JP4502505B2 - 無機組成物、製造方法および使用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の背景
本発明は、一般に水処理用途向きの凝固剤に関するものである。一般に、凝固剤は、水系から懸濁した固体粒子を除去するために利用されている。
【０００２】
凝固剤は、典型的には、無機（三価、二価の金属塩類）または有機（水溶性固体電解質）という一般的カテゴリーに分類されている。広く使用されている無機凝固剤の例は、硫酸アルミニウムＡｌ₂（ＳＯ₄）₃、塩化アルミニウムＡｌＣｌ₃、塩化水酸化アルミニウム（アルミニウムクロロハイドレート）Ａｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌ、塩化第二鉄ＦｅＣｌ₃、硫酸第二鉄Ｆｅ₂（ＳＯ₄）₃、および塩化カルシウムである。広く使用されている水溶性または溶液固体電解質の例は、ｐ−ＤＭＤＡＡＣ（ポリジメチル ジアリル アンモニウム クロリド）およびＥｐｉ−ＤＭＡポリアミンである。
【０００３】
多くの無機凝固剤は溶液陽イオン性固体電解質類と適合しており、結合して安定な組み合わせを生成し得る。近年、高荷電溶液陽イオン固体電解質を含む無機凝固剤の多くの異なる配合調合物が、特許され、市販されてきた。無機凝固剤／重合体配合物の一例は、１部のＥｐｉ−ＤＭＡポリアミンと混合された５部の標準２８°バウメ（Ｂａｕｍｅ）ＡｌＣｌ₃溶液であろう。他の例、限界および範囲が、カルゴンコーポレーションの米国特許第４，７４６，４５７号、４，８００，０３９号および５，０３５，８０８号に説明されており、更に米国特許第２，８６２，８８０号、３，２８５，８４９号、３，４７２，７６７号、３，４８９，６８１号、３，６１７，５６９号、４，１３７，１６５号、４，４５０，０９２号、４，５８２，６２７号、４，６１０，８０１号、および４，６５５，９３４号に説明されており、これらの開示の全体を参照し、本明細書に包含する。通常は、これらの組成物は、無機三価金属塩と水溶性重合体液との物理的な配合物であり、これは各成分の単純な混合物であり、ここで双方の成分は、各々のもとの同一性や化学的組成を保持しているが、しかしながら以下のような有用性と利点とをもたらす：
【０００４】
１．無機および重合体凝固剤を同時に配合物として添加することによる相乗効果；および
２．使用し易さ−二種類の製品の代わりに一種の製品を使用している（これによって、供給装置、機器および取扱を排除している）。
【０００５】
排水処理装置は、典型的には、凝固プロセス中に、三価金属塩類、重合体または双方の組み合わせを使用することが必要である。第二鉄凝固剤、例えばＦｅＣｌ₃配合物と、アルミニウム凝固剤、例えばみょうばんまたはＡｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌ配合物との双方が、しばしばこれらのプロセスにおいて使用されている。第二鉄およびアルミニウム凝固剤の双方によって、異なる所望特性がもたらされる。しかしながら、これらの凝固剤は、通常は互いに適合しない。
【０００６】
従って、本分野において、第二鉄凝固剤とアルミニウム凝固剤との所望の特性を組み合わせた単一の凝固剤を開発することが望まれていた。
【０００７】
発明の要約
本発明は、クロム塩を除く三価の金属塩、酸性のリン化合物および水酸化塩化アルミニウムの反応生成物である組成物、およびその製造方法である。
【０００８】
本発明による使用方法は、この反応生成物を有効量で、処理すべき液へと添加する。本発明の組成物は、ほとんどの水処理用途に対して、優秀でユニークな凝固剤である。
【０００９】
本明細書で使用する「有効量」という用語は、処理される廃水または系中の不純物を少なくとも部分的に処理（凝固）させるのを助ける、クレームされた反応生成物の量である。
