(57)【要約】      （修正有）【課題】転炉石廃棄物の処理方法とその処理に使用する活性水溶液の調整方法の提供。【解決手段】転炉石廃棄物と活性水溶液Ａ或いは活性水溶液Ｂとを均一に混合し、密封条件下で０．２〜５時間反応させ、固液分離を行い、前記活性水溶液ＡのｐＨ値は１〜２、好ましくは１．５で、それは塩酸水溶液を電極触媒水設備に通して調製され、前記活性水溶液ＢのｐＨ値は５〜７、好ましくは４〜７で、それは炭酸水溶液を電極触媒水設備に通して調製され、前記転炉石廃棄物と活性水溶液Ａ或いは活性水溶液Ｂの質量の比は１：０．５〜１０、好ましくは、１：２〜５である。電極触媒水設備は、正負電極間に平行に重ねるＮ組の電極触媒ユニットを有し、前記各電極触媒ユニットの先端と末端は連通水管を通して順番に連通し、前記各電極触媒ユニットは、電解パイプライン、絶縁パイプラインを通じて回分処理する構成とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉石廃棄物の処理方法であって、以下のステップを含み、
転炉石廃棄物と活性水溶液Ａ或いは活性水溶液Ｂとを均一に混合し、密封条件下で０．２〜５時間反応させ、固液分離を行い、
前記活性水溶液ＡのｐＨ値は１〜２で、それは塩酸水溶液を電極触媒水設備に通して調製され、
前記活性水溶液ＢのｐＨ値は５〜７で、それは炭酸水溶液を電極触媒水設備に通して調製され、
前記転炉石廃棄物と活性水溶液Ａ或いは活性水溶液Ｂの質量の比は１：０．５〜１０であることを特徴とする転炉石廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記転炉石廃棄物と活性水溶液Ａ或いは活性水溶液Ｂの質量の比は１：２〜５で、
前記活性水溶液ＡのｐＨ値は１．５で、
前記塩酸水溶液は塩酸溶液を希釈して調製され、
前記塩酸水溶液の濃度は好ましくは０．１％〜５％で、最も好ましくは０．３％で、
前記パーセンテージは質量パーセンテージで、
前記塩酸水溶液のｐＨ値は好ましくは４〜７で、
前記塩酸水溶液の前記電極触媒水設備中での循環時間は好ましくは３〜３０分間で、最も好ましくは２０分間であることを特徴とする請求項１に記載の転炉石廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記炭酸水溶液は、二酸化炭素に水を加え希釈して調製され、前記炭酸水溶液の濃度は好ましくは３％〜３０％で、
前記パーセンテージは質量パーセンテージで、
前記炭酸水溶液のｐＨ値は好ましくは５〜７で、
前記炭酸水溶液の前記電極触媒水設備中での循環時間は好ましくは３〜３０分間で、最も好ましくは２０分間であることを特徴とする請求項１に記載の転炉石廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記固液分離により得られた固相のｐＨ値は６〜９で、好ましくは７〜８で、得られた液相のｐＨ値は５〜７であることを特徴とする請求項１に記載の転炉石廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記電極触媒水設備は、一組の、下から上へと平行に重ねるＮ個の電極触媒ユニットを有し、前記各電極触媒ユニットの先端と末端は連通水管を通して順番に連通し、Ｎは２の整数より等しいか大きく、
前記各電極触媒ユニットは、電解パイプライン、絶縁パイプラインを有し、
前記電解パイプラインは、密閉キャビティを形成し、前記密閉キャビティ内には、相対して設置する正極板と負極板を設置し、前記正極板と負極板とは、前記電解パイプラインの側壁とそれぞれ相対して設置し、しかもこれにより前記電解パイプライン内に電場を加え、前記正極板と負極板は、電源の正極及び負極とそれぞれ電気的に連接し、
前記絶縁パイプラインは、前記正極板と負極板との間に位置し、前記絶縁パイプライン内には、低誘電率材料により形成される充填層を設置し、前記充填層内には、水を流通させられる空間を形成し、しかも前記充填層と前記絶縁パイプラインの側壁との間には、前記空間と相互に連通する間隙を形成し、前記絶縁パイプラインの側壁上には、前記間隙と相互に連通する若干の通孔を設置し、
