JPS58190816A - 地熱熱水からひ素の少ないシリカの回収方法 - Google Patents

地熱熱水からひ素の少ないシリカの回収方法

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JPS58190816A
JPS58190816A JP57074362A JP7436282A JPS58190816A JP S58190816 A JPS58190816 A JP S58190816A JP 57074362 A JP57074362 A JP 57074362A JP 7436282 A JP7436282 A JP 7436282A JP S58190816 A JPS58190816 A JP S58190816A
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silica
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Goro Sato
護郎 佐藤
Yusaku Arima
悠策 有馬
Michio Komatsu
通郎 小松
Hiroyasu Nishida
広泰 西田
Yoshitsune Tanaka
喜凡 田中
Michiyasu Hagio
萩尾 道泰
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SHOKUBAI KASEI KOGYO KK
JGC Catalysts and Chemicals Ltd
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SHOKUBAI KASEI KOGYO KK
Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

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  • Silicon Compounds (AREA)

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】 地熱エネルギーの利用の態様としては地中の高温熱水を
水蒸気と共に噴出させ蒸気と熱水とを分離し蒸気は発電
用に供し、熱水は一部の熱を熱交換して回収後ひ素を含
有しているだめ再び地中へ還元し7ている。
この地熱利用において噴出する熱水はそのif)中にお
ける温度に応じ岩石中のシリカを多量に溶解し数百pp
m以上の溶存シリカを共存させており従って蒸気分離後
の熱水の温度低下と共に過飽和となり送湯管、熱交換器
さらに還元井等の機器に析出する。この析出スケールに
よるトラゾルは還元井の閉塞となり経済的損失は大きい
、温泉への直接利用や河川への放流等ができればもつと
も経済的ではあるが、ひ素を含有しているため環境基準
に合わず温泉への直接利用や河川への直接放流はできな
い状況下にある。
一方、Fe塩を加えてひ素を分離する研究(柳ケ瀬公害
講習会資料 昭和54年3月 北九州商工会議所)や電
解膜ひ法(51年度サンシャイン計画成果報告′4#概
要集)の検討がなされているが、商業的には実施されて
いない1.従って現状では還元井を使って地下還元せざ
るを得ない。
サラに、シリカのスケールトラブルを防止する研究もな
されており、その中でシリカを分離する研究(51年度
サンシャイン計画成果報告概要集)も行なわれているが
、本発明の目的のように有効なシリカの形で回収するの
ではなく、FeやA1!塩を加えて凝集させる方法であ
り、同時にひ素も吸着されるととKfkす、分離された
シリカは不純分を含むため、シリカとしての利用価値は
ない。また、熱水中にはシリカやひ素の含有量が低減し
たとして本、シリカの凝集したスラッジは所謂ヒドロゲ
ル状物で大量の水を含みベトベトした廃棄物であシひ素
を含んでおり、その利用や投棄に多大の問題が予測され
る。
本発明はこのような困難な状況に鑑み、シリカスケール
のトラブルを軽減すると共に、さらに有効なシリカの回
収方法に関する。
さらに詳しくは言えば、熱水中の溶存シリカを熱水中か
ら特別の添加物なしでシリカをコロイド状で回収し、シ
リカコロイド側に含有する一部のひ素を除去し、不純分
の少ない有効なシリカを回収すると共に溶存シリカの低
減した熱水へひ素を持込ませ、シリカスケールトラゾル
を軽減したひ素を含有する熱水で還元井へ戻そうとする
ものである。
そのプロセスを詳細に訣、明すれば次の通りの工程から
成り立っている。
地中の高温高圧熱水は蒸気発生弁から水蒸気と熱水の共
存状態で噴出し、蒸気は熱水と分けられ発電用に供され
る。一方熱水は数百ppm以上の溶存シリカと数ppm
のひ素および数百ppm以上のNacl  を主とする
塩類を含んでいる。この熱水中の溶存シリカは温度の低
下と共に飽和溶解度が下がるため過飽和となって析出し
始める。析出条件を任意に選ぶことによってシリカコロ
イドが成長する。析出条件に特別の配慮がなければ機器
への析出や凝集体となって沈澱したりするが、析出条件
を選ぶことによってシリカの一次粒子径の調節されたシ
リカコロイドが得られる。析出条件の一例を示せば一次
粒子径が5mp 以−ヒのシリカコロイドを含む前駆体