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明者は、所望特性のＦｅＣｌ₃配合物およびＡｌ（ＯＨ）₅Ｃｌ配合物を得るために、これら２種類の無機物を混合し、次いで得られた陽イオン性固体電解質および他の成分と組み合わせようと試みていたときに、本発明を見いだした。しかしながら、本発明者の発見によれば、ＦｅＣｌ₃のような三価金属塩類と、Ａｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌのような水酸化塩化アルミニウム類との混合物は、適合せず、こうした混合物を組み合わせようとするすべての試みは、ゲル化／固形化した反応生成物に終わり、使用不能であった。
【００１１】
予期せざることに、ＦｅＣｌ₃溶液とＡｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌ溶液とを、第三の成分であるモノアルミニウムホスフォートを使用することによって、安定化および混合可能であることを見いだした。本発明者は、これらの以前には適合しない凝固剤を混合し、安定な錯体イオン配位化合物を生成させる方法を発見し、この配位化合物は、工業および公共水処理用の凝固剤として効率の向上を示した。
【００１２】
本発明者が発見した組成物およびその製造方法は、クロム塩以外の三価金属塩、塩化水酸化アルミニウム、および安定化化合物として作用する酸性のリン化合物の反応生成物に係る。
【００１３】
本発明の好適な製造方法においては、酸性のリン化合物（安定剤）を三価の金属塩へと添加した後、直ちに塩化水酸化アルミニウムの添加を行う。酸性のリン化合物（安定剤）を三価金属塩へと添加すると、少量の発熱が生ずる。次いで塩化水酸化アルミニウムを添加すると、より多量の一層激しい発熱が生ずる。この発熱に基づくと、および色彩の変化と部分的な沈殿（および再溶解）とに基づくと、これらの成分が反応中であり、新しい化合物が生成したものと考えられる。新しい化合物を生成させる際のこれらの化合物の添加の順番は変更できるが、上記の順番で添加することが好ましい。三価の金属塩および塩化水酸化アルミニウムを酸性のリン化合物なしに混合した場合には、スラリーが生成し、これは一般的には１時間以内に固形化するであろう。安定な最終生成物を生成させるためには、この添加順序を採用した場合、酸性のリン化合物は、本混合物へと固形化の前に添加しなければならず、あるいは、好ましくは４０分間以内に添加しなければならない。しかしながら、固形化後に、酸性のリン化合物を添加することによって再構成できる。最も好適度の低い添加順序は、酸性のリン化合物のみを最初に塩化水酸化アルミニウムと混合する場合であり、なぜなら固形の物質がほとんど直ちに生成するからである。しかしながら、この固形物質は、ＦｅＣｌ₃を添加することによって再構成できる。これらの理由から、上記した添加順序が好ましい。
【００１４】
こうして得られた新規化合物は安定であり、本製造法で使用した化合物とは、組成物の点で異なっているように思われる。新しい化合物が生成したという結論は図１〜３において支持されており、図１〜３は、容量組成１０のＦｅＣｌ₃（水中で約４０％の活性原材料）、３のモノアルミニウムホスフォート（Ａｌ（Ｈ₂ＰＯ₄）₃・ＸＨ₂Ｏ）（水中で約５０重量％）および５のＡｌ（ＯＨ）₅Ｃｌ（水中で約５０重量％）の反応から生成した化合物のＡｌ−２７ ＮＭＲスペクトルを示す。商業的に入手可能なＦｅＣｌ₃溶液は、水中で活性原材料３８〜４２％である。商業的に入手可能なモノアルミニウムホスフォートおよびＡｌ（ＯＨ）₅Ｃｌは、いずれも水中５０重量％±１％〜２％である。
【００１５】
ピークの形状と位置との組み合わせによって、ＮＭＲ分光分析の構造情報がもたらされる。この位置は、選択された標準物質に対する相対的マーカーに基づいており、周波数で見てｐｐｍシフトで測定されている。これらのスペクトルで使用する標準参照物質は、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）で０ｐｐｍである。このピークの形状（シングレット、ダブレット等）は、核の近接原子との相互作用に依存している。ピークの位置と形状との組み合わせは、核の環境、よってその構造の関数である。
