JP4061253B2 - 重金属処理剤の製造方法 - Google Patents
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Description
上述したように、製造された粉体状のリン酸アルミニウムシリケートの組成は、SiO2/Al2O3=0.05〜2.6の範囲のモル比であって、且つP2O5/Al2O3=0.01〜1.2の範囲のモル比を有するものである。後記実施例で示すように、組成がこの範囲を逸脱すると重金属固定化能は著しく低下する。従って、この組成は本発明に於いては極めて重要である。今、本発明重金属処理剤の製造方法の1例を示したが、上記組成内のものであれば天然物でも使用することができる。また形態に関しては、粉体状であればよく、結晶形、無定形などどのような形態のものでも使用することができる。
原料であるケイ素化合物、アルミニウム化合物およびリン化合物の添加順序に関しては、特に限定されず、ケイ素化合物にアルミニウム化合物を添加し、次いでリン化合物を添加してもよく、逆にリン化合物にアルミニウム化合物を添加し、次いでケイ素化合物を添加してもよく、またアルミニウム化合物にリン化合物を添加し、次いでケイ素化合物を添加する方法などいずれの方法でも良い。また、これら3種の原料を同時に添加しても良い。
反応・中和後得られたスラリー液の濾過方法に関しては、固液分離できればどの様な分離方法を採用してもよく、例えば、遠心分離やフィルタープレス等を例示することができる。
固液分離後のウエットケーキの乾燥方法に関しては、通常の乾燥方法でよく、静置乾燥法、噴霧乾燥法等を例示することができる。また乾燥温度は、乾燥すればどの様な温度でも良いが、好ましくは150℃以下がよい。
本発明のリン酸アルミニウムシリケートが、重金属を固定安定化する機構は明らかでないが、アルミニウムシリケートのイオン交換能、固体酸としての働きによる重金属捕捉に加えて、リン、アルミニウム、ケイ素の三成分が構造内で均一に結合することによって、新たな重金属固定安定化機構を構成しているものと推測される。これら三成分を別々に添加して用いても本発明の効果は得られない。即ち、重金属含有廃棄物に硫酸アルミニウムとケイ酸ナトリウム及びリン酸を別々に添加して処理した場合、あるいはアルミニウムシリケートとリン酸を別々に添加して処理した場合と本発明リン酸アルミニウムシリケートを添加して処理した場合とは、重金属に対する作用機構が異なるものと推測される。
また、これまで使用されているセメント、水ガラス、ケイ酸アルミニウム、リン酸、リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸鉄、塩化鉄、キレート剤、ゼオライト、炭酸ガスなどの処理剤を本発明の効果を低下させない限り、本発明のリン酸アルミニウムシリケートと併用することを妨げるものではない。
以下本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は当該実施例のみに限定されるものではない。尚、実施例において特に断らない限り%は、全て質量%を示す。
5Lのビーカーにケイ酸ナトリウム溶液(SiO2:28% 東曹産業株式会社製)61.5gをとり蒸留水で20倍に希釈した。その溶液中へ撹拌下で硫酸アルミニウム溶液(Al2O3:8% 多木化学株式会社製)100gを添加し、次いで85%リン酸(和光純薬株式会社製)2.9gを添加混合した。次いで20%水酸化ナトリウム溶液でpH 7に中和後、得られたスラリー液を、No.5A濾紙で濾過し蒸留水500mlで洗浄した。得られたウエットケーキを105℃の乾燥器中で12時間乾燥した。乾燥後、乳鉢で粉砕し、篩によって250μm以下に分級し重金属処理剤を得た。
5Lのビーカーにケイ酸ナトリウム溶液(SiO2:28%東曹産業株式会社製)0.17gをとり蒸留水で20倍に希釈した。その溶液中へ撹拌下で硫酸アルミニウム溶液(Al2O3:8%多木化学株式会社製)100gを添加し、次いで85%リン酸(和光純薬株式会社製)11.2g添加混合した。次いで20%水酸化ナトリウム溶液でpH 7に中和後、得られたスラリー液を、No.5A濾紙で濾過し蒸留水500mlで洗浄した。得られたウエットケーキを105℃の乾燥器中で12時間乾燥した。乾燥後、乳鉢で粉砕し、篩によって250μm以下に分級し重金属処理剤を得た。
5Lのビーカーにケイ酸ナトリウム溶液(SiO2:28% 東曹産業株式会社製)16.0gをとり蒸留水で20倍に希釈した。その溶液中へ撹拌下で硫酸アルミニウム溶液(Al2O3:8% 多木化学株式会社製)100gを添加混合した。次いで20%水酸化ナトリウム溶液でpH 7に中和後、得られたスラリー液を、No.5A濾紙で濾過し蒸留水500mlで洗浄した。得られたウエットケーキを105℃の乾燥器中で12時間乾燥した。乾燥後、乳鉢で粉砕し、篩によって250μm以下に分級し重金属処理剤を得た。
「重金属処理試験」
実施例1〜4及び比較例1〜3で得られた重金属処理剤を蛍光X線装置を使用して分析を行ない、SiO2/Al2O3(モル比) 及びP2O5/Al2O3(モル比)を求めた。結果を表1に示す。
上記重金属処理剤以外に、比較例4として試薬珪酸アルミニウム(米山薬品工業株式会社製、Al2O3・3SiO2)を上記と同様の割合で使用した場合及び比較例5として85%リン酸溶液(和光純薬製、試薬特級)を上記と同様の割合で使用した場合の結果を、また比較例6として比較例3の重金属処理剤10%と85%リン酸6%を併用した場合(SiO2/Al2O3=0.95、P2O5/Al2O3=0.53)の結果も併せて表2に示す。
また、実施例5としてA市ゴミ焼却場の焼却飛灰(Pb 0.10%、Zn 0.43%、Cr 60ppm;Pb溶出量:18.2mg/l)に、実施例3の重金属処理剤を添加した場合の溶出試験結果も表2に示す。
Claims (2)
- ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、シリカゾルから選ばれたケイ素化合物と、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムから選ばれたアルミニウム化合物と、リン酸及び水溶性リン酸塩から選ばれたリン化合物とをSiO 2 /Al 2 O 3 モル比0.03〜3.0、P 2 O 5 /Al 2 O 3 モル比0.01〜1.5の範囲で混合反応させ、沈殿生成物を分離し、乾燥することを特徴とする粉体状リン酸アルミニウムシリケートからなる鉛、亜鉛、クロムから選ばれた重金属処理剤の製造方法。
- 重金属が、都市ゴミ焼却灰または産業廃棄物焼却灰に含まれる重金属である請求項1記載の重金属処理剤の製造方法。
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