(57)【要約】【課題】  工業炉の残滓及び廃酸の処理方法を提供する。【解決手段】  工業炉の残滓及び廃酸の処理方法は、特に、マグネシウム溶解炉の残滓及びマグネシウムダイカスト炉の残滓と、工業により排出された廃酸とを反応させるものである。その方法は、複数の水素の純化材料、気体収集瓶、反応釜を連結し、残滓を反応釜内に置き、さらに廃酸をゆっくりと反応釜内に加えて反応させ、最後に水素を再利用資源として収集するものである。【選択図】  図１
2020139731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業炉の残滓及び廃酸の処理方法であって、
ａ．複数の水素の純化材料、気体収集瓶、及び反応釜を連結し、
ｂ．マグネシウム溶解炉の残滓を預め前記反応釜内に置き、さらに前記廃酸をゆっくりと前記反応釜内に加えて反応させるが、そのうちの前記マグネシウム溶解炉の残滓と前記廃酸の重量比を１：１０〜２０とし、
ｃ．水素を収集し、反応副産物を排出させるという３つのステップを含み、
前記マグネシウム溶解炉の残滓は、マグネシウム１０〜２５％及び塩素２５〜４０％を含むものであり、
前記廃酸は、６Ｍの鉛蓄電池電解液、２０〜４０％の硫酸カリウム製造工程での廃酸、１〜２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸、１．５〜２．３Ｍの塩化鉄の廃酸、及び１．６〜１．８Ｍの氷酢酸のうちの一つであることを特徴とする工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【請求項２】
工業炉の残滓及び廃酸の処理方法であって、
ａ．複数の水素の純化材料、気体収集瓶、反応釜を連結し、
ｂ．マグネシウムダイカスト炉の残滓を預め前記反応釜内に置き、さらに前記廃酸を反応釜内にゆっくりと加えて反応させるが、そのうち、前記マグネシウムダイカスト炉の残滓と廃酸の重量比を１：１０〜２０とし、
ｃ．水素を収集し、反応副産物を排出させるという３つのステップを含み、
前記マグネシウムダイカスト炉の残滓は、マグネシウム８２〜９３％及びアルミニウム５〜１０％を含むものであり、
前記廃酸は、６Ｍの鉛蓄電池電解液、２０〜４０％の硫酸カリウム製造工程での廃酸、１〜２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸、１．５〜２．３Ｍの塩化鉄の廃酸、及び１．６〜１．８Ｍの氷酢酸のうちの一つであることを特徴とする工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【請求項３】
前記反応副産物のｐＨ値は７〜９であることを特徴とする請求項１に記載の工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【請求項４】
前記反応物温度は８５〜１１０℃であることを特徴とする請求項１に記載の工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【請求項５】
前記反応物温度は５５〜１１０℃であることを特徴とする請求項２に記載の工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【請求項６】
前記反応環境温度の条件は２５〜３０℃であることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【請求項７】
前記ステップｂの作用時間は時間可変パラメータであることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【請求項８】
前記硫酸カリウム製造工程での廃酸は、１０〜１５％の硫酸及び２０％の塩酸を含むことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【請求項９】
前記水素の純化材料には、グラフェン、グラファイトシート、メタルハイドライド、カーボンナノチューブ、３Ａ分子篩、活性炭、もしくは５Ａ分子篩を含むことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【請求項１０】
