JPH0194948A - Fluorine ion removal method - Google Patents

Fluorine ion removal method

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JPH0194948A
JPH0194948A JP62252835A JP25283587A JPH0194948A JP H0194948 A JPH0194948 A JP H0194948A JP 62252835 A JP62252835 A JP 62252835A JP 25283587 A JP25283587 A JP 25283587A JP H0194948 A JPH0194948 A JP H0194948A
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resin
fluorine ions
aqueous solution
fluorine
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雅敏 金里
Toshiro Yokoyama
敏郎 横山
Toshishige Suzuki
敏重 鈴木
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

PURPOSE:To absorb and remove fluorine ions efficiently by treating aqueous solution containing fluorine ions with a bonded compound of chelate polymer with aminomethyl phosphonate multidentate ligand and metallic ions having an affinity to fluorine ions. CONSTITUTION:An aqueous solution containing fluorine ions is treated with a bonded compound of chelate polymer with an aminomethyl phosphonate multidentate ligand and metallic ions having an affinity to fluorine ions as shown in a formula I(n is 1 or 2). In this way, the fluorine ions are removed from the water. Chelate polymer which is a main component of the bonded compound (absorbent) can be manufactured by introducing the aminomethyl phosphonate multidentate ligand shown in the formula I into the base resin such as styrene, phenol or acrylate. When the above-mentioned adsorbent is used, the fluorine ions contained in industrial waste water can be efficiently removed at low cost.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、水溶液例えば産業廃水中に含まれるフッ素イ
オンを簡単に除去する方法に関す、るtのである。さら
に詳しくいえば1本発明は、IP!f定のキレート樹脂
を用い、水中に含まれるフッ素イオンを効率よく吸着除
去する方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for easily removing fluorine ions contained in aqueous solutions, such as industrial wastewater. To be more specific, one aspect of the present invention is IP! The present invention relates to a method for efficiently adsorbing and removing fluorine ions contained in water using a chelate resin having a constant f.

従来の技術 近年、環境汚染などの問題から、工業廃水中のフッ素イ
オンの除去が重要な課題となっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, the removal of fluorine ions from industrial wastewater has become an important issue due to problems such as environmental pollution.

このフッ素イオンを含有する工業廃水としては、種々の
工程、例えば電子工業における半導体製造工程、フッ酸
や7ツ化アンモニウムを用いるゲルマニウムのエツチン
グ、ブラウン管用ガラスパルプ内面の洗浄、ガラス工業
におけるエツチング、鋼の酸洗いなどの工程、あるいは
フッ酸と硝酸との混酸によるステンレス鋼の酸洗い工程
などから排出されるもの、さらにはリン鉱石焙焼炉や水
晶石電解の際に生じる廃ガス中のフッ酸やケイフッ酸を
含むガス洗浄廃水などを挙げることができる。
Industrial wastewater containing fluorine ions is used in various processes, such as semiconductor manufacturing processes in the electronics industry, etching of germanium using hydrofluoric acid or ammonium heptadide, cleaning the inner surface of glass pulp for cathode ray tubes, etching in the glass industry, and etching of steel. Hydrofluoric acid is emitted from processes such as pickling of stainless steel, or pickling of stainless steel using a mixed acid of hydrofluoric acid and nitric acid, as well as hydrofluoric acid in waste gas generated during phosphate rock roasting furnaces and crystal stone electrolysis. Examples include gas cleaning wastewater containing fluorosilicic acid and fluorosilicic acid.

従来、廃水などの水溶液中のフッ素イオンの処理方法と
しては、種々の方法、例えば該水溶液中に石灰や消石灰
などを添加して、フッ素イオンをCaF2  として沈
殿除去する方法や、陰イオン交換樹脂を用いてフッ素イ
オンを除去する方法などが知られている。
Conventionally, various methods have been used to treat fluoride ions in aqueous solutions such as wastewater, such as adding lime or slaked lime to the aqueous solution to precipitate and remove fluoride ions as CaF2, and using anion exchange resin. There are known methods for removing fluorine ions.

しかしながら、前者の方法にお仏では、該CaF2の溶
解度は約16■/lであり、石灰や消石灰などを過剰に
加えれば、理論的にはフッ素イオン濃度をかなり低くす
ることができる筈であるが、実際には共存物質などの影
響を受けて、フッ素イオンを所望の低濃度になるまで除
去することが困難である。
However, in the former method, the solubility of CaF2 is about 16 μ/l, and if lime or slaked lime is added in excess, the fluoride ion concentration should theoretically be able to be reduced considerably. However, in reality, it is difficult to remove fluorine ions to a desired low concentration due to the influence of coexisting substances.

