JP6853629B2 - 無機オキソ酸イオンの吸着方法 - Google Patents
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Description
本発明は、酸化鉄鉱物であるアカガネイトを用いた、無機オキソ酸イオンの吸着方法に関する。
化学事業所や工事現場の排水にはセレン、ヒ素、クロム等のオキソ酸イオンが含まれることがある。これらの陰イオンは溶解性が高く、従来の一般的な排水処理に使用される硫酸バンド（硫酸アルミニウム）、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等の無機凝集剤や、高分子ポリマーを含む有機凝集剤によって沈殿して除去することは困難である。そこで、特許文献１では、シュベルトマナイト［組成式：Ｆｅ８Ｏ８（ＯＨ）８−２ｘ（ＳＯ４）ｘ；１≦ｘ≦１．７５］と呼ばれる酸化鉄鉱物にセレン、ヒ素、クロムを吸着させる方法が提案されている。
本発明者らが鋭意検討したところ、特許文献１に記載のシュベルトマナイトは硫酸イオンを本来的に含んでいるため、目的の陰イオンが充分に吸着するためには硫酸イオンを置換する必要があると考えられた。また、硫酸イオンの結合力は比較的強いため、目的の陰イオンがシュベルトマナイトに吸着する効率は必ずしも高いとはいえないことを見出した。
そこで、本発明者らはより優れた吸着効率を示す鉱物を種々検討したところ、アカガネイト（赤金鉱）（Akaganeite）は、セレン酸や硫酸等の無機オキソ酸イオンに対して優れた吸着効率を示すことを見出した。
そこで、本発明者らはより優れた吸着効率を示す鉱物を種々検討したところ、アカガネイト（赤金鉱）（Akaganeite）は、セレン酸や硫酸等の無機オキソ酸イオンに対して優れた吸着効率を示すことを見出した。
本発明は、アカガネイトを用いた、無機オキソ酸イオンの吸着方法を提供する。
［１］アルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩、並びに、アルカリ土類金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩から選ばれる１種以上の塩（Ｓ）と塩化鉄（ＩＩＩ）を水に溶解させることにより、前記塩化鉄（ＩＩＩ）と前記１種以上の塩（Ｓ）とのモル比が２：１〜１：３であり、かつｐＨが１〜３の水溶液中で電離したイオン同士を反応させてアカガネイトを生成し、セレンのオキソ酸イオン（Ａ）と、セレン以外の無機オキソ酸イオン（Ｂ）とを含む水溶液を、前記アカガネイトに接触させることにより、前記Ａ成分及び前記Ｂ成分を前記アカガネイトに吸着させることを特徴とする無機オキソ酸イオンの吸着方法。
［２］セレンのオキソ酸イオン（Ａ）と、セレン以外の無機オキソ酸イオン（Ｂ）とを含む水溶液を、アカガネイト以外のイオン吸着剤に接触させることにより、前記Ｂ成分の濃度を低減した一次処理液を得る第一工程と、前記一次処理液を、アルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩、並びに、アルカリ土類金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩から選ばれる１種以上の塩（Ｓ）と塩化鉄（ＩＩＩ）を水に溶解させることにより、前記塩化鉄（ＩＩＩ）と前記１種以上の塩（Ｓ）とのモル比が２：１〜１：３であり、かつｐＨが１〜３の水溶液中で電離したイオン同士を反応させて生成したアカガネイトに接触させることにより、前記Ａ成分を前記アカガネイトに吸着させ、前記Ａ成分の濃度を低減した二次処理液を得る第二工程と、を有することを特徴とする無機オキソ酸イオンの吸着方法。
［２］セレンのオキソ酸イオン（Ａ）と、セレン以外の無機オキソ酸イオン（Ｂ）とを含む水溶液を、アカガネイト以外のイオン吸着剤に接触させることにより、前記Ｂ成分の濃度を低減した一次処理液を得る第一工程と、前記一次処理液を、アルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩、並びに、アルカリ土類金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩から選ばれる１種以上の塩（Ｓ）と塩化鉄（ＩＩＩ）を水に溶解させることにより、前記塩化鉄（ＩＩＩ）と前記１種以上の塩（Ｓ）とのモル比が２：１〜１：３であり、かつｐＨが１〜３の水溶液中で電離したイオン同士を反応させて生成したアカガネイトに接触させることにより、前記Ａ成分を前記アカガネイトに吸着させ、前記Ａ成分の濃度を低減した二次処理液を得る第二工程と、を有することを特徴とする無機オキソ酸イオンの吸着方法。
本発明の無機オキソ酸イオンの吸着方法によれば、水溶液に含まれる無機オキソ酸イオンをアカガネイトに吸着させ、水溶液から無機オキソ酸イオンを除去することができる。
《無機オキソ酸イオンの吸着方法》
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態は、セレンのオキソ酸イオン（以下、Ａ成分という。）と、セレン以外の無機オキソ酸イオン（以下、Ｂ成分という。）とを含む水溶液を、アカガネイトに接触させることにより、前記Ａ成分及び前記Ｂ成分を前記アカガネイトに吸着させる方法である。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態は、セレンのオキソ酸イオン（以下、Ａ成分という。）と、セレン以外の無機オキソ酸イオン（以下、Ｂ成分という。）とを含む水溶液を、アカガネイトに接触させることにより、前記Ａ成分及び前記Ｂ成分を前記アカガネイトに吸着させる方法である。
本発明において無機オキソ酸イオン（無機オキソ酸の陰イオン）に対する吸着剤として使用するアカガネイト（赤金鉱）（Akaganeite）は、化学組成β−Ｆｅ３＋（Ｏ（ＯＨ，Ｃｌ））で表される酸化鉄鉱物である。その結晶系は単斜晶系で、空間群Ｉ２／ｍ、単位格子：ａ＝１０．６００，ｂ＝３．０３３９，ｃ＝１０．５１３，β＝９０．２４°という結晶学的データが学術論文“Post J E, Buchwald V F, American Mineralogist, 76 (1991) p.272-277, Crystal structure refinement of akaganeite”に記載されている。この論文で明らかにされたアカガネイトの結晶構造には塩化物イオンを保持するトンネル構造が存在し、そのトンネルの壁から中心に向けて水酸基が差し出されていることも記載されている。
