JPS62254835A - 金属イオンの吸着剤用添加剤 - 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、工場等から排出される各種廃液等の中の有害
な金属イオン及び臭気を吸着して浄化し、また凍原等の
生活排水等の臭気を吸着する吸着剤を製造するために石
炭フライアッシュ等の主原料に添加する添加剤に関する
ものである。

従来の技術 従来、金属イオン及び臭気の吸着剤として活性炭が用い
られ、また金属イオンの吸着剤として合成ゼオライトが
用いられている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、活性炭及び合成ゼオライトは製造に手数を要し
、高価である。また活性炭は液中での吸着効率に劣る。

従って各種廃液や生活排水等の大量処理に用いるには膨
大な費用を要するので、処理されないまま排出され、湖
、川、海の汚染による公害の原因となっているのが現状
である。

そこで、本発明は、金属イオンや臭気を効率良く吸着す
ることができる吸着剤を簡単に製造することができ、コ
ストの低下を図ることができるようにした添加剤を提供
しようとするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の枝術的な手段は、
塩化アンモニウム、ｊｐ化カリウム、ｔＩＸ化マグネシ
ウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウ
ム、クエン酸及び塩化コバルトよりなり、塩化アンモニ
ウム及び塩化カリウムが混合されて粉末化され、塩化カ
リウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化カル
シウム、硫酸ナトリウム、クエン酸及び塩化コバルトが
混合されて粉末化されたものである。

そして主原料である石炭フライアッシュ１０００ｋｇと
セメント５０〜２００ｋｇに対し、塩化アンモニウム０
．０４〜０．０５％、塩化カリウム０．０７〜０．０９
５％、ｌｔ化マグネシウム０．０１５〜０．０２％、塩
化ナトリウム０．０１５〜０．０２％、塩化カルシウム
０．０１５〜０．０２％、硫酸ナトリウム０゜００１〜
０．００２％、クエン酸０．０００５〜０．００１％、
塩化コバルト０．０００１〜０．０００２％の配合比で
用いるもので、塩化アンモニウム０．０４〜０．０５％
及び塩化カリウム０．０５〜０．０７％を混合して粉末
化し、Ｊｉ！化カリウム０．０２〜０．０２５％、Ｊｉ
ｙ化マグネシウム０．０１５〜０．０２％、塩化ナトリ
ウム０．０１５〜０．０２％、塩化カルシウム０．０１
５〜０．０２％、硫酸ナトリウム０．００１〜０．００
２％、クエン酸０．０００５〜０．００１％及び塩化コ
バルト０．０００１−０．０００２％を混合して粉末化
している。

石炭フライアッシュとセメントの水溶法による混合によ
りセメントが液相の時にカルシウムイオン反応を活発に
させると共に、セメントの固化反応を阻害している高分
子化合物であるフミン酎等を塩化アンモニウム、硫酸ナ
トリウム、クエン酸と反応させて除去し、石炭フライア
ッシュの主成分である５ｉＯｚ、ＡＬｚＯｉ　、Ｍｇ０
２Ｋ　、　Ｎａの粒子とセメントのカルシウムとを反応
させてセメント本来の働きをさせる。塩化ナトリウム、
塩化カリウムの働きによりセメントのカルシウムイオン
に浸透性を与えることにより硬化体はセメント固化物と
逆の連続多孔体となる。このとき、塩化カルシウムをセ
メントと反応させることによりセメントの凝結時間を短
縮させることができ、カルシウムイオンと塩化マグネシ
ウムを反応させることによりセメントの収縮を防止する
ことができ、塩化コバルトを用いることにより上記各反
応を活発化させることができる。この連続多孔体の化学
組成は５ｉＯｚ５０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３１０〜３０％
、Ｍｇ０２〜３％、Ｃａ０１０〜２０％、Ｎａ５〜ｌＯ
％であって、Ｓｉｋ四面体の頂点の酸素原子を共有しな
がら三次元に連なり、孔径がＩＯＡ〜３００Ａで比表面
積がｌ　Ｏｍ’　／　ｇ　−１５ｍ’　／　ｇとなり、
この中の幾つかのＳｉがＡＩで置換されることにより一
１価の電荷を生じ、これを中和する形でＮａ−に＋、Ｃ
ａ＋等の陽イオンを内部に有するアルミケイ酸化合物と
なる。

ここで、塩化アンモニウムが０．０４％より少ないと各
成分が溶解し難く、０．０５％より多いと連続多孔体の
強度が低下する。塩化カリウムが０．０７％より少ない
とセメントのカルシウムイオンの浸透能力に劣り、０．
０９５％より多いと溶解し難いばかりでなく、カルシウ
ムイオンに浸透性を与える効果が向上しない。

