WO2005087664A1 - ハイドロタルサイト様物質およびその製造方法、ならびに有害物質の固定化方法 - Google Patents
ハイドロタルサイト様物質およびその製造方法、ならびに有害物質の固定化方法 Download PDFInfo
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-
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- C01P2004/60—Particles characterised by their size
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Definitions
- the present invention relates to a hydrated talcite-like substance and a method for producing the same, and a method for fixing harmful substances.
- Hydrate talcite which is a kind of naturally occurring layered clay mineral, has a main skeleton of a naturally occurring element, such as magnesium and aluminum, which is an abundant element of hydroxyl. Since synthesis can also be performed relatively easily, various synthesis methods have been disclosed.
- Patent Literature 1 discloses a method of producing talcite in a water solvent using magnesium hydroxide as a magnesium source
- Patent Literature 2 discloses a method of producing magnesium ion in an aqueous solution in the presence of an alkali. A method for reacting with aluminum ions is disclosed.
- hydrated talcite has an anion exchange action. If this anion exchange action can fix arsenic, fluorine, boron, selenium, hexavalent chromium, nitrite ions, and other anionic harmful substances, the safety of waste can be improved.
- Technology and detoxifying environmental improvement technologies are expected to contribute to improving the quality of contaminated water, preventing elution of harmful substances, improving soil, and promoting the stabilization of harmful substances at waste disposal sites.
- the conventional highly crystalline hide-mouthed talcite products use ion exchange with a target anion in a usual method in order to preferentially exchange ions with carbon dioxide in air or carbonate ions in water. Without this, the effect expected in fixing anionic harmful substances was not obtained. It is considered that the reason for this is that the highly crystalline hydrated talcite produced by the conventional technique has large crystals and low anion exchange performance.
- Patent Document 1 JP-A-6-329410
- Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-26418
- the present invention provides a talcite-like substance, a method for producing the same, and a method for producing the same, and a method for immobilizing harmful substances, which has a high anion adsorption effect and exchanges ions with a target anion.
- the aim is to provide a method.
- the hydrated talcite-like substance of the present invention is synthesized by mixing an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions and an alkaline solution containing alkali, and removing or neutralizing water without aging. And a crystallite size of 20 nm or less.
- the hydrated talcite-like substance of the present invention is characterized in that the average crystallite size is lOnm or less.
- the hydrated talcite-like substance of the present invention is characterized in that the bottom surface spacing is 0.85 nm or more for nitric acid type and 0.78 nm or more for carbonate type and chlorine type.
- the hydrated talcite-like substance of the present invention is characterized in that anions can be simultaneously adsorbed or ion-exchangeable with anions in the presence of carbonate ions.
- an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions and an alkaline solution containing an alkali are mixed to synthesize a talcite-like substance at a mouth and then ripened. Characterized by removing or neutralizing water without
- the method for producing a hydrated talcite-like substance of the present invention is characterized in that the molar ratio of the aluminum ion and the magnesium ion is in the range of 1: 5-1: 2.
- the method for producing a hydrated talcite-like substance of the present invention is characterized in that it contains an aluminum compound or a Z and magnesium compound dissolved in the acidic solution.
- the method for producing a talcite-like substance having a mouth opening according to the present invention is characterized in that, as an aluminum source of the aluminum ions, alumina, sodium aluminate, aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum nitrate, bauxite, and alumina production residue from bauxite And one or more of aluminum sludges are used.
- the magnesium source of magnesium ion may be a mixture of bunoleite, magnesium salt, magnesium hydroxide, magnetite, and a fired product of magnesite. It is characterized by using one or more forces.
- the method for producing a hydrated talcite-like substance of the present invention is characterized in that, as the alkali, at least one of sodium hydroxide, calcium hydroxide, lime, and a cement solidifying material is used. I do.
- the method for producing a hydrated talcite-like substance of the present invention is characterized in that the acidic solution and the alkaline solution do not contain carbonate ions.
- the method for producing a hydrated talcite-like substance of the present invention is characterized in that the acidic solution and the alkaline solution are mixed at 100 ° C or less.
- the method for immobilizing harmful substances of the present invention comprises mixing an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions and an alkaline solution containing alkali to synthesize a hydrated talcite-like substance and then performing ripening without aging. It is characterized in that a hydrated talcite-like substance obtained by removing or neutralizing water is added so as to be directly synthesized at a target position.
- the method for immobilizing a harmful substance according to the present invention is characterized in that the alkali is added to the object, and then the talcite-like substance with a wide mouth is added.
- the method for immobilizing harmful substances of the present invention is characterized in that an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions is added to an object while being mixed with an alkali.
- the method for immobilizing a harmful substance of the present invention is characterized in that the molar ratio of the aluminum ion to the magnesium ion is in the range of 1: 5-1: 2.
- the method for immobilizing a harmful substance of the present invention is characterized in that the method includes an aluminum compound or a Z and magnesium compound that is not dissolved in the acidic solution.
- the method for immobilizing a harmful substance according to the present invention is characterized in that alumina, sodium aluminate, aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum nitrate are used as the aluminum source of the aluminum ion. It is characterized by using at least one of yum, bauxite, alumina production residue from bauxite, and aluminum sludge.
- the magnesium source of the magnesium ion one of baked products of bunoleite, magnesium salt, magnesium hydroxide, magnesite and magnesite is used. It is characterized by using the above.
- the method for immobilizing harmful substances of the present invention is characterized in that as the alkali, one or more of sodium hydroxide, calcium hydroxide, lime, and cement solidifying material are used.
- One of the harmful substance fixing methods of the present invention is to use zeolite or Z and bentonite in combination.
- the object is contaminated soil contaminated with harmful substances, contaminated water or waste containing harmful substances, leachate thereof, and the like.
- the above-mentioned talcite-like substance at the mouth is added together with zeolite or Z and bentonite to contaminated soil contaminated with the harmful substance or waste containing the harmful substance.
- the method for fixing harmful substances as one of the present invention is characterized in that the contaminated soil is covered with one layer of a filter of zeolite or Z and bentonite and one layer of the filter of the talcite-like substance at the hydration opening. .
- the adsorbent of the present invention is further characterized in that zeolite or bentonite is used in combination as an active ingredient.
- the anion can be ion-exchanged with a target anion having a high anion adsorption effect.
- a hydrated talcite-like material of the present invention According to the method for producing a hydrated talcite-like material of the present invention, a hydrated talcite-like material having small crystals, large bottom spacing, low anion selectivity, and excellent anion exchange performance is obtained. Can be manufactured.
- the talcite-like substance at the mouth can be ion-exchanged with a target anion to immobilize the harmful substance.
- the target anion and ion can be exchanged and adsorb harmful substances.
- the talcite-like substance at the mouth of the present invention undergoes ion exchange with the intended anion to adsorb harmful substances. , Can be fixed.
- FIG. 1 is an XRD pattern showing the result of X-ray diffraction measurement of an example.
- FIG. 2 is an XRD pattern showing the results of X-ray diffraction measurement of an example and a comparative example. This embodiment is a situation in which the ripening is slightly advanced in the embodiment of FIG.
- FIG. 3 is a graph showing the results of an adsorption test performed on a mixed solution of various anions using the talcite-like substance at the mouth according to the example.
