JPS60106580A - 鉄鋼酸洗廃液中のケイ素含有化合物の除去方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、鉄−酸洗廃液から純度の高い酸イし鉄粉を得
るために、鉄鋼□酸洗廃液からケイ素含有化合物を除去
する方法に関するものである。

（発明の目的） 周知のように、近年の鉄拳酸洗は塩酸酸洗力量主流であ
る。この酸洗工程から発生する塩化鉄（ＩＴ）溶液は高
温で熱分解され、塩酸と酸化鉄に再生される。塩酸は再
び酸洗工程で使用され、酸イヒ鉄はおもにフェライト用
原料又は顔料として使用される。フェライト用原料とし
ての酸化鉄は、不純物の少ないことが要求され、特にソ
フトフェライト用の酸化鉄はケイ素含有量の少ないこと
力；望まれている。

酸化鉄中のケイ素は、゛熱分解後の酸化鉄力・らの分離
除去は困難なので、塩化鉄（ｎ）溶液の段階で除去せね
ばならない。酸洗廃液中のケイ素分は後述するように、
−その大半がコロイド状の酸化物（ケイ酸コロイド）に
なっており、これを除去する方法としては遠心分離法や
塩化鉄（ＩＪ）の再結晶法が考えられるが、技術的に未
確立な点が多く、何より経済的に不利である。戸布や素
熔板を用いて炉　“過する方法もあるが、ケイ酸コロイ
ドが＊　粒子であるため、目詰まりを起こし易く、炉材
の再生も困難で、工業的規模で大量処理できる炉材が見
つかっていない。

本発明の目的とするところは、このような状況を踏え、
鉄鋼酸洗廃液中のケイ素分を工業的に容易に除去する方
法を提供するものである。

（発明の構成・作用） 本発明の要旨とするところは、鉄鋼酸洗廃液を、表面積
の大きい吸着基体を充填したフィルター層を通過させる
ことにより、酸洗廃液中に含１れているケイ素化合物（
ケイ酸コロイド）を効率よく除去し、かかるフィルター
層を再生処理して繰り返し利用することを特徴とする鉄
鋼酸洗廃液中のケイ素分の除去法である。

以下本発明をさらに詳細に説明する。

水中のケイ素分についてはいくつかの文献が公表されて
いる。例えば樽谷は日本化学会誌第７７巻（１９５６年
）、１７２１頁に「水中におけるケイ酸に関する研究（
第２報）、ケイ酸コロイドの生成と平衡値について」と
題し、酸性溶液中のケイ素分は、モノケイ酸、ケイ酸ポ
リマー、高酸コロイドとしての存在が可能であるが、強
酸性領域ではケイ酸コロイドへの重合が速やかに進むと
発表している。又、Ｒ，に、ｌ１ｅｒは、Ｃｏｒｎｅｌ
ｌ　ＵｎｉｖｅｒｃｉｔｙＰｒｅｓｓ（１９，５５）４
３頁（Ｔｈｅ　Ｃｏ１１ｏｉｄ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　
ｏｆＳｉｌｉｃａ　ａｎｄ　５ｉｌｉｃａｔｅｓ　）に
、ケイ酸コロイドはシロキサン結合（Ｓ　ｉ　−０−８
ｉ　）が３次元にランダムに発達した入り組んだ構造で
、面積対体積比の非常に大きな粒子であると発表して、
いる。

