JP7376244B2 - 水質改善材及びその製造方法 - Google Patents
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また、水酸化第二鉄含有スラッジと、製鋼スラグなどのアルカリ供給材とを、水域の底質上に被覆材として投入して、底質直上水のpHを6~9の範囲に維持する溶存態硫化物の溶出抑制方法が提案されている(特許文献2)。
さらに、し尿排水中のリンを除去する装置として、スラグを含有する鉄などの金属溶出部材と、電気伝導性を有する炭素繊維と、金属溶出部材および炭素繊維の表面に析出した析出物を除去する析出物除去手段とを備えた装置が提案されている(特許文献3)。
また、製鉄スラグなどの鉄が主成分である物質と炭素材料との混合物をセメントで成形固化した水質浄化材料が提案されている(特許文献4)。
本発明の水質改善材において、前記粒塊状の無機材料は、次の(1)~(3);
(1)700℃で2時間焼成した前記粒塊状の無機材料を、該粒塊状の無機材料の重量に対して20倍量の純水を入れた容器に投入する;
(2)3日間静置後、浸漬水を廃棄し、新しい純水に交換する;
(3)上記(2)を計3回繰り返した後、3回目の浸漬水のpHを測定する;
の手順を含む純水浸漬試験において、浸漬水のpHが8以上となるものである。
さらに、本発明の水質改善材は、前記炭素質物の重量に対する前記鉄元素含有粒子の重量比である鉄/炭素比が0.1~15の範囲内である。
粒塊状の無機材料の表面に、有機バインダー及び鉄元素含有粒子を付着させて鉄付着無機材料を得る工程、
前記鉄付着無機材料を500℃以上の還元雰囲気で焼成して前記水質改善材を得る工程、
を含む。
粒塊状の無機材料を100℃~300℃の範囲内の温度に加熱する工程、
加熱された前記粒塊状の無機材料の表面に、有機バインダー及び鉄元素含有粒子を付着させて鉄付着無機材料を得る工程、
前記鉄付着無機材料を500℃以上の還元雰囲気で焼成して前記水質改善材を得る工程、
を含む。
鉄元素含有粒子1は、鉄(Fe)を主成分とする粒子であればよい。ここで、「主成分」とは、全重量に対して鉄元素を純鉄換算で75重量%以上含有することを意味する。本実施の形態の水質改善材10は、核材2に固定された鉄元素含有粒子1が、炭素と接触して局部電池を形成することにより、水中へ2価鉄イオンを持続的に溶出し、夏場、特に貧酸素状態での悪臭(硫化水素など)や赤潮(異常プランクトン発生)を抑制するとともに、磯やけによる藻場の再生に寄与するものである。このため、焼成後の最終製品では鉄元素含有粒子1は少なくとも主成分が四酸化三鉄(Fe3O4:マグネタイト)、より好ましくは金属鉄、最も好ましくは金属鉄が90重量%以上となっていることが望ましい。
Fe2++HS-→FeS↓+H+ …(1)
3Fe2++2PO4 3-→Fe3(PO4)2↓ …(2)
本実施の形態の水質改善材10において使用される核材2は、粒塊状の無機材料により構成されている。ここで「粒塊状」とは、粉状ではないことを示しており、より具体的にはJ IS規格の試験篩で3.5メッシュ(目開き5.6mm)よりも大きい粒子であることを示す。
なお、純水浸漬試験は、後記実施例に記載の手順にて行うことができる。
Ca2++SO4 2-→CaSO4↓ …(3)
5Ca2++OH-+3PO4 3-→Ca5(OH)(PO4)3↓ …(4)
特に、建築物などとして長期間使用されたのちに破砕された廃材は、カルシウム分がほぼ炭酸化していることにより、純水浸漬試験での浸漬水のpHが、ほぼ8以上となるのでより好ましい。
(1)水質改善材10では、核材2である粒塊状の無機材料の表面の少なくとも一部分が鉄元素含有粒子1と炭素質物3によって被覆されているため、粒塊状の無機材料からのアルカリ性成分の放出速度が抑制される。つまり、水質改善材10では、鉄元素含有粒子1と炭素質物3による被覆度合いを調節することによって、アルカリ性成分の放出速度を制御することができる。
