JP2019191005A - キレート剤の測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
薬剤処理では、薬剤処理された処理飛灰の溶出液中の重金属濃度を測定し、溶出液中の重金属の濃度が基準値を下回ることを確認した後に、埋立処理等が行われる。薬剤処理時には、重金属が確実に不溶化するために、キレート剤は、飛灰中に含有されると考えらえる重金属に対して過剰となるように添加されることが一般的である。
しかしながら、未反応のキレート剤は時間の経過とともに分解されるため、未反応のキレート剤自身の影響については、ほとんど考慮されていないのが現状である。例えば、浸出水中に排出される未反応のキレート剤の影響はほとんど検証されていない。
すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
<1> 測定対象液に含まれるジチオカルバミン酸系キレート剤及び/又はピペラジン系キレート剤の濃度を測定する方法であって、下記工程(A1)〜工程(A3)を有する測定方法。
工程(A1):
測定対象液とCu2+イオンとを混合し、混合液(M)を得る工程
工程(A2):
前記混合液(M)と疎水性有機溶媒とを混合し混合液(S)とした後、前記混合液(S)を有機層と水層とに分離させる工程
工程(A3):
前記有機層を乾燥及び/又はろ過して得られる固形物(D)中の銅の量を、誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、原子吸光分析装置及びフレームレス原子吸光分析装置からなる群から選択されるいずれかの装置を用いて測定し、前記固形物(D)の銅の量からジチオカルバミン酸系キレート剤の濃度を算出する工程(3a)
及び/又は
前記水層をろ過して得られる固形物(P)中の銅の量を、誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、原子吸光分析装置及びフレームレス原子吸光分析装置からなる群から選択されるいずれかの装置を用いて測定し、前記固形物(P)中の銅の量からピペラジン系キレート剤の濃度を算出する工程(3b)
<2> 定量下限値が3mg/L以下である<1>に記載の測定方法。
<3> 前記測定対象液中のジチオカルバミン酸系キレート剤及び/又はピペラジン系キレート剤の濃度が、10mg/L以下である<1>又は<2>に記載の測定方法。
<4> 前記Cu2+イオンは、硫酸銅水溶液又は硝酸銅水溶液中のCu2+イオンである<1>から<3>のいずれかに記載の測定方法。
<5> 前記疎水性有機溶媒は、トルエン、キシレン、ベンゼン、ヘキサン、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン、ジクロロメタン、クロロホルム及び四塩化炭素からなる群から選択されるいずれかである請求項1から4のいずれかに記載の測定方法。
<6> 前記測定対象液は、浸出水である<1>から<5>のいずれかに記載の測定方法。
<7> 測定対象液に含まれるジチオカルバミン酸系キレート剤及びピペラジン系キレート剤の濃度を測定する方法であって、下記工程(B1)〜工程(B3)を有する測定方法。
工程(B1):測定対象液とCu2+イオンとを混合し、混合液(M)を得る工程
工程(B2):前記混合液(M)をろ過して固形物(DP)を得る工程
工程(B3):前記固形物(DP)中の銅の量を、誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、原子吸光分析装置及びフレームレス原子吸光分析装置を用いて測定し、前記固形物(DP)中の銅の量からジチオカルバミン酸系キレート剤及びピペラジン系キレート剤の濃度を算出する工程
また、ジチオカルバミン酸系キレート剤とピペラジン系キレート剤のそれぞれの濃度について測定することもできる。
測定対象液とCu2+イオンとを混合し、混合液(M)を得る工程
前記混合液(M)と疎水性有機溶媒とを混合し混合液(S)とした後、前記混合液(S)を有機層と水層とに分離させる工程
前記有機層を乾燥及び/又はろ過して得られる固形物(D)中の銅の量を、誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、原子吸光分析装置及びフレームレス原子吸光分析装置からなる群から選択されるいずれかの装置を用いて測定し、前記固形物(D)の銅の量からジチオカルバミン酸系キレート剤の濃度を算出する工程(3a)
及び/又は
