JP7256493B2 - Method for producing adsorbent containing fine hydrotalcite - Google Patents

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Description

本発明は、ヒ素、セレン、フッ素、ホウ素、六価クロム、シアン、リン酸等の陰イオン形有害物質、塩素、臭素等ハロゲン物質を吸着除去するための微細なハイドロタルサイトを含有する吸着剤の製造方法に関する。 The present invention is an adsorbent containing fine hydrotalcite for adsorbing and removing anionic harmful substances such as arsenic, selenium, fluorine, boron, hexavalent chromium, cyanide and phosphoric acid, and halogen substances such as chlorine and bromine. related to the manufacturing method of

我が国では、土壌汚染対策法が2003年から施行され、これ以降は、年間1万件を超える規模で土壌汚染調査が実施された。調査より発覚した土壌汚染は、殆どのケースにおいて、短期間で汚染を取り除くために、掘削除去による対策が実施されてきた。統計を見ると、汚染土壌の9割以上が掘削除去対策により敷地外に搬出され、その約半分がセメント工場で処理されている。このような汚染土壌の掘削除去対策の偏重が継続する中、2010年には土壌汚染対策法が改正され、環境リスク低減、経済合理性の観点から、掘削除去対策の抑制方針が盛り込まれた。 In Japan, the Soil Contamination Countermeasures Law was enacted in 2003, and since then, more than 10,000 soil contamination surveys have been carried out annually. In most cases, soil contamination discovered by surveys has been removed by excavation in order to remove the contamination in a short period of time. According to statistics, more than 90% of the contaminated soil is removed from the site by excavation and removal, and about half of it is processed at cement plants. In 2010, the Soil Contamination Countermeasures Law was amended to include a policy of restraint on excavation and removal measures from the viewpoint of environmental risk reduction and economic rationality.

この法改正に伴って、汚染土壌を原位置で処理するニーズが高まってきている。最近では、大型鉄道工事、オリンピック開催に伴う首都圏の高速道路ネットワーク整備等による大規模な土壌掘削工事が行われており、これに伴って、汚染土壌処理、地下水処理の需要が高まってきている。汚染土壌、地下水に含まれる有害物質の中では、環境中で陰イオンとして存在するフッ素、ホウ素、セレン等の効率的な処理が難しい。これらの有害物質に対する吸着性能が高く、経済性に優れた吸着剤製品の開発が求められている。 Along with this revision of the law, the need for in-situ treatment of contaminated soil is increasing. Recently, large-scale soil excavation work has been carried out due to large-scale railway construction and highway network development in the Tokyo metropolitan area for the Olympic Games. . Among the harmful substances contained in contaminated soil and groundwater, it is difficult to efficiently treat fluorine, boron, selenium, etc., which exist as anions in the environment. There is a demand for the development of highly economical adsorbent products that have high adsorption performance for these harmful substances.

アジア地域では、1980年代以降、工業生産の増加による経済拡大が生じており、これまで有害物質の排出抑制対策を十分行ってきていなかったため、土壌汚染、地下水汚染が深刻な状況となってきている。例えば、中国などの国では、有害物質の含有量が土壌1kgあたり数gの高濃度の土壌汚染を生じているケースが多い。このような事情により、アジア地域では、高濃度の有害物質を効率よく処理ができる吸着剤のニーズがある。 Since the 1980s, the Asian region has experienced economic expansion due to an increase in industrial production. Until now, sufficient measures have not been taken to control the emission of hazardous substances, and as a result, soil and groundwater pollution has become a serious problem. . For example, in countries such as China, there are many cases in which the content of harmful substances is high in concentrations of several grams per kilogram of soil, causing soil pollution. Under these circumstances, there is a need in the Asian region for adsorbents that can efficiently treat high-concentration hazardous substances.

次に、我が国の水質汚濁防止法では、2001年にホウ素・フッ素等に関する排水基準として、ホウ素及びその化合物10mg/L以下、フッ素及びその化合物8mg/L以下の一律排水基準が設定された。しかしながら、ホウ素、フッ素の経済的な水処理方法が未だ確立されていないために、実際の運用においては、技術的課題を有する業種に対して暫定排水基準の設定を行って、規制の緩和が行なわれた。その後も部分的に見直しが行われたが、一部の業種では、現在に至るまで、暫定排水基準による運用が行われている。 Next, in Japan's Water Pollution Control Law, in 2001, uniform effluent standards for boron and its compounds of 10 mg/L or less and fluorine and its compounds of 8 mg/L or less were set as effluent standards for boron and fluorine. However, since an economical water treatment method for boron and fluorine has not yet been established, in actual operation, provisional wastewater standards will be set for industries with technical problems, and regulations will be relaxed. was Partial revisions have been made since then, but some industries still operate according to the provisional wastewater standards.

以上に述べたように、ホウ素、フッ素等の陰イオン有害元素の処理を効率的に行う技術を確立することは、社会的意義が大きい。また、中国、タイ等のアジア地域においても、徐々に排水規制が強化されてきており、日本国内と同様に、ホウ素、フッ素等の陰イオン有害元素の水処理技術に対する需要が高まってきている状況である。 As described above, establishing a technique for efficiently treating harmful anionic elements such as boron and fluorine is of great social significance. In addition, in Asian regions such as China and Thailand, wastewater regulations are gradually being strengthened, and the demand for water treatment technology for harmful anionic elements such as boron and fluorine is increasing, as is the case in Japan. is.

ハイドロタルサイトは、構造式Mg2+ 1-xAl3+ (OH) (An-)X/n・zHOで表わされる層状の陰イオン交換体であることが知られており、従来から、吸着剤として利用する研究が行われてきている。しかしながら、ハイドロタルサイトは製造コストが高く、処理性能がコストに見合わないために、これまで、土壌処理剤、水処理剤として一般的に利用されるに至っていない。 Hydrotalcite is known to be a layered anion exchanger represented by the structural formula Mg 2+ 1-x Al 3+ X (OH) 2 (A n− ) X/n ·zH 2 O. Since then, research into its use as an adsorbent has been carried out. However, hydrotalcite is not generally used as a soil treatment agent or water treatment agent because of its high production cost and poor treatment performance.

このような状況の中で、近年は、ハイドロタルサイトの吸着性能を向上させるための各種の研究開発が行われてきた。吸着性能が高いナノサイズハイドロタルサイト吸着剤及びこの製造方法に関する先行技術として、特許文献1~3が挙げられる。特許文献1には、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液とアルカリ性溶液を混合し、熟成を行わずに水分を除去または中和することで合成され、結晶子サイズが20nm以下であることを特徴とするハイドロタルサイト様物質が示されている。特許文献2には、炭酸を含まない結晶子サイズが20nm以下の結晶質層状複水酸化物粉末が記載されており、これが炭酸を含まない条件下で、2価の金属陽イオンと3価の金属陽イオンとを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を一気に混合して沈殿を生成し、直ちに乾燥粉末化する工程により製造されることが示されている。また、特許文献3には、高いイオン交換能を有し、炭酸汚染が起こり難く、陰イオン吸着能力を長期間に渡り維持でき、安定性に優れていることを特徴とする層状複水酸化物が示されており、これが2価の金属陽イオン(M2+)ならびに3価の金属陽イオン(M3+)ならびにn価の陰イオンが存在する酸性溶液とアルカリ金属元素(A)が存在するアルカリ性水溶液とを、反応系が常にpH8以下となるようにA/M2+のモル比を2.5~3.0の範囲に調整して、一気に混合する製造方法により得られることが示されている。 Under such circumstances, in recent years, various research and development efforts have been made to improve the adsorption performance of hydrotalcite. Patent Documents 1 to 3 are cited as prior arts relating to nano-sized hydrotalcite adsorbents with high adsorption performance and production methods thereof. In Patent Document 1, it is synthesized by mixing an acidic solution and an alkaline solution containing aluminum ions and magnesium ions, removing or neutralizing water without aging, and characterized by a crystallite size of 20 nm or less. A hydrotalcite-like substance is shown. Patent Document 2 describes a crystalline layered double hydroxide powder containing no carbonic acid and having a crystallite size of 20 nm or less. It is shown to be produced by a process of mixing an acidic solution containing metal cations and an alkaline solution containing alkali at once to generate a precipitate, followed by drying and pulverizing immediately. In addition, Patent Document 3 discloses a layered double hydroxide characterized by having high ion exchange capacity, hardly causing carbonic acid contamination, capable of maintaining anion adsorption capacity for a long period of time, and having excellent stability. is shown, which is an acidic solution in which divalent metal cations (M 2+ ) and trivalent metal cations (M 3+ ) as well as n-valent anions are present and alkali metal elements (A + ) are present and an alkaline aqueous solution, adjusted to a molar ratio of A + /M 2+ in the range of 2.5 to 3.0 so that the reaction system always has a pH of 8 or less, and mixed at once. ing.