図２は、上記トンネル構造を模式的に表した図である。図中、灰色丸は酸素原子を表し、白色丸は水素原子を表し、八面体の中央の丸は鉄原子を表し、トンネル内の黒色丸は、塩化物イオン及び水素イオンが同じ占有率（５０：５０）で存在することを示す。
図２は、上記トンネル構造を模式的に表した図である。図中、灰色丸は酸素原子を表し、白色丸は水素原子を表し、八面体の中央の丸は鉄原子を表し、トンネル内の黒色丸は、塩化物イオン及び水素イオンが同じ占有率（５０：５０）で存在することを示す。
本発明において、前記水溶液をアカガネイトに接触させると、前記水溶液に含まれる無機オキソ酸イオンがアカガネイトの上記トンネル構造にトラップされて吸着すると考えられる。この吸着によってトンネル構造に予め存在する塩化物イオンが無機オキソ酸イオンに置換されて脱離する（試験例２参照）。
したがって、Ａ成分と、Ｂ成分とを含む水溶液をアカガネイトに接触させることにより、アカガネイトにこれらのオキソ酸イオンを吸着させることができる。
前記水溶液に含まれるＡ成分は１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
前記水溶液に含まれるＢ成分は１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
前記水溶液に含まれるＡ成分は１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
前記水溶液に含まれるＢ成分は１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
Ａ成分としては、アカガネイトに高い吸着力を示す観点から、セレンのオキソ酸が好ましく、セレンのオキソ酸イオンとしては、セレン酸イオン（ＳｅＯ４ ２−）、セレン酸水素イオン（ＨＳｅＯ４ −）、亜セレン酸イオン（ＳｅＯ３ ２−）、亜セレン酸水素イオン（ＨＳｅＯ３ −）が挙げられる。
ここで、オキソ酸とは、１つの無機原子に水酸基（−ＯＨ）及びオキソ基（＝Ｏ）が結合しており、且つその水酸基のプロトンが脱離し得る無機化合物である。オキソ酸は水中では前記プロトンが脱離したオキソ酸イオンとなり得る。
ここで、オキソ酸とは、１つの無機原子に水酸基（−ＯＨ）及びオキソ基（＝Ｏ）が結合しており、且つその水酸基のプロトンが脱離し得る無機化合物である。オキソ酸は水中では前記プロトンが脱離したオキソ酸イオンとなり得る。
Ｂ成分としては、例えば、ヒ素、クロム、フッ素、硫黄、リン等の無機元素を含む、１価又は２価の無機オキソ酸イオンが挙げられる。
前記水溶液に含まれるＡ成分の量としては、例えば、０．００１〜１０００ｍｍｏｌ／Ｌ程度が挙げられる。
前記水溶液に含まれるＢ成分の量としては、例えば、０．００１〜１０００ｍｍｏｌ／Ｌ程度が挙げられる。
前記水溶液に含まれる、Ａ成分とＢ成分の含有比は特に限定されず、例えばモル基準で、１：１０００〜１０００：１とすることができる。
前記水溶液に含まれるＢ成分の量としては、例えば、０．００１〜１０００ｍｍｏｌ／Ｌ程度が挙げられる。
前記水溶液に含まれる、Ａ成分とＢ成分の含有比は特に限定されず、例えばモル基準で、１：１０００〜１０００：１とすることができる。
前記水溶液をアカガネイトに接触させる方法は特に限定されず、例えば、前記水溶液にアカガネイトの粉末を投入して撹拌する方法、前記水溶液にアカガネイトを含む懸濁液を投入して撹拌する方法、保持部材に保持されたアカガネイトに前記水溶液を掛けて流す方法等が挙げられる。
精製水にアカガネイトを添加すると、その精製水のｐＨは酸性に傾く。したがって、前記水溶液にアカガネイトを投入した場合にも、当該水溶液のｐＨが低くなる傾向がある。
前記水溶液にアカガネイトを添加し、無機オキソ酸イオンをアカガネイトに吸着させる際の処理中の前記水溶液（アカガネイト分散液）のｐＨは、１０以下が好ましく、２以上９以下がより好ましく、３以上７以下がさらに好ましく、４以上６以下が特に好ましい。
処理中の前記水溶液のｐＨが９以下であると、アカガネイトの分解を防止し、アカガネイトによる目的の陰イオンの吸着力を高めることができる。
処理中の前記水溶液のｐＨが低いほど、アカガネイトの前記トンネル構造の中心を向く水酸基に結合するプロトンが増える。これにより前記トンネル構造内が負電荷を帯びることを抑制し、前記トンネル構造内に無機オキソ酸イオンをより容易に吸着させることができる。したがって、無機オキソ酸イオンの吸着力を高める観点から、処理中の前記水溶液のｐＨは、ｐＨ２〜５が好ましく、ｐＨ２〜４がより好ましく、ｐＨ２〜３がさらに好ましい。
処理中の前記水溶液のｐＨが４以上６以下であると、アカガネイト同士が凝集し易くなり、アカガネイトの回収が容易になる観点から好ましい。
前記水溶液のｐＨを調整する方法は特に限定されず、例えば、塩酸、水酸化ナトリウム、後述する１種以上の塩（Ｓ）を添加する方法が挙げられる。
前記水溶液にアカガネイトを添加し、無機オキソ酸イオンをアカガネイトに吸着させる際の処理中の前記水溶液（アカガネイト分散液）のｐＨは、１０以下が好ましく、２以上９以下がより好ましく、３以上７以下がさらに好ましく、４以上６以下が特に好ましい。
処理中の前記水溶液のｐＨが９以下であると、アカガネイトの分解を防止し、アカガネイトによる目的の陰イオンの吸着力を高めることができる。
処理中の前記水溶液のｐＨが低いほど、アカガネイトの前記トンネル構造の中心を向く水酸基に結合するプロトンが増える。これにより前記トンネル構造内が負電荷を帯びることを抑制し、前記トンネル構造内に無機オキソ酸イオンをより容易に吸着させることができる。したがって、無機オキソ酸イオンの吸着力を高める観点から、処理中の前記水溶液のｐＨは、ｐＨ２〜５が好ましく、ｐＨ２〜４がより好ましく、ｐＨ２〜３がさらに好ましい。