(2)水質改善材10では、局部電池効果による鉄元素含有粒子1からのFe2+の放出が同時に生じるため、水質改善材10の周囲に水酸化鉄の膜が形成され、これによって核材2である粒塊状の無機材料からのアルカリ性成分の放出速度が抑制される。つまり、水質改善材10では、鉄元素含有粒子1からのFe2+の放出量を調節することによって、アルカリ性成分の放出速度を制御することができる。
また、一つの核材2に対して多数の鉄元素含有粒子1が固定化された形態とするため、核材2である粒塊状の無機材料の大きさは、一つの粒塊状の無機材料に付着している鉄元素含有粒子1の合計量に対して、体積比で1.5~50倍程度大きくすることが好ましい。
本実施の形態の水質改善材10は、核材2の表面の少なくとも一部分が、炭素質物3によって被覆されている。水質改善材10は、核材2へ鉄元素含有粒子1を固着させるため、焼成により炭化する有機バインダーや結着助剤を使用する。炭素質物3は、有機バインダーや結着助剤が焼成によって炭化したものである。有機バインダーとしては、例えばタール、ピッチ、天然高分子及び有機高分子より選ばれる1種以上が好ましい。有機バインダーの焼成によって生成する炭素質物3は、核材2と鉄元素含有粒子1を強固に固着させるだけでなく、水質改善材10の強度などの物性を改善できる。また、炭素質物3による核材2の被覆割合によって、Ca2+などのアルカリ性成分の溶出速度をコントロールできる。さらには、鉄元素含有粒子1と炭素質物3の間で局部電池を形成することによって、安定的、かつ高濃度な鉄イオンの溶出を促進することができる。そのような観点から、有機バインダーとしては、固定炭素分を20重量%以上有しており、芳香環を多く含有したピッチやフェノール樹脂、リグニン、またはフェノール成分を主成分とするリグニンスルホン酸塩などが好ましく、これらの中でも、化学合成樹脂であるために重金属などの環境に有害な物質を含まず、安価であり、固定炭素分が豊富で、結着力に優れたフェノール樹脂がより好ましく、特に、600℃前後の比較的低温での焼成によって効率良く炭化するフェノールノボラック樹脂が最も好ましい。
結着助剤は、焼成時に分解もしくは炭化するものであればよいが、分解にガスを発生するものが炭素被膜にポアを形成することができるので好ましい。結着助剤は例えば、ゼラチンやデンプン糊、廃糖蜜、リグニンスルホン酸塩、コンニャク飛粉、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、デキストリン、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などが好適である。結着助剤を使用する場合、有機バインダーと結着助剤の重量配合比(有機バインダー:結着助剤)は、例えば99:1~30:70とすることが好ましい。このような範囲内となるように結着助剤の配合比を調整することによって、鉄元素含有粒子1の付着性や鉄イオンの溶出等に悪影響を及ぼすことなく、本実施の形態の水質改善材10を容易に製造することができる。
本実施の形態の水質改善材10における鉄元素含有粒子1の付着量は、水中での2価鉄イオン溶出の持続性に応じて調整され得るが、例えば、核材2の100重量部に対して鉄元素含有粒子1が1~100重量部の範囲内であり、好ましくは5~80重量部の範囲内、より好ましくは20~50重量部の範囲内である。鉄元素含有粒子1の付着量が1重量部未満であると、有機バインダー由来の炭素質物3に直接接触する割合が極端に少なくなるので局部電池を形成しにくくなり、また、表面に露出する鉄が少なすぎる結果、2価鉄イオンの供給能力が低いとともに持続性が悪くなる。一方、鉄元素含有粒子1の付着量が100重量部を超えると、局部電池が形成され十分な鉄イオン供給能力は備わるが、鉄イオンが急激にかつ大量に発生する為に、材料表面が鉄の水酸化物で厚く覆われてしまう。そのため、流れの弱い底層では海水との接触が遮断されて、かえって鉄イオン発生量が低減することがあり、好ましくない。
