JP4497617B2 - 洗浄液からの金属の除去方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
連邦政府の援助による研究開発のもとで行われた発明に対する権利に関する申し立て
合衆国政府は、本発明において、エネルギー省とカリフォルニア大学との契約番号W−7405−ENG−48に従った権利を有する。
【0002】
本発明は洗浄プロセスにかかわる。より詳細には、本発明は、クエン酸洗浄液に蓄積する金属を除去し、それによって、洗浄液のその後の廃棄または再利用を可能にするために改善された方法にかかわる。
【0003】
【従来の技術】
クエン酸洗浄プロセスは様々な適用分野で使用されている。例えば、クエン酸洗浄プロセスは、典型的には、大規模な脱脂工場および洗浄工場で使用されている。この洗浄液は、クエン酸の腐食性作用のために、処理される金属を大量に含有することが多い。特に、鉄およびアルミニウムなどの軟金属がこの溶液に集積する。
【0004】
クエン酸洗浄技術は、洗浄の観点から、何年間にもわたり非常に成功を納めてきているが、廃棄する前の洗浄液の処理は、主として、洗浄液から金属を除去することが困難であるために、非常に問題が多いことが明らかにされている。例えば、洗浄液中の金属を不溶化した後でさえ、そのような金属はコロイド状懸濁物としていくらかか残留している。このような懸濁した金属は、ろ過によって溶液から除くことが極めて困難である。さらに、懸濁した金属はフィルター媒体と結合し易い。
【0005】
クエン酸洗浄液からこのような金属を除去する方法は、典型的には、1段階のpH処理プロセスを含む。このプロセスにおいて、NaOHまたはHNO3などの焼灼剤(caustic)を添加することによって洗浄液のpHを7.5〜8.5に調節する。次いで、洗浄液を安定化させた後にろ過する。この方法の効率は、主として、金属濃度およびクエン酸の容量モル濃度の両方に関する洗浄液の組成によって支配される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
クエン酸洗浄液から金属を除去して、先行技術よりも効率的な新しい方法が、この分野で求められている。本発明は、そのようなプロセスを提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のプロセスは、洗浄液のpHを繰り返し操作し、鉄およびアルミニウムの腐食産物を凝集剤として利用して、洗浄液からの他の金属の除去を最適化するものである。2つの分離した沈澱/凝集/ろ過プロセスを、異なるpHレベルで行う。
【0008】
本発明は、洗浄液から金属を除去する方法であって、
洗浄液のpHを約10.0以上に調節する第一のpH調節工程、
pHを調節した洗浄液をろ過する第一のろ過工程、
ろ液のpHを約7.5〜約8.5に調節する第二のpH調節工程および
pHを調節したろ液をろ過する第二のろ過工程
を包含する方法にかかわる。
【0009】
本発明は、洗浄液から金属を除去する方法であって、
洗浄液のクエン酸濃度を測定する工程を包含し、
クエン酸濃度が設定値以上である場合には、
洗浄液のpHを約10.0以上に調節する第一のpH調節工程、
pHを調節した洗浄液をろ過する第一のろ過工程、
ろ液のpHを約7.5〜約8.5に調節する第二のpH調節工程および
pHを調節したろ液をろ過する第二のろ過工程、ならびに、
クエン酸濃度が設定値未満の場合には、
洗浄液のpHを約7.5〜約8.5に調節する工程および
洗浄液をろ過する工程
を包含する方法にかかわる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の金属除去プロセスの最初の工程では、洗浄液のpHを約10.0以上、好ましくは約11.0〜約11.5、さらに好ましくは約11.5に調節して安定化させる(第一のpH調節工程)。洗浄液としては、たとえば、キレート溶液、具体的には、クエン酸溶液を使用することができる。洗浄液に焼灼剤を添加することによってpHを調節することができる。好ましくは水酸化ナトリウムを添加することによって、洗浄液のpHを調節して安定化させる。このレベルのアルカリ度では、水酸化アルミニウムは可溶性であるが、洗浄液に含有される大部分の他の金属は不溶性である。不溶性の水酸化鉄が生成し、不溶性の水酸化鉄は、相分離を最適化するための凝集剤として作用する。
相分離の後、洗浄液をろ過して、ろ液を回収する(第一のろ過工程)。
【0011】
次いで、このろ液のpHを約7.5〜約8.5、好ましくは約8.0に調節する。ろ液に焼灼剤を添加することによってpHを調節することができる。好ましくは硝酸を添加することによって、ろ液のpHを下げる(第二のpH調節工程)。このpHで、水酸化アルミニウムは不溶性になり、そして第二の凝集剤として作用する。
【0012】