これらの先行技術によるハイドロタルサイトは、ナノサイズの結晶子から構成され大きな表面積をもつため、優れた吸着性能を有する特徴がある。しかしながら、これらの製造方法では、ナノサイズの結晶子を得るために、酸性液とアルカリ液を一気に混合し、ハイドロタルサイトの沈殿物を直ちに乾燥する凍結乾燥、凍結真空乾燥等の設備が必要となるために、製造コストが高価となる。また、これらの製造方法では、ハイドロタルサイト合成時にハイドロタルサイトの数倍質量にあたるナトリウム塩が同時に生成し、この分離・除去、乾燥、廃液処理のために製造コストが高価となる。さらに、残存ナトリウム塩により、合成されたハイドロタルサイトの吸着性能が低下するという問題があった。 These prior art hydrotalcites are characterized by having excellent adsorption performance because they are composed of nano-sized crystallites and have a large surface area. However, in these production methods, in order to obtain nano-sized crystallites, facilities such as freeze-drying, freeze-vacuum drying, etc. are required to immediately mix the acid solution and the alkali solution and immediately dry the precipitate of hydrotalcite. As a result, manufacturing costs are high. In addition, in these production methods, a sodium salt corresponding to several times the mass of hydrotalcite is produced at the same time during hydrotalcite synthesis, and the production cost is high due to the separation/removal, drying, and waste liquid treatment. Furthermore, there is a problem that the residual sodium salt lowers the adsorption performance of the synthesized hydrotalcite.

特許文献4には、酸化マグネシウム、溶解性アルミニウム塩を原料とする吸着剤の製造方法が記載されている。また、水溶液中で酸化マグネシウム、アルミニウム塩を長時間にわたり繰返し反応させて得られた、酸化マグネシウム粒子の周囲がハイドロサイトで被覆された吸着剤が示されている。この特許文献4の製造方法では、吸着剤の収率を向上させる目的で水溶液中で長時間撹拌を行って吸着剤の製造を行うため、合成されるハイドロタルサイトの結晶子は大きくなり、微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を得ることはできない。さらに、この製造方法では、吸着剤を合成する工程において、固液分離、乾燥、水処理等、大きなエネルギーを要する問題がある。 Patent Document 4 describes a method for producing an adsorbent using magnesium oxide and a soluble aluminum salt as raw materials. Also, an adsorbent obtained by repeatedly reacting magnesium oxide and an aluminum salt in an aqueous solution over a long period of time is disclosed, in which magnesium oxide particles are coated with hydrocite. In the production method of Patent Document 4, since the adsorbent is produced by stirring the aqueous solution for a long time for the purpose of improving the yield of the adsorbent, the synthesized hydrotalcite crystallites are large and fine. It is not possible to obtain an adsorbent containing such hydrotalcite. Furthermore, in this production method, there is a problem that a large amount of energy is required for solid-liquid separation, drying, water treatment, etc. in the process of synthesizing the adsorbent.

特許文献5には、反応場のクリアランスが1~30μmである薄膜式マイクロリアクター中で、マグネシウム塩とアルミニウム塩の混合水溶液、アルカリ物質および層間アニオンを反応させる、微細なハイドロタルサイト粒子の製造方法が示されている。 Patent Document 5 describes a method for producing fine hydrotalcite particles, in which a mixed aqueous solution of magnesium salt and aluminum salt, an alkaline substance and an interlayer anion are reacted in a thin-film microreactor having a reaction field clearance of 1 to 30 μm. It is shown.

このように、これまでに、種々の技術改良を行い、微細な結晶子をもつハイドロタルサイトの製造方法が研究されてきた。しかしながら、これらの技術では、塩化物、硝酸を多く含む原料を水溶液に溶解して合成を行うために、ハイドロタルサイトの数倍質量のナトリウム塩が同時に生成し、この副生物の洗浄・分離、廃液処理、乾燥等に大きなエネルギーを要することなり、製造は極めて難しくなるという問題がある。 Thus, until now, various technical improvements have been made and research has been conducted on methods for producing hydrotalcite having fine crystallites. However, in these techniques, since raw materials containing a large amount of chloride and nitric acid are dissolved in an aqueous solution for synthesis, a sodium salt several times the mass of hydrotalcite is produced at the same time, and this by-product is washed and separated. There is a problem that a large amount of energy is required for waste liquid treatment, drying, etc., and production becomes extremely difficult.

ハイドロタルサイトの合成時に生じた副生物であるナトリウム塩の分離除去を行うための方法として、先ず、フィルタープレスによる脱水が考えられる。しかしながら、フィルタープレスによる脱水では、通常、ナトリウム塩のおよそ40~50%が残留するため、十分な除去は難しい。 As a method for separating and removing the sodium salt, which is a by-product generated during the synthesis of hydrotalcite, dehydration by a filter press is first considered. However, filter press dehydration usually leaves about 40-50% of the sodium salt, which is difficult to remove sufficiently.

ナトリウム塩の除去を確実に行う方法として、ハイドロタルサイトの3~5倍質量の水により、洗浄を数回繰り返す方法がある。この方法によればナトリウム塩の確実な除去が可能であるが、例えば、数トンの乾燥ハイドロタルサイトの製造に、数日~1週間の時間を要することになる。 As a method for reliably removing sodium salts, there is a method of repeating washing several times with water of 3 to 5 times the mass of hydrotalcite. Although this method enables reliable removal of sodium salts, it takes several days to one week to produce several tons of dry hydrotalcite, for example.

以上のように、従来技術では、固液分離、乾燥、副生物の除去、廃液処理等の工程により、ハイドロタルサイト製造を効率よく行うことは難しいため、製造コストが高くなり、また、製品の製造に長時間を要する。さらに、製造時に生じたナトリウム塩の残存により、ハイドロタルサイトの細孔の閉塞、残存した塩化物イオン、硝酸イオンの競合により吸着性能が低下する問題があった。残留イオンによる性能低下は、特に、吸着選択性が低いセレン、ホウ素等の有害物質の処理において影響が大きくなる。 As described above, in the prior art, it is difficult to efficiently produce hydrotalcite due to processes such as solid-liquid separation, drying, removal of by-products, and waste liquid treatment, resulting in high production costs and high product quality. It takes a long time to manufacture. In addition, there is a problem that residual sodium salt generated during production clogs the pores of hydrotalcite, and competition between residual chloride ions and nitrate ions lowers the adsorption performance. Performance degradation due to residual ions has a particularly large effect on the treatment of harmful substances such as selenium and boron, which have low adsorption selectivity.

国際公開WO2005/087664号パンフレットInternational publication WO2005/087664 pamphlet 特開2005-306667号公報JP 2005-306667 A 特開2006-334456号公報JP 2006-334456 A 特開2012-106227号公報JP 2012-106227 A 国際公開WO2013/147285号パンフレットInternational publication WO2013/147285 pamphlet

本発明が解決しようとする課題は、陰イオン形有害元素の吸着性能に優れたハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法を提供することである。さらには、従来技術では処理が難しいフッ素、ホウ素、セレン等の有害元素の環境浄化に好適に使用できる、経済的かつ性能が高い吸着剤を提供することを目的とする。 The problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing an adsorbent containing hydrotalcite having excellent adsorption performance for anionic harmful elements. Another object of the present invention is to provide an economical and high-performance adsorbent that can be suitably used for environmental purification of harmful elements such as fluorine, boron, and selenium, which are difficult to treat by conventional techniques.

本発明者は、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムを原料とし、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和を1としたときに、水の質量と原料中の結晶水の質量の和が1以下になるように調整した水を加えて混合した後に、養生を行うことで、微細なハイドロタルサイトを含む優れた吸着性能を有する吸着剤が得られることを見出し、本発明に想到した。 The inventor of the present invention uses magnesium oxide and aluminum chloride as raw materials, and when the sum of the masses of the solid content excluding the water of crystallization in the raw materials is 1, the sum of the masses of the water and the water of crystallization in the raw materials is 1. The present inventors found that an adsorbent containing fine hydrotalcite and having excellent adsorption performance can be obtained by curing after adding and mixing water adjusted as follows.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法は、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムを原料とし、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和を1としたときに、水の質量と原料中の結晶水の質量の和が1以下になるように調整した水を加えて混合して混合物を得る混合工程と、この混合工程において得られた混合物を養生して吸着剤を得る養生工程を備えたことを特徴とする。 In the method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to the present invention, magnesium oxide and aluminum chloride are used as raw materials. and water adjusted so that the sum of the mass of water of crystallization in the raw material is 1 or less, and mixing to obtain a mixture; and curing the mixture obtained in this mixing step to obtain an adsorbent. It is characterized by comprising steps.

また、前記混合工程において、原料中のマグネシウムとアルミニウムのモル比が3:1~13:1の範囲であることを特徴とする。 Also, in the mixing step, the molar ratio of magnesium and aluminum in the raw materials is in the range of 3:1 to 13:1.

また、前記混合工程において、消石灰、クリノプチロライト、モルデナイト、A型ゼオライト、X型ゼオライト、鉄粉、磁鉄鉱粉末のうちの少なくとも1種をさらに混合することを特徴とする。 In the mixing step, at least one of slaked lime, clinoptilolite, mordenite, A-type zeolite, X-type zeolite, iron powder, and magnetite powder is further mixed.

また、前記養生工程後に得られた吸着剤を水で洗浄した後、乾燥、粉砕することを特徴とする。 The adsorbent obtained after the curing step is washed with water, dried and pulverized.

本発明の微細なハイドロタルサイト及び酸化マグネシウムを含む吸着剤は、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法により製造されることを特徴とする。 The adsorbent containing fine hydrotalcite and magnesium oxide of the present invention is characterized by being produced by the method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to the present invention.