なお、鉄元素含有粒子1には、鉄以外にその他微量の元素(Ni、Mnなど)も含まれていてもよいが、上記付着量は、単純に鉄元素含有粒子1の付着量を指す。
本実施の形態の水質改善材10における鉄と炭素の比率については、有機バインダー、結着助剤等に由来する炭素の合計100重量部に対して、鉄を10~1500重量部の範囲内が適する。つまり、炭素質物3の重量に対する鉄元素含有粒子1の重量比である鉄/炭素比が0.1~15の範囲内である。鉄と炭素の比率が上記範囲内となるように最適化することによって、鉄と炭素による局部電池がより効果的に発現され、鉄イオンの溶出が高濃度で継続的に起こるとともに、核材2に対する鉄元素含有粒子1の強固な固着性を確保できる。
本実施の形態の水質改善材10は、その粒塊状物1個の重量がおよそ1~250g程度であることが好ましく、5~200gがより好ましく、10~200gが最も好ましい。粒塊状物1個の重量が1g未満であると、鉄元素含有粒子1の付着量が少ないうえに、潮の干満などの水流による搖動で散布した位置から水質改善材10が流出してしまいやすくなる。また、250gを超えると粒塊状物1個あたりの表面積は小さくなってしまうことから、散布に際して大量の水質改善材10が必要となり、大掛かりな作業となってしまう。
本実施の形態の水質改善材10は、その表面の鉄元素含有粒子1が核材2に有機バインダー等に由来する炭素質物3によって間接的に固着されているため、輸送や散布時において鉄元素含有粒子1の脱落がなく、かつ散布後の持続的な鉄イオンの溶出を可能とする。
鉄元素含有粒子1の結着性は、所定量の水質改善材10を、ミキサーなどを用いて一定時間機械的に撹拌することによって評価することが可能である。鉄元素含有粒子1の結着性は、撹拌前の水質改善材10の重量aに対する撹拌後の水質改善材10の重量bの比率[(b/a)×100%]として表すことができる。結着性は、95%以上あることが好ましく、97%以上であることがより好ましい。鉄元素含有粒子1の結着性が95%未満であると鉄元素含有粒子1の脱落が多くなり、水質改善効果が得られにくくなる。
本実施の形態の水質改善材10は、核材2の内部からのアルカリ性成分の溶出を可能にするため、核材2の表面の少なくとも一部が、鉄元素含有粒子1及び炭素質物3から露出した状態となっていることが好ましい。なお、露出の目安として、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察からは、核材2の表面における鉄元素含有粒子1及び炭素質物3による被覆率は、15%以上であることが好ましく、50~98%の範囲内がより好ましく、80~95%の範囲内であることが最も好ましい。核材2の被覆率が15%未満であると、核材2の露出面積が大きすぎるために、Ca2+などのアルカリ性成分の溶出速度が大きくなりすぎる傾向があり、溶出速度の制御が困難になるので好ましくない。一方、核材2の被覆率が98%を超えると、核材2の露出面積が小さすぎるため外部の水との接触が少なくなり、アルカリ性成分の溶出量が低下するので好ましくない。ただし、水質改善材10において、アルカリ性成分の溶出を目的としない場合は、核材2の全表面が被覆されていてもよい。なお、核材2の被覆率は、走査型電子顕微鏡(SEM)観察により、水質改善材10を任意に50個選び、各水質改善材10について、その全表面積に対する、鉄元素含有粒子1及び炭素質物3で覆われている部分の面積の比率を算出し、平均したものである。
本実施の形態の水質改善材10は、3重量%濃度の塩水(塩化ナトリウム水溶液)に7日間の浸漬を3回繰り返したときの3回目における水質改善材10の鉄付着量1gあたりにおける1日あたりの鉄溶出量が1.0ppm以上であることが好ましく、1.5ppm以上がより好ましく、さらに、2.0ppm以上であることが望ましい。このように底質等の環境中に高濃度の2価鉄イオンを供給することによって、硫化水素やリンをトラップして短期間で水質改善効果を得ることができるほか、微生物をはじめとする生物群の活性を高めてより高い水質改善効果を上げることが可能となる。