次いで、第二のろ過工程が実施され、残存するろ液は、金属の濃度が大きく低下している。
【0013】
本発明の少なくとも一つの実施形態においては、二段階のpH調節/ろ過プロセスを行った後で、ろ液をイオン交換樹脂に供するさらなる工程が行われる。イオン交換樹脂としては、カチオン性イオン交換樹脂を使用することができる。カチオン性イオン交換樹脂は、たとえば、Na+型からH+型に変換して使用することができる。たとえば、Na+型のカチオン性イオン交換樹脂を希硝酸で処理した後、脱イオン水で処理することによってH+型に変換することができる。カチオン性イオン交換樹脂としては、キレート樹脂を使用することができる。好ましくは、プロライトカンパニー(Purolite Company)製のプロライト(Purolite)S−930またはS−950などのカチオン性イオン交換樹脂が使用される。より好ましくは、H+型に変換されたプロライトS−950を使用する。
【0014】
本発明の少なくともも一つの別の実施形態においては、最初に洗浄液のクエン酸濃度を測定する。クエン酸濃度が設定値以上、たとえば、約0.01M以上であると測定された場合には、本発明の二段階処理プロセスを使用する。クエン酸濃度が設定値未満、たとえば、約0.01M未満であると測定された場合には、洗浄液のpHを約7.5〜約8.5に調節して安定化させ、次いでその溶液をろ過する一段階処理プロセスを使用する。
【0015】
本発明の性質および利点は、本明細書の以下の記載および図面を参照することによってさらに理解することができる。
【0016】
洗浄液から金属を除去するために一般的に使用されている重金属除去プロセス(すなわち、NMRP)は、1970年代の後半から使用されている。開発されてから今日まで、処理され得る溶液の化学的組成は大きく変化してきた。最も大きな変化は、表面の汚染物を除去するために使用されていた化学薬品の代わりとなった新しい洗浄剤の結果である。このような新しい洗浄剤は、典型的には、新しい洗浄剤によって置き換えられた化学薬品よりも効果的であるが、残念なことに、廃棄前の処理がより困難になっている。標準的なHMRPを使用した場合、ろ液中の金属の濃度は、許容レベルを超えることが多い。好ましくは、処理後において、洗浄液は、銅、ニッケル、ウラン、アルミニウム、鉄および亜鉛の含有量が100万分の1(1ppm)未満でなければならず、この場合、廃液を適性に廃棄することができる。
【0017】
標準的なHMRP技術が効果的でない原因を明らかにするために、表1に示す濃度の金属を含有する代用廃水で研究を行った。HMRP技術がうまくいかない原因は、汚染除去洗浄剤のキレート化作用ならびにクエン酸濃度に関係していることが予想された。キレート化作用は当業者により十分に理解されており、キレート環の形成に関係している。典型的なキレート化剤は、金属イオンの化学的活性を低下させる。
【0018】
【表1】
Figure 0004497617
【0019】
代用廃水の研究に基づいて、一般には、0.01M未満のクエン酸を含有する溶液は、標準的なHMRP技術によって問題なく処理することができるが、このモル濃度を超えるクエン酸を含有する溶液は完全には処理できないことが明らかになった。標準的な処理プロセスがもはや効果的でなくなる境界の正確な点は、クエン酸のモル濃度だけでなく、廃水に含有される硝酸の濃度にも依存する。
【0020】
金属の濃度をさらに低下させるために、二段階処理プロセスと一緒に問題なく使用することができる方法は、イオン交換樹脂である。好ましくは、水酸化物の沈澱およびろ過を使用して、大部分の金属を除去し、その後、ろ液をカチオン性イオン交換樹脂によって処理して、所望する低い濃度を得る。様々なカチオン性イオン交換樹脂をこの目的のために使用することができる。プロライトカンパニー製のプロライトS−940キレート樹脂を試験して、ウランが廃液から問題なく除去されることが明らかにされた。プロライトS−950は、プロライトS−940と類似しているが、より大きな総交換容量を有する。この樹脂は、キレート化した金属を水溶液から除去するために開発されたマクロ細孔性のアミノホスホン酸樹脂である。キレート樹脂は、キレート化特性によって、金属を可溶性に保っている溶液中のキレートを抑え、従って金属が樹脂の官能基に結合することを可能にするので望ましい。金属に対する親和性の程度はpHによって変化し、その結果、酸性溶液において、樹脂は、イオン性のFe3+、Cu2+、Zn2+、Al3+およびNi2+に対する強い吸引作用を有する。pHは、金属水酸化物の効果的な除去を可能にするために中性よりもわずかに高いために、最初の試験は、ナトリウムイオン交換樹脂を使用して行った。
【0021】
本発明の方法は、濃度が約0.024M以下のクエン酸および30重量%の硝酸を含有する溶液に適用することによって最も良く機能する。ろ液を最終処理して、溶液中の金属の濃度をさらに低下させるために推奨される樹脂は、プロライトS−950イオン交換樹脂(受領時の樹脂またはH+型に変換された樹脂)である。