塩化マグネシウムが０．０１５％より少ないと連続多孔
体に収縮クラックが発生し、０．０２％より多いと連続
多孔体が膨張する。塩化ナトリウムが０．０１５％より
少ないとセメントのカルシウムイオンの浸透能力に劣り
、０．０２％より多いと溶解し難いばかりでなく、カル
シウムイオンに浸透力を与える効果が向上しない、塩化
カルシウムが０．０１５％より少ないと、連続多孔一体
の強度を促進させることができず、０．０２％より多い
と破水現象により連続多孔体を破壊するおそれがある。

′ｆ＆酸ナトリウムが０．００１％より少ないとセメン
トを急速硬化させることができず、０．００２％より多
いとセメントの強度の長期安定性に劣る。クエン酸がｏ
、ｏｏｏｓ％より少ないと各成分が溶解し難く、ｏ、ｏ
ｏｉ％より多いと連続多孔体の強度が低下する。塩化コ
バルトがｏ、ｏｏ。

１％より少ないと各成分のイオン活動を活発にすること
ができず、０．０００２％より多いと効果が向−トしな
いばかりでなく、高価となる。

また主原料である石炭フライアッシュ中に含まれる５１
０２、Ａ１１０３の成分が不足する場合には粘土により
補充し、また連続多孔体としての強度を大きくする必要
がある場合には骨材として砂を用いればよく、この場合
、砂は石炭フライアッシュｌｏｏｏｋｇに対し、２０〜
４０％用いるのが望ましい。

作用 上記本発明の吸着剤用添加剤は石炭フライアッシュ、セ
メント等を主原料とし、ミクロ孔とマクロ孔による連続
多孔体に構成し、水、空気を良好に流通させることがで
き、しかも全体として空隙、即ち比表面積が大きく、Ｎ
ａ”　　、Ｋ＋、Ｃａ”等の陽イオンを電気的に捕捉し
ている吸着剤を製造することができる。而してこのよう
にして製造された吸着剤と接触している廃液等の中に含
まれている各種金属イオンが多数のミクロ孔、マクロ孔
に入り込み、電気的に捕捉されている陽イオンとイオン
交換されて吸、ｆｌされる。例えばＣａ”＋イオンを含
む溶液がＮａ＋イオンを電気的に捕捉している上記吸着
剤と接触した場合、下記の交換反応を示す。

２　Ａ　−＋　Ｎａ”　＋　Ｃａ”＋、Ｊ１ｚＣａ＋　
２　Ｎａまた廃液等の中の臭気も多数のミクロ孔、マク
ロ孔に入り込んで吸着される。

実施例 石炭フライアッシュ１０００ｋｇ、ポルトランドセメン
ト１２５ｋｇ、砂３００ｋｇに対し、塩化アンモニウム
４００ｇ、塩化カリウム９００ｇ、塩化マグネシウム１
７５　ｇ　、塩化ナトリウム１７５ｇ、上ｎ化カルシウ
ム１７５ｇ、硫酸ナトリウム１５ｇ、クエン酸７　、５
　ｇ　、　塩化コパル）１．５ｇの配合比となるように
して選定し、塩化アンモニウム４００ｇ及び塩化カリウ
ム６００ｇを混合して粉末化し、塩化カリウム３００ｇ
、塩化マグネシウム１７５ｇ１ｊｉ化ナトリウム１７５
ｇ、ｔｆｉ化カルシウム１７５ｇ、硫酸ナトリウム１５
ｇ、クエン酸７　、５　ｇ及び塩化コバル）１．５ｇを
混合して粉末化した。

上記配合比により次のようにして吸着剤を製造した。

石炭フライアッシュ１０００ｋｇと、混合して粉末化し
である塩化アンモニウム４００ｇ及び塩化カリウム６０
０ｇを水１５０文に溶解し、ミキサーで混合して２０℃
（５〜８０℃の間で適宜選択することができる）で乾燥
させ、石炭プライアッシュを中和させた。次に二次処理
として、上記−次処理後の石炭フライアッシュに砂３０
０ｋｇを加えて混合し、続いてポルトランドセメン）１
２５ｋｇを加えて混合した。続いて混合して粉末化しで
ある塩化カリウム３００ｇ、塩化マグネシウム１７５ｇ
、塩化ナトリウム１７５ｇ、ｔｊＢｂカルシウム１７５
ｇ、硫酸ナトリウム１５ｇ、クエン酸７．５ｇ及び塩化
コへル）１．５ｇを水１００文の中に溶解して水溶液に
し、この水溶液を上記混合中のミキサーの中にスプレー
により添加し、混合して８０″Ｃ（５〜８０’Ｃの間で
適宜選択することができ、温度を高くすることにより硬
化を促進ごせることができる）で乾燥させた。これによ
り連続多孔体を形成することができた。