前記鉛蓄電池電解液は、２０％の硫酸を含むことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の工業炉の残滓及び廃酸の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業炉の残滓及び廃酸の処理に関し、特にマグネシウムを含む残滓と廃酸を反応させて水素を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年、マグネシウム合金は、世界的に益々広範に応用されており、特に携帯製品及び電子機器製品への応用は高度な成長を遂げ、これに伴い、台湾でのマグネシウム合金の成型産業も非常に発展した。マグネシウム合金の成型産業においては、マグネシウム金属構造の特性を生かしたダイカストが台湾での主要な製造工程であるが、その溶解、加工の過程で排出される廃棄物は大きな問題となっている。
【０００３】
現在、マグネシウムに関する廃棄物処理は、ヨーロッパのＭＥＬ（マグネシウムエレクトロン）社の分類方式に基づいて１〜６のランクに分け、そのうち、１、５、６はさらに細分化してＡＢ二類に分類される。従来技術についていえば、ただ１〜４の廃棄物のマグネシウム金属だけが回収して再利用価値のあるもので、６Ａ、６Ｂの二類に属する製造工程での炉の残滓は、まったく再利用不可能な廃棄物であって、多くは化学処理を施したり焼却した後に埋める処理を施さなければならず、材料の浪費を生み、余計な廃棄物処理コストもかかっている。また、この種の残滓の多くには塩化物を含んでいるため、処理が適当でないならば、水質汚染、生態汚染などに悪影響を及ぼすことにもなる。
【０００４】
また、現在の産業の中では、各製造工程で排出された廃酸も重要な議題となっている。廃酸は有機酸及び無機酸に分けられるが、その無機酸について言えば、塩化鉄の廃酸液や硫酸鉄の廃酸液などのようなものは多くの鉄塩類を含んでおり、その無機廃酸の処理には一般に、イオン交換樹脂法、焙焼法、濃縮夾雑物除去法、中和酸化法、抽出法が採用されている。廃酸処理後のｐＨ値を考えるならば、現行では、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水、或いは石灰等のアルカリ性物質を用いて廃酸との中和をはかる方法があるが、この方法では、鉄塩類の溶液濃度、原料を加える速度及びアンモニア水の流量を厳しく固定する必要があり、これによってｐＨ値を、選定した一つの狭い範囲内に限定している。
【０００５】
最後になるが、汚染の少ないエネルギー源へのニーズが高まる現代の産業や一般社会においては、高い潜在力を有し、汚染が少なく、水素をエネルギー源とするものが優勢となっている。現在、水素を発生させる方法は多岐にわたっているのだが、原料の源、設備コスト、それを発展させる技術、地域等の様々な制限があり、経済的で、高い安定性を有する水素生成方法が、現在及び未来の重要な課題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記背景技術の内容に基づき、本発明者は、関連分野の実務経験を駆使して、マグネシウムの残滓と工業で排出される廃酸とを反応させる創作を考えた。本発明者は、マグネシウムの残滓を、特に、再利用ができないことが周知となっているマグネシウム溶解炉の残滓及びマグネシウムダイカスト炉の残滓をそれぞれ、一般の廃酸と反応させ、水素及び安定した副産物を生じさせるもので、低コストで工業廃棄物を処理する目的を果たすだけでなく、さらに、水素を生じさせて資源の再利用をはかり、産業価値効果を発揮するものでもある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に用いられるマグネシウムの残滓成分は複雑で、しかも一部には、塩化物及び酸化物を含み、処理する廃酸の多くは混酸である。仮にその成分内容及び比率を軽視したならば、反応における危険性が生じる可能性もあり、実務での負担を引き起こすことにもなる。よって、本発明者は、試験を通して、適用するマグネシウムの残滓成分の比率、廃酸の組成種類、及び廃酸の濃度範囲を規定し、並びに本発明の適用する条件に基づいて反応を施した。
【０００８】
本発明の第一実施形態において、マグネシウム溶解炉の残滓及び廃酸の処理方法には、次のステップを含む。
ａ．複数の水素の純化材料、気体収集瓶、及び反応釜を連結する。