本発明により、吸着性能が優れた、微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を効率よく製造することができる。本発明の吸着剤は、廃液、排水、地下水、浄水用の水処理、汚染土、焼却灰、廃棄物等の処理用の吸着剤、ハロゲン物質を除去するためのプラスチック用添加剤として、好適に使用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an adsorbent containing fine hydrotalcite and having excellent adsorption performance can be efficiently produced. The adsorbent of the present invention is suitably used as a waste liquid, wastewater, groundwater, water treatment for water purification, contaminated soil, incineration ash, an adsorbent for treating waste, etc., and an additive for plastics for removing halogen substances. can be used.

本発明の一実施例の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤のX線回折図である。1 is an X-ray diffraction pattern of an adsorbent containing fine hydrotalcite according to one embodiment of the present invention; FIG.

ハイドロタルサイトの一般式は、Mg2+ 1-xAl3+ (OH) (An-X/n・zHOで表される。ここで、An- X/nは、層間陰イオンを表す。ハイドロタルサイトの合成条件では、マグネシウムとアルミニウムのモル比を2:1~5:1の範囲とするのが一般的であり、この組成条件を採用することで、高い収率を得ることができる。ハイドロタルサイトは、水酸化物であり、マグネシウムイオンとアルミニウムイオンの混合塩水溶液とアルカリ溶液を混合すると、直ちに沈殿物として生成する。ハイドロタルサイトの製造方法としては、通常、この性質を利用して、マグネシウムイオン、アルミニウムイオンを溶かした水溶液を中和して合成する方法が採られている。 The general formula of hydrotalcite is Mg 2+ 1−x Al 3+ x (OH) 2 (A n− ) X/n ·zH 2 O. Here, A n− X/n represents an interlayer anion. Under the synthesis conditions of hydrotalcite, the molar ratio of magnesium to aluminum is generally in the range of 2:1 to 5:1, and by adopting these composition conditions, a high yield can be obtained. . Hydrotalcite is a hydroxide, and when a mixed salt solution of magnesium ions and aluminum ions is mixed with an alkaline solution, it immediately forms as a precipitate. As a method for producing hydrotalcite, a method of neutralizing an aqueous solution in which magnesium ions and aluminum ions are dissolved to synthesize hydrotalcite is usually employed, taking advantage of this property.

以下、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着及びその製造方法について、詳細に説明する。 The adsorption containing fine hydrotalcite of the present invention and the method for producing the same will be described in detail below.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法は、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムを原料とし、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和を1としたときに、水の質量と原料中の結晶水の質量の和が1以下になるように調整した水を加えて混合して混合物を得る混合工程と、この混合工程において得られた混合物を養生して吸着剤を得る養生工程を備えたことを特徴とする。なお、以下、本明細書においては、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和と、水の質量と原料中の結晶水の質量の和との比を、固液比(質量比)として定義する。したがって、塩化アルミニウムとして、結晶水が含まれる塩化アルミニウム6水塩を使用する場合は、塩化アルミニウム6水塩に含まれる結晶水の質量を考慮して、添加する水の量を調整することになる。 In the method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to the present invention, magnesium oxide and aluminum chloride are used as raw materials. and water adjusted so that the sum of the mass of water of crystallization in the raw material is 1 or less, and mixing to obtain a mixture; and curing the mixture obtained in this mixing step to obtain an adsorbent. It is characterized by comprising steps. Hereinafter, in this specification, the ratio of the sum of the mass of the solid content excluding the water of crystallization in the raw material and the sum of the mass of water and the sum of the mass of the water of crystallization in the raw material is referred to as the solid-liquid ratio (mass ratio ). Therefore, when aluminum chloride hexahydrate containing water of crystallization is used as aluminum chloride, the amount of water to be added is adjusted in consideration of the mass of water of crystallization contained in aluminum chloride hexahydrate. .

また、本発明では、好ましくは、前記混合工程において、原料中のマグネシウムとアルミニウムのモル比が3:1~13:1の範囲になるように調整を行う。得られた吸着剤は、微細なハイドロタルサイトと酸化マグネシウム等を含む複合組成をもつが、平均結晶子サイズが10nm以下の微細なハイドロタルサイトを含有しており表面積が大きいため、陰イオン有害物質の優れた吸着性能を有する。 Further, in the present invention, preferably, in the mixing step, the molar ratio of magnesium and aluminum in the raw materials is adjusted to be in the range of 3:1 to 13:1. The obtained adsorbent has a composite composition containing fine hydrotalcite, magnesium oxide, etc., but since it contains fine hydrotalcite with an average crystallite size of 10 nm or less and has a large surface area, it is harmful to anions. It has excellent adsorption performance of substances.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法は、混合する水量を固液比(質量比)1:1以下に設定する。この条件は、マグネシウム、アルミニウムを溶解した水溶液中で合成する一般的なハイドロタルサイトの合成法とは異なり、固形分が十~数十倍レベルで多い特徴がある。このような特徴により、本発明の吸着剤の製造では、養生後の混合物は粉体状となり、従来の液相の中でハイドロサイトを合成する方法とは大きく異なっている。この新しい製造法を採用することで、本発明では、公知の粉体用ミキサー等の混合装置、混合造粒装置等を用いた簡易な方法により、経済的に性能が優れた吸着剤を製造することができる。 In the method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to the present invention, the amount of water to be mixed is set at a solid-liquid ratio (mass ratio) of 1:1 or less. These conditions are characterized by ten to several dozen times higher solid content than the general hydrotalcite synthesis method in which magnesium and aluminum are dissolved in an aqueous solution. Due to such characteristics, in the production of the adsorbent of the present invention, the mixture after curing becomes powdery, which is greatly different from the conventional method of synthesizing hydrocite in a liquid phase. By adopting this new production method, in the present invention, an adsorbent with excellent performance can be produced economically by a simple method using a known mixing device such as a mixer for powders, a mixing granulation device, or the like. be able to.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造では、原料として、酸化マグネシウム、塩化アルミニウムを使用し、マグネシウムとアルミニウムのモル比が3:1~13:1の範囲になるように調整を行うことが好ましい。また、マグネシウムとアルミニウムのモル比は、3:1~9:1とするのがより好ましい。この組成条件は、一般的なハイドロタルサイトの合成条件よりも、マグネシウム成分が多い組成となっている。これは、取り扱いに注意を要する苛性ソーダを使用せず、pHを中性~弱アルカリの範囲に調整し、また、吸着剤に残存する塩化物イオンの量を抑制するためである。 In the production of the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention, magnesium oxide and aluminum chloride are used as raw materials, and the molar ratio of magnesium and aluminum is adjusted to be in the range of 3:1 to 13:1. preferably. More preferably, the molar ratio of magnesium to aluminum is 3:1 to 9:1. This composition condition is a composition with a larger amount of magnesium component than general hydrotalcite synthesis conditions. This is because caustic soda, which requires careful handling, is not used, the pH is adjusted to a neutral to weakly alkaline range, and the amount of chloride ions remaining in the adsorbent is suppressed.

本発明の吸着剤の製造方法では、酸化マグネシウムを使用する。ここで使用する酸化マグネシウムは、炭酸マグネシウムを700~900℃で焼成した軽焼マグネシアが好ましい。また、酸化マグネシウムは、粒径が200~325メッシュ、または、これより微細な粒径の製品を用いることが好ましい。 Magnesium oxide is used in the method for producing the adsorbent of the present invention. The magnesium oxide used here is preferably light burned magnesia obtained by burning magnesium carbonate at 700 to 900°C. In addition, it is preferable to use magnesium oxide having a particle size of 200 to 325 mesh or a finer particle size product.

本発明の吸着剤の製造方法で使用する塩化アルミニウムとしては、塩化アルミニウム6水塩が好適に用いられる。また、本発明の吸着剤の原料として、粉末状のポリ塩化アルミニウムを使用することも可能である。ポリ塩化アルミニウムは安価であるため、これを原料に用いることで本発明の吸着剤をより経済的に製造することができる。ただし、ポリ塩化アルミニウムは、塩基度を安定化するために硫酸根が含まれているため、これを用いると吸着剤の性能が低下する傾向がある。 Aluminum chloride hexahydrate is preferably used as the aluminum chloride used in the method for producing the adsorbent of the present invention. Powdered polyaluminum chloride can also be used as a raw material for the adsorbent of the present invention. Since polyaluminum chloride is inexpensive, the adsorbent of the present invention can be produced more economically by using it as a raw material. However, since polyaluminum chloride contains sulfate radicals to stabilize its basicity, its use tends to reduce the performance of the adsorbent.

