JPH07148487A - Preparation of water quality-modifier wherein natural zeolite is used as raw material - Google Patents
Preparation of water quality-modifier wherein natural zeolite is used as raw materialInfo
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- JPH07148487A JPH07148487A JP29984393A JP29984393A JPH07148487A JP H07148487 A JPH07148487 A JP H07148487A JP 29984393 A JP29984393 A JP 29984393A JP 29984393 A JP29984393 A JP 29984393A JP H07148487 A JPH07148487 A JP H07148487A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、天然ゼオライトを原料
とした水質改良剤の製造方法に係わり、たとえば、飲料
水への硬度成分の添加や、飲料水の殺菌に用いられる天
然ゼオライトを原料とした水質改良剤の製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a water quality improver using natural zeolite as a raw material. For example, the raw material is natural zeolite used for adding a hardness component to drinking water and sterilizing drinking water. The present invention relates to a method for producing a water quality improver.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、日本の水道の普及率は、95%を
越えており、大部分の人が水道水を飲料水として使用す
るようになっている。しかし、その水質は、源水の汚染
度や、供給系の汚染度に応じて異なり、飲料に不適なも
のとはなっていないものの、その硬度や臭いに不満を感
じている者も多い。このため、水道水中の水の不純物を
除去することや、適度な硬度成分を添加することが行わ
れている。2. Description of the Related Art At present, the prevalence of water supply in Japan exceeds 95%, and most people are using tap water as drinking water. However, the quality of the water varies depending on the degree of pollution of the source water and the degree of pollution of the supply system, and although it is not unsuitable for beverages, many people are dissatisfied with its hardness and odor. Therefore, removal of impurities in water in tap water and addition of an appropriate hardness component have been performed.
【0003】このような水質改良に用いられているもの
の1つに、ゼオライトがある。ゼオライトは、結晶性の
アルミノケイ酸塩として定義されるものであり、ケイ素
(Si)とアルミニウム(Al)と酸素(O)で、その
骨格構造が形成され、その中に、ナトリウム(Na)、
マグネシウム(Mg)、カリウム(K)、カルシウム
(Ca)などのカチオンと結晶水を含む物質である。Zeolite is one of those used for such water quality improvement. Zeolite is defined as crystalline aluminosilicate, and silicon (Si), aluminum (Al), and oxygen (O) form a skeletal structure of which sodium (Na),
It is a substance containing cations such as magnesium (Mg), potassium (K), and calcium (Ca) and crystal water.
【0004】不純物の除去および硬度成分の添加に用い
る場合には、ゼオライト中の、Na + 、K+ 、Mg2+な
どの交換性イオンを、カルシウムイオン(Ca2+)に置
換することが行われる。このようにゼオライト中の交換
性イオンを、予め、水道水中に添加すべきイオンに置換
しておくことにより、ゼオライトは、たとえば、C
u 2+、Fe2+などの、水道水中に含まれる不純物を取り
除くと同時に、適度な濃度のCaイオンを水道水中に供
給するようになる。このような目的に、ゼオライトを使
用する際には、その交換性イオンを出来るだけ多くCa
イオンに置換しておくことが必要である。Used for removing impurities and adding hardness components
In the case of +, K+, Mg2+Na
Which exchangeable ion is calcium ion (Ca2+)
Exchange is performed. Thus exchange in zeolite
Replacing neutral ions with ions that should be added to tap water in advance
By keeping the zeolite, for example, C
u 2+, Fe2+Such as impurities in tap water
At the same time as removing, supply Ca ion of appropriate concentration to tap water.
Will be paid. Zeolites are used for this purpose.
When using it, the exchangeable ions should be as much Ca as possible.
It is necessary to replace with ions.
【0005】また、ゼオライトに遷移金属を担持させ
て、殺菌を行う試みもなされており、交換性イオンを銀
(Ag)で置換したときに、特に強い殺菌作用が得られ
ること、また、置換率が高いほど、殺菌作用も強くなる
ことが明らかになっている。Attempts have also been made to carry out sterilization by supporting a transition metal on zeolite, and a particularly strong bactericidal action is obtained when the exchangeable ions are replaced with silver (Ag). It has been revealed that the higher the value, the stronger the bactericidal action.
