JPS6022933A - ホウ素の吸着処理方法 - Google Patents

ホウ素の吸着処理方法

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JPS6022933A
JPS6022933A JP58129150A JP12915083A JPS6022933A JP S6022933 A JPS6022933 A JP S6022933A JP 58129150 A JP58129150 A JP 58129150A JP 12915083 A JP12915083 A JP 12915083A JP S6022933 A JPS6022933 A JP S6022933A
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resin
boron
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alkaline solution
partially
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Tomohiko Yoshikawa
吉川 友彦
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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】 本発明はスチレン系共重合体を樹脂母体とするホウ素選
択吸着樹脂を用いて、硬度成分および/又は重金属成分
を含有する溶液中のホウ素の吸着処理或は、高温溶液中
のホウ素の吸着処理において安定した処理操作を行なう
ための該樹脂の再生方法に関するものである。
ホウ素は天然に広く分布し、植物の成育にとって必須の
元素であ゛るが、過剰に存在すると植物の成長に悪影響
を及ばずことも知られている。
従ってホウ素を含有す之地下水や地熱水、石炭火力発電
所の廃水等をかんがい用水等に利用す−る珈合には極力
ホウ素濃度を低く抑える必要がある。また、海水中に溶
存するマグネシウムを原料とするマグネシウム製錬分野
においても、そこに存在するホウ素は製品に対し種々の
悪影響を及ぼすためマグネシウム溶液中のホウ素除去も
必要である。一般に、これらの塩類が共存する溶液とか
アルカリ性の溶液から石ホウ素の吸着処理においては、
強塩基性および弱塩基性のアニオン交換樹脂では、ホウ
素に対する選択吸着能に乏しく実用にi(え得ない。
近年これらの溶液からホウ素を選択的に吸着処理する目
的で、スチレン系共重合体の樹脂母体に下記の一般式(
1)で表わされるアミンにより官能基を導入したホウ素
選択 式中、D==/〜6(整数) Rは一0H2−←0H(OI()→丁0H20I(又は
アルキル基を表わす。但し、 m =0−yA (整数
)である。
吸着樹脂が開発され、これまでにこの種のものとしてダ
イヤイオン0RBO2(三菱化成工業■製、商品名)、
アン六−ライト工、RA−,7ψ311(米ロームアン
ドハース社製、商品名)が市販されている。これらは倒
れもホウ素に対し、極めて秀れた選択吸着能を示す樹脂
であゐが、石炭火力発電所の廃水や海水から採取した塩
化マグネシウム溶液中に含まれるホウ素除去のように、
溶液中にカルシウム、マグネシウム等の硬度成分および
/又は鉄、ニッケル等の重金属成分が存在する場合に、
これらの樹脂をアルカリ溶液で再生して、遊離アミン形
として用いると硬度成分等の水酸化物の沈澱が生じ、樹
脂性能を低下させたり、樹脂層がブロッキングして固ま
るという問題がある更にこれらの樹脂を用いて、地熱発
電所の排水の如き、高温のホウ素含有液を処理すると官
能基の熱劣化が起こり、吸着性能が経時的に低下すると
いう問題もある。
本発明者等は、このようなスチレン系共重合体の樹脂母
体に上記の一般式(1)で表わされる二級アミンによシ
官能基アミンを導入して得られるホウ素選択吸着樹脂を
用いて溶液中のホウ素を吸着処理する際に生ずるこれら
の問題を解決すべく鋭意検討した結果、上記ホウ素選択
吸着樹脂の官能基アミン中に、樹脂母体にアミンを反応
させる過程で生ずる塩基度の高い中性塩分解能を示す部
分が存在し、これが硬度成分および/又は重金属成分を
含む溶液中のホウ素吸着処理の際に、これらの水酸化物
沈澱生成に関与していることを見い出した。すなわち該
樹脂の充填床を用いて、ホウ素吸着処理を行った後、酸
で樹脂からホウ素を溶離し、次いで水洗し、アルカリに
よる樹脂の再生を行うが、その際、該樹脂の官能基アミ
ン中塩基度の高い中性塩分解能を示す部分は、塩基度の
