JPH11290613A - 含水金属酸化物 - Google Patents

含水金属酸化物

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JPH11290613A
JPH11290613A JP13737698A JP13737698A JPH11290613A JP H11290613 A JPH11290613 A JP H11290613A JP 13737698 A JP13737698 A JP 13737698A JP 13737698 A JP13737698 A JP 13737698A JP H11290613 A JPH11290613 A JP H11290613A
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water
hydrated
flocculant
sulfuric acid
hydrochloric acid
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JP13737698A
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Kazunori Kanzaki
和則 神崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 主に使われていアルミ系凝集剤はアルツハイ
マー型痴呆症との因果関係が最近示唆されており、又鉄
系凝集剤は鉄イオンによる清澄水の着色のため用途範囲
が限定される、本発明者はこれらの問題を解決した上水
用水、下水廃水、及び工業廃水用凝集剤を提供する。 【構成】 凝集剤として、上水用水及び廃水に対して有
効成分換算で2〜500PPMの比率となるように、イ
ルメナイト鉱石又はチタンスラッグ鉱石を硫酸又は塩酸
で溶解し、更に第一鉄成分を空気又は過酸化水素等で第
二鉄に酸化したチタン酸塩と鉄塩を含む硫酸又は塩酸溶
液、又前記溶液を苛性ソーダ等の中和で生成した水和酸
化チタニウムと水和酸化鉄を水洗後、塩酸で解膠した塩
酸スラリーを添加する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】[産業上の利用分野]本発明は、上水用
水、下水廃水及びパルプ廃液等工業廃水に懸濁又は溶解
している物質を凝集沈殿除去するのに使用する凝集剤。 【0002】[従来の技術]上水用水、下水廃水及びパ
ルプ廃液等工業廃水の処理に際し、その処理液清澄化、
或いは懸濁物の分離に、凝集剤として硫酸アルミニウ
ム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸鉄、ポリ塩化鉄、硫酸
チタニウム、及び四塩化チタニウム等が使われ又提案さ
れている。 【0003】[発明が解決しようとする課題]硫酸アル
ミニウム、ポリ塩化アルミニウムはその機能や価額の面
から一般によく使用されているが、平成9年2月号の現
代で、医療ジャナーリスト堀田宗路による「アルツハイ
マーの原因はアルミニウムか」の記事にあるように、
「アルツハイマー型痴呆症患者とその脳に蓄積されてい
るアルミニウムとの因果関係が着目され始めており、従
来、健康上問題がないと考えられていたアルミニウム塩
が、上水用凝集剤に使用される場合には危険となる、と
いう示唆を含んだ報告がなされるようになっている。硫
酸鉄、ポリ塩化鉄を上水用凝集剤に使用した場合、鉄イ
オンによる清澄水の着色のため家庭用水、特に洗濯用水
には不向きであり用途が制限される。硫酸チタニウム、
四塩化チタニウムは中性領域で凝集能が極端に低下する
ため使用PH範囲が限定され、またアルミ及び鉄系凝集
剤に比べて経済的でない。 【0004】[課題を解決するための手段]本発明者
は、上記のアルミ系、鉄系、及びチタン系に代わる、無
機系凝集剤の研究開発を重ねた結果、イルメナイト鉱石
又はチタンスラッグ鉱石を濃硫酸(HSO=95%
以上)又は濃塩酸(HCl=35%以上)で溶解し、水
を加えてTiO濃度が50〜150g/lに成るよう
に調整し、空気又は過酸化水素等酸化剤で硫酸又は塩化
第一鉄を硫酸又は塩化第二鉄に酸化した溶液を上水用
