JP4801405B2 - Heavy metal fixing agent and method for improving stability of heavy metal fixing agent - Google Patents
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Description
本発明は、重金属固定化剤に関する。さらに詳しくは重金属含有物中の重金属を固定化して重金属の溶出を防止することのできる重金属固定化剤および該重金属固定化剤の安定性改良方法に関する。 The present invention relates to a heavy metal fixing agent. More particularly, the present invention relates to a heavy metal immobilizing agent that can immobilize heavy metals in a heavy metal-containing material to prevent elution of heavy metals, and a method for improving the stability of the heavy metal immobilizing agents.
従来、焼却(飛)灰[焼却灰または焼却飛灰を意味する、以下同じ。]、鉱滓、土壌、汚泥などの固体粉末またはスラリーまたは工場排水、洗煙排水(ゴミ焼却場などの煙突に付いたススを水で洗い落とす際に生じる排水)、廃棄物埋め立て処分地の浸出水などの水溶液または懸濁液中に存在する重金属を固定化して重金属の溶出を防止するために添加される薬剤として、ジチオカルバミン酸(塩)水溶液(例えば、特許文献1、2参照)などが知られている。
しかしながら、従来のジチオカルバミン酸(塩)水溶液では、その水溶液の保存、輸送、使用の際に硫化水素や二硫化炭素などの有毒なガスが発生する場合があるため、これを解決する手段として重金属固定化剤水溶液のpHを13以上に保持することにより安定化する方法(例えば、特許文献3参照)や重金属固定化剤を水で希釈した時の希釈液のpHを12以上に調整後使用する方法(例えば、特許文献4参照)が知られている。
Conventionally, incineration (flying ash) [meaning incineration ash or incineration fly ash; ], Solid powder such as slag, soil, sludge, or slurry or factory effluent, smoke washing effluent (drainage generated when washing soot attached to chimneys in garbage incinerators, etc.), leachate from landfill sites, etc. As an agent to be added to immobilize heavy metals present in an aqueous solution or suspension to prevent elution of heavy metals, dithiocarbamic acid (salt) aqueous solutions (for example, see Patent Documents 1 and 2) are known. Yes.
However, with conventional dithiocarbamic acid (salt) aqueous solutions, toxic gases such as hydrogen sulfide and carbon disulfide may be generated during storage, transportation, and use of the aqueous solution. A method of stabilizing the aqueous solution of the oxidizing agent by maintaining the pH at 13 or higher (for example, see Patent Document 3), or a method of adjusting the pH of the diluted solution when the heavy metal fixing agent is diluted with water to 12 or higher. (For example, see Patent Document 4).
しかしながら、有害ガス発生の抑制にはまだ十分であるとは言い難い。本発明の目的は、重金属の固定化効果を損なうことなく、これらの有毒なガスの発生が抑制された重金属固定化剤および重金属固定化剤の安定性改良方法を提供することにある。 However, it is still not enough to suppress the generation of harmful gases. An object of the present invention is to provide a heavy metal fixing agent and a method for improving the stability of the heavy metal fixing agent in which the generation of these toxic gases is suppressed without impairing the effect of fixing the heavy metal.
本発明者らは、この課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に至った。
すなわち、本発明は、ジチオカルバミン酸(塩)(A)の水溶液にリン酸塩(B)と、カルボキシル基、スルホ基、水酸基、リン酸基、ホスホン酸基およびこれらのアルカリ金属塩基からなる群から選ばれる1種以上の官能基を有する数平均分子量1,000〜30,000のオリゴマー(C)を含有させてなる一液化重金属固定化剤、およびジチオカルバミン酸(塩)(A)の水溶液にリン酸塩(B)と、カルボキシル基、スルホ基、水酸基、リン酸基、ホスホン酸基およびこれらのアルカリ金属塩基からなる群から選ばれる1種以上の官能基を有する数平均分子量1,000〜30,000のオリゴマー(C)を含有させることを特徴とする重金属固定化剤の安定性改良方法である。
As a result of intensive studies to solve this problem, the present inventors have reached the present invention.
That is, the present invention is based on the group consisting of a phosphate (B), a carboxyl group, a sulfo group, a hydroxyl group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, and an alkali metal base thereof in an aqueous solution of dithiocarbamic acid (salt) (A). A one-component heavy metal fixing agent containing an oligomer (C) having a number average molecular weight of 1,000 to 30,000 having one or more functional groups selected, and an aqueous solution of dithiocarbamic acid (salt) (A) Number average molecular weight of 1,000 to 30 having acid salt (B) and at least one functional group selected from the group consisting of carboxyl group, sulfo group, hydroxyl group, phosphoric acid group, phosphonic acid group and these alkali metal bases , 000 oligomer (C), and a method for improving the stability of a heavy metal fixing agent.
本発明の重金属固定化剤および重金属固定化剤の安定性改良方法は、重金属の固定化効果を損なうことなく、かつ、重金属固定化剤の保存、輸送および使用の際に硫化水素や二硫化炭素などの有毒ガスの発生が抑制されるという効果を奏することから極めて有用である。 The present invention provides a heavy metal immobilizing agent and a method for improving the stability of a heavy metal immobilizing agent, without impairing the immobilization effect of the heavy metal, and during storage, transportation and use of the heavy metal immobilizing agent. It is extremely useful because it has the effect of suppressing the generation of toxic gases such as.
本発明における、ジチオカルバミン酸(塩)(A)のうち、ジチオカルバミン酸としては、
(1)炭素数(以下、Cと略記)1〜8の鎖状、分岐状および環状のアルキルジチオカルバミン酸、
(2)1〜5個の水素原子が水酸基またはアルキルエーテル基で置換されていてもよいフェニルジチオカルバミン酸、
(3)C1〜32の鎖状、分岐状および環状のアルキルビスジチオカルバミン酸、
(4)C1〜32の鎖状、分岐状および環状のアルキルトリスジチオカルバミン酸、
(5)C1〜32の鎖状、分岐状および環状のアルキルテトラキスジチオカルバミン酸、
(6)1〜4個の水素原子が水酸基またはアルキル(C4〜12)エーテル基で置換されていてもよいフェニルビスジチオカルバミン酸、
(7)1〜4個の水素原子が水酸基またはアルキル(C4〜12)エーテル基で置換されていてもよいフェニルトリスジチオカルバミン酸、
(8)ポリアミンと二硫化炭素との反応物、
(9)重量平均分子量(以下Mwと略記)4,000以下のポリエチレンイミンと二硫化炭素との反応物、
(10)ポリアミンとエピハロヒドリンとが重縮合したMw4,500以下の重縮合物ポリアミンと二硫化炭素との反応物、
(11)ポリビニルアミンと二硫化炭素との反応物、
およびこれらの混合物などが挙げられる。
なお、(8)のポリアミンと二硫化炭素との反応物や、(9)のポリエチレンイミンと二硫化炭素との反応物は、特開平3−231921号公報等に記載の方法で得られる。
Of the dithiocarbamic acid (salt) (A) in the present invention, as dithiocarbamic acid,
(1) Chain, branched and cyclic alkyldithiocarbamic acids having 1 to 8 carbon atoms (hereinafter abbreviated as C),
(2) phenyldithiocarbamic acid in which 1 to 5 hydrogen atoms may be substituted with a hydroxyl group or an alkyl ether group,
(3) C1-32 chain, branched and cyclic alkylbisdithiocarbamic acid,
(4) C1-32 chain, branched and cyclic alkyltrisdithiocarbamic acid,
(5) C1-32 chain, branched and cyclic alkyltetrakisdithiocarbamic acid,
(6) phenylbisdithiocarbamic acid in which 1 to 4 hydrogen atoms may be substituted with a hydroxyl group or an alkyl (C4-12) ether group,
(7) Phenyltrisdithiocarbamic acid in which 1 to 4 hydrogen atoms may be substituted with a hydroxyl group or an alkyl (C4-12) ether group,
(8) a reaction product of polyamine and carbon disulfide,
(9) Weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) 4,000 or less reaction product of polyethyleneimine and carbon disulfide,
(10) A polycondensate having a Mw of 4,500 or less in which polyamine and epihalohydrin are polycondensed, and a reaction product of polyamine and carbon disulfide,
(11) A reaction product of polyvinylamine and carbon disulfide,
And a mixture thereof.