【0022】
図1に、本発明の好適な実施形態によるプロセスを図示する。本プロセスは、前記のように改変することができ、そして金属を所望するレベルに低下させることに依存して、図に関連して記載されているように改変することができる。
【0023】
図1のプロセスの機能は、クエン酸濃度のキレート化作用を抑えること、および/または金属の濃度目標(たとえば、1mg/Lのニッケル)を満たすことである。好ましくは、本発明の方法は二つの調節可能な工程を含み、これにより、手順は効率的で最も効果的である。あるいは、同じプロセスを、処理すべき溶液のバッチ毎に繰り返して使用することができる。
【0024】
本発明の好ましい実施形態により、浄化される洗浄液1は、最初に、クエン酸の濃度を測定するために分析される(工程2)。クエン酸濃度が0.01M以上である場合(工程3)、本発明の二段階処理プロセスで処理する。クエン酸濃度が0.01M未満である場合(工程4)、一段階処理プロセスで処理することができる。
【0025】
図1に記載されているように、クエン酸濃度が設定値以上である場合(工程3)、洗浄液のpHを約10.0以上、好ましくは約11.0〜約11.5に調節する(工程5)。前記のように、洗浄液のpHは、焼灼剤(caustic)を添加することによって調節することができる。洗浄液のpHは、好ましくはNaOH、たとえば、50重量%のNaOH水溶液を使用して調節され、この場合、好都合な熱が生成する。pHを調節したら、洗浄液を安定化させて、pHを所望の範囲内に維持する。次いで、洗浄液をろ過して、望ましくない金属を除去する(工程6)。
【0026】
ろ過工程6の後、ろ液のpHを再度調節して、ろ液を安定化させる(工程7)。
【0027】
濃度分析工程2の結果、クエン酸濃度が設定値未満、たとえば、0.01M未満であることが示された場合、洗浄液のpHは、工程5および工程6をとばして、直ちに工程7に従って調節することができる。工程7において、ろ液または洗浄液のpHを約7.5〜約8.5に調節して安定化させる。焼灼剤、好ましくは硝酸を使用してpHを調節する。次いで、ろ液を再度ろ過(工程8)して、望ましくない金属をさらに除去する。
【0028】
目標濃度ならびに所望する適用に依存して、金属除去処理プロセスは、工程8の後で完了することができる。好ましくは、ろ液の分析を行って、ろ液の金属濃度が所望レベル内であるかどうかを測定する(工程9)。所望の濃度レベルが満たされている場合、処理プロセスは完了する(工程12)。本明細書中において設定されている目標濃度基準(たとえば、6種の金属について1ppm未満)は、単なる例示に過ぎない。本発明は他の濃度レベルおよび他の金属にも適用することができる。
【0029】
金属濃度の分析によって、濃度が目標基準を満たしていない場合、ろ液は、イオン交換樹脂、たとえば、H+型のカチオン性イオン交換樹脂に送られる(工程10)。カチオン性イオン交換樹脂を通して処理した後に処理プロセスは終了する(工程12)。あるいは、カチオン性イオン交換樹脂からの溶液を、金属分析およびpH調節のために、保存タンクに回収することができる(工程11)。
【0030】
当業者により理解されるように、本発明は、本発明の精神またはその本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形態に包含されることができる。従って、本明細書中の開示および記載は、各請求項記載の本発明に包含される実施の形態を例示するものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【0031】
【実施例】
実施例1および比較例1
主に問題になっている廃水溶液(洗浄液)は高濃度の鉄およびアルミニウムの両方を含有するため、この二つの金属の水酸化物を凝集剤として個々に使用する処理プロセスを採用した。採用したプロセスでは、pHを焼灼剤(たとえば、NaOH)の添加によって上昇させて、この二つの金属水酸化物を不溶化して、金属水酸化物を懸濁固体として析出させる(第一のpH調節工程)。pHが10よりも高くなると、水酸化アルミニウムは溶解するが、溶液中に含有される大部分の他の金属は不溶性のままである。約11.5のpHで、水酸化鉄は、不溶性金属を凝析して共沈させる。
【0032】
ろ過による相分離(第一のろ過工程)を行った後、硝酸を加えて、ろ液のpHを約8.0に下げる(第二のpH調節工程)。このpHレベルで、水酸化アルミニウムは不溶性であり、残った不溶性金属を凝析させて共沈させる。再度ろ過を行って、処理されたろ液を回収する(第二のろ過工程)。
【0033】