本実施の形態の水質改善材10は、3重量%濃度の塩水(塩化ナトリウム水溶液)に7日間浸漬したときの水質改善材10の1gあたりにおける1日あたりのCa溶出量(Ca2+として)が1ppm以上であることが好ましく、1.5ppm以上であることが望ましい。
また、Ca溶出量は、さらに、7日間の浸漬を3回繰り返したときの3回目において、水質改善材10の1gあたりにおける1日あたりの溶出量が3.5ppm以下となることが好ましく、3ppm以下となることがより好ましく、2ppm以下となることが最も望ましい。
このように底質等の環境中にCa2+を供給することによって、硫化水素の発生源となる硫黄酸化物のイオンやリンをトラップして短期間で水質改善効果を得ることができるほか、カルシウムの過剰な溶出の影響による鉄溶出の妨害を無くし、微生物をはじめとする生物群の活性を高めてより高い水質改善効果を上げることが可能となる。
さらに、本実施の形態の水質改善材10は、不活性雰囲気中での熱重量分析における100℃~500℃までの温度における重量減少率が1%以下であることが好ましい。100℃から500℃までの重量減少率が1%以下であるということは、有機バインダーなどに含まれる有機物が完全に炭素化していることを示している。そのため、水中に散布したときに鉄元素含有粒子1が脱離しにくく、かつ環境に有害な有機化合物が水質改善材10から溶出することが無いため、本材料による新たな環境負荷を生じることもない。
本実施の形態の水質改善材10は、核材2の表面に鉄元素含有粒子1が、有機バインダー等に由来する炭素質物3で結着され、鉄元素含有粒子1の一部が表面に露出していれば、製造方法としては特に限定されるものはない。
水質改善材10の好ましい製造方法として、以下の製法1~3を挙げることができる。
製法1は、以下の工程A~工程Dを含むことができる。
工程A:
鉄元素含有粒子1となる鉄原料及び有機バインダー(さらに、必要に応じて有機溶剤や結着助剤を含んでもよい。以下、「有機バインダー等」と記すことがある)を混合し、それらの複合物を製造する工程。
工程B:
核材2を100℃~300℃の範囲内の温度で加熱する工程。
工程C:
加熱された核材2の表面に、工程Aで得た複合物を付着させて鉄付着核材(鉄付着無機材料)を作製する工程。
工程D:
鉄付着核材を不活性または還元雰囲気において500℃以上の温度で焼成して水質改善材10を得る工程。
製法2は、製法1の工程B、工程Cに替えて、以下の工程B1、工程C1を含むことができる。なお、工程A、工程Dは、製法1と同様である。
工程B1:
核材2を、有機溶媒に浸漬するか、又は核材2に有機溶媒をスプレーして、表面および内部を有機溶媒で濡らして含浸させる工程。
工程C1:
有機溶媒を含浸させた核材2と、工程Aで得た複合物を混合した後、有機溶媒により有機バインダーを溶解しながら鉄原料を核材2に付着させて鉄付着核材を作製する工程。
なお、工程C1は、常温で、または加温しながら行うことができる。
製法3は、製法1の工程B、工程Cに替えて、以下の工程B2、工程C2を含むことができる。なお、工程A、工程Dは、製法1と同様である。
工程B2:
核材2をアクリル、エポキシなどの有機系又はでんぷんのりなどの水系の結着助剤に浸漬するか、または核材2に結着助剤をスプレーして、表面を濡らしておく工程。
工程C2:
結着助剤で濡れた核材2と、工程Aで得た複合物を混合し、鉄原料を核材2に付着させて鉄付着核材を作成する工程。