【0006】[0006]
【0007】以上説明したように、ゼオライトを水質改
良剤として使用する際には、その交換性イオンを、Ca
やAgに高い置換率で交換しておくことが必要である。
このようなイオン交換の難易は、原料として用いるゼオ
ライトの種類により異なり、たとえば、合成ゼオライト
であるNa型AゼオライトのNaを、Caで置換する場
合には、塩化カルシウム(CaCl2 )水溶液で処理す
るだけで、90%以上のNaがCaで置換されたゼオラ
イトが得られる。しかし、天然ゼオライトを原料とした
場合には、同様の処理を施しても、そのような高い割合
で、Ca置換を行うことはできなかった。As described above, when zeolite is used as a water quality improving agent, its exchangeable ions are changed to Ca
It is necessary to replace Ag or Ag at a high substitution rate.
The difficulty of such ion exchange varies depending on the type of zeolite used as a raw material. For example, when replacing Na of Na type A zeolite which is a synthetic zeolite with Ca, it is treated with an aqueous solution of calcium chloride (CaCl 2 ). As a result, a zeolite in which 90% or more of Na is replaced by Ca is obtained. However, when natural zeolite was used as a raw material, even if the same treatment was performed, Ca substitution could not be performed at such a high rate.
【0008】そこで本発明の目的は、天然ゼオライトを
原料として、その交換性イオンを高い交換率でカルシウ
ムまたは銀に置換した水質改良剤の製造方法を提供する
ことにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a water quality improving agent in which natural zeolite is used as a raw material and exchangeable ions thereof are replaced with calcium or silver at a high exchange rate.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法では、
天然ゼオライトに水質改良剤として適当な特性を持たせ
るために、まず、天然ゼオライト中の交換性イオンを水
素で置換する。次に、水酸化カルシウム(Ca(OH)
2 )水溶液で処理し、置換した水素をカルシウムで再置
換させる。この方法により、交換性イオンを高い割合で
カルシウムに置換したゼオライト(水質改良剤)が得ら
れる。なお、交換性イオンを水素で置換する際には、塩
化アンモニウム(NH4 Cl)水溶液で処理した後に、
300℃でアンモニア分を追い出す方法も使用できる
が、塩酸(HCl)水溶液処理により行なうと、高温の
後熱処理が不要となり、水質改良剤の製造工程を簡単な
ものにすることができる。According to the manufacturing method of the present invention,
In order to give the natural zeolite suitable properties as a water quality improver, first, the exchangeable ions in the natural zeolite are replaced with hydrogen. Next, calcium hydroxide (Ca (OH)
2 ) Treat with an aqueous solution to replace the replaced hydrogen with calcium again. By this method, a zeolite (water quality improver) in which exchangeable ions are replaced with calcium in a high proportion can be obtained. When replacing the exchangeable ions with hydrogen, after treating with an ammonium chloride (NH 4 Cl) aqueous solution,
A method of expelling the ammonia component at 300 ° C. can also be used, but when the treatment is carried out by an aqueous solution of hydrochloric acid (HCl), a high temperature post heat treatment is not required, and the manufacturing process of the water quality improver can be simplified.
【0010】交換性イオンを銀(Ag)で置換した水質
改良剤を製造する場合には、まず、天然ゼオライトをナ
トリウム塩水溶液で処理して、その交換性イオンをナト
リウムで置換する。次に、硝酸銀(AgNO3 )水溶液
で処理することにより、置換したナトリウムを銀で再置
換させる。この方法により、交換性イオンを高い割合で
銀に置換したゼオライト(水質改良剤)が得られる。な
お、交換性イオンをNaで置換する際に用いるナトリウ
ム塩水溶液としては、水酸化ナトリウム(NaOH)水
溶液が望ましい。In the case of producing a water quality improver in which exchangeable ions are replaced with silver (Ag), first, natural zeolite is treated with an aqueous sodium salt solution to replace the exchangeable ions with sodium. Next, the replaced sodium is replaced with silver again by treating with an aqueous solution of silver nitrate (AgNO 3 ). By this method, a zeolite (water quality improver) having a high proportion of exchangeable ions substituted with silver can be obtained. The sodium salt aqueous solution used when replacing the exchangeable ions with Na is preferably a sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution.