前記に概略を示した二段階pH処理プロセスを使用して、クエン酸含有量は不明であるが、キレート化特性を有することが明らかな洗浄液(サンプル)を処理した。硝酸は、典型的には約30%(すなわち、約4.5規定)の濃度で存在した。表2に、標準的なHMRP技術(比較例1)と上記の二段階処理プロセス(実施例1)とを比較した結果を示す。表2には、いずれかの金属除去プロセスで処理する前における表1に示される6種の主要な標的金属の濃度も示す(サンプル)。濃度はすべてmg/Lの単位で示す。表2に示すように、本発明の二段階pH処理プロセス(実施例1)によって、アルミニウムを除く試験したすべての金属に関して金属除去に対する著しい改善が得られた。
【0034】
【表2】
Figure 0004497617
【0035】
実施例2
前記本発明の二段階pH処理プロセスについて、他の3種の金属(鉛、カドミウムおよびクロム)を除去する能力を明らかにするために調べた。処理前の代用溶液は、これらの金属濃度が、それぞれ、244.8mg/L、67.2mg/Lおよび50.0mg/Lであった。処理後の濃度は、カドミウム0.009mg/L、クロム0.155mg/Lであった。処理後の鉛の濃度は検出できなかった。
【0036】
実施例3および比較例2
クエン酸濃度0.01Mの代用溶液(サンプル)を前記本発明の二段階処理プロセスで処理で行った。硝酸を30重量%の割合で加えた。結果を表3に示す。
濃度はすべてmg/Lで示す。
【0037】
【表3】
Figure 0004497617
【0038】
前回の試験の場合と同様に、二段階処理プロセス(実施例3)は、アルミニウムを除く試験したすべての金属に関して、より効果的な金属除去技術であることが明らかになった。試験結果を比較することによって、硝酸を30%に増大させた場合には金属の除去に好ましくない作用が存在することが示されたが、二段階pH処理プロセス(実施例3)により、0.01Mのクエン酸でその作用がかろうじて抑えられることが明らかになった。これにより、かろうじて効果的であるHMRP処理(比較例2)では、クエン酸濃度をこのモル濃度よりも低く維持しなければならことが確認された。
【0039】
実施例4および5、比較例3および4
クエン酸濃度を増加させたときの効果を見るために実験を行った。標準的なHMRP技術(比較例3および4)と前記本発明の二段階pH処理プロセス(実施例4および5)との比較を0.015M(比較例3、実施例4)および0.018M(比較例4、実施例5)のクエン酸濃度で行った。結果を表4に示す。金属濃度の単位はmg/Lである。
【0040】
【表4】
Figure 0004497617
【0041】
表4に示した試験結果を検討した後にいくつかの結論に達した。第一に、二段階処理プロセス(実施例4および5)は、銅、鉄、ニッケルおよびウランの除去において、より効果的であった。標準的なHMRP技術(比較例3および4)は、亜鉛の除去においてわずかにより効果的であり、そしてアルミニウムの除去において一層より効果的であった。第二に、二段階処理プロセス(実施例4および5)は、一般的には、標準的なHMRP(比較例3および4)よりも効果的であったが、いくつかの金属の濃度は、依然として、所望する濃度よりも高かった。
【0042】
実施例6および7
前記本発明の二段階処理プロセスにおいて、金属の濃度を低下させる試みとして、代用溶液を50%に稀釈し、焼灼剤の濃度を50%から25%に低下させた。これらの方法は、焼灼剤の濃度を低下させることによってpHのより良好な制御が可能になったことを除いて、明らかな効果はなかった。
【0043】
実施例8
前記本発明の二段階処理プロセスにおいて、予備蒸発において洗浄液の容量を低下させる方法において、生じる発熱をシミュレーションして、代用溶液を加熱した。この方法は、金属濃度の大きな低下をもたらさなかった。しかし、焼灼剤によって溶液のpHが11に増大して発熱したことにより、金属の除去が改善されることが観測された。この方法においては、温度は22℃の周囲温度から65〜68℃まで上昇した。
【0044】
実施例9〜11
前記本発明の二段階処理プロセスとの組合せにおけるイオン交換樹脂の使用を調べるために、バッチ試験を使用して、処理時間を短縮した。この方法は、通常、より控え目な結果を示すカラム試験よりも効果的でない。最初のイオン交換試験において、0.024Mクエン酸および3%硝酸を含有する代用溶液の一定量を、二段階処理プロセスで処理し(実施例9)、ろ液をイオン交換樹脂(実施例10および11)に供するために回収した。このろ液はpHが7.8であった。
このろ液の100mlを25gのプロライトS−950樹脂で処理した。樹脂による処理を行った後、ろ液のpHは、イオン交換樹脂が標的金属に対する親和性をほとんど有さいない9.8に上昇した。イオン交換樹脂およびろ液をゆっくり1時間攪拌して、溶液を取り出した。最初の試験では、所望するレベルの金属除去は得られなかった。
【0045】