一方、後者の陰イオン交換樹脂によるフッ素イオンの除
去方法においては、該陰イオン交換樹脂における陰イオ
ンの交換順位は、OH) S04 >工なっておシ、フ
ッ素イオンに対する選択性が極めて低い上に、共存する
陰イオンの影響が大きいため、該陰イオン交換樹脂は実
用上不適当である。
On the other hand, in the latter method of removing fluoride ions using an anion exchange resin, the exchange order of anions in the anion exchange resin is OH) S04 > OH, and the selectivity for fluoride ions is extremely low. Since the influence of coexisting anions is large, this anion exchange resin is unsuitable for practical use.

また、イミノジ酢酸型キレート樹脂に、鉄イオンやアル
ミニウムイオンなどの金属イオンを結合させたものを用
いて、フッ素イオンを吸着除去する方法(特開昭51−
115058号公報)、アミノリン酸型キレート樹脂に
ランタンイオンなどの金属イオンを結合させたものを用
いて、フッ素イオンを吸着除去する方法(特開昭57−
107287号公報)などが提案されているが、これら
の方法においては、いずれもフッ素イオンを選択的に吸
着しうるものの、フッ素イオン吸着後の樹脂の再生処理
の際に、フッ素イオンと共に金属イオンも脱離するため
、改めて金属イオンを結合させる処理を施さなければな
らず、再生処理が煩雑になるのを免れないという欠点が
ある。これは、キレート樹脂の配位子部分と金属イオン
とで形成される錯体の安定度が十分でないことから、吸
着したフッ素イオンを溶離し、樹脂の再生を図る際に、
該金属イオンも樹脂から脱離するためと思われる。
In addition, a method of adsorbing and removing fluorine ions using iminodiacetic acid type chelate resin bound with metal ions such as iron ions and aluminum ions (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1983-1995)
115058), a method of adsorbing and removing fluorine ions using an aminophosphoric acid type chelate resin bound with metal ions such as lanthanum ions (Japanese Unexamined Patent Publication No. 115058),
107287), but although these methods can selectively adsorb fluorine ions, during the regeneration treatment of the resin after adsorbing fluoride ions, metal ions are also removed along with fluoride ions. In order to be desorbed, a treatment must be performed to bond the metal ions again, which has the disadvantage that the regeneration treatment becomes complicated. This is because the stability of the complex formed between the ligand moiety of the chelate resin and the metal ion is insufficient, so when attempting to elute the adsorbed fluorine ions and regenerate the resin,
This seems to be because the metal ions are also desorbed from the resin.

したがって、水溶液中のフッ素イオンを選択的に、かつ
効率よく吸着することができ、しかも簡単な処理で再生
することができるフッ素イオン吸着剤はこれまで知られ
ていなかった。
Therefore, a fluoride ion adsorbent that can selectively and efficiently adsorb fluoride ions in an aqueous solution and can be regenerated through simple treatment has not been known so far.

発明が解決しようとする問題点 本発明は、水溶液中のフッ素イオンを、特定の吸着剤に
選択的に吸着させ、効率よく除去するための工業的に実
施するのに好適な方法を提供することを目的としてなさ
れたものである。
Problems to be Solved by the Invention The present invention provides a method suitable for industrial implementation for selectively adsorbing fluorine ions in an aqueous solution onto a specific adsorbent and removing them efficiently. It was made for the purpose of

問題点を解決するための手段 本発明者らは、水中に含まれるフッ素イオンを効率よく
除去しうる方法を開発するために、種々研究を重ねた結
果、アミノメチルホスホン酸型多座配位子をもつキレー
ト樹脂と7ツ累イオン親和性金属との結合体を吸着剤と
して用いれば、水中のフッ素イオンを選択的に、かつ効
率よく吸着除去することができ、しかもこの吸着剤は、
単にアルカリで洗浄するだけで再使用可能な状態に再生
しうろこと、したがって、この吸着剤を用いればフッ素
イオン含有水溶液からのフッ素イオンの除去を工業的規
模で行いうろことを見出し、この知見に基づいて本発明
をなすに至った。
Means for Solving the Problems In order to develop a method that can efficiently remove fluorine ions contained in water, the present inventors have conducted various studies and have developed an aminomethylphosphonic acid type polydentate ligand. By using a combination of a chelate resin and a metal with ion affinity as an adsorbent, fluorine ions in water can be selectively and efficiently adsorbed and removed.
They discovered that scales can be regenerated into a reusable state simply by washing them with alkali, and that this adsorbent can be used to remove fluoride ions from aqueous solutions containing fluoride ions on an industrial scale. Based on these findings, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、一般式 (式中のnはl又は2である) で示されるアミノメチルホスホン酸型多座配位子をもつ
キレート樹脂とフッ素イオン親和性金属イオンとの結合
体によシ、フッ素イオン含有水溶液を処理することを特
徴とする、水中のフッ素イオン除去方法を提供するもの
である。
In other words, the present invention provides a composite of a chelate resin having an aminomethylphosphonic acid type polydentate ligand represented by the general formula (n is 1 or 2) and a metal ion having an affinity for fluorine ions. , provides a method for removing fluorine ions in water, which is characterized by treating an aqueous solution containing fluorine ions.