- FIG. 4 is a graph showing the results of a chromium ion adsorption test performed using the hydrated talcite-like substance according to the example and the hydrated talcite-like substance of another company.
- FIG. 5 is a graph showing the results of a boron ion adsorption test performed using the hydrated talcite-like substance according to the example and the hydrated talcite-like substance of another company.
- FIG. 6 is a graph showing the results of a fluorine ion adsorption test performed using the hydrated talc-like material according to the example and the hydrated talc-like material of another company.
- FIG. 7 is a graph showing experimental results showing whether or not there is a force that causes a difference in boron adsorption performance depending on the presence or absence of carbonic acid.
- the temperature condition for maintaining the temperature at 80 ° C. or lower in all the steps is not limited to this, and may be about 100 ° C. or lower.
- an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions is prepared in order to produce the talcite-like substance of the present invention.
- aluminum ions are produced in water. It is not limited to a specific substance as long as it forms.
- alumina, sodium aluminate, aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum nitrate, bauxite, alumina production residue from bauxite, aluminum sludge, etc. can be used.
- These aluminum sources may be used alone or in combination of two or more.
- the magnesium source of magnesium ions is not limited to a specific substance as long as it generates magnesium ions in water.
- bluesite, magnesium chloride, magnesium hydroxide, magnesite, and calcined magnesite can be used. These magnesium sources may be used alone or in combination of two or more.
- the aluminum compound as the aluminum source and the magnesium compound as the magnesium source do not need to be completely dissolved as long as aluminum ions and magnesium ions are present in the acidic solution. Therefore, even if it does not dissolve in an acidic solution, and contains an aluminum compound or Z and a magnesium compound, it is possible to produce talcite and talcite without any problem.
- the general formula of hydrated talcite composed of aluminum ions and magnesium ions is Mg 2+ ⁇ ( ⁇ ⁇ — is ⁇ ⁇ -on), and is a highly crystalline hydrated talcite.
- nitric acid or hydrochloric acid it is preferable to use nitric acid or hydrochloric acid to make the solution acidic.
- the acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions is mixed with an alkaline solution containing alkali metal.
- the alkaline solution has a ⁇ of 8-11.
- a crystallite size is reduced and a hydrated talcite-like substance is quickly produced.
- Hyde mouth tarsai Due to the small crystallite size of the g-like material, the solution becomes colloidal upon mixing.
- the alkali contained in the alkaline solution is not limited to a specific substance as long as the aqueous solution is made alkaline.
- sodium hydroxide, calcium hydroxide, lime, a cement solidifying material, and the like can be used.
- sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, aqueous ammonia, sodium borate, lithium borate, and the like can be used. These alkalis may be used alone or in combination of two or more.
- to remove or neutralize water without aging means to immediately remove or neutralize water without time after mixing of an acidic solution and an alkaline solution. It is.
- a conventional method such as suction filtration, centrifugation, or separation of a supernatant can be used.
- the hydrated talcite-like substance becomes almost neutral.
- the talcite-like substance at the mouth immediately after the removal of water is in a gel state, but may be further dried to a powder state. Although the gel-like material from which only water was removed and the powder-like material after drying were obtained, the anion adsorption effect was high even if the slippage was low.
- the talcite-like substance at the mouth after removing moisture may be washed to ensure that the ripening is not performed. It should be noted that the talcite-like substance is ripened only in an alkaline solution. As described above, by not performing ripening, it is possible to produce a hydrated talcite-like substance having a small crystallite size that does not allow crystals of the hydrated talcite-like substance to grow. That is, it is possible to suppress or control crystal growth.
- the hydrated talcite-like substance of the present invention thus obtained has a crystallite size of 20 nm or less and an average crystallite size of lOnm.
- the hydrated talcite-like substance of the present invention has a crystallite size of 20 nm. Or less and the average crystallite size is less than lOnm, and has high anion exchange performance.
- the average crystallite size of the hydrated talcite-like substance of the present invention is reduced to lOnm or less, and the interval between the bottom surfaces is 0.1 ⁇ m. It can be 85 nm or more, and 0.78 nm or more for carbonate type and chlorine type.
- FIG. 1 shows the results of the X-ray diffraction measurement of the talcite-like material with a hydrated mouth actually obtained in this example.
- Table 1 shows the crystallite sizes obtained by these methods using the Shierrer method.
- bottom spacing is a term used in crystallography and mineralogy, and in the case of a plate-like crystal, refers to a crystal unit thickness or a period perpendicular to the plate surface.
- the hydrated talcite-like substance of the present invention is obtained by mixing an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions and an alkaline solution containing alkalis without aging. It is synthesized by removing or neutralizing water, the crystallite size is 20 nm or less, the total surface area of the crystals increases, and as a result, the anion exchange performance is excellent.
- an acidic solution containing aluminum ions and magnesium ions and an alkaline solution containing alkali are mixed to synthesize a hydrotalcite-like substance, and then aging is performed. It removes or neutralizes water without the need for crystal growth by ripening, and allows the production of a talcite-like substance having a small crystallite size and a large bottom spacing without ripening. Since the crystallite size is 20 nm or less and the average crystallite size is as small as 1 Onm or less, the total surface area of the crystals increases, and the talcite-like material at the mouth obtained by the method of the present invention has an anion exchange performance. Will be excellent.
- a material port is advantageously provided in terms of a material balance without wasting the aluminum source and the magnesium source. Talcite-like substances can be produced.
- the aluminum source of the aluminum ions any one or more of alumina, sodium aluminate, aluminum hydroxide, aluminum chloride, aluminum nitrate, bauxite, alumina production residue from bauxite, and aluminum sludge may be used. Good.
- a magnesium source of the magnesium ion any one or more of bluesite, magnesium chloride, magnesium hydroxide, magnesite, and a calcined product of magnesite may be used.
- the alkali any one or more of sodium hydroxide, calcium hydroxide, lime, and cement solidifying material may be used. Therefore, it is possible to produce the hydrated talcite-like substance very inexpensively using inexpensive raw materials. If waste is used as a raw material, resources can be effectively used.
- Hyde port hydrotalcite-like materials of the present embodiment is a wide and stable region 2.
- 5- 12 for P H Nitric acid type, carbonate type, hydrochloric acid type, type or sulfuric, to use Depending on the type of acid The ability to produce different types of hydrated talcite-like materials The basic ion exchange performance tends to be the same.
- FIG. 2 shows the results of X-ray diffraction measurement of the talcite-like substance according to the present example and a commercial product as a comparative example.
- the comparative example many peaks of impurities were observed particularly at 30-60 °, whereas the talcite-like material at the mouth of the present example was found to be such as salted liquor by X-ray diffraction. Characteristically, there are almost no impurity peaks. From this, it is understood that the hide-mouthed talcite-like substance of this example has few impurities!
- the hydrosite-like substance produced by the method for producing a hydrated talcite-like substance of the present invention can have almost constant quality irrespective of the type of aluminum source and magnesium source used. Has been confirmed. This is because, because ripening is not performed, the amount of impurities mixed in during crystal growth is reduced as shown in the above data, and impurities in the solution are removed together with water when separating water. Probably because it is separated from site-like substances.
- Figure 3 shows 100 ml of a mixed solution prepared so that the concentration of various anions (F: fluorine, B: boron, Cr: chromium, Se: selenium, As: arsenic) was adjusted to ImmolZL.