処理中の前記水溶液のｐＨが４以上６以下であると、アカガネイト同士が凝集し易くなり、アカガネイトの回収が容易になる観点から好ましい。
前記水溶液のｐＨを調整する方法は特に限定されず、例えば、塩酸、水酸化ナトリウム、後述する１種以上の塩（Ｓ）を添加する方法が挙げられる。
前記水溶液とアカガネイトを接触させる際の前記水溶液の温度は特に限定されず、例えば、４〜６０℃が好ましく、１５〜５０℃がより好ましく、３０〜４０℃がさらに好ましい。
上記温度範囲であると、アカガネイトによる無機オキソ酸イオンの吸着力を高めることができる。上記温度範囲の下限値以上であると、前記水溶液中における無機オキソ酸イオンの拡散速度が高まり、アカガネイトに接触して吸着する効率がより高められる。上記温度範囲の上限値以下であると、一度吸着した無機オキソ酸イオンがアカガネイトから脱離することをより低減することができる。
上記温度範囲であると、アカガネイトによる無機オキソ酸イオンの吸着力を高めることができる。上記温度範囲の下限値以上であると、前記水溶液中における無機オキソ酸イオンの拡散速度が高まり、アカガネイトに接触して吸着する効率がより高められる。上記温度範囲の上限値以下であると、一度吸着した無機オキソ酸イオンがアカガネイトから脱離することをより低減することができる。
前記水溶液に含まれる無機オキソ酸イオンの含有量に対して、前記水溶液に接触するアカガネイトの量は特に限定されず、予備実験を行って経験的に無機オキソ酸イオンを充分に吸着できることを確認した量に設定すればよい。
通常、アカガネイトの添加量を多くすれば、吸着可能な無機オキソ酸イオンの量も多くなり、例えば、アカガネイトによる無機オキソ酸イオンの吸着量として０．３〜０．５ｍｏｌ／ｋｇが挙げられる。
通常、アカガネイトの添加量を多くすれば、吸着可能な無機オキソ酸イオンの量も多くなり、例えば、アカガネイトによる無機オキソ酸イオンの吸着量として０．３〜０．５ｍｏｌ／ｋｇが挙げられる。
前記水溶液にアカガネイトの粉末を投入して撹拌する吸着方法を採用した場合には、無機オキソ酸イオンを吸着したアカガネイトを前記水溶液から回収することができる。
前記水溶液からアカガネイトの粉末を回収する方法としては、例えば、沈殿法、濾過法等が挙げられる。沈殿法としては、例えば、前記水溶液を静置して沈殿させる方法、前記水溶液に硫酸バンド、ＰＡＣ、高分子ポリマー凝集剤等を添加して凝集させて沈殿させる方法、前記水溶液のｐＨを４〜６に調整してアカガネイト同士を凝集させる方法等が挙げられる。
前記水溶液からアカガネイトの粉末を回収する方法としては、例えば、沈殿法、濾過法等が挙げられる。沈殿法としては、例えば、前記水溶液を静置して沈殿させる方法、前記水溶液に硫酸バンド、ＰＡＣ、高分子ポリマー凝集剤等を添加して凝集させて沈殿させる方法、前記水溶液のｐＨを４〜６に調整してアカガネイト同士を凝集させる方法等が挙げられる。
アカガネイトの粉末をカラムに充填し、このカラムに無機オキソ酸イオンを含む前記水溶液を流入させる吸着方法も採用することができる。この場合、アカガネイトが無機オキソ酸イオンを吸着し、無機オキソ酸イオンが除去された前記水溶液をカラムから流出させて得ることができる。
以上の第一実施形態の無機オキソ酸イオンの吸着方法において、吸着剤の主要な成分としてアカガネイトを有する無機オキソ酸イオン吸着体を使用することができる。ここで「主要な成分」とは、吸着剤の各成分間における目的の陰イオンの吸着量を比較した場合、最も吸着量の多い成分ということを意味する。この無機オキソ酸イオン吸着体は、吸着剤（アカガネイト）を保持する保持部材をさらに有していてもよい。
吸着剤としてのアカガネイトの形状は、例えば、粉末状、礫状、塊状、板状等の取り扱いが容易な形状を採用できる。化学的に合成して得られた粉末状のアカガネイトはそのまま吸着剤として使用してもよいし、この粉末を結着させてより大きな形状に成形してもよい。粉末状のアカガネイトを結着する方法としては、例えば、炭素粒子を高分子ポリマーによって結着して多孔質体（例えば、電極、消臭剤）を形成する場合に使用される公知の方法を採用することができる。また、押し固めたり、焼結したりして得た塊をそのまま使用してもよいし、その塊を適当な大きさに砕いたり切断したりして成形してもよい。これらの形状のアカガネイトを水などの溶媒に分散させたアカガネイト懸濁液を吸着剤とすることもできる。
前記保持部材としては、内部にアカガネイトを入れて保持する容器、カラム（筒）、笊、網等が挙げられる。また、表面にアカガネイトを固定することが可能な保持部材も採用でき、例えば、板材の表面にアカガネイトを固定した形態が挙げられる。
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は、セレンのオキソ酸イオン（Ａ）と、セレン以外の無機オキソ酸イオン（Ｂ）とを含む水溶液を、アカガネイト以外のイオン吸着剤に接触させることにより、前記Ｂ成分の濃度を低減した一次処理液を得る第一工程と、前記一次処理液をアカガネイトに接触させることにより、前記Ａ成分を前記アカガネイトに吸着させ、前記Ａ成分の濃度を低減した二次処理液を得る第二工程と、を有する無機オキソ酸イオンの吸着方法である。
本発明の第二実施形態は、セレンのオキソ酸イオン（Ａ）と、セレン以外の無機オキソ酸イオン（Ｂ）とを含む水溶液を、アカガネイト以外のイオン吸着剤に接触させることにより、前記Ｂ成分の濃度を低減した一次処理液を得る第一工程と、前記一次処理液をアカガネイトに接触させることにより、前記Ａ成分を前記アカガネイトに吸着させ、前記Ａ成分の濃度を低減した二次処理液を得る第二工程と、を有する無機オキソ酸イオンの吸着方法である。
第一工程においてＢ成分を除いた一次処理液を得ることにより、第二工程においてＢ成分によって競合されることなく、Ａ成分はアカガネイトに吸着する。したがって、第一工程において、前記イオン吸着剤によって予めＢ成分を吸着することにより、第二工程でＡ成分を吸着するために使用するアカガネイトの量を低減することができる。つまり、前述した第一実施形態においては、Ａ成分及びＢ成分の両方をアカガネイトによってまとめて吸着していたが、本実施形態においては、Ｂ成分を第一工程によって除去することにより、第二工程において使用するアカガネイトの量を低減することができる。