【００１６】
図１は、モノアルミニウムホスフォートのＡｌ−２７ ＮＭＲスペクトルである。このスペクトルには、標準に対して約−７７．７ｐｐｍに中心がある単一のバンドが示されている。このピークの幅は、溶液中の本構造の指標である。
【００１７】
図２は、塩化水酸化アルミニウム（Ａｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌ）のＡｌ−２７ ＮＭＲスペクトルである。このスペクトルには、約−５７．８および−６８．６ｐｐｍに中心がある非常に広い一組のピークが示されており、前者のピークがはるかに強いバンドである。このスペクトルが示すところによれば、二つのピークは重なっている。また、これら主要な二つのバンドのそれぞれの横に二つの遙かに小さいピークが存在しており、これらはおそらく少量の不純物である。この物質は、性質上重合性であることが知られている。一般的に、物質の分子量が大きいほど、ピークの幅が一層広くなる。
【００１８】
図３は、本発明の反応混合物のＡｌ−２７ ＮＭＲスペクトルである。このスペクトルは、本反応による、塩化第二鉄（III）、モノアルミニウムホスフォートおよび塩化水酸化アルミニウムの本発明の反応混合物の生成物を、好適な実施形態におけるこれら三種類の化合物の濃度および容量部を採用した場合について、示している。図３においては、アルミニウムのＮＭＲのピークは、非常に先鋭なシングレットであり、標準に対して約−２６．２ｐｐｍの位置にシフトしている。これらの変化が示すところによれば、反応が生じており、二つの原材料成分（塩化鉄（III）および塩化水酸化アルミニウム）は、ほぼ間違いなくこの反応において制限的な試薬であり、この最終生成物の構造は、塩化水酸化アルミニウム前駆体よりも単純である。このアルミニウムは、一つの型の化学的環境中に存在しており、これが新しい化合物に対して提案される構造の根拠となる。
【００１９】
図３の主題である本好適実施形態の分子式：
【００２０】
［Ａｌn(ＯＨ)a(Ｈ₂ＰＯ₄)b(Ｃｌ)c(Ｈ₂Ｏ)d〕^3n-a-b-cの鉄（III）塩
ここで（ａ＋ｂ＋ｃ）＞３ｎ
【００２１】
この新規組成物はルイス／酸塩基型の反応の生成物であり、ここで安定な錯体イオン配位化合物が以下のようにして生成している。
Ａ＋Ｂ→「中間体」（４℃、温度の上昇を観測）：
「中間体」＋Ｃ→新規化合物（２０℃、温度の上昇を観測）：
ここで、
【００２２】
【表Ａ】

【００２３】
好適な実施形態の本新規化合物の典型的構造は下記に示し、ここでＨ₂Ｏ、Ｃｌ、ＯＨおよびＨ₂ＰＯ₄配位子の数を変更でき、また配位錯体上における金属イオン上の配位子の位置も変更できる。各配位子と中心金属原子との間の結合の性質は、配位共有結合である。
【００２４】
【化１】

【００２５】
本発明組成物の好適な実施形態は、容量で、
１０ ＦｅＣｌ₃ （水中に活性原材料約４０％を含む水溶液）
３ モノアルミニウムホスフォート〔Ａｌ（Ｈ₂ＰＯ₄）₃・ＸＨ₂Ｏ〕（水中で約５０重量％）
５ Ａｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌ（水中約５０重量％）
１ ＣａＣｌ₂ （３０％溶液）
２ Ｃａ−２５０ （Ｅｐｉ−ＤＭＡポリアミン）（水中５０重量％）
【００２６】
好適な実施形態において上記成分の容量を変更することを含む、複数の実験を行った。測定によると、上記した容量が好適な組み合わせであるけれども、これらの比率を変更することができ、しかもやはり安定な反応生成物を保持し、所望の凝固特性が種々の度合いで得られた。測定によると（上記した濃度を利用して）、ＦｅＣｌ₃成分の容量は３〜３０部で変化させることができ、モノアルミニウムホスフェートは０．５〜１０部で変化させることができ、Ａｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌは２０部もの高さにまで増やして良い。しかしながら、Ａｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌの容量の上限は２０部のようであり、なぜなら、この濃度では沈殿が発生しはじめるからである。得られた化合物の品質は、好適な実施形態からの偏差に比例して変化するが、得られた化合物によって、安定な反応生成物がもたらされる。相異なる三価の金属塩、酸性のリン化合物および塩化水酸化アルミニウム、およびこうした各成分の容量の組み合わせを変更して、他の試験を実施した。下記の実施例には、容量および成分を変更した、選択した試験の結果を示す。