ｂ．マグネシウム溶解炉の残滓を預め反応釜内に置き、さらに廃酸をゆっくりと反応釜内に加えて反応させる。そのうちのマグネシウム溶解炉の残滓と廃酸の重量比は１：１０〜２０である。
ｃ．水素を収集し、反応副産物を排出させる。
マグネシウム溶解炉の残滓は、マグネシウム１０〜２５％及び塩素２５〜４０％を含むものであり、
廃酸は、６Ｍの鉛蓄電池電解液、２０〜４０％の硫酸カリウム製造工程での廃酸、１〜２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸、１．５〜２．３Ｍの塩化鉄の廃酸、及び１．６〜１．８Ｍの氷酢酸のうちの一つである。
【０００９】
本発明の実施形態に基づき、反応副産物のｐＨ値は７〜９とする。
【００１０】
本発明の実施形態に基づき、反応作用時の反応物温度は８５〜１１０℃とする。
【００１１】
本発明の実施形態に基づき、反応作用時の環境温度は２５〜３０℃とする。
【００１２】
本発明の実施形態に基づき、ステップｂの作用時間は必要な量に基づいて時間の長さを調整できるパラメータとする。
【００１３】
本発明の実施形態に基づき、ステップｂでの廃酸を反応釜に加える動作は、加圧噴霧式で反応釜内に均等にスプレーする方法を採用する。
【００１４】
本発明の実施形態に基づき、反応に使用する硫酸カリウム製造工程での廃酸は、１０〜１５％の硫酸及び２０％の塩酸を含む。
【００１５】
本発明の実施形態に基づき、反応に使用する水素の純化材料には、グラフェン、グラファイトシート、メタルハイドライド、カーボンナノチューブ、３Ａ分子篩、活性炭、もしくは５Ａ分子篩を含む。
【００１６】
本発明の実施形態に基づき、反応に使用する鉛蓄電池電解液は、２０％の硫酸を含む。
【００１７】
本発明のもう一つの実施形態におけるマグネシウムダイカスト炉の残渣及び廃酸に関する処理方法は、次のステップを含む。
ａ．複数の水素の純化材料、気体収集瓶、反応釜を連結する。
ｂ．マグネシウムダイカスト炉の残滓を預め反応釜内に置き、さらに廃酸を反応釜内にゆっくりと加えて反応させるが、そのうち、マグネシウムダイカスト炉の残滓と廃酸の重量比を１：１０〜２０とする。
ｃ．水素を収集し、反応副産物を排出させる。
また、マグネシウムダイカスト炉の残滓は、マグネシウム８２〜９３％及びアルミニウム５〜１０％を含むものである。廃酸は、６Ｍの鉛蓄電池電解液、２０〜４０％の硫酸カリウム製造工程での廃酸、１〜２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸、１．５〜２．３Ｍの塩化鉄の廃酸、及び１．６〜１．８Ｍの氷酢酸のうちの一つである。
【００１８】
本発明の実施形態に基づいて、反応作用時の反応物温度は５５〜１１０℃とする。
【００１９】
本発明の実施形態に基づいて、反応作用時の環境温度は２５〜３０℃とする。
【００２０】
本発明の実施形態に基づいて、ステップｂの作用時間は、必要な量に応じて時間の長さを調整できるパラメータとする。
【００２１】
本発明の実施形態に基づいて、ステップｂでの廃酸を反応釜に加える動作は、加圧噴霧式によって反応釜内に均等にスプレーする方法を採用する。
【００２２】
本発明の実施形態に基づいて、反応に使用する硫酸カリウム製造工程での廃酸は、１０〜１５％の硫酸及び２０％の塩酸を含む。
【００２３】
本発明の実施形態に基づいて、反応に使用する水素の純化材料には、グラフェン、グラファイトシート、メタルハイドライド、カーボンナノチューブ、３Ａ分子篩、活性炭、もしくは５Ａ分子篩を含む。
【００２４】
本発明の実施形態に基づいて、反応に使用する鉛蓄電池電解液は、２０％の硫酸を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態による工業炉の残滓及び廃酸の処理方法を示すフロチャート。
【図２】本発明の実施形態によるマグネシウム溶解炉の残滓のエネルギー分散型Ｘ線分析図（ＥＤＳ）であり、図２Ａ及び図２Ｂは２サンプルの成分分析結果である。
【図３】本発明の実施形態によるマグネシウム溶解炉の残滓と６Ｍ鉛蓄電池電解液とを反応させた後の副産物ＳＥＭ及びＥＤＳ成分分析図であり、図３Ａはサンプルの外観、図３Ｂ及び図３Ｃはそれぞれ、サンプル中のＡ区及びＢ区の成分分析である。
