an average crystallite size of 10 nm or less, it has excellent adsorption performance for anionic harmful substances.

本発明の吸着剤製造では、固液比(質量比)1:1以下の量の水を前記の原料に添加して、従来の製造方法より固形分が多い条件で混合して、ハイドロタルサイトを含む吸着剤を合成する。使用する水量は、固液比(質量比)が1:0.2〜1:0.8の範囲にすることが好ましい。より好ましくは、1:0.4〜1:0.7の範囲である。さらにより好ましくは、1:0.5〜1:0.6の範囲である。水分量が少なすぎると混合物に均質に水を分散することが難しくなり、また、水分量が多すぎるとスラリー状となり、養生後に全体が固結するため取り扱いが困難となる。ここで固液比(質量比)とは、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムのうち結晶水を除いた質量の合計値を、前記結晶水と添加する水の質量の合計値で除したものである。添加した水は、ハイドロタルサイトの合成に消費され、また、化学反応に伴う発熱により、一部が水蒸気として気化する。原料組成に応じて適切な量の水を加えれば、養生後に表面がドライな粉体を得ることができ、乾燥を行わずに吸着剤として使用に供することが可能である。本発明の吸着剤は、ハイドロタルサイトの凝集と合成時の発熱により固化する性質がある。固化した組成物は、公知の解砕機や粉砕装置を用いて粉砕して使用することができる。製造時に水分を多く添加した場合には、混合物が大きく固結して表面に水分が残ることがある。このような場合であっても、乾燥と粉砕を施せば、吸着剤として使用することができる。本発明の吸着剤の製造方法では、混合造粒装置等の造粒装置を用いることで、好適に粒状の吸着剤を製造することが可能である。   In the production of the adsorbent of the present invention, water having a solid-liquid ratio (mass ratio) of 1: 1 or less is added to the raw material, and the mixture is mixed under the condition that the solid content is higher than that of the conventional production method. An adsorbent containing is synthesized. The amount of water used is preferably such that the solid-liquid ratio (mass ratio) is in the range of 1: 0.2 to 1: 0.8. More preferably, it is in the range of 1: 0.4 to 1: 0.7. Even more preferably, it is in the range of 1: 0.5 to 1: 0.6. If the amount of water is too small, it becomes difficult to uniformly disperse water in the mixture, and if the amount of water is too large, it becomes a slurry and the whole is solidified after curing, making handling difficult. Here, the solid-liquid ratio (mass ratio) is obtained by dividing the total mass of magnesium oxide and aluminum chloride excluding crystal water by the total mass of the crystal water and water to be added. The added water is consumed for the synthesis of hydrotalcite, and part of it is vaporized as water vapor due to the heat generated by the chemical reaction. If an appropriate amount of water is added according to the raw material composition, a powder having a dry surface can be obtained after curing, and it can be used as an adsorbent without drying. The adsorbent of the present invention has the property of solidifying due to aggregation of hydrotalcite and heat generation during synthesis. The solidified composition can be used after being pulverized using a known pulverizer or pulverizer. When a large amount of moisture is added during production, the mixture may be largely consolidated and moisture may remain on the surface. Even in such a case, if it is dried and pulverized, it can be used as an adsorbent. In the method for producing an adsorbent of the present invention, a granular adsorbent can be suitably produced by using a granulator such as a mixing granulator.

次に、本発明の吸着剤の製造方法では、混合工程において、吸着剤の内部に各種の添加剤を均質に混合することが可能である。添加剤として、パーライト、ゼオライト、軽石、発泡ガラス粉砕物等の多孔質物質を混合すれば、製造される吸着剤の多孔質性を向上させることが可能である。また、クリノプチロライト、モルデナイト等の天然ゼオライト、A型ゼオライト、X型ゼオライト等の合成ゼオライトを添加すれば、陽イオンの吸着性能を付加することができる。消石灰を加えれば、吸着剤のpHをアルカリ側に調整することができる。   Next, in the adsorbent manufacturing method of the present invention, various additives can be homogeneously mixed in the adsorbent in the mixing step. If a porous material such as pearlite, zeolite, pumice, or foamed glass pulverized product is mixed as an additive, the porosity of the produced adsorbent can be improved. Further, if a natural zeolite such as clinoptilolite or mordenite, or a synthetic zeolite such as A-type zeolite or X-type zeolite is added, cation adsorption performance can be added. If slaked lime is added, the pH of the adsorbent can be adjusted to the alkali side.

さらに、鉄粉、磁鉄鉱(マグネタイト)等の磁性粉末を混合すれば、吸着剤に磁性を付与し、磁力選別を行うことができる。これにより、汚染土壌や排水等の中から有害物質を吸着、濃縮して分離除去することが可能となる。鉄粉、磁鉄鉱粉末の混合割合は結晶水を含む粉体原料合計質量の10〜80質量%とすることが好ましく、20〜60質量%とすることがより好ましい。鉄粉、磁鉄鉱粉末の混合量が少ないと、磁力選別が難しくなり、鉄粉、磁鉄鉱粉末の混合量が多すぎると陰イオン形有害物質の吸着性能が低下することになる。   Furthermore, if magnetic powder, such as iron powder and magnetite (magnetite), is mixed, magnetism can be imparted to the adsorbent and magnetic selection can be performed. Thereby, it becomes possible to adsorb, concentrate and separate and remove harmful substances from contaminated soil, drainage, and the like. The mixing ratio of the iron powder and the magnetite powder is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, based on the total mass of the powder raw material including crystal water. If the mixing amount of iron powder and magnetite powder is small, magnetic separation becomes difficult, and if the mixing amount of iron powder and magnetite powder is too large, the adsorption performance of anionic toxic substances will be reduced.