【００２７】
また、好適な実施形態の成分に対する上記の容量比率は、他の三価の金属塩、酸性のリン化合物および塩化水酸化アルミニウムの請求の範囲に属する種々の組み合わせに対して適用可能である。本分野に習熟した者に知られているように、これらの種々の化合物は、種々の濃度で入手可能である。種々の濃度の種々の置換成分について最も好適な成分比率を得るためには、上記した好適な実施形態におけるモル量比率と同じ、第二鉄、ホスフェートまたはホスファイトおよびアルミニウムのモル量比率を得なければならない。例えば、約５０重量％のモノアルミニウムホスフォートと比べて、リン酸は水中約８５重量％で商業的に入手可能である。従って、正確なｍｏｌ比率が得られれば、異なる濃度の成分を使用できる。
【００２８】
塩化カルシウムおよび「ＣＡ−２５０」成分は物理的な配合物としてのみ存在しており、配合物が前記化合物を反応の結果として含むようである。反応生成物、ＣａＣｌ₂および「ＣＡ−２５０」（Ｅｐｉ−ＤＭＡポリアミン）の、得られた配合物は「掃除用凝集物（sweep-floc）」であり、これは凝固剤および凝集剤として作用し、上記したように、多数の水処理プロセスにおいて有用である。他の標準的な添加剤も、前記反応生成物と混合できる。
【００２９】
本発明の反応生成物を含む物理的配合物中には、ある環境下では、「ＣＡ−２５０」（Ｅｐｉ−ＤＭＡポリアミン）の代わりに、ｐ−ＤＭＤＡＡＣを使用できる。酸性のリン化合物および塩化水酸化アルミニウムを添加する前に、三価の金属塩ＦｅＣｌ₃（好適実施形態においては）を１０〜４０％水によって希釈する場合には、ｐ−ＤＭＤＡＡＣを使用できる。好適実施形態の既に製造された反応生成物と共にｐ−ＤＭＤＡＡＣを使用するためには、反応生成物全体を、ｐ−ＤＭＤＡＡＣを添加する前に水で１０〜４０％希釈しなければならない。リン酸を好適実施形態のモノアルミニウムホスフォートによって置換する場合には、ＦｅＣｌ₃と全反応生成物とのいずれかを、水で１０〜８０％希釈しなければならず、そうでなければ沈殿が発生する。
【００３０】
また、ＣａＣｌ₂の量および「ＣＡ−２５０」（Ｅｐｉ−ＤＭＡポリアミン）の量の変更を含む、複数の試験を実施した。これらの化合物の容量は、双方同時に変更し、また互いに独立した状態で変更した。これら二種類の成分の変更は、本調合物に対して、無視できる程度の影響しか有していないようである。
【００３１】
上記したように、好適実施形態においては、三価金属塩としてＦｅＣｌ₃を使用し、酸性のリン化合物としてモノアルミニウムホスフォートを使用し、塩化水酸化アルミニウムとしてＡｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌを使用したけれども、これらの化合物の各々を置換しながら、なおかつ安定で有効な反応生成物をもたらすことが可能である。
【００３２】
好適な三価の金属塩は、８族の金属塩である。一層好適な三価の金属塩は金属ハロゲン化物である。しかしながら、最も好適な三価の金属塩は第二鉄、例えばＦｅＣｌ₃、Ｆｅ₂（ＳＯ₄）₃、ＦｅＢｒ₃およびＦｅ（ＮＯ₃）₃である。更に、前述の配合物も利用できる。ハロゲン化第二鉄が更に好ましく、塩化第二鉄が最も好ましい。前記塩の好適な陰イオンは塩素およびハライドである。硫酸塩は、前記塩の陰イオンとしては好適度が低い。また、硝酸塩も前記塩の陰イオンとして利用できる。
【００３３】
本発明の好適な酸性のリン化合物は、酸性のホスファイト類（亜リン酸を含む）、酸性のホスフェート類（リン酸を含む）およびホスホン酸からなる群より選択される。次の式を有する酸性のリン化合物を利用できる：