ただし、核材2の表面を加熱して有機バインダーを熱で溶融して結着させる場合には、核材2の表面温度を有機バインダーの軟化点または融点以上にしておく必要がある。具体的には、前段階の工程Bで核材2を、100℃~300℃の範囲内の温度、好ましくは有機バインダーの軟化点または融点よりも30~150℃の範囲内で高い温度に加熱しておくとよい。たとえば、軟化点が90℃のバインダーピッチやフェノールノボラック樹脂の場合には、核材2の表面を200℃くらいに加熱しておくと接着性が高くなる。加熱温度が低すぎると、有機バインダーが軟化または溶融せず、接着性が低く、鉄元素含有粒子1が欠落しやすい。加熱温度が高すぎると、有機バインダーがダマになり、核材2の表面に均一に付着しない。
なお、工程Dの焼成は複数回行ってもよく、一度焼成した水質改善材10を鉄やマンガンなどの化合物の水溶液に浸漬したのち、再度焼成を行うこともできる。
材料表面に焼結した鉄粒子と炭素質の被膜を粉砕したのち、さらに乳鉢で微粉砕(平均粒径75μm程度)し、X線回折装置(リガク社製、RINT-TTRIII、X線管球:CuKα、管電流:300mA、管電圧:50kV)にて鉄成分の同定を行った。
なお、表には同定された鉄成分のうち、主成分を記載した。
材料の被覆層の粉砕物を乳鉢でさらに微粉砕し、湿式分解-誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法にて測定した。
走査型電子顕微鏡(SEM)観察により、実施例及び比較例で作製した水質改善材を任意に50個選び、各表面の任意の20箇所の画像を30倍率で撮影し、各水質改善材について、画像解析ソフト(WinRooF:三谷商事株式会社製)を用いてその撮像面積に対する、鉄元素含有粒子及び炭素質物で覆われている部分の面積の比率を算出し、平均したものである。
核材に付着した鉄/炭素被膜を剥離・粉砕したものを窒素雰囲気下で熱重量分析(TGA)を行い、熱重量減少率を測定した。測定には、株式会社リガク製 急速加熱示差熱天秤 R-TG-DTA/H8120を用い、昇温スピードは15℃/分で、100℃から500℃まで昇温させたときの重量減少率を測定した。
結果については、100~500℃における重量減少率が1wt%以内であれば○(良好)、1wt%超であれば×(不良)とした。
30回転/分のボールミル用ポットに水質改善材を入れて、30rpmで3分間回転したのち重量を測定し、処理前後の重量比から以下の基準により判定した。
○(良好):処理前後の重量比が95%以上
×(不良):処理前後の重量比が95%未満
次の(1)~(3)の手順にて行った。
(1)700℃で2時間焼成した粒塊状の無機材料を、前記無機材料の重量に対して20倍量の純水(たとえば、無機材料が5gの場合には100gの純水に浸漬する)を入れたガラス製サンプル瓶に投入する。
(2)3日間静置後、サンプル瓶を5秒間で10回、手で振とうしたのち、無機材料をピンセットでとりだして浸漬水を廃棄した後、新しい純水に交換し、再び無機材料を浸漬する。
(3)上記(2)を計3回繰り返した後、3回目の浸漬水のpHを、pHメーターを用いて測定する。
3重量%濃度の塩化ナトリウム水溶液を作製し、超音波で10分処理した後、25℃、真空下(0.88MPa)で60分間、脱気処理したものを塩水浸漬テストに用いた。また、塩水浸漬は窒素雰囲気のデシケータ内で行った。
テストに用いた水質改善材の重量に対して、20倍量の塩化ナトリウム水溶液をガラス製サンプル瓶にいれる(たとえば、水質改善材が5gの場合には100gの塩化ナトリウム水溶液に浸漬する)。これを真空デシケータ内で、真空下(0.88MPa)で60分間、脱気処理して、窒素ガスを大気圧になるまで封入する。
7日間静置後、サンプル瓶を5秒間で10回、手で振とうしたのち、水質改善材をピンセットでとりだして浸漬水を採取した後、新しい塩化ナトリウム水溶液に交換した。上記の要領で塩水浸漬テストを合計10回繰り返した。1、3、5、10回目終了後の浸漬テスト後の水溶液を回収し、10%の硝酸を塩化ナトリウム水溶液の1/30の容量加え、加熱攪拌して、発生した沈殿を全量溶解した。得られた溶解液について、パックテスト-Fe、デジタルパックテストマルチSP(登録商標;株式会社共立理化学研究所)および、イオンクロマトグラフィー法によって全鉄濃度とカルシウム濃度を測定し、下記の数式(a)、(b)に基づき鉄溶出量とCa溶出量を算出した。
