JPS60122087A - 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、鉄鋼酸洗廃液中のケイ素含有化合物の除去方
法に関するものである。

（発明の目的） 周知のように、近年の鉄鋼酸洗は塩酸酸洗が主流である
。この酸洗工程から発生する塩化鉄（■【）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、酸化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が望
まれている。

酸化鉄中のケイ素は、熱分解後の酸化鉄からの分離除去
は困難なので、塩化鉄（ＩＩ）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（ＩＩ）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。炉布や素焼
板を用いてＥ過する方法もあるが、ケイ酸コロイドが微
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Ｅ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） 本発明は鉄鋼酸洗廃液中のケイ素含有化合物を、表面積
の大きい吸着基体を充填したフィルター層で除去するの
に際し、二組性化合物（界面活性物質）を添加すること
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
方法である。

以下本発明についてさらに詳細に説明する。

水中のケイ部分についてはいくつかの文献が公表されて
いる。例えば椿科は日本化学会誌第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、酸性溶液中のケイ部分は、モノケイ酸、ケイ酸ポ
リマー、ケイ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、１’Ｌ、に、ｌ１ｅｒは、Ｃｏｒ
ｎｅｌｌ　ＵｎｉｖｅｒｃｉｔｙＰｒｅｓｓ　（］　９
５５　）　４３頁（Ｔｈｅ　Ｃｏ１１ｏｉｄ　Ｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ　ｏｆＳｉ　ｌ　ｉｃａ　ａｎｄ　５ｉｌｉ
ｃａｔｅｓ　）　ＶＣ、ケイ酸コロイドはシロキサン結
合（Ｓｉ−０−８ｉ）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部分は、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
ロイドまで重合が進み、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
覆わわ７ている。従って親水性の固体表面（金属又は金
属酸化物あるいは有極性の有機物質等）には容易に吸着
して安定化する。一方線水性の固体表面（例えば無極性
の有機物質等）には、本発明によるところの二組性化合
物（界面活性物質）の働きにより吸着する。つまり、疎
水性表面が二組性化合物によって速やかに親水され、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。

鉄鋼酸洗廃液中には、酸洗工程で添加される酸洗抑止剤
（有機化合物）およびその分解物が存在し、これらはす
でに二組性物質として働いているが、新たに二組性物質
を添加することで、疎水性表面の親水化が一層行なわれ
、ケイ酸コロイドの吸着量が多くなり、脱ケイ素効果が
向上する。

本発明に使用する二組性物質としては、親水性部分と疎
水性部分を有するものなら特に限定されることはないが
、高分子有機化合物を用いた場合には、疎水性表面の親
水化の他に、ケイ酸コロイドの凝集効果も期待できるの
で有効である。

高分子有機化合物としては非イオン性克たけカチオン性
の高分子、例えば、ポリアクリルアミド、ポリエチレン
オキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミ
ドの部分マンニッヒ化物、ポリアクリルアミドのホフマ
ン分解物ジアルキルアミノエチルメタアクリレート重合
物、ポリエチレンイミン等が好ましい。

廃液は強酸性であることから、アニオン性高分子化合物
は適当ではない。

二組性物質の添加量は、鉄鋼酸洗廃液（鉄分１００〜２
５０！ｊ／４ケイ素分１０〜１００ｍ９／Ａ　）Ｋ対し
、１０〜１１００ｐｐ使用するのが好ましい。

す々わち、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。酸
洗廃液をフィルター層に通過させる前に攪拌しながら、
二組性物質を加え、さらに攪拌を２時間以上続ける。フ
ィルター層上部からこの酸洗廃液を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１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１、Ｏ
〜１００　ｍ９／ｌ含有されていたケイ部分は、フィル
ター層通過後には４５〜６ｍ９／ｌにまで減少する。

さらに注入開始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１ｍ
３当たりの表面積にして１５０ｒｎ２以上であれば、か
なり高度に複雑な構造でも上述の条件（ｉ−満たす繊維
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％でＲ組径が約０．０５〜０５間のものが適
する。かかる基体を用いて吸着を行わせしめた場合に、
再生処理は甚々簡単である。

吸着基体の材質は、無機物質、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”ｃ　）ｔ　ｉ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、ボリグロビレン
糸等の成形体又は繊維は安価であり、その極性には無関
係に十分な吸着基体となる。

フィルター層を通過させる前に、酸洗廃液ヲ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
上濾せる（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。

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
吸着除去するに際し、二組性物質を添加することを特徴
とする。本発明は容易で安価な方法であるため、すでに
工業的規模で実施さべその効果を発揮している。