【００３４】
ＭｎＨｘＰＯｑ
ここで、Ｍ＝陽イオン、例えば金属またはアンモニウム、
ｎ＝０から２、
ｘ＝１から３、
ｑ＝３または４である。
【００３５】
例えば、次の酸性のリン化合物を利用できる。すなわち、モノアルミニウムホスフォート〔Ａｌ（Ｈ₂ＰＯ₄）₃・ｘＨ₂Ｏ〕、リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄）、亜リン酸（Ｈ₃ＰＯ₃）、一塩基性リン酸ナトリウム（ＮａＨ₂ＰＯ₄）、二塩基性リン酸ナトリウム（Ｎａ₂ＨＰＯ₄）、ＨＥＤＰ〔（ＣＨ₃Ｃ（ＯＨ）（ＰＯ₃Ｈ₂）〕、ビニルホスホン酸〔Ｈ₂Ｃ＝ＣＨＰ（Ｏ）（ＯＨ）₂〕、ジメチルホスファイト〔（ＣＨ₃Ｏ₂）Ｐ₂（Ｏ）Ｈ〕、（ＮＨ₄）₂ＨＰＯ₄、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄、一塩基性リン酸カリウム（ＫＨ₂ＰＯ₄）、およびＫ₂ＨＰＯ₄である。更に好適な酸性のリン化合物は、コストが低いことから、非有機性の化合物である。
【００３６】
本発明組成物の調合中で使用可能な塩化水酸化アルミニウムは、一般式Ａｌ₂（ＯＨ）ｙＣｌｚのものであり、ここでｙ＝０．１〜５であり、ｚ＝１〜５．９である。一層好適なものは、ｙ＝１〜５およびｚ＝１〜５のものである。最も好適なものは、ｙ＝１．８〜５であり、ｚ＝１〜４．２のものである。
【００３７】
本発明反応生成物を製造するのに際しては、ＡｌＣｌ₃を、三価の金属塩として利用でき、Ａｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌおよび安定剤（酸性のリン化合物）と混合できる。発熱が発生し、反応生成物が生成するであろう。また、ＡｌＣｌ₃は、塩化水酸化アルミニウム成分に対する代替品としても利用でき、ＦｅＣｌ₃および安定剤と混合できる。しかしながら、この環境下においては、反応生成物は生成せず、配合物が生ずる。それにもかかわらず、この配合物は良好な凝固特性を示す。
【００３８】
ＣａＣｌ₂化合物を、ＭｇＣｌ₂およびＢａＣｌ₂によって置換した場合についても実験を行い、前記反応生成物を含む、得られた混合物の性能には重大な悪影響は見られなかった。また、「ＣＡ−２５０」（Ｅｐｉ−ＤＭＡポリアミン）を他のＥｐｉ−ＤＭＡポリアミンによって置換できる。「ＣＡ−２５０」は、分子量が比較的に低く、あるいは中程度であるので好ましい。「ＣＡ−２５０」は、カルゴンコーポレーションが販売している市販のポリアミン製品である。
【００３９】
こうして得られた新規化合物は、Ｅ−コート廃棄物処理、含水塗料廃棄物凝固、油性廃棄物および溶媒含有塗料の脱粘着化を含む、ほとんどの水処理用途に対して、優秀かつユニークな凝固剤であることが示された。また、これは、一般廃水処理、公共廃水処理、水からの金属除去、製紙廃水、化学物質含有水、有機化合物含有水、生体化合物含有水、家禽処理水、インク含有液、原水清浄化（例えば公共飲料水および工業浄化）、油／水分離、懸濁固形分含有水、色素除去（着色液）、廃クレースラリー、石炭廃棄物、鉱物処理水、油性廃棄物、懸濁固形分含有水、含水塗料固体他に用途がある。また、得られた新規化合物は、鉛およびニッケルのような重金属類を含む金属を、水から除去することが示された。Ｅ−コート廃棄物は、電解プライマーコーティングから発生した廃水である。
【００４０】
これらの種々の系中の凝固剤用に本新規化合物を使用する方法は、この新規化合物を、有効量で系中に添加することからなる。
【００４１】
また、この新規化合物は、凝固剤を改善するために使用できる。凝固剤の改善点は、全有機汚染物質（ＴＯＣ）の削減である。飲料水中の有機汚染物質を削減することは、塩素化プロセスの間に生成する塩素化炭化水素の生成を最小限とするために望ましい。
【００４２】
本発明の反応生成物を製造する最も好適な方法では、次の各工程を実施する。
【００４３】