- a powder sample lg of the nodule-like talcite-like substance prepared in the example was added, and the mixture was stirred for 10 minutes with a magnetic stirrer, and then subjected to a series of treatments. It is a result measured by a spectrophotometer and ICP. The concentration before treatment is shown on the left and the concentration after treatment is shown on the right for each anion.
- FIG. 4 is a graph showing the results of performing a series of processes of filtering with stirring with a magnetic stirrer. The horizontal axis of each graph is the stirring time, and the vertical axis is the concentration (ppm) in Figs. 4 (a), 5 (a) and 6 (a), and Fig. 4 (b) and Fig. 5 ( b) and Fig. 6 (b) are the adsorption rates (%).
- the product of another company X is hardly adsorbed even when the stirring time is 60 minutes, and the product Y of another company has an adsorption rate of 7% at the stirring time of 60 minutes.
- the talcite-like substance at the mouth of the present example was almost 47% at a stirring time of 1 minute, and 10%. Within 60 minutes, it showed an adsorption rate of 60% or more and 60 minutes at 92.2%.
- the product X of the competitor X had an adsorption rate of 0% with a stirring time of 60 minutes, and the product Y of the competitor Y had an adsorption rate of 30.1% with a stirring time of 60 minutes.
- the hide-mouthed talcite-like substance showed an adsorption rate of about 79.1% at a stirring time of 60 minutes.
- the talcite-like substance in the present embodiment has a remarkable ion selection property for all anions containing boron ions as compared with the conventional commercially available hydrated talcite products. It has been proved that there is an adsorption effect beyond the property. This is thought to be due to the synergistic effect of the two conditions, that the crystallites of the present talcite-like material are nano-sized and small, and that the bottom spacing is large. It will not be considered if performance is obtained.
- Table 3 shows the results of water quality analysis of wastewater actually used as a sample.
- the concentration of boron in the wastewater is 130 mgZL, and the concentration of total carbonic acid is 62 mgZL.
- the diluted wastewater was acidified to pH 2 and degassed for 10 minutes to remove carbonic acid.
- the other sample don't let it go! / ,.
- FIG. 7 shows a graph of the results in Table 4 above. As shown in Table 4 and Fig. 7, there was no significant difference in the adsorption performance of boron with or without the removal of carbonic acid. This demonstrated that the presence or absence of carbonic acid did not affect the adsorption performance of the talcite-like substance at the mouth.
- the talcite-like substance dispersed in water is slurried such as by dispersing it in water, and is extruded by hand, a pressure pump or other means toward an object containing the target harmful substance.
- a pressure pump or other means toward an object containing the target harmful substance use.
- dry powdery talcite-like substance should be extruded by hand, pressure pump or other means toward the target substance containing the target harmful substance. You may.
- the talcite-like substance obtained by removing or neutralizing is added directly to the target.
- ion exchange with the anion of the target harmful substance is efficiently performed, and the anion of the harmful substance contained in the target object is efficiently incorporated into the talcite-like substance having a wide mouth.
- the harmful substance can be fixed and sealed in the talcite-like material at the mouth.
- An alkali may be added to the object in advance, and then the hydrotalcite-like substance of Example 1 may be added to the object.
- the target When the substance is acidic, it is possible to prevent the decomposition of the talcite-like substance at the mouth by touching the acidic object.