熱水を核として40〜100℃で新熱水を混合して溶存
シリカを7mμ以上に粒子成長させることも可能である
。スケールとなって析出したり、凝集し7た沈澱物やコ
ロイドはシリカのノ々ルクの内部や粒子間の粒界にひ素
を含有することになるので、後工程でシリカからひ素を
分離するのに望ましくない。ここでは溶存シリカの粒子
成長条件を却定するものではなく、次工程での限外膜で
分離できる大きさに成長させておけば良い。シリカの粒
子径は市販の限外膜で分離できる5WLp以上〜100
mμの大きさに成長させる方法であればその方法は問わ
ない、。
次いで数百ppm以上のコロイダルシリカ液を限外膜を
用いて母液分離しシリカとして1〜60チまで濃縮する
。限外膜はノリ巻き状、中空繊維状、プレート状がある
がどの形状の限外膜でも使用可能である。濃縮する理由
は次工程で母液中のひ素を分離するのに母液と新鮮な水
とを置換するのであるが、置換水の1を少なくし負担を
軽減するためである1、従って限外膜での濃縮程度はで
きるだけ濃縮しておいた方が、経済性の点で望ましい。
濃縮のしやすさはコロイド 5− の−次粒子が単分散で、[7かも粒子径が大きいほど濃
度が高めるのに容易である。この濃縮操作においても母
液中のひ素はろ液側に移行するのでA、s/8+02の
比は当初の比より小さくなり、シリカコロイドの濃度に
逆比例し、て小さく々る。
軒って、予め地熱熱水に含まれるひ素含有創が少ないこ
とと濃縮度を一部けることによって、またひ素が成る程
度含有することが許容されるシリカについては事更次工
程のAsfa:液と新鮮な水との置換をし々いでA s
 /S i ORを低減させ得る。
しかし、毒性の強いひ素含有1f極度に低減させるにけ
さらにAs 含有母液とひ素を含まぬ新鮮な水との置換
が必要である。Ik換の方法は#絹したコロイダルシリ
カへ新鮮な水を加えて薄めながら限外膜を通し、増量し
た母港をP液として分離するのである。回分操作では限
外膜は濃縮工程に使用したi Kもう−IW使用するこ
とになる。また濃縮工程と母液置換工程が連続操作で行
なう場合には別々の限外膜を使うことになる。16換に
要するひ素を含まぬ新鮮々水の 6− 必要量はシリカの濃縮度が高いほど僅かで良いのけ当然
である、。1だ本操作で数百乃至数千ppm含有してい
るNacl  を主とする他の塩類の除去も同時に行な
われる。
以下へ地熱熱水と類似の組成を有する模擬熱水による実
施例を示す。
次の調整法によって得られる熱水模擬液を使用した実施
例1〜3及び比較例によって本発明の効果を明らかにす
る。
熱水模擬液の04整法 24%シリカ濃度のケイ酸ナトリウム4251を純水1
00V4に俗解して0.1 w1%シリカ護度の希釈ケ
イ酸ナトリウム100.4に4を作った。
予め再生した陽イオン交換樹脂(8に−TB) 51を
充填した直径10ctn、長さ200cmのカラ人中に
SV5の速度で上記溶解液を通過させ、0.1wt%の
ケイ酸液100tを調整した。
この0.10wt91fのケイ酸液100tに995%
  塩化カリウム    3E1995係  塩化ナト
リウム  244v950係  塩化カルシウム   
2.3999.5q6  硫酸ナトリウム  14.F
2O3,5チ  ホウ酸       10.(199
,5条   亜ひ酸ナトリウム    097を添加[
7て模擬液を調整した1、以後AfLと称する。
実施例1 995%塩化カリウム1.14 f、 99.5チ塩化
ナトリウム7.33 f、 95.0% 塩化カルシウ
ム0.07F、995チ硫酸ナトリウム0.44 F、
 99.5%ホウ醇0.3Of、98チ水酸化ナトリウ
ム2732.995チ亜ひ酸ナトリウム003?を秤取
し、5を容器に予め1都した2、 91の純水の中へこ
れらを添加して1時間攪拌を行々つた。この溶液に粒子
径11.0mμ、シリカ濃度30チを有するコロイドシ
リカ100?を添加し、攪拌しながら全期を3. OL
になるように純水をカロえた。その後10分間充分混合
1.た。この浴液をシード浴液とする。このシード溶′
o、3tを還流器、攪拌機のついだ501反応容器に注
ぎ込み80℃になるまで加温した、。
80℃に達し、た後その温度を30分間保持する。その
後人液401を333.3d/minの添加速度で上記
シード液に添加1−た、、A液40tを添加し終った後
、この溶液43tを還流器、攪拌機のついた1 501
反応溶器に注ぎ込み、さらに残りのA液60tを333
.3 mel melの添加速度で加えた。A液を全書
添加し終った後、このコロイド生成液103tを限外膜
を用いて母液1021を分離し、1tの濃縮液を得た。
その後、濃縮液の母液と新鮮な水との置換を行なうため
に次の操作をした。
濃縮液の容量を1tに保持しながら限外膜より流出する
母液の流出速度と同じ速度で純水を連続して添加した。
その後純水添加量が6tに達した後、母液置換したコロ
イド生成液を得た。
実施例2 シード溶液の温度、A液添加時の温度を50℃とした以
外は、実施例1と全く同様にしてコロイド生成液を得た
−9= 実施例3 A液の添加速度をs 33. a tnl/ min 
 とI−た以外は、実施例1と全く同様にしてコロイド
生成液を得た。
実施例4 995%塩化カリウム2.28 f、 99.5%塩化
ナトリウム14.66f、95,0チ塩化カルシウム0