本発明方法において用いる吸着剤の成分となるキレート
a脂は、適当な基体樹脂に、前記一般式(1)で示され
るアミノメチルホスホン酸型多座配位子を導入すること
によって製造することができる。
The chelate α-fat that is a component of the adsorbent used in the method of the present invention can be produced by introducing an aminomethylphosphonic acid type polydentate ligand represented by the general formula (1) into a suitable base resin. .

この基体樹脂としては1例えばスチレン系樹脂、フェノ
ール系樹脂、アクリレート系樹脂などが用いられる。
As this base resin, for example, styrene resin, phenol resin, acrylate resin, etc. are used.

この基体樹脂へのアミノメチルホスホン酸型多座配位子
の導入は、基体樹脂中に存在する反応性基と反応しうる
基と前記一般式(1)の基とをもつ化合物を、基体樹脂
に反応させることによって行うことができる。例えば基
体樹脂としてスチレン系樹脂にアミノメチルホスホン酸
型多座配位子を導入するには、先ずスチレン単独重合体
やスチレンと他のビニル化合物との共重合体、あるいは
これ、らの架橋物などのスチレン系重合体、好ましくは
スチレン−ジビニルベンゼン共重合体に、公知の方法〔
「ジャーナル・オブ・ケミカル・ソサエティ(J、 C
hem、 Soc、 ) J第4097ページ(195
3年)〕によジクロロメチル基を導入することによって
、クロロメチル化ポリスチレンを製造する。
The introduction of the aminomethylphosphonic acid type polydentate ligand into the base resin involves introducing into the base resin a compound having a group capable of reacting with a reactive group present in the base resin and a group represented by the general formula (1). This can be done by reacting. For example, in order to introduce an aminomethylphosphonic acid type polydentate ligand into a styrene resin as a base resin, first, a styrene homopolymer, a copolymer of styrene and other vinyl compounds, or a crosslinked product of these or the like is used. A styrenic polymer, preferably a styrene-divinylbenzene copolymer, can be prepared by a known method [
“Journal of Chemical Society (J,C
hem, Soc, ) J No. 4097 page (195
3)] to produce chloromethylated polystyrene by introducing dichloromethyl groups.

次にこのクロロメチル化ポリスチレンに、第一級アミノ
基を保護したジエチレントリアミンを反応させて、第二
級アミノ基を介してこれをペンダント型に導入したのち
、保護基を除去し、さらに第一級アミノ基にメチルホス
ホン酸を導入する。前記の第一級アミノ基を保護したジ
エチレントリアミンとしては、例えば、ジエチレントリ
アミンの第一級アミノ基に、サリチルアルデヒド、ベン
ズアルデヒド、アセチルアセトンなどのアルデヒド類や
ケトン類を公知の方法によって反応させることによシ得
られるシック塩基型縮合物を用いることができる。この
シック塩基型縮合物の中では、特にジエチレントリアミ
ンとサリチルアルデヒドとの縮合によって得られる、式 で示されるジエチレントリアミン−N、N’−ジサリチ
リデンイミナトが特に好適である。
Next, this chloromethylated polystyrene is reacted with diethylenetriamine in which the primary amino group has been protected, and this is introduced into a pendant form via the secondary amino group. Methylphosphonic acid is introduced into the amino group. The above-mentioned diethylenetriamine with a protected primary amino group can be obtained by, for example, reacting the primary amino group of diethylenetriamine with aldehydes or ketones such as salicylaldehyde, benzaldehyde, acetylacetone, etc. by a known method. A thick base type condensate can be used. Among these thick base type condensates, particularly preferred is diethylenetriamine-N,N'-disalicylideneiminate, which is obtained by condensation of diethylenetriamine and salicylaldehyde and is represented by the formula.

前記基体樹脂に対するシック塩基型縮合物の反応ハ、例
えばジオキサン、ベンゼン、エタノールなどの溶媒中に
おいて、クロロメチル化ポリスチレンと該シッフ塩基型
縮合物とをかきまぜながら、加熱還流することによシ行
われる。この反応により、シック塩基型縮合物の第二級
アミノ基は選択的にクロロメチル化ポリスチレンのクロ
ロメチル基と反応し、シック塩基型縮合物は該第二級ア
ミノ基を介して基体樹脂中にペンダント型に導入される
The reaction of the Schiff base type condensate with respect to the base resin is carried out by heating and refluxing the chloromethylated polystyrene and the Schiff base type condensate in a solvent such as dioxane, benzene, or ethanol while stirring. . Through this reaction, the secondary amino group of the thick base type condensate selectively reacts with the chloromethyl group of the chloromethylated polystyrene, and the thick base type condensate is introduced into the base resin via the secondary amino group. Introduced in pendant type.