【図４】本発明の実施形態によるマグネシウム溶解炉の残滓と３０％硫酸カリウム製造工程での廃酸と反応させた後の副産物成分ＳＥＭ及びＥＤＳ成分分析図であり、図４Ａ及び図４Ｂは一つのサンプルの外観及び成分分析結果で、図４Ｃ及び図４Ｄはもう一つのサンプルの外観及び成分分析結果である。
【図５】本発明の実施形態によるマグネシウム溶解炉の残滓と２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸とを反応させた後の副産物成分ＳＥＭ及びＥＤＳ成分分析図であり、図５Ａはサンプルの外観を示し、図５Ｂ及び図５Ｃはそれぞれ、サンプル中のＡ区及びＢ区の成分分析である。
【図６】本発明の実施形態によるマグネシウム溶解炉の残滓と２．３Ｍの塩化鉄の廃酸とを反応させた後の副産物成分ＳＥＭ及びＥＤＳ成分分析図であり、図６Ａはサンプルの外観を示し、図６ＢはサンプルのＡ区の成分分析である。
【図７】本発明の実施形態によるマグネシウムダイカスト炉の残滓のＥＤＳ成分分析図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
ここでは、下記のような実施形態によって本発明の内容を詳細説明する。しかし、これらの実施形態は例示のために用いられているものであって、当該技術に熟知した者によって、簡単に様々な改善や変化を施すことができる。以下に、本発明についての複数の実施形態を詳細するが、図中の同じ記号は同じものを示す。本明細書及び後ろに添付した特許請求の範囲は、上下の文で特に説明しているもののほかは、「一つ」や「該」もまた複数と考えることも可能である。また、本明細書及び後ろに添付した特許請求の範囲は、上下の文で特に説明しているもののほかは、「中」及び「内」はいずれも「その中に位置する」及び「その上に位置する」ことも含む。さらに、明細書では閲読の利便をはかるために見出し及び小見出しをつけることもあるが、これらの見出しが本発明の実施範囲に影響を及ぼすことはない。下記において、本明細書で用いられた若干の専門用語についての詳細を定義する。
【００２７】
（定義）
本明細書で使用されている専門用語は、本発明の範囲内及び各専門用語の特定する上下文の中では、概ね関連分野の一般的な内容によるものである。本明細書の特定用語に関しては、下文の中で、或いは本明細書の他の箇所で説明を加えることで、業界の方々が本発明を理解していただくための利便をはかる。また、同一専門用語が同じ上下文に現れた場合、この範囲と意味は同じものである。なお、一つの事に対する表現方法は一種類とは限らない。よって、本文によって討論される専門用語は、用語の代替や同義語による表現を可能とし、しかも、一つの専門用語が本文の中で詳細に説明されたり討論されていることには特別な意味はないものとする。本文に使われる専門用語の同義語が一つ或いは複数使われていたとしても、これが他の同義語を排斥することにはならない。本明細書によって提供される範例（そこで討論される専門用語の範例を含む）は説明のために用いたものであり、本発明或いはいかなる専門用語を例示する範囲と意味を限定するものではなく、それと同様に、本明細書で列挙された各種実施形態を限定するものでもないことをここに明記する。
【００２８】
別途定義されたものでなければ、本文中のすべての技術及び科学に関する専門用語の意味と内容は、本発明関連技術に熟知する者による一般的な理解と同じものとする。万一、双方に衝突が見られる場合は、本明細書及びその定義を解釈の根拠とする。
【００２９】
「反応釜」。これは、化学工業での生産或いは実験において化学反応を起こさせる装置である。その主な機能は、反応過程の条件パラメータの制御、及び反応物を反応させる容器とすることを含む。この分野の関係者はその関連分野の一般知識に基づいて反応釜を実験室で使用する蒸留フラスコ、或いは工業生産で使用する反応炉等の類似装置とすることも可能である。
【００３０】
「気体収集瓶」。これは、化学工業或いは実験において気体を収集する装置である。その主な機能は、気体を収集し貯蔵する容器である。この分野の関係者はその関連分野の一般知識に基づいて気体収集瓶を実験室で使用するガラス製気体収集瓶、或いは工業用のスチール製ビン及び貯蔵タンク等類似装置とすることも可能である。
【００３１】
「加酸装置」。これは、化学工業或いは実験において、中に置き酸液を加える装置である。この分野の関係者はその関連分野の一般知識に基づいて、加酸装置を実験室で使用するプラスチック注射器、或いは廃酸処理に使用される投加装置等の類似設備に変更することも可能である。