The reaction product of polyamine and carbon disulfide (8) and the reaction product of polyethyleneimine and carbon disulfide (9) can be obtained by the method described in JP-A-3-231922.
上記(8)および(10)におけるポリアミンとしては、窒素原子に1個または2個の活性水素原子が結合してなるイミノ基またはアミノ基を2個以上有する下記の化合物が挙げられる。 Examples of the polyamine in the above (8) and (10) include the following compounds having two or more imino groups or amino groups in which one or two active hydrogen atoms are bonded to a nitrogen atom.
(i)C2〜22の脂肪族ポリアミン
ジアミン(例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンおよびN,N’−ジメチルエチレンジアミン);トリアミン(例えばジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミンおよびジブチレントリアミン);および4価またはそれ以上のポリアミン(例えばトリエチレンテトラミン、トリプロピレンテトラミン、トリブチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン、テトラブチレンペンタミンおよびペンタエチレンヘキサミン)
(ii)C4〜22の脂環式ポリアミン
ジアミン[例えば1,4−シクロヘキサンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンおよびビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン]
(iii)C6〜20の芳香(脂肪)族ポリアミン
ジアミン(例えばフェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、ジフェニルメタンジアミンおよびジアミノフェニルエーテル)
(iv)C3〜20の複素環ポリアミン
ジアミン(例えばピペラジン);およびトリアミン(例えば1−アミノエチルピペラジンおよびメラミン)
(I) C2-22 aliphatic polyamine diamines (eg, ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine and N, N′-dimethylethylenediamine); triamines (eg, diethylenetriamine, dipropylenetriamine and dibutylenetriamine); and 4 Or higher polyamines (eg, triethylenetetramine, tripropylenetetramine, tributylenetetramine, tetraethylenepentamine, tetrapropylenepentamine, tetrabutylenepentamine and pentaethylenehexamine)
(Ii) C4-22 alicyclic polyamine diamines [eg 1,4-cyclohexanediamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane and bis (4-amino-3-methyl) Cyclohexyl) methane]
(Iii) C6-20 aromatic (aliphatic) polyamine diamines (eg phenylenediamine, tolylenediamine, xylenediamine, diphenylmethanediamine and diaminophenyl ether)
(Iv) C3-20 heterocyclic polyamine diamines (eg piperazine); and triamines (eg 1-aminoethylpiperazine and melamine)
これらのうち、形成されるジチオカルバミン酸(塩)の耐熱安定性の観点から好ましいのは、(i)におけるジアミン、およびさらに好ましいのは(iv)におけるジアミン、とくにピペラジンである。 Among these, from the viewpoint of the heat stability of the dithiocarbamic acid (salt) to be formed, the diamine in (i) is more preferable, and the diamine in (iv), particularly piperazine, is more preferable.
ジチオカルバミン酸の塩としては、(1)〜(11)のアルカリ金属(例えばリチウム、ナトリウムおよびカリウム)塩、アンモニウム塩、アミン[例えばC1〜8のモノアルキルアミン、C2〜16のジアルキル(アルキル基のC1〜8)アミン、およびC3〜24のトリアルキル(アルキル基のC1〜8)アミン]塩、C4〜20の4級アンモニウム塩およびこれらの混合物などが挙げられる。 Examples of the salt of dithiocarbamic acid include (1) to (11) alkali metal (for example, lithium, sodium, and potassium) salts, ammonium salts, amines [for example, C1-8 monoalkylamine, C2-16 dialkyl (alkyl group C1-8) amine, and C3-24 trialkyl (C1-8 amine of alkyl group) salt, C4-20 quaternary ammonium salt, and mixtures thereof.
上記(A)のうち、耐熱安定性の観点から好ましいのは、(3)〜(11)、これらの塩およびこれらの混合物、さらに好ましいのは(3)〜(11)のアルカリ金属塩、とくに好ましいのは(8)のカリウム塩、最も好ましいのはピペラジンのカリウム塩である。 Among the above (A), from the viewpoint of heat stability, (3) to (11), salts thereof and mixtures thereof are more preferable, and alkali metal salts of (3) to (11) are particularly preferable. Preferred is the potassium salt of (8), and most preferred is the potassium salt of piperazine.
リン酸塩(B)としては、リン酸のアルカリ金属(例えばナトリウムおよびカリウム)塩、例えばリン酸三ナトリウムおよびリン酸三カリウム、リン酸のアルカリ土類金属(例えばカルシウムおよびマグネシウム)塩、例えばリン酸カルシウム、リン酸マグネシウムが挙げられる。これらのうち水への溶解性の観点から好ましいのはリン酸のアルカリ金属塩、さらに好ましいのはリン酸三カリウムである。
上記リン酸のアルカリ金属塩は、リン酸の水素原子が一部未反応のリン酸二水素塩やリン酸一水素塩を含有していてもよく、これら一部未反応の塩の含有量はアルカリ金属塩の全重量に基づいて、通常10%以下、好ましくは0〜5%である。
(B)は通常粉末または水溶液として用いられ、水溶液の場合はその濃度は通常1〜70重量%、工業的な扱いやすさの観点から好ましくは10〜60重量%である。
Phosphate (B) includes alkali metal (for example, sodium and potassium) salts of phosphoric acid, such as trisodium phosphate and tripotassium phosphate, alkaline earth metal (for example calcium and magnesium) salts of phosphoric acid, such as calcium phosphate And magnesium phosphate. Of these, alkali metal salts of phosphoric acid are preferable from the viewpoint of solubility in water, and tripotassium phosphate is more preferable.
The alkali metal salt of phosphoric acid may contain dihydrogen phosphate or monohydrogen phosphate in which hydrogen atoms of phosphoric acid are partially unreacted, and the content of these partially unreacted salts is Based on the total weight of the alkali metal salt, it is usually 10% or less, preferably 0 to 5%.
(B) is usually used as a powder or an aqueous solution. In the case of an aqueous solution, the concentration is usually 1 to 70% by weight, and preferably 10 to 60% by weight from the viewpoint of industrial ease of handling.