前記水層をろ過して得られる固形物(P)中の銅の量を、誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、原子吸光分析装置及びフレームレス原子吸光分析装置からなる群から選択されるいずれかの装置を用いて測定し、前記固形物(P)中の銅の量からピペラジン系キレート剤の濃度を算出する工程(3b)
さらに、飛灰中に含まれる2価の金属イオンの中でも、Pb2+イオン等に比べてイオン化傾向の小さいCu2+イオンを用いることで、錯体が形成されやすく、安定した錯体を得ることができる。
本発明の測定方法(A)では、測定対象液中のジチオカルバミン酸系キレート剤又はピペラジン系キレート剤の濃度が10mg/Lや5mg/L以下であっても、本発明の測定方法(A)を用いることで精度よく定量することができる。さらには、測定対象液中のジチオカルバミン酸系キレート剤又はピペラジン系キレート剤の濃度が3mg/Lや1mg/L以下であっても、本発明の測定方法(A)を用いることで精度よく定量することができる。
測定用溶液を調製するための酸としては、硝酸、塩酸、過塩素酸等を用いることができる。使用する酸の濃度や量は、適宜決定できる。
また、酸での分解では、通常、加熱が行われる。加熱温度は、150〜200℃程度である。また、加熱時間は、1〜4時間程度である。加熱方法としては、サンドバスやホットプレート等を用いることができる。
また、加圧を行ってもよい。加圧や加熱ができる装置としては、マイクロウェーブ等を用いることができる。
メンブレンフィルターを用いてろ過を行う場合、メンブレンフィルターの孔径は、0.2〜1μm程度である。好ましくは、0.3〜0.65μmのメンブレンフィルターを用いることができる。孔径が大きすぎると、キレート錯体がフィルターを通過してしまうため、測定精度が低下する。孔径が小さすぎると、ろ過に時間を要したり、完全に水をろ過することが困難な場合がある。
なお、図2の工程(A2)で得られる水層(W2)には、Cu−PIP系キレート錯体は含まれていない。そのため、工程(A2)で得られる水層(W2)をろ過しても固形物は得られない、又は、得られる固形物を測定しても実質的に銅は観察されない。
なお、図3の工程(A2)で得られる有機層(O3)には、Cu−DTC系キレート錯体は含まれていない。そのため、工程(A2)で得られる有機層(O3)を乾燥又はろ過しても固形物は得られない、又は、得られる固形物を測定しても実質的にCuは観察されない。
工程(B2):前記混合液(M)をろ過して固形物(DP)を得る工程
工程(B3):前記固形物中の銅の量を、誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、原子吸光分析装置及びフレームレス原子吸光分析装置からなる群から選択されるいずれかの装置を用いて測定し、前記固形物(DP)中の銅の量からジチオカルバミン酸系キレート剤及び/又はピペラジン系キレート剤の濃度を算出する工程
本発明の測定方法(B)は、本発明の測定方法(A)と同様に、キレート剤の定量のために、キレート剤とCu2+との反応により生じる錯体中の銅の量を利用するものである。このような方法とすることで、キレート剤の濃度が低濃度であっても精度よく定量することができる。
(1−1)検量線の作成
ジチオカルバミン酸系キレート剤の濃度(DTC濃度)が、0.5mg/L、1mg/L、2mg/L、3mg/Lとなるように、純水100mLに、ジチオカルバミン酸系キレート剤(栗田工業(株)社製、製品番号S814)をそれぞれ50μg、100μg、200μg、300μg添加した検量線作成用の溶液を調整した。
各検量線作成用の溶液(試料)について、図4に示す測定フローに従い、Cu−DTC系キレート錯体に由来する銅を定量した。
ジチオカルバミン酸系キレート剤100μgと純水100mLを混合して、試料1−2〜1−6を調製した。試料1−2〜1−6を、図4に示す測定フローに従い測定を行った。測定は、いずれも2回ずつ測定を行った。
また、純水100mLをブランク(試料1−1)として同様に測定を行った。
検量線作成用の溶液の濃度を、0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L、1mg/Lとし、ICP−AESに代えて原子吸光装置((株)日立ハイテクノロジーズ社製、ZA3000)を用いて、324.8nmの測定波長で測定した以外は、実施例1と同様にして、検量線を作成した。作成した検量線を図7に示す。
図8の測定フローに従い、ジチオカルバミン酸系キレート剤(栗田工業(株)社製、製品番号S814)とピペラジン系キレート剤(栗田工業(株)社製、製品番号S803)のそれぞれの検量線を作成した。