Ca溶出量(ppm/水質改善材1g/日)=(CCX/W)/D …(b)
[数式(a)および(b)において、
CFX :浸漬テストX回目の全鉄濃度(ppm)、
CCX :浸漬テストX回目の全Ca濃度(ppm)、
W :試験に用いた水質改善材の重量(g)、
WF :試験に用いた水質改善材の鉄付着量(g)、
D :浸漬テストの浸漬期間:7日間、
X :浸漬テストの回数(1~10)、を意味する]
底面の内直径が55mmで容量220mlの丸型ねじ口瓶に150mlのヘドロ(福岡県平松漁港にて採取)を入れ、天然海水(福岡県平松漁港にて採取)を瓶内のヘドロが巻き上がらないように静かに注ぎ込み、次いで、瓶内に空気を残さないように内蓋及び外蓋で密閉し、27℃で静置した。10日後、開封し、ヘドロから1cm上部の海水を採取し、硫化水素濃度を測定したところ、約10ppmであった。硫化水素濃度は株式会社共立理化学研究所のパックテスト(型式:WAK-S)にて測定した。
硫化水素測定後、水質改善材を迅速に静かにヘドロ上の中心に置き、再度、空気が残らないように密封して、1日後、ヘドロから1cm上部の海水を採取し、硫化水素濃度を測定した。その後、空気が残らないように密封して、10日、20日後も同様に硫化水素濃度を測定した。なお、鋳鉄粉については、ヘドロ上に満遍なく散布した。
リン酸水素2ナトリウム・12水塩から作成したリン25ppm及び塩化ナトリウム3%水溶液30mlを入れた50mlのサンプル瓶に、硫化水素除去性能の評価試験と同様の水質改善材を浸漬させた。その後サンプル瓶を密閉して1日、5日、20日にその都度開封して試料水を採取し、そのリン濃度をICPにて測定した。
・鉄粒子
鋳鉄粉(竹内工業株式会社製、28メッシュアンダー品 炭素:2~4重量%、Si:4重量%以下、Mn:0.5~1.5重量%、P:0.03重量%以下、S:0.03重量%以下)
・核材
鉄鋼スラグA(転炉系スラグ)、純水浸漬試験後の浸漬水pH:11.8
鉄鋼スラグB(高炉系スラグ)、純水浸漬試験後の浸漬水pH:11.9
自然石(市販砕石)、純水浸漬試験後の浸漬水pH:9.2
コンクリート廃材(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社九州製造所内の解体現場から採取)、純水浸漬試験後の浸漬水pH:9.3
珊瑚石(市販品、奄美大島産)、純水浸漬試験後の浸漬水pH:10.2
アルミナボール(新東Vセラックス、Φ10mm)、純水浸漬試験後の浸漬水pH:7.5
・有機バインダー
バインダーA(フェノールノボラック樹脂;昭和高分子社製、BRG-555、軟化点67℃)
バインダーB(コールタールピッチ粉;日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、軟化点:85℃、固定炭素分:58重量%、50メッシュアンダー)
5.0g/個の鉄鋼スラグ塊[鉄鋼スラグA(転炉系スラグ)]を180℃のオーブンに3時間入れて加熱した。次いで、表1のとおり、焼成後の鉄/炭素比が0.15となるように鋳鉄粉とフェノールノボラック樹脂を混合した混合粉を準備し、先の加熱した鉄鋼スラグ塊とともに容器に入れて、卓上型ボールミル回転架台で120rpmで1分攪拌して、鉄鋼スラグ塊表面に鋳鉄粉とフェノールノボラック樹脂を付着させた。
5.0g/個の鉄鋼スラグ塊[鉄鋼スラグA(転炉系スラグ)]を230℃のオーブンに3時間入れて加熱した。次いで、表1のとおり、焼成後の鉄/炭素比が0.15となるように鋳鉄粉とコールタールピッチ粉を混合した混合粉を準備し、先の加熱した鉄鋼スラグ塊とともに容器に入れて、卓上型ボールミル回転架台で120rpmで1分攪拌して、鉄鋼スラグ塊表面に鋳鉄粉とコールタールピッチ粉を付着させた。
鋳鉄粉の量及び焼成温度を表1に示すとおりとした以外は、実施例2と同様にして焼成物を得た。