金属の除去を改善するために、Na+型のプロライトS−950樹脂25gを、10%希硝酸で処理した後、脱イオン水で洗浄してH+型のイオン交換樹脂に変換した。次いで、代用溶液を再度処理したところ、pH2.1(銅の除去に非常に望ましいレベル)であることが見出された。2回の実験を行ったが、最終pHは2.2であった。表5にこれらの試験の結果を示す。表5には、二段階ろ過プロセスを行った後に測定した標的金属の濃度(実施例9)および2回のイオン交換樹脂による処理を行なった後の濃度(実施例10および11)を示す。
【0046】
【表5】
Figure 0004497617
【0047】
実施例12〜14
ろ液をイオン交換樹脂に供する工程を包含する前記本発明の二段階処理プロセスにおいて、キレート樹脂が有効であることを確認するための実験を行った。通常のカチオン性樹脂はあまり高価でなく、従って、より望ましいからである。この場合、0.024Mクエン酸および10%硝酸を含有する代用溶液を二段階処理プロセス(実施例12)によって処理した。
【0048】
次いで、バッチ処理を用いて、回収したろ液の100mlを、25gのH+型に変換したプロライトカンパニー製プロライトC−106に加えて、1時間攪拌した(実施例13)。同じ手順を、プロライトS−950キレート樹脂についても行なった(実施例14)。
【0049】
表4に2種の樹脂を比較した結果を示す。濃度はmg/Lの単位で示す。この試験の結果は、キレート樹脂が有効であることを示す。
【0050】
【表6】
Figure 0004497617
【0051】
実施例15〜18
ろ液をイオン交換樹脂に供する工程を包含する前記本発明の二段階処理プロセスにおいて、銅に対してプロライトS−950よりも強い親和性を有することが報告されている別のキレート樹脂(プロライトS−930)を使用した。プロライトS−930も、ポリスチレン樹脂であるが、イミノ二酢酸基によって置換されている。代用溶液を本発明の二段階pH処理プロセスを使用して処理し(実施例15)、ろ液を回収した。
【0052】
プロライトS−930樹脂をプロライトS−950の場合と同様にしてH+型に変換した。プロライトS−930を使用する2回の試験(実施例16および17)を、プロライトS−950を使用する試験(実施例18)と同様に行った。
【0053】
この3回の試験はすべて、前記の方法で行なった。表7に示す結果は、プロライトS−930樹脂はプロライトS−950樹脂よりも、銅の除去において、わずかに効果的であるが、アルミニウムの除去においては、劇的な効果がないことを示している。濃度はmg/Lで示す。
【0054】
【表7】
Figure 0004497617
【0055】
実施例19〜21
プロライトS−950樹脂による最終処理技術を伴う前記本発明の二段階pH処理が、典型的な代用溶液において、0.3Mクエン酸のキレート化作用を抑えるかどうかを明らかにするための試験を行った。試験は、前記の試験と同様に2回行った(実施例20および21)。実施例19はプロライトS−950樹脂による最終処理技術を伴わない二段階pH処理の結果である。最終処理した溶液の結果は、いくつかのイオン交換カラムが有効であることを示している。表8の濃度の値はmg/Lである。
【0056】
【表8】
Figure 0004497617
【0057】
【発明の効果】
前記のように、本発明の二段階pH処理プロセスにより、金属除去において、標準的なHMRP法を上回る劇的な改善が得られる。特に、二段階pH処理プロセスにより、クエン酸のキレート化作用が抑えらることが明らかになった。クエン酸の作用のみを調べたが、本発明の方法によれば、目的に応じて、他のキレート性水溶液から金属を効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施形態によるプロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 洗浄液
2 クエン酸濃度分析
3 0.01M以上の場合
4 0.01M未満の場合
5 pH調節および安定化
6 ろ過
7 pH調節および安定化
8 ろ過
9 金属濃度分析
10 カチオン性イオン交換樹脂
11 金属濃度およびpH調節
12 処理プロセス完了

Claims (15)

  1. 洗浄液から金属を除去する方法であって、
    洗浄液のpHを約10.0以上に調節する第一のpH調節工程、
    pHを調節した洗浄液をろ過する第一のろ過工程、
    ろ液のpHを約7.5〜約8.5に調節する第二のpH調節工程および
    pHを調節したろ液をろ過する第二のろ過工程を包含し、
    第一のpH調節工程でpHを調節した洗浄液のpHが約11.0〜約11.5であり、
    洗浄液がクエン酸溶液であり、鉄およびアルミニウムを含有する方法。
  2. 第二のpH調節工程でpHを調節した洗浄液のpHが約8.0である請求項1記載の方法。