低い酸吸収能力しか示さない部分に比ベアルカリ溶液に
よる再生がされ難く、再生速度に差異があるので、か\
る差異を利用して、再生する際該樹脂の官能基アミン中
の塩基度の低い部分を実質的に再生するのに足りる量の
アルカリ溶液と該樹脂を接触させ、塩基度の高い中性塩
分解能を示す部分を再生せずに、酸もしくけ、塩負荷形
として残し、このように再生した樹脂により、硬度成分
および/又は重金属成分を含有する溶液中のホウ素の吸
着処理を行うとこれら硬度成分等の水酸化物の生成が無
く、安定したホウ素の吸着処理を行いうることを見出し
た。更に又、該樹脂中の官能基アミン中の塩基度の高い
、中性塩分解能を示す部分と塩基度の低い酸吸着能しか
示さない部分は、遊離アミン形に於て熱安定性に差があ
り、塩基度の高い部分はaoC以上で実質的に熱分解が
起こるが他方、塩基度の低い部分は/ 00’l::以
上でも安定である。ところが塩基度の高い部分を上記の
ように再生せずに酸もしくは塩負荷形とすると熱安定性
が向上し、100C以上でも実質的に使用に耐えること
が判明した。
本発明は、か\る新規な知見に基づいて達成されたもの
であり、スチレン系共重合体を樹脂母体とするホウ素選
択吸着樹脂による溶液中のホウ素の吸着処理の安定した
処理操作を行う方法を提供するものである。
以下本発明について詳細に説明する。
本発明で用いられるホウ素選択吸着樹脂とは、スチレン
とジビニルベンゼン等の架橋剤で共重合させたも・のを
クロロメチルメチルエーテル等でハロメチル化した樹脂
母体を、下記一般式(Dで示される二級アミンでアミン
化して得られるものである。
式中、n=/−6(整数)、Rけアルキル基又は−an
、−f−C!J((OH)8m 0H20Hを表わす。
但し、rn=0−6(整数)である。
か\る二級アミンとしては、N−メチル−D−グルカミ
ン、N−エチル−D−グルカミン% N−メチルーD−
ガラクタミン、N−メチル−D−マンノサミン、ジ−t
−7ラビチルアミン等が挙げられる。
アミノ化反応は、通常実施されている方法によって行わ
れる。例えば、ハロメチル化した樹脂母体をジオキサン
、アセトンメチルエチルケトン、クロロホルム、ジクロ
ルエタン等の適癌な溶媒の存在下1.20−/θOCの
温度でλ〜、20時間アミンと反応させればよい。
又、スチレン系共重合体からなる樹脂母体は、いわゆる
ゲル型でもハイポーラス型でもよい。
これらのホウ素選択吸着樹脂の官能基アミンをアルカリ
溶液で部分的に再生して遊離形にするが、その割合は樹
脂中の塩基度の高い中性塩分解能を示すアミン部分の割
合によって異なる。
そして、その割合は、ハロアルキル化した樹脂母体と二
級アミンを反応させる条件によって異なるので、画一的
に定めることは出来ないが。
予じめ測定した樹脂の中性塩分解容量と処理される硬度
成分および/又は重金属成分とホウ素を含有する溶液中
の硬度成分等の種類、濃度、更には溶液の処理流速、処
理温度を考慮して定められる。通常は樹脂の総交換容量
を測定し、アミンに対しjO〜りo4好ましくは、10
〜rst4の再生率で十分である。
また、部分的に再生す°るために使用されるアルカリ溶
液としては、苛性ソーダ、苛性カリのようなアルカリ金
属水酸化物或はアンモニア等C水溶液が用いられる。
本発明方法に於て、該樹脂を部分的に再生するがそのた
めには樹脂とアルカリ溶液が均一に接触することが必要
であり該樹脂の充填床を流動状態として部分的に再生す
ることが必要である。部分的に再生する方法としては、
充填床の上部に充填床の樹脂を部分的に再生状態とする
量のアルカリ溶液を導入して滞留させ、次いで充填床下
部から空気等の気体を導入して全体を均一に混合して該
樹脂とアルカリ溶液を接触させる方法や、充填床の下部
から空気等の気体と所定量のアルカリ溶液を一緒に導入
して全体を流動させて、該樹脂とアルカリ溶液を接触さ
せる方法が挙げられる。また充填床の下部から所定量の
アルカリ溶液を希釈して導入し、充填床を逆洗展開で流
動させながら該樹脂とアルカリ溶液を接触させる方法が
ある。
成分を含む溶液中のホウ素の吸着処理を行うと処理液中
での硬度成分の水酸化物の沈澱生成を防止できるばかり
でなく、高温水中のホウ素吸着処理においても官能基ア
ミンの熱安定性が高く保たれ、長期間に亘って安定した
ホウ素吸着処理能力を示す。
以下に実施例によシ本発明をさらに具体的に説明するが
、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限
定されるものではない。
実施例1 ホウ素選択吸着樹脂ダイヤイオン0RBO27000m