本発明における(C)は、カルボキシル基、スルホ基、水酸基、リン酸基、ホスホン酸基およびこれらのアルカリ金属塩基からなる群から選ばれる1種以上の官能基を有する数平均分子量[以下、Mnと略記。測定はゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法による。以下同じ。]1,000〜30,000のオリゴマーである。
(C)中の官能基のうち保存安定性の観点から好ましいのは、アルカリ金属(ナトリウム、カリウム等)塩基、さらに好ましいのはカリウム塩基である。カルボキシル基、スルホ基、水酸基、リン酸基、ホスホン酸基およびこれらのアルカリ金属塩基のうちでは、保存安定性の観点から好ましいのはカルボキシル基、スルホ基、水酸基およびこれらのアルカリ金属塩基、さらに好ましいのはカルボキシル基および/またはそのアルカリ金属塩基である。
ここにおいて上記Mnは、下記条件でのGPC法により測定される。
(1)装置 :HLC−8120GPC[東ソー(株)製]
(2)カラム:Guardcolumn α、TSKgel α−3000、
TSKgel α−6000
(3)溶離液:メタノール/水(30/70%v/v)酢酸ナトリウム0.5%w/v 、流量 1ml/min
(4)注入条件:サンプル濃度0.25%、注入量200μl、カラム温度40℃
(C) in the present invention is a number average molecular weight [hereinafter referred to as Mn] having at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfo group, a hydroxyl group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group and these alkali metal bases. Abbreviated. The measurement is based on a gel permeation chromatography (GPC) method. same as below. ] 1,000 to 30,000 oligomers.
Of the functional groups in (C), an alkali metal (sodium, potassium, etc.) base is preferred from the viewpoint of storage stability, and a potassium base is more preferred. Of the carboxyl group, sulfo group, hydroxyl group, phosphoric acid group, phosphonic acid group, and alkali metal bases thereof, the carboxyl group, sulfo group, hydroxyl group, and alkali metal bases thereof are more preferable from the viewpoint of storage stability. Is a carboxyl group and / or its alkali metal base.
Here, the Mn is measured by the GPC method under the following conditions.
(1) Apparatus: HLC-8120GPC [manufactured by Tosoh Corporation]
(2) Column: Guardcolumn α, TSKgel α-3000,
TSKgel α-6000
(3) Eluent: methanol / water (30/70% v / v) sodium acetate 0.5% w / v, flow rate 1 ml / min
(4) Injection conditions: sample concentration 0.25%, injection volume 200 μl, column temperature 40 ° C.
(C)を構成するモノマーとしては、カルボキシル基、スルホ基、水酸基、リン酸基および/またはホスホン酸基含有ビニルモノマーが挙げられる。
カルボキシル基含有ビニルモノマー(酸無水物も含む)としては、脂肪族ビニルモノマー[C3〜30、例えば(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキル(アルキル基のC1〜28)エステル、フマル酸、フマル酸モノアルキル(アルキル基のC1〜28)エステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキル(アルキル基のC1〜25)エステル、イタコン酸グリコール(グリコールのC1〜25)モノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキル(アルキル基のC1〜25)エステル]、芳香族ビニルモノマー[C7〜30、例えば桂皮酸およびビニル安息香酸]、脂環式ビニルモノマー[C8〜30、例えばビニルシクロヘキサン]およびこれらのアルカリ金属塩;
Examples of the monomer constituting (C) include a carboxyl group, a sulfo group, a hydroxyl group, a phosphoric acid group and / or a phosphonic acid group-containing vinyl monomer.
Carboxyl group-containing vinyl monomers (including acid anhydrides) include aliphatic vinyl monomers [C3-30, such as (meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, monoalkyl maleates (C1-28 alkyl groups) esters. , Fumaric acid, monoalkyl fumarate (C1-28 of alkyl group) ester, crotonic acid, itaconic acid, monoalkyl itaconic acid (C1-25 of alkyl group) ester, glycol itaconic acid (C1-25 of glycol) monoether Citraconic acid, monoalkyl citraconic acid (C1-25 alkyl ester)], aromatic vinyl monomers [C7-30, eg cinnamic acid and vinylbenzoic acid], alicyclic vinyl monomers [C8-30, eg vinylcyclohexane And alkali metal salts thereof;
スルホ基含有ビニルモノマーとしては、C2〜30、例えばビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、メチルビニルスルホネート、スチレンスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、アルキル(C3〜18)アリルスルホコハク酸およびこれらのアルカリ金属塩; Examples of the sulfo group-containing vinyl monomer include C2-30, such as vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonate, styrene sulfonic acid, α-methyl styrene sulfonic acid, sulfopropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy- 3- (meth) acryloxypropylsulfonic acid, 2- (meth) acryloylamino-2,2-dimethylethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloyloxyethanesulfonic acid, 3- (meth) acryloyloxy-2-hydroxy Propanesulfonic acid, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 3- (meth) acrylamide-2-hydroxypropanesulfonic acid, alkyl (C3-18) allylsulfosuccinic acid and alkali metal salts thereof;
水酸基含有ビニルモノマーとしては、C4〜30、例えば1官能系[例えばヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール]、2官能系[例えば2−ブテン−1,4−ジオールおよび2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル]、および3官能またはそれ以上[例えば庶糖アリルエーテル]; Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer include C4-30, such as monofunctional [for example, hydroxystyrene, N-methylol (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, (Meth) allyl alcohol, crotyl alcohol, isocrotyl alcohol, 1-buten-3-ol, 2-buten-1-ol], bifunctional [eg 2-butene-1,4-diol and 2-hydroxy Ethyl propenyl ether], and trifunctional or higher [eg sucrose allyl ether];
リン酸基含有ビニルモノマーとしては、C3〜30、例えば(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル(アルキル基のC1〜28)リン酸モノエステル[例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェートおよびフェニル−2−アクリロイルオキシエチルホスフェート]およびこれらのアルカリ金属塩;
ホスホン酸基含有ビニルモノマーとしては、C3〜30、例えば(メタ)アクリル酸アルキル(アルキル基のC1〜28)ホスホン酸[例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸]およびこれらのアルカリ金属塩が挙げられる。
Examples of the phosphoric acid group-containing vinyl monomer include C3-30, for example, hydroxyalkyl (meth) acrylate (C1-28 of alkyl group) phosphoric acid monoester [for example, 2-hydroxyethyl (meth) acryloyl phosphate and phenyl-2-acryloyl Oxyethyl phosphate] and alkali metal salts thereof;
Examples of the phosphonic acid group-containing vinyl monomer include C3-30, such as alkyl (meth) acrylate (C1-28 of an alkyl group) phosphonic acid [for example, 2-acryloyloxyethylphosphonic acid] and alkali metal salts thereof.
(C)を構成するモノマーには、必要により疎水性モノマー(例えばビニル炭化水素、エポキシ基含有(メタ)アクリレート、およびハロゲン含有モノマー)も含まれる。
ビニル炭化水素としては、C3〜30、例えばプロピレン、イソブチレン、ノネン、スチレンおよび1−メチルスチレンが挙げられる。
エポキシ基含有(メタ)アクリレートとしては、C4〜20、例えばグリシジル(メタ)アクリレートが挙げられる。
ハロゲン含有モノマーとしては、C2〜8、例えば塩化ビニルが挙げられる。
(C)を構成する全モノマー中の疎水性モノマーの割合は(C)の水溶性の観点から好ましくは40モル%以下、さらに好ましくは0〜20モル%である。
The monomer constituting (C) also includes a hydrophobic monomer (for example, vinyl hydrocarbon, epoxy group-containing (meth) acrylate, and halogen-containing monomer) as necessary.