水、下水廃水、及びパルプ廃液等工業廃水に対してTi
濃度換算で2〜500PPMの比率になるように、
添加する事により、上水用水、下水廃水、及びパルプ廃
液等工業廃水の懸濁物を経済的に又効率的に凝集沈殿分
離する事を発見した、この溶液は広い用途範囲で使用で
きる凝集剤である。又この溶液を苛性ソーダ等でPH4
〜7に中和して水和酸化チタニウムと水和酸化鉄を同時
に沈殿生成し、この水和酸化チタニウムと水和酸化鉄を
硫酸根又は塩素含有量が水和酸化チタニウムと水和酸化
鉄に対して1%以下に成るように濾過水洗し,洗浄ケー
キをケーキ含有(TiO+Fe)換算重量に対
して35〜40重量%の塩酸によりスラリー化し、さら
に、水を加えてTiO濃度が50〜150g/lに成
るように調整した後、温度75〜85℃で40〜60分
間加熱したコロイド状水和酸化チタニウムと水和酸化鉄
から成るスラリーを上水用水、下水廃水、及びパルプ廃
液等工業廃水に対してTiO濃度換算で2〜500P
PMの比率になるように、添加する事により、上水用
水、下水廃水及びパルプ廃液等工業廃水の懸濁物を経経
済的に又効率的に凝集沈殿分離する事を発見した、この
スラリーは広い用途で使用できる凝集剤である。この開
発に用いた鉱石と生成溶液、及びスラリーの分析値を下
表に示す。 硫酸チタニウム及び塩化チタニウム自体は、常温では3
〜30%の濃度範囲で安定な水溶液を形成するが、80
℃以上に加熱したり、TiO濃度換で0.5g/l以
下の濃度に希釈すると加水分解を起こす。加水分解によ
り溶液は、まず、フロックと呼ばれる凝集体を形成し、
更に加水分解が進むと水和酸化チタニウムが得られる。
フロックは、硫酸チタニウム及び塩化チタニウムの部分
的な加水分解によって形成されたTiやHOのイオン
が多核錯体を形成し、これが主となって凝集したもので
あろう、と考えられる。鉄系凝集剤単独の場合は、上澄
水が鉄イオンにより赤く着色するが、本発明品はチタン
化合物と鉄化合物の加水分解時の相乗効果により上澄液
が着色しないものと考えられる。チタン系凝集剤単独の
場合、中性領域で凝集能が低下するが、本発明品の凝集
剤は広範囲のPH領域で凝集能の低下が見られない、こ
れも又チタニウム化合物と鉄化合物の加水分解時に於け
る相乗効果であると考えられる.又本発明品のコロイド
状水和酸化チタニウムと水和酸化鉄スラリーの塩酸溶液
凝集剤は希釈によって水和物の周りの塩素イオンが遊離
し、これによって生じた(+)荷電水和物に(−)荷電
懸濁物が引き寄せられて、系の荷電中和が起りフロック
成長が生じるものと考えられる。 【発明の実施の形態】 【0005】製造例1 オストラリア産イルメナイト鉱石をボールミルで325
メッシュ95%パスに粉砕し、この粉砕鉱石1Kgと9
8%硫酸1.5Kgを10Lの鋼鉄製容器に入れ電熱器
で加熱しながら鉄棒で良く混合し、混合物が100℃に
昇温した時、攪拌を続けながら50CCの水を加えた、
希釈熱と反応熱により温度200℃以上に上昇して、2
〜3分間で反応が終了した。この反応物をハンマーで砕
き10L塩ビ容器でTiO125g/l濃度になるよ
うに水を加えて溶解した、凝集剤として膠を使って不溶
解物を凝集沈殿除去した。このようにして得た清澄液1
00CCをガラスビーカに採取して圧縮空気を吹き込む
ことで清澄液に含まれる第一鉄を第二鉄に酸化した。こ
の凝集剤の組成を次の表に示す。以下、製造例1を凝集
剤−1と称する。 【0006】製造例2 QlT社製チタンスラッグ鉱石をボールミルで325メ
ッシュ95%パスに粉砕し、この粉砕鉱石1Kgと98
%硫酸1.5Kgを10Lの鋼鉄製容器に入れ電熱器で
加熱しながら鉄棒で良く混合し、混合物が100℃ に
昇温した時、攪拌を続けながら50CCの水を加えた、
希釈熱と反応熱により温度200℃以上に上昇して、2
〜3分間で反応が終了した。この反応物をハンマーで砕
き10L塩ビ容器に入れてTiO125g/l濃度に
なるように水を加えて溶解した、凝集剤として膠を使っ
て不溶解物を凝集沈殿除去した。このようにして得た清
澄液100CCをガラスビーカに採取して圧縮空気を吹
き込むことで清澄液に含まれる第一鉄を第二鉄に酸化し
た。この凝集剤の組成を次の表に示す。以下、製造例2