第一の前記電極触媒ユニット中電解パイプラインの一端には、進水口を設置し、第Ｎの前記電極触媒ユニット中電解パイプラインの端部の両側壁上には、それぞれ出水口を設置し、しかも２個の前記出水口は、前記正極板及び負極板に近い位置にあることを特徴とする請求項１に記載の転炉石廃棄物の処理方法。
【請求項６】
前記第Ｎの前記電極触媒ユニット中前記電解パイプラインの一端には、もう一つの出水口を設置し、前記もう一つの出水口は、相互に対応する２個の前記出水口の間に位置し、２個の前記出水口と、前記電解パイプラインの同一端に位置し、しかも前記正極板、負極板とそれぞれ前記もう一つの出水口の軸線との間の距離は相等で、
前記正極板と、前記電解パイプライン中の、前記正極板と相対して設置する側壁の内表面との間、前記負極板と、前記電解パイプライン中の、前記負極板と相対して設置する側壁の内表面との間には第一流道、第二流道をそれぞれ形成し、しかも前記第一流道と第二流道の幅は相等で、前記正極板と負極板上には、若干の貫通孔をそれぞれ設置することを特徴とする請求項５に記載の転炉石廃棄物の処理方法。
【請求項７】
前記正極板と負極板の、前記進水口から離れた一端は、それぞれ外へと電極柱を延伸し、２個の前記電極柱上には、それぞれ連接孔を開設し、しかも２個の前記電極柱は、それぞれ導線、前記連接孔を通して、前記電源の正極、負極と電気的に連接し、
前記電源の電圧は２０Ｖ〜１８０００Ｖで、或いは前記電源は高圧交流電源で、前記電源の電圧は２０Ｖ〜２３０００Ｖであることを特徴とする請求項６に記載の転炉石廃棄物の処理方法。
【請求項８】
前記各電解パイプラインは、中空で両端が開口であるハウジングと２個の端蓋を有し、  ２個の前記端蓋は、それぞれ密封部材を通して、前記ハウジングの両端に密封状に連接し、前記密閉キャビティを形成することを特徴とする請求項７に記載の転炉石廃棄物の処理方法。
【請求項９】
前記各通孔は、前記絶縁パイプラインの側壁でそれぞれ均一で、しかも前記各通孔は、網状構造を形成し、
前記絶縁パイプラインは、前記正極板と負極板との間の中間に位置し、しかも前記絶縁パイプラインの材質はＵＰＶＣ、ＰＶＣ、ＰＰ或いはポリテトラフルオロエチレンで、
前記充填層は、順番に配列して設置する若干の充填物を有し、前記充填物の形状は球状、立方体或いは楕円体状で、しかも前記充填物の材質は低誘電率材料で、前記低誘電率材料はガラス、酸化アルミ、セラミック、コランダム、ルチルの内の一種或いは多種で、前記充填物の当量直径は６ｍｍ〜７ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の転炉石廃棄物の処理方法。
【請求項１０】
前記各充填物の外表面はすべて触媒層で覆われ、
前記触媒層の材質は異質貴金属触媒系列材料で、
前記異質貴金属触媒系列材料は好ましくは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｄの金属酸化物の内の一種或いは多種で、
或いは前記触媒層の材質は過渡金属酸化物触媒系列材料で、
前記過渡金属酸化物触媒系列材料は好ましくは、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎの金属酸化物の内の一種或いは多種であることを特徴とする請求項９に記載の転炉石廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転炉石廃棄物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種製鉄炉、高炉、焼却炉は、長時間使用されると炉石、残渣を生じる。その考えられる汚染は次の三つである。
Ａ．焼却過程に石灰、フルオライと、石英石等が加わり、炉石、残渣中に高い比率で酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化カリウム等の強アルカリ性物質を含む。
Ｂ．焼却過程で重金属汚染を生じる。
Ｃ．ダイオキシン汚染を生じる。