  3. 第一のpH調節工程の後に洗浄液のpHを約11.0〜約11.5に安定化させる工程を包含する請求項1記載の方法。
  4. 第二のpH調節工程の後にろ液のpHを約8.0に調節する工程を包含する請求項1記載の方法。
  5. 第一のpH調節工程が洗浄液に焼灼剤を添加する工程を包含する請求項1記載の方法。
  6. 焼灼剤が水酸化ナトリウムである請求項記載の方法。
  7. 第二のpH調節工程がろ液に硝酸を添加する工程を包含する請求項1記載の方法。
  8. 第二のろ過工程の後にろ液を回収する工程およびろ液をカチオン性イオン交換樹脂に供する工程を包含する請求項1記載の方法。
  9. カチオン性イオン交換樹脂に供する工程の前にろ液中に存在する少なくとも1種の金属の濃度を測定する工程を包含する請求項記載の方法。
  10. カチオン性イオン交換樹脂がキレート樹脂である請求項記載の方法。
  11. カチオン性イオン交換樹脂をNa+型からH+型に変換する工程を包含する請求項記載の方法。
  12. カチオン性イオン交換樹脂を希硝酸で処理する工程および処理したカチオン性イオン交換樹脂を脱イオン水で処理する工程を包含する請求項記載の方法。
  13. 洗浄液から金属を除去する方法であって、
    洗浄液のクエン酸濃度を測定する工程を包含し、
    クエン酸濃度が設定値以上である場合には、
    洗浄液のpHを約10.0以上に調節する第一のpH調節工程、
    pHを調節した洗浄液をろ過する第一のろ過工程、
    ろ液のpHを約7.5〜約8.5に調節する第二のpH調節工程および
    pHを調節したろ液をろ過する第二のろ過工程、ならびに、
    クエン酸濃度が設定値未満の場合には、
    洗浄液のpHを約7.5〜約8.5に調節する工程および
    洗浄液をろ過する工程を包含し、
    約10.0以上のpHが約11.0〜約11.5であり、
    洗浄液がクエン酸溶液であり、鉄およびアルミニウムを含有する方法。
  14. 約7.5〜約8.5のpHが約8.0である請求項13記載の方法。
  15. クエン酸濃度の設定値が約0.01モルである請求項13記載の方法。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE514687C2 (sv) * 1999-07-09 2001-04-02 Sca Graphic Res Ab Metod för eliminering av skadliga substanser i en processvätska
FR2867772B1 (fr) * 2004-03-18 2007-01-12 Ludovic Langelin Nouveau procede de purification domestique de l'eau
US20050209328A1 (en) * 2004-03-19 2005-09-22 Allgood Charles C Alphahydroxyacids with ultra-low metal concentration
JP2016005825A (ja) * 2014-06-20 2016-01-14 住友金属鉱山株式会社 有機酸含有廃液の処理方法
CN104213131A (zh) * 2014-09-29 2014-12-17 无锡阳工机械制造有限公司 一种竹炭除锈液
TWI704011B (zh) 2014-12-05 2020-09-11 美商藍色立方體有限責任公司 鹽水純化方法
JP7236806B2 (ja) * 2018-01-09 2023-03-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フィルター、金属イオンの除去方法及び金属イオン除去装置
JP7153471B2 (ja) 2018-05-31 2022-10-14 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フィルター及び金属イオン除去装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000117270A (ja) * 1998-10-09 2000-04-25 Nippon Steel Corp 金属含有排水の処理および有価金属の回収方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5639957B2 (ja) * 1973-06-05 1981-09-17
JPS5149564A (ja) * 1974-10-25 1976-04-28 Fujisawa Pharmaceutical Co Haiekinoshorihoho
JPS5179953A (ja) * 1974-12-31 1976-07-12 Toda Kogyo Corp Sanseihaiekinoshoriho