【0011】[0011]
【実施例】以下、実施例につき本発明を詳細に説明す
る。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.
【0012】まず、天然ゼオライトの交換性イオンをカ
ルシウムで置換した水質改良剤の製造方法について説明
する。First, a method for producing a water quality improving agent in which exchangeable ions of natural zeolite are replaced with calcium will be described.
【0013】本発明のカルシウム置換型水質改良剤の製
造方法では、最初に、天然ゼオライトの交換性イオンの
水素への置換を行う。この置換方法としては、天然ゼオ
ライトを、0.5規定のHCl水溶液に浸漬し、80℃
で12時間反応させる方法が用いれる。なお、1規定以
上の濃度の塩酸では、構造破壊が生じてしまうため、こ
の処理時に用いる塩酸濃度は、0.3規定から0.7規
定の間であることが望ましい。また、ここでは、処理温
度を80℃、処理時間を12時間としているが、処理時
間は、処理温度に応じて変更すべきものである。In the method for producing the calcium-substituted water quality improving agent of the present invention, first, the exchangeable ion of the natural zeolite is replaced with hydrogen. As the replacement method, natural zeolite is immersed in a 0.5N HCl aqueous solution at 80 ° C.
The method of reacting for 12 hours is used. Since hydrochloric acid having a concentration of 1 N or higher causes structural destruction, it is preferable that the concentration of hydrochloric acid used during this treatment be between 0.3 N and 0.7 N. Further, here, the processing temperature is 80 ° C. and the processing time is 12 hours, but the processing time should be changed according to the processing temperature.
【0014】この処理により、天然ゼオライト中に含ま
れていた交換性イオンは、ほぼ100%水素に置換され
る。次に、この水素置換型ゼオライトを、飽和水酸化カ
ルシウム(Ca(OH)2 )水溶液中に浸漬する。な
お、水溶液温度は、室温であり、浸漬時間は、72時間
である。By this treatment, the exchangeable ions contained in the natural zeolite are replaced with almost 100% hydrogen. Next, this hydrogen-substituted zeolite is immersed in a saturated calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) aqueous solution. The temperature of the aqueous solution is room temperature and the immersion time is 72 hours.
【0015】このようにして得られた水質改良剤(ゼオ
ライト)のカルシウム置換率を表1に示す。なお、表1
には、他の製造方法を用いて作成した試料のカルシウム
置換率も併せて示してある。また、イオン交換量の評価
には、ショーレンベルジャー法を用いている。Table 1 shows the calcium substitution rate of the water quality improving agent (zeolite) thus obtained. In addition, Table 1
Also shows the calcium substitution rate of the sample prepared by using another manufacturing method. The Schorenberger method is used to evaluate the amount of ion exchange.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】比較試料aで用いた処理は、Na型Aゼオ
ライトに対しては、90%以上の交換率でCa置換を実
現できる処理であるが、天然ゼオライトを原料とした場
合には、このように、50%程度のCa置換率しか得ら
れない。これに対して、本発明の製造方法で作成した試
料aのCa置換率は、90%となり、天然ゼオライトを
原料として用いる場合には、CaCl2 水溶液処理より
も、優れたカルシウムイオン置換方法となっていること
が理解できよう。この高いCa置換率が、塩酸処理工程
(水素置換工程)を設けたことにより得られていること
は、塩酸処理を行わずに、飽和Ca(OH)2 水溶液処
理を行った場合には、比較試料bまたはcのように40
%程度のCa置換率しか得られないことから明らかであ
る。The treatment used for the comparative sample a is a treatment which can realize Ca substitution with respect to Na-type A zeolite at an exchange rate of 90% or more. Moreover, only a Ca substitution rate of about 50% can be obtained. On the other hand, the Ca substitution rate of the sample a prepared by the production method of the present invention is 90%, and when natural zeolite is used as a raw material, it is an excellent calcium ion substitution method as compared with the CaCl 2 aqueous solution treatment. You can understand that The fact that this high Ca substitution rate is obtained by providing the hydrochloric acid treatment step (hydrogen substitution step) is comparable when the saturated Ca (OH) 2 aqueous solution treatment is performed without the hydrochloric acid treatment. 40 like sample b or c
It is clear from the fact that only a Ca substitution rate of about% can be obtained.