このようにして得られたキレート樹脂は、配位子部分に
おいて架橋構造をとらず、シッフ塩基型縮合物はペンダ
ント型に導入されておシ、塩酸や硫酸などの鉱酸によっ
て処理すると、シック塩基部分は容易に加水分解されて
、定量的に式で示されるジエチレントリアミンをペンダ
ント型に含むキレートm脂に転化する。
The chelate resin obtained in this way does not have a crosslinked structure in the ligand part, and the Schiff base type condensate is introduced in a pendant form. The moieties are readily hydrolyzed and quantitatively converted to chelated m-fats containing pendant diethylenetriamine of the formula:

次に、このものとメチルホスホン酸化剤とを反応させて
、該キレート樹脂中のジエチレントリアミン残基の第一
級アミノ基をメチルホスホン酸化して、前記一般式(1
)で示される多座配位子を樹脂母体中にペンダント型に
導入する。メチルホスホン酸化剤としては、ホルマリン
と亜リン酸との組合せが用いられる。
Next, this product is reacted with a methylphosphonate oxidizing agent to methylphosphonate the primary amino group of the diethylenetriamine residue in the chelate resin.
) is introduced into the resin matrix in a pendant form. As the methylphosphonic oxidizing agent, a combination of formalin and phosphorous acid is used.

このようにして得られたキレート樹脂は、粒度が30〜
200メツシユの範囲にあるものが好ましい。
The thus obtained chelate resin has a particle size of 30~
A range of 200 meshes is preferred.

本発明において、前記キレ−)f1M脂と結合させる成
分のフッ素イオン性親和性金属イオンは、フッ素イオン
に対する吸着能を有し、かつ該キレートa脂の多座配位
子と錯体を形成しうるものであればよく、特に制限はな
いが、キレート樹脂の再生の際に、金属イオンがキレー
トa脂から脱離するのを防ぐためには、該配位子との錯
体の安定度が大きい金属イオンが望ましい。このような
金属イオンとしては、■価又は■価の高酸化状態のもの
が適しており1例えばAt、Fθ 、Zr。
In the present invention, the fluorine ionic affinity metal ion of the component to be bound to the chelate a-fat has an adsorption ability for fluoride ions and is capable of forming a complex with the polydentate ligand of the chelate a-fat. There is no particular limitation, but in order to prevent the metal ion from being desorbed from the chelate a fat during regeneration of the chelate resin, it is necessary to use a metal ion whose complex with the ligand is highly stable. is desirable. As such metal ions, metal ions in a high oxidation state with a valence of 1 or 2 are suitable, such as At, Fθ, and Zr.

Hf4+、あるいはLa  のようなランタニドイオン
などが好適である。これらの金属イオンは1種用いても
よいし、2種以上を組合わせて用いてもよい。
Hf4+ or lanthanide ions such as La are suitable. These metal ions may be used alone or in combination of two or more.

次に、前記キレート樹脂に該金属イオンを結合させる方
法については特に制限はなく、従来慣用されている方法
、例えば金属イオンを含有する水溶液中に該キレート樹
脂を浸せきする方法や、カラムに充てんされたキレート
樹脂に金属イオンを含有する水溶液を通液する方法など
を用いることができる。この際、金属イオンを含有する
水溶液のpHは重要であシ、例えばポリスチレンを基体
とするアミノメチルホスホン酸型キレ−)樹脂に8+ La   を担持させる場合、該巨  を含有する水溶
液のpHは2.5〜6.5の範囲にあ条ことが好ましい
。このpHが2.5未満ではpHが低くなるほどLa’
”の結合量が減少し、これはフッ素イオンの吸着量の減
少につながるので好ましくない。pHが2.5〜6.5
の範囲ではLa  の結合量が、該キレート樹脂12当
シ、1.1ミリモルと一定になシ、一方6.5を超える
と水溶液中のLa  がLa(OH)3 として沈殿し
てくるので取シ扱いが困難となる。
Next, there are no particular restrictions on the method of bonding the metal ions to the chelate resin, and conventionally used methods such as immersing the chelate resin in an aqueous solution containing metal ions or filling the column with A method such as passing an aqueous solution containing metal ions through a chelate resin can be used. At this time, the pH of the aqueous solution containing metal ions is important; for example, when 8+ La is supported on an aminomethylphosphonic acid-type chelate resin based on polystyrene, the pH of the aqueous solution containing the metal ion is 2. It is preferable that the ridges are in the range of 5 to 6.5. If this pH is less than 2.5, the lower the pH, the more La'
” binding amount decreases, which is undesirable because it leads to a decrease in the adsorption amount of fluorine ions.
In the range of , the amount of La bound is constant at 1.1 mmol per 12 equivalents of the chelate resin; on the other hand, if it exceeds 6.5, La in the aqueous solution will precipitate as La(OH)3, making it difficult to remove. Difficult to handle.

