JP5226193B2

JP5226193B2 - 水銀吸着方法

Info

Publication number: JP5226193B2
Application number: JP2006177883A
Authority: JP
Inventors: 明人松山; 和夫岡田
Original assignee: 環境省国立水俣病総合研究センター長; 有限会社イーエス
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2026-06-28
Also published as: JP2008093489A

Description

本発明は、水銀含有空気に含まれる水銀成分を吸着する方法に関し、特に水銀含有空気に含まれる水銀成分を除去し、水銀成分を除去した後の水銀含有空気を大気放出可能な水銀濃度以下に抑制する方法に関する。また、水銀を脱着して、特殊水銀吸着剤を再利用に供する方法に関し、更に浸漬水或いは洗浄水から水銀を除去し、廃棄物量を最小限に抑える方法に関する。

水銀含有空気中に含まれる水銀成分を効率的に除去する方法として、従来特殊活性炭を通過させてガス状水銀を吸着する方法、過マンガンカリウムと硫酸の混合溶液に曝気してガス状水銀を捕集する方法等が用いられてきた。
特開平８−１１７５５５号公報特開平９−２３９２６５号公報日本化学会編「水銀」 p143−149、丸善株式会社、1977.12.20

上記従来技術は、一般的な水銀含有空気中の水銀成分を大気放出基準以下にまで除去できる点では、非常に優れた方法である。特殊活性炭を通過させる方法は、活性炭の表面にキレート剤などをコーティングし、ガス状の水銀を効率よく捕集するよう設定されている。粒状体であり、取扱いは容易であるが、水銀を吸着するのみで再利用できないし、水銀を吸着した活性炭は産廃処理時に特管物扱いになり、素材が活性炭であるため取扱いによっては粉塵爆発を起こす恐れがあるという問題を抱えている。

また、過マンガン酸カリウムと硫酸の混合溶液に曝気する方法は、水銀捕集の点では優れており、空気中の水銀濃度分析等で一般的に利用されている。しかしながら、空気〜液体反応を利用したものであるため、液状でのみその効果を発揮する点で問題がある。液体である上、酸性であることからその取扱いに制限があり、水銀を吸着した廃液は産廃処理時に特管物扱いになるという問題を抱えている。

本発明は上記各問題を解決するためになされたものであり、取扱いが容易で、再利用できる水銀吸着剤を提供し、リサイクル、リユース、レジュースを中心とする循環型社会形成の一助となる水銀を吸着させる方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決するために、本発明のガス状の水銀を吸着させる方法は、ガス状水銀の捕集剤として、過去に最も実績があり化学的な基礎反応式も把握されている過マンガン酸カリウムと硫酸の混合溶液を、軽石、海綿状の樹脂、繊維、布、各種フィルタ材のようにポーラスで比表面積の大きい材料に吸着させて作製した水銀吸着剤を提供し、これまでの常識であった空気〜液体反応ではなく、空気〜固体反応に置き換えることにより、取扱いを容易にしたものである。

また、本発明による特殊水銀吸着剤は、水銀を吸着した後、水に浸漬するか或いは洗浄することにより容易に水銀を脱着させることができる。さらに、空気中で自然乾燥或いは強制乾燥させた後、酸性過マンガン酸カリウム溶液を再度吸着させて水銀吸着剤として再利用できるようにしたものである。勿論、軽石等の天然素材は、土に帰すことも可能である。

本発明によれば、浸漬水或いは洗浄水に、塩酸ヒドロキシルアミン溶液を添加して脱色した後、鉄粉或いは錫等を加え、これら処理水から水銀を分離することができ、浸漬水を再利用できるようにしたものである。また、分離した水銀は、回収、精製して金属水銀として再利用することも可能である。

本発明によれば、ガス状の水銀を効率的かつ効果的に除去することができ、且つ、本発明による特殊水銀吸着剤から吸着水銀を効率的かつ効果的に除去することができると共に、特殊水銀吸着剤を再利用することができる。つまり、取扱いが容易で、再利用できる水銀吸着剤を提供し、リサイクル、リユース、レジュースを中心とする循環型社会の形成の一助を担うことができる。

本発明の実施の一形態について、軽石に過マンガン酸カリウムと硫酸の混合溶液を吸着させた特殊水銀吸着剤について、詳細に説明する。

本発明のガス状の水銀を吸着させる方法は、（１）特殊水銀吸着剤製造方法、（２）特殊水銀吸着剤からの水銀脱着方法、（３）浸漬水、洗浄水からの水銀除去方法から構成される。なお、酸性過マンガン酸カリウム溶液を軽石に吸着させた例を説明するが、勿論、軽石等に限定されるものではなく、例えば海綿状の樹脂、繊維、布、各種フィルタ材のように、ポーラスで比表面積が大きく、保水性並びに通気性がある材料であればよい。
（１）特殊水銀吸着剤の製造方法
（ａ）酸性過マンガン酸カリウム溶液を作る。例えば0.1〜3Nの硫酸溶液に、１〜10％の過マンガン酸カリウムを溶解させ、過マンガン酸カリウムと硫酸の混合溶液（酸性過マンガン酸カリウム溶液）を作る。

（ｂ）適度に破砕した軽石を、酸性過マンガン酸カリウム溶液に１〜３日間浸漬する。浸漬後、自然乾燥又は強制乾燥させる。

（ｃ）乾燥後、軽石内部まで薬剤が浸透していることを、軽石を割って目視確認する。或いは他の方法で確認する。
（２）特殊水銀吸着剤からの水銀脱着方法
（ａ）使用済みの水銀を吸着した上記特殊水銀吸着剤を、２〜２０倍程度の水に数時間〜１日浸漬する。