Vinyl hydrocarbons include C3-30, such as propylene, isobutylene, nonene, styrene and 1-methylstyrene.
Examples of the epoxy group-containing (meth) acrylate include C4 to 20, for example, glycidyl (meth) acrylate.
Halogen-containing monomers include C2-8, such as vinyl chloride.
The proportion of the hydrophobic monomer in the total monomers constituting (C) is preferably 40 mol% or less, more preferably 0 to 20 mol%, from the viewpoint of the water solubility of (C).
オリゴマー(C)には、上記モノマーの単独重合体または任意の組合せによって得られる共重合体(付加形式はランダムおよび/またはブロックのいずれでもよい)、およびこれらの混合物が含まれる。
重合方法としては、例えばモノマーの水溶液に通常の任意のラジカル開始剤、連鎖移動剤等を添加して重合させるラジカル重合法が挙げられる。
ラジカル開始剤としては、例えば水溶性アゾ開始剤〔例えばアゾビスアミジノプロパン(塩)[例えば、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド]、アゾビスシアノバレリン酸(塩)および2,2’−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](塩)〕、油溶性アゾ開始剤(例えばアゾビスシアノバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルおよびアゾビスシクロヘキサンカルボニトリル)、水溶性過酸化物(例えば過酸化水素、過酢酸およびt−ブチルパーオキサイド)、油溶性過酸化物(例えばベンゾイルパーオキシドおよびクメンヒドロキシパーオキシド)および無機過酸化物(例えば過硫酸アンモニウムおよび過硫酸ナトリウム)が挙げられる。
上記の過酸化物は還元剤と組み合わせてレドックス開始剤として用いてもよく、還元剤としては重亜硫酸塩(例えば重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウムおよび重亜硫酸アンモニウム)、還元性金属塩[例えば硫酸鉄(II)]、3級アミン[例えばジメチルアミノ安息香酸(塩)およびジメチルアミノエタノール]、遷移金属塩のアミン錯体[例えば塩化コバルト(III)のペンタメチレンヘキサミン錯体および塩化銅(II)のジエチレントリアミン錯体]および有機性還元剤(例えばアスコルビン酸)が挙げられる。また、アゾ開始剤、過酸化物開始剤およびレドックス開始剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、2種以上の開始剤を併用してもよい。
連鎖移動剤としては、例えば分子内に1つまたは2つ以上の水酸基を有する化合物[分子量32〜Mn50,000、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール(分子量100〜Mn50,000)およびポリエチレンポリプロピレングリコール(分子量100〜Mn50,000)]、分子内に1つまたは2つ以上のアミノ基を有する化合物[例えばアンモニアおよびアミン(C1〜30、例えばメチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミンおよびプロパノールアミン)]および分子内に1つまたは2つ以上のチオール基を有する化合物[例えば脂肪族メルカプタン(C1〜20、例えばメチルメルカプタン、エチルメルカプタン、プロピルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、ヘキサデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオ酢酸、1−チオグリセロール、チオグリコール酸モノエタノールアミン、チオマレイン酸、システインおよび2−メルカプトエチルアミン)、脂肪族ジチオール(C2〜40、例えばエチレンジチオール、ジエチレンジチオール、トリエチレンジチオール、プロピレンジチオール、1,3−および1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオールおよびネオペンチルジチオール)、脂環式ジチオール(C5〜20、例えばシクロペンタンジチオールおよびシクロヘキサンジチオール)および芳香族ジチオール(C6〜16、例えばベンゼンジチオールおよびビフェニルジチオール)、トリチオール(C3〜20、例えばチオグリセリン)]が挙げられる。
The oligomer (C) includes a homopolymer of the above monomers or a copolymer obtained by any combination (addition form may be random and / or block), and a mixture thereof.
Examples of the polymerization method include a radical polymerization method in which an ordinary arbitrary radical initiator, chain transfer agent, or the like is added to an aqueous monomer solution for polymerization.
Examples of the radical initiator include water-soluble azo initiators [for example, azobisamidinopropane (salt) [for example, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride], azobiscyanovaleric acid (salt) And 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] (salt)], oil-soluble azo initiators (eg azobiscyanovaleronitrile, azobisisobutyronitrile and Azobiscyclohexanecarbonitrile), water-soluble peroxides (eg hydrogen peroxide, peracetic acid and t-butyl peroxide), oil-soluble peroxides (eg benzoyl peroxide and cumene hydroxy peroxide) and inorganic peroxides ( For example, ammonium persulfate and sodium persulfate).
The above peroxides may be used as a redox initiator in combination with a reducing agent, such as bisulfite (eg, sodium bisulfite, potassium bisulfite and ammonium bisulfite), reducing metal salts [eg, iron sulfate] (II)], tertiary amines [eg dimethylaminobenzoic acid (salt) and dimethylaminoethanol], amine complexes of transition metal salts [eg pentamethylenehexamine complex of cobalt (III) chloride and diethylenetriamine complex of copper (II) chloride And an organic reducing agent (for example, ascorbic acid). Further, the azo initiator, peroxide initiator, and redox initiator may be used alone or in combination of two or more initiators.
Examples of the chain transfer agent include compounds having one or two or more hydroxyl groups in the molecule [molecular weight 32 to Mn 50,000, such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol (molecular weight 100 to Mn 50 , 000) and polyethylene polypropylene glycol (molecular weight 100-Mn 50,000)], compounds having one or more amino groups in the molecule [eg ammonia and amines (C1-30, eg methylamine, dimethylamine, triethylamine) And propanolamine)] and compounds having one or more thiol groups in the molecule [for example, aliphatic mercaptans (C1-20, such as methyl mercaptan, ethyl mercaptan, propyl mecaptan, Captan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, hexadecyl mercaptan, n-octadecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, mercaptoacetic acid, 3-mercaptopropionic acid, thioacetic acid, 1-thioglycerol, monoethanolamine thioglycolate, Thiomaleic acid, cysteine and 2-mercaptoethylamine), aliphatic dithiols (C2-40, eg ethylenedithiol, diethylenedithiol, triethylenedithiol, propylenedithiol, 1,3- and 1,4-butanedithiol, 1,6-hexane Dithiols and neopentyldithiols), alicyclic dithiols (C5-20, such as cyclopentanedithiols and cyclohexanedithiols) and aromatic dithiols (C6- 6, for example, benzene dithiol and biphenyl dithiol), trithiol (C3-20, e.g. include thioglycerol)].
(C)のMnは、1,000〜30,000、好ましくは2,000〜20,000である。Mnが1,000未満では重金属固定化剤の有害ガス抑制の効果、および重金属固定化剤の低温貯蔵安定性が悪く、またMnが30,000を超えると重金属固定化剤に対する溶解性が悪い、または、低温貯蔵下でオリゴマー(またはポリマー)が析出するといった問題がある。 Mn of (C) is 1,000 to 30,000, preferably 2,000 to 20,000. If the Mn is less than 1,000, the harmful gas suppression effect of the heavy metal fixing agent and the low temperature storage stability of the heavy metal fixing agent are poor, and if the Mn exceeds 30,000, the solubility in the heavy metal fixing agent is poor. Or there exists a problem that an oligomer (or polymer) precipitates under low temperature storage.
