JP3229114U

JP3229114U - シアン測定装置

Info

Publication number: JP3229114U
Application number: JP2020004054U
Authority: JP
Inventors: 彰宏國元; 翔伍宮▲崎▼
Original assignee: Nippon Steel Eco Tech Corp
Current assignee: Nippon Steel Eco Tech Corp
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2020-11-26
Anticipated expiration: 2030-09-18

Abstract

【課題】遊離シアンの濃度を主として測定する際、夾雑物の多い試料に対しても、高い定量性を得ることができ、その性能を長期に渡って維持することができるシアン測定装置を提供する。【解決手段】試料に含まれる遊離シアン濃度を測定するシアン測定装置１であって、試料を入れる試料槽２１と、試料に対して加熱蒸留を行う際に用いる薬品を入れる薬品槽３１を有する準備部３と、試料槽２１及び薬品槽３１に接続されたマニホルド６と、試料槽２１とマニホルド６との間、及び薬品槽３１とマニホルド６との間に設けられた電磁弁４と、マニホルド６に接続された第１ポンプ７と、試料、及び薬品を含む混合溶液を加熱蒸留する加熱槽５２と、を備え、加熱槽５２における加熱蒸留時の混合溶液のｐＨは、微酸性であり、かつ、電磁弁４及び第１ポンプ７は、酢酸耐性を有する材料を含むことを特徴とする。【選択図】図１

Description

この考案の実施形態は、シアン測定装置に関する。

従来、工場排水等の試料に含まれるシアン濃度を測定するため、例えば非特許文献１の全シアン自動計測器が提案されている。

非特許文献１では、一定量の試料を前処理後、加熱蒸留を行い、発生するシアン化水素を吸収後、シアン化物イオン電極により測定できる装置が開示されている。上記のほか、例えば一定量の試料を前処理後、シアン化物イオン電極により測定できる装置が販売されている。

「全シアン自動計測器における測定法の紹介」広報誌「かんぎきょう」第107号 P.18-19

ここで、工場排水等に対するシアン処理技術において、薬注量制御の高精度化が求められている。薬注量制御の高精度化には、試料に含まれる遊離シアンの濃度を測定することが求められる。

この点、公知の装置（例えば、シアン自動測定装置ＣＮ−１０８（株式会社アナテック・ヤナコ製）等）では、遊離シアンの濃度を測定できるが、工場排水等を加熱蒸留していないため、夾雑物の多い試料の場合、高い定量性を得ることが難しいという事情がある。

また、非特許文献１の装置では、本来の仕様とは異なる反応試薬を用いることで、遊離シアンの濃度も測定できるが、その場合変更した反応試薬に起因する酢酸ガスによる部品の劣化があり、性能を長期に渡って維持することが難しい。

この考案の実施形態は、遊離シアンの濃度を主として測定する際、夾雑物の多い試料に対しても、高い定量性を得ることができ、その性能を長期に渡って維持することができるシアン測定装置を提供する。

この考案の第１態様に係るシアン測定装置は、試料に含まれる遊離シアン濃度を主として測定するシアン測定装置であって、前記試料を入れる試料槽と、前記試料に対して加熱蒸留を行う際に用いる薬品を入れる薬品槽を有する準備部と、前記試料槽及び前記薬品槽に接続されたマニホルドと、前記試料槽と前記マニホルドとの間、及び前記薬品槽と前記マニホルドとの間に設けられた電磁弁と、前記マニホルドに接続された第１ポンプと、前記試料、及び前記薬品を含む混合溶液を加熱蒸留する加熱槽と、を備え、前記加熱槽における加熱蒸留時の前記混合溶液のｐＨは、微酸性であり、かつ、前記電磁弁及び前記第１ポンプは、酢酸耐性を有する材料を含むことを特徴とする。

この考案の第２態様に係るシアン測定装置は、第１態様において、前記加熱槽を含み、前記混合溶液を加熱蒸留し、加熱蒸留された前記混合溶液を捕集して測定する測定槽と、前記測定槽に接続された第２ポンプと、前記加熱槽と前記測定槽との間、及び前記測定槽と前記第２ポンプとの間の少なくとも何れかに設けられた大気開放用電磁弁と、をさらに備え、前記大気開放用電磁弁は、酢酸耐性を有する材料を含むことを特徴とする。