JPS51124051A (en) * 1975-04-21 1976-10-29 Nec Corp Treatment method of the waste fluid of ferric salt containing heavy me tal
JPS52105573A (en) * 1976-03-03 1977-09-05 Ebara Infilco Co Ltd Treatment of acid washing waste liquid
JPS5352638A (en) * 1976-10-25 1978-05-13 Osaka Sanso Kougiyou Kk Process for refining salt
SU710570A1 (ru) * 1976-12-14 1980-01-25 Институт Коллоидной Химии И Химии Воды Ан Украинской Сср Способ регенерации ионитов
JPS5437365A (en) * 1977-08-29 1979-03-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Treatment of organic acid washing liquid
JPS54152670A (en) * 1978-05-24 1979-12-01 Unitika Ltd Ion-exchanging method in moving bed type ion-exchanging apparatus
JPS5940513B2 (ja) * 1978-10-16 1984-10-01 三菱重工業株式会社 化学洗浄廃液の処理方法
JPS60119B2 (ja) * 1981-08-28 1985-01-05 千代田化工建設株式会社 化学洗浄廃液の処理方法
US4624790A (en) * 1981-11-19 1986-11-25 Lancy International, Inc. Reduction of metal content of treated effluents
JPS5976593A (ja) * 1982-10-21 1984-05-01 Ebara Infilco Co Ltd Edtaを含むボイラ等の化学洗浄廃液からedtaを回収する方法
JPS59196797A (ja) * 1983-04-19 1984-11-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 廃液の処理方法
CA1229780A (en) * 1983-07-14 1987-12-01 Alexander P. Murray Iron removal from edta solutions
JPS6092241A (ja) * 1983-10-27 1985-05-23 Katsuo Nishioka 化学洗浄廃液中のクエン酸の回収・再利用方法
JPS61192386A (ja) * 1985-02-22 1986-08-26 Kurita Water Ind Ltd 重金属錯体を含む廃水の処理方法
JPH0714514B2 (ja) * 1987-04-23 1995-02-22 三菱重工業株式会社 化学洗浄廃液の処理法
JPH0613093B2 (ja) * 1990-05-18 1994-02-23 花王株式会社 銅―鉄―アルミニウム系触媒の製造方法
US5160631A (en) * 1991-08-05 1992-11-03 Halliburton Company Method for treating chelant solutions to remove metals in solution
CA2142789A1 (en) * 1994-02-17 1995-08-18 Wayne W. Frenier Formic-carboxylic acid mixtures for removing iron oxide scale from steel surfaces
JP3202605B2 (ja) * 1995-07-04 2001-08-27 荏原工業洗浄株式会社 プラントの化学洗浄方法と装置
JP2000135490A (ja) * 1998-08-24 2000-05-16 Thomas Internatl:Kk 廃液の処理方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000117270A (ja) * 1998-10-09 2000-04-25 Nippon Steel Corp 金属含有排水の処理および有価金属の回収方法

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