を凝集剤−2と称する。 【0007】製造例3 オストラリア産イルメナイト鉱石をボールミルで325
メッシュ95%パスに粉砕し、この粉砕鉱石1Kgと3
5%塩酸4.2Kgを10Lの鋼鉄製容器に入れ電熱器
で加熱しながら鉄棒で良く混合して、混合物の反応が終
了するまで加熱混合した、この反応物をハンマーで砕き
10L塩ビ容器でTiO125g/l濃度になるよう
に水を加えて溶解して、凝集剤として膠を使って、不溶
解物を凝集沈殿除去した。このようにして得た清澄液1
00CCをガラスビーカに採取して圧縮空気を吹き込む
ことで清澄液に含まれる第一鉄を第二鉄に酸化した。こ
の凝集剤組成を次の表に示す。以下製造例3を凝集剤−
3と称する。 【0008】製造例4 QlT社製チタンスラッグ鉱石をボールミルで325メ
ッシュ95%パスに粉砕し、この粉砕鉱石1Kgと35
% 塩酸4.2Kgを10Lの鋼鉄製容器に入れ電熱器
で加熱しながら鉄棒で良く混合し、混合物の反応が終了
するまで加熱混合した、この反応物をハンマーで砕き1
0L塩ビ容器でTiO125g/l濃度になるように
水を加えて溶解した、凝集剤として膠を使って不溶解物
を凝集沈殿除去した。この清澄液100CCをガラスビ
ーカに採取して圧縮空気を吹き込むことで清澄液に含ま
れる第一鉄を第二鉄に酸化した。この凝集剤の組成を次
の表に示す。以下製造例4を凝集剤−4と称する。 【0009】製造例5 凝集剤1、100CCをガラスビーカに採取し10%苛
性ソーダでPH4にすることにより水和酸化チタニウム
と水和酸化鉄を同時に加水分解沈殿し、この水和酸化チ
タニウムと水和酸化鉄の硫酸根含有量が水和酸化チタニ
ウムと水和酸化鉄に対し1%以下に成るよう濾過水洗
し,この洗浄ケーキをケーキ含有(TiO+Fe
)換算重量に対して35重量%の塩酸でスラリー化し
て、水を加えてTiO濃度が100g/lに成るよう
に調整したスラリーを温度85℃で40分間加熱してコ
ロイド状水和酸化チタニウムと水和酸化鉄から成る塩酸
スラリーを生成した。以下製造例5を凝集剤5と称す
る。 【0010】製造例6 凝集剤2、を採用した以外製造例5に準じる。以下製造
例6を凝集剤6と称する。 【0011】製造例7 凝集剤3、100CCをガラスビーカに採取し10%苛
性ソーダでPH4にすることにより水和酸化チタニウム
と水和酸化鉄を同時に加水分解沈殿し、この水和酸化チ
タニウムと水和酸化鉄生成物を塩素含有量が水和酸化チ
タニウムと水和酸化鉄に対して1%以下に成るよう濾過
水洗し,この洗浄ケーキをケーキ含有(TiO+Fe
)換算重量に対して35重量%の塩酸でスラリー
化して、水を加えてTiO濃度が100g/lに成る
ように調整したスラリーを温度85℃で40分間加熱し
てコロイド状水和酸化チタニウムと水和酸化鉄から成る
スラリーを生成した。以下製造例7を凝集剤7と称す
る。 【0012】製造例8 凝集剤4、を採用した以外製造例7に準じる。以下製造
例8を凝集剤8と称する。【0013】実施例1 人工濁度水 原水 :カオリン濁度水 濁度 :20PPM PH :7.0 アルカリ度:30PPM 水温 :12℃ 検査水量 :500ml 攪拌条件 人工濁度水をジャーテスターにて以下の条件で試験を行
った。 急速攪拌 :110rpm 10分 緩速攪拌 : 50rpm 10分 静置 : 10分 添加量(金属酸化物として):2、3、5、7、mg/
l 繰り返し回数 :2回 凝集剤サンプル:凝集剤1、2、3、4、5、6、7、
8、硫酸バンド(LAS)(多木化学社製) 測定方法 濁度 :積分球式光電光度法濁度計にて測定、 PH :ガラス電極法にて測定、 実験結果 【0014】実施例2 原水 :下水汚水 全燐酸濃度 :0.5PPM PH :7.5 アルカリ度 :50PPM 凝集剤サンプル:凝集剤1、5、硫酸バンド(LAS)
(多木化学製) 燐酸分析法 :JlS法 その他実施例1に同じ、 実験結果 【0015】実施例3 原水 :パルプ廃液 SS :500PPM PH :7.5 COD:20PPM 凝集剤サンプル:凝集剤1、5、硫酸バンド(LAS)
(多木化学製) その他実施例1に同じ、 実験結果 【0016】[発明の効果]本発明により、凝集剤1〜
8を上水用凝集剤に使用した場合には次のメリットが得