１．常温において、３容量部のモノアルミニウムホスフォート溶液（水中約５０重量％）を１０容量部のＦｅＣｌ₃水溶液（水中活性原材料約４０％）へと添加する。モノアルミニウムホスフォート溶液をＦｅＣｌ₃溶液へと添加する間、幾つかの反応が生ずる。溶液中には、幾らかの部分的な沈殿と色彩変化−および紋様が生ずることがある。しかしながら、この反応が完了するときには、あらゆる物が溶液中に存在し、それは安定に見える。
【００４４】
２．次いで、５容量部の塩化水酸化アルミニウム溶液（水中約５０重量％）を、ＦｅＣｌ₃とモノアルミニウムホスフォートとの混合物へと添加する（そして、更に反応が生ずる）。得られた溶液は、激しい発熱に向かう。この溶液は熱くなり、溶液は均一になり始める。溶液が冷たくなったときには、溶液は適合性で均一な状態に留まる。
【００４５】
３．次いで、好ましくは、１容量部のＣａＣｌ₂（３０％溶液）および２容量部の重合体、例えば「ＣＡ−２５０」（Ｅｐｉ−ＤＭＡポリアミン５０重量％）を添加する。ＣａＣｌ₂は硬度を付与するために添加し、重合体は、凝固を促進し、凝集を開始させる（ピンフロックの生成を促進する）ために添加する。ＣａＣｌ₂および重合体を添加したときには、新たな反応が生ずるようには見えない。
【００４６】
上記したように、本分野に習熟した者にとっては、ここで請求する他の三価の金属塩、酸性のリン化合物および塩化水酸化アルミニウムを利用して、もし上記したのと同じｍｏｌ比率を採用すれば、本方法を複製できることは明らかである。
【００４７】
実施例
次の実施例は、本発明を更に詳細に記述し、説明するために包含する。この実施例は、本発明の範囲をいかなる意味においても制限することを意図するものではない。この実施例、および本明細書に包含する表は、Ｅ−コート廃棄物を処理する際の、本発明の性能を示すものであり、種々の８群の三価金属塩、酸性のリン化合物および塩化水酸化アルミニウム成分から生成した好適実施形態および他の請求範囲内の反応生成物を含む。また、三価金属塩のみによって、および水酸化アルミニウム化合物のみによって、Ｅ−コート廃棄物を処理する際の有効性を示す例を含んでいる。
【００４８】
次の試験手順を採用して、次の表中に含まれる結果を得た。
【００４９】
（製品の希釈）
１． ２．５グラムの選択された凝固剤および／または反応生成物を秤量し、Ｂ−カップ中へと収容した。
【００５０】
２． ７．５グラムの脱イオン水を、これと同じＢ−カップ中に収容し、均一になるまで混合した。
【００５１】
（試験手順）
１． ４９５ｍｌの脱イオン水をガラス製ジャー（目盛り付きシリンダーを使用した）中に添加した。
【００５２】
２． このガラス製ジャーを、ギャングスターラ上に配置し、１００ｒｐｍで混合した。
【００５３】
３． ５ｍｌの生のＥ−コート廃棄物を水へと添加した。
【００５４】
４． ０．６ｍｌの選択された凝固剤および／または反応生成物溶液（３００ｐｐｍ）を、ガラス製ジャーへと添加した。
【００５５】
５． この溶液を１００ｒｐｍで１５秒間混合した。
【００５６】
６． このｐＨを２．９へと貯蔵Ｈ₂ＳＯ₄（１０グラムのＨ₂ＳＯ₄＋１９０グラムのＤｉＨ₂Ｏ）を使用して低下させた。
【００５７】
７． ｐＨを低下させるために使用した貯蔵Ｈ₂ＳＯ₄の滴数を記録した。
【００５８】
８． この溶液を１００ｒｐｍで１５秒間混合した。
【００５９】
９． このｐＨを、ソーダ灰溶液（２０グラムのソーダ灰＋８０グラムのＤｉＨ₂Ｏ）を使用して８．５へと上昇させた。
【００６０】
１０． ｐＨを上昇させるために使用するソーダ灰溶液の滴数を記録した。
【００６１】
１１． この溶液を１００ｒｐｍで１５秒間混合した。
【００６２】
１２． ２ｍｌの凝集剤（「Ｐｏｌ ＥＺ ８７３６」または「Ｐｏｌ ＥＺ ７７３６」（０．５％製品）：これはカルゴンコーポレーションが販売する市販の高分子量重合体である）をシリンジ中に収容し、次の方法によって添加した：
【００６３】
（ａ）シリンジの先端を溶液の表面の下に、ほぼ渦の頂部に配置した；
（ｂ）前記凝集剤を添加し、正確に１０秒間時間を図った；
（ｃ）この１０秒間の時間が満了した後に、攪拌を５０〜６０ｒｐｍへと低下させた;
（ｄ）凝集を３０秒間にわたって進行させた；および