微細な鉄粉は空気中の酸素と発熱反応するため取扱いが難しい。磁鉄鉱と混合して使用することで、製造時の安全性を高めることができる。   Fine iron powder is difficult to handle because it reacts exothermically with oxygen in the air. The safety at the time of manufacture can be improved by using it mixed with magnetite.

なお、消石灰、クリノプチロライト、モルデナイト、A型ゼオライト、X型ゼオライト、鉄粉、磁鉄鉱粉末などの添加剤をさらに混合する場合、これらの添加量に応じて混合工程において加える水の量を調整する必要はない。すなわち、混合工程においては、前述の固液比の定義に従って、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムの質量にのみ着目して計算した量の水を加えればよい。   In addition, when adding additives such as slaked lime, clinoptilolite, mordenite, A-type zeolite, X-type zeolite, iron powder, magnetite powder, etc., the amount of water added in the mixing process is adjusted according to these addition amounts do not have to. That is, in the mixing step, an amount of water calculated by paying attention only to the masses of magnesium oxide and aluminum chloride may be added according to the definition of the solid-liquid ratio described above.

以上に述べたように、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤は、原料粉体に少量の水を加えて混合し、養生を行う簡易な工程で合成することができ、従来のマグネシウム、アルミニウムを溶解した水溶液中で合成するハイドロタルサイトの製造方法と比べて、極めて低エネルギーで製造することが可能である。また、本発明の製造方法によれば、基本的には、合成時に生成するナトリウム塩の分離・除去処理、廃液処理を行う必要がないため、効率よく吸着剤を製造することが可能である。   As described above, the adsorbent containing the fine hydrotalcite of the present invention can be synthesized by a simple process of adding a small amount of water to the raw material powder, mixing and curing, and the conventional magnesium. Compared with the method for producing hydrotalcite synthesized in an aqueous solution in which aluminum is dissolved, it can be produced with extremely low energy. Further, according to the production method of the present invention, it is basically unnecessary to perform separation / removal treatment and waste liquid treatment of the sodium salt generated during the synthesis, so that the adsorbent can be produced efficiently.

さらに、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の吸着性能を向上させるために、前記の製造方法で得られた吸着剤を水で洗浄して残留塩化物イオンを除去した後に、乾燥、粉砕を行ってもよい。例えば、吸着選択性の低いセレン酸やホウ素の処理では、このような方法で阻害物質となる塩化物イオンを除去して改質する方法は有効となる。本発明により製造した吸着剤は、発熱を伴う化学反応を経てハイドロタルサイトが凝集、固化しているため、洗浄後の固液分離、脱水が容易となる優位性がある。また、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤では、製造時に固化する性質を利用して、鉄粉、ゼオライト等と混合した粒状の複合吸着剤を製造することができる特徴をもつ。   Furthermore, in order to improve the adsorption performance of the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention, the adsorbent obtained by the above production method is washed with water to remove residual chloride ions, and then dried. You may grind | pulverize. For example, in the treatment of selenic acid or boron having low adsorption selectivity, a method of removing and modifying chloride ions that are inhibitors by such a method is effective. The adsorbent produced according to the present invention has an advantage that solid-liquid separation and dehydration after washing are easy because hydrotalcite aggregates and solidifies through a chemical reaction accompanied by heat generation. In addition, the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention has a feature that a granular composite adsorbent mixed with iron powder, zeolite or the like can be produced by utilizing the property of solidifying during production.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤は、平均結晶子サイズが10nm以下のハイドロタルサイトを含んでおり、優れた吸着性能を有するため、ヒ素、セレン、フッ素、ホウ素、六価クロム、シアン、リン酸、ケイ酸等の陰イオン形の様々な有害物質除去に利用することができる。利用分野としては、廃液、排水、地下水、浄水の水処理、汚染土壌、焼却灰、廃棄物等の溶出防止処理が挙げられる。また、粒状に加工した本発明の吸着剤は、カラム処理法に用いる水処理剤として、好適に利用することができる。   Since the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention contains hydrotalcite having an average crystallite size of 10 nm or less and has excellent adsorption performance, arsenic, selenium, fluorine, boron, hexavalent chromium, It can be used to remove various anionic substances such as cyan, phosphoric acid and silicic acid. Fields of application include water treatment of waste liquid, drainage, ground water, purified water, treatment for elution of contaminated soil, incinerated ash, waste, and the like. Further, the adsorbent of the present invention processed into a granular form can be suitably used as a water treatment agent used in a column treatment method.

本発明の吸着剤の粒度を0.1〜数mmのサイズに調整して、布製のマットや袋等の中に充填して使用することができる。このように、布と組み合わせた製品に加工することで、吸着剤を通過する水流の流速をコントロールでき、また、流水で吸着剤が流亡することを防ぐことができる。このような製品は、汚染土処理用の吸着剤、地下水浄化用の吸着剤として用いることができる。   The particle size of the adsorbent of the present invention can be adjusted to a size of 0.1 to several mm and filled into a cloth mat or bag. Thus, by processing into a product combined with a cloth, the flow velocity of the water flow passing through the adsorbent can be controlled, and the adsorbent can be prevented from running away with running water. Such a product can be used as an adsorbent for treating contaminated soil and an adsorbent for purifying groundwater.