【００３２】
「時間可変パラメータ」。これは、一方法もしくは一反応であるが、関連技術に熟知した者が必要な量に応じて時間の長さを調整できるパラメータである。本案を例とすると、関連技術者が必要とする水素量に応じて本発明の方法である作用時間を調整することである。
【００３３】
本発明は、工業炉の残滓と廃酸を共に、再利用する資源として処理をする方法である。しかしそのうちの残滓内容物は複雑で、毎回使用するサンプル成分には若干の差異が生じるため、本発明者は試験を繰り返し、成分に対して根拠をもって実施可能な範囲を得た。
本発明の一実施形態（実施形態２）で使用する残滓は、マグネシウム溶解炉の残滓で、マグネシウム１０〜２５％及び塩素２５〜４０％を含む。
本発明のもう一つの実施形態（実施形態３）で使用される残滓は、マグネシウムダイカスト炉の残滓であり、それは、マグネシウム８２〜９３％及びアルミニウム５〜１０％を含む。
また、本発明で使用される廃酸の多くが混酸であり、その濃度はそれぞれのサンプル間で若干の差異がある。そこで本明細書では、根拠をもって実施可能な成分及び濃度の範囲を提供する。本発明で使用する廃酸は、２０〜４０％の硫酸カリウム製造工程で排出された廃酸、１〜２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸、１．５〜２．３Ｍの塩化鉄の廃酸、及び６Ｍの鉛蓄電池電解液のうちの一つであり、そのうち、硫酸カリウム製造工程での廃酸は、１０〜１５％の硫酸、及び２０％の塩酸を含み、鉛蓄電池電解液は２０％の硫酸を含む。
【００３４】
（実施形態）
以下に示すものは、本発明の実施形態に基づいて提供される設備、器材、方法、及びそれに関連する結果であり、本発明の実施範囲を限定するものではない。各実施形態の見出しや小見出しは閲読の利便のために設けたものであり、これもまた本発明に限定を加えるものとはならない。なお、本発明に基づいて実施されるものであるならば、それがいかなる特定の学説もしくは実施案に基づくものであっても、すべて、そこに言及される特定の学説の制限を受けることはなく、述べられる学説が正しいかどうかとは関係のないものとする。
【００３５】
（実施形態１）
（基礎実験のステップ）（図１参照）
実験器材の準備：反応釜、注射器（加酸装置とする）、気体乾燥塔、気体流量計、気体収集瓶、シリコンチューブ、及び水素を純化するための材料。そのうち、水素の純化材料には、３Ａ分子篩、活性炭、５Ａ分子篩、グラフェン、グラファイトシート、メタルハイドライド及びカーボンナノチューブのうちの一つもしくは組合せを含む。残滓の形態は塊状もしくは研磨し粉末状にしたものであり、粉末状が良好である。
【００３６】
ステップＡ：シリコンチューブにより、反応釜、気体乾燥塔、気体流量計、及び気体収集瓶を連結する。連結方式は、直列つなぎ、並列つなぎ、もしくは直列、並列を合わせた方式である。
【００３７】
ステップＢ：残滓を反応釜の中に入れ、並びに水素純化材料を各気体乾燥塔内に入れる。
【００３８】
ステップＣ：注射器に適量の廃酸を吸い込ませた後、反応釜の上方の注入孔より注射器内の産業廃棄物の廃酸を反応釜内に注入し、残滓と反応させる。そのうち、廃酸を注入する際には、加圧噴霧式により反応釜内に均等にスプレーしてもよい。また、反応温度は２５〜３０℃であり、２７〜２８℃を良好とする。残滓と廃酸の重量比は１：１０〜２０であり、１：１０を良好とする。反応時間は時間可変パラメータであり、ニーズに応じて調整することができる。
【００３９】
ステップＤ：水素が発生してから約1〜２分後、気体によって実験器具及び直列管路内の空気をパージ（ｐｕｒｇｅ）し、気体収集瓶の気体注入口のねじを回転させてしっかり締める。
【００４０】
ステップＥ：気体収集瓶のバルブを開き、水素採集を行い、並びに反応副産物を排出させる。水素採集の過程においては水素流量計の気体流量の変化を観察する必要があり、流量計の制御バルブ及び気体収集瓶のバルブを適時調整して、気体採集の流量を安定化させる。
【００４１】
（実施形態２）
（マグネシウム溶解炉の残滓と産業廃棄物である廃酸の反応）