- the acidic solution containing the aluminum ions and magnesium ions used in the example is injected and added to the object while mixing with the alkali.
- the anion of the harmful substance can be fixed by anion exchange occurring in the process of forming the talcite-like substance at the mouth.
- the efficiency is further improved as compared with the case where the talcite-like substance synthesized at the mouth and the powder thereof are added in advance. In this way, harmful substances can be fixed.
- the method of the present embodiment can be applied to an object containing a harmful substance such as soil solidified by cement or the like.
- the method of adding the acidic solution and the alkali to the target substance may be spraying instead of injection.
- zeolite or Z and bentonite are used in combination with the talcite-like substance prepared in Example and pit mouth.
- a talcite-like substance containing no and id is added to this contaminated soil together with zeolite or Z and bentonite.
- what is mixed with water may be injected and mixed into the contaminated soil or sprayed and mixed.
- the talc-like substance with the hydrated mouth is added to this waste etc. together with zeolite or z and bentonite. You can add it to the sauce.
- the soil may be covered with a layer of zeolite or Z and bentonite and a layer of earth and sand containing a talcite-like substance at a hydration opening.
- a sediment filter containing zeolite or z and bentonite for example, by covering the soil with a sediment filter containing zeolite or z and bentonite, and further covering it with a sediment filter containing a talcite-like substance at the mouth of the hide, anions of harmful substances attached to the soil along with rainwater etc.
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Abstract
目的とする陰イオンとイオン交換するとともに、結晶が小さくかつ底面間隔が大きい陰イオン交換性能の優れたハイドロタルサイト様物質およびその製造方法、並びに有害物質の固定化方法を提供する。アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を混合してハイドロタルサイト様物質を合成した後、熟成を行わずに水分を除去または中和してハイドロタルサイト様物質を製造する。アルミニウムイオンとマグネシウムイオンのモル比が１：５～１：２の範囲にあることが好ましい。このハイドロタルサイト様物質は合成後に粉体にして対象に添加するほかスラリーとして対象に添加あるいは直接対象の位置で合成できるように添加して、有害物質を固定化することが可能であり、このハイドロタルサイト様物質を含有したフィルターによる陰イオン吸着も可能である。
Description
明 細 書
ノ、イド口タルサイト様物質およびその製造方法、ならびに有害物質の固定 化方法
技術分野
[0001] 本発明は、ハイド口タルサイト様物質およびその製造方法、ならびに有害物質の固 定化方法に関する。
背景技術
[0002] 天然に存在する層状粘土鉱物の一種であるハイド口タルサイトは、マグネシウム、ァ ルミ-ゥムなど、天然に豊富に存在する元素の水酸ィ匕物を主骨格としており、その合 成も比較的簡単に行うことができることから、種々の合成方法が開示されている。例え ば、特許文献 1には、マグネシウム源として水酸化マグネシウムを用い、水溶媒中で ノ、イド口タルサイトを製造する方法、特許文献 2には、アルカリの存在下、水溶液中で マグネシウムイオンとアルミニウムイオンとを反応させる方法が開示されている。
[0003] また、ハイド口タルサイトは陰イオン交換作用を有していることが知られている。そし て、この陰イオン交換作用によって、砒素、フッ素、ホウ素、セレン、六価クロム、亜硝 酸イオン、その他の陰イオン系の有害物質を固定ィ匕することができれば、廃棄物の 安全性向上技術、無害化環境改善技術において、汚染水の水質改善、有害物質の 溶出防止、土壌改良、廃棄物処分場での有害物質の安定化促進、などに寄与でき るものと期待される。
[0004] しかし、従来の高結晶質のハイド口タルサイト製品は、空気中の炭酸ガスや水中の 炭酸イオンと優先的にイオン交換するために通常の方法では目的とする陰イオンとィ オン交換せず、陰イオン系の有害物質の固定ィ匕において期待されるような効果は得 られな力つた。この原因は、従来の技術において製造される高結晶質のハイド口タル サイトは、結晶が大きく陰イオン交換性能が低くなつているためと考えられる。
特許文献 1：特開平 6- 329410号公報
特許文献 2：特開 2003—26418号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] そこで、本発明は上記問題点に鑑み、陰イオン吸着効果の高く目的とする陰イオン とイオン交換する、ノ、イド口タルサイト様物質およびその製造方法、並びに有害物質 の固定ィ匕方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記課題を解決するために、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶 液とアルカリ性水溶液中を混合してハイド口タルサイトを合成する際に、従来は熟成と いう形で放置することによって結晶を成長させて高結晶質ノヽイド口タルサイトとしてい たのに対し、逆に結晶の成長を制御または抑止する方法を検討したところ、熟成を行 わずに水分を除去または中和することによって、結晶子サイズが 20nm以下のハイド 口サイト様物質が得られることを見出し、本発明を想到した。
[0007] 本発明のハイド口タルサイト様物質は、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含 む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を混合し、熟成を行わずに水分を除去 または中和することで合成され、結晶子サイズが 20nm以下であることを特徴とする。
[0008] 本発明のハイド口タルサイト様物質は、平均結晶子サイズが lOnm以下であることを 特徴とする。
[0009] 本発明のハイド口タルサイト様物質は底面間隔が硝酸型で 0. 85nm以上、炭酸型 および塩素型では 0. 78nm以上であることを特徴とする。
[0010] 本発明のハイド口タルサイト様物質は、炭酸イオンの共存下で、陰イオンを同時に 吸着可能、または陰イオンとイオン交換可能なことを特徴とする。