これらのことより、鉄鋼酸洗廃液中のケイ素分は、当該
廃液が強酸性であることから、そのほとんどがケイ酸コ
ロイド壕で重合が進み、コロイド粒子として存在すると
考えられる。そして、このコロイド粒子は、表面積が非
常に大きく、空隙の多いフワフワした粒子で、親水性で
あるため、水中では、粒子の内部および表面は水分子で
覆われている。従って、麹、水性の固体表面（金属又は
金属酸化物、あるいは有極性の有轡物質等）には、容易
に吸着して安定化する。一方、疎水性の固体表面（例え
ば無極性の有機物質等）には、共存する二親性化合物（
界面活性物質）の働きにより吸着する。つマリ、疎水性
表面が二親性化合物によって速やかに親水化され、そこ
へケイ酸コロイドが吸着する。このようにして吸着した
ケイ酸コロイド層は、浮遊しているケイ酸コロイド又は
ケイ酸ポリマーの好適な吸着座席又は重合の場となり、
吸着は継続、進行し、吸着層はかなりの厚さまで成長す
る。二親性物質としては、酸洗工程で添加される酸洗抑
止剤（有機化合物）およびその分解物、又は、ケイ酸コ
ロイドの凝集剤として添加する高分子壱機化合物がその
働きをする。

すなわち、大きな表面積を持つ無機又は有機物の吸着基
体を、円筒形容器に充填したフィルター層を作成する。

このフィル−タ一層上部から酸洗廃ｔｊ、ヲ注入すると
、ケイ酸コロイドは吸着基体の表面、に吸着し、つぎに
吸着したコロイド層の上に、さらに、吸着が進み、注入
開始後２時間で十分な吸着効果を示し始め、フィルター
層通過前に１０〜１００ｍｔｌ／ｌ含有されていたケイ
素分は、フィルター層通過後には、５〜６ｍｑ／ＩＫま
で減少する。

さらに、注入開始後１ケ月を経ても一定の通過速度を持
ち、吸着能は持続している。

吸着基体は、吸着のみを考えれば、表面積が大きいほど
効果的であるが、吸着がある程度進んだ状態でも、有効
な通過速度を持ち得るには、一定の空隙又は通過面積を
もたねばならない。十分な吸着媒体能をもち、かつ、十
分な通過速度を有する基体は、成形体では充填容積１ｄ
当たりの表面積にして１５Ｑｒｎ’以上であれば、かな
り高度に複雑な構造でも上述の条件を満た丈繊維からな
る物では、網目板、球状充填物ともに空隙率が約７０〜
９０チで繊維径が約０．０５〜０．５龍のものが適する
。かかる基体を用いて吸着を行わせしめた場合は、再生
処理は甚々簡単である。

吸着基体の材質は、無梼物質、有機物質を問わないが、
一般に無機物質は、成形性が劣ること、高価であること
から、耐酸性、耐熱性（９０〜１００℃）を有する有機
物質が適する。例えば、ポリ塩化ビニル系、ポリエステ
ル系、ポリアクリロニトリル系、ポリプロピレン系等の
成形体又は糟、維は安価であり、その極性には無関係に
子分な吸着基体となる。

フィルター層を通過させる前に、酸洗廃液を４０〜１０
０℃で１時間以上保定することによって、吸着効率を向
上させる（単位時間の吸着量を増加させる）ことができ
る。これは高温で長時間保持する間に、小さな粒子のケ
イ酸ポリマーが互いに凝集したりあるいはコロイド粒子
に付着したりして大きな粒子となりフィルター層に吸着
し易くなるからである。

第一図は、本発明方法になる鉄鋼酸洗廃液中のケイ素化
合物除去に用いる吸着除去設備で、１は耐酸性の容器で
、容器１内に吸着基体３が充填されている。容器の底部
からケイ素分の除去された廃液の串出口４が設けられて
いる。図中２は廃液供給管で、Ｈはフィルター層の厚さ
である。

本発明（は酸洗廃液中のケイ素化合物が、コロイド粒子
であることに注目し、吸着基体によってコロイド粒子を
吸着除去すること、この基体が容易に再生処理され再利
用できる構造であることを特徴とする。本発明は容易で
安価な方法であるためすでに工業的却模で実施され、そ
の効果を発揮している。

（実施例） 以下本発明を実施例について説明する。

実施例１ ポリ塩化ビニル製成形体（ｚｓｏｍ／ｎｒ）を６０儂φ
のＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）容器に５０Ｇ
１１の高さまで充填したフィルター層を用意する。