（ｅ）次いで攪拌を低下した。
【００６４】
１３． 次いで、この凝集物を１０分間にわたって定着させた。
【００６５】
１４． 次いで、この溶液の外観とフロック径とを記録した（視覚的検査のみ）。
【００６６】
１５． ２０ｍｌの溶液をシリンジによって除去し、濁度を読み取った。
【００６７】
１６． ＮＴＵ（比濁度計濁度ユニット）での濁度の示度を記録した。
【００６８】
１７ ．次いで攪拌を開始し、運動速度を徐々に約５０ｒｐｍ以下へと上昇させた。
【００６９】
１８． この溶液を３０秒間混合し、脱粘着化（ｄｅｔａｃｋｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の百分率比を記録した。
【００７０】
１９． 次いで、モーター速度を１００ｒｐｍへと上昇させ、溶液を３０秒間混合した。
【００７１】
２０． 次いで、脱粘着化の百分率比を記録した（１００％の脱粘着化が５０ｒｐｍで記録された場合には、１００ｒｐｍでの読み取りは不要であり、従って行わなかった）。
【００７２】
特に断らない限りは、本手順を採用し、下記表に記載した結果を得た。凝集とは、溶液中の懸濁固体粒子の定着を意味している。本明細書で使用する濁度は、懸濁した粒子によって引き起こされる溶液の曇りとして定義される。
【００７３】
表１
表１は、好適な実施形態、１０のＦｅＣｌ₃、３の〔Ａｌ（Ｈ₂ＰＯ₄）₃・ｘＨ₂Ｏ〕および５のＡｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌ、１のＣａＣｌ₂および２の「Ｃａ−２５０」の性能を、上記した濃度において、３９３０−９３として示している。３９８２−８４Ａにおいては、この〔Ａｌ（Ｈ₂ＰＯ₄）₃・ｘＨ₂Ｏ〕を、これと同じｍｏｌ比率でＨＥＤＰに置き換えた。３９８２−８６Ａおよび３９８２−８７においては、この〔Ａｌ（Ｈ₂ＰＯ₄）₃・ｘＨ₂Ｏ〕を、同様にビニルホスホン酸およびジメチルホスファイトにそれぞれ置き換えた。
【００７４】
【表１】

【００７５】
表２
表２は、同様に、好適実施形態の性能が、使用した酸性のリン化合物の種類および量の変化によってどのような影響を受けるかを示す。この好適実施形態の組成は、各試験に対して一定に保持したが、ただし、３９８２−７９Ａにおいては（［Ａｌ（Ｈ₂ＰＯ₄）₃・ＸＨ₂Ｏ］（ＭＡＰ）の容量を少なくし；３９８２−７９Ｂにおいては、ＭＡＰを、より少ない容量のＨ₃ＰＯ₄によって置換し；３９８２−７９Ｃにおいては、ＭＡＰを同じ容量のＨ₃ＰＯ₄によって置換し；３９８２−８０Ｇにおいては、ＭＡＰを同じ容量のＮａＨ₂ＰＯ₄によって置換した。
【００７６】
【表２】

【００７７】
表３
表３および表４は、好適な実施形態の使用濃度を変化させた場合の作用を示す。「説明」という表題の下に含まれている数は、上記した各組の成分濃度の、１０容量のＦｅＣｌ₃、３容量の〔Ａｌ（Ｈ₂ＰＯ₄）₃・ＸＨ₂Ｏ〕、５容量のＡｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌ、１容量のＣａＣｌ₂および２容量のＣａ−２５０である。
【００７８】
【表３】

【００７９】
【表４】

【００８０】
表５
表５は、好適実施形態３９２０−９３の試験の比較例であり、その個々の各成分の性能と比較している。番号１〜５は、「説明」という表題の後に記載された個々の成分のみを使用したことを示している。
【００８１】
【表５】

【００８２】
表６
表６は、前記好適実施形態の複数の成分の容量組成を変化させた場合の作用を示しており、かつＡｌ₂ＯＨ₅Ｃｌ成分を完全に省略したときの作用を示している。この表に記載した比率は、上記した各成分の濃度を用いている。
【００８３】
【表６】

【００８４】
表７
表７は、前記好適実施形態において、Ａｌ₂ＯＨ₅Ｃｌの代わりに、種々の塩化水酸化アルミニウムを使用して実施した試験の結果を示す。これらの塩化水酸化アルミニウムは：
【００８５】
【表Ｂ】

【００８６】
【表７】

【００８７】
表８