[0011] 本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法は、アルミニウムイオンとマグネシゥ ムイオンを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を混合してハイド口タルサイ ト様物質を合成した後、熟成を行わずに水分を除去または中和することを特徴とする
[0012] 本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法は、前記アルミニウムイオンと前記マ グネシゥムイオンのモル比が 1： 5— 1： 2の範囲にあることを特徴とする。
[0013] 本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法は、前記酸性溶液に溶解して!/ヽな ヽ アルミニウム化合物または Zおよびマグネシウム化合物を含むことを特徴とする。
[0014] 本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法は、前記アルミニウムイオンのアルミ ニゥム源として、アルミナ，アルミン酸ソーダ，水酸化アルミニウム，塩化アルミニウム， 硝酸アルミニウム，ボーキサイト，ボーキサイトからのアルミナ製造残渣，アルミスラッ ジの 、ずれか 1つ以上を用いることを特徴とする。
[0015] 本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法は、前記マグネシウムイオンのマグ ネシゥム源として、ブノレーサイト，塩ィ匕マグネシウム，水酸ィ匕マグネシウム，マグネサイ ト，マグネサイトの焼成物の 、ずれ力 1つ以上を用いることを特徴とする。
[0016] 本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法は、前記アルカリとして、水酸化ナト リウム，水酸ィ匕カルシウム，石灰，セメントの固化材のいずれか 1つ以上を用いること を特徴とする。
[0017] 本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法は、前記酸性溶液および前記アル カリ性溶液に炭酸イオンを含まな 、ことを特徴とする。
[0018] 本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法は、前記酸性溶液と前記アルカリ性 溶液を 100°C以下で混合することを特徴とする。
[0019] 本発明の有害物質の固定化方法は、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含 む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を混合してハイド口タルサイト様物質を 合成した後、熟成を行わずに水分を除去または中和して得たハイド口タルサイト様物 質を、直接対象物の位置で合成されるように添加することを特徴とする。
[0020] 本発明の有害物質の固定化方法は、前記対象物にアルカリを添加した後、前記ハ イド口タルサイト様物質を添加することを特徴とする。
[0021] 本発明の有害物質の固定化方法は、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含 む酸性溶液をアルカリと混合しながら対象物に添加することを特徴とする。
[0022] 本発明の有害物質の固定化方法は、前記アルミニウムイオンと前記マグネシウムィ オンのモル比が 1： 5-1 : 2の範囲にあることを特徴とする。
[0023] 本発明の有害物質の固定化方法は、前記酸性溶液に溶解していないアルミニウム 化合物または Zおよびマグネシウム化合物を含むことを特徴とする。
[0024] 本発明の有害物質の固定化方法は、前記アルミニウムイオンのアルミニウム源とし て、アルミナ，アルミン酸ソーダ，水酸化アルミニウム，塩化アルミニウム，硝酸アルミ
ユウム,ボーキサイト，ボーキサイトからのアルミナ製造残渣，アルミスラッジのいずれ 力 1つ以上を用いることを特徴とする。
[0025] 本発明の有害物質の固定化方法は、前記マグネシウムイオンのマグネシウム源とし て、ブノレーサイト，塩ィ匕マグネシウム，水酸ィ匕マグネシウム，マグネサイト，マグネサイ トの焼成物の 、ずれか 1つ以上を用いることを特徴とする。
[0026] 本発明の有害物質の固定化方法は、前記アルカリとして、水酸化ナトリウム，水酸 化カルシウム，石灰，セメントの固化材のいずれか 1つ以上を用いることを特徴とする
[0027] 本発明の有害物質固定ィ匕方法の一つとして、ゼォライトまたは Zおよびベントナイト を併用することを特徴とする。
[0028] 本発明の有害物質の固定化方法の一つとしては、前記対象物は有害物質で汚染 された汚染土壌、その汚染水または有害物質を含む廃棄物、およびその浸出水等 であって、この有害物質で汚染された汚染土壌または有害物質を含む廃棄物等に 前記ハイド口タルサイト様物質をゼオライトまたは Zおよびベントナイトとともに添加す ることを特徴とする。
[0029] 本発明の一つとしての有害物質の固定ィ匕方法は、汚染土壌をゼオライトまたは Z およびベントナイトのフィルタ一層と、前記ハイド口タルサイト様物質のフィルタ一層と で覆うことを特徴とする。
[0030] 本発明の吸着剤は、さらに、有効成分としてゼォライトまたはベントナイトを併用する ことを特徴とする。
[0031] 本発明のハイド口タルサイト様物質によれば、陰イオン吸着効果が高ぐ 目的とする 陰イオンとイオン交換することができる。
[0032] 本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法によれば、結晶が小さぐ底面間隔 が大きぐ陰イオン選択性が低ぐ陰イオン交換性能の優れたハイド口タルサイト様物 質を製造することができる。
[0033] 本発明の有害物質の固定ィ匕方法によれば、ハイド口タルサイト様物質が目的とする 陰イオンとイオン交換し、有害物質を固定ィ匕することができる。
[0034] 本発明の吸着剤によれば、ハイド口タルサイト様物質が目的とする陰イオンとイオン
交換し、有害物質を吸着することができる。
[0035] 本発明の、ハイド口タルサイト様物質の、液体処理または土壌処理のための使用に よれば、ハイド口タルサイト様物質が目的とする陰イオンとイオン交換し、有害物質を 吸着し、固定ィ匕することができる。
図面の簡単な説明
[0036] [図 1]実施例の X線回折測定の結果を示す XRDパターンである。
[図 2]実施例と比較例の X線回折測定の結果を示す XRDパターンである。 本実施 例は図 1の実施例にお 、て熟成がやや進んだ状況である。
[図 3]実施例に係るハイド口タルサイト様物質を用い各種陰イオンの混合溶液に対し て吸着試験を行った結果を示したグラフである。
[図 4]実施例に係るハイド口タルサイト様物質と他社のハイド口タルサイト様物質とを用 いてクロムイオンの吸着試験を行った結果を示したグラフである。
[図 5]実施例に係るハイド口タルサイト様物質と他社のハイド口タルサイト様物質とを用 いてホウ素イオンの吸着試験を行った結果を示したグラフである。
[図 6]実施例に係るハイド口タルサイト様物質と他社のハイド口タルサイト様物質とを用 いてフッ素イオンの吸着試験を行った結果を示したグラフである。
[図 7]炭酸の有無により、ホウ素吸着性能に差を生じる力否かを示した実験結果を示 したグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0037] 以下、本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法と有害物質の固定ィ匕方法に ついて説明する。
実施例 1
[0038] 本発明の実施例に係るハイド口タルサイト様物質およびその製造方法につ!、て説 明する。なお、本実施例では、全ての工程において 80°C以下を保つ力 温度条件は これに限定されず、約 100°C以下であればよい。
[0039] まず、本発明のノ、イド口タルサイト様物質を製造するために、アルミニウムイオンとマ グネシゥムイオンを含む酸性溶液を調製する。
[0040] ここで、アルミニウムイオンのアルミニウム源としては、水中でアルミニウムイオンを生
成するものであればよぐ特定の物質に限定されるものではない。例えば、アルミナ， アルミン酸ソーダ，水酸化アルミニウム，塩化アルミニウム，硝酸アルミニウム，ボーキ サイト，ボーキサイトからのアルミナ製造残渣，アルミスラッジなどを用いることができる
。これらアルミニウム源はいずれかを単独に用いても、 2種以上を組み合わせて用い てもよい。
[0041] また、マグネシウムイオンのマグネシウム源としては、水中でマグネシウムイオンを生 成するものであればよぐ特定の物質に限定されるものではない。例えば、ブルーサ イト，塩化マグネシウム，水酸化マグネシウム，マグネサイト，マグネサイトの焼成物な どを用いることができる。これらマグネシウム源はいずれかを単独に用いても、 2種以 上を組み合わせて用いて 、てもよ 、。