また、酸化マグネシウムの一部を塩化マグネシウム6水塩等に置き換えることも可能であるが、これを原料として使用すると残留塩化物の量が増加し、吸着剤の性能低下を引き起こすので好ましくない。なお、本発明の製造方法に原料として、水酸化ナトリウム、消石灰を添加することも可能であるが、pHが高くなるとアルミニウムはアルミン酸に変化してハイドロタルサイトの合成には適さなくなるため、pH10程度に調整を行う必要がある。 It is also possible to replace a portion of the magnesium oxide with magnesium chloride hexahydrate or the like, but if this is used as a raw material, the amount of residual chloride increases and the performance of the adsorbent deteriorates, which is not preferable. It is also possible to add sodium hydroxide and slaked lime as raw materials to the production method of the present invention. need to be adjusted to some extent.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法では、前記のとおり、組成を整えた酸化マグネシウム、塩化アルミニウム6水塩および水を混合することでハイドロタルサイト生成に伴う発熱が生じ、混合組成物はおよそ90℃まで温度が上昇し、微細なハイドロタルサイトが合成される。この製造方法は、ハイドロタルサイトが凝集し加熱されるために吸着剤が固化する特徴をもつ。本発明の吸着剤の製造には、公知の粉体加工用ミキサー等の混合装置、混合造粒装置等を用いることができるが、これらの装置に水冷等冷却設備が付属していれば、装置の温度を制御して連続して製造が可能となるなどの利点が生まれる。 In the method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention, as described above, by mixing magnesium oxide, aluminum chloride hexahydrate, and water with adjusted composition, heat generation accompanying hydrotalcite generation occurs, The mixed composition is heated to approximately 90° C. and fine hydrotalcite is synthesized. This production method is characterized in that the hydrotalcite is aggregated and heated to solidify the adsorbent. In the production of the adsorbent of the present invention, known mixing equipment such as mixers for powder processing, mixing granulation equipment, etc. can be used. Advantages such as being able to continuously manufacture by controlling the temperature of

本発明の吸着剤の製造方法における養生では、製造時に発熱を伴うため、混合物の加温を行う必要はない。合成反応による発熱は、通常20~30時間程度継続するため、混合物を混合装置から取出して、混合物を密閉して湿潤を保ちながら養生を行う。ここで、養生時間は、数時間~72時間が適切であり、養生時間が短いと十分な量のハイドロタルサイトの合成が行われないので好ましくない。また、混合物を混合装置から取出してから、水蒸気を1時間~数時間排出した後に、混合物を密閉して数時間~72時間養生を行なってもよい。さらに、本発明の吸着剤製造では、混合物を密閉して、200℃以下の温度条件で、数時間~72時間加温養生を行うこともできる。 The curing in the method for producing the adsorbent of the present invention does not require heating of the mixture because heat is generated during production. Since the heat generated by the synthesis reaction usually continues for about 20 to 30 hours, the mixture is taken out from the mixing apparatus, sealed and cured while keeping the mixture moist. Here, the curing time is suitable from several hours to 72 hours, and a short curing time is not preferable because a sufficient amount of hydrotalcite cannot be synthesized. Alternatively, after removing the mixture from the mixing apparatus, steam may be discharged for one to several hours, and then the mixture may be sealed and cured for several to 72 hours. Furthermore, in the production of the adsorbent of the present invention, the mixture can be hermetically sealed and heated and cured at a temperature of 200° C. or less for several hours to 72 hours.

本発明の製造方法により製造される吸着剤は、後述のように、ハイドロタルサイト、未反応の酸化マグネシウムを主成分とし、このほか、アルミニウムの水酸化物、塩化マグネシウムからなる複合的な組成を有するが、平均結晶子サイズが10nm以下の微細なハイドロタルサイトを含有するため、陰イオン有害物質の優れた吸着性能を有する。 As described later, the adsorbent produced by the production method of the present invention contains hydrotalcite and unreacted magnesium oxide as main components, and in addition, has a complex composition consisting of aluminum hydroxide and magnesium chloride. However, since it contains fine hydrotalcite with an average crystallite size of 10 nm or less, it has excellent adsorption performance for anionic harmful substances.

本発明の吸着剤製造では、固液比(質量比)1:1以下の量の水を前記の原料に添加して、従来の製造方法より固形分が多い条件で混合して、ハイドロタルサイトを含む吸着剤を合成する。使用する水量は、固液比(質量比)が1:0.2~1:0.8の範囲にすることが好ましい。より好ましくは、1:0.4~1:0.7の範囲である。さらにより好ましくは、1:0.5~1:0.6の範囲である。水分量が少なすぎると混合物に均質に水を分散することが難しくなり、また、水分量が多すぎるとスラリー状となり、養生後に全体が固結するため取り扱いが困難となる。ここで固液比(質量比)とは、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムのうち結晶水を除いた質量の合計値を、前記結晶水と添加する水の質量の合計値で除したものである。添加した水は、ハイドロタルサイトの合成に消費され、また、化学反応に伴う発熱により、一部が水蒸気として気化する。原料組成に応じて適切な量の水を加えれば、養生後に表面がドライな粉体を得ることができ、乾燥を行わずに吸着剤として使用に供することが可能である。本発明の吸着剤は、ハイドロタルサイトの凝集と合成時の発熱により固化する性質がある。固化した組成物は、公知の解砕機や粉砕装置を用いて粉砕して使用することができる。製造時に水分を多く添加した場合には、混合物が大きく固結して表面に水分が残ることがある。このような場合であっても、乾燥と粉砕を施せば、吸着剤として使用することができる。本発明の吸着剤の製造方法では、混合造粒装置等の造粒装置を用いることで、好適に粒状の吸着剤を製造することが可能である。 In the production of the adsorbent of the present invention, water is added to the above raw materials in an amount with a solid-liquid ratio (mass ratio) of 1:1 or less, and mixed under conditions where the solid content is higher than that in the conventional production method, to obtain hydrotalcite. Synthesize an adsorbent containing The amount of water used is preferably such that the solid-liquid ratio (mass ratio) is in the range of 1:0.2 to 1:0.8. More preferably, it ranges from 1:0.4 to 1:0.7. Even more preferably, it is in the range of 1:0.5 to 1:0.6. If the water content is too low, it will be difficult to evenly disperse the water in the mixture, and if the water content is too high, the mixture will become slurry, and after curing, the mixture will solidify as a whole, making handling difficult. Here, the solid-liquid ratio (mass ratio) is obtained by dividing the total mass of magnesium oxide and aluminum chloride excluding the water of crystallization by the total mass of the water of crystallization and water to be added. The added water is consumed in the synthesis of hydrotalcite, and part of it is vaporized as steam due to the heat generated by the chemical reaction. By adding an appropriate amount of water according to the raw material composition, powder with a dry surface can be obtained after curing, and it is possible to use it as an adsorbent without drying. The adsorbent of the present invention has the property of being solidified by aggregation of hydrotalcite and heat generation during synthesis. The solidified composition can be pulverized using a known pulverizer or pulverizer before use. If a large amount of water is added during production, the mixture may solidify to a large extent and water may remain on the surface. Even in such a case, it can be used as an adsorbent after being dried and pulverized. In the method for producing an adsorbent of the present invention, it is possible to suitably produce a granular adsorbent by using a granulator such as a mixing granulator.

次に、本発明の吸着剤の製造方法では、混合工程において、吸着剤の内部に各種の添加剤を均質に混合することが可能である。添加剤として、パーライト、ゼオライト、軽石、発泡ガラス粉砕物等の多孔質物質を混合すれば、製造される吸着剤の多孔質性を向上させることが可能である。また、クリノプチロライト、モルデナイト等の天然ゼオライト、A型ゼオライト、X型ゼオライト等の合成ゼオライトを添加すれば、陽イオンの吸着性能を付加することができる。消石灰を加えれば、吸着剤のpHをアルカリ側に調整することができる。 Next, in the method for producing an adsorbent of the present invention, various additives can be homogeneously mixed inside the adsorbent in the mixing step. By mixing a porous material such as perlite, zeolite, pumice stone, pulverized foam glass, etc. as an additive, it is possible to improve the porosity of the produced adsorbent. Moreover, by adding natural zeolites such as clinoptilolite and mordenite, and synthetic zeolites such as A-type zeolite and X-type zeolite, the ability to adsorb cations can be added. By adding slaked lime, the pH of the adsorbent can be adjusted to the alkaline side.

さらに、鉄粉、磁鉄鉱(マグネタイト)等の磁性粉末を混合すれば、吸着剤に磁性を付与し、磁力選別を行うことができる。これにより、汚染土壌や排水等の中から有害物質を吸着、濃縮して分離除去することが可能となる。鉄粉、磁鉄鉱粉末の混合割合は結晶水を含む粉体原料合計質量の10~80質量%とすることが好ましく、20~60質量%とすることがより好ましい。鉄粉、磁鉄鉱粉末の混合量が少ないと、磁力選別が難しくなり、鉄粉、磁鉄鉱粉末の混合量が多すぎると陰イオン形有害物質の吸着性能が低下することになる。 Furthermore, if magnetic powder such as iron powder or magnetite is mixed, magnetism is imparted to the adsorbent, and magnetic separation can be performed. As a result, it becomes possible to adsorb, concentrate, and separate and remove harmful substances from contaminated soil, wastewater, and the like. The mixing ratio of the iron powder and the magnetite powder is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, of the total mass of the powder raw materials including water of crystallization. If the mixed amount of the iron powder or magnetite powder is too small, the magnetic separation becomes difficult, and if the mixed amount of the iron powder or magnetite powder is too large, the ability to adsorb anion-type harmful substances decreases.

微細な鉄粉は空気中の酸素と発熱反応するため取扱いが難しい。磁鉄鉱と混合して使用することで、製造時の安全性を高めることができる。 Fine iron powder is difficult to handle because it reacts exothermically with oxygen in the air. By using it mixed with magnetite, it is possible to improve safety during production.