表８は、好適実施形態の性能を、種々の成分の置換を同じ容量および濃度で行った場合の性能と比較して示す。第２欄には、ＦｅＣｌ₃をＦｅＢｒ₃で置換したときの作用を示す。４０２３−８Ａ、４０２３−８Ｃおよび４０２３−８Ｅには、ＭＡＰを、上記したリン化合物で置換したときの結果を示す。４０２３−１３Ａおよび４０２３−１３Ａは、ＣａＣｌ₂を上記成分で置換したときの結果を示す。
【００８８】
【表８】

【図面の簡単な説明】
上記の組成物は、添付した図面と共に次の詳細な説明を参照することで、一層明らかとなる。図面において、
【図１】 図１は、モノアルミニウムホスフォートのＡｌ−２７ ＮＭＲスペクトルである。
【図２】 図２は、塩化水酸化アルミニウムのＡｌ−２７ ＮＭＲスペクトルである。
【図３】 図３は、塩化第二鉄（III）、モノアルミニウムホスフォートおよび塩化水酸化アルミニウムの反応生成物のＡｌ−２７ ＮＭＲスペクトルである。

Claims (10)

1. ４０重量％の活性ＦｅＣｌ₃を含有する３〜３０部の水溶液と、５０重量％の（Ａｌ（Ｈ₂ＰＯ₄)₃・ＸＨ₂Ｏ)を含有する０．５〜１０部の水溶液と、５０重量％のＡｌ₂（ＯＨ）₅Ｃｌを含有する５〜２０部の水溶液との反応によって形成される反応生成物を含む組成物であって、前記反応生成物は、下記構造：
   Ａｌn(ＯＨ)a(Ｈ₂ＰＯ₄)b(Ｃｌ)c(Ｈ₂Ｏ)d〕^3n-a-b-cの鉄（III）塩
   但し、（ａ＋ｂ＋ｃ）＞３ｎであり、そして、ｎ、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、反応物質の相対量によって決定される
   を有していることを特徴とする組成物。
2. 反応生成物に添加されるＣａＣｌ ₂ およびＥｐｉ−ＤＭＡポリアミンを含む、請求項１記載の組成物。
3. 反応生成物に添加されるｐ−ＤＭＤＡＡＣを含む、請求項１記載の組成物。
4. 前記反応生成物が、５０重量％の（Ａｌ（Ｈ ₂ ＰＯ ₄ ) ₃ ・ＸＨ ₂ Ｏ)を含有する１０部の水溶液と、５０重量％のＡｌ ₂ （ＯＨ） ₅ Ｃｌを含有する５部の水溶液との反応によって形成される、請求項１記載の組成物。
5. 水溶液を、請求項１記載の有効量の反応生成物と接触させることを含む、液体の処理方法。
6. 前記水溶液が、一般廃水、公共廃水、金属含有廃水、製紙廃水、有機化合物含有水、化学物質含有水、生体化合物含有水、家禽処理廃棄物、インク含有液、原表面水、油／水混合物、着色液、石炭廃棄物、鉱物処理水、油性廃棄物、生公共飲料水、懸濁固形分含有水、塗料固形分含有水、電解プライマーコーティング廃水および工業廃水から選ばれている、請求項５記載の方法。
7. 反応生成物を製造するための方法であって、４０重量％の活性ＦｅＣｌ ₃ を含有する３〜３０部の水溶液と、５０重量％の（Ａｌ（Ｈ ₂ ＰＯ ₄ ) ₃ ・ＸＨ ₂ Ｏ)を含有する０．５〜１０部の水溶液と、５０重量％のＡｌ ₂ （ＯＨ） ₅ Ｃｌを含有する５〜２０部の水溶液とを反応させることを含み、前記反応生成物は、下記構造：
   Ａｌn(ＯＨ)a(Ｈ ₂ ＰＯ ₄ )b(Ｃｌ)c(Ｈ ₂ Ｏ)d〕 ^3n-a-b-c の鉄（III）塩
   但し、（ａ＋ｂ＋ｃ）＞３ｎであり、そして、ｎ、ａ、ｂ、ｃおよびｄは、反応物質の相対量によって決定される
   を有していることを特徴とする方法。
8. 前記反応生成物にＣａＣｌ ₂ およびＥｐｉ−ＤＭＡポリアミンを添加することをさらに含む、請求項７記載の方法。
9. 前記反応生成物にｐ−ＤＭＤＡＡＣを添加することをさらに含む、請求項７記載の方法。
10. ４０重量％の活性ＦｅＣｌ ₃ を含有する１０部の水溶液と、５０重量％の（Ａｌ（Ｈ ₂ ＰＯ ₄ ) ₃ ・ＸＨ ₂ Ｏ)を含有する３部の水溶液と、５０重量％のＡｌ ₂ （ＯＨ） ₅ Ｃｌを含有する５部の水溶液とを反応させることを含み、そして、ｐ−ＤＭＤＡＡＣを添加する前に、前記反応生成物を１０〜４０％希釈することをさらに含む、請求項９記載の方法。

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