[0042] なお、上記アルミニウム源としてのアルミニウム化合物、マグネシウム源としてのマグ ネシゥム化合物は、前記酸性溶液にアルミニウムイオン、マグネシウムイオンが存在 していれば完全に溶解している必要はない。したがって、酸性溶液中に溶解してい な!、アルミニウム化合物または Zおよびマグネシウム化合物を含んで ヽても問題なく ノ、イド口タルサイトを製造することができる。
[0043] ここで、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンからなるハイド口タルサイトの一般式 は、 Mg2+ Ο (Αη—はァ-オン）であり、高結晶質のハイド口
タルサイトの最も一般的な組成では、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンのモル 比が 1 : 3 (χ=0. 25)となっていることが知られている。したがって、酸性溶液中のァ ルミ-ゥムイオンとマグネシウムイオンのモル比は、 1： 5— 1： 2の範囲とするのが好ま しい。この範囲とすることによって、アルミニウム源とマグネシウム源を無駄にすること なぐ物質収支的に有利にハイド口タルサイト様物質を製造することができる。
[0044] また、前記酸性溶液を調製する際に、溶液を酸性にするために硝酸または塩酸を 用いるのが好ましい。
[0045] つぎに、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含んだ前記酸性溶液を、アル力 リを含むアルカリ性溶液と混合する。このアルカリ性溶液は、 ρΗが 8— 11のものを用 いるのが好ましい。また、混合の際、アルカリ性溶液を激しく攪拌することによって、速 やかに結晶子サイズの小さ!、ハイド口タルサイト様物質が生成する。ハイド口タルサイ
ト様物質の結晶子サイズが小さいので、混合時に溶液はコロイド状となる。なお、酸 性溶液とアルカリ性溶液の混合の方法としては、酸性溶液をアルカリ性溶液へ一気 に加えて混合するか、酸性溶液をアルカリ性溶液へ滴下して混合するのが好ま U、 力 これら以外の方法であってもよい。
[0046] ここで、アルカリ性溶液に含まれるアルカリとしては、水溶液をアルカリ性とするもの であればよぐ特定の物質に限定されるものではない。例えば、水酸化ナトリウム，水 酸ィ匕カルシウム，石灰，セメントの固化材などを用いることができる。または、炭酸ナト リウム，炭酸カリウム，炭酸アンモ-ゥム，アンモニア水，ほう酸ナトリウム，ほう酸力リウ ムなども用いることができる。これらアルカリはいずれかを単独に用いても、 2種以上 を組み合わせて用いて 、てもよ 、。
[0047] また、高結晶質のハイド口タルサイトは炭酸イオンと優先的にイオン交換するため、 炭酸イオンを含むと目的とする陰イオンと効率よくイオン交換できない。したがって、 ノ、イド口タルサイト様物質においても、 目的とする陰イオンと効率よくイオン交換させる ために、前記酸性溶液および前記アルカリ性溶液に炭酸イオンを含まな ヽようにする のが好ましい。
[0048] つぎに、酸性溶液をアルカリ性溶液と混合してハイド口タルサイト様物質が生成した 後、熟成を行わずに水分を除去または中和する。
[0049] ここで、「熟成を行わずに水分を除去または中和する」とは、酸性溶液とアルカリ性 溶液の混合が完了した後、時間を置かずに直ちに水分を除去または中和するという ことである。水分を除去するためには、吸引ろ過、遠心分離、または上澄み液の分離 などの常法を用いることができる。また、水分を除去することによって、ハイド口タルサ イト様物質はほぼ中性となる。
[0050] なお、水分を除去した直後のハイド口タルサイト様物質はゲル状となるが、さらに乾 燥させて粉末状にしてもよい。水分を除去したのみのゲル状ものと、乾燥させて粉末 状にしたものの 、ずれにぉ 、ても、ァニオン吸着効果が高!、。
[0051] また、確実に熟成を行わせな!/、ために、水分を除去した後のハイド口タルサイト様物 質を洗浄してもよい。なお、ノ、イド口タルサイト様物質は、アルカリ性溶液中でのみ熟 成が行われる。
[0052] このように、熟成を行わないことによって、ハイド口タルサイト様物質の結晶が成長す ることなぐ結晶子サイズの小さいハイド口タルサイト様物質を製造することができる。 すなわち、結晶の成長を抑止し、または制御することを可能にする。このようにして得 られる本発明のハイド口タルサイト様物質は、結晶子サイズが 20nm以下、平均結晶 子サイズが lOnmとなっている。結晶子サイズが 20nmを超えると炭酸以外のァ-ォ ン吸着効果としての陰イオン交換性能が急激に低下するため好ましくな 、が、本発 明のハイド口タルサイト様物質は結晶子サイズが 20nm以下でかつ平均結晶子サイ ズが lOnm以下であり、高い陰イオン交換性能を有する。
[0053] さらに、全ての工程において温度条件として 80°C以下を保つことにより、本発明の ハイド口タルサイト様物質の平均結晶子サイズを lOnm以下とし、かつ底面間隔が硝 酸型で 0. 85nm以上、炭酸型および塩素型では 0. 78nm以上とすることができる。
[0054] 実際に本実施例により得られたハイド口タルサイト様物質の X線回折測定の結果を 図 1に示す。また、それらの結果を用いてシエラーの方法により求められた結晶子サ ィズを表 1に示す。
[0055] [表 1] 結晶子サイズ
この結果より、市販品の結晶子サイズは 20nmを超えており本実施例により得られた ハイド口タルサイト様物質は、平均結晶子サイズが lOnm以下と小さ 、ことが確認され た。また、底面間隔の測定は、 2 Θが最も低角に出現するピーク頂点の 2 Θ値を用い てブラッグの式より求めた。この結果、実施例 1において、底面間隔は 0. 875nmで あることを確認した。なお、底面間隔とは結晶学および鉱物学で用いられる用語であ り、板状結晶では板面に垂直方向の結晶単位厚さまたは周期を言う。
[0056] 以上のように、本発明のハイド口タルサイト様物質は、アルミニウムイオンとマグネシ ゥムイオンを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を混合し、熟成を行わず
に水分を除去または中和することで合成され、結晶子サイズが 20nm以下であり、結 晶の表面積の総和が大きくなり、その結果、陰イオン交換性能が優れたものとなる。
[0057] また、本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法は、アルミニウムイオンとマグ ネシゥムイオンを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性溶液を混合してハイドロタ ルサイト様物質を合成した後、熟成を行わずに水分を除去または中和するものであり 、熟成による結晶成長を行わせずに、結晶子サイズが小さくかつ底面間隔が大きい ノ、イド口タルサイト様物質を製造することができる。そして、結晶子サイズが 20nm以 下、平均結晶子サイズが lOnm以下と小さいことから結晶の表面積の総和が大きくな り、本発明の方法で得られたハイド口タルサイト様物質は陰イオン交換性能が優れた ものとなる。
[0058] また、前記アルミニウムイオンと前記マグネシウムイオンのモル比が 1： 5— 1： 2の範 囲にあれば、アルミニウム源とマグネシウム源を無駄にすることなぐ物質収支的に有 利にハイド口タルサイト様物質を製造することができる。
[0059] また、前記酸性溶液に溶解して!/、な 、アルミニウム化合物または Zおよびマグネシ ゥム化合物を含んでいてもよい。また、前記アルミニウムイオンのアルミニウム源として 、アルミナ，アルミン酸ソーダ，水酸化アルミニウム，塩化アルミニウム，硝酸アルミ二 ゥム，ボーキサイト，ボーキサイトからのアルミナ製造残渣，アルミスラッジのいずれか 1つ以上を用いてもよい。前記マグネシウムイオンのマグネシウム源として、ブルーサ イト，塩化マグネシウム，水酸化マグネシウム，マグネサイト，マグネサイトの焼成物の いずれか 1つ以上を用いてもよい。さら〖こ、前記アルカリとして、水酸化ナトリウム，水 酸化カルシウム，石灰，セメントの固化材のいずれ力 1つ以上を用いてもよい。したが つて、安価な原料を用いて、非常に安価にハイド口タルサイト様物質を製造すること ができる。また、原料として廃棄物を用いれば、資源の有効利用となる。
[0060] さらに、前記酸性溶液および前記アルカリ性溶液に炭酸イオンを含まないことで、 炭酸イオンと優先的にイオン交換することなぐ 目的とする陰イオンと効率よくイオン 交換させることができる。
[0061] なお、本実施例のハイド口タルサイト様物質は、 PHに対する安定領域が 2. 5— 12 と広範囲であり、また、硝酸型、炭酸型、塩酸型、硫酸型等、使用する酸の種類によ
り異なる型のハイド口タルサイト様物質が作成される力 基本的なイオン交換性能は 同じ傾向にある。