転炉石廃棄物中には、大量の強アルカリ性物質を含み、ｐＨ値は非常に大きい。もし、そのまま排出すれば、直接的に環境を汚染してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の主な目的は、本発明の処理方法により、二次汚染の発生を回避し、しかも廃棄物を宝物に変えられるため、経済効果は非常に顕著である転炉石廃棄物の処理方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、本発明が用いる試剤と原料はすべて市販されているため、材料の取得が便利な転炉石廃棄物の処理方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、本発明の処理方法により、二次汚染は完全に発生せず、処理効果は顕著で、処理が迅速であり、一ｔの炉石、残渣の処理コストは約５０〜１００人民元に過ぎず、コストが非常に低い転炉石廃棄物の処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した目的を達成するために、本発明による転炉石廃棄物の処理方法は、以下のステップを含む。転炉石廃棄物と活性水溶液Ａ或いは活性水溶液Ｂとを均一に混合し、密封条件下で０．２〜５時間反応させ、固液分離を行う。その内、該活性水溶液ＡのｐＨ値は１〜２で、それは塩酸水溶液を電極触媒水設備に通して調製される。該活性水溶液ＢのｐＨ値は５〜７で、それは炭酸水溶液を電極触媒水設備に通して調製される。該転炉石廃棄物と活性水溶液Ａ或いは活性水溶液Ｂの質量の比は１：（０．５〜１０）である。
【０００５】
本発明中で、該転炉石廃棄物は本領域の従来型の意義を備え、その成分分析数値データと見かけ比重、ｐＨ値は表１に示す。
【０００６】
【表１】
2018001152.tif 000002
【０００７】
本発明中で、該転炉石廃棄物と活性水溶液Ａ或いは活性水溶液Ｂの質量は、好ましくはｌ：（２〜５）である。
以下に、活性水溶液Ａについてさらに紹介する。
本発明中で、該活性水溶液ＡのｐＨ値は好ましくは１．５である。その内、該塩酸水溶液は塩酸溶液を希釈して調製される。該塩酸水溶液の濃度は好ましくは０．１％〜５％で、最も好ましくは０．３％で、該パーセンテージは質量パーセンテージである。該塩酸水溶液のｐＨ値は好ましくは４〜７で、その内、該塩酸水溶液の該電極触媒水設備中での循環時間は好ましくは３〜３０分間で、最も好ましくは２０分間である。
【０００８】
その内、該活性水溶液Ａを調製する際、該電極触媒水設備内では、以下の電化学反応が発生する。
２ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｃｌ-＋ＣｌＯ-＋２ｅ
その原理は以下の通りである。
低濃度塩酸水溶液は電極触媒水設備下で、以上の電化学反応を生じ、大量のＨ＋を発生し、これにより溶液のｐＨ値は大幅に低下する。
【０００９】
活性水溶液Ａを用いて転炉石廃棄物を処理する時、該転炉石廃棄物と活性水溶液Ａが生じる反応は、ＣａＯ反応によりＣａＣｌ２とＣａ（ＣｌＯ）２を生成し、ＭｇＯ反応によりＭｇＣｌ２とＭｇ（ＣｌＯ）２を生成し、Ｋ２Ｏ反応によりＫＣｌとＫＣｌＯを生成する過程を含む。
具体的な反応方程式は、以下の通りである。
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）２
Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ
Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＣｌＯ＝Ｃａ（ＣｌＯ）２＋２Ｈ２Ｏ
Ｃａ（ＣｌＯ）２＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋２ＨＣｌＯ
Ｃａ２＋＋２ＣｌＯ-＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＝ＣａＣＯ３↓＋２ＨＣｌＯ  或いは  ＣｌＯ-＋Ｈ＋＝ＨＣｌＯ
ＣａＯ＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ
【００１０】
以下に、活性水溶液Ｂについてさらに紹介する。
