JP5258171B2 - 鉄イオン溶出体 - Google Patents

Description

本発明は、水中に没する状態にすることにより水中に鉄イオンを発生させる鉄イオン溶出体に関し、水槽、河川、池、湖、海、風呂、及び水の配管等に使用される水に適用される鉄イオン溶出体に関する。

従来のこの種の鉄イオン溶出体としては、気泡コンクリート製魚礁本体の中空部に鉄と鉄に比べ電位の高い金属、例えば、グラファイト、活性炭等の炭との混合物を充填して海水中に沈めることにより、鉄イオンを溶出させるようにした技術が開示されている例えば、特許文献１参照）。
特願平６−２０８０４号公報（明細書（３）、図１）

しかしながら、上述の従来例にあっては、鉄と炭素との混合物を気泡コンクリート製魚礁本体の中空部内に単に充填された構造であったため、鉄と炭素が接触している部分において、最初の内は鉄イオンが溶出されるが、鉄イオンｎ溶出により鉄が小さくなると炭素との接触が解除され、そうすると、鉄の表面に硬質の酸化被膜が形成されて、それ以後の鉄イオンの効率的な溶出が停止されると共に、分離した鉄が海流等によって中空部から流れ出し、鉄単独の状態になるもので、これにより、効率的な鉄イオンの溶出を持続させることができないという問題があった。

本発明は、かかる従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、効率的な鉄イオンの溶出を長期に亘りコンスタントに持続させることができる安価な鉄イオン溶出体を提供することにある。

前記目的を達成するための手段として、請求項１に記載の発明は、水中に没する状態にすることにより水中に鉄イオンを発生させる鉄イオン溶出体であって、粉状又は粒状の鉄と粉状又は粒状の炭を水溶性バインダーと共に混合して固めて多数の小塊を成形し、前記多数の小塊の一部同士を非水溶性バインダーで固めて成形され、前記水中に没した状態で、前記非水溶性バインダーで固められていない前記小塊の部分が水と接する形状であり、前記水溶性バインダーは、ＰＶＡ、デンプン糊、にかわ、コーン、デキストリン、芋、米のいずれかの粉であり、前記非水溶性バインダーは、粘土、セメントのいずれかの粉であり、前記水中に没した状態で前記非水溶性バインダーで固められていない前記小塊の部分の前記水溶性バインダーが、水と接触して水によって溶けるにつれて前記炭と前記鉄が次々に接触して鉄イオンを溶出可能であることを特徴とする鉄イオン溶出体である。

請求項２に記載の発明は、前記鉄イオン溶出体の形状が板状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄イオン溶出体である。

本発明請求項１記載の鉄イオン溶出体では、上述のように、鉄と炭を水溶性バインダーと共に混合して固めた多数の小塊を、非水溶性バインダーで固めて所定の形状に成形されている構成としたことで、これを水中に没した状態とすると、水と接する小塊では、水溶性バインダーが徐々に溶けることで鉄と炭が接触し、これにより、炭に比べて電気陰性度及び又は電位の低い方の金属である鉄が酸化され、鉄イオンを溶出し出す。

そして、炭と鉄の接触状態が維持されることで、局部電池を作り、鉄の表面に酸化被膜が形成されることがないため、鉄が酸化してなくなるまで鉄イオンを継続的の溶出させることができる。

また、水溶性バインダーが溶けるにつれて炭と鉄が次々に接触して鉄イオンを溶出させるようになるため、全ての鉄がなくなるまで、鉄イオンを継続的に溶出させることができる。

なお、鉄イオンは、水中の食物連鎖の頂点にある植物プランクトンの餌になるだけでなく、植物プランクトンの光合成で二酸化炭素（ＣＯ_２）を消費すると同時に、水中生物の増殖と活性により、ヘドロを浄化する働きがあることを発見した。

また、全ての水溶性バインダーが溶けると、鉄イオン溶出体における全ての小塊部分が空洞のポーラス状態になるため、水中微生物の温床になったり、植物の根の活着場となって繁殖の場になる等、最後まで無駄なく有効に活用されるようになる。
また、残った炭は、水の浄化に役立つ。

請求項２記載の鉄イオン溶出体では、上述のように、鉄イオン溶出体の形状を板状としたことで、海底や河川の底に溜まった泥やヘドロの中に沈み込んで埋もれてしまうことを抑制することができると共に、海流、潮の満ち引き、水流等に左右されることなく、定置性を高めることができるようになる。

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

まず、この実施例の鉄イオン溶出体の構成を説明する。

即ち、この実施例の鉄イオン溶出体は、水中に没する状態にすることにより水中に鉄イオンを発生させる鉄イオン溶出体であって、粉状又は粒状の鉄（Ｆｅ）と炭（Ｃ）を水溶性バインダーと共に混合して固めた多数の小塊を、非水溶性バインダーで固めて板状に成形されたものである。