この考案の第１態様によれば、電磁弁及び第１ポンプは、酢酸耐性を有する材料を含む。このため、加熱蒸留時の混合溶液のｐＨを微酸性にするために、酢酸系の薬品を用いる場合においても、酢酸ガスに起因する電磁弁及び第１ポンプの劣化を抑制することができる。これにより、非特許文献１の装置において本来の仕様とは異なる反応試薬を用いて遊離シアンの濃度を測定した場合とは異なり比べて、装置の耐久性が確保される。また、混合溶液を加熱蒸留することを前提としている。従って、遊離シアンの濃度を主として測定する際、夾雑物の多い試料に対しても、高い定量性を得ることができ、その性能を長期に渡って維持することが可能となる。

この考案の第２態様によれば、大気開放用電磁弁は、酢酸耐性を有する材料を含む。このため、加熱蒸留された混合溶液等から発生し得る酢酸ガスに起因する大気開放用電磁弁の劣化を抑制することができる。これにより、装置の耐久性をさらに向上させることが可能となる。

図１は、一実施形態に係るシアン測定装置１の一例を示す模式図である。

以下、この考案の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。各図において、共通する部分については共通する参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係るシアン測定装置１の一例を示す模式図である。本実施形態におけるシアン測定装置１は、例えば工場排水等の試料に含まれる遊離シアン濃度を主として測定するために用いられる。

特に、シアン測定装置１は、試料に含まれる遊離シアンの濃度を高精度に測定することができる。ここで、シアン測定装置１を用いてシアンの濃度を測定する方法は、例えばＪＩＳＫ０１０２「工場排水試験方法」に準じた方法により行うことができる。また、「遊離シアン」は、例えばＪＩＳＫ０１０２「工場排水試験方法」における「３８．１．１シアン化物」に準じて捕集されたシアン化水素に含まれるものを示す。

シアン測定装置１は、試料槽２１と、準備部３と、マニホルド６と、電磁弁４と、第１ポンプ７と、測定部５とを備える。シアン測定装置１は、例えば第２ポンプ８と、大気開放用電磁弁４ｈ、４ｉとをさらに備えてもよい。なお、シアン測定装置１の備える各構成は、必要に応じて適宜配管等により接続される。

試料槽２１は、液体を示す試料を入れるために用いられる。準備部３は、試料に対して測定する際に必要となる薬品等を入れるために用いられる。

準備部３は、加熱蒸留を行う際に用いる薬品を入れるために用いられる薬品槽３１を有する。薬品槽３１は、例えば第１薬品槽３１ａと、第２薬品槽３１ｂとを有してもよい。第１薬品槽３１ａは、第１薬品を入れるために用いられる。第２薬品槽３１ｂは、第２薬品を入れるために用いられる。

第１薬品及び第２薬品は、例えば試料の加熱蒸留を行う前に試料と混合される。第１薬品は、例えばマスキング剤として用いられる。第１薬品は、例えば酢酸亜鉛二水和物を示す。第２薬品は、例えば試料の水素イオン指数の調整剤として用いられる。第２薬品は、例えば酢酸緩衝液を示す。

電磁弁４は、薬品槽３１及び試料槽２１に接続される。電磁弁４は、酢酸耐性を有する材料を含む。電磁弁４は、例えば配管に取付けられ、配管を経由する薬品等の液体や気体（例えば酢酸ガス）と接する部分に、パーフロロゴム（ＦＦＫＭ）やエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム弾性体が用いられる。このため、電磁弁４は、例えばフッ素ゴムを用いる場合に比べて、液体や気体と接する際の劣化を抑制することができる。

電磁弁４は、例えば第１薬品槽３１ａと接続される一対の第１弁４ａａ、４ａｂと、第２薬品槽３１ｂと接続される一対の第２弁４ｂａ、４ｂｂと、試料槽２１と接続される一対の第３弁４ｃａ、４ｃｂとを有してもよい。この場合、例えば第１弁４ａａ、第２弁４ｂａ、及び第３弁４ｃａは、マニホルド６に接続され、第１弁４ａｂ、第２弁４ｂｂ、及び第３弁４ｃｂは、測定部５に接続される。即ち、第１弁４ａａは、第１薬品槽３１ａとマニホルド６との間に設けられ、第２弁４ｂａは、第２薬品槽３１ｂとマニホルド６との間に設けられ、第３弁４ｃａは、試料槽２１とマニホルド６との間に設けられる。