第一工程において使用する前記イオン吸着剤は、Ａ成分への吸着が弱く、Ｂ成分を選択的又は優先的に吸着するイオン吸着剤であることが好ましい。このようなイオン吸着剤を用いると、一次処理液に含まれるＡ成分のＢ成分に対する相対存在比を高めることができる。なお、前記イオン吸着剤は、Ａ成分を吸着し易く且つＢ成分に対しても吸着し易いものであっても構わない。
前記イオン吸着剤の具体例としては、Ｂ成分に結合すると、水に対する溶解性が低い化合物を生成する陽イオンが挙げられる。
一例として、前記イオン吸着剤がバリウムイオンであり、Ｂ成分が硫酸イオンである場合が挙げられる。
この場合、まず、第一工程において、Ａ成分及び硫酸イオンを含む水溶液をバリウムイオンに接触させる。この接触により硫酸バリウムが生成される。硫酸バリウムの水に対する溶解性は低いため、硫酸バリウムは沈殿し、遊離の硫酸イオンの濃度が低減した一次処理液が得られる。
次に、第二工程において、Ａ成分を含む一次処理液をアカガネイトに接触させて吸着させることにより、一次処理液から遊離のＡ成分を除去することができる。
上記のように第一工程において硫酸イオンを除いた一次処理液を得ることによって、第二工程においてＡ成分は、硫酸イオンによって競合されることなく、アカガネイトに容易に吸着する。
一例として、前記イオン吸着剤がバリウムイオンであり、Ｂ成分が硫酸イオンである場合が挙げられる。
この場合、まず、第一工程において、Ａ成分及び硫酸イオンを含む水溶液をバリウムイオンに接触させる。この接触により硫酸バリウムが生成される。硫酸バリウムの水に対する溶解性は低いため、硫酸バリウムは沈殿し、遊離の硫酸イオンの濃度が低減した一次処理液が得られる。
次に、第二工程において、Ａ成分を含む一次処理液をアカガネイトに接触させて吸着させることにより、一次処理液から遊離のＡ成分を除去することができる。
上記のように第一工程において硫酸イオンを除いた一次処理液を得ることによって、第二工程においてＡ成分は、硫酸イオンによって競合されることなく、アカガネイトに容易に吸着する。
前記吸着剤としての陽イオンを前記水溶液に接触させる方法は特に限定されず、例えば前記水溶液に前記陽イオンの塩化物塩を添加して溶解する方法が挙げられる。前記陽イオンがバリウムイオンである場合、塩化バリウムを前記水溶液に添加する方法が挙げられる。塩化物イオンのアカガネイトに対する吸着力は無機オキソ酸イオンよりも低いため、アカガネイトに対する塩化物イオンとＡ成分との競合を起さずに、バリウムイオンを前記水溶液に添加することができる。なお、バリウムイオンはＡ成分と接触しても沈殿をほとんど生成しない。
第一工程において使用するイオン吸着剤の量は、前記水溶液に含まれるＢ成分の５０％以上を吸着する量が好ましく、７０〜１００％を吸着する量がより好まく、９０〜１２０％を吸着可能な量がさらに好ましい。
上記の範囲であると、第一工程においてＢ成分の濃度を充分に低減した一次処理液が得られる。
上記の範囲であると、第一工程においてＢ成分の濃度を充分に低減した一次処理液が得られる。
一例として、前記水溶液に硫酸イオンが含まれる場合、その硫酸イオンの物質量１００モル部に対して、接触させる前記イオン吸着剤としてのバリウムイオンの物質量は、５０モル部以上が好ましく、７０モル部以上がより好ましく、１２０モル部モル部以上がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、硫酸バリウムを容易に形成し、前記水溶液中の硫酸イオン濃度を充分に低減することができる。上記範囲の上限値は特に限定されず、例えば２００モル部程度とすればよい。
上記範囲の下限値以上であると、硫酸バリウムを容易に形成し、前記水溶液中の硫酸イオン濃度を充分に低減することができる。上記範囲の上限値は特に限定されず、例えば２００モル部程度とすればよい。
第一工程においてイオン吸着剤にＢ成分を吸着させる際の前記水溶液のｐＨは、その吸着が可能なｐＨであれば特に限定されず、例えば、ｐＨ３〜８の範囲で行うことができる。
前記水溶液のｐＨを上記の範囲に調整する方法は特に限定されず、例えば、前記水溶液に塩酸、水酸化ナトリウム等を添加する方法が挙げられる。なお、Ｂ成分に該当する硫酸、硝酸は用いない方が良い。ｐＨの調整は、前記水溶液にイオン吸着剤を接触させる前であってもよいし、後であってもよい。
前記水溶液のｐＨを上記の範囲に調整する方法は特に限定されず、例えば、前記水溶液に塩酸、水酸化ナトリウム等を添加する方法が挙げられる。なお、Ｂ成分に該当する硫酸、硝酸は用いない方が良い。ｐＨの調整は、前記水溶液にイオン吸着剤を接触させる前であってもよいし、後であってもよい。
第一工程においてイオン吸着剤にＢ成分を吸着させる際の前記水溶液の温度は、その吸着が可能な温度であれば特に限定されず、例えば、４〜６０℃の範囲で行うことができる。
第一工程においてＢ成分を吸着したイオン吸着剤は、第二工程に移る前に一次処理液から除去されてもよいし、除去されなくてもよい。前述した硫酸バリウムの沈殿を除去する場合には、公知の沈殿除去方法が適用できる。
第二工程において一次処理液に含まれるＡ成分をアカガネイトに吸着させる方法は、前述した第一実施形態の方法が適用できる。
第二工程において一次処理液に含まれるＡ成分をアカガネイトに吸着させる方法は、前述した第一実施形態の方法が適用できる。
《アカガネイトの合成》
本発明で用いるアカガネイトは公知の方法で化学合成されたものであってもよいし、天然に産出されたものであってもよいが、以下に説明する方法で合成したアカガネイトは高品質であり、吸着力が優れているので好ましい。
本発明で用いるアカガネイトは公知の方法で化学合成されたものであってもよいし、天然に産出されたものであってもよいが、以下に説明する方法で合成したアカガネイトは高品質であり、吸着力が優れているので好ましい。
アルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩、並びに、アルカリ土類金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩から選ばれる１種以上の塩（Ｓ）と、塩化鉄（ＩＩＩ）を水に溶解させ、得られた水溶液中で反応させることにより、目的のアカガネイトを生成することができる。
アカガネイトを高収率で合成する観点から、前記１種以上の塩（Ｓ）は水に易溶性であることが好ましく、例えば、下記のカチオンを含む塩が好ましい。
前記アルカリ金属は周期表の第１族元素であり、ナトリウム、カリウムが好ましい。
前記アルカリ土類金属は周期表の第２族元素であり、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましい。
アカガネイトを高収率で合成する観点から、前記１種以上の塩（Ｓ）は水に易溶性であることが好ましく、例えば、下記のカチオンを含む塩が好ましい。
前記アルカリ金属は周期表の第１族元素であり、ナトリウム、カリウムが好ましい。
前記アルカリ土類金属は周期表の第２族元素であり、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましい。
塩化鉄（ＩＩＩ）と前記１種以上の塩（Ｓ）を水中に溶解させることにより、水溶液中で電離したイオン同士が自然に反応してアカガネイトが生成される。より詳しくは、前記１種以上の塩（Ｓ）を水中に溶解させると水酸化物イオンが生成される。この水酸化物イオンと鉄イオンが、塩化物イオンが多く溶存する酸性水溶液中で反応することにより、アカガネイトが生成される。
アカガネイトの生成反応を促進するために、前記水溶液（反応液）を例えば４０〜１００℃程度に加熱してもよい。
アカガネイトの生成反応を促進するために、前記水溶液（反応液）を例えば４０〜１００℃程度に加熱してもよい。
アカガネイトを生成させる際の前記水溶液のｐＨは、７未満が好ましく、４未満がより好ましく、１〜３がさらに好ましい。
ｐＨ７未満であると、塩化物イオン存在下においてアカガネイトが容易に生成される。
ｐＨ４未満であると、特にｐＨ３以下であると、塩化物イオン存在下において高収率でアカガネイトを生成することができる。なお、ｐＨ４〜６でもアカガネイトは容易に形成されるが、このｐＨ範囲であると、生成しつつあるアカガネイト同士が凝集して未反応の塩化鉄（ＩＩＩ）又は塩（Ｓ）が取り込まれる場合がある。一方、ｐＨがアルカリ性であると、異なる構造の酸化鉄鉱物（例えば、ゲータイト、スクメタイト等）が生成される可能性が高い。
ｐＨ７未満であると、塩化物イオン存在下においてアカガネイトが容易に生成される。
ｐＨ４未満であると、特にｐＨ３以下であると、塩化物イオン存在下において高収率でアカガネイトを生成することができる。なお、ｐＨ４〜６でもアカガネイトは容易に形成されるが、このｐＨ範囲であると、生成しつつあるアカガネイト同士が凝集して未反応の塩化鉄（ＩＩＩ）又は塩（Ｓ）が取り込まれる場合がある。一方、ｐＨがアルカリ性であると、異なる構造の酸化鉄鉱物（例えば、ゲータイト、スクメタイト等）が生成される可能性が高い。
アカガネイトを生成する際の前記水溶液のｐＨの調整は、塩化鉄（ＩＩＩ）及び前記１種以上の塩（Ｓ）のうち少なくとも一方を前記水に添加する前に行ってもよいし、両方を前記水に溶解した後で行ってもよい。ただし、両方を溶解した前記水溶液のｐＨがアルカリ性の状態で放置すると、アカガネイト以外の酸化鉄鉱物が生成される恐れがある。したがって、前記両方を溶解した後で速やかに、或いは前記少なくとも一方を溶解する前又は溶解中に、前記水溶液のｐＨを酸性に調整し、酸性のｐＨを維持することが好ましい。
前記水溶液のｐＨを調整して維持する方法は、塩酸を滴下する方法が好ましい。塩酸を用いればアカガネイトの生成に有用な塩化物イオン以外の余計な陰イオン（例えば硫酸イオン等）を前記水溶液に投入することを防ぎ、その余計な陰イオンがアカガネイトに吸着することを防止できる。また、水酸化ナトリウムを用いて前記水溶液のｐＨを調整して維持することも好ましい。
前記水溶液を調製する際に溶解する塩化鉄（ＩＩＩ）の量は特に限定されず、例えば０．０１〜３モル／Ｌとすることができる。同様に、前記水溶液を調製する際に溶解する前記１種以上の塩（Ｓ）の合計量は特に限定されず、例えば０．０１〜３モル／Ｌとすることができる。
前記水溶液を調製する際に、塩化鉄（ＩＩＩ）と前記１種以上の塩（Ｓ）を溶解させる順序は特に限定されないが、水溶液のｐＨを酸性に維持するために、塩化鉄（ＩＩＩ）を先に溶解することが望ましい。
前記水溶液を調製する際に、塩化鉄（ＩＩＩ）と前記１種以上の塩（Ｓ）を溶解させる順序は特に限定されないが、水溶液のｐＨを酸性に維持するために、塩化鉄（ＩＩＩ）を先に溶解することが望ましい。
前記水溶液中において、塩化鉄（ＩＩＩ）によって生成されるＦｅ３＋と、前記１種以上の塩（Ｓ）によって生成されるＯＨ−とのモル比は、１：１〜１：３であることが好ましく、１：１．５〜１：２．５であることがより好ましく、１：１．８〜１：２．２であることがさらに好ましい。理論的には、１：２のモル比が最も好ましい。
上記モル比が１：２に近い上記範囲であると、前記水溶液中のＦｅ３＋が有する正電荷量と、ＯＨ−が有する負電荷量とがアカガネイトの生成に適したバランスとなり、塩化鉄（ＩＩＩ）に由来するＦｅ３＋のほとんど全てを反応で消費して、アカガネイトを容易に高い収率で生成させることができる。
上記モル比が１：２に近い上記範囲であると、前記水溶液中のＦｅ３＋が有する正電荷量と、ＯＨ−が有する負電荷量とがアカガネイトの生成に適したバランスとなり、塩化鉄（ＩＩＩ）に由来するＦｅ３＋のほとんど全てを反応で消費して、アカガネイトを容易に高い収率で生成させることができる。
具体的には、例えば、０．１モルの炭酸水素ナトリウムを溶解させた１Ｌの水溶液中において、炭酸のみかけの（二酸化炭素との平衡の影響を受けた）酸解離定数ｐＫａ１＝６．３を考慮して、溶液ｐＨがｐＫａ１よりも１以上低い、ｐＨ５．３以下である場合、水溶液中に生成する水酸化物イオン濃度（炭酸分子濃度）は０．０９〜０．１モル／Ｌ程度と考えられる。これに基づき、塩化鉄（ＩＩＩ）の濃度は、０．０９〜０．１モル／Ｌの１／３〜１倍の濃度が好ましく、１／２〜１倍の濃度がより好ましい。
また、例えば、０．１モルの炭酸ナトリウムを溶解させた１Ｌの水溶液中において、炭酸の酸解離定数ｐＫａ２＝１０．３及び上記みかけの酸解離定数ｐＫａ１＝６．３を考慮して、溶液ｐＨが５．３以下において、水溶液中に生成する水酸化物イオン濃度（炭酸分子濃度）は０．１８〜０．２モル／Ｌ程度と考えられる。これに基づき、塩化鉄（ＩＩＩ）の濃度は、０．１８〜０．２モル／Ｌの１／３〜１倍の濃度が好ましく、１／２〜１倍の濃度がより好ましい。