さらに、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤は、優れた吸着性能をもち、加熱や劣化により樹脂から発生する塩素、臭素などのハロゲン物質を除去するためのプラスチック用添加剤として利用することも可能である。   Furthermore, the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention has excellent adsorption performance and is used as an additive for plastics for removing halogen substances such as chlorine and bromine generated from the resin by heating and deterioration. It is also possible.

下記の方法により、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。   An adsorbent containing the fine hydrotalcite of the present invention was produced by the following method.

(1)酸化マグネシウムと塩化アルミニウム6水塩の粉末原料合計700gを卓上ホバート型ミキサーに投入して3分間混合した後、イオン交換水を所定量加えて4分間混合を行なった。ここでは、原料をマグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=8.6となるように配合調整し、固液比1.0:0.64の条件でイオン交換水を添加した。   (1) A total of 700 g of powder raw materials of magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate was put into a desktop Hobart mixer and mixed for 3 minutes, and then a predetermined amount of ion-exchanged water was added and mixed for 4 minutes. Here, the raw materials were blended and adjusted so that the molar ratio of magnesium to aluminum was Mg / Al = 8.6, and ion-exchanged water was added under the condition of a solid-liquid ratio of 1.0: 0.64.

(2)混合後の温度を測定したところ68℃であった。1時間放置した後、ミキサー内の混合物を樹脂製容器に移し、上部に蓋を被せ密閉した。   (2) The temperature after mixing was measured and found to be 68 ° C. After being left for 1 hour, the mixture in the mixer was transferred to a resin container, and the top was covered and sealed.

(3)混合物を上記のままで24時間静置して養生を行なった。養生後の混合物温度は室温20℃であった。   (3) The mixture was allowed to stand for 24 hours as described above for curing. The temperature of the mixture after curing was room temperature 20 ° C.

(4)混合物100gを計り取り、粒径が1mm以下となるよう乳鉢で粉砕を行なった。   (4) 100 g of the mixture was weighed and pulverized in a mortar so that the particle size was 1 mm or less.

ここで、上記試作では、マグネシウム、アルミニウム原料として、酸化マグネシウム(中国産、純度90%、粒径−325メッシュ)、塩化アルミニウム6水塩(日本軽金属(株)製、純度97%以上)を使用した。   Here, in the above trial manufacture, magnesium oxide (produced in China, purity 90%, particle size -325 mesh), aluminum chloride hexahydrate (manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd., purity 97% or more) is used as magnesium and aluminum raw materials. did.

(株)リガク製 RINT ULTIMA3を用いて、試作吸着剤のX線回折による分析を行った。このX線回折図を図1に示した。   Using RINT ULTIMA3 manufactured by Rigaku Co., Ltd., the prototype adsorbent was analyzed by X-ray diffraction. This X-ray diffraction diagram is shown in FIG.

図1により、本発明の吸着剤は、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウムを主成分とし、そのほか、わずかなアルミニウム水酸化物、塩化マグネシウムを含む組成であることが分かる。図1に示すように、合成されたハイドロタルサイトは、ブロードなピーク形状を示しており、シェラーの方法により結晶子のサイズを求めたところ、結晶子サイズは20nm以下、平均結晶子サイズは8.6nmであった。以上のように、本発明の製造方法により、微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤組成物が合成されることが確認された。   FIG. 1 shows that the adsorbent of the present invention has a composition containing hydrotalcite and magnesium oxide as main components and a slight amount of aluminum hydroxide and magnesium chloride. As shown in FIG. 1, the synthesized hydrotalcite has a broad peak shape, and the crystallite size was determined by the Scherrer method. The crystallite size was 20 nm or less, and the average crystallite size was 8 .6 nm. As described above, it was confirmed that an adsorbent composition containing fine hydrotalcite was synthesized by the production method of the present invention.

実施例1と同様の手順で、マグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=5.7、固液比1.0:0.55の条件で、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。試作吸着剤のX線回折により、実施例1と同様の結晶子サイズのハイドロタルサイトの生成が確認された。   In the same procedure as in Example 1, the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention was prepared under the conditions of magnesium / aluminum molar ratio Mg / Al = 5.7 and solid / liquid ratio 1.0: 0.55. Prototype. Formation of hydrotalcite having the same crystallite size as in Example 1 was confirmed by X-ray diffraction of the prototype adsorbent.

実施例2で試作した吸着剤100gをビーカーに投入し、精製水300gを加えて10分間ジャーテスターで撹拌した後に、アスピレータでろ過・脱水を行ったところ、脱水性は良好であった。脱水後の吸着剤を電気炉により120℃で乾燥し、乳鉢により軽く粉砕し粒径1mm以下とした。   When 100 g of the adsorbent prepared in Example 2 was put into a beaker, 300 g of purified water was added and stirred with a jar tester for 10 minutes, and filtered and dehydrated with an aspirator, the dehydrating property was good. The adsorbent after dehydration was dried at 120 ° C. with an electric furnace, and lightly pulverized with a mortar to a particle size of 1 mm or less.

原料として酸化マグネシウム、粉末ポリ塩化アルミニウムを用いて実施例1と同じ手順で、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。   An adsorbent containing the fine hydrotalcite of the present invention was produced in the same procedure as in Example 1 using magnesium oxide and powdered polyaluminum chloride as raw materials.