電磁弁４は、例えばマニホルド６、及び第１ポンプ７に接続される第４弁４ｄを有してもよい。この場合、第４弁４ｄは、マニホルド６と、第１ポンプ７との間に接続される。

例えば電磁弁４のうち、マニホルド６と接続する各弁４ａａ、４ｂａ、４ｃａ、４ｄが、酢酸耐性を有する材料を含み、測定部５と接続する各弁４ａｂ、４ｂｂ、４ｃｂが、各弁４ａａ、４ｂａ、４ｃａ、４ｄとは異なる材料を含んでもよい。例えば電磁弁４の有する各弁４ａａ、４ａｂ、４ｂａ、４ｂｂ、４ｃａ、４ｃｂ、４ｄのうち少なくとも１つが、酢酸耐性を有する材料を含んでもよい。

測定部５は、試料を加熱蒸留し、加熱蒸留された試料を捕集して測定する。測定部５は、公知の測定機構を用いることができ、例えば集合管５１と、加熱槽５２と、冷却管５３と、測定槽５４と、測定用電極５５と、比較用電極５６と、温度補償電極５７とを含み、必要に応じて各構成を含ませるか否かを設定することができる。

集合管５１は、電磁弁４を介して、試料槽２１、及び薬品槽３１に接続される。集合管５１は、試料及び薬品を混合するために用いられる。

加熱槽５２は、集合管５１と接続される。加熱槽５２は、集合管５１において混合された試料及び薬品を含む液体（混合溶液）を、加熱（加熱蒸留）する。この際、加熱槽５２における加熱蒸留時の混合溶液のｐＨは、微酸性である。

冷却管５３は、加熱槽５２と接続される。冷却管５３は、加熱槽５２において加熱蒸留された混合溶液（水蒸気）を冷却し、測定に不要な水蒸気の一部を分離する。

測定槽５４は、冷却管５３と接続される。測定槽５４は、加熱蒸留された試料を含む水蒸気を捕集して測定する。測定槽５４には、例えば水蒸気を効率良く捕集するために、予め捕集液（例えば水酸化ナトリウム溶液）が入れられてもよい。

測定槽５４は、例えば大気開放用電磁弁４ｈと接続されてもよい。大気開放用電磁弁４ｈは、例えば加熱槽５２と測定槽５４との間に設けられ、例えば冷却管５３と測定槽５４とを接続する配管から分岐した部分に取付けられる。大気開放用電磁弁４ｈは、配管内等を大気開放する際に用いられる。大気開放用電磁弁４ｈとして、例えばフッ素ゴムが用いられる。大気開放用電磁弁４ｈは、例えば配管を経由する液体や気体と接する部分に、パーフロロゴム（ＦＦＫＭ）やエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム弾性体が用いられてもよい。この場合、大気開放用電磁弁４ｈは、液体や気体と接する際の劣化を抑制することができる。

測定用電極５５は、測定槽５４内に設けられる。測定用電極５５は、捕集された試料に生じる電圧を計測するために用いられる。測定用電極５５として、例えばシアンイオン電極が用いられる。

比較用電極５６は、測定槽５４内に設けられる。比較用電極５６は、測定用電極５５によって計測された電圧との比較に利用する電圧を計測するために用いられる。比較用電極５６として、例えばカロメル電極用いられる。

温度補償電極５７は、測定槽５４内に設けられる。温度補償電極５７は、測定槽５４内の試料の温度を計測するために用いられる。温度補償電極５７として、公知の電極が用いられる。

マニホルド６は、電磁弁４を介して、試料槽２１、及び薬品槽３１等に接続される。マニホルド６は、例えば電磁弁４の開閉に伴い、試料槽２１等と導通する。

第１ポンプ７は、電磁弁４を介して、マニホルド６に接続される。第１ポンプ７は、マニホルド６内を負圧にするために用いられる。

第１ポンプ７は、例えば酢酸耐性を有する材料を含む。第１ポンプ７は、例えば薬品を含む混合液と接する部分に、パーフロロゴム（ＦＦＫＭ）やエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム弾性体が用いられる。このため、第１ポンプ７は、混合液と接する際の劣化を抑制することができる。

例えば第１薬品が保管された第１薬品保管部３１ａａから、第１薬品槽３１ａに第１薬品を移す際、第１ポンプ７を用いてマニホルド６内を負圧に制御する。このとき、第１弁４ａａを開けることで、マニホルド６を介して第１薬品槽３１ａを負圧に制御できる。これにより、第１薬品保管部３１ａａから第１薬品槽３１ａに向かって、第１薬品を移動させることができる。この際、第１薬品から発生する酢酸ガスは、第１弁４ａａ、マニホルド６、第４弁４ｄ、及び第１ポンプ７を介して、排気口９から外部へ放出される。このため、第１弁４ａａ、第４弁４ｄ、及び第１ポンプ７は、例えば酢酸ガスと接する部分に、酢酸耐性を有する材料を用いることで、劣化を抑制することができる。

なお、第２薬品保管部３１ｂａから第２薬品槽３１ｂに第２薬品を移す方法は、上述した第１薬品槽３１ａに第１薬品を移す方法と同様のため、説明を省略する。また、上述した第１弁４ａａのほか、マニホルド６に接続された電磁弁４に対しても、酢酸耐性を有する材料を用いることで、劣化を抑制することができる。

第２ポンプ８は、測定槽５４及び排気口９に接続され、例えば測定槽５４と排気口９との間に設けられる。第２ポンプ８は、測定槽５４を負圧にするために用いられる。

測定槽５４は、例えば大気開放用電磁弁４ｉと接続されてもよい。大気開放用電磁弁４ｉは、例えば測定槽５４と第２ポンプ８との間に設けられ、例えば測定槽５４と第２ポンプ８とを接続する配管から分岐した部分に取付けられる。大気開放用電磁弁４ｉは、配管内等を大気開放する際に用いられる。大気開放用電磁弁４ｉとして、例えばフッ素ゴムが用いられる。大気開放用電磁弁４ｉは、例えば配管を経由する液体や気体と接する部分に、パーフロロゴム（ＦＦＫＭ）やエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム弾性体が用いられてもよい。この場合、大気開放用電磁弁４ｉは、液体や気体と接する際の劣化を抑制することができる。

準備部３は、例えば希釈／洗浄水槽３２、校正液槽３３、及び捕集液槽３４の少なくとも何れかをさらに有してもよい。この場合、電磁弁４は、例えば希釈／洗浄水槽３２と接続される一対の第５弁４ｅａ、４ｅｂ、校正液槽３３と接続される一対の第６弁４ｆａ、４ｆｂ、及び捕集液槽３４と接続される一対の第７弁４ｇａ、４ｇｂの少なくとも何れかを必要に応じて有してもよい。

希釈／洗浄水槽３２は、第５弁４ｅａを介してマニホルド６に接続され、第５弁４ｅｂを介して集合管５１に接続される。希釈／洗浄水槽３２は、試料の希釈、及び測定部５の洗浄等に用いる液体を入れるために用いられる。

校正液槽３３は、第６弁４ｆａを介してマニホルド６に接続され、第６弁４ｆｂを介して集合管５１に接続される。校正液槽３３は、測定する際の校正液を入れるために用いられる。

捕集液槽３４は、第７弁４ｇａを介してマニホルド６に接続され、第７弁４ｇｂを介して測定槽５４に接続される。捕集液槽３４は、加熱蒸留された試料を捕集するために用いられる。

例えば電磁弁４の有する各弁４ｅａ、４ｅｂ、４ｆａ、４ｆｂ、４ｇａ、４ｇｂのうち、マニホルド６と接続する弁４ｅａ、４ｆａ、４ｇａが、酢酸耐性を有する材料を含み、測定部５と接続する各弁４ｅｂ、４ｆｂ、４ｇｂが、各弁４ｅａ、４ｆａ、４ｇａとは異なる材料を含んでもよい。例えば電磁弁４の有する各弁４ｅａ、４ｅｂ、４ｆａ、４ｆｂ、４ｇａ、４ｇｂのうち少なくとも１つが、酢酸耐性を有する材料（例えば上述したゴム弾性体）を含んでもよい。

なお、校正液保管部３３ａに保管された校正液を、校正液槽３３に移す方法、及び、捕集液保管部３４ａに保管された捕集液を、捕集液槽３４に移す方法は、上述した第１薬品槽３１ａに第１薬品を移す方法と同様のため、説明を省略する。

次に、シアン測定装置１を用いた測定結果について、実施例及び比較例を挙げて説明する。

本実施例において、３種類の試料１〜３に含まれる遊離シアン濃度を、ＪＩＳＫ０１０２に基づく方法（基準例）、従来の遊離シアン測定装置（比較例１）、及び上述したシアン測定装置１（実施例１）によりそれぞれ測定した。
また、３種類の試料１〜３に含まれる全シアン濃度を、ＪＩＳＫ０１０２に基づく方法（基準例）、従来の全シアン測定装置（比較例２）によりそれぞれ測定した。

実施例１では、加熱槽５２においてｐＨを微酸性とし、加熱蒸留をした。これに対し、比較例１では、試料に対して水酸化ナトリウム溶液を加えた液体を、シアン化イオン電極により測定しており、実施例１のような加熱蒸留を実施しなかった。