本発明において、(A)、(B)および(C)の重量比(A)/(B)/(C)は、重金属固定化効果、有害ガス抑制および低温貯蔵安定性の観点から、好ましくは10〜99.5/0.5〜90/0.01〜10、さらに好ましくは15〜99/1〜85/0.02〜8、とくに好ましくは20〜98/2〜80/0.03〜6である。
(A)/(B)/(C)が上記範囲の場合は有毒ガス発生の抑制の効果が極めて良好となる。
In the present invention, the weight ratio (A) / (B) / (C) of (A), (B) and (C) is preferably from the viewpoint of heavy metal immobilization effect, harmful gas suppression and low-temperature storage stability. 10-99.5 / 0.5-90 / 0.01-10, more preferably 15-99 / 1-85 / 0.02-8, particularly preferably 20-98 / 2-80 / 0.03- 6.
When (A) / (B) / (C) is in the above range, the effect of suppressing the generation of toxic gas is extremely good.
(A)の水溶液に(B)および(C)を含有させる方法としては次の方法が挙げられる。
[1](A)の水溶液に(B)および(C)を加える。
[2](B)に(A)の水溶液におよび(C)を加える。
[3](C)の水溶液に(A)および(B)を加える。
[4](A)と(B)と(C)の混合物を水に溶解させる。
[5](A)の水溶液に(C)およびリン酸を加えて(B)を形成させる。
[6](C)の水溶液に(A)およびリン酸を加えて(B)を形成させる。
[7](B)および/または(C)の存在下に(A)を形成させる。水中でも水を後添加 してもよい。その後必要により(B)または(C)を加える。
[8] ジチオカルバミン酸に(B)および(C)を加えてから塩を形成させる。
[9](C)の未中和物に(A)および(B)を加えてから塩を形成させる。
[10]ジチオカルバミン酸および(C)の未中和物に(B)を加えてから塩を形成させ る。
The following method is mentioned as a method of containing (B) and (C) in the aqueous solution of (A).
[1] Add (B) and (C) to the aqueous solution of (A).
[2] Add (B) to the aqueous solution of (A) and (C).
[3] Add (A) and (B) to the aqueous solution of (C).
[4] A mixture of (A), (B) and (C) is dissolved in water.
[5] (C) and phosphoric acid are added to the aqueous solution of (A) to form (B).
[6] (A) and phosphoric acid are added to the aqueous solution of (C) to form (B).
[7] (A) is formed in the presence of (B) and / or (C). Water may be added later in water. Thereafter, (B) or (C) is added as necessary.
[8] (B) and (C) are added to dithiocarbamic acid, and then a salt is formed.
[9] (A) and (B) are added to the unneutralized product of (C), and then a salt is formed.
[10] (B) is added to an unneutralized product of dithiocarbamic acid and (C) to form a salt.
上記の、(A)の水溶液に(B)および(C)を含有させる温度条件は、0〜90℃であり、均一混合される条件であれば撹拌条件は特に限定されない。
本発明の重金属固定化剤の水溶液pHは、通常12以上、保存時の安定性の観点から好ましい下限は12.2、さらに好ましくは12.5、同様の観点から好ましい上限は14.0、さらに好ましくは13.8である。ここで水溶液pHは、本発明の重金属固定化剤の30重量%水溶液の25℃においてpHメーターで測定される値であり、以下同様である。
The temperature condition for containing (B) and (C) in the aqueous solution (A) is 0 to 90 ° C., and the stirring condition is not particularly limited as long as the mixture is uniformly mixed.
The aqueous solution pH of the heavy metal immobilizing agent of the present invention is usually 12 or more, the lower limit is preferably 12.2 from the viewpoint of stability during storage, more preferably 12.5, and the upper limit is preferably 14.0 from the same viewpoint. Preferably it is 13.8. Here, the pH of the aqueous solution is a value measured with a pH meter at 25 ° C. of a 30% by weight aqueous solution of the heavy metal immobilizing agent of the present invention, and so on.
本発明の重金属固定化剤は、ブロック状固体、粉体、液体、スラリー、ペーストなど、種々の性状の重金属含有物中の重金属の固定化に有効であるが、焼却(飛)灰、鉱滓、土壌、汚泥などの固体粉末やスラリーまたは工場排水、洗煙排水、廃棄物埋め立て処分場の浸出水などの水溶液や懸濁液中の重金属の固定化においてさらに効果的であり、特に焼却(飛)灰中の重金属の固定化には特に効果的である。 The heavy metal immobilizing agent of the present invention is effective for immobilizing heavy metals in heavy metal-containing materials of various properties such as block solids, powders, liquids, slurries, pastes, etc., but incineration (flying ash), ore, It is more effective in immobilizing heavy metals in aqueous solutions and suspensions such as solid powders and slurries such as soil and sludge, or industrial wastewater, smoke washing wastewater, leachate from waste landfills, especially incineration (flying) It is particularly effective for immobilizing heavy metals in ash.
本発明の重金属固定化剤の使用量は、該重金属含有物中に含まれる重金属含有量によって任意に調整可能であり特に限定は無いが、重金属含有物の重量(固体、粉体、ペーストの場合はそれらの全重量、また、液体、スラリーの場合は固形分の全重量)に基づいて、重金属固定化効果の観点から、固形分として、好ましい下限は0.1%、さらに好ましくは0.2%、特に好ましくは0.3%であり、また、薬剤コストの観点から好ましい上限は30%、さらに好ましくは20%、特に好ましくは10%である。 The amount of the heavy metal immobilizing agent of the present invention can be arbitrarily adjusted according to the heavy metal content contained in the heavy metal-containing material and is not particularly limited, but the weight of the heavy metal-containing material (in the case of solid, powder, paste) From the viewpoint of the effect of immobilizing heavy metals, the lower limit of the solid content is preferably 0.1%, more preferably 0.2%, based on the total weight of them and the total weight of solids in the case of liquids and slurries). %, Particularly preferably 0.3%, and from the viewpoint of drug cost, the upper limit is preferably 30%, more preferably 20%, and particularly preferably 10%.
本発明の重金属固定化剤を重金属含有物に添加使用するに際しては、その他の添加剤を併用してもよい。
その他の添加剤としては、凝集剤、界面活性剤などが挙げられる。
When the heavy metal fixing agent of the present invention is added to a heavy metal-containing material, other additives may be used in combination.
Examples of other additives include a flocculant and a surfactant.
凝集剤としては、無機系〔硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、アルミン酸ソーダ、硫酸第1鉄、硫酸第2鉄、塩化第2鉄など〕、有機系〔ポリアクリル酸(塩)、アクリルアミド系ポリマー[ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミド部分加水分解物、ポリアクリルアミドメチロール化カチオン化物、アクリルアミドとジアルキルアミノエチルメタクリレート共重合物の4級化物、アクリルアミドとジアルキルアミノエチルメタクリレート4級化物の共重合物など]、ジアルキルアミノエチルメタクリレートポリマーの4級化物、ポリエチレンイミン、天然物系[グアーガム、アルギン酸塩、デンプン誘導体、キトサンなど]など〕が挙げられる。
凝集剤の添加量は、重金属含有物の重量に基づいて、通常5%以下、十分な凝集効果を発揮させるとの観点から好ましくは0.0001〜3%である。
Examples of the flocculant include inorganic (aluminum sulfate, polyaluminum chloride, sodium aluminate, ferrous sulfate, ferric sulfate, ferric chloride, etc.), organic (polyacrylic acid (salt), acrylamide polymer [ Polyacrylamide, polyacrylamide partial hydrolyzate, polyacrylamide methylolation cationization product, quaternization product of acrylamide and dialkylaminoethyl methacrylate copolymer, copolymer of acrylamide and dialkylaminoethyl methacrylate quaternization product, etc.], dialkylaminoethyl Examples thereof include quaternized products of methacrylate polymers, polyethyleneimine, and natural product systems such as guar gum, alginates, starch derivatives, chitosan, and the like.