さらに詳述すると、前記粉状鉄としては、微粉状鉄粉、破砕削り合金鉄粉、鉄鋳物粉等が用いられる。
また、前記粉状炭としては、コークス粉、黒鉛粉、木炭粉、竹炭粉、石炭粉等が用いられる。

また、前記水溶性バインダーとしては、ＰＶＡや、デンプン糊の他に、にかわ、コーン、デキストリン、芋、米等の粉が用いられる。
また、前記非水溶性バインダーとしては、粘土粉、セメント粉等の無機質バインダーが用いられる。

次に、実施例の鉄イオン溶出体の製造方法の一例を説明する。
まず、鉄粉と炭粉にデンプン糊を溶かした薄い液を少しずつ加えて加湿させ、これを良く混合させて多数の小塊に造粒する。

次に、この造粒された多数の小塊に粘土粉を加えて空練り混合させた後、水を徐々に加えて良く混練することにより、小塊の表面に粘土粉がまぶされた状態とし、これを、プレス型に入れて板状に成形する。

次に、板状に成形された鉄イオン溶出体を日干し又は熱を加えて乾燥固化させることにより完成する。

次に、この実施例の作用・効果を説明する。

この実施例の鉄イオン溶出体は、上述のように、鉄と炭を水溶性バインダーと共に混合して固めた多数の小塊を、非水溶性バインダーで固めて板状に成形されている構成としたことで、これを水中に没した状態とすると、水と接する小塊では、水溶性バインダーが徐々に溶けることで鉄と炭が接触し、局部電池を形成し、これにより、炭（Ｃ）に比べて電気陰性度及び又は電位の低い方の金属である鉄（Ｆｅ）が酸化され、鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を溶出し出す。

そして、炭と鉄の接触状態が維持されることで、鉄の表面に酸化被膜が形成されることがないため、鉄が酸化してなくなるまで鉄イオンを継続的の溶出させることができる。
その時、水中に溶存している二酸化炭素と鉄が水を反応媒体とすることで、金属の炭酸塩として固定化することができる。化学式は、
Ｍ（金属）＋ｎＨ^＋→Ｍ^ｎ＋＋（ｎ／２）Ｈ_２↑
ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ→Ｈ_２ＣＯ_３→Ｈ^＋＋ＨＣＯ_３ ⁻→２Ｈ^＋＋ＣＯ_３ ^２−→
Ｈ^＋＋ＨＣＯ_３ ⁻→Ｈ_２ＣＯ_３→ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ
Ｍ＋（ｎ／２）ＣＯ_２＋（ｎ／２）Ｈ_２Ｏ→Ｍ（ＣＯ_３）_Ｎ／２＋（ｎ／２）Ｈ_２
故に、Ｆｅ＋ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ→ＦｅＣＯ_３＋Ｈ_２↑・・・となる。

また、水溶性バインダーが溶けるにつれて炭と鉄が次々に接触して鉄イオンを溶出させるようになるため、全ての鉄がなくなるまで、鉄イオンを継続的に溶出させることができる。

さらに、鉄イオンは、水中の食物連鎖の頂点にある植物プランクトンの餌になるだけでなく、植物プランクトンの光合成で二酸化炭素（ＣＯ_２）を消費すると同時に、水中生物の増殖と活性により、ヘドロを浄化する働きがあることを発見した。

また、全ての水溶性バインダーが溶けると、鉄イオン溶出体における全ての小塊部分が空洞のポーラス状態になるため、水中微生物の温床になったり、植物の根の活着場となって繁殖の場になる等、最後まで無駄なく有効に活用されるようになる。
また、残った炭は、水の浄化に役立つ。

また、鉄イオン溶出体の形状を板状としたことで、海底や河川の底に溜まった泥やヘドロの中に沈み込んで埋もれてしまうことを抑制することができると共に、海流、潮の満ち引き、水流等に左右されることなく、定置性を高めることができるようになる。

以上本発明の実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、板状に成形したが、その形状は任意である。

また、鉄及び炭としては、粉状の他に粒状等所定形状のものを用いることができる。

Claims (2)

1. 水中に没する状態にすることにより水中に鉄イオンを発生させる鉄イオン溶出体であって、
   粉状又は粒状の鉄と粉状又は粒状の炭を水溶性バインダーと共に混合して固めて多数の小塊を成形し、
   前記多数の小塊の一部同士を非水溶性バインダーで固めて成形され、
   前記水中に没した状態で、前記非水溶性バインダーで固められていない前記小塊の部分が水と接する形状であり、
   前記水溶性バインダーは、ＰＶＡ、デンプン糊、にかわ、コーン、デキストリン、芋、米のいずれかの粉であり、
   前記非水溶性バインダーは、粘土、セメントのいずれかの粉であり、
   前記水中に没した状態で、
   前記非水溶性バインダーで固められていない前記小塊の部分の前記水溶性バインダーが、水と接触して水によって溶けるにつれて前記炭と前記鉄が次々に接触して鉄イオンを溶出可能であることを特徴とする鉄イオン溶出体。
2. 前記鉄イオン溶出体の形状が板状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄イオン溶出体。