JP7164884B2 - 吸着剤の製造方法および処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の吸着剤の製造方法は、ドロマイト類と、溶解状態のリン化合物を含む溶液とを接触させ、リン成分を前記ドロマイト類に吸着させる吸着工程と、
前記リン成分を吸着した前記ドロマイト類を焼成することにより、前記リン成分が前記ドロマイト類に固定される焼成工程とを有し、
前記焼成工程は、300℃以上1000℃以下の条件で行うものであり、
前記焼成工程は、室温から第1の温度まで温度を上昇させ、前記第1の温度で所定時間保持し、その後、前記第1の温度から第2の温度まで温度を上昇させ、前記第2の温度で所定時間保持する処理を含み、
前記第1の温度は、100℃以上300℃以下であり、前記第2の温度は、400℃以上1000℃以下であることを特徴とする。
まず、本発明の吸着剤の製造方法について説明する。
吸着工程では、ドロマイト類と、溶解状態のリン化合物を含む溶液とを接触させる。これにより、溶液中に含まれるリン成分をドロマイト類に吸着させる。
これにより、吸着剤の単位質量(または単位体積)当たりの表面積を大きくすることができ、重金属の除去効率をさらに向上させることができる。さらに、焼成工程により、比表面積を増加させることができる。
これにより、焼成工程でのリン酸イオンとドロマイト類を構成するCa、Mgとの間での化学結合の形成をより好適に進行させることができる。
これにより、リン化合物とドロマイト類とをより効率よく接触させることができ、リン化合物をドロマイト類により効率よく吸着させることができる。特に、ドロマイト類の空孔内においてもリン化合物をドロマイト類により効率よく吸着させることができる。その結果、吸着剤による重金属の除去効率をさらに向上させることができる。
前記混合物の混合には、各種撹拌装置、各種混合装置を用いることができる。
焼成工程では、溶液と接触させたドロマイト類(すなわち、リン成分を吸着したドロマイト類)を焼成する。
また、重金属だけでなく、F(フッ素)も好適に除去することができる。
前記第2の温度は、前述した最高焼成温度とすることができる。
前記第3の温度は、例えば、100℃以上300℃以下の温度とすることができる。
前記第2の保持時間は、例えば、30分以上5時間以下とすることができる。
前記第3の保持時間は、例えば、10分以上4時間以下とすることができる。
前記第2の昇温速度は、10℃以上40℃以下とすることができる。
前記第1の降温速度は、2℃以上15℃以下とすることができる。
前記第2の降温速度は、5℃以上20℃以下とすることができる。
これにより、焼成工程に比較的単純な構成の装置を用いることができ、雰囲気の組成等の調整を行う必要がなく、吸着剤の生産性を向上させることができる。また、原料としてリン酸(リン酸の塩を含む)以外のリン化合物を用いた場合であっても、本工程でリンの酸化数を調整して効率よくリン酸カルシウム系化合物を形成させることができる。
上記のような焼成工程で得られた焼成物をそのまま吸着剤として用いてもよいが、焼成工程の後に、水化させる水化工程をさらに有していてもよい。
次に、本発明の吸着剤について説明する。
これにより、吸着剤の単位質量(または単位体積)当たりの表面積を大きくすることができ、重金属の除去効率をさらに向上させることができる。
これにより、吸着剤による重金属の除去効率はさらに向上する。
次に、本発明の処理方法について説明する。
(実施例1)
まず、300mLの三角フラスコに、1mol/Lに調整した塩酸:100mLを入れて加熱し80℃にした。そこに、汚泥灰:1gを入れ、マグネットスターラーを用いて温度を保ちつつ、50分間撹拌し、汚泥灰中に含まれるリン化合物を溶解させた。なお、汚泥灰から溶出したリン化合物のうち80質量%以上は、リン酸またはその塩であった。
焼成処理の条件を、最高焼成温度を900℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤を製造した。
焼成処理の条件を、最高焼成温度を700℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤を製造した。
焼成処理の条件を、最高焼成温度を600℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤を製造した。
焼成処理の条件を、最高焼成温度を400℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤を製造した。
本比較例では、前記実施例1で原料として用いたドロマイトをそのまま吸着剤として用いた。
本比較例では、水酸化ドロマイトをそのまま吸着剤として用いた。
また、図2、図3には、実施例3および比較例2の吸着剤についての細孔分布を示す。
まず、ヒ素(As)を2000ppbの含有率で含み、他の重金属を実質的に含有しないpHが13の標準液A、および、ヒ素(As)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、鉛(Pb)、クロム(Cr)を、それぞれ、2000ppbの含有率で含み、pHが13の標準液Bを調製した。
これらの結果を表2にまとめて示す。
これに対し、各比較例では満足のいく結果が得られなかった。
Claims (9)
- ドロマイト類と、溶解状態のリン化合物を含む溶液とを接触させ、リン成分を前記ドロマイト類に吸着させる吸着工程と、
前記リン成分を吸着した前記ドロマイト類を焼成することにより、前記リン成分が前記ドロマイト類に固定される焼成工程とを有し、
前記焼成工程は、300℃以上1000℃以下の条件で行うものであり、
前記焼成工程は、室温から第1の温度まで温度を上昇させ、前記第1の温度で所定時間保持し、その後、前記第1の温度から第2の温度まで温度を上昇させ、前記第2の温度で所定時間保持する処理を含み、
前記第1の温度は、100℃以上300℃以下であり、前記第2の温度は、400℃以上1000℃以下であることを特徴とする吸着剤の製造方法。 - 前記ドロマイト類は、水酸化ドロマイトである請求項1に記載の吸着剤の製造方法。
- 前記ドロマイト類は、ドロマイトである請求項1または2に記載の吸着剤の製造方法。
- 前記吸着工程をpHが2以上12以下の条件で行う請求項1ないし3のいずれか1項に記載の吸着剤の製造方法。
- 前記焼成工程の後に、水化させる水化工程をさらに有している請求項1ないし4のいずれか1項に記載の吸着剤の製造方法。
- 前記リン化合物として、汚泥灰由来物を用いる請求項1ないし5のいずれか1項に記載の吸着剤の製造方法。
- 前記ドロマイト類100質量部に対して、リン酸イオンを0.1質量部以上20質量部以下の割合で吸着させる請求項1ないし6のいずれか1項に記載の吸着剤の製造方法。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の製造方法を用いて製造された吸着剤と、重金属を含む被処理物とを接触させ、被処理物中に含まれる前記重金属を除去することを特徴とする処理方法。
- pHが5以上の条件で、前記吸着剤と前記被処理物とを接触させる請求項8に記載の処理方法。
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