また、例えば、０．１モルの水酸化ナトリウムを溶解させた１Ｌの水溶液中において、その酸解離定数ｐＫａ＝１３を考慮して、溶液ｐＨが７以下の酸性域において、水溶液中に生成する水酸化物イオン濃度はほぼ０．１モル／Ｌと考えられる。これに基づき、塩化鉄（ＩＩＩ）の濃度は、０．１モル／Ｌの１／３〜１倍の濃度が好ましく、１／２〜１倍の濃度がより好ましい。
また、例えば、０．１モルの炭酸ナトリウムを溶解させた１Ｌの水溶液中において、炭酸の酸解離定数ｐＫａ２＝１０．３及び上記みかけの酸解離定数ｐＫａ１＝６．３を考慮して、溶液ｐＨが５．３以下において、水溶液中に生成する水酸化物イオン濃度（炭酸分子濃度）は０．１８〜０．２モル／Ｌ程度と考えられる。これに基づき、塩化鉄（ＩＩＩ）の濃度は、０．１８〜０．２モル／Ｌの１／３〜１倍の濃度が好ましく、１／２〜１倍の濃度がより好ましい。
また、例えば、０．１モルの水酸化ナトリウムを溶解させた１Ｌの水溶液中において、その酸解離定数ｐＫａ＝１３を考慮して、溶液ｐＨが７以下の酸性域において、水溶液中に生成する水酸化物イオン濃度はほぼ０．１モル／Ｌと考えられる。これに基づき、塩化鉄（ＩＩＩ）の濃度は、０．１モル／Ｌの１／３〜１倍の濃度が好ましく、１／２〜１倍の濃度がより好ましい。
何れの炭酸水素塩、炭酸塩、水酸化物塩を用いる場合にも、当該塩のｐＫａ１よりも当該水溶液のｐＨが１以上低ければ、溶解した塩のモル濃度の０．９〜２倍程度の水酸化物イオンが生成する。よって、塩化鉄（ＩＩＩ）は、上記のｐＨ域において、溶解した前記１種以上の塩（Ｓ）のモル濃度の約０．３〜２倍（生成する水酸化物イオン濃度の１／３〜１倍）の濃度で溶解することが好ましく、０．４５〜１倍（生成する水酸化物イオン濃度の１／２倍）の濃度で溶解することがより好ましい。
また、上記を総合的に考慮して、アカガネイトを生成する前記水溶液において、塩化鉄（ＩＩＩ）と前記１種以上の塩（Ｓ）とのモル比は２：１〜１：３であることが好ましい。
上記モル比の範囲であると、前記水溶液中のＦｅ３＋とＯＨ−の電荷バランスが良好となり、アカガネイトを容易に高い収率で生成させることができる。
上記モル比の範囲であると、前記水溶液中のＦｅ３＋とＯＨ−の電荷バランスが良好となり、アカガネイトを容易に高い収率で生成させることができる。
前記水溶液（反応液）におけるアカガネイトの生成反応の終了は、反応液が暗褐色から赤褐色に変化したことを目安にして経験的に判断することができる。
アカガネイトの生成反応の開始後、その反応が一段落するまでに要する時間は、生成するアカガネイトの濃度にもよるが、１０〜２５℃において例えば３〜５分程度である。
アカガネイトの生成反応の開始後、その反応が一段落するまでに要する時間は、生成するアカガネイトの濃度にもよるが、１０〜２５℃において例えば３〜５分程度である。
アカガネイトが生成した後、前記水溶液のｐＨを４以上〜ｐＨ６以下に調整することにより、アカガネイト同士を凝集させることができる。この際、凝集を妨げない温度範囲で、例えば１０〜４０℃で行うことが好ましい。ｐＨを調整してアカガネイトが凝集するまでに要する時間は１０〜２５℃において例えば５〜１０分程度である。
ここで前記水溶液のｐＨを４以上〜ｐＨ６以下に調整する方法としては、前記水溶液に前記１種以上の塩（Ｓ）を追加して添加する方法が好ましい。前記１種以上の塩（Ｓ）を用いることにより、余計な陰イオン（例えば硫酸イオン等）が前記水溶液に混入してアカガネイトに吸着することを防止できる。
ここで前記水溶液のｐＨを４以上〜ｐＨ６以下に調整する方法としては、前記水溶液に前記１種以上の塩（Ｓ）を追加して添加する方法が好ましい。前記１種以上の塩（Ｓ）を用いることにより、余計な陰イオン（例えば硫酸イオン等）が前記水溶液に混入してアカガネイトに吸着することを防止できる。
アカガネイトを回収する方法としては、例えば、公知の沈殿法、濾過法等が挙げられる。アカガネイトを予め凝集させておくと、回収が容易になるので好ましい。
回収したアカガネイトは、乾燥して使用時まで保存することができる。
濾過により得た乾燥後のアカガネイトの形態は、通常は粘土状の塊であり、乳鉢等で粉砕して粉末状にすることができる。
回収したアカガネイトは、乾燥して使用時まで保存することができる。
濾過により得た乾燥後のアカガネイトの形態は、通常は粘土状の塊であり、乳鉢等で粉砕して粉末状にすることができる。
上記のアカガネイトの合成方法によれば、塩化鉄（ＩＩＩ）として投入した鉄イオンの全てがアカガネイトになった場合の収率をモル基準で１００％であるとした場合、例えば収率９０〜９９％でアカガネイトを回収して得ることができる。
（アカガネイトの合成）
０．２ｍｏｌ／Ｌの塩化鉄（ＩＩＩ）水溶液１Ｌに、０．４ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム１Ｌを添加して、５分間穏やかに撹拌しながら、約ｐＨ２の水溶液（Ｆｅ３＋：ＯＨ−＝約１：２）中でアカガネイトを生成した。次いで、生成したアカガネイトが含まれた懸濁液に、水酸化ナトリウムをさらに添加し、ｐＨ４〜５に調整し、５分間穏やかに撹拌しながら、アカガネイト同士を凝集させた。凝集したアカガネイトを濾過で回収し、乾燥した粘土状のアカガネイトの塊を得た。この塊を乳鉢で砕いて粉体としたアカガネイトを以下の実験に用いた。
塩化鉄（ＩＩＩ）として投入した鉄イオンの全てがアカガネイトになった場合の収率をモル基準で１００％であるとした場合、収率９５％でアカガネイトを回収して得た。
合成したアカガネイトをＸＲＤで分析したところ、アカガネイトを示すピークが確認された。
０．２ｍｏｌ／Ｌの塩化鉄（ＩＩＩ）水溶液１Ｌに、０．４ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム１Ｌを添加して、５分間穏やかに撹拌しながら、約ｐＨ２の水溶液（Ｆｅ３＋：ＯＨ−＝約１：２）中でアカガネイトを生成した。次いで、生成したアカガネイトが含まれた懸濁液に、水酸化ナトリウムをさらに添加し、ｐＨ４〜５に調整し、５分間穏やかに撹拌しながら、アカガネイト同士を凝集させた。凝集したアカガネイトを濾過で回収し、乾燥した粘土状のアカガネイトの塊を得た。この塊を乳鉢で砕いて粉体としたアカガネイトを以下の実験に用いた。