The addition amount of the flocculant is preferably 5% or less based on the weight of the heavy metal-containing material, and preferably 0.0001 to 3% from the viewpoint of exhibiting a sufficient aggregation effect.
界面活性剤としては、非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤および両性界面活性剤が挙げられる。
非イオン界面活性剤としては、例えば、アルキレンオキシド(以下、AOと略記)(C2〜4)付加型非イオン界面活性剤〔高級アルコール(C8〜18)、高級脂肪酸(C12〜24)または高級アルキルアミン(C8〜24)等に直接AO[C2〜4例えば、エチレンオキシド(以下、EOと略記)、プロピレンオキシド(以下、POと略記)、ブチレンオキシドおよびこれらの2種以上の併用]を付加させたもの(分子量158〜Mn200,000);グリコールにAOを付加させて得られるポリアルキレングリコール(分子量150〜Mn6,000)に高級脂肪酸などを反応させたもの;多価アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビタンなどの2価〜8価またはそれ以上の多価アルコール)に高級脂肪酸を反応させて得られたエステル化物にAOを付加させたもの(分子量250〜Mn30,000)、高級脂肪酸アミドにAOを付加させたもの(分子量200〜Mn30,000)、多価(2価〜8価またはそれ以上)アルコールアルキル(C3〜60)エーテルにAOを付加させたもの(分子量120〜Mn30,000)等〕、および多価アルコ−ル(C3〜60)型非イオン界面活性剤[多価アルコール脂肪酸(C3〜60)エステル、多価アルコールアルキル(C3〜60)エーテル、脂肪酸(C3〜60)アルカノールアミド等]等が挙げられる。
Surfactants include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants.
Examples of the nonionic surfactant include alkylene oxide (hereinafter abbreviated as AO) (C2-4) addition type nonionic surfactant [higher alcohol (C8-18), higher fatty acid (C12-24) or higher alkyl. AO [C2-4, for example, ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), butylene oxide, and a combination of two or more thereof] was directly added to the amine (C8-24) or the like. (Molecular weight: 158 to Mn 200,000); Polyalkylene glycol obtained by adding AO to glycol (Molecular weight: 150 to Mn 6,000) and higher fatty acid, etc .; Polyhydric alcohol (ethylene glycol, propylene glycol, Divalent to octavalent such as glycerin, pentaerythritol, sorbitan or so A product obtained by reacting a higher fatty acid with the above polyhydric alcohol) and an esterified product obtained by adding AO (molecular weight: 250 to Mn 30,000); a product obtained by adding AO to a higher fatty acid amide (molecular weight: 200 to Mn 30, 000), polyvalent (divalent to octavalent or higher) alcohol alkyl (C3-60) ether added with AO (molecular weight 120 to Mn30,000), and the like, and polyhydric alcohol (C3 60) type nonionic surfactants [polyhydric alcohol fatty acid (C3-60) ester, polyhydric alcohol alkyl (C3-60) ether, fatty acid (C3-60) alkanolamide, etc.] and the like.
アニオン界面活性剤としては、例えば、カルボン酸(C8〜22の飽和または不飽和脂肪酸)またはその塩(ナトリウム、カリウム、アンモニウム、アルカノールアミン等の塩)、カルボキシメチル化物の塩[C8〜16の脂肪族アルコールおよび/またはそのEO(1〜10モル)付加物などのカルボキシメチル化物の塩等]、硫酸エステル塩[高級アルコール硫酸エステル塩(C8〜18の脂肪酸アルコールの硫酸エステル塩等)]、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩[C8〜18の脂肪酸アルコールのEO(1〜10モル)付加物の硫酸エステル塩等]、硫酸化油(天然の不飽和油脂または不飽和のロウをそのまま硫酸化して中和したもの)、硫酸化脂肪酸エステル(不飽和脂肪酸の低級アルコールエステルを硫酸化して中和したもの)、硫酸化オレフィン(C12〜18のオレフィンを硫酸化して中和したもの)、スルホン酸塩[アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸ジエステル型、α−オレフィン(C12〜18)スルホン酸塩、イゲポンT型等]およびリン酸エステル塩[高級アルコール(C8〜60)リン酸エステル塩、高級アルコール(C8〜60)EO付加物リン酸エステル塩、アルキル(C4〜60)フェノールEO付加物リン酸エステル塩等]が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include carboxylic acid (saturated or unsaturated fatty acid of C8-22) or a salt thereof (a salt of sodium, potassium, ammonium, alkanolamine, etc.), a salt of carboxymethylated product [a fatty acid of C8-16]. Carboxymethylated salts such as aromatic alcohols and / or EO (1-10 mol) adducts thereof], sulfate esters [higher alcohol sulfate esters (sulfate esters of fatty acid alcohols of C8-18)], higher Alkyl ether sulfate salt [sulfate ester salt of EO (1-10 mol) adduct of C8-18 fatty acid alcohol, etc.], sulfated oil (natural unsaturated oil or unsaturated wax is neutralized by sulfation as it is ), Sulfated fatty acid esters (lower alcohol esters of unsaturated fatty acids were neutralized by sulfation) ), Sulfated olefin (sulfurized and neutralized olefin of C12-18), sulfonate [alkylbenzenesulfonate, alkylnaphthalenesulfonate, sulfosuccinate diester type, α-olefin (C12-18) Sulfonates, Igepon T-type, etc.] and phosphate esters [higher alcohol (C8-60) phosphate ester salts, higher alcohol (C8-60) EO adduct phosphate ester salts, alkyl (C4-60) phenol EO Adduct phosphoric acid ester salts, etc.].