なお、消石灰、クリノプチロライト、モルデナイト、A型ゼオライト、X型ゼオライト、鉄粉、磁鉄鉱粉末などの添加剤をさらに混合する場合、これらの添加量に応じて混合工程において加える水の量を調整する必要はない。すなわち、混合工程においては、前述の固液比の定義に従って、酸化マグネシウムと塩化アルミニウムの質量にのみ着目して計算した量の水を加えればよい。 When additives such as slaked lime, clinoptilolite, mordenite, A-type zeolite, X-type zeolite, iron powder, and magnetite powder are further mixed, the amount of water added in the mixing process is adjusted according to the amount of these additives. do not have to. That is, in the mixing step, according to the definition of the solid-liquid ratio described above, the amount of water calculated by focusing only on the masses of magnesium oxide and aluminum chloride may be added.

以上に述べたように、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤は、原料粉体に少量の水を加えて混合し、養生を行う簡易な工程で合成することができ、従来のマグネシウム、アルミニウムを溶解した水溶液中で合成するハイドロタルサイトの製造方法と比べて、極めて低エネルギーで製造することが可能である。また、本発明の製造方法によれば、基本的には、合成時に生成するナトリウム塩の分離・除去処理、廃液処理を行う必要がないため、効率よく吸着剤を製造することが可能である。 As described above, the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention can be synthesized by a simple process of adding a small amount of water to raw material powder, mixing, and curing. , it can be produced with extremely low energy compared to the production method of hydrotalcite in which aluminum is dissolved in an aqueous solution. In addition, according to the production method of the present invention, basically, it is possible to produce an adsorbent efficiently because it is not necessary to perform separation/removal treatment of sodium salts generated during synthesis and waste liquid treatment.

さらに、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の吸着性能を向上させるために、前記の製造方法で得られた吸着剤を水で洗浄して残留塩化物イオンを除去した後に、乾燥、粉砕を行ってもよい。例えば、吸着選択性の低いセレン酸やホウ素の処理では、このような方法で阻害物質となる塩化物イオンを除去して改質する方法は有効となる。本発明により製造した吸着剤は、発熱を伴う化学反応を経てハイドロタルサイトが凝集、固化しているため、洗浄後の固液分離、脱水が容易となる優位性がある。また、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤では、製造時に固化する性質を利用して、鉄粉、ゼオライト等と混合した粒状の複合吸着剤を製造することができる特徴をもつ。 Furthermore, in order to improve the adsorption performance of the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention, the adsorbent obtained by the above production method is washed with water to remove residual chloride ions, dried, and dried. Grinding may be performed. For example, in the treatment of selenic acid and boron, which have low adsorption selectivity, such a method of removing chloride ions, which are inhibitors, and modifying them is effective. The adsorbent produced according to the present invention has the advantage that solid-liquid separation and dehydration after washing are facilitated, because hydrotalcite aggregates and solidifies through a chemical reaction accompanied by heat generation. In addition, the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention has the characteristic that it can be mixed with iron powder, zeolite, etc. to produce a granular composite adsorbent by utilizing the property of being solidified during production.

本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤は、平均結晶子サイズが10nm以下のハイドロタルサイトを含んでおり、優れた吸着性能を有するため、ヒ素、セレン、フッ素、ホウ素、六価クロム、シアン、リン酸、ケイ酸等の陰イオン形の様々な有害物質除去に利用することができる。利用分野としては、廃液、排水、地下水、浄水の水処理、汚染土壌、焼却灰、廃棄物等の溶出防止処理が挙げられる。また、粒状に加工した本発明の吸着剤は、カラム処理法に用いる水処理剤として、好適に利用することができる。 The adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention contains hydrotalcite with an average crystallite size of 10 nm or less and has excellent adsorption performance, so it is suitable for arsenic, selenium, fluorine, boron, hexavalent chromium, It can be used to remove various harmful substances in anionic form, such as cyanide, phosphoric acid, and silicic acid. Fields of application include water treatment of waste liquids, wastewater, groundwater, purified water, elution prevention treatment of polluted soil, incineration ash, wastes, and the like. In addition, the adsorbent of the present invention processed into granules can be suitably used as a water treatment agent for use in column treatment.

本発明の吸着剤の粒度を0.1~数mmのサイズに調整して、布製のマットや袋等の中に充填して使用することができる。このように、布と組み合わせた製品に加工することで、吸着剤を通過する水流の流速をコントロールでき、また、流水で吸着剤が流亡することを防ぐことができる。このような製品は、汚染土処理用の吸着剤、地下水浄化用の吸着剤として用いることができる。 The particle size of the adsorbent of the present invention can be adjusted to a size of 0.1 to several mm and used by filling it in a cloth mat, bag, or the like. In this way, by processing the product in combination with the cloth, it is possible to control the flow rate of the water flow passing through the adsorbent, and to prevent the adsorbent from being washed away by the running water. Such products can be used as adsorbents for treating contaminated soil and as adsorbents for purifying ground water.

さらに、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤は、優れた吸着性能をもち、加熱や劣化により樹脂から発生する塩素、臭素などのハロゲン物質を除去するためのプラスチック用添加剤として利用することも可能である。 Furthermore, the adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention has excellent adsorption performance and is used as an additive for plastics for removing halogen substances such as chlorine and bromine generated from resins due to heating and deterioration. is also possible.

下記の方法により、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。 An adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention was experimentally produced by the following method.

(1)酸化マグネシウムと塩化アルミニウム6水塩の粉末原料合計700gを卓上ホバート型ミキサーに投入して3分間混合した後、イオン交換水を所定量加えて4分間混合を行なった。ここでは、原料をマグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=8.6となるように配合調整し、固液比1.0:0.64の条件でイオン交換水を添加した。 (1) A total of 700 g of powdery raw materials of magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate were placed in a desktop Hobart type mixer and mixed for 3 minutes, after which a predetermined amount of deionized water was added and mixed for 4 minutes. Here, raw materials were blended and adjusted so that the molar ratio of magnesium and aluminum was Mg/Al=8.6, and ion-exchanged water was added under the conditions of a solid-liquid ratio of 1.0:0.64.

(2)混合後の温度を測定したところ68℃であった。1時間放置した後、ミキサー内の混合物を樹脂製容器に移し、上部に蓋を被せ密閉した。 (2) When the temperature after mixing was measured, it was 68°C. After left for 1 hour, the mixture in the mixer was transferred to a resin container, and the top was covered with a lid to seal the container.

(3)混合物を上記のままで24時間静置して養生を行なった。養生後の混合物温度は室温20℃であった。 (3) The mixture was allowed to stand as described above for 24 hours for curing. The temperature of the mixture after curing was room temperature of 20°C.

(4)混合物100gを計り取り、粒径が1mm以下となるよう乳鉢で粉砕を行なった。 (4) 100 g of the mixture was weighed and pulverized in a mortar so that the particle size was 1 mm or less.

ここで、上記試作では、マグネシウム、アルミニウム原料として、酸化マグネシウム(中国産、純度90%、粒径-325メッシュ)、塩化アルミニウム6水塩(日本軽金属(株)製、純度97%以上)を使用した。 Here, in the above trial, magnesium oxide (produced in China, purity 90%, particle size -325 mesh) and aluminum chloride hexahydrate (manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd., purity 97% or higher) were used as raw materials for magnesium and aluminum. bottom.

(株)リガク製 RINT ULTIMA3を用いて、試作吸着剤のX線回折による分析を行った。このX線回折図を図1に示した。 Using RINT ULTIMA3 manufactured by Rigaku Corporation, the trial adsorbent was analyzed by X-ray diffraction. This X-ray diffraction diagram is shown in FIG.

図1により、本発明の吸着剤は、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウムを主成分とし、そのほか、わずかなアルミニウム水酸化物、塩化マグネシウムを含む組成であることが分かる。図1に示すように、合成されたハイドロタルサイトは、ブロードなピーク形状を示しており、シェラーの方法により結晶子のサイズを求めたところ、結晶子サイズは20nm以下、平均結晶子サイズは8.6nmであった。以上のように、本発明の製造方法により、微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤組成物が合成されることが確認された。 From FIG. 1, it can be seen that the adsorbent of the present invention is composed mainly of hydrotalcite and magnesium oxide and also contains a small amount of aluminum hydroxide and magnesium chloride. As shown in FIG. 1, the synthesized hydrotalcite exhibits a broad peak shape. When the crystallite size was determined by Scherrer's method, the crystallite size was 20 nm or less, and the average crystallite size was 8 nm. 0.6 nm. As described above, it was confirmed that an adsorbent composition containing fine hydrotalcite was synthesized by the production method of the present invention.

実施例1と同様の手順で、マグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=5.7、固液比1.0:0.55の条件で、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。試作吸着剤のX線回折により、実施例1と同様の結晶子サイズのハイドロタルサイトの生成が確認された。 In the same procedure as in Example 1, the adsorbent containing the fine hydrotalcite of the present invention was prepared under the conditions of a molar ratio of magnesium and aluminum of Mg/Al=5.7 and a solid-liquid ratio of 1.0:0.55. I made a prototype. Formation of hydrotalcite with a crystallite size similar to that of Example 1 was confirmed by X-ray diffraction of the trial adsorbent.