本実施形態で使用される残滓は、マグネシウム溶解炉の残滓であり、実験前にまず、そのマグネシウム溶解炉の残滓成分に対してＥＤＳ成分分析を行う。その成分には、マグネシウム１０〜２５％及び塩素２５〜４０％が含まれる。図２から理解されるように、良好な実施形態において、マグネシウム溶解炉の残滓成分は、マグネシウム１４〜２１％及び塩素２６〜４０％を含む。また、使用される廃酸は、６Ｍ鉛蓄電池電解液、２０〜４０％硫酸カリウム製造工程による廃酸（３０％が良好）、１〜２．６Ｍ硫酸鉄の廃酸（２．６Ｍが良好）、１．５〜２．３Ｍ塩化鉄の廃酸（２．３Ｍが良好）、及び１．６〜１．８Ｍ氷酢酸（１．７Ｍが良好）のうちの一つを含む。以下のデータは、良好な実施形態の内容の一例を示したものである。
【００４２】
（反応結果）
反応物の温度、約８５〜１１０℃において、実施形態の基礎実験ステップ及び条件に基づいて反応させた結果は表１のとおりである。
【００４３】
【表１】
2020139731.tif 000003
2020139731.tif 000004
【００４４】
２０ｇのマグネシウム溶解炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で６Ｍの鉛蓄電池電解液と１８０分間反応させると、約２８６００ｍｌの水素及び中性（ａｃｉｄ−ｂａｓｅ  ｎｅｕｔｒａｌ）の副産物（ｐＨ７．５）が産出される。その副産物に対するＳＥＭ及びＥＤＳ分析結果は図３に示すとおりであり、安定した成分が放出された。
２０ｇのマグネシウム溶解炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で３０％の硫酸カリウム製造工程での廃酸と１８０分間反応させると、約２２２４４ｍｌの水素及び中性の副産物（ｐＨ８．４）が産出される。その副産物に対するＳＥＭ及びＥＤＳ分析結果は図４に示すとおりであり、安定した成分が放出された。
２０ｇのマグネシウム溶解炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸と１８０分間反応させると、約２５４５２ｍｌの水素及び中性の副産物（ｐＨ７．７）が産出される。その副産物に対するＳＥＭ及びＥＤＳ分析結果は図５に示すとおりであり、安定した成分が放出された。
２０ｇのマグネシウム溶解炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で２．３Ｍの塩化鉄の廃酸と１８０分間反応させると、約２３４００ｍｌの水素及び中性の副産物（ｐＨ７．７）が産出される。その副産物に対するＳＥＭ及びＥＤＳ分析結果は図６に示すとおりであり、安定した成分が放出された。
２０ｇのマグネシウム溶解炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で１．７Ｍの氷酢酸と１８０分間反応させると、約１４４００ｍｌの水素及び弱アルカリ性の副産物（ｐＨ８．８）が産出される。
【００４５】
（実施形態３）
（マグネシウムダイカスト炉の残滓と産業廃棄物である廃酸との反応）
本実施形態において使用される残滓はマグネシウムダイカスト炉の残滓であり、マグネシウム８２〜９３％及びアルミニウム５〜１０％が含まれる。
図７から理解されるように、良好な実施形態において、マグネシウムダイカスト炉の残滓成分は、マグネシウム８６〜９１％及びアルミニウム６〜１０％が含まれる。また、使用される産業廃棄物の廃酸は６Ｍの鉛蓄電池電解液であり、２０〜４０％の硫酸カリウム製造工程での廃酸（３０％が良好）、１〜２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸（２．６Ｍが良好）、１．５〜２．３Ｍの塩化鉄の廃酸（２．３Ｍが良好）、及び１．６〜１．８Ｍの氷酢酸（１．７Ｍが良好）のうちの一つである。以下のデータは例として示された良好な実施形態の内容である。
【００４６】
（反応結果）
反応物の温度は概ね５５〜１１０℃であり、実施形態之基礎実験ステップ及び条件に基づいて反応させた。その結果を図２に示す。
【００４７】
【表２】
2020139731.tif 000005
【００４８】
２０ｇのマグネシウムダイカスト炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で６Ｍの鉛蓄電池電解液と４９分間反応させると、約２７９０４ｍｌの水素及び弱酸性の副産物（ｐＨ４．７）が産出される。