られる。 (1)処理後の濁度が大きく減少する。 (2)経済的な添加で優れた効果が得らる。 (3)アルツハイマー型痴呆症との因果関係がなく、安
心して使用できる。 本発明により、凝集剤1〜4を下水処理及びパルプ廃液
用凝集剤に使用した場合には次のメリットが得られる。 (1)処理後の全燐酸とCODが大きく減少する。 (2)処理後の濁度とCODが大きく減少する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項−1】イルメナイト鉱石又はチタンスラッグ鉱
    石を硫酸又は酸で溶解し、これに水を加えてTiO
    度を50〜150g/lに調整して、有機或いは無機系
    凝集剤により不溶解分を凝集沈殿除去後、その清澄液に
    含まれる硫酸又は塩化第一鉄を空気又は過酸化水素等酸
    化剤で硫酸又は塩化第二鉄に酸化した鉄塩を含む硫酸又
    は塩化チタニウム溶液をTiO濃度換算で2〜500
    PPMの比率になるように上水用水、下水廃水及びパル
    プ廃液等工業廃水に添加し、その懸濁物を凝集沈殿させ
    るのに使用される凝集剤。 【請求項−2】請求項−1の硫酸又は塩化チタニウム溶
    液を苛性ソーダ等でPH4〜7に中和して水和酸化チタ
    ニウムと水和酸化鉄を同時に沈殿生成し、この水和酸化
    チタニウムと水和酸化鉄生成物を硫酸根又は塩素含有量
    が水和酸化チタニウムと水和酸化鉄に対して1%以下に
    成るように濾過水洗し,この洗浄ケーキをケーキ含有
    (TiO+Fe)換算重量に対して35〜40
    重量%の塩酸でスラリー化して、これに水を加えてTi
    濃度を50〜150g/lに調整したスラリーを温
    度75〜85℃で40〜60分間加熱したコロイド状水
    和酸化チタニウムと水和酸化鉄から成る塩酸スラリーを
    TiO濃度換算で2〜500PPMの比率になるよう
    に上水用水、下水廃水及びパルプ廃液等工業廃水に添加
    し、その懸濁物を凝集沈殿するのに使用する凝集剤。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GR20060100555A (el) * 2006-10-06 2008-05-21 Νικολαος Κωνσταντινου Χρυσοχου Μεθοδος παραγωγης αλατων δισθενους και τρισθενουσσιδηρου με σκωρια μεταλλουργιας σιδηρονικελιου ή και χαλυβουργιας, για χρηση στην παραγωγικη διαδικασια τσιμεντου και αλλου.
CN115092967A (zh) * 2022-07-27 2022-09-23 成都纺织高等专科学校 一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GR20060100555A (el) * 2006-10-06 2008-05-21 Νικολαος Κωνσταντινου Χρυσοχου Μεθοδος παραγωγης αλατων δισθενους και τρισθενουσσιδηρου με σκωρια μεταλλουργιας σιδηρονικελιου ή και χαλυβουργιας, για χρηση στην παραγωγικη διαδικασια τσιμεντου και αλλου.
CN115092967A (zh) * 2022-07-27 2022-09-23 成都纺织高等专科学校 一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法
CN115092967B (zh) * 2022-07-27 2024-03-15 成都纺织高等专科学校 一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法

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