表１に示すように、基準例により試料１〜３に含まれる遊離シアンの濃度を測定した結果、それぞれ０．５ｍｇ／Ｌ、４．５ｍｇ／Ｌ、１０．０ｍｇ／Ｌであった。なお、基準例により試料１〜３に含まれる全シアンの濃度を測定した結果、それぞれ１．０ｍｇ／Ｌ、５．１ｍｇ／Ｌ、１０．０ｍｇ／Ｌであった。

また、比較例１により試料１〜３に含まれる遊離シアンの濃度を測定した結果、それぞれ３．１ｍｇ／Ｌ、４．０ｍｇ／Ｌ、８．４ｍｇ／Ｌであった。なお、比較例２により試料１〜３に含まれる全シアンの濃度を測定した結果、それぞれ１．０ｍｇ／Ｌ、５．１ｍｇ／Ｌ、１１．０ｍｇ／Ｌであり、基準例の結果と殆ど同じ結果が得られた。

また、実施例１により試料１〜３に含まれる遊離シアンの濃度を測定した結果、それぞれ０．９ｍｇ／Ｌ、４．５ｍｇ／Ｌ、１０．０ｍｇ／Ｌであり、何れも比較例１よりも基準例に近い結果が得られた。このため、上述したシアン測定装置１を用いることで、従来のシアン測定装置に比べて、遊離シアンの濃度を高精度で測定することを確認した。

本実施形態におけるシアン測定装置１によれば、電磁弁４及び第１ポンプ７は、酢酸耐性を有する材料を含む。このため、加熱蒸留時の混合溶液のｐＨを微酸性にするために、酢酸系の薬品を用いる場合においても、酢酸ガスに起因する電磁弁４及び第１ポンプ７の劣化を抑制することができる。これにより、装置の耐久性を向上させることが可能となる。また、シアン測定装置１は、混合溶液を加熱蒸留することを前提としている。従って、遊離シアンの濃度を主として測定する際、夾雑物の多い試料に対しても、高い定量性を得ることができ、その性能を長期に渡って維持することが可能となる。

また、本実施形態におけるシアン測定装置１によれば、大気開放用電磁弁４ｈ、４ｉは、酢酸耐性を有する材料を含む。このため、加熱蒸留された混合溶液等から発生し得る酢酸ガスに起因する大気開放用電磁弁４ｈ、４ｉの劣化を抑制することができる。これにより、装置の耐久性をさらに向上させることが可能となる。

以上、この考案の一実施形態を説明したが、上記一実施形態は例として提示したものであり、考案の範囲を限定することは意図していない。また、この考案の実施形態は、上記一実施形態が唯一のものでもない。この考案の実施形態は、上記一実施形態の他、様々な新規な形態で実施することができる。

１：シアン測定装置
２１：試料槽
３：準備部
３１：薬品槽
３２：洗浄水槽
３３：校正液槽
３４：捕集液槽
４：電磁弁
４ｈ：大気開放用電磁弁
４ｉ：大気開放用電磁弁
５：測定部
５１：集合管
５２：加熱槽
５３：冷却管
５４：測定槽
５５：測定用電極
５６：比較用電極
５７：温度補償電極
６：マニホルド
７：第１ポンプ
８：第２ポンプ

Claims

試料に含まれる遊離シアン濃度を主として測定するシアン測定装置であって、
前記試料を入れる試料槽と、
前記試料に対して加熱蒸留を行う際に用いる薬品を入れる薬品槽を有する準備部と、
前記試料槽及び前記薬品槽に接続されたマニホルドと、
前記試料槽と前記マニホルドとの間、及び前記薬品槽と前記マニホルドとの間に設けられた電磁弁と、
前記マニホルドに接続された第１ポンプと、
前記試料、及び前記薬品を含む混合溶液を加熱蒸留する加熱槽と、
を備え、
前記加熱槽における加熱蒸留時の前記混合溶液のｐＨは、微酸性であり、かつ、
前記電磁弁及び前記第１ポンプは、酢酸耐性を有する材料を含むこと
を特徴とするシアン測定装置。
前記加熱槽を含み、前記混合溶液を加熱蒸留し、加熱蒸留された前記混合溶液を捕集して測定する測定槽と、
前記測定槽に接続された第２ポンプと、
前記加熱槽と前記測定槽との間、及び前記測定槽と前記第２ポンプとの間の少なくとも何れかに設けられた大気開放用電磁弁と、
をさらに備え、
前記大気開放用電磁弁は、酢酸耐性を有する材料を含むこと
を特徴とする請求項１記載のシアン測定装置。