[0062] 以下、本実施例に係るハイド口タルサイト様物質を用いて種々の試験を行った結果 を 1)一 5)に示す。
1)図 2は、本実施例に係るハイド口タルサイト様物質および比較例としての市販品の X線回折測定の結果である。これによると、比較例では特に 30— 60° に不純物のピ ークが多く観察されるのに対し、本実施例によるハイド口タルサイト様物質は、 X線回 折により塩ィ匕物等の不純物のピークがほとんどな 、ことが特徴である。このことから、 本実施例のハイド口タルサイト様物質は、不純物が少な!、ことが分かる。
[0063] また、本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法によって製造されるハイドロサ イト様物質は、使用したアルミニウム源、マグネシウム源の種類によらず、ほぼ一定の 品質のものが得られることが確認されている。これは、熟成を行わないために、結晶 成長時に混入する不純物の量が上記のデータが示すように少なくなり、溶液中の不 純物が、水分を分離する際に水分と一緒にハイド口タルサイト様物質から分離される ためと考えられる。
[0064] なお、図 2の結果において、図 1とピークの位置および強度がずれているのは、アル カリが残存していたため熟成が進んで結晶が成長したことによる。
2) 図 3は、各種陰イオン（F :フッ素， B :ホウ素， Cr:クロム， Se :セレン， As :砒素） の濃度が ImmolZLとなるように調整した混合溶液 100mlをそれぞれ準備し、本実 施例により製造したノヽイド口タルサイト様物質の粉末試料 lgを添加し、マグネチックス ターラーで 10分間攪拌した後、ろ過するという一連の処理をそれぞれに対して行い、 そのろ液中の濃度を分光光度計および ICPにより測定した結果である。陰イオンごと に、処理前の濃度を左側、処理後の濃度を右側に示してある。図示のように、本実施 例のハイド口タルサイト様物質を添加して処理した場合、含まれる 5種類の陰イオンに おいて 10分間で同時にその濃度が 5%以下に低減している。これにより、本実施例 のハイド口タルサイト様物質によると、含まれる 5種類の陰イオン全てに対して同時に 吸着効果を得られることが確認された。
3) 図 4一図 6は、クロムイオン（Cr) ,ホウ素イオン（B) ,フッ素イオン (F)を、それぞ
れ初期濃度が 50ppm、 100ppm、 80ppmとなるように調整した混合溶液 100mlを 準備し、本実施例により製造したハイド口タルサイト様物質、他社製品 X、または他社 製品 Yの粉末試料 lgを添加し、マグネチックスターラーで攪拌した後、ろ過するとい う一連の処理をそれぞれに対して行った結果を示したグラフである。各グラフの横軸 は攪拌時間であり、縦軸は、図 4 (a)、図 5 (a)および図 6 (a)については濃度 (ppm) であり、図 4 (b)、図 5 (b)、図 6 (b)については吸着率（％)である。
[0065] 図 4に示すようにクロムイオンの場合、他社製品 Xは攪拌時間を 60分にしてもほとん ど吸着されず、また他社製品 Yは攪拌時間 60分で 47%の吸着率であつたが、本実 施例のハイド口タルサイト様物質は、攪拌時間 1分の時点でほぼ 95%以上を示し、そ の後、攪拌時間 60分までのいずれの時点でも約 99. 9%の吸着率を示した。
[0066] また、図 5に示すようにホウ素イオンの場合、他社製品 Xは攪拌時間を 60分にして もほとんど吸着されず、また他社製品 Yは攪拌時間 60分で 7%の吸着率であり、従来 市販されて 、る製品ではホウ素イオンを良好に吸着することはできな力つたが、本実 施例のハイド口タルサイト様物質は、攪拌時間 1分の時点でほぼ 47%程度、 10分以 内に 60%以上、 60分で 92. 2%の吸着率を示した。
[0067] 図 6に示すようにフッ素イオンの場合、他社製品 Xは攪拌時間 60分で 0%、他社製 品 Yは攪拌時間 60分で 30. 1%の吸着率であった力 本実施例のハイド口タルサイト 様物質は、攪拌時間 60分でほぼ 79. 1%の吸着率を示した。
4) 初期濃度がクロムイオン 50ppm、ホウ素イオン 100ppm、フッ素イオン 80ppmで ある溶液 100mlをそれぞれ準備し、上述の試験と同様に、本実施例により製造した ハイド口タルサイト様物質の粉末試料 lgを添加し、マグネチックスターラーで 10分間 攪拌した後、ろ過するという一連の処理を行った場合の結果を下の表 2に示す。
[0068] [表 2]
クロム ホウ素 フッ素
初期濃度 50ppm 100ppm 80ppm
処理後 0. 036ppm /.8ppm 1 D. / ppm
処理後【こお ヽて、それぞれの陰ィ才ン濃度 ίま、 0. 036ppm、 7. 8 ppm、 16. 7pp mと低減し、同じハイド口タルサイト様物質によって各種陰イオンにそれぞれ大きな陰 イオン吸着効果が確認された。
[0069] 以上、本実施例のハイド口タルサイト様物質は、ホウ素イオンを含むあらゆる陰ィォ ンに対して、従来市販されているハイド口タルサイト製品と比較して飛躍的な、イオン 選択性を超えた吸着効果があることがわ力つた。これは、本ハイド口タルサイト様物質 の結晶子がナノサイズと小さいことと底面間隔の大きいことの 2つの条件の相乗効果 によるものと考えられ、他に例のない陰イオン吸着および陰イオン交換性能が得られ ると考免られる。
5) 実際のガラス繊維工場力 排出されるホウ素含有廃水をそのまま用いたサンプ ルと、当該サンプル力 炭酸を除去したサンプルとに対して本実施形態のノ、イドロタ ルサイト様物質を添加し、炭酸の有無により、ホウ素吸着性能に差を生じる力否かを 示した実験結果を以下に示す。
[0070] 表 3は、実際にサンプルとして使用した廃水の水質分析結果を示したものであり、 廃水のホウ素の濃度は 130mgZL、全炭酸の濃度は 62mgZLである。
[0071] [表 3]
項目 分析値
PH(mgZL) 7.3
SS(mgZL) 28
ホウ素（mgZL) 130
フッ素（mgZL) 2.6
クロム（mgZL) 0.1未満
セレン（mgZL) 0.01未満
砒素（mgZL) 0.01未満
TOC(mgZL) 44 全炭酸（mgZL) 62
塩素（mgZL) 17， 000
NO2— N (mgZL) 0.2未満
Νθ3— N (mgZL) 0.2未満 以下、実験手順について説明する。
•上記廃水を蒸留水で希釈し、ホウ素の濃度を lOmgZL程度に調整した。
一つのサンプルにつ 、ては、希釈した廃水を pH2の酸性にして抜気を 10分行 、、 炭酸を除去した。もう一つのサンプルにつ 、てはこの抜気は行わな!/、。
'次いで、両サンプルの pHを 10に調整し、ハイド口タルサイト様物質を lOOOmgZL または 2000mg/L添カ卩し、 60分間スターラーで攪拌した。
•No.5Cのろ紙でろ過したものを処理水として、パックテストにて水質分析を行い、処
理水のホウ素濃度を測定した。表 4に、そのホウ素濃度の測定結果を示す。
[0072] [表 4]
また、図 7に上記表 4の結果をグラフにしたものを示す。表 4および図 7示すように、炭 酸除去の有無によるホウ素の吸着性能に対する差はみられな力つた。これにより、炭 酸の有無カ 、イド口タルサイト様物質の吸着性能に影響を及ぼさないことが実証され た。
実施例 2
[0073] つぎに、上記実施例で得たハイド口タルサイト様物質を用いた有害物質の固定ィ匕 方法について説明する。
[0074] ノ、イド口タルサイト様物質は、水に分散するなどスラリー状にしたものは手動、圧力 ポンプまたはその他の手段によって、 目的とする有害物質が含まれた対象物に向け て押し出して使用する。なお、乾燥して粉末状としたハイド口タルサイト様物質を、使 用時に手動、圧力ポンプまたはその他の手段によって、 目的とする有害物質が含ま れた対象物に向けて押し出して使用するようにしてもよい。
[0075] 以上のように、本実施例は、アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶 液とアルカリを含むアルカリ性溶液を混合してハイド口タルサイト様物質を合成した後 、熟成を行わずに水分を除去または中和して得たノ、イド口タルサイト様物質を、直接 対象物に添加するものである。こうすることによって、 目的とする有害物質の陰イオン と効率よくイオン交換が行われ、対象物に含まれる有害物質の陰イオンが効率よくハ イド口タルサイト様物質に取り込まれる。その結果、有害物質をハイド口タルサイト様物 質に固定ィ匕して封じ込めることができる。
[0076] なお、事前に対象物にアルカリを添加しておき、その後、対象物に実施例 1のハイ ドロタルサイト様物質を添加してもよい。事前にアルカリを添加することによって、対象
物が酸性である場合に、酸性の対象物に触れてハイド口タルサイト様物質が分解す ることを防止することができる。