のジャケット付ガラスカラムに充填し、これ−にj%塩
酸/ 000 atをSVjで流し、次いで脱塩水で押
出水洗を行なったのちカラム内の水面を樹脂充填床の上
部10t−IrLになるようから、同じくカラム下部か
らj%苛性ソーダ≠20 dをEIV/で導入して樹脂
層を均一に部分的に再生した後、脱塩水で洗浄した。こ
れによシ再生率70%の部分再生樹脂が得られた。
次にカラムジャケットに60cの温水を循環させてカラ
ム内温度を6oCに保ち、これにホrr展 つ酸1.コタff/1(22jμ挿B換算)、塩化ナト
リウム/、jf/l、硫酸ナトリウムO9りfP/ t
、フッ化ナトリウムo、o3y7t、硫酸マグネシウム
o、3y/ls塩化カルシウム!、311/lを含むp
Ht、0(D溶液を流速SV’/iで通液してホウ素の
吸着処理を行なった。この時カラムから流出する処理液
中のホウ素濃度をカーイン酸比色法で測定した所、処理
液xt’y、1Bed Volume (以下BVと略
す)までは処理液中のホウ素濃度が0−/ FGm (
B換算)以下でその後徐々にホウ素の漏出が起こり、処
理液中のホウ素濃度がt !raw (B換算)になる
までの処理液量はir、3Bvであった。この時の処理
液のホウ素の漏出が始まる所からpHが低下し、原液p
Hに近ずく傾向にあった。との時処理液中での硬度成分
の水酸化物の沈澱は全くみられ(B換′M、)となった
時点で通液を停止し、吸着したホウ素を酸で溶離し、引
き続き押出・水洗を行なって再び上記のバブリングによ
る樹脂の部分再生を行なってから次回のホウ素吸着処理
を行なった。
以上の工程を30回繰り返しても処理液中および樹脂充
填床内での硬度成分の沈澱は全くみられず、ホウ素吸着
処理量も変化せず安定した処理操作を行うことが出来た
実施例コ 実施例1と全く同一の装置に、同一の樹脂を充填し、同
様の方法で部分再生形とした樹脂のカラムジャケットに
rOCの温水を循環してカウムo、1y7t、硫酸ナト
リウムo、zy7tを含むpH3,0の溶液を流速8v
20で通液してホウ素の吸着処理を行なった。この時カ
ラムから流出する処理液中のホウ素の分析は実施例1P
Pだ 起こり、処理液中のホウ素濃度が/ Wlrd (B換
した時点で通液を停止し、吸着したホウ素を酸で溶離し
、脱塩水で押出水洗を行なった後再びバブリングにより
樹脂の部分再生を行なって次回のホウ素吸着処理を行な
った。
以上の工程を50回繰り返しても樹脂のホウ素吸着能に
何らの変化もみられず、安定した処理を行うことが出来
た。
比較例1 実施例コで用いた装置と樹脂をそのまま用い。
同一カラム内でj%塩酸lO100Q′Ir:sv−で
流し、樹脂に吸着しているホウ素を溶離後、脱塩水で押
出・水洗を行ない、3%苛性ソーダα上まで水抜きをし
た後、カラム下部よシ空気を導入して30分間樹脂層バ
ブリングし、樹脂を沈静化した後カラムジャケットにt
OCの温水を通してカラム内温度を6θCに保ち、これ
に実施例1で用いたホウ素含有溶液と同一のものを5v
isで通した。この時の処理液のpHとホウ素の破過曲
線を第1図に破線で示す。この場合通液開始当初処理液
pHがlコとなシ原液の硬度成分に由来する水酸化物の
沈澱が処理液中にみられた。次いで吸着処理終了後カラ
ム内の樹脂を取り出した所゛、樹脂に同様の水酸化物の
沈澱が付着し、樹脂はブロッキングして固まっていた。
比較例λ 実施例1で用いた装置にダイヤイオン0RB0コ(三菱
化成工業■製、商品名)を遊離形で1oood採り、カ
ラムに充填し、これにj%L5、次いでカラムジャケッ
トにrOC・温水を循環し、カラム内温度をroCに保
ち実施例λと同一のホウ素含有原液を日V、20で通液
してホウ素の吸着処理を行ない、カラムからの処理PP
汽 液中のホウ素濃度がlθ7’dll (B換算)となっ
た時点で通液を停止し、再び上記の方法でホウ素の溶離
と再生を行なってからホウ素の吸着処理を行なうという
工程を50回繰り返して行なった。この方法では樹脂中
の塩基度の高い熱安定性に乏しい部分までアルカリ溶液
により再生され遊離形となるため繰り返しの回収が増す
につれ、徐々にホウ素吸着処理能力の低下がみらPP洛 れ、処理液中へのホウ素の漏出量が/ 71r4 (B
換算)となるまでの処理液量で比較するとjO回目のそ
れは1回目と比較してL!%の低下であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ホウ素選択吸着樹脂によるホウ素吸着処理に
おける処理液のpH値とホウ素の破過曲線を示すもので
あり、横軸は処理液量(BV)を、縦軸(右)Fi処理