塩化鉄（ＩＩＩ）として投入した鉄イオンの全てがアカガネイトになった場合の収率をモル基準で１００％であるとした場合、収率９５％でアカガネイトを回収して得た。
合成したアカガネイトをＸＲＤで分析したところ、アカガネイトを示すピークが確認された。
［試験例１］
セレンを１０ｍｇ／Ｌ含むセレン酸ナトリウム水溶液（ｐＨ９）を調製した。上記合成で得たアカガネイトを用いて、以下の実験手順を行った。
（１）セレン酸イオンを含む上記水溶液に、上記で合成したアカガネイトを、０．０１５、０．０２５、０．０５、０．１、０．２、０．５、１．０（単位：ｗ／ｗ％）の各濃度で添加した。ｐＨ６に調整した上記水溶液を２０℃で１時間撹拌した後に、アカガネイトを沈殿させ、上澄み液を回収し、セレン酸イオン濃度をＪＩＳ Ｋ０１０２：２０１３年の「６７．セレンの水素化合物発生ＩＣＰ発光分光分析法」によって測定した。
（２）セレン酸イオンを含む上記水溶液に、グリーンラストを、０．１５ｗ／ｗ％〜１．０ｗ／ｗ％の重量比となるように添加した。ｐＨ６となった上記水溶液を２０℃で１時間撹拌した後に、グリーンラストを沈殿させ、上澄み液を回収し、セレン酸イオン濃度を上記方法で測定した。
（３）セレン酸イオンを含む上記水溶液に、シュベルトマナイトを、０．０１５、０．０２５、０．０５、０．１、０．２、０．５、１．０（単位：ｗ／ｗ％）の各濃度で添加した。ｐＨ６に調整した上記水溶液を２０℃で１時間撹拌した後に、シュベルトマナイトを沈殿させ、上澄み液を回収し、セレン酸イオン濃度を上記方法で測定した。
上記実験によって、アカガネイト、グリーンラスト、シュベルトマナイトの各酸化鉄鉱物におけるセレン酸イオンに対する吸着等温線を得た（図１）。
図１に示す結果から、溶存セレン酸イオンの平衡濃度が環境基準（０．０１ ｍｇ／Ｌ）以下になる酸化鉄鉱物は、アカガネイトだけであり、その吸着量が最も高いことが明らかである。
セレンを１０ｍｇ／Ｌ含むセレン酸ナトリウム水溶液（ｐＨ９）を調製した。上記合成で得たアカガネイトを用いて、以下の実験手順を行った。
（１）セレン酸イオンを含む上記水溶液に、上記で合成したアカガネイトを、０．０１５、０．０２５、０．０５、０．１、０．２、０．５、１．０（単位：ｗ／ｗ％）の各濃度で添加した。ｐＨ６に調整した上記水溶液を２０℃で１時間撹拌した後に、アカガネイトを沈殿させ、上澄み液を回収し、セレン酸イオン濃度をＪＩＳ Ｋ０１０２：２０１３年の「６７．セレンの水素化合物発生ＩＣＰ発光分光分析法」によって測定した。
（２）セレン酸イオンを含む上記水溶液に、グリーンラストを、０．１５ｗ／ｗ％〜１．０ｗ／ｗ％の重量比となるように添加した。ｐＨ６となった上記水溶液を２０℃で１時間撹拌した後に、グリーンラストを沈殿させ、上澄み液を回収し、セレン酸イオン濃度を上記方法で測定した。
（３）セレン酸イオンを含む上記水溶液に、シュベルトマナイトを、０．０１５、０．０２５、０．０５、０．１、０．２、０．５、１．０（単位：ｗ／ｗ％）の各濃度で添加した。ｐＨ６に調整した上記水溶液を２０℃で１時間撹拌した後に、シュベルトマナイトを沈殿させ、上澄み液を回収し、セレン酸イオン濃度を上記方法で測定した。
上記実験によって、アカガネイト、グリーンラスト、シュベルトマナイトの各酸化鉄鉱物におけるセレン酸イオンに対する吸着等温線を得た（図１）。
図１に示す結果から、溶存セレン酸イオンの平衡濃度が環境基準（０．０１ ｍｇ／Ｌ）以下になる酸化鉄鉱物は、アカガネイトだけであり、その吸着量が最も高いことが明らかである。
［試験例２］
硫酸を約１２００ｍｇ／Ｌ（約１２．５ｍｍｏｌ／Ｌ）で含む水溶液（ｐＨ１０）に、上記で合成したアカガネイトを、０．１、０．５、１．０、２．０、３．０（単位：ｗ／ｗ％）の各濃度で添加した。ｐＨを６に調整した上記水溶液を２０℃で１時間撹拌した後に、アカガネイトを沈殿させ、上澄み液を回収し、硫酸イオンと、塩化物イオンの濃度をそれぞれイオンクロマトグラフ法によって測定した。
その結果、図３のグラフに示すように、アカガネイトの添加量に比例して、水溶液中の塩化物イオン濃度が増加し、それに伴って硫酸イオン濃度が低下した。増加した塩化物イオン濃度は、低下した硫酸イオン濃度の約２倍であった。この結果は、アカガネイトから脱離した塩化物イオンの電荷量と、アカガネイトに吸着した硫酸イオンの電荷量とがほぼ同じであることを意味する。
以上の結果から、アカガネイトを構成する塩化物イオンは、別の陰イオンを吸着する際に置換されると考えられる。
硫酸を約１２００ｍｇ／Ｌ（約１２．５ｍｍｏｌ／Ｌ）で含む水溶液（ｐＨ１０）に、上記で合成したアカガネイトを、０．１、０．５、１．０、２．０、３．０（単位：ｗ／ｗ％）の各濃度で添加した。ｐＨを６に調整した上記水溶液を２０℃で１時間撹拌した後に、アカガネイトを沈殿させ、上澄み液を回収し、硫酸イオンと、塩化物イオンの濃度をそれぞれイオンクロマトグラフ法によって測定した。
その結果、図３のグラフに示すように、アカガネイトの添加量に比例して、水溶液中の塩化物イオン濃度が増加し、それに伴って硫酸イオン濃度が低下した。増加した塩化物イオン濃度は、低下した硫酸イオン濃度の約２倍であった。この結果は、アカガネイトから脱離した塩化物イオンの電荷量と、アカガネイトに吸着した硫酸イオンの電荷量とがほぼ同じであることを意味する。
以上の結果から、アカガネイトを構成する塩化物イオンは、別の陰イオンを吸着する際に置換されると考えられる。
［実施例１］
硫酸イオンを約１２００ｍｇ／Ｌ（約１２．５ｍｍｏｌ／Ｌ）、及びセレン酸イオンを約０．３ｍｇ／Ｌ（約０．００３８ｍｍｏｌ／Ｌ）で含む水溶液（ｐＨ１０）を調製した。この水溶液に上記の合成したアカガネイトを３ｗ／ｗ％添加して、ｐＨ６に調整した水溶液を２０℃で１時間撹拌した。その後、水溶液の上澄みに含まれる硫酸イオン濃度をイオンクロマトグラフで、セレン濃度を上記のＩＣＰ発光分光分析法で測定した。