鋳鉄粉の量、及び鉄/炭素比を表1に示すとおりとした以外は、実施例1と同様にして焼成物を得た。
核材として鉄鋼スラグB(高炉系スラグ)を180℃のオーブンに3時間入れて加熱した。次いで、表2のとおり、焼成後の鉄/炭素比が0.15となるように鋳鉄粉とフェノールノボラック樹脂を混合した混合粉を準備し、先の加熱した高炉系スラグとともに容器に入れて、卓上型ボールミル回転架台で120rpmで1分攪拌して、高炉系スラグ表面に鋳鉄粉とフェノールノボラック樹脂を付着させた。
その後は、焼成温度を表2のとおりとした以外は、実施例1と同様にして焼成物を得た。
核材の種類を自然石に変え、鋳鉄粉の量、及び焼成温度を表2のとおりとした以外は、実施例7と同様にして焼成物を得た。
核材の種類を破砕したコンクリート廃材に変え、鉄/炭素比を表2のとおりとした以外は、実施例7と同様にして焼成物を得た。
核材の種類を珊瑚石に変え、鉄/炭素比、及び焼成温度を表2のとおりとした以外は、実施例7と同様にして焼成物を得た。
鉄粒子を付着させずに、鉄鋼スラグA(転炉系スラグ)を単独でそのまま使用した。
鋳鉄粉の量、及び鉄/炭素比を表2に示すとおりとした以外は、実施例1と同様にして焼成物を得た。
鋳鉄粉の量及び鉄/炭素比、及び焼成温度を表2に示すとおりとした以外は、実施例2と同様にして焼成物を得た。
核材としてアルミナボールを180℃のオーブンに3時間入れて加熱した。次いで、焼成後の鉄/炭素比が0.17となるように鋳鉄粉とフェノールノボラック樹脂を混合した混合粉を準備し、先の加熱したアルミナボールとともに容器に入れて、卓上型ボールミル回転架台で120rpmで1分攪拌して、アルミナボール表面に鋳鉄粉とフェノールノボラック樹脂を付着させた。
その後は実施例1と同様にして焼成物を得た。
次に、本発明の水質改善材の硫化水素及びリン酸の除去性能を確認するために、評価試験を行った。
硫化水素の除去性能の評価試験に使用した実施例及び比較例の水質改善材の詳細と試験結果を表5に示す。
また、リン酸除去性能の評価試験に使用した実施例及び比較例の水質改善材の詳細と試験結果を表6に示す。
なお、比較例8、12では、市販の水質改善材として、キレート化された鉄イオン(フルボ酸鉄)とケイ素を溶出するもの(商品名;キレートマリン、日の丸産業株式会社製)を用いた。
Claims (8)
- 水質改善材の製造方法であって、
前記水質改善材が、粒塊状の無機材料と、前記粒塊状の無機材料に炭素質物によって固定化されており、表面の少なくとも一部が、前記炭素質物から露出している鉄元素含有粒子と、を備え、焼成後に前記炭素質物の重量に対する前記鉄元素含有粒子の重量比である鉄/炭素比が0.1~15の範囲内となる仕込み量で原料の有機バインダー及び前記鉄元素含有粒子を混合して焼成してなるものであり、
前記粒塊状の無機材料は、次の(1)~(3);
(1)700℃で2時間焼成した前記粒塊状の無機材料を、該粒塊状の無機材料の重量に対して20倍量の純水を入れた容器に投入する;
(2)3日間静置後、浸漬水を廃棄し、新しい純水に交換する;
(3)上記(2)を計3回繰り返した後、3回目の浸漬水のpHを測定する;
の手順を含む純水浸漬試験において、浸漬水のpHが8以上となるものであり、
前記粒塊状の無機材料の表面に、前記有機バインダー及び前記鉄元素含有粒子を付着させて鉄付着無機材料を得る工程、
前記鉄付着無機材料を500℃以上の還元雰囲気で焼成して前記水質改善材を得る工程、
を含むことを特徴とする水質改善材の製造方法。 - 水質改善材の製造方法であって、
前記水質改善材が、粒塊状の無機材料と、前記粒塊状の無機材料に炭素質物によって固定化されており、表面の少なくとも一部が、前記炭素質物から露出している鉄元素含有粒子と、を備え、焼成後に前記炭素質物の重量に対する前記鉄元素含有粒子の重量比である鉄/炭素比が0.1~15の範囲内となる仕込み量で原料の有機バインダー及び前記鉄元素含有粒子を混合して焼成してなるものであり、
前記粒塊状の無機材料は、次の(1)~(3);