実施例 3
[0077] 本実施例の有害物質の固定化方法では、実施例で用いたアルミニウムイオンとマ グネシゥムイオンを含む酸性溶液を、アルカリと混合しながら対象物に注入、添加す るものである。酸性溶液をアルカリと混合しながら注入することによって、ハイド口タル サイト様物質が生成する過程で起きる陰イオン交換により、有害物質の陰イオンを固 定ィ匕することができる。このようにハイド口タルサイト様物質の生成過程にぉ 、て有害 物質の陰イオンを固定することによって、予め合成したハイド口タルサイト様物質およ びその粉体を添加する場合よりも、さらに効率的に有害物質を固定ィ匕することができ る。
[0078] 本実施例の方法は、セメントなどによって固化処理された土壌などの有害物質を含 む対象物に適用することができる。なお、前記酸性溶液とアルカリの対象物質への添 加の方法は、注入のほか、散布であってもよい。
実施例 4
[0079] 本実施例の有害物質の固定化方法では、実施例で製造したノ、イド口タルサイト様 物質とともに、ゼォライトまたは Zおよびベントナイトを併用するものである。ノ、イドロタ ルサイト様物質で有害物質の陰イオンを固定ィ匕し、ゼォライトまたは Zおよびベント ナイトを添加することにより有害物質の陽イオンを固定ィ匕して、有害物質の陰イオン， 陽イオンの双方を除去し、廃棄物焼却灰等の有害物質の無害化、安定化に寄与す ることができる。さらに、ゼォライトまたは Zおよびベントナイトは弱いアルカリ雰囲気を 維持することができるので、ノ、イド口タルサイト様物質の安定化にも寄与することがで きる。
[0080] 例えば、対象物が有害物質で汚染された汚染土壌である場合は、この汚染土壌に ノ、イド口タルサイト様物質をゼオライトまたは Zおよびベントナイトとともに添加する。 添加の方法としては、水と混合したものを汚染土壌に注入混合するか散布混合すれ ばよい。また、対象物が有害物質を含む廃棄物焼却灰等である場合においても、こ の廃棄物等にハイド口タルサイト様物質をゼオライトまたは zおよびベントナイトととも
に添カ卩すればよい。
[0081] また、土壌をゼオライトまたは Zおよびベントナイトの層と、ハイド口タルサイト様物質 を含んだ土砂層とで覆うようにしてもよい。この場合、例えば、土壌をゼオライトまたは zおよびベントナイトを含む土砂フィルターで覆い、さらにハイド口タルサイト様物質を 含む土砂フィルターで覆うことにより、土壌の上から雨水などとともに付着した有害物 質の陰イオンをハイド口タルサイト様物質を含むフィルターで固定ィ匕し、つぎに陽ィォ ンをゼオライトまたは Zおよびベントナイトを含むフィルターで固定ィ匕することができる
。したがって、ごみ焼却灰等の廃棄物処分場の周囲の土壌をこれらフィルターで覆え ば、廃棄物処理場力も出る有害物質を効果的に固定することができ、土壌の汚染防 止に極めて有効である。
[0082] 以上、本発明のハイド口タルサイト様物質の製造方法および有害物質の固定ィ匕方 法にっ ヽて説明してきたがこれに限られず、本発明の思想を逸脱しな!ヽ範囲で種々 の変形実施が可能である。
Claims
[1] アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性 溶液を混合し、熟成を行わずに水分を除去または中和することで合成され、結晶子 サイズが 20nm以下であることを特徴とするハイド口タルサイト様物質。
[2] 平均結晶子サイズが lOnm以下であることを特徴とする請求項 1記載のハイド口タル サイト様物質。
[3] 底面間隔が硝酸型で 0. 85nm以上で炭酸型および塩素型では 0. 78nm以上であ ることを特徴とするハイド口タルサイト様物質。
[4] 炭酸イオンの共存下で、陰イオンを同時に吸着またはイオン交換可能なことを特徴と するハイド口タルサイト様物質。
[5] アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性 溶液を混合してハイド口タルサイト様物質をした後、熟成を行わずに水分を除去また は中和することを特徴とするハイド口タルサイト様物質の製造方法。
[6] 前記アルミニウムイオンと前記マグネシウムイオンのモル比が 1： 5-1 : 2の範囲にあ ることを特徴とする請求項 5に記載のハイド口タルサイト様物質の製造方法。
[7] 前記酸性溶液に溶解して!/、な 、アルミニウム化合物または Zおよびマグネシウム化 合物を含むことを特徴とする請求項 5または 6に記載のノ、イド口タルサイト様物質の製 造方法。
[8] 前記アルミニウムイオンのアルミニウム源として、アルミナ，アルミン酸ソーダ，水酸ィ匕 アルミニウム，塩化アルミニウム，硝酸アルミニウム，ボーキサイト，ボーキサイトからの アルミナ製造残渣，アルミスラッジのいずれか 1つ以上を用いることを特徴とする請求 項 5— 7のいずれか 1項に記載のハイド口タルサイト様物質の製造方法。
[9] 前記マグネシウムイオンのマグネシウム源として、ブルーサイト，塩化マグネシウム， 水酸化マグネシウム，マグネサイト，マグネサイトの焼成物のいずれか 1つ以上を用い ることを特徴とする請求項 5— 8のいずれか 1項に記載のハイド口タルサイト様物質の 製造方法。
[10] 前記アルカリとして、水酸化ナトリウム，水酸ィ匕カルシウム，石灰，セメントの固化材の いずれか 1つ以上を用いることを特徴とする請求項 5— 9のいずれ力 1項に記載のハ
イド口タルサイト様物質の製造方法。
[11] 前記酸性溶液および前記アルカリ性溶液に炭酸イオンを含まな ヽことを特徴とする 請求項 5— 10のいずれか 1項に記載のハイド口タルサイト様物質の製造方法。
[12] 前記酸性溶液と前記アルカリ性溶液を 100°C以下で混合することを特徴とする請求 項 5— 11のいずれか 1項に記載のハイド口タルサイト様物質の製造方法。
[13] アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液とアルカリを含むアルカリ性 溶液を混合してハイド口タルサイト様物質をした後、熟成を行わずに水分を除去また は中和して得たノヽイド口タルサイト様物質を、直接対象物の位置で合成されるように 添加することを特徴とする有害物質の固定ィ匕方法。
[14] 前記対象物にアルカリを添加した後、前記ハイド口タルサイト様物質を添加することを 特徴とする請求項 13に記載の有害物質の固定ィ匕方法。
[15] アルミニウムイオンとマグネシウムイオンを含む酸性溶液をアルカリと混合しながら対 象物に添加することを特徴とする有害物質の固定ィ匕方法。
[16] 前記アルミニウムイオンと前記マグネシウムイオンのモル比が 1： 5-1 : 2の範囲にあ ることを特徴とする請求項 13— 15のいずれか 1項に記載の有害物質の固定ィ匕方法
[17] 前記酸性溶液に溶解して!/、な 、アルミニウム化合物または Zおよびマグネシウム化 合物を含むことを特徴とする請求項 13— 16のいずれか 1項に記載の有害物質の固 定化方法。
[18] 前記アルミニウムイオンのアルミニウム源として、アルミナ，アルミン酸ソーダ，水酸ィ匕 アルミニウム，塩化アルミニウム，硝酸アルミニウム，ボーキサイト，ボーキサイトからの アルミナ製造残渣，アルミスラッジのいずれか 1つ以上を用いることを特徴とする請求 項 13— 15のいずれか 1項に記載の有害物質の固定ィ匕方法。
[19] 前記マグネシウムイオンのマグネシウム源として、ブルーサイト，塩化マグネシウム， 水酸化マグネシウム，マグネサイト，マグネサイトの焼成物のいずれか 1つ以上を用い ることを特徴とする請求項 13— 18のいずれか 1項に記載の有害物質の固定ィ匕方法
[20] 前記アルカリとして、水酸化ナトリウム，水酸ィ匕カルシウム，石灰，セメントの固化材の
いずれか 1つ以上を用いることを特徴とする請求項 13— 19のいずれ力 1項に記載の 有害物質の固定化方法。
[21] 前記酸性溶液および前記アルカリ性溶液に炭酸イオンを含まな ヽことを特徴とする 請求項 13または 14に記載の有害物質の固定ィ匕方法。
[22] ゼォライトまたは Zおよびベントナイトを併用することを特徴とする請求項 13— 21の いずれか 1項に記載の有害物質の固定ィヒ方法。
[23] 前記対象物は有害物質で汚染された汚染土壌、その汚染水または有害物質を含む 廃棄物、およびその浸出水等であって、この有害物質で汚染された汚染土壌または 有害物質を含む廃棄物等に前記ハイド口タルサイト様物質をゼオライトまたは Zおよ びベントナイトとともに添加することを特徴とする請求項 22に記載の有害物質の固定 化方法。
[24] 汚染土壌をゼオライトまたは Zおよびベントナイトのフィルタ一層と、前記ハイド口タル サイト様物質のフィルタ一層とで覆うことを特徴とする請求項 22に記載の有害物質の 固定化方法。
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