このようにして金属イオンを錯形成によシ結合シ念キレ
ート樹脂を用いて、フッ素イオンを吸着除去する方法と
しては、例えばカラム法やバッチ法を用いることができ
るが、操作が簡単で、かつ処理能力に優れたカラム法が
有利である。
As a method for adsorbing and removing fluorine ions using the chelate resin that binds metal ions to form a complex, for example, a column method or a batch method can be used, but they are easy to operate, and Column methods with excellent throughput are advantageous.

前記の金属イオンを結合させ念キレート樹脂に通液する
フッ素イオンを含有する水溶液のpHは、通常2.5〜
5.0の範囲で選ばれる。このpHが2.5未満では結
合された金属イオンが脱離しやすいし、5.0を超える
とフッ素イオンの吸着速度が著しく遅くなシ、フッ素イ
オン吸着能が急速に低下する傾向がある。また、通液の
際の速度は被処理液中のフッ素イオンの濃度にもよるが
、通常体積速度5〜10h  の範囲で選ばれる。
The pH of the aqueous solution containing fluorine ions that binds the metal ions and passes through the chelating resin is usually 2.5 to 2.5.
Selected within the range of 5.0. If the pH is less than 2.5, bound metal ions are likely to be desorbed, and if it exceeds 5.0, the rate of adsorption of fluorine ions is extremely slow and the ability to adsorb fluorine ions tends to decrease rapidly. The speed at which the liquid is passed depends on the concentration of fluorine ions in the liquid to be treated, but is usually selected within a volumetric rate of 5 to 10 hours.

このようにして、被処理液中のフッ素イオンを吸着除去
したのち、本発明に訃いては、該フッ素イオンを吸着し
たキレート樹脂に、アルカリ性水溶液を通液することに
よって、キレート樹脂からフッ素イオンを定量的に溶離
する。この溶離は。
After the fluoride ions in the liquid to be treated are adsorbed and removed in this way, according to the present invention, an alkaline aqueous solution is passed through the chelate resin that has adsorbed the fluoride ions, thereby removing the fluoride ions from the chelate resin. Elute quantitatively. This elution is.

結合された金属イオン上のフッ素イオンとアルカリ性水
溶液中のOH−とが配位子交換を行うことによって起こ
り、したがって、通液するアルカリ性水溶液の種類につ
いては、 OH″″を含むものであればよく、特に制限
はないが、通常水酸化ナトIJウム水溶液、水酸化カリ
ウム水溶液、アンモニア水などが好適に用いられる。ま
た、該アルカリ性水溶液の濃度については、フッ素イオ
ンの溶離が定量的に起こる範囲として0.1〜2Mが好
ましい。
This occurs through ligand exchange between the fluorine ion on the bound metal ion and OH- in the alkaline aqueous solution. Therefore, the type of alkaline aqueous solution to be passed may be one that contains OH"". Although there is no particular limitation, sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, ammonia water, etc. are usually suitably used. Further, the concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 0.1 to 2M as a range in which the elution of fluorine ions occurs quantitatively.

この濃度が0.1M未満ではOH−の濃度が低すぎてフ
ッ素イオンすべてを溶離するのが困難であシ、一方2M
を超えるとアルカリの溶解度の点やアルカリ性水溶液の
取シ扱いなどの点で問題が生じるおそれがあシ、好1し
くない。
If this concentration is less than 0.1M, the concentration of OH- is too low and it is difficult to elute all the fluorine ions;
Exceeding this is not preferable since problems may arise in terms of alkali solubility and handling of alkaline aqueous solutions.

このような0.1〜2M濃度のアルカリ性水溶液を通液
しても、結合した金属イオンの脱離は全く認められず、
したがって、フッ素イオンを吸着した樹脂の再生におい
て、アルカリ性水溶液を通液することによシ、キレート
樹脂から金属イオンを脱離させることなく、フッ素イオ
ンのみを溶離することが可能である。また、アルカリ性
水溶液の通液速度は1通常体積速度5〜15h  の範
囲で選ばれる。
Even when such an alkaline aqueous solution with a concentration of 0.1 to 2M is passed through, no desorption of the bound metal ions is observed.
Therefore, in regenerating a resin that has adsorbed fluorine ions, by passing an alkaline aqueous solution through the chelate resin, it is possible to elute only fluorine ions without desorbing metal ions from the chelate resin. Further, the flow rate of the alkaline aqueous solution is usually selected within the range of 5 to 15 hours per volume.