【0018】なお、水素置換工程としては、天然ゼオラ
イトを、塩化アンモニウム(NH4Cl)水溶液で処理
した後に、300℃でアンモニア分を追い出す方法も用
いることができることを確認しており、本発明による製
造方法で、高いCa置換率が達成されているのは、HC
lを用いていることによるものではなく、交換性イオン
を水素に置換していることによる。しかし、HClを用
いた方が、水素置換工程が簡単となり、安価に水質改良
剤が得られることになる。It has been confirmed that, as the hydrogen substitution step, a method in which natural zeolite is treated with an aqueous solution of ammonium chloride (NH 4 Cl) and then the ammonia content is expelled at 300 ° C. can be used. The high Ca substitution rate achieved in the manufacturing method is HC
Not by using l, but by replacing the exchangeable ion by hydrogen. However, the use of HCl simplifies the hydrogen replacement step and makes it possible to obtain the water quality improver at low cost.
【0019】次に、天然ゼオライトの交換性イオンを銀
で置換した水質改良剤の製造方法について説明する。Next, a method for producing a water quality improving agent in which the exchangeable ions of natural zeolite are replaced with silver will be described.
【0020】この場合には、最初に、天然ゼオライトの
交換性イオンのNaイオンへの置換を行う。この置換
は、天然ゼオライトを、1規定のNaCl水溶液に浸漬
し、80℃で12時間反応させることにより行った。こ
の処理により、天然ゼオライト中に含まれていた交換性
イオンは、およそ、95%Naに置換される。そして、
Na置換を行なったゼオライトを、0.1規定AgNO
3 水溶液中に浸漬する。ここで、浸漬時間は、24時
間、水溶液温度は、80℃としている。In this case, first, the exchangeable ions of the natural zeolite are replaced with Na ions. This substitution was carried out by immersing the natural zeolite in a 1N aqueous NaCl solution and reacting it at 80 ° C. for 12 hours. By this treatment, the exchangeable ions contained in the natural zeolite are replaced with about 95% Na. And
Zeolite substituted with Na was treated with 0.1N AgNO
3 Immerse in an aqueous solution. Here, the immersion time is 24 hours, and the aqueous solution temperature is 80 ° C.
【0021】このようにして得られたゼオライトのAg
置換率と、他の製造方法を用いて作成した試料のAg置
換率を表2に記す。The zeolite Ag thus obtained
Table 2 shows the substitution rates and the Ag substitution rates of the samples prepared by using other manufacturing methods.
【0022】[0022]
【表2】 [Table 2]
【0023】比較試料dは、天然ゼオライトの交換性イ
オンを、0.1規定のAgNO3 水溶液を用いて、直接
にAgイオンで置換することを試みたものであり、この
ように、50%程度の置換率しか得られない。なお、A
gNO3 濃度を変えても、大きな変化は生じなかった。
また、比較試料eおよびfは、Ca置換時に効果のあっ
た水素置換処理を前処理として行った後に、AgNO3
水溶液処理することにより得られたものだが、このよう
に、AgNO3 水溶液処理時の温度が高い方が、Ag置
換率が高くなるものの、その置換率は40%程度と低い
ものである。The comparative sample d was an attempt to directly replace the exchangeable ions of the natural zeolite with Ag ions using a 0.1 N AgNO 3 aqueous solution. Only the replacement rate of can be obtained. In addition, A
Even if the gNO 3 concentration was changed, a large change did not occur.
In addition, the comparative samples e and f were subjected to the hydrogen substitution treatment which was effective at the time of Ca substitution as a pretreatment, and then the AgNO 3
Although it was obtained by treating with an aqueous solution, the higher the temperature during treatment with the aqueous AgNO 3 solution, the higher the Ag substitution rate, but the substitution rate is as low as about 40%.
【0024】これに対し、本発明の製造方法による試料
bでは、95%という高いAg置換率が得られており、
他の製造方法と比べて、優れた水質改良剤の製造方法で
あるということができる。On the other hand, the sample b manufactured by the method of the present invention has a high Ag substitution rate of 95%.