(1)酸化マグネシウムと粉末ポリ塩化アルミニウムの粉末原料合計500gを卓上ホバート型ミキサーに投入して3分間混合した後、イオン交換水を所定量加えて4分間混合を行なった。ここでは、原料をマグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=3.8となるように配合調整し、固液比1.0:0.40の条件でイオン交換水を添加した。   (1) A total of 500 g of powder raw materials of magnesium oxide and powdered polyaluminum chloride were put into a desktop Hobart mixer and mixed for 3 minutes, and then a predetermined amount of ion-exchanged water was added and mixed for 4 minutes. Here, the raw materials were blended and adjusted so that the molar ratio of magnesium and aluminum was Mg / Al = 3.8, and ion-exchanged water was added under the condition of a solid-liquid ratio of 1.0: 0.40.

(2)混合物を上記のままで24時間静置して養生を行なった。   (2) The mixture was allowed to stand for 24 hours as described above and cured.

(3)混合物10gを計り取り、粒径が1mm以下となるよう乳鉢で粉砕を行なった。   (3) 10 g of the mixture was weighed and pulverized in a mortar so that the particle size was 1 mm or less.

ここで、上記試作では、マグネシウム、アルミニウム原料として、酸化マグネシウム(中国産、純度90%、粒径−325メッシュ)、粉末ポリ塩化アルミニウム(大明化学工業(株)製、Al30%)を使用した。 Here, in the above trial production, magnesium oxide as a raw material of magnesium and magnesium (produced in China, purity 90%, particle size -325 mesh), powdered polyaluminum chloride (manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd., Al 2 O 3 30%) It was used.

比較例1Comparative Example 1

比較例1では、従来技術の合成方法で、純度の高いハイドロタルサイトが得られる組成で試作を行なった。下記の手順により、固液比=1:5、マグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=2.0の水溶液中でハイドロタルサイトの合成を行った。ハイドロタルサイトを乾燥した後に、精製水で繰返し洗浄してナトリウム塩を除去した。   In Comparative Example 1, a trial production was performed with a composition capable of obtaining high-purity hydrotalcite by a conventional synthesis method. According to the following procedure, hydrotalcite was synthesized in an aqueous solution having a solid-liquid ratio of 1: 5 and a molar ratio of magnesium and aluminum of Mg / Al = 2.0. After the hydrotalcite was dried, it was washed repeatedly with purified water to remove sodium salts.

(1)塩化マグシウム6水塩、塩化アルミニウム6水塩を精製水に添加し、マグネシウム濃度=0.88mol/L、アルミニウム濃度=0.43mol/Lを含む酸性水溶液を120g調製した。   (1) Magnesium chloride hexahydrate and aluminum chloride hexahydrate were added to purified water to prepare 120 g of an acidic aqueous solution containing magnesium concentration = 0.88 mol / L and aluminum concentration = 0.43 mol / L.

(2)上記の酸性液をジャーテスターで強く撹拌しながら48%水酸化ナトリウム液20.5gを滴定で添加し、pH=8.1に調整した後に1時間撹拌を行った。   (2) While strongly stirring the above acidic liquid with a jar tester, 20.5 g of 48% sodium hydroxide solution was added by titration to adjust to pH = 8.1, followed by stirring for 1 hour.

(3)混合したスラリー全てを電気炉に入れて、130℃で煮沸乾燥した。   (3) All of the mixed slurry was placed in an electric furnace and boiled and dried at 130 ° C.

(4)乾燥粉末の4倍重量の精製水を加えて1時間撹拌した後に、1時間静置を行った。   (4) After adding purified water 4 times the weight of the dry powder and stirring for 1 hour, it was allowed to stand for 1 hour.

(5)凝集分離した上澄み液をチューブポンプを使って除去した。   (5) The coagulated and separated supernatant was removed using a tube pump.

(6)上記(4)−(5)の操作を、さらに2回繰り返した。   (6) The above operations (4) to (5) were further repeated twice.

(7)上澄み液を除去したスラリーを、電気炉により120℃で煮沸乾燥した。   (7) The slurry from which the supernatant was removed was boiled and dried at 120 ° C. in an electric furnace.

(8)乾燥粉末を乳鉢で粉砕し、1mm以下の粒径とした。   (8) The dried powder was pulverized in a mortar to obtain a particle size of 1 mm or less.

ここで、塩化マグネシウム6水塩(ナカライテスク(株)製試薬、純度97%)、塩化アルミニウム6水塩(日本軽金属(株)製、純度97%以上)を使用した。48%水酸化ナトリウム液は、水酸化ナトリウム試薬(ナカライテスク(株)製、純度97%)を希釈して調製した。   Here, magnesium chloride hexahydrate (reagent manufactured by Nacalai Tesque, Inc., purity 97%) and aluminum chloride hexahydrate (produced by Nippon Light Metal Co., Ltd., purity 97% or more) were used. A 48% sodium hydroxide solution was prepared by diluting a sodium hydroxide reagent (Nacalai Tesque, Inc., purity 97%).

比較例2Comparative Example 2

比較例2では、従来技術の合成方法で、酸化マグネシウム、塩化アルミニウム6水塩を用いて、アルミニウムを溶解した水溶液中でハイドロタルサイトを合成した。この比較例では、マグネシウムとアルミニウムのモル比を、実施例1と同一のMg/Al=8.6に設定し、固液比=1:10の条件とした。   In Comparative Example 2, hydrotalcite was synthesized in an aqueous solution in which aluminum was dissolved using magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate by a conventional synthesis method. In this comparative example, the molar ratio of magnesium and aluminum was set to the same Mg / Al = 8.6 as in Example 1, and the solid-liquid ratio = 1: 10.