実施例2で試作した吸着剤100gをビーカーに投入し、精製水300gを加えて10分間ジャーテスターで撹拌した後に、アスピレータでろ過・脱水を行ったところ、脱水性は良好であった。脱水後の吸着剤を電気炉により120℃で乾燥し、乳鉢により軽く粉砕し粒径1mm以下とした。 100 g of the adsorbent prepared as a trial in Example 2 was put into a beaker, 300 g of purified water was added, and after stirring with a jar tester for 10 minutes, filtration and dehydration were performed with an aspirator, and dehydration was good. The adsorbent after dehydration was dried at 120° C. in an electric furnace and lightly pulverized in a mortar to a particle size of 1 mm or less.

原料として酸化マグネシウム、粉末ポリ塩化アルミニウムを用いて実施例1と同じ手順で、本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。 An adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention was experimentally produced in the same manner as in Example 1 using magnesium oxide and powdered polyaluminum chloride as raw materials.

(1)酸化マグネシウムと粉末ポリ塩化アルミニウムの粉末原料合計500gを卓上ホバート型ミキサーに投入して3分間混合した後、イオン交換水を所定量加えて4分間混合を行なった。ここでは、原料をマグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=3.8となるように配合調整し、固液比1.0:0.40の条件でイオン交換水を添加した。 (1) A total of 500 g of powdered raw materials of magnesium oxide and powdered polyaluminum chloride was put into a desktop Hobart type mixer and mixed for 3 minutes, then a predetermined amount of deionized water was added and mixed for 4 minutes. Here, raw materials were blended and adjusted so that the molar ratio of magnesium and aluminum was Mg/Al=3.8, and ion-exchanged water was added under the conditions of a solid-liquid ratio of 1.0:0.40.

(2)混合物を上記のままで24時間静置して養生を行なった。 (2) The mixture was allowed to stand as described above for 24 hours for curing.

(3)混合物10gを計り取り、粒径が1mm以下となるよう乳鉢で粉砕を行なった。 (3) 10 g of the mixture was weighed and pulverized in a mortar so as to have a particle size of 1 mm or less.

ここで、上記試作では、マグネシウム、アルミニウム原料として、酸化マグネシウム(中国産、純度90%、粒径-325メッシュ)、粉末ポリ塩化アルミニウム(大明化学工業(株)製、Al30%)を使用した。 Here, in the above trial, magnesium oxide (made in China, purity 90%, particle size -325 mesh) and powdered polyaluminum chloride (manufactured by Taimei Chemical Industry Co., Ltd., Al 2 O 3 30%) were used as raw materials for magnesium and aluminum. It was used.

比較例1Comparative example 1

比較例1では、従来技術の合成方法で、純度の高いハイドロタルサイトが得られる組成で試作を行なった。下記の手順により、固液比=1:5、マグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=2.0の水溶液中でハイドロタルサイトの合成を行った。ハイドロタルサイトを乾燥した後に、精製水で繰返し洗浄してナトリウム塩を除去した。 In Comparative Example 1, a trial production was performed with a composition that yields hydrotalcite with high purity by a conventional synthesis method. Hydrotalcite was synthesized in an aqueous solution having a solid-liquid ratio of 1:5 and a molar ratio of magnesium to aluminum of Mg/Al=2.0 by the following procedure. After drying the hydrotalcite, it was washed repeatedly with purified water to remove the sodium salt.

(1)塩化マグシウム6水塩、塩化アルミニウム6水塩を精製水に添加し、マグネシウム濃度=0.88mol/L、アルミニウム濃度=0.43mol/Lを含む酸性水溶液を120g調製した。 (1) Magnesium chloride hexahydrate and aluminum chloride hexahydrate were added to purified water to prepare 120 g of an acidic aqueous solution containing magnesium concentration of 0.88 mol/L and aluminum concentration of 0.43 mol/L.

(2)上記の酸性液をジャーテスターで強く撹拌しながら48%水酸化ナトリウム液20.5gを滴定で添加し、pH=8.1に調整した後に1時間撹拌を行った。 (2) While vigorously stirring the acid solution with a jar tester, 20.5 g of a 48% sodium hydroxide solution was added by titration to adjust the pH to 8.1, followed by stirring for 1 hour.

(3)混合したスラリー全てを電気炉に入れて、130℃で煮沸乾燥した。 (3) All the mixed slurries were placed in an electric furnace and boiled and dried at 130°C.

(4)乾燥粉末の4倍重量の精製水を加えて1時間撹拌した後に、1時間静置を行った。 (4) Purified water was added in an amount four times the weight of the dry powder, stirred for 1 hour, and then allowed to stand for 1 hour.

(5)凝集分離した上澄み液をチューブポンプを使って除去した。 (5) The supernatant liquid after flocculation and separation was removed using a tube pump.

(6)上記(4)-(5)の操作を、さらに2回繰り返した。 (6) The above operations (4) to (5) were repeated two more times.

(7)上澄み液を除去したスラリーを、電気炉により120℃で煮沸乾燥した。 (7) The slurry from which the supernatant was removed was dried by boiling at 120°C in an electric furnace.

(8)乾燥粉末を乳鉢で粉砕し、1mm以下の粒径とした。 (8) The dry powder was pulverized in a mortar to a particle size of 1 mm or less.

ここで、塩化マグネシウム6水塩(ナカライテスク(株)製試薬、純度97%)、塩化アルミニウム6水塩(日本軽金属(株)製、純度97%以上)を使用した。48%水酸化ナトリウム液は、水酸化ナトリウム試薬(ナカライテスク(株)製、純度97%)を希釈して調製した。 Magnesium chloride hexahydrate (reagent manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd., purity 97%) and aluminum chloride hexahydrate (manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd., purity 97% or more) were used. A 48% sodium hydroxide solution was prepared by diluting a sodium hydroxide reagent (manufactured by Nacalai Tesque, Inc., purity 97%).

比較例2Comparative example 2

比較例2では、従来技術の合成方法で、酸化マグネシウム、塩化アルミニウム6水塩を用いて、アルミニウムを溶解した水溶液中でハイドロタルサイトを合成した。この比較例では、マグネシウムとアルミニウムのモル比を、実施例1と同一のMg/Al=8.6に設定し、固液比=1:10の条件とした。 In Comparative Example 2, hydrotalcite was synthesized in an aluminum-dissolved aqueous solution using magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate according to a conventional synthesis method. In this comparative example, the molar ratio of magnesium and aluminum was set to Mg/Al=8.6, which is the same as in Example 1, and the solid-liquid ratio was set to 1:10.

(1)精製水241gに塩化アルミニウム6水塩を添加してアルミニウム濃度0.23mol/Lに調整し、ジャーテスターを用いて撹拌して完全に溶解した。 (1) Aluminum chloride hexahydrate was added to 241 g of purified water to adjust the aluminum concentration to 0.23 mol/L, and was completely dissolved by stirring using a jar tester.

(2)上記水溶液に酸化マグネシウムを前記のモル比Mg/Al=8.6の条件で添加し、ジャーテスターで4時間撹拌してハイドロタルサイトを合成した。 (2) Magnesium oxide was added to the above aqueous solution under the condition of the molar ratio Mg/Al=8.6, and the mixture was stirred for 4 hours with a jar tester to synthesize hydrotalcite.

(3)混合液全てをアスピレータで脱水した。合成されたハイドロタルサイトを含む混合物の脱水性は悪く、1時間を要した。 (3) All mixed liquids were dehydrated with an aspirator. The dehydration property of the mixture containing the synthesized hydrotalcite was poor, and it took 1 hour.

(4)電気炉により120℃で乾燥し、乳鉢で粉砕し粒径1mm以下とした。 (4) Dried at 120° C. in an electric furnace and pulverized in a mortar to a particle size of 1 mm or less.

ここで、酸化マグネシウム、塩化アルミニウム6水塩は、酸化マグネシウム(中国産、純度90%、粒径-325メッシュ)、塩化アルミニウム6水塩(日本軽金属(株)製、純度97%以上)を使用した。 Here, magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate are magnesium oxide (made in China, purity 90%, particle size -325 mesh) and aluminum chloride hexahydrate (manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd., purity 97% or higher). bottom.

合成したハイドロタルサイトをX線回折により分析したところ、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム等の生成が確認された。ハイドロタルサイトのピーク形状より、平均結晶子は、20nmより大きいサイズとなっていた。 When the synthesized hydrotalcite was analyzed by X-ray diffraction, formation of hydrotalcite, magnesium oxide, etc. was confirmed. From the peak shape of hydrotalcite, the average crystallite size was larger than 20 nm.

下記の手順で実施例1、比較例1で試作した吸着剤を用いて、ヒ酸、セレン酸の吸着試験を行った。 Adsorption tests for arsenic acid and selenic acid were carried out using the adsorbents prepared as prototypes in Example 1 and Comparative Example 1 according to the following procedure.

(1)ヒ酸溶液試薬を用いて、As(V)濃度1mg/Lを目標とした試験液を調製した。 (1) Using an arsenic acid solution reagent, a test solution was prepared with a target As(V) concentration of 1 mg/L.

(2)セレン酸ナトリウム試薬を用いて、Se(VI)濃度1mg/Lを目標とした試験液を調製した。 (2) Using a sodium selenate reagent, a test solution was prepared with a target Se(VI) concentration of 1 mg/L.