It can be said that the method is an excellent method for producing a water quality improver as compared with other production methods.
【0025】なお、この製造方法で使用することができ
るNa置換法は、NaCl水溶液処理に限られず、他の
Na含有水溶液を用いてもよい。また、AgNO3 水溶
液濃度は、0.1規定に限られるものではないが、処理
条件を、80℃、24時間とした場合には、0.01規
定以下の溶液では、置換率が50%以下になってしまう
ため、95%程度の置換率が得られる0.05規定以上
の溶液を用いることが望ましい。The Na substitution method that can be used in this manufacturing method is not limited to the treatment with an aqueous NaCl solution, and another aqueous solution containing Na may be used. The concentration of the AgNO 3 aqueous solution is not limited to 0.1 N, but when the treatment conditions are 80 ° C. and 24 hours, the substitution rate is 50% or less in a solution of 0.01 N or less. Therefore, it is desirable to use a solution of 0.05 N or more that can obtain a substitution rate of about 95%.
【0026】[0026]
【発明の効果】請求項1および2記載の発明によれば、
天然ゼオライトの交換性イオンを高い置換率でカルシウ
ムイオンに置換することができ、水道水中の不純物イオ
ンの除去と同時に、硬度成分をその水道水中に適量添加
するのに、適当な水質改良剤を得ることが出来る。ま
た、請求項2記載の発明では、それに加えて、水質改良
剤の製造コストを低下させることができる。According to the inventions of claims 1 and 2,
The exchangeable ions of natural zeolite can be replaced with calcium ions at a high substitution rate, and at the same time as the removal of impurity ions in tap water, a suitable water quality improving agent can be obtained for adding an appropriate amount of hardness component to the tap water. You can Further, in the invention described in claim 2, in addition to that, the manufacturing cost of the water quality improving agent can be reduced.
【0027】請求項3および4記載の発明によれば、天
然ゼオライトの交換性イオンを高い置換率で銀イオンに
置換することができ、高い滅菌効果を有する水質改良剤
を得ることが出来る。According to the inventions of claims 3 and 4, the exchangeable ions of the natural zeolite can be replaced with silver ions at a high replacement ratio, and a water quality improving agent having a high sterilization effect can be obtained.
Claims (4)
置換した後に、水酸化カルシウム水溶液で処理して、置
換した水素をカルシウムで再置換することを特徴とする
天然ゼオライトを原料とした水質改良剤の製造方法。1. A water quality improving agent using a natural zeolite as a raw material, characterized in that after exchanging exchangeable ions of natural zeolite with hydrogen, it is treated with an aqueous solution of calcium hydroxide to replace the replaced hydrogen again with calcium. Manufacturing method.
置換する際に、塩酸を用いることを特徴とする請求項1
記載の天然ゼオライトを原料とした水質改良剤の製造方
法。2. The hydrochloric acid is used when replacing the exchangeable ions of the natural zeolite with hydrogen.
A method for producing a water quality improver using the described natural zeolite as a raw material.
処理して、その交換性イオンをナトリウムで置換した後
に、硝酸銀水溶液で処理して、置換したナトリウムを銀
で再置換することを特徴とする天然ゼオライトを原料と
した水質改良剤の製造方法。3. A natural zeolite characterized by treating natural zeolite with an aqueous sodium salt solution to replace its exchangeable ions with sodium, and then treating it with an aqueous solution of silver nitrate to replace the replaced sodium again with silver. The manufacturing method of the water quality improving agent which used as a raw material.
ることを特徴とする請求項3記載の天然ゼオライトを原
料とした水質改良剤の製造方法。4. The method for producing a water quality improver using natural zeolite as a raw material according to claim 3, wherein the sodium salt is sodium chloride.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29984393A JPH07148487A (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Preparation of water quality-modifier wherein natural zeolite is used as raw material |
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JP29984393A JPH07148487A (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Preparation of water quality-modifier wherein natural zeolite is used as raw material |
Publications (1)
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JP29984393A Pending JPH07148487A (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Preparation of water quality-modifier wherein natural zeolite is used as raw material |
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---|---|
JP (1) | JPH07148487A (en) |
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-
1993
- 1993-11-30 JP JP29984393A patent/JPH07148487A/en active Pending
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