JPH07504116A - 液体から固体媒体への金属汚染物の固定化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液体から固体媒体への金属汚染物の固定化本発明は液体から固体媒体への金属汚 染物の固定化、殊にリンの酸類を含有する液体媒体から重金属汚染物を固定化す る方法に関する。

本発明は、特に、リン酸の商業的製造中に生ずる酸性ラフィネートからの重金属 汚染物の固定化に関して以下に説明するが、これに限定されるものと解釈すべき ではない。

リン酸は中性リン酸塩およびポリリン酸塩の製造に用いられ、これらは食品およ び洗剤工業における広範な用途がある。

リン酸は天然に見いだされるリン酸塩含有岩石から得られる。該岩石は濃硫酸と 混合され、得られた粗リン酸が除去され、石膏スラリー廃液流が残る。ついで該 粗リン酸は有機溶媒中で抽出され、そこからストリップされて、精製リン酸が得 られる。

精製工程では、リン酸塩岩石に当初から存在する、重金属を含む種々の汚染物を 大量に含有する第２のリン酸液流（アンダーフロー）が生ずる。

該第２のリン酸液流は第２抽出プラントで処理され、そこで残りのリン酸が再使 用のために抽出される。重金属汚染物は、（リン酸として存在する）残留リンと 共に、硫酸に富んだ液流（ラフィネート）中に残る。

従来、該ラフィネートは部分子ｊＪ和により処理され、スラリーとして海に投棄 されていた。投棄物中の重金属汚染物のレベルが当局により規定された処方限界 内に保たれていても、このような海洋投棄を減らすための圧力があり、廃棄の代 替法が必要となっている。

アルカリ土類金属酸化物によりラフィネートを中和して凝集物を形成させ、つい で該凝集物を水で処理することにより、通常セメント状の固体物質が形成され該 固体物質内に重金属汚染物が隔離されることがわかった。該固体物質についての 化学的浸出試験は、（カドミウム、クロム、鉛及びウラニウム放射性壊変系列の 物質を含む）重金属汚染物が固体セメント状物質から浸出しないことを示し、こ れは埋立用又は類似の目的に適宜使用することができるものである。

従って、本発明は、１種又はそれ以上のリンの酸類を含有する液体媒体から重金 属汚染物を固定化する方法を提供するものであり、該方法はａ）該液体媒体を理 論量過剰のアルカリ土類金属酸化物で中和して凝集物を形成させ、 ｂ）該凝集物を水で処理して、そこに重金属汚染物が実質」ユニ学的に隔離され た固体セメント状物質を形成させる、 ことからなるものである。

本発明は、また上記の方法により製造された固体セメント状物質を提供するもの である。

前記液体媒体としては、リン酸の精製中に発生する酸性ラフィネートが適してい る。このラフィネートは、金属硫酸塩類及び種々の重金属汚染物と共に、約４０ 重量％の硫酸及び約８重量％のリン酸を含有する。

ラフィネートを中和するための好ましいアルカリ土類金属酸化物は酸化カルシウ ム（これは生石灰として添加することが好ましい）である。ラフィネートと酸化 カルシウムの重量割合を０，１・Ｉから３．５：１の範囲、好ましくは２．６・ １から３．１＋１の範囲に維持することにより、必要理論量過剰の酸化カルシウ ムを達成することができる。

酸性ラフィネートの生石灰による中和は、硫酸カルシウム半水和物及び硫酸カル シウム無水物から本質的になる凝集物の形成に導く。該凝集物への水の添加は、 硫酸カルシウムを硫酸カルシウム２水和物（石膏）に変換させる。反応熱はラフ ィネート中に存在する水を蒸発させるのに十分以上である。