アルカリ性水溶液通液後のキレ−)’Ill脂を、再度
フッ素イオンの吸着除去に用いるためには、フッ素イオ
ンと交換した水酸イオンを酸型の水に戻すために、該樹
脂をpH2,5〜5.0の水溶液でコンディショニング
する必要がある。この操作を省い゛て、アルカリ性水溶
液の通液後、すぐにフッ素イオンの吸着除去を行うと、
被処理液のpHがカラム通過中に高くなるため、吸着速
度の低下を招き、フッ素イオンが吸着不良のまま漏出す
るおそれがある。
In order to use the clean resin after passing through an alkaline aqueous solution for adsorption and removal of fluoride ions, the resin should be adjusted to pH 2.5 in order to return the hydroxide ions exchanged with fluoride ions to acidic water. Requires conditioning with an aqueous solution of ~5.0. If you omit this step and adsorb and remove fluoride ions immediately after passing the alkaline aqueous solution,
Since the pH of the liquid to be treated increases during passage through the column, the adsorption rate may decrease, and fluorine ions may leak out due to insufficient adsorption.

このコンディショニングに用いられるpH2,0〜5.
0の水溶液としては、このpH範囲で通常用いられる緩
衝液が好適である。塩酸や硝酸などの酸性水溶液を用い
てもコンディショニングは可能であるが、緩衝液に比べ
てアルカリ型となったキレート樹脂を酸型に戻す能力が
弱いため、大量の水溶液を必要とすると共に、処理時間
に長時間を要するなどの問題が生じる。なお、この際の
通液速度は、通常体積速度5〜15h”−”  の範囲
で選ばれる。
The pH used for this conditioning is 2.0-5.
As the aqueous solution having a pH of 0.0, a buffer solution commonly used within this pH range is suitable. Conditioning is possible using an acidic aqueous solution such as hydrochloric acid or nitric acid, but the ability to return the alkaline chelate resin to the acidic form is weaker than a buffer solution, so a large amount of aqueous solution is required, and treatment is difficult. Problems arise such as it takes a long time. Note that the liquid passing rate at this time is usually selected within the range of a volumetric rate of 5 to 15 h"-".

このようにして、コンディショニングを終えたキレート
樹脂は、新品の樹脂となんら変らず、フッ素イオンの吸
着能力において、その差異は全く認められない。
The chelate resin that has been conditioned in this way is no different from a new resin, and there is no discernible difference in its ability to adsorb fluorine ions.

また、前記の金属イオンを結合したアミノメチルホスホ
ン酸型キレート樹脂は、フッ素イオンの吸着除去におい
て、他の陰イオンとして、例えばCt−1Nob、 S
O42−″などがフッ素イオンの100倍以上の量で共
存する条件下でもその影響をほとんど受けず、フッ素イ
オンに対する吸着選択性が極めて優れている。
In addition, in the adsorption and removal of fluorine ions, the aminomethylphosphonic acid type chelate resin bonded with metal ions has other anions such as Ct-1Nob, S
Even under conditions where O42-'' and the like coexist in an amount 100 times or more of fluorine ions, it is hardly affected by the coexistence of fluorine ions, and has extremely excellent adsorption selectivity for fluorine ions.

発明の効果 本発明方法によると、特定の金属イオンを結合したアミ
ノメチルホスホン酸型キレート樹脂を用いることにより
、工業廃水などに他の陰イオンと共に含まれているフッ
素イオンを選択的に吸着除去することができ、しかも、
結合した金属イオンを脱離させることなく、吸着したフ
ッ素イオンを溶離して、該キレート樹脂を繰シ返し使用
しうるように再生することが可能である。
Effects of the Invention According to the method of the present invention, by using an aminomethylphosphonic acid type chelate resin bonded with a specific metal ion, fluoride ions contained in industrial wastewater etc. together with other anions can be selectively adsorbed and removed. can be done, and
It is possible to elute the adsorbed fluorine ions without desorbing the bound metal ions and regenerate the chelate resin so that it can be used repeatedly.

したがって、本発明方法は、極めて簡単な操作で、かつ
低い処理コストで、工業廃水などに含まれるフッ素イオ
ンを効率よく吸着除去することができ、極めて工業的価
値の高い方法といえる。
Therefore, the method of the present invention can efficiently adsorb and remove fluorine ions contained in industrial wastewater and the like with extremely simple operations and low processing costs, and can be said to be a method of extremely high industrial value.

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが本発
明はこれらの例によってなんら限定されるものではない
EXAMPLES Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

製造例  アミノメチルホスホン酸型キレート樹脂の製
造 ゲル型のスチレン−ジビニルベンゼン共重合体(ジビニ
ルベンゼン単位の含有量2モル%)をクロロメチル化し
、塩素含有率20.8重量%のクロロメチル化ポリスチ
レンを得た。
Production Example Production of aminomethylphosphonic acid type chelate resin A gel-type styrene-divinylbenzene copolymer (content of divinylbenzene units: 2 mol%) was chloromethylated to produce chloromethylated polystyrene with a chlorine content of 20.8% by weight. Obtained.