(1)精製水241gに塩化アルミニウム6水塩を添加してアルミニウム濃度0.23mol/Lに調整し、ジャーテスターを用いて撹拌して完全に溶解した。   (1) Aluminum chloride hexahydrate was added to 241 g of purified water to adjust the aluminum concentration to 0.23 mol / L, and it was completely dissolved by stirring with a jar tester.

(2)上記水溶液に酸化マグネシウムを前記のモル比Mg/Al=8.6の条件で添加し、ジャーテスターで4時間撹拌してハイドロタルサイトを合成した。   (2) Magnesium oxide was added to the aqueous solution under the above molar ratio Mg / Al = 8.6, and the mixture was stirred with a jar tester for 4 hours to synthesize hydrotalcite.

(3)混合液全てをアスピレータで脱水した。合成されたハイドロタルサイトを含む混合物の脱水性は悪く、1時間を要した。   (3) All the mixed liquid was dehydrated with an aspirator. The synthesized hydrotalcite-containing mixture was poor in dehydration and took 1 hour.

(4)電気炉により120℃で乾燥し、乳鉢で粉砕し粒径1mm以下とした。   (4) It dried at 120 degreeC with the electric furnace, and it grind | pulverized with the mortar so that the particle size was 1 mm or less.

ここで、酸化マグネシウム、塩化アルミニウム6水塩は、酸化マグネシウム(中国産、純度90%、粒径−325メッシュ)、塩化アルミニウム6水塩(日本軽金属(株)製、純度97%以上)を使用した。   Here, magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate use magnesium oxide (made in China, purity 90%, particle size -325 mesh), aluminum chloride hexahydrate (manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd., purity 97% or more). did.

合成したハイドロタルサイトをX線回折により分析したところ、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム等の生成が確認された。ハイドロタルサイトのピーク形状より、平均結晶子は、20nmより大きいサイズとなっていた。   When the synthesized hydrotalcite was analyzed by X-ray diffraction, formation of hydrotalcite, magnesium oxide and the like was confirmed. From the peak shape of hydrotalcite, the average crystallite was larger than 20 nm.

下記の手順で実施例1、比較例1で試作した吸着剤を用いて、ヒ酸、セレン酸の吸着試験を行った。   Using the adsorbents produced in Example 1 and Comparative Example 1 by the following procedure, adsorption tests for arsenic acid and selenic acid were performed.

(1)ヒ酸溶液試薬を用いて、As(V)濃度1mg/Lを目標とした試験液を調製した。   (1) Using an arsenic acid solution reagent, a test solution targeting an As (V) concentration of 1 mg / L was prepared.

(2)セレン酸ナトリウム試薬を用いて、Se(VI)濃度1mg/Lを目標とした試験液を調製した。   (2) Using a sodium selenate reagent, a test solution having a Se (VI) concentration of 1 mg / L was prepared.

(3)2種の試験液250mlを樹脂製ボトルに分取して、これに実施例1の吸着剤を固液比(質量比)1:1000の条件で添加して、24時間振とう(水平振とう)吸着試験を行った。   (3) 250 ml of two kinds of test solutions are dispensed into resin bottles, and the adsorbent of Example 1 is added thereto under the condition of a solid-liquid ratio (mass ratio) of 1: 1000 and shaken for 24 hours ( Horizontal shaking) Adsorption test was conducted.

(4)各樹脂製ボトルから、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過し、ICP−MSを使って濃度測定を行った。   (4) The supernatant was filtered from each resin bottle with a 0.45 μm syringe filter, and the concentration was measured using ICP-MS.

(5)比較例1のハイドロタルサイトを使用して、同様の吸着試験を行った。   (5) A similar adsorption test was performed using the hydrotalcite of Comparative Example 1.

ここで、ヒ酸溶液試薬(関東化学(株)製、純度60%)、セレン酸ナトリウム試薬(ナカライテスク(株)製、純度98%)を使用した。   Here, an arsenic acid solution reagent (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., purity 60%) and a sodium selenate reagent (manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd., purity 98%) were used.

2種の吸着剤を使用した吸着試験結果を、表1に示した。本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤は、従来技術により合成した純度の高いハイドロタルサイトと同様に、ヒ素、セレンの優れた吸着性能を有する結果となった。吸着選択性が低く処理が難しいSe(VI)の吸着試験では、本発明の吸着剤の性能が上回った。   Table 1 shows the results of adsorption tests using two adsorbents. The adsorbent containing the fine hydrotalcite of the present invention resulted in excellent adsorption performance of arsenic and selenium, like the high purity hydrotalcite synthesized by the prior art. In the adsorption test of Se (VI), which has a low adsorption selectivity and is difficult to process, the performance of the adsorbent of the present invention exceeded.

Figure 2019136703
Figure 2019136703

下記の手順で、実施例1、比較例1で試作した吸着剤を用いて、フッ素の水処理試験を行った。   Using the adsorbents produced in Example 1 and Comparative Example 1, the fluorine water treatment test was performed according to the following procedure.

(1)フッ化ナトリウム試薬を用いて、フッ素濃度20mg/Lの試験液を調製した。   (1) A test solution having a fluorine concentration of 20 mg / L was prepared using a sodium fluoride reagent.