(1)700℃で2時間焼成した前記粒塊状の無機材料を、該粒塊状の無機材料の重量に対して20倍量の純水を入れた容器に投入する;
(2)3日間静置後、浸漬水を廃棄し、新しい純水に交換する;
(3)上記(2)を計3回繰り返した後、3回目の浸漬水のpHを測定する;
の手順を含む純水浸漬試験において、浸漬水のpHが8以上となるものであり、
前記粒塊状の無機材料を100℃~300℃の範囲内の温度に加熱する工程、
加熱された前記粒塊状の無機材料の表面に、前記有機バインダー及び前記鉄元素含有粒子を付着させて鉄付着無機材料を得る工程、
前記鉄付着無機材料を500℃以上の還元雰囲気で焼成して前記水質改善材を得る工程、
を含むことを特徴とする水質改善材の製造方法。 - 前記粒塊状の無機材料を核材とし、該核材の表面の少なくとも一部分を被覆するように、前記核材に比較して粒度の小さな多数の前記鉄元素含有粒子が固定化されている請求項1又は2に記載の水質改善材の製造方法。
- 前記鉄元素含有粒子及び前記炭素質物が、前記粒塊状の無機材料の表面の15%以上の範囲を被覆している請求項3に記載の水質改善材の製造方法。
- 前記炭素質物が、タール、ピッチ、天然高分子及び有機高分子より選ばれる1種以上の有機バインダー由来の炭素質物である請求項1から4のいずれか1項に記載の水質改善材の製造方法。
- 前記有機バインダーが、フェノールノボラック樹脂である請求項5に記載の水質改善材の製造方法。
- 水中で、Ca2+とFe2+を放出するものであり、3重量%濃度の塩化ナトリウム水溶液に7日間の浸漬を3回繰り返したときの3回目の1日当たりの溶出量であって、水質改善材1gあたりのCa溶出量が3.5ppm以下であり、かつ、前記鉄元素含有粒子の仕込み量1gあたりの鉄溶出量が1.0ppm以上である請求項1から6のいずれか1項に記載の水質改善材の製造方法。
- 底質等の環境改善材料である請求項1から7のいずれか1項に記載の水質改善材の製造方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004313818A (ja) | 2003-04-10 | 2004-11-11 | Nippon Steel Corp | 底質被覆材 |
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JP2011050934A (ja) | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Nihon Technical Development Center Co Ltd | 水質浄化及び水産資源育成用の固形物 |
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Patent Citations (7)
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---|---|---|---|---|
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JP2009297622A (ja) | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Ishii Shoji Kk | 水質浄化材 |
JP2011050934A (ja) | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Nihon Technical Development Center Co Ltd | 水質浄化及び水産資源育成用の固形物 |
CN102958833A (zh) | 2010-08-25 | 2013-03-06 | 光州科学技术院 | 包含氧化铁纳米粒子的介孔碳的制备方法 |
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