このようにして製造する吸着剤は、二次処理時において
混合、乾燥した状態では、第１図に示すＸ線併用の電子
顕微鏡写真（４２００倍）に示す通りであり、これが第
２図に示す電子顕微鏡写真（１９０００倍）の成長過程
を経て。

第３図に示す電子ｍ微鏡写真（１９０００倍）で示す連
続多孔体となる。この連続多孔体を模式的に表わすと第
４図に示すようになり、この連続多孔体ｌは５ｉ０４四
面体の頂点の酸素原子を共有しながら三次元に連なって
おり、孔２（小）、３（大）の径が１０λ〜３０ＯＡで
あり、比表面積が１０〜１５ｍ″／ｇであった０石炭フ
ライアッシュの比表面積は０．９〜１　ｍ’　７ｇであ
るので、これを大幅に増大することができた。

次に上記実施例により製造した吸着剤により金属イオン
の吸着試験を行った例について説明する。

〔第１試験例〕 実験溶液（単位ＰＰＭ　） ｐ）１４．４５ Ｃｕ　　　　Ｚｎ　　　　Ａ　１２０３　　　Ｍｇ０２
４．３０　２１．９０　４５．２５　　１８．９０下部
に排出口を右し、上記吸着剤を収納した容器に上記実験
溶液を供給して排出口より排出し、吸着剤における吸着
交換量を測定した結果は下記の通りである。

吸着交換量 Ｃｕ　　　　Ｚｎ　　　ＡｌｚＯｉ　　Ｍｇ０３日　２
５２８　　１００１　　　　　　　　　４５２１４日　
９９１００　　３１９００　　６３９００　　１２２０
０上記１４日のＣｕ、　Ｚｎの吸着交換状態をＸ線併用
の電子顕微鏡により３００倍で撮影した写真をそれぞれ
第５図、第６図に示す。

〔第２試験例〕 実験溶液（単位ＰＰＭ　） Ｃｕ　　　　ＺｎＰ′。

１９．７３　　９．７７　　０．０３ 下部に排出口を有し１．上記吸着剤を収納した容器に上
記実験溶液を供給して排出口より排出し、別の容器によ
り受け、この出水成分を検出した結果は下記の通りであ
る。

出水成分 Ｃｕ　　　　Ｚｎ　　　　Ｐｂ ０．９Ｂ　　　０．８８　　０．００２これからも明ら
かなようにＣｕ、Ｚｎ、Ｐｂの液中に含まれる量は基準
値よりも低くなっている。

尚、上記吸着剤は上記試験例に示す金属イオン以外の金
属イオンをも吸着することができ。

その例として、Ｃａ、Ｍｎの吸着状態をＸ線併用の電子
顕微鏡により３００倍で撮影した写真をそれぞれ第７図
、第８図に示す。また上記各金属イオンを吸着した状態
の吸着剤の表面を電子顕微鏡により３００倍で撮影した
写真を第９因に示す。

発明の効果 以上型するに、本発明は、廃液等の中の金属イオン及び
臭気を効率良く吸着することができる吸着剤を石炭フラ
イアッシュ等の主原料と混合、乾燥するだけで容易に製
造することができるので、安価に提供することができ、
廃液等を従来の数十分の１の低コストで処理することが
でき、大量処理しなければ解決しなｌ、％湖、用、海の
公害防止に役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の添加剤により吸着剤を製造する途中で
、各成分を混合、乾燥した状態を示す４２００倍のｘ！
Ｉａ併用の電子顕微鏡写真、第２図はその成長過程を示
す１９０００倍の電子顕微鏡写真、第３図は成長後の吸
着剤を示す１９０００倍の電子顕微鏡写真、第４図はそ
の模式図、第５図乃至第８図はそれぞれ第３図及び第４
図に示す吸着剤により　Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｋｎを吸着
した状ｆｍを示す３００倍のｘｖＪ、併用の電子顕微鏡
写真、第９図はＣｕ、Ｚｎ、Ｃａ、　　Ｍｎを吸着した
吸着剤の表面を示す３００倍の電子顕微鏡写真である。 特許出願人　　株式会社田口研究所 、１−ｉｌ−・し 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第（３図 弔７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、
   塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、ク
   エン酸及び塩化コバルトよりなり、塩化アンモニウム及
   び塩化カリウムが混合されて粉末化され、塩化カリウム
   、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム
   、硫酸ナトリウム、クエン酸及び塩化コバルトが混合さ
   れて粉末化されていることを特徴とする金属イオン及び
   臭気の吸着剤用添加剤。