(2)ビーカーに試験液200gを分取して、0.5質量%の2種の吸着剤を添加して、ジャーテスターにより1時間撹拌を行った。   (2) 200 g of the test solution was dispensed into a beaker, 0.5 mass% of two kinds of adsorbents were added, and the mixture was stirred with a jar tester for 1 hour.

(3)静置を15分行った後、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過して検液を採取した。   (3) After standing for 15 minutes, the supernatant was filtered through a 0.45 μm syringe filter to collect a test solution.

(4)分光光度計を用いて、フッ素濃度の測定を行った。   (4) The fluorine concentration was measured using a spectrophotometer.

ここで、本実施例においては、フッ化ナトリウム試薬(ナカライテスク(株)製、純度98%)を使用した。   Here, in this example, a sodium fluoride reagent (manufactured by Nacalai Tesque, Inc., purity 98%) was used.

水処理試験の結果を表2に示した。両方の吸着剤とも、処理後のフッ素濃度は排水基準値以下となった。また、水処理効果は本発明の吸着剤の方が若干優れていた。   The results of the water treatment test are shown in Table 2. In both adsorbents, the fluorine concentration after treatment was less than the wastewater standard value. Further, the adsorbent of the present invention was slightly superior in water treatment effect.

Figure 2019136703
Figure 2019136703

下記の手順で、実施例2〜4、比較例2で試作した吸着剤を用いて、六価クロムの吸着試験を行った。   The hexavalent chromium adsorption test was performed using the adsorbents produced in Examples 2 to 4 and Comparative Example 2 in the following procedure.

(1)二クロム酸ナトリウム試薬を用いて、クロム濃度100mg/Lの試験液を調製した。   (1) A test solution having a chromium concentration of 100 mg / L was prepared using a sodium dichromate reagent.

(2)樹脂製ボトルに試験液を200g分取して、各種吸着剤を1質量%添加して、24時間振とう吸着試験を行った。   (2) 200 g of the test solution was dispensed into a resin bottle, 1% by mass of various adsorbents were added, and a shaking adsorption test was performed for 24 hours.

(3)静置を20分行った後、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過し、検液を採取した。   (3) After standing for 20 minutes, the supernatant was filtered through a 0.45 μm syringe filter, and a test solution was collected.

(4)ICP−AESを用いて、クロムの濃度測定を行った。   (4) The concentration of chromium was measured using ICP-AES.

ここで、本実施例においては、二クロム酸ナトリウム試薬(ナカライテスク(株)製、純度97%)を使用した。   Here, in this example, a sodium dichromate reagent (manufactured by Nacalai Tesque, Inc., purity 97%) was used.

吸着試験結果を表3に示した。実施例3では、排水基準値以下の結果となった。本発明の製造方法により試作した実施例2、3の吸着剤は、これらと同一の原料を用いて水溶液中で合成した比較例2のハイドロタルサイトを含む吸着剤より、六価クロムの吸着性能が優れている結果となった。実施例3は、実施例2で試作した吸着剤を水で洗浄、乾燥したものだが、この処理により吸着剤に含まれる塩化物イオンが除去されることで、吸着性能が向上していることが分かる。また、原料として粉末ポリ塩化アルミニウムを用いた実施例4も比較例2を上回る吸着性能を有している。   The adsorption test results are shown in Table 3. In Example 3, it became a result below the drainage standard value. The adsorbents of Examples 2 and 3 that were prototyped by the production method of the present invention were able to adsorb hexavalent chromium from the adsorbent containing hydrotalcite of Comparative Example 2 synthesized in an aqueous solution using the same raw materials. The result was excellent. In Example 3, the adsorbent prototyped in Example 2 was washed with water and dried, but the adsorption performance was improved by removing chloride ions contained in the adsorbent by this treatment. I understand. Further, Example 4 using powdered polyaluminum chloride as a raw material also has an adsorption performance exceeding that of Comparative Example 2.

Figure 2019136703
Figure 2019136703

下記の手順で、実施例2、実施例3、比較例2で試作した吸着剤を用いて、ホウ素の吸着処理試験を行った。   Using the adsorbents made as prototypes in Example 2, Example 3, and Comparative Example 2, a boron adsorption treatment test was performed by the following procedure.

(1)ホウ酸試薬を用いて、ホウ素濃度50mg/Lの試験液を調製した。これに水酸化ナトリウムを添加し、pH=11.5に調整を行った。   (1) A test solution having a boron concentration of 50 mg / L was prepared using a boric acid reagent. Sodium hydroxide was added thereto, and the pH was adjusted to 11.5.

(2)樹脂製ボトルに上記試験液を200g分取して、各種吸着剤を1質量%添加して、24時間振とう吸着試験を行った。   (2) 200 g of the test solution was taken into a resin bottle, 1% by mass of various adsorbents were added, and a 24-hour shaking adsorption test was performed.

(3)静置を20分行った後、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過し、ICP−AESを用いてホウ素濃度測定を行った。   (3) After standing for 20 minutes, the supernatant was filtered through a 0.45 μm syringe filter, and the boron concentration was measured using ICP-AES.

ここで、本実施例においては、ホウ酸試薬(ナカライテスク(株)製、純度99.5%)を使用した。   Here, in this example, a boric acid reagent (manufactured by Nacalai Tesque, Inc., purity 99.5%) was used.