２０ｇのマグネシウムダイカスト炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で３０％の硫酸カリウム製造工程で排出された廃酸と４３分間反応させると、約２１８６４ｍｌの水素及び中性の副産物（ｐＨ６．５）が産出される。
２０ｇのマグネシウムダイカスト炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸と４５分間反応させると、約２３６５５ｍｌの水素及び弱酸性の副産物（ｐＨ５．７）が産出される。
２０ｇのマグネシウムダイカスト炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で２．３Ｍの塩化鉄の廃酸と４５分間反応させると、約２２６６４ｍｌの水素及び弱酸性の副産物（ｐＨ５．６）が産出される。
２０ｇのマグネシウムダイカスト炉の残滓は、概ね１：１０の重量比率で１．７Ｍの氷酢酸と４５分間反応させると、約１４７００ｍｌの水素及び弱アルカリ性の副産物（ｐＨ８．７）が産出される。本実施形態において、弱酸もしくは弱アルカリ性の副産物は、アルカリ性もしくは酸性の薬剤を用いて後続処理を施し産業ニーズに応じることができる。
【００４９】
（比較例１）
（マグネシウム溶解炉の残滓と、塩酸、塩酸＋フッ素水素酸の混酸、及びギ酸との反応）
本比較例で使用したマグネシウム溶解炉の残滓と、実施形態２で使用したものは同じ。マグネシウム溶解炉の残滓をそれぞれ、１Ｍの塩酸、１．５Ｍの塩酸＋フッ素水素酸の混酸、及び２０％のギ酸と反応させ、さらに本発明の実施形態２の効果と照合する。
【００５０】
（反応結果）
反応物の温度が約８５〜１１０℃のもとで、実施形態の基礎実験ステップ及び条件に基づいて反応させる。
【００５１】
２０ｇのマグネシウム溶解炉の残滓を、概ね１：１０の重量比率で１Ｍの塩酸もしくは２０％のギ酸と反応させても、その水素発生効果は不明瞭で、２０分間反応させた後であっても産物に簡易の燃燒試験を行うことはできない。
また、２０ｇのマグネシウム溶解炉の残滓を、概ね１：１０の重量比率で１．５Ｍの塩酸＋フッ素水素酸の混酸と反応させると、その反応が極めて激しく、大量のオレンジ色の煙及び臭気を放出するため、残滓及び産業廃棄物の廃酸を処理するのは難しく、再利用効果を発揮することもできない。以上のように、特定の成分内容、比率、温度を本発明の実施要件として定義する。
【００５２】
（比較例２）
（アルミニウム精錬での残滓と廃酸との反応）
本比較例で使用されるアルミニウム精錬による残滓の成分には、アルミニウム５５〜７０％、マグネシウム１〜１０％、及び塩素１〜５％が含まれる。アルミニウム精錬での残滓を、６Ｍの鉛蓄電池電解液、２０〜４０％の硫酸カリウム製造工程での廃酸、１〜２．６Ｍの硫酸鉄の廃酸、及び１．５〜２．３Ｍの塩化鉄の廃酸のうちの一つの産業廃棄物の廃酸と反応させ、さらに、本発明の実施形態であるマグネシウム溶解炉の残滓及びマグネシウムダイカスト炉の残滓効果と比較する。
【００５３】
反応の初期段階において水素は発生するが、副産物は強酸性（ｐＨ値が１以下）を示し、安定した無害の副産物であるとは限らない。それゆえに、産業廃棄物の残滓及び廃酸の処理的問題は解決できない。
【００５４】
前述の実施形態及び比較例の結果を通して、本発明者は、特定の成分範囲内のマグネシウム溶解炉の残滓及びマグネシウムダイカスト炉の残滓と、特定の成分及び濃度範囲内の産業廃棄物の廃酸とを規定した条件のもとで反応させると、水素及び安定した副産物が発生する。これにより、低コスト且つ安全な状況において産業廃棄物を処理する目的を達成できるだけでなく、水素を発生させて資源の再利用や産業の創造を実現する効果を有するものとなる。
【００５５】
前述の内容は、単に、本発明を説明するために用いた例であり、本発明中に説明した各種実施形態は一定の特性を有するものである。本発明の属する分野に関して一般知識を持つ者が、本発明の精神及び範囲を離れずに、これらの一つもしくは複数のすでに開示した実施形態を参照として、それらに多くの修正を加えることは可能である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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