また、ピペラジン系キレート剤100μgと、ジチオカルバミン酸系キレート剤100μgと、純水100mLを混合して試料3−1を調製し、図8の測定フローに従い、ジチオカルバミン酸系キレート剤とピペラジン系キレート剤を定量したところ、それぞれのキレート剤において目標定量下限値1mg/Lを満足するものであった。
(4−1)検量線の作成
ピペラジン系キレート剤の濃度(PIP濃度)が、0.5mg/L、1mg/L、1.5mg/L、2mg/L、3mg/Lとなるように、純水100mLに、ピペラジン系キレート剤(栗田工業(株)社製、製品番号S803)をそれぞれ50μg、100μg、150μg、200μg、300μgを添加した検量線作成用の溶液を調整した。
各検量線作成用の溶液(試料)について、図9に示す測定フローに従い、Cu−PIP系キレート錯体に由来する銅の量を定量した。
ピペラジン系キレート剤100μgと純水100mLを混合して試料4−2〜4−6を調製した。試料4−2〜4−6を、図9に示す測定フローに従い測定を行った。測定は、いずれも2回ずつ測定を行った。
また、純水100mLをブランク(試料4−1)として同様に測定を行った。
検量線作成用の溶液の濃度を、0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.5mg/L、1mg/Lとし、ICP−AESに代えて原子吸光装置を用いて324.8nmの測定波長で測定した以外は、実施例4と同様にして、検量線を作成した。作成した検量線を図12に示す。
Claims (7)
- 測定対象液に含まれるジチオカルバミン酸系キレート剤及び/又はピペラジン系キレート剤の濃度を測定する方法であって、下記工程(A1)〜工程(A3)を有する測定方法。
工程(A1):
測定対象液とCu2+イオンとを混合し、混合液(M)を得る工程
工程(A2):
前記混合液(M)と疎水性有機溶媒とを混合し混合液(S)とした後、前記混合液(S)を有機層と水層とに分離させる工程
工程(A3):
前記有機層を乾燥及び/又はろ過して得られる固形物(D)中の銅の量を、誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、原子吸光分析装置及びフレームレス原子吸光分析装置からなる群から選択されるいずれかの装置を用いて測定し、前記固形物(D)の銅の量からジチオカルバミン酸系キレート剤の濃度を算出する工程(3a)
及び/又は
前記水層をろ過して得られる固形物(P)中の銅の量を、誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、原子吸光分析装置及びフレームレス原子吸光分析装置からなる群から選択されるいずれかの装置を用いて測定し、前記固形物(P)中の銅の量からピペラジン系キレート剤の濃度を算出する工程(3b) - 定量下限値が3mg/L以下である請求項1に記載の測定方法。
- 前記測定対象液中のジチオカルバミン酸系キレート剤及び/又はピペラジン系キレート剤の濃度が、10mg/L以下である請求項1又は2に記載の測定方法。
- 前記Cu2+イオンは、硫酸銅水溶液又は硝酸銅水溶液中のCu2+イオンである請求項1から3のいずれかに記載の測定方法。
- 前記疎水性有機溶媒は、トルエン、キシレン、ベンゼン、ヘキサン、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン、ジクロロメタン、クロロホルム及び四塩化炭素からなる群から選択されるいずれかである請求項1から4のいずれかに記載の測定方法。
- 前記測定対象液は、浸出水である請求項1から5のいずれかに記載の測定方法。
- 測定対象液に含まれるジチオカルバミン酸系キレート剤及びピペラジン系キレート剤の濃度を測定する方法であって、下記工程(B1)〜工程(B3)を有する測定方法。
工程(B1):測定対象液とCu2+イオンとを混合し、混合液(M)を得る工程
工程(B2):前記混合液(M)をろ過して固形物(DP)を得る工程
工程(B3):前記固形物(DP)中の銅の量を、誘導結合プラズマ発光分析装置、誘導結合プラズマ質量分析装置、原子吸光分析装置及びフレームレス原子吸光分析装置を用いて測定し、前記固形物(DP)中の銅の量からジチオカルバミン酸系キレート剤及びピペラジン系キレート剤の濃度を算出する工程
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CN113588380B (zh) * | 2021-09-06 | 2023-09-01 | 青岛大学 | 有机溶剂沉淀法和电导率法联用测定糖醇螯合钾螯合率的方法 |
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