ジオキサン400コ中に、前記クロロメチル化ポリスチ
レン34.6f及びジエチレントリアミン−N、N’−
ジサリチリデンイミナ) 124 fを加え、かきまぜ
ながら48時間還流した。次いで得られた黄色樹脂をろ
別し、この樹脂に6規定の塩酸600−を加えて60℃
で24時間かきまぜることによシ、ジエチレントリアミ
ンが導入されたキレート樹脂67.5fを得た。
In 400 pieces of dioxane, 34.6f of the chloromethylated polystyrene and diethylenetriamine-N,N'-
124 f of disalicylidene imina) was added thereto, and the mixture was refluxed for 48 hours with stirring. Next, the obtained yellow resin was filtered, 6N hydrochloric acid 600- was added to this resin, and the mixture was heated at 60°C.
By stirring for 24 hours, chelate resin 67.5f into which diethylenetriamine was introduced was obtained.

次に6規定の塩酸200コに、前記で得られたキレート
樹脂459及び亜り°ン酸822を加えて100℃に加
熱し、かきまぜながらこの中にホルマリン160−を2
時間かけて滴下したのち、さらに2時間かきまぜながら
還流した。この反応生成物をろ過、水洗し、さらにアセ
トンで洗浄したのち、50℃で真空乾燥することによシ
、アミノメチルホスホン酸基を有するキレート樹脂63
.3tを得之。この樹脂に含まれている配位子の容量は
、該樹脂の窒素含有率が6.5%であることから、1.
54m mol / 9であった。このキレートm脂の
粒度は60−100メツシユであった。
Next, 459 of the chelate resin obtained above and 822 of sonic acid were added to 200 g of 6N hydrochloric acid, heated to 100°C, and 2 g of formalin 160 was added to the mixture while stirring.
After dropping over a period of time, the mixture was refluxed for another 2 hours with stirring. This reaction product was filtered, washed with water, further washed with acetone, and then vacuum-dried at 50°C.
.. Obtained 3t. Since the nitrogen content of this resin is 6.5%, the capacity of the ligand contained in this resin is 1.
It was 54 mmol/9. The particle size of this chelate m-fat was 60-100 mesh.

実施例1 製造例で得たアミノメチルホスホン酸型キレート樹脂(
MR型)52に、La  をpH2,5の水溶液中から
結合させた。
Example 1 Aminomethylphosphonic acid type chelate resin obtained in Production Example (
La was bound to MR type) 52 from an aqueous solution at pH 2.5.

この樹脂を内径1c!nのカラムに充てんし、該樹脂か
らLa  が漏出しなくなるまで水洗した。このとき樹
脂体積は10crIlであった。次に、この樹脂にpH
3,5の水溶液(0,1Mフタル酸緩衝液)を、漏出液
のpHが3.5になるまで通液したのち、フッ素イオン
を50 ppm (NaFとして溶解)含有するpH3
,5の水溶液(0,1Mフタル酸緩衝液)を5v−6(
fl!+脂体積の6倍量/Hr)  で通液し、樹脂塔
通液後のフッ素イオン濃度を測定した。
This resin has an inner diameter of 1c! The resin was packed into a column of 100 ml of resin and washed with water until no more La 2 leaked out from the resin. At this time, the resin volume was 10 crIl. Next, this resin has a pH of
After passing an aqueous solution of 3.5 (0.1 M phthalate buffer) until the pH of the leaked liquid reached 3.5, a pH 3 solution containing 50 ppm of fluorine ions (dissolved as NaF) was added.
, 5 aqueous solution (0.1M phthalate buffer) was mixed with 5v-6 (
Fl! + 6 times the volume of fat/Hr), and the fluorine ion concentration after passing through the resin tower was measured.

その結果、樹脂体積の10倍、20倍、30倍、40倍
、50倍、60倍の通液点でフッ素イオン濃度は1 p
pm以下でちゃ、70倍、80倍、90倍の通液点で5
 ppm以下であった。また、樹脂体積の120倍の通
液点までに漏出したLa  は全吸着量の1係未満であ
った。
As a result, the fluorine ion concentration was 1 p at the point where the resin volume was 10 times, 20 times, 30 times, 40 times, 50 times, and 60 times.
If it is below pm, it is 5 at the liquid passing point of 70 times, 80 times, and 90 times.
It was less than ppm. Furthermore, the amount of La that leaked out up to the point where 120 times the resin volume was passed was less than 1 part of the total amount of adsorption.