吸着試験結果を表4に示した。本発明により試作した実施例2、3の吸着剤は、同一の原料を用いて水溶液中で合成した比較例2のハイドロタルサイトより、ホウ素の吸着性能が優れており、実施例3では、排水基準値以下の処理結果となった。実施例3は、実施例2で試作した吸着剤を水で洗浄、乾燥したものだが、この処理により塩化物イオンが除去されることで、吸着性能が向上することが確認された。   The adsorption test results are shown in Table 4. The adsorbents of Examples 2 and 3 prototyped according to the present invention have better boron adsorption performance than the hydrotalcite of Comparative Example 2 synthesized in an aqueous solution using the same raw materials. The processing result was below the reference value. In Example 3, the adsorbent produced in Example 2 was washed with water and dried, and it was confirmed that the adsorption performance was improved by removing chloride ions by this treatment.

Figure 2019136703
Figure 2019136703

下記の方法により、鉄粉を混合した本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。   By the following method, an adsorbent containing the fine hydrotalcite of the present invention mixed with iron powder was prototyped.

(1)酸化マグネシウムと塩化アルミニウム6水塩の粉末原料合計630gと鉄粉70gを卓上ホバート型ミキサーに投入して3分間混合した後、イオン交換水を所定量加えて4分間混合を行なった。ここでは、原料をマグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=8.6となるように配合調整し、固液比1.0:0.46の条件でイオン交換水を添加した。   (1) A total of 630 g of powder raw materials of magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate and 70 g of iron powder were put into a desktop Hobart mixer and mixed for 3 minutes, and then a predetermined amount of ion-exchanged water was added and mixed for 4 minutes. Here, the raw materials were blended and adjusted so that the molar ratio of magnesium and aluminum was Mg / Al = 8.6, and ion-exchanged water was added under the condition of a solid-liquid ratio of 1.0: 0.46.

(2)混合後の温度を測定したところ83℃であった。ミキサー内の混合物を樹脂製容器に移し、密閉した。   (2) The temperature after mixing was measured and found to be 83 ° C. The mixture in the mixer was transferred to a resin container and sealed.

(3)樹脂製容器をインキュベータに入れ、温度80℃で24時間加温した。   (3) The resin container was placed in an incubator and heated at a temperature of 80 ° C. for 24 hours.

(4)混合物100gを計り取り、粒径が0.5mm以下となるよう乳鉢で粉砕を行ない、鉄粉を含有する粒状の吸着剤を得た。   (4) 100 g of the mixture was weighed and pulverized in a mortar so that the particle size was 0.5 mm or less, and a granular adsorbent containing iron powder was obtained.

ここで、上記試作では、酸化マグネシウム、塩化アルミニウム原料として、実施例1と同様の原料を用いた。また、鉄粉として、DOWA IPクリエイション株式会社製、還元鉄粉E200(平均粒径45μm)を使用した。   Here, in the trial production, the same raw materials as in Example 1 were used as the magnesium oxide and aluminum chloride raw materials. Moreover, the reduced iron powder E200 (average particle diameter of 45 micrometers) by DOWA IP Creation Co., Ltd. was used as iron powder.

下記の方法により、磁鉄鉱粉末を混合した本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。   An adsorbent containing the fine hydrotalcite of the present invention mixed with magnetite powder was prototyped by the following method.

(1)酸化マグネシウムと塩化アルミニウム6水塩の粉末原料合計490gと磁鉄鉱粉末210gを卓上ホバート型ミキサーに投入して3分間混合した後、イオン交換水を所定量加えて4分間混合を行なった。ここでは、原料をマグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=8.6となるように配合調整し、固液比1.0:0.46の条件でイオン交換水を添加した。   (1) A total of 490 g of powder raw materials of magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate and 210 g of magnetite powder were put in a desktop Hobart mixer and mixed for 3 minutes, and then a predetermined amount of ion-exchanged water was added and mixed for 4 minutes. Here, the raw materials were blended and adjusted so that the molar ratio of magnesium and aluminum was Mg / Al = 8.6, and ion-exchanged water was added under the condition of a solid-liquid ratio of 1.0: 0.46.

(2)混合後の温度を測定したところ83℃であった。ミキサー内の混合物を樹脂製容器に移して密閉し、そのまま、室温で養生を行なった。   (2) The temperature after mixing was measured and found to be 83 ° C. The mixture in the mixer was transferred to a resin container and sealed, followed by curing at room temperature.

(3)混合物100gを計り取り、粒径が0.5mm以下となるよう乳鉢で粉砕を行ない、磁鉄鉱を含有する粒状の吸着剤を得た。   (3) 100 g of the mixture was weighed and pulverized in a mortar so that the particle size was 0.5 mm or less, and a granular adsorbent containing magnetite was obtained.

ここで、上記試作では、酸化マグネシウム、塩化アルミニウム原料として、実施例1と同様の原料を用いた。また、磁鉄鉱粉末として、DOWAエフテック株式会社製、フェライト粉(平均粒径12μm)使用した。   Here, in the trial production, the same raw materials as in Example 1 were used as the magnesium oxide and aluminum chloride raw materials. Moreover, the ferrite powder (average particle diameter of 12 micrometers) by DOWA F-Tech Co., Ltd. was used as magnetite powder.

下記の手順で、実施例9、10で試作した吸着剤を用いて、フッ素の水処理試験を行った。   A fluorine water treatment test was performed using the adsorbents produced in Examples 9 and 10 in the following procedure.

(1)フッ化ナトリウム試薬を用いて、フッ素濃度5mg/Lの試験液を調製した。   (1) A test solution having a fluorine concentration of 5 mg / L was prepared using a sodium fluoride reagent.