（実施例） 以下本発明の効果を実施例によって説明する。

実施例１ ポリ塩化ビニル製成形体（２５０ｎＭｒｎ’）１６ｏＪ
１７）ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）容器に５
０函高さまで充填したフィルター層を用意する。鉄鋼酸
洗廃液（鉄分１５０　ｇ／ｌ　１ケイ素分２５　ｍｙ／
１１　）を攪拌しながらポリアクリルアミドを２０　ｐ
ｐｍの濃度になるように添加し、さらに５時間攪拌全継
続した後、フィルター層の上部からこの廃液を注入する
。フィルター層通過後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と同様の操作を行ない、ポリエチレンイミンを
３０　ｐｐｍの濃度になるように添加した場合も実施例
１と同様の効果を示した。フィルター層通過後の廃液中
のケイ素濃度を表１に示した。

比較例１ 実施例１と同様のフィルター層に二組性化合物を添加し
ていない鉄鋼酸洗廃液を注入する。フィルター層通過後
の廃液中のケイ素濃度を第１表に示した。

手続補正書 昭和５８年ノ２月／　日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２０ｉｎ３０号 ２、発明の名称 鉄中酸洗廃液中のケイ素含■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丁目２番２０号福田ビル名
称　ケミライト工業株式会社 代表者　舌皮漂泊 ４、代　理　人　Ｔ１０５　電　（５０３）４Ｂ？７（
１）　明細書第４頁下から６行において。

「新水」とあるを。

「新水化」と訂正する。

（２）　同第６頁１０行において。

「開始」とあるを。

「開始後」と訂正する。

（３）　同第７頁３行において。

「条件を満たす繊維から・・・」とあるを。

「条件を満たす。繊維から・・・」と訂正する。

（４）　同第９頁１行、６行において。

「表１」とあるを− 「第１表」と訂正する。

（５）同第１０頁第１表における下から２行目において
− 「ポリエチレンイミン」とあるを。

「ポリエチレンイミン」と引止する。

手続補正書 昭和５９年７λ月２７日 特許庁長官　志賀　学殿 １、事件の表示 昭和５８年　特許願　第２０８２３０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Ｆｎビル名称
　ケミライ１−工業株式会社 代表者　舌皮　源治 ４、代理人 Ｔ１０５　Ｔ１１（５０；３）４８７７住所　東京都港
区西新橋１−１２−’ｌ　第１森ビル８階６　、７ｉｌ
Ｌ＋ｙ三の文Ｊ象 明細書の特許請求の範囲、発明の詳細な説明の榴７、補
正の内容 （１）特許請求の範囲を下記のように補正する。

「鉄鋼酸洗液中のケイ素含有化合物を表面積の大きい吸
着基体を充填したフィルター層で除去するに際し、二組
性化合物（界面活性物質）を添加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）明細書第２頁１２行において、「炉布や素焼板」
とあるを、「ケイ部分を凝槃させた連邦゛のン濾過機」
と訂正する。

（３）明細書第３頁３行において、「の」を削除する。

（４）明細書第３頁下から６行において、ｒ　ｕｎｉｖ
ｅｒｃｉｔｙＪとあるを、ｒｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪと
訂正する。

（５）明細書第４頁下から７行において、「親水され」
とあるを、「親水化され」と訂正する。

（６）明細書第５頁１２行において、「例えば、」の次
に［メタアクリル酸エステル」なる字句を挿入する。

（７）明細書第５頁下から７行乃至５行において。

［ポリアクリルアミド・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・重合物、」までを削除し、［イミダゾリフ、エ
ポキシアミン、ポリアクリル酸ソーダ」を加入する。

（８）明細書第６頁１０行において、「開始」の次に「
後」を挿入する− （９）明細書第６頁１１行において、「吸着」とあるを
、「除去」と訂正する。

（１０）明細書第６真下から７行において、「１ヶ月」
とあるを、「２〜３ヶ月」と訂正する。

（」１）明細書第７頁３行において、「満たす」とある
を、「満たす。」と訂正する。

（１２）明細書第７頁５行において、１〜５３０％」と
あるを、「〜９５％」と訂正する。

（１３）明細書第８頁下から４行において、「ポリアク
リルアミド」とあるを、［ジメチルアミノエチルメタア
クリレート」と訂正する。

（１４）明細シト第１０頁第１表における実施例１の横
桁において、「ポリアクリルアミド」とあるを、「ジメ
チルアミノエチルメタアクリレ−１・」と訂正する。

（１５）明細書第１０頁第１表における実施例２の横桁
において、「ポリエチレン力シン」とあるヲ、「ポリエ
チレンイミン」と■］正する。

５千ｑげＪネ市ｊＪ三１予： 昭和６０年１−月／６日 特許庁長官　志賀　学殿 １、事件の表示 昭和５８年　特許願　第２０８２３０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　福山ビル名称　
ケミライ１〜工業株式会社 代表者　古川　源冶 ４、代理人 （３，補Ｉｒ−，の対象 明細ｒトの発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第５頁下から７行乃至５行において。

「イミダゾリフｊ　（昭和５９年１２月２７日付手続補
正書の補正の内容第７項における訂正箇所）とあるを、
「イミダシリン」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄鋼酸洗廃液中のケイ素含有化合物を表面積の大きい吸
   着基体を充填したフィルター層で除去するのに際し、二
   親性化合物（界面活性物質）を添加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。