（ｂ）浸漬後、浸漬水は赤紫色を呈す。軽石を取り出し、軽石を割って目視確認する、或いは他の方法で、過マンガン酸カリウムが水中に溶脱していることを確認する。

（ｃ）酸性過マンガン酸カリウム溶液を溶脱させた軽石は、必要に応じて上記特殊水銀吸着剤用軽石として再利用する。なお、天然素材であり、土に帰すことも可能である。
（３）浸漬水、洗浄水からの水銀除去方法
（ａ）赤紫色をしている浸漬水或いは洗浄水に、塩酸ヒドロキシルアミン溶液を添加して脱色する。添加量は脱色が確認できる量とする。

（ｂ）脱色した浸漬水或いは洗浄水に鉄粉或いは錫等を加え、水銀を分離、除去する。

（ｃ）水銀を分離、除去した浸漬水或いは洗浄水は、浸漬水或いは洗浄水として再利用する。

（ｄ）分離、除去した水銀は、必要により精製して再利用する。

以上、本発明について、好適な実施形態の一例を説明した。しかし、本発明は前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。

［第１実施例］
表１に示す処理条件により、本発明のガス状の水銀を吸着させる方法として、軽石に酸性過マンガン酸カリウム溶液を吸着させて実施した。この結果、空気〜固体反応でも、実施前後における空気中の水銀成分の濃度が、劇的に減少することが明らかとなった。

［第２実施例］
表２に示す処理条件により、本発明のガス状の水銀を吸着させる方法として、ポリエチレンウールに酸性過マンガン酸カリウム溶液を吸着させて実施した。この結果においても、実施前後における空気中の水銀成分の濃度が、劇的に減少することが明らかとなった。

［第３実施例］
表３に示す処理条件により、本発明のガス状の水銀を吸着させる方法として、棕櫚ブラシに酸性過マンガン酸カリウム溶液を吸着させて実施した。この結果においても、実施前後における空気中の水銀成分の濃度が、劇的に減少することが明らかとなった。

［第４実施例］
表４に示す処理条件により、本発明のガス状の水銀を吸着させる方法として、軽石に酸性過マンガン酸カリウム溶液を吸着させて実施した。この結果、第１実施例に比べ、特殊水銀吸着剤使用量を半減し、通気時間を115倍にしても、実施前後における空気中の水銀成分の濃度が、劇的に減少することが明らかとなった。

［第５実施例］
表５に示す処理条件により、本発明のガス状の水銀を吸着させる方法として、軽石に酸性過マンガン酸カリウム溶液を吸着させて実施した。この結果、特殊水銀吸着剤に空気中の水銀成分が、吸着していることが明らかとなった。

［第６実施例］
表６に示す処理条件により、本発明のガス状の水銀を吸着させる方法として、軽石に酸性過マンガン酸カリウム溶液を吸着させて実施した。この結果、特殊水銀吸着剤に吸着した水銀が、水に浸漬することで、容易に脱着することが明らかとなった。

［第７実施例］
表７に示す処理条件により、本発明のガス状の水銀を吸着させる方法として、軽石に酸性過マンガン酸カリウム溶液を吸着させて実施した。この結果、特殊水銀吸着剤から脱着した水銀を含む浸漬水から、水銀を容易に分離除去できることが明らかとなった。

本発明は、廃蛍光管、水銀電池、体温計、血圧計、水銀灯或いはそれらの処理物等の処理時に発生する水銀ガスの吸着剤として、非常に好適であるが、それ以外に水銀汚染土壌処理時に発生する水銀ガスの吸着剤や、大気中に含まれる水銀ガスの吸着剤としても、適用可能であることは言うまでもない。

Claims

０．１〜１０％の硫酸溶液に１〜１０％の過マンガン酸カリウムを溶解させて作製された酸性過マンガン酸カリウム溶液に、
ポーラスで比表面積の大きく、保水性及び通気性がある材料を１〜３日間浸漬した後に乾燥させて作製された水銀吸着剤に対して、
水銀含有廃棄物処理、水銀含有製品製造、水銀精製、水銀含有物の燃焼に伴って生じるガス状の水銀、或いは空気中に含まれるガス状の水銀を通過させて前記水銀を吸着させた前記水銀吸着剤の再利用方法であり
前記水銀を吸着された前記水銀吸着剤を２〜２０倍程度の水に数時間〜１日間浸漬し、前記水銀吸着剤に吸着された水銀を除去して乾燥させた後、前記乾燥された水銀吸着剤を前記過マンガン酸カリウム溶液に浸漬させて再利用し得るようにしたことを特徴とする水銀吸着剤の再利用方法。
０．１〜１０％の硫酸溶液に１〜１０％の過マンガン酸カリウムを溶解させて作製された酸性過マンガン酸カリウム溶液に、
ポーラスで比表面積の大きく、保水性及び通気性がある材料を１〜３日間浸漬した後に乾燥させて作製された水銀吸着剤に対して、
水銀含有廃棄物処理、水銀含有製品製造、水銀精製、水銀含有物の燃焼に伴って生じるガス状の水銀、或いは空気中に含まれるガス状の水銀を通過させて前記水銀を吸着させ、
前記水銀を吸着された前記水銀吸着剤を２〜２０倍程度の水に数時間〜１日間浸漬し、前記水銀吸着剤に吸着された水銀を除去すると共に、水銀の除去により生成された浸漬水に、塩酸ヒドロキシルアミン溶液を添加して脱色した後に鉄粉を加え、前記浸漬水から水銀を分離して前記浸漬水を再利用し得るようにしたことを特徴とする水銀除去処理における浸漬水の再利用方法。