(3)2種の試験液250mlを樹脂製ボトルに分取して、これに実施例1の吸着剤を固液比(質量比)1:1000の条件で添加して、24時間振とう(水平振とう)吸着試験を行った。 (3) 250 ml of the two types of test solutions are dispensed into resin bottles, and the adsorbent of Example 1 is added thereto at a solid-liquid ratio (mass ratio) of 1:1000, and shaken for 24 hours ( horizontal shaking) adsorption test was performed.

(4)各樹脂製ボトルから、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過し、ICP-MSを使って濃度測定を行った。 (4) From each resin bottle, the supernatant liquid was filtered with a 0.45 μm syringe filter, and the concentration was measured using ICP-MS.

(5)比較例1のハイドロタルサイトを使用して、同様の吸着試験を行った。 (5) Using the hydrotalcite of Comparative Example 1, a similar adsorption test was conducted.

ここで、ヒ酸溶液試薬(関東化学(株)製、純度60%)、セレン酸ナトリウム試薬(ナカライテスク(株)製、純度98%)を使用した。 Here, arsenic acid solution reagent (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., purity 60%) and sodium selenate reagent (manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd., purity 98%) were used.

2種の吸着剤を使用した吸着試験結果を、表1に示した。本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤は、従来技術により合成した純度の高いハイドロタルサイトと同様に、ヒ素、セレンの優れた吸着性能を有する結果となった。吸着選択性が低く処理が難しいSe(VI)の吸着試験では、本発明の吸着剤の性能が上回った。 Table 1 shows the adsorption test results using the two adsorbents. The adsorbent containing the fine hydrotalcite of the present invention was found to have excellent adsorption performance for arsenic and selenium, as well as the high-purity hydrotalcite synthesized by the prior art. In the adsorption test of Se(VI), which has low adsorption selectivity and is difficult to treat, the adsorbent of the present invention outperformed.

Figure 0007256493000001
Figure 0007256493000001

下記の手順で、実施例1、比較例1で試作した吸着剤を用いて、フッ素の水処理試験を行った。 Fluorine water treatment tests were carried out using the adsorbents produced experimentally in Example 1 and Comparative Example 1 according to the following procedure.

(1)フッ化ナトリウム試薬を用いて、フッ素濃度20mg/Lの試験液を調製した。 (1) A sodium fluoride reagent was used to prepare a test solution having a fluorine concentration of 20 mg/L.

(2)ビーカーに試験液200gを分取して、0.5質量%の2種の吸着剤を添加して、ジャーテスターにより1時間撹拌を行った。 (2) 200 g of the test solution was placed in a beaker, 0.5% by mass of two kinds of adsorbents were added, and the mixture was stirred for 1 hour using a jar tester.

(3)静置を15分行った後、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過して検液を採取した。 (3) After allowing to stand for 15 minutes, the supernatant was filtered through a 0.45 μm syringe filter to collect a test solution.

(4)分光光度計を用いて、フッ素濃度の測定を行った。 (4) Fluorine concentration was measured using a spectrophotometer.

ここで、本実施例においては、フッ化ナトリウム試薬(ナカライテスク(株)製、純度98%)を使用した。 Here, in this example, a sodium fluoride reagent (manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd., purity 98%) was used.

水処理試験の結果を表2に示した。両方の吸着剤とも、処理後のフッ素濃度は排水基準値以下となった。また、水処理効果は本発明の吸着剤の方が若干優れていた。 Table 2 shows the results of the water treatment test. For both adsorbents, the fluorine concentration after treatment was below the wastewater standard value. In addition, the water treatment effect was slightly better with the adsorbent of the present invention.

Figure 0007256493000002
Figure 0007256493000002

下記の手順で、実施例2~4、比較例2で試作した吸着剤を用いて、六価クロムの吸着試験を行った。 Adsorption tests of hexavalent chromium were carried out using the adsorbents produced experimentally in Examples 2 to 4 and Comparative Example 2 according to the following procedure.

(1)二クロム酸ナトリウム試薬を用いて、クロム濃度100mg/Lの試験液を調製した。 (1) Using a sodium dichromate reagent, a test solution with a chromium concentration of 100 mg/L was prepared.

(2)樹脂製ボトルに試験液を200g分取して、各種吸着剤を1質量%添加して、24時間振とう吸着試験を行った。 (2) 200 g of the test solution was placed in a resin bottle, 1 mass % of various adsorbents were added, and a shaking adsorption test was performed for 24 hours.

(3)静置を20分行った後、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過し、検液を採取した。 (3) After allowing to stand for 20 minutes, the supernatant was filtered through a 0.45 μm syringe filter to collect a test solution.

(4)ICP-AESを用いて、クロムの濃度測定を行った。 (4) Chromium concentration was measured using ICP-AES.

ここで、本実施例においては、二クロム酸ナトリウム試薬(ナカライテスク(株)製、純度97%)を使用した。 Here, in this example, sodium dichromate reagent (manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd., purity 97%) was used.

吸着試験結果を表3に示した。実施例3では、排水基準値以下の結果となった。本発明の製造方法により試作した実施例2、3の吸着剤は、これらと同一の原料を用いて水溶液中で合成した比較例2のハイドロタルサイトを含む吸着剤より、六価クロムの吸着性能が優れている結果となった。実施例3は、実施例2で試作した吸着剤を水で洗浄、乾燥したものだが、この処理により吸着剤に含まれる塩化物イオンが除去されることで、吸着性能が向上していることが分かる。また、原料として粉末ポリ塩化アルミニウムを用いた実施例4も比較例2を上回る吸着性能を有している。 Table 3 shows the adsorption test results. In Example 3, the result was below the waste water standard value. The adsorbents of Examples 2 and 3, which were experimentally manufactured by the production method of the present invention, had higher adsorption performance for hexavalent chromium than the adsorbent containing hydrotalcite of Comparative Example 2, which was synthesized in an aqueous solution using the same raw materials as these. was an excellent result. In Example 3, the adsorbent prepared as a trial in Example 2 was washed with water and dried. This treatment removed the chloride ions contained in the adsorbent, improving the adsorption performance. I understand. Moreover, Example 4 using powdered polyaluminum chloride as a raw material also has adsorption performance exceeding that of Comparative Example 2.

Figure 0007256493000003
Figure 0007256493000003

下記の手順で、実施例2、実施例3、比較例2で試作した吸着剤を用いて、ホウ素の吸着処理試験を行った。 Using the adsorbents prepared as prototypes in Example 2, Example 3, and Comparative Example 2, a boron adsorption treatment test was performed according to the following procedure.

(1)ホウ酸試薬を用いて、ホウ素濃度50mg/Lの試験液を調製した。これに水酸化ナトリウムを添加し、pH=11.5に調整を行った。 (1) A test solution with a boron concentration of 50 mg/L was prepared using a boric acid reagent. Sodium hydroxide was added thereto to adjust the pH to 11.5.

(2)樹脂製ボトルに上記試験液を200g分取して、各種吸着剤を1質量%添加して、24時間振とう吸着試験を行った。 (2) 200 g of the test solution was placed in a resin bottle, 1 mass % of various adsorbents were added, and a shaking adsorption test was performed for 24 hours.

(3)静置を20分行った後、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過し、ICP-AESを用いてホウ素濃度測定を行った。 (3) After standing for 20 minutes, the supernatant was filtered through a 0.45 μm syringe filter, and the boron concentration was measured using ICP-AES.

ここで、本実施例においては、ホウ酸試薬(ナカライテスク(株)製、純度99.5%)を使用した。 Here, in this example, a boric acid reagent (manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd., purity 99.5%) was used.

吸着試験結果を表4に示した。本発明により試作した実施例2、3の吸着剤は、同一の原料を用いて水溶液中で合成した比較例2のハイドロタルサイトより、ホウ素の吸着性能が優れており、実施例3では、排水基準値以下の処理結果となった。実施例3は、実施例2で試作した吸着剤を水で洗浄、乾燥したものだが、この処理により塩化物イオンが除去されることで、吸着性能が向上することが確認された。 Table 4 shows the adsorption test results. The adsorbents of Examples 2 and 3, which were experimentally produced according to the present invention, have better boron adsorption performance than the hydrotalcite of Comparative Example 2 synthesized in an aqueous solution using the same raw materials. The processing result was below the standard value. In Example 3, the adsorbent prepared as a trial in Example 2 was washed with water and dried. It was confirmed that chloride ions were removed by this treatment, thereby improving adsorption performance.

Figure 0007256493000004
Figure 0007256493000004

下記の方法により、鉄粉を混合した本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。 An adsorbent containing the fine hydrotalcite of the present invention mixed with iron powder was prepared by the following method.

(1)酸化マグネシウムと塩化アルミニウム6水塩の粉末原料合計630gと鉄粉70gを卓上ホバート型ミキサーに投入して3分間混合した後、イオン交換水を所定量加えて4分間混合を行なった。ここでは、原料をマグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=8.6となるように配合調整し、固液比1.0:0.46の条件でイオン交換水を添加した。 (1) A total of 630 g of powder raw materials of magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate and 70 g of iron powder were put into a tabletop Hobart type mixer and mixed for 3 minutes, then a predetermined amount of deionized water was added and mixed for 4 minutes. Here, raw materials were blended and adjusted so that the molar ratio of magnesium and aluminum was Mg/Al=8.6, and ion-exchanged water was added under the conditions of a solid-liquid ratio of 1.0:0.46.