カチオン界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩型[テトラアルキル(C4〜100)アンモニウム塩、例えばラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジオクチルジメチルアンモニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド;トリアルキル(C3〜80)ベンジルアンモニウム塩、例えばラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(塩化ベンザルコニウム);アルキル(C2〜60)ピリジニウム塩、例えばセチルピリジニウムクロライド;ポリオキシアルキレン(C2〜4)トリアルキルアンモニウム塩、例えばポリオキシエチレントリメチルアンモニウムクロライド;サパミン型第4級アンモニウム塩、例えばステアラミドエチルジエチルメチルアンモニウムメトサルフェート]、アミン塩型[脂肪族高級アミン(C12〜60、例えばラウリルアミン、ステアリルアミン、セチルアミン、硬化牛脂アミン、ロジンアミン)の無機酸塩または有機酸塩;低級アミン(C1〜11)の高級脂肪酸(ステアリン酸、オレイン酸等)塩;脂肪族アミン(C1〜30)のEO付加物等の無機酸塩または有機酸塩;3級アミン(C1〜30、例えばトリエタノールアミンモノステアレート、ステアラミドエチルジエチルメチルエタノールアミン)の無機酸塩または有機酸塩等]等が挙げられる。 Cationic surfactants include quaternary ammonium salt types [tetraalkyl (C4-100) ammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride, didecyldimethylammonium chloride, dioctyldimethylammonium bromide, stearyltrimethylammonium bromide; trialkyl (C3 -80) benzylammonium salts such as lauryldimethylbenzylammonium chloride (benzalkonium chloride); alkyl (C2-60) pyridinium salts such as cetylpyridinium chloride; polyoxyalkylene (C2-4) trialkylammonium salts such as polyoxy Ethylenetrimethylammonium chloride; sapamine-type quaternary ammonium salts such as stearamide ethyl diethyl methylan Nium methosulphate], amine salt type [inorganic or organic acid salts of higher aliphatic amines (C12-60, such as laurylamine, stearylamine, cetylamine, hardened tallow amine, rosinamine); lower amines (C1-11) Higher fatty acid (stearic acid, oleic acid, etc.) salt; inorganic acid salt or organic acid salt such as EO adduct of aliphatic amine (C1-30); tertiary amine (C1-30, for example, triethanolamine monostearate, Inorganic acid salt or organic acid salt of stearamide ethyl diethyl methyl ethanolamine) and the like.
両性界面活性剤としては、アミノ酸型両性界面活性剤[高級アルキルアミン(C12〜18)のプロピオン酸ナトリウムなど]、ベタイン型両性界面活性剤アルキル(C12〜18)ジメチルベタイン、硫酸エステル塩型両性界面活性剤[高級アルキル(C8〜18)アミンの硫酸エステルナトリウム塩、ヒドロキシエチルイミダゾリン硫酸エステルナトリウム塩等]、スルホン酸塩型両性界面活性剤(ペンタデシルスルホタウリン、イミダゾリンスルホン酸等)、リン酸エステル塩型両性界面活性剤[グリセリン高級脂肪酸(C8〜22)エステル化物のリン酸エステルアミン塩等]等が挙げられる。 Examples of amphoteric surfactants include amino acid type amphoteric surfactants such as sodium propionate of higher alkylamine (C12-18), betaine type amphoteric surfactant alkyl (C12-18) dimethylbetaine, sulfate ester type amphoteric interface. Activator [higher alkyl (C8-18) amine sulfate sodium salt, hydroxyethyl imidazoline sulfate sodium salt, etc.], sulfonate amphoteric surfactant (pentadecyl sulfotaurine, imidazoline sulfonic acid, etc.), phosphate ester And salt type amphoteric surfactants [phosphate ester amine salts of glycerin higher fatty acid (C8-22) esterified products, etc.].
界面活性剤の添加量は、重金属含有物の重量に基づいて、通常5%以下、好ましくは0.01〜3%である。 The addition amount of the surfactant is usually 5% or less, preferably 0.01 to 3%, based on the weight of the heavy metal-containing material.
本発明の重金属固定化剤を重金属含有物に添加する方法としては、通常20〜70重量%の水溶液、重金属含有物の飛散防止などの必要に応じてさらに水で希釈した水溶液として添加する方法が挙げられるが、重金属固定化剤と水を別々に添加してもよく、別々に添加する場合は、どちらを先に添加してもよい。また、重金属含有物がスラリー状の場合は重金属固定化剤のみを直接スラリーに添加してもよい。 As a method for adding the heavy metal immobilizing agent of the present invention to a heavy metal-containing material, there is usually a method of adding as an aqueous solution of 20 to 70% by weight, further diluting with water as necessary to prevent scattering of the heavy metal-containing material. Although a heavy metal fixing agent and water may be added separately, when adding separately, which may be added first. Moreover, when the heavy metal-containing material is in a slurry state, only the heavy metal fixing agent may be added directly to the slurry.
上記固体粉末またはスラリーに添加して混練する際の混練装置としては、特に限定はなく通常のもの、例えばニーダー、ホバートミキサー等が挙げられる。
また上記排水に添加して撹拌する際の撹拌装置としては、特に限定は無く、撹拌ができるものであれば全ての撹拌装置が挙げられる。
The kneading apparatus for adding to and kneading the solid powder or slurry is not particularly limited, and examples thereof include ordinary ones such as a kneader and a Hobart mixer.
Moreover, there is no limitation in particular as a stirring apparatus at the time of adding and stirring to the said waste_water | drain, All the stirring apparatuses will be mentioned if stirring is possible.
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例中の部は重量部、%は重量%、水溶液のpHは重金属固定化剤30重量%水溶液の25℃でのpHメーター[堀場製作所(株)製 型番M−12]測定値を表す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to this. In addition, the part in an Example is a weight part,% is weight%, pH of aqueous solution is a pH meter [model number M-12 made by Horiba, Ltd.] at 25 degreeC of heavy metal fixing agent 30 weight% aqueous solution. To express.
合成例1 ピペラジンビスジチオカルバミン酸カリウム水溶液の合成
冷却・撹拌が可能で、窒素置換が可能な反応容器に、水600部、ピペラジン100部を仕込み溶解した後、水酸化カリウム130部を仕込み、200rpmで撹拌した。反応容器中の固形物がスラリー状になったことを確認後、窒素雰囲気下、35℃にて二硫化炭素177部を滴下した。滴下終了後、同温度にて3時間熟成を行なうことによって、ピペラジンビスジチオカルバミン酸カリウムの36.3%水溶液(A1)を得た。水溶液のpHは13であった。
Synthesis Example 1 Synthesis of aqueous solution of potassium piperazine bisdithiocarbamate In a reaction vessel that can be cooled and stirred and purged with nitrogen, 600 parts of water and 100 parts of piperazine were charged and dissolved, and then 130 parts of potassium hydroxide was charged at 200 rpm. Stir. After confirming that the solid in the reaction vessel became a slurry, 177 parts of carbon disulfide was added dropwise at 35 ° C. in a nitrogen atmosphere. After completion of the dropwise addition, the mixture was aged at the same temperature for 3 hours to obtain a 36.3% aqueous solution (A1) of potassium piperazine bisdithiocarbamate. The pH of the aqueous solution was 13.
実施例1
リン酸三カリウムの44%水溶液(B1)15部、(A1)85部およびアクリル酸ナトリウム重合体(Mn10,000)(C1)0.5部を混合、撹拌し本発明の重金属固定化剤の37.3%水溶液(X1)を得た。水溶液のpHは13であった。
Example 1
15 parts of a 44% aqueous solution of tripotassium phosphate (B1), 85 parts of (A1) and 0.5 part of sodium acrylate polymer (Mn10,000) (C1) were mixed and stirred. A 37.3% aqueous solution (X1) was obtained. The pH of the aqueous solution was 13.
実施例2
(B1)5部、(A1)95部および(C1)1部を混合、撹拌し本発明の重金属固定化剤の36.7%水溶液(X2)を得た。水溶液のpHは13であった。
Example 2
5 parts of (B1), 95 parts of (A1) and 1 part of (C1) were mixed and stirred to obtain a 36.7% aqueous solution (X2) of the heavy metal fixing agent of the present invention. The pH of the aqueous solution was 13.