フィルター層の上部から鉄鋼酸洗廃液（鉄分１５０ｇ／
ｌ、ケイ素分２５１１１＆／Ａ’）を注入する。フィル
ター）＠通過慄の廃液中のケイ素濃度を表１に示した。

実施例２ 実施例１と同様のフィルター層に鉄鋼酸洗廃液を注入す
る前、に、９０℃で５時間保定する。フィルター層通過
後の廃竺中のケイ素濃度を表１に示した。

実施例３ 実施例１において、ポリエチレン製繊維（０，１ｍｇ”
）を用いて作成した網目板（′５隙率８５％）ｆｉ？充
填したフィルター層を使用した場合、フィルター層通過
後の廃酸中のケイ素濃度を表１に示した。

実施例４ 実施例１においてアルミナ磁器製の成形体（３００ｍｐ
ｒｎ”　）′ｔ−充填したフィルター層を使用した場合
、フィルター層通過後の廃酸中のケイ素濃度を第１表に
示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための設備の一部切欠き
斜視図である。 手続補正・書 昭和５８年ノ２月７　日 特許庁長官　若　杉　和　夫□　殿 ｌ、事件の表示 昭和５８年特許顧第２Ｑｌ？２λ７号 ２、発明の名称 鉄鋼酸洗廃液中のケイ素含有比合物の除去方法 ３、補正をする者 争件との関係　特許出願人 住　所　東免都中央区銀座７丁目２査２０号福田ビル名
称　ケミライトエ茅株式会社 代表者　古　庄　諒　治 ４、代　理　人　工ＩＯ５電（５０３）４８７７住　所
　東只都港区西新橋１−１２−１第１腺ビル８階明細書
第８頁下から５行、同じく末行、第９頁６行における「
表１」は「第１表」と訂正する・。 手続補正書 昭和５９年ノ２月２７日 特許庁長官　志賀　学殿 ■、事件の表示 昭和５８年　特許願　第２０８２２９号２、発明の名称 鉄鋼酸洗廃液中のケイ素含有化合物の除去方法３、補正
をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都中央区銀座７−２−２０　福田ビル名称　
ケミライト工業株式会社 代表者　舌皮　源治 ４、代理人 〒１０５　Ｔａ　（５０３）４８７７ 住所　東京都港区西新橋１−１２−１　第１森ビル８階
自発 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 （１）明細書第３頁３行において、「炉布や素焼板」と
あるを、「ケイ素分を凝集させたのち通常の一過機」と
訂正する。 （２）明細書第４頁８行において、ｒｕｎｉｖｅｒｃｉ
ｔｙＪとあるを、ｒｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪと訂正する
。 （３）明細書第６頁２行において、「吸着」とあるを、
「除去」と訂正する。 （４）明細書第６頁５行において、「１ケ月」とあるを
、「２〜３ヶ月」と訂正する。 （５）明細書第６頁下から５行において、「〜９０％」
とあるを、「〜９５％」と訂正する。 （６）明細書第７頁１４行と１５行の間に下記の文章を
挿入する。 「再生処理は、吸着基体を円筒形容器より取り出し、ま
たは、充填したまま高圧水を噴射することにより容易に
達せられる。吸着基体の吸着媒体としての性能は、再生
処理を施しても低下することはない。」

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄鋼酸洗廃液を、表面積の大きい吸着基体を充填
   したフィルター層を通過させることにより、含有するケ
   イ素化合物を除去することを特徴とする鉄鋼酸洗廃液中
   のケイ素含有化合物の除去方法。
2. （２）　フィルター層に充填する吸着基体は、無機質又
   は有機質の複雑な立体構造を持つ成形体、又は、繊維か
   らなる網目板、同じく繊維からガる球状充填物で、大き
   な表面積を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の鉄鋼酸洗廃液中のケイ素含有化合物の除去方
   法。
3. （３）　フィルター層を通過させる前に、酸洗廃液を４
   ０℃以上で１時間以上保定することにより、ケイ素含有
   化合物の粒子成長を促すことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の鉄鋼酸洗廃液中のケイー素含有化合物
   の除去方法。