.14F。
995チ髄酸ナトリウム0.88 t、 99.5%ホ
ウ酸0.6(1,98%水酸化ナトリウム5.46 F
、 99.5チ亜ひ酸ナトリウム006tを秤取し、7
A8器に予め計量した5、8tの純水の中へこれらを添
加して1時間攪拌を行なった。この溶液に粒子径110
脩μ、シリカ濃度30%を有するコロイドシリカ200
fを添加し、攪拌しながら全量を6、 Otになるよう
に純水を加えシード浴液として用いる。その後は実施例
1と全く同様にしてコロイド生成液を得た。
実施例5 実施例1と同様な操作で粒子径]1.Om/l、シリカ
濃度30チを有するコロイドシリカの代り−−1+1− に、粒子径40.1 ’nJI、シリカ濃度40.1 
%を有するコロイドシリカ748vを用いてシード溶液
を作った。その後は実施例1と全く同様にしてコロイド
生成液を得た。
実施例6 実施例1と同様な操作でA液100tを80℃に加温し
た後、その温度を2.5時間保った。。
その後限外膜を用いて1tの濃縮液を得た。この濃縮液
の容量を1tに保持しながら限外膜よシ流出する母液の
流出速度と同じ速度で純水を添加し、6を添加した後、
コロイド生成液を得た。
比較例 実施例1と同様な操作でA液100tを80℃に加温し
た後、その温度を2時間保った。その後限外膜を用いて
母液99tを分離し1tの濃縮液を得た。
この濃縮液の容重゛を1tに保持しながら、限外膜より
流出する母液の流出速度と同じ速度で純水を添加し、6
を添加した後、生成液を得た。
以上得られた実施例1〜6のコロイド生成液及び比較例
の生成液に対し、各々の液中のシリカ濃度及びひ素濃度
を求めた。その結果を処理条件と共に次表に示した。
(以下余白) 又、コロイド生成液中のひ素濃度は、次の方法により求
めた、。
ひ素の分析法(工業用水試験方法JISKO102に準
する)コロイド生成液に過塩素酸(so%) 5−を加
え、過マンガン酸カリウム溶液(0,3w/y%)を添
加して淡紅色としたのち、モリブデン酸アンモニウム溶
液(10w/v%)3−を加えてよく振り混ぜ、5分間
放置する。メチルイソジチルケトン15−を加え、約1
分間激しく撮り混ぜ静置し、水層は分離して捨てる。塩
酸(1+20)10−ずつ軽く振シ混ぜ、2回洗浄する
メチルイソジチルケトンl−はメスフラスコ2゜−に移
し入れ、エチルアルコール(99v/v%)4 mlと
塩化第1すず溶液02−を加え、さらにエチルアルコー
ル(99v/v%)を標準まで加えたのち激しく撮り混
ぜ、約20分間放置する。
その一部を吸収セル10mに移し、メチルイソジチルケ
トン−エチルアルコール(3+2) をN黒液として波
長740 nm付近でその吸光度を測定し、あらかじめ
作成した検#線からひ素”−を求め、ひ素のppmを算
出する。
全操作にわたって空試験を行ない、結果を補正する。
15− 83−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 過飽和の溶存シリカと0.5 ppm以上のひ素を
    含む地熱熱水を40℃から100℃の間に保って一次粒
    子径を5mp〜100ηtPに成長させた後、限外濾過
    膜を用いてシリカ濃度1%から60%の範囲に濃縮し、
    さらに必要に応じて新鮮な水と母液置換し7てひ索を除
    去しシリカコロイド中のひ素含有匿がAs/8i0□比
    で0.005/] OO以下へ減少せしめることを特徴
    とする地熱熱水からひ素の少ないシリカを回収する方法
JP57074362A 1982-04-30 1982-04-30 地熱熱水からひ素の少ないシリカの回収方法 Granted JPS58190816A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016204633A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Environmetals Limited Method of production of a silica concentrate
US10626018B2 (en) 2015-02-25 2020-04-21 Geo40 Limited Method of production of a colloidal silica concentrate
US11198095B2 (en) 2014-05-23 2021-12-14 Geo40 Limited Silica products from geothermal fluids by reverse osmosis

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US10717655B2 (en) 2015-06-19 2020-07-21 Geo40 Limited Method of production of a silica concentrare
US11958749B2 (en) 2015-06-19 2024-04-16 Geo40 Limited Method of production of a silica concentrate

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