実施例3
実施例2において(C1)1部に代えて、アクリル酸カリウム重合体(Mn10,000)(C2)1部を用いたこと以外は実施例2と同様に行い、本発明の重金属固定化剤の36.7%水溶液(X3)を得た。水溶液のpHは13であった。
Example 3
In Example 2, it replaced with 1 part of (C1), it carried out similarly to Example 2 except having used 1 part of potassium acrylate polymer (Mn10,000) (C2), and the heavy metal fixing agent of this invention was used. A 36.7% aqueous solution (X3) was obtained. The pH of the aqueous solution was 13.
実施例4
実施例2において(C1)1部に代えて、アクリル酸重合体(Mn10,000)(C3)1部を用いたこと以外は実施例2と同様に行い、本発明の重金属固定化剤の36.7%水溶液(X4)を得た。水溶液のpHは12.5であった。
Example 4
In Example 2, it replaced with 1 part of (C1), it carried out similarly to Example 2 except having used 1 part of acrylic acid polymer (Mn10,000) (C3), and 36 of the heavy metal fixing agent of this invention. A 7% aqueous solution (X4) was obtained. The pH of the aqueous solution was 12.5.
実施例5
実施例2において(C1)1部に代えて、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸カリウム塩重合体(Mn10,000)(C4)1部を用いたこと以外は実施例2と同様に行い、本発明の重金属固定化剤の36.7%水溶液(X5)を得た。水溶液のpHは13であった。
Example 5
Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2 except that 1 part of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid potassium salt polymer (Mn10,000) (C4) was used instead of 1 part of (C1). As a result, a 36.7% aqueous solution (X5) of the heavy metal fixing agent of the present invention was obtained. The pH of the aqueous solution was 13.
実施例6
実施例2において(C1)1部に代えて、N−メチロールアクリルアミド重合体(Mn5,000)(C5)1部を用いたこと以外は実施例2と同様に行い、本発明の重金属固定化剤の36.7%水溶液(X6)を得た。水溶液のpHは13であった。
Example 6
The heavy metal fixing agent of the present invention was carried out in the same manner as in Example 2, except that 1 part of N-methylolacrylamide polymer (Mn5,000) (C5) was used instead of 1 part of (C1) in Example 2. Of 36.7% aqueous solution (X6) was obtained. The pH of the aqueous solution was 13.
実施例7
実施例2において(C1)1部に代えて、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートカリウム塩重合体(Mn3,000)(C6)1部を用いたこと以外は実施例2と同様に行い、本発明の重金属固定化剤の36.7%水溶液(X7)を得た。水溶液のpHは13であった。
Example 7
Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2 except that 1 part of 2-hydroxyethylacryloyl phosphate potassium salt polymer (Mn3,000) (C6) was used instead of 1 part of (C1). A 36.7% aqueous solution (X7) of a heavy metal fixing agent was obtained. The pH of the aqueous solution was 13.
実施例8
実施例2において(C1)1部に代えて、2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸カリウム塩重合体(Mn3,000)(C7)1部を用いたこと以外は実施例2と同様に行い、本発明の重金属固定化剤の36.7%水溶液(X8)を得た。水溶液のpHは13であった。
Example 8
Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2 except that 1 part of 2-acryloyloxyethylphosphonic acid potassium salt polymer (Mn3,000) (C7) was used instead of 1 part of (C1) in the present invention. A 36.7% aqueous solution (X8) of a heavy metal immobilizing agent was obtained. The pH of the aqueous solution was 13.
<有毒ガス試験>
実施例1〜8、比較例1
(X1)〜(X8)および(A1)のそれぞれ50gを容量200mlの密閉フタ付きガラス容器(内径5cm×高さ10.2cmの円筒形)に秤り取り、容器内を窒素置換して密封、30℃で7日間静置後、容器内の二硫化炭素および硫化水素濃度を検知管[二硫化炭素はガステック(株)製NO.13検知管、硫化水素はガステック(株)製NO.4LL検知管]にて測定した。結果を表1に示す。
表1から、実施例1〜8では、比較例1に比べて、二硫化炭素および硫化水素の発生が抑えられることがわかる。
<Toxic gas test>
Examples 1-8, Comparative Example 1
50 g of each of (X1) to (X8) and (A1) is weighed into a glass container with a sealed lid having a capacity of 200 ml (cylindrical shape having an inner diameter of 5 cm and a height of 10.2 cm), and the inside of the container is purged with nitrogen and sealed. After standing at 30 ° C. for 7 days, the concentration of carbon disulfide and hydrogen sulfide in the vessel was measured using a detector tube [carbon disulfide is NO. 13 Detector tube, hydrogen sulfide is NO. 4LL detector tube]. The results are shown in Table 1.
From Table 1, it can be seen that in Examples 1 to 8, generation of carbon disulfide and hydrogen sulfide is suppressed as compared with Comparative Example 1.
<溶出試験>
実施例1〜8、比較例1
ゴミ焼却により生じた飛灰50部に、上記各重金属固定化剤(X1)〜(X8)および(A1)を重金属固定化剤固形分として0.17部、水10部を添加し、80℃で10分間スパテルを用いて混練した。混練後の処理灰と未処理灰について溶出試験(環境庁公示13号)を行い溶出した鉛イオン濃度を測定した。結果を表2に示す。
表2から、実施例1〜8では、比較例1と同等の重金属固定効果を示すことがわかる。
<Dissolution test>
Examples 1-8, Comparative Example 1
To 50 parts of fly ash generated by refuse incineration, 0.17 parts and 10 parts of water are added as solid metal fixing agent solid content of each of the above heavy metal fixing agents (X1) to (X8) and (A1), and 80 ° C. And kneading for 10 minutes using a spatula. The treated ash and untreated ash after kneading were subjected to an elution test (Environment Agency official announcement No. 13) to measure the concentration of the eluted lead ions. The results are shown in Table 2.
From Table 2, it can be seen that Examples 1-8 show the same heavy metal fixing effect as Comparative Example 1.
本発明の重金属固定化剤は、重金属の固定化効果を損なうことなく、重金属固定化剤の保存、輸送および使用の際の硫化水素や二硫化炭素などの有毒ガスの発生が抑制されたものであることから、焼却(飛)灰、鉱滓、土壌、汚泥などの固体粉末もしくはスラリーまたは工場排水、洗煙排水、廃棄物埋め立て処分地の浸出水などの水溶液または懸濁液中に存在する重金属を固定化して重金属の溶出を防止するために添加される薬剤として幅広く用いられる。
The heavy metal immobilizing agent of the present invention is one that suppresses the generation of toxic gases such as hydrogen sulfide and carbon disulfide during the storage, transportation and use of the heavy metal immobilizing agent without impairing the immobilization effect of the heavy metal. Because of this, solid metals or slurries such as incineration (flying) ash, mines, soil, sludge, or heavy metals present in aqueous solutions or suspensions such as industrial wastewater, smoke washing wastewater, leachate from waste landfills, etc. Widely used as a drug added to immobilize and prevent elution of heavy metals.
Claims (6)
An aqueous solution of dithiocarbamic acid (salt) (A) containing at least one selected from the group consisting of phosphate (B), carboxyl group, sulfo group, hydroxyl group, phosphoric acid group, phosphonic acid group and these alkali metal bases A method for improving the stability of a heavy metal immobilizing agent, comprising adding an oligomer (C) having a functional group-containing number average molecular weight of 1,000 to 30,000.
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