その結果、硫酸イオン及びセレン酸イオンの濃度はアカガネイト添加前の濃度よりも低下し、殆どゼロであった。このことから、アカガネイトが硫酸イオン及びセレン酸イオンを吸着したことが明らかである。この水溶液を濾過してアカガネイトを除去することによって、硫酸イオン及びセレン酸イオンが除去された水溶液を得た。
硫酸イオンを約１２００ｍｇ／Ｌ（約１２．５ｍｍｏｌ／Ｌ）、及びセレン酸イオンを約０．３ｍｇ／Ｌ（約０．００３８ｍｍｏｌ／Ｌ）で含む水溶液（ｐＨ１０）を調製した。この水溶液に上記の合成したアカガネイトを３ｗ／ｗ％添加して、ｐＨ６に調整した水溶液を２０℃で１時間撹拌した。その後、水溶液の上澄みに含まれる硫酸イオン濃度をイオンクロマトグラフで、セレン濃度を上記のＩＣＰ発光分光分析法で測定した。
その結果、硫酸イオン及びセレン酸イオンの濃度はアカガネイト添加前の濃度よりも低下し、殆どゼロであった。このことから、アカガネイトが硫酸イオン及びセレン酸イオンを吸着したことが明らかである。この水溶液を濾過してアカガネイトを除去することによって、硫酸イオン及びセレン酸イオンが除去された水溶液を得た。
［実施例２］
実施例１と同じ濃度で硫酸イオン及びセレン酸イオンを含む水溶液（ｐＨ１０）を調製した。この水溶液に塩化バリウム２水和物を約４５００ｍｇ／Ｌ（約１８．７５ｍｍｏｌ／Ｌ）で添加して撹拌したところ、硫酸バリウムと考えられる白色の沈殿が生成した（第一工程）。
次いで、硫酸バリウムの沈殿を含む上記水溶液に、上記の合成したアカガネイトを０．５ｗ／ｗ％添加して、ｐＨ６に調整した水溶液を２０℃で１時間撹拌した（第二工程）。その後、水溶液の上澄みに含まれる硫酸イオン及びセレンの各濃度を実施例１と同様に測定した。
その結果、硫酸イオン及びセレン酸イオンの濃度はアカガネイト添加前の濃度よりも低下し、殆どゼロであった。
実施例１と実施例２を比較して、セレン酸イオンを除去するために要したアカガネイトの量は、実施例２の方が２．５ｗ／ｗ％少なかった。
実施例１と同じ濃度で硫酸イオン及びセレン酸イオンを含む水溶液（ｐＨ１０）を調製した。この水溶液に塩化バリウム２水和物を約４５００ｍｇ／Ｌ（約１８．７５ｍｍｏｌ／Ｌ）で添加して撹拌したところ、硫酸バリウムと考えられる白色の沈殿が生成した（第一工程）。
次いで、硫酸バリウムの沈殿を含む上記水溶液に、上記の合成したアカガネイトを０．５ｗ／ｗ％添加して、ｐＨ６に調整した水溶液を２０℃で１時間撹拌した（第二工程）。その後、水溶液の上澄みに含まれる硫酸イオン及びセレンの各濃度を実施例１と同様に測定した。
その結果、硫酸イオン及びセレン酸イオンの濃度はアカガネイト添加前の濃度よりも低下し、殆どゼロであった。
実施例１と実施例２を比較して、セレン酸イオンを除去するために要したアカガネイトの量は、実施例２の方が２．５ｗ／ｗ％少なかった。
［実施例３］
実施例１と同じ濃度で硫酸イオン及びセレン酸イオンを含む水溶液（ｐＨ１０）を調製した。この水溶液に上記の合成したアカガネイトを０．５ｗ／ｗ％添加して、ｐＨ６に調整した水溶液を２０℃で１時間撹拌した後、水溶液の上澄みに含まれるセレンの濃度を実施例１と同様に測定した。
その結果、セレン酸イオンの濃度はアカガネイト添加前の濃度よりも１０％低下しただけであり、９０％程度が上澄み液に残留して溶存していた。この理由として、水溶液に添加したアカガネイトの量に対する硫酸イオンの溶存量が過剰であり、アカガネイトの大半が硫酸イオンの吸着によって消費されたことが考えられる。
実施例１と同じ濃度で硫酸イオン及びセレン酸イオンを含む水溶液（ｐＨ１０）を調製した。この水溶液に上記の合成したアカガネイトを０．５ｗ／ｗ％添加して、ｐＨ６に調整した水溶液を２０℃で１時間撹拌した後、水溶液の上澄みに含まれるセレンの濃度を実施例１と同様に測定した。
その結果、セレン酸イオンの濃度はアカガネイト添加前の濃度よりも１０％低下しただけであり、９０％程度が上澄み液に残留して溶存していた。この理由として、水溶液に添加したアカガネイトの量に対する硫酸イオンの溶存量が過剰であり、アカガネイトの大半が硫酸イオンの吸着によって消費されたことが考えられる。
以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、公知の構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
本発明は、セレン、ヒ素、クロム等の重金属類が含まれる汚染水を浄化する用途に広く適用できる。
Claims (2)
- アルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩、並びに、アルカリ土類金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩から選ばれる１種以上の塩（Ｓ）と塩化鉄（ＩＩＩ）を水に溶解させることにより、前記塩化鉄（ＩＩＩ）と前記１種以上の塩（Ｓ）とのモル比が２：１〜１：３であり、かつｐＨが１〜３の水溶液中で電離したイオン同士を反応させてアカガネイトを生成し、セレンのオキソ酸イオン（Ａ）と、セレン以外の無機オキソ酸イオン（Ｂ）とを含む水溶液を、前記アカガネイトに接触させることにより、
前記Ａ成分及び前記Ｂ成分を前記アカガネイトに吸着させることを特徴とする無機オキソ酸イオンの吸着方法。 - セレンのオキソ酸イオン（Ａ）と、セレン以外の無機オキソ酸イオン（Ｂ）とを含む水溶液を、アカガネイト以外のイオン吸着剤に接触させることにより、前記Ｂ成分の濃度を低減した一次処理液を得る第一工程と、
前記一次処理液を、アルカリ金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩、並びに、アルカリ土類金属の炭酸水素塩、炭酸塩及び水酸化物塩から選ばれる１種以上の塩（Ｓ）と塩化鉄（ＩＩＩ）を水に溶解させることにより、前記塩化鉄（ＩＩＩ）と前記１種以上の塩（Ｓ）とのモル比が２：１〜１：３であり、かつｐＨが１〜３の水溶液中で電離したイオン同士を反応させて生成したアカガネイトに接触させることにより、前記Ａ成分を前記アカガネイトに吸着させ、前記Ａ成分の濃度を低減した二次処理液を得る第二工程と、を有することを特徴とする無機オキソ酸イオンの吸着方法。
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