(2)混合後の温度を測定したところ83℃であった。ミキサー内の混合物を樹脂製容器に移し、密閉した。 (2) When the temperature after mixing was measured, it was 83°C. The mixture in the mixer was transferred to a resin container and sealed.

(3)樹脂製容器をインキュベータに入れ、温度80℃で24時間加温した。 (3) The resin container was placed in an incubator and heated at a temperature of 80° C. for 24 hours.

(4)混合物100gを計り取り、粒径が0.5mm以下となるよう乳鉢で粉砕を行ない、鉄粉を含有する粒状の吸着剤を得た。 (4) 100 g of the mixture was weighed and pulverized in a mortar to a particle size of 0.5 mm or less to obtain a granular adsorbent containing iron powder.

ここで、上記試作では、酸化マグネシウム、塩化アルミニウム原料として、実施例1と同様の原料を用いた。また、鉄粉として、DOWA IPクリエイション株式会社製、還元鉄粉E200(平均粒径45μm)を使用した。 Here, in the trial production, the same raw materials as in Example 1 were used as the raw materials of magnesium oxide and aluminum chloride. As the iron powder, reduced iron powder E200 (average particle size 45 μm) manufactured by DOWA IP Creation Co., Ltd. was used.

下記の方法により、磁鉄鉱粉末を混合した本発明の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤を試作した。 An adsorbent containing fine hydrotalcite of the present invention mixed with magnetite powder was prepared by the following method.

(1)酸化マグネシウムと塩化アルミニウム6水塩の粉末原料合計490gと磁鉄鉱粉末210gを卓上ホバート型ミキサーに投入して3分間混合した後、イオン交換水を所定量加えて4分間混合を行なった。ここでは、原料をマグネシウムとアルミニウムのモル比 Mg/Al=8.6となるように配合調整し、固液比1.0:0.46の条件でイオン交換水を添加した。 (1) A total of 490 g of powder raw materials of magnesium oxide and aluminum chloride hexahydrate and 210 g of magnetite powder were put into a tabletop Hobart type mixer and mixed for 3 minutes, then a predetermined amount of deionized water was added and mixed for 4 minutes. Here, raw materials were blended and adjusted so that the molar ratio of magnesium and aluminum was Mg/Al=8.6, and ion-exchanged water was added under the conditions of a solid-liquid ratio of 1.0:0.46.

(2)混合後の温度を測定したところ83℃であった。ミキサー内の混合物を樹脂製容器に移して密閉し、そのまま、室温で養生を行なった。 (2) When the temperature after mixing was measured, it was 83°C. The mixture in the mixer was transferred to a resin container, sealed, and cured at room temperature.

(3)混合物100gを計り取り、粒径が0.5mm以下となるよう乳鉢で粉砕を行ない、磁鉄鉱を含有する粒状の吸着剤を得た。 (3) 100 g of the mixture was weighed and pulverized in a mortar to a particle size of 0.5 mm or less to obtain a granular adsorbent containing magnetite.

ここで、上記試作では、酸化マグネシウム、塩化アルミニウム原料として、実施例1と同様の原料を用いた。また、磁鉄鉱粉末として、DOWAエフテック株式会社製、フェライト粉(平均粒径12μm)使用した。 Here, in the trial production, the same raw materials as in Example 1 were used as the raw materials of magnesium oxide and aluminum chloride. As the magnetite powder, ferrite powder (average particle size: 12 μm) manufactured by DOWA F-Tech Co., Ltd. was used.

下記の手順で、実施例9、10で試作した吸着剤を用いて、フッ素の水処理試験を行った。 Fluorine water treatment tests were conducted using the adsorbents prepared as samples in Examples 9 and 10 according to the following procedure.

(1)フッ化ナトリウム試薬を用いて、フッ素濃度5mg/Lの試験液を調製した。 (1) A sodium fluoride reagent was used to prepare a test solution having a fluorine concentration of 5 mg/L.

(2)500mL容量のポリ瓶に試験液200gを分取して、1.0質量%の2種の吸着剤をそれぞれ添加して、振とう機にて200rpmの条件で1時間振とうを行った。 (2) Take 200 g of the test solution into a 500 mL plastic bottle, add 1.0% by mass of each of the two types of adsorbents, and shake with a shaker at 200 rpm for 1 hour. rice field.

(3)静置を15分行った後、上澄み液を0.45μmのシリンジフィルターでろ過して検液を採取した。 (3) After allowing to stand for 15 minutes, the supernatant was filtered through a 0.45 μm syringe filter to collect a test solution.

(4)分光光度計を用いて、フッ素濃度の測定を行った。 (4) Fluorine concentration was measured using a spectrophotometer.

ここで、本実施例においては、実施例6と同様のフッ化ナトリウム試薬を使用した。 Here, in this example, the same sodium fluoride reagent as in Example 6 was used.

吸着試験結果を表5に示した。本発明により試作した実施例9、10の鉄粉、磁鉄鉱粉末を混合した吸着剤は、高いフッ素の吸着性能を有していることが確認された。 Table 5 shows the adsorption test results. It was confirmed that the adsorbents prepared by mixing the iron powder and the magnetite powder of Examples 9 and 10, which were experimentally produced according to the present invention, had high fluorine adsorption performance.

Figure 0007256493000005
Figure 0007256493000005

下記の手順で、実施例9、10で試作した吸着剤の磁力選別による回収率を評価した。 According to the following procedure, the recovery rate of the adsorbents prepared as samples in Examples 9 and 10 by magnetic separation was evaluated.

(1)500mL容量のポリ瓶にイオン交換水200gを分取して、5.0質量%の2種の吸着剤をそれぞれ添加して、振とう機により200rpmの条件で1時間振とうを行った。 (1) Take 200 g of ion-exchanged water into a 500 mL plastic bottle, add 5.0% by mass of two kinds of adsorbents, and shake for 1 hour at 200 rpm with a shaker. rice field.

(2)振とう後の検液をステンレス製のバットに移液し、表面磁力0.4Tの棒磁石にて、検液上面を3回走査させ、磁着物を回収した。 (2) After shaking, the test solution was transferred to a stainless steel vat, and a bar magnet with a surface magnetic force of 0.4 T was used to scan the upper surface of the test solution three times to collect magnetic substances.

(3)回収した磁着物は、乾燥の上で、質量を測定し(1)での添加質量の差分より回収率を求めた。 (3) The collected magnetized substances were dried and weighed, and the recovery rate was obtained from the difference in the added mass in (1).

この結果を表6に示した。本発明により試作した実施例9、10の磁選回収率は高く、吸着剤としての性能と磁性体としての良好な特性を併せもっていることが確認された。また、これらの試作吸着剤は、吸着剤成分と鉄粉、磁鉄鉱粉末との分離も無く、十分な強度特性を有していることが分かった。 The results are shown in Table 6. It was confirmed that Examples 9 and 10, which were experimentally produced according to the present invention, had high magnetic separation recovery rates, and had both performance as an adsorbent and good characteristics as a magnetic material. Moreover, it was found that these trial adsorbents had sufficient strength characteristics without separating the adsorbent components from the iron powder and the magnetite powder.

Figure 0007256493000006
Figure 0007256493000006

Claims (4)

酸化マグネシウムと塩化アルミニウムを原料とし、原料中の結晶水を除いた固形分の質量の和を1としたときに、水の質量と原料中の結晶水の質量の和が0.4-0.64になるように調整した水を加えて混合して混合物を得る混合工程と、この混合工程において得られた混合物を養生して吸着剤を得る養生工程を備えたことを特徴とする微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法。 Magnesium oxide and aluminum chloride are used as raw materials, and when the sum of the masses of the solid content excluding the water of crystallization in the raw materials is 1, the sum of the masses of the water and the water of crystallization in the raw materials is 0.4-0. 64 is added and mixed to obtain a mixture; and a curing step for curing the mixture obtained in the mixing step to obtain an adsorbent. A method for producing an adsorbent containing talcite. 前記混合工程において、原料中のマグネシウムとアルミニウムのモル比が3:1~13:1の範囲であることを特徴とする請求項1記載の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法。 2. The method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to claim 1, wherein in said mixing step, the molar ratio of magnesium and aluminum in the raw materials is in the range of 3:1 to 13:1. 前記混合工程において、消石灰、クリノプチロライト、モルデナイト、A型ゼオライト、X型ゼオライト、鉄粉、磁鉄鉱粉末のうちの少なくとも1種をさらに混合することを特徴とする請求項1又は2に記載の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法。 3. The method according to claim 1, wherein at least one of slaked lime, clinoptilolite, mordenite, A-type zeolite, X-type zeolite, iron powder, and magnetite powder is further mixed in the mixing step. A method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite. 前記養生工程後に得られた吸着剤を水で洗浄した後、乾燥、粉砕することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の微細なハイドロタルサイトを含む吸着剤の製造方法。 The method for producing an adsorbent containing fine hydrotalcite according to any one of claims 1 to 3, wherein the adsorbent obtained after the curing step is washed with water, dried and pulverized.
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Citations (3)

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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005087664A1 (en) 2004-03-16 2005-09-22 Waseda University Hydrotalcite-like substance, process for producing the same and method of immobilizing hazardous substance
JP2009034564A (en) 2007-07-31 2009-02-19 Jdc Corp Adsorbent for substance x that ionizes in alkaline solution, and method for isolating the same
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