実施例2 実施例1でフッ素イオンを吸着したカラムに、1M水酸
化ナトリウム水溶液200−を5V−6で通液して、フ
ッ素イオンの溶離を行った。カラム通過後の水酸化ナト
リウム水溶液中には、実施例1で吸着したフッ素イオン
の全量の97%が@まれており、またLa  は全く検
出されなかった。したがって、1M水酸化す) IJウ
ム水溶液の通液によJ、La  がキレート樹脂から脱
離することなく、フッ素イオンのみを溶離することがで
きた。
Example 2 A 1M aqueous sodium hydroxide solution 200- was passed through the column that had adsorbed fluoride ions in Example 1 at 5V-6 to elute fluoride ions. In the aqueous sodium hydroxide solution after passing through the column, 97% of the total amount of fluorine ions adsorbed in Example 1 was contained, and no La was detected at all. Therefore, only fluorine ions could be eluted without desorption of J and La from the chelate resin by passing a 1M aqueous solution of IJ hydroxide.

次に、 pH3,5の水溶液(0,1Mフタル酸緩衝液
)を、漏出液のpHが3.5になるまで通液したのち、
実施例1と同組成の被処理液を、実施例1と同様の方法
で通液し、樹脂塔通過後のフッ素イオン濃度を測定した
Next, an aqueous solution with a pH of 3.5 (0.1 M phthalate buffer) was passed through the leakage solution until the pH reached 3.5, and then
A liquid to be treated having the same composition as in Example 1 was passed in the same manner as in Example 1, and the fluorine ion concentration after passing through the resin tower was measured.

その結果、実施例1と同様に、樹脂体積の10倍、20
倍、30倍、40倍、50倍、60倍の通液点で、フッ
素イオン濃度は1 ppm以下であシ、70倍、80倍
、90倍の通液点で5 ppm以下であった。また、樹
脂体積の120倍の通液点までに漏出したLa  は、
全吸着量の0.2%未満であった。
As a result, as in Example 1, 10 times the resin volume and 20 times the resin volume.
The fluorine ion concentration was 1 ppm or less at the point where the liquid was passed through 1x, 30x, 40x, 50x, and 60x, and was 5 ppm or less at the point where the liquid was passed 70x, 80x, and 90x. In addition, the La leaked up to the point where the resin volume is 120 times that of the resin is
It was less than 0.2% of the total adsorption amount.

実施例3 実施例1と同じLa  を吸着したキレート[脂に、実
施仰1と同様の方法でpH3,5の水溶液を、漏出液の
pHが3.5になるまで通液したのち、F−: 50 
ppm (NaFとして溶解) 、C1−: 5000
ppm(NaCLとして溶解)、804  : 500
0 ppm (Na2804として溶解)、NO3: 
5000 ppm (NaNO3として溶解)を含有す
るpH3,5の水溶液(0,1Mフタル酸緩衝1ffl
)を5V=6で通液し、樹脂塔通過後のフッ素イオン濃
度を測定した。
Example 3 An aqueous solution of pH 3.5 was passed through the same La adsorbed chelate as in Example 1 in the same manner as in Example 1 until the pH of the leaked liquid reached 3.5, and then F- : 50
ppm (dissolved as NaF), C1-: 5000
ppm (dissolved as NaCL), 804:500
0 ppm (dissolved as Na2804), NO3:
Aqueous solution at pH 3.5 containing 5000 ppm (dissolved as NaNO3) (1 ffl 0.1M phthalate buffer)
) was passed through the resin column at 5V=6, and the fluorine ion concentration after passing through the resin column was measured.

その結果、実施例1と同様に、樹脂体積の10倍、20
倍、30倍、40倍、50倍、60倍の通液点で、フッ
素イオン濃度は1 ppm以下であシ。
As a result, as in Example 1, 10 times the resin volume and 20 times the resin volume.
The fluorine ion concentration should be 1 ppm or less at the point where the liquid is passed through 1x, 30x, 40x, 50x, and 60x.

70倍、80倍、90倍の通液点で5 ppm以下であ
った。また、樹脂体積の120倍の通液点までに漏出し
たLa  は、全吸着量の1チ未満であった。
It was 5 ppm or less at the 70x, 80x, and 90x liquid passage points. Furthermore, the amount of La that leaked out up to the point where 120 times the resin volume was passed was less than 1 inch of the total adsorption amount.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のnは1又は2である) で示されるアミノメチルホスホン酸型多座配位子をもつ
キレート樹脂とフッ素イオン親和性金属イオンとの結合
体により、フッ素イオン含有水溶液を処理することを特
徴とする、水中のフッ素イオン除去方法。
[Claims] 1 A chelate resin having an aminomethylphosphonic acid type polydentate ligand represented by the general formula ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. ▼ (n in the formula is 1 or 2) and a fluorine ion A method for removing fluorine ions in water, which comprises treating a fluorine ion-containing aqueous solution with a conjugate with an affinity metal ion.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006016569A (en) * 2004-07-05 2006-01-19 Tosoh Corp Crosslinked copolymer and fluorine ion adsorbent comprising the same
JP2007185604A (en) * 2006-01-13 2007-07-26 Japan Atomic Energy Agency Synthesizing method of anionic adsorbent having zirconium residue and adsorbent obtained thereby

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