中和と水処理を単一の回転造粒ユニットで実施することが適当である。

本発明を以下の実施例により説明する。

実施例 （リン酸ｍプロセスからの）ラフィネートを生石灰で中和し、ついで水で水和す ることにより、固体セメント状物質（以下、「埋立材料」という）を製造した。

ラフィネートと酸化カルシウムの重量割合は３：１であった。得られた埋立材料 の分析および構成成分の分類を下表に示す。

代表的な分析 置換基　濃度　置換基　濃度 Ｓｏ、　３８％　Ｔｉ　３００ｐｐ園 Ｃａ　２０％　Ｕ　３００ｐｐｍ Ｐｉｅｓ　５％　Ｎｉ　２５０ｐｐｍ Ｎａ　２％　Ｆ　０１３％ Ｍｇ　ｉ、７％　Ｃｕ　１３０ｐｐｍ Ｆｅ　Ｏ，５％　Ｐ　ｂ　１　ｐｐ＋ｍＺｎ　Ｏ，３％　Ｃｄ　１７０ｐｐｍ ＡＩ　Ｏ，１４％　Ｍｏ　３０ｐｐｍ Ｃｒ　０．１．３％　Ａ　ｓ　１．　ｐｐｍＶ　８００ｐｐｍ　Ｈｇ　＜０．５ ｐｐ＋＊Ｍｎ　２００ｐｐｍ 微量成分 Ｃａ５Ｏｓ’２Ｈｚ０　６１％ Ｃａ　＋ｏ（Ｐ　Ｏ＜）＠（Ｏ）Ｄ２１２％Ｎａ１ｓＯ４”　７Ｈ２０１，２％ Ｈ２０（遊Ｍ）　７ Ｃａ（ＯＨ）ｚ　３ ｐＨ＝１２（５％スラリー） 上記の分析は、３１のラフイネ−１−：ＣａＯ割合を用いて製造された埋立材料 のものである。１トンのラフィネートからの固体製造物は１．２トンである。

該割合を小さくすると過剰の水酸化カルシウムが増加し、生成固体物が増加する （脱イオン水又は蒸留水を用いての）ドイツ規格ＤＩＮ−３８４１４−その４に 基づく浸出試験は、固体物は重金属を溶液中に浸出しないことを示している。

また、この試験は、（硫酸カルシウムを含む）可溶成分が新鮮な水と数回接触後 に全て溶解することを示している。幾つかの塩、例えば硫酸ナトリウムは他のも のよりもより早く溶解する。

本発明を特定の理論に関して解釈する意図はないが、重金属汚染物を化学的に固 定した状態に保持する働きをする埋立材料の構成は、カルシウムのリン酸塩／水 酸化物ＣａＨ（ＰＯ４）。（０１１）ｔ（水酸リン灰石）であると思われる。こ の化合物は、全ての可溶性塩類が除去され、そして金属を閉じ込めて不溶性とな れば、残留固体として残る。Ｘ線回折分析により、該残留物が水酸リン灰石であ ることが確認されたが、金属の不溶性のためと思われるが、水酸化物の痕跡は見 いだせなかった（埋立材料は明らかに水酸化カルシウムおよび水酸化マグネシウ ムを含有する）。

水酸リン灰石は、リン酸製造プロセスに使用される、天然に見いだされるリン酸 塩岩石と構造が類似している。金属はリン酸塩岩石中に自然に閉じ込められるの と同様の方法で、水酸リン灰石中に閉じ込められるようである。

埋立材料中に合体される金属が水酸化物を形成しないためには、ラフィネートの リン酸含有量は少な（とも４重量％であることが好ましい。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成　６年　５月１３ 日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．１種又はそれ以上のリンの酸類を含有する液体媒体から重金属汚染物を固定 化する方法において、下記の工程；ａ）該液体媒体を理論量過剰のアルカリ土類 金属酸化物で中和して凝集物を形成させ、 ｂ）該凝集物を水で処理して、そこに重金属汚染物が実質上化学的に隔離された 固体セメント状の物質を形成させる、ことからなることを特徴とする方法。
2. ２．前記ラフィネートが約４０重量％の硫酸および約８重量％のリン酸を含有す る請求項１記載の方法。
3. ３．前記ラフィネートが少なくとも４重量％のリン酸を含有する請求項２記載の 方法。
4. ４．前記アルカリ土類金属酸化物が酸化カルシウムである請求項１、２又は３に 記載の方法。
5. ５．前記液体媒体と酸化カルシウムの重量割合が０．１：１から３．５：１、例 えば２．６：１から３．１：１である請求項４記載の方法。