(2)500mL容量のポリ瓶に試験液200gを分取して、1.0質量%の2種の吸着剤をそれぞれ添加して、振とう機にて200rpmの条件で1時間振とうを行った。   (2) Aliquot 200 g of test solution into a 500 mL capacity plastic bottle, add 1.0% by mass of two kinds of adsorbents, respectively, and shake for 1 hour on a shaker at 200 rpm. It was.

(3)静置を15分行った後、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過して検液を採取した。   (3) After standing for 15 minutes, the supernatant was filtered through a 0.45 μm syringe filter to collect a test solution.

(4)分光光度計を用いて、フッ素濃度の測定を行った。   (4) The fluorine concentration was measured using a spectrophotometer.

ここで、本実施例においては、実施例6と同様のフッ化ナトリウム試薬を使用した。   Here, in this example, the same sodium fluoride reagent as in Example 6 was used.

吸着試験結果を表5に示した。本発明により試作した実施例9、10の鉄粉、磁鉄鉱粉末を混合した吸着剤は、高いフッ素の吸着性能を有していることが確認された。   The adsorption test results are shown in Table 5. It was confirmed that the adsorbent obtained by mixing the iron powders and magnetite powders of Examples 9 and 10 manufactured according to the present invention has high fluorine adsorption performance.

Figure 2019136703
Figure 2019136703

下記の手順で、実施例9、10で試作した吸着剤の磁力選別による回収率を評価した。   According to the following procedure, the recovery rate by magnetic separation of the adsorbents manufactured in Examples 9 and 10 was evaluated.

(1)500mL容量のポリ瓶にイオン交換水200gを分取して、5.0質量%の2種の吸着剤をそれぞれ添加して、振とう機により200rpmの条件で1時間振とうを行った。   (1) Dispense 200 g of ion-exchanged water into a 500 mL capacity plastic bottle, add 5.0% by mass of two kinds of adsorbents, and shake with a shaker at 200 rpm for 1 hour. It was.

(2)振とう後の検液をステンレス製のバットに移液し、表面磁力0.4Tの棒磁石にて、検液上面を3回走査させ、磁着物を回収した。   (2) The test solution after shaking was transferred to a stainless steel vat, and the upper surface of the test solution was scanned three times with a bar magnet having a surface magnetic force of 0.4 T to collect magnetic deposits.

(3)回収した磁着物は、乾燥の上で、質量を測定し(1)での添加質量の差分より回収率を求めた。   (3) The mass of the recovered magnetic deposit was measured after drying, and the recovery rate was determined from the difference in the added mass in (1).

この結果を表6に示した。本発明により試作した実施例9、10の磁選回収率は高く、吸着剤としての性能と磁性体としての良好な特性を併せもっていることが確認された。また、これらの試作吸着剤は、吸着剤成分と鉄粉、磁鉄鉱粉末との分離も無く、十分な強度特性を有していることが分かった。   The results are shown in Table 6. It was confirmed that Examples 9 and 10 prototyped according to the present invention had a high magnetic separation recovery rate, and had both the performance as an adsorbent and good characteristics as a magnetic material. Moreover, it was found that these prototype adsorbents had sufficient strength characteristics without separation of the adsorbent components from the iron powder and magnetite powder.

Figure 2019136703
Figure 2019136703

Claims (5)

酸化マグネシウムと塩化アルミニウムを原料とし、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和を1としたときに、水の質量と原料中の結晶水の質量の和が1以下になるように調整した水を加えて混合して混合物を得る混合工程と、この混合工程において得られた混合物を養生して吸着剤を得る養生工程を備えたことを特徴とする微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法。 When using magnesium oxide and aluminum chloride as raw materials and the sum of the mass of solids excluding crystallization water in the raw material is 1, the sum of the mass of water and the mass of crystallization water in the raw material is 1 or less. Adsorption including fine hydrotalcite characterized by comprising a mixing step of adding and mixing adjusted water to obtain a mixture, and a curing step of curing the mixture obtained in this mixing step to obtain an adsorbent Manufacturing method. 前記混合工程において、原料中のマグネシウムとアルミニウムのモル比が3:1〜13:1の範囲であることを特徴とする請求項1記載の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法。 The method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to claim 1, wherein in the mixing step, the molar ratio of magnesium and aluminum in the raw material is in the range of 3: 1 to 13: 1. 前記混合工程において、消石灰、クリノプチロライト、モルデナイト、A型ゼオライト、X型ゼオライト、鉄粉、磁鉄鉱粉末のうちの少なくとも1種をさらに混合することを特徴とする請求項1又は2に記載の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法。 The said mixing process WHEREIN: At least 1 sort (s) of slaked lime, clinoptilolite, mordenite, A-type zeolite, X-type zeolite, iron powder, magnetite powder is further mixed. A method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite. 前記養生工程後に得られた吸着剤を水で洗浄した後、乾燥、粉砕することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法。 The method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to any one of claims 1 to 3, wherein the adsorbent obtained after the curing step is washed with water, dried and pulverized. 請求項1〜4のいずれかに記載の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法により製造された、微細なハイドロタルサイト及び酸化マグネシウムを含むことを特徴とする吸着剤。 The adsorbent characterized by including the fine hydrotalcite and magnesium oxide manufactured by the manufacturing method of the adsorbent containing the fine hydrotalcite in any one of Claims 1-4.
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