液C1PH値を、rF声 同(左)は処理液のホウ素濃度(!lガ;B換算)を表
わす。 出 願 人 三菱化成工業株式会社 代 理 人 弁理士 要否用 − (ほか1名)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スチレン系共重合体をノ・ロアルキル化した樹脂
    母体を下記一般式(1) 式中n=/%4(整数)、Rは一〇Hz −−(−OH
    (OH)→冗OH,OH又はアルキル基を表わす。但し
    1.n=o−g(整数)である。 で表わされるアミンでアミン化して得られるホウ素選択
    吸着樹脂から成る充填床を用いてホウ素含有溶液からホ
    ウ素を吸着処理するに際し該樹脂に吸着されたホウ素を
    酸で溶離した後、該樹脂の充填床を流動状態に維持しつ
    つ、これに充填床を部分的に遊離形とする量のアルカリ
    溶液を接触させ、該樹脂のアミンを部分的に再生して遊
    離形とした後、吸着処理に供することを特徴″とするホ
    ウ素の吸着処理方法。
  2. (2)該樹脂の充填床を流動状態として部分的に遊離形
    にするに当り、充填床に導入するアルカリの量を該樹脂
    構法のアミンのjO〜り0チとすることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の方法。
  3. (3)該樹脂の充填床の上部に充填床を部分的に遊離形
    とする酸のアルカリ性溶液を入れ、充填床下部から気体
    を導入して充填床を流動状態として該樹脂とアルカリ溶
    液の接触を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
  4. (4)該樹脂の充填床の下部から、気体と充填床を部分
    的に遊離形とする量のアルカリ性溶液を導入し、充填床
    を流動状態として該樹脂とアルカリ性溶液の接触を行な
    うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
  5. (5)該樹脂の充填床の下部から充填床を部分的に遊離
    形とする量のアルカリ性溶液を導入し、充填床を流動状
    態にして該樹脂とアルカリ性溶液の接触を行なうことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。。
  6. (6) ホウ素と硬度成分および/又は重金属成分を含
    む溶液を部分的に遊離形とした該樹脂の充填床で処理す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
  7. (7) ホウ素を含む溶液の温度がμoC以上であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP58129150A 1983-07-15 1983-07-15 ホウ素の吸着処理方法 Granted JPS6022933A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2844509A1 (fr) * 2002-09-12 2004-03-19 Gervais Danone Sa Procede d'appauvrissement en bore d'une eau minerale naturelle
WO2006110574A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-19 Dow Global Technologies Inc. Alkaline regeneration of n-methyl-d-glucamine functional resins

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AU2006235251B2 (en) * 2005-04-08 2010-08-19 Dow Global Technologies Inc. Alkaline regeneration of N-Methyl-D-glucamine functional resins
US7811457B2 (en) 2005-04-08 2010-10-12 Dow Global Technologies Inc. Alkaline regeneration of N-methyl-D-glucamine functional resins

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