本発明中で、該炭酸水溶液二酸化炭素に水を加え希釈して調製され、該炭酸水溶液の濃度は好ましくは３％〜３０％で、該パーセンテージは質量パーセンテージである。該炭酸水溶液のｐＨ値は好ましくは５〜７で、その内、該炭酸水溶液の該電極触媒水設備中での循環時間は好ましくは３〜３０分間で、最も好ましくは２０分間である。
その内、該活性水溶液Ｂを調製する際、該電極触媒水設備内では、以下の電化学反応が発生する。
Ｈ２ＣＯ３→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑
【００１１】
活性水溶液Ｂを用い転炉石廃棄物を処理する際に、該転炉石廃棄物と活性水溶液Ｂが生じる反応は、以下を含む。
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）２
Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２＝ＣａＣＯ３↓＋Ｈ２Ｏ
ＭｇＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｍｇ（ＯＨ）２
Ｍｇ（ＯＨ）２＋２ＣＯ２＝Ｍｇ（ＨＣＯ３）２
反応により生じたＭｇ（ＨＣＯ３）２は後続の固液分離を経た後、乾燥を行い、水分を除去した後に以下の反応を生じる。
Ｍｇ（ＨＣＯ３）２＝ＭｇＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋２ＣＯ２↑
【００１２】
本発明中で、密封は蓋がある通常の容器を採用して完成される。その目的は、溶液中のＨ＋、ＯＨ-、Ｃｌ-、ＣｌＯ-等イオンが酸アルカリ中との反応に参加せず、空気中に揮発する確率を低下させることである。
【００１３】
本発明中で、該固液分離により得られた固相のｐＨ値は好ましくは６〜９で、最も好ましくは７〜８で、得られた液相のｐＨ値は好ましくは５〜７である。
【００１４】
好ましくは、液相を静置した後に排出する。静置の目的は、溶液中のＨ＋とＯＨ-が中和して水となり、次亜塩素酸濃度が国家標準まで低下した後に排出するためである。
液相中の重金属が標準を超過しているなら、好ましくは液相を吸着ファイバーに通して重金属を吸着し、標準に達した後に排出する。こうすることで、液相は環境汚染の問題がないことを保証され、そのまま排出することができる。
中性よりの固相物質はそのまま取り出すことができ、重金属とダイオキシンを含まないため、建材廃棄物或いは道路舗装用の路盤とすることができる。
その内、該塩酸水溶液或いは該炭酸水溶液は、それぞれ好ましくは耐酸アルカリポンプにより、該電極触媒水設備中に入れられる。
【００１５】
以下では、本発明による電極触媒水設備についてさらに説明する。
電極触媒水設備は、一組の、下から上へと平行に重ねるＮ個の電極触媒ユニットを有する。
該各電極触媒ユニットの先端と末端は連通水管を通して順番に連通する。
その内、Ｎは２の整数より等しいか大きい。
該各電極触媒ユニットは、電解パイプライン、絶縁パイプラインを有する。
該電解パイプラインは、密閉キャビティを形成する。
該密閉キャビティ内には、相対して設置する正極板と負極板を設置する。
該正極板と負極板とは、該電解パイプラインの側壁とそれぞれ相対して設置し、しかもこれにより該電解パイプライン内に電場を加える。
該正極板と負極板は、電源の正極及び負極とそれぞれ電気的に連接する。
絶縁パイプラインは、該正極板と負極板との間に位置する。
該絶縁パイプライン内には、低誘電率材料により形成される充填層を設置する。
該充填層内には、水を流通させられる空間を形成し、しかも該充填層と該絶縁パイプラインの側壁との間には、該空間と相互に連通する間隙を形成する。
該絶縁パイプラインの側壁上には、該間隙と相互に連通する若干の通孔を設置する。
その内、第一の該電極触媒ユニット中電解パイプラインの一端には、進水口を設置する。
第Ｎの該電極触媒ユニット中電解パイプラインの端部の２個の相対する側壁上には、それぞれ出水口を設置し、しかも２個の該出水口は、該正極板及び負極板に近い位置にある。
【００１６】
本スキーム中では、電解パイプライン内には、正極板と負極板を設置する。これにより、正極板と負極板に通電後、２個の電極板間には強大な電場が発生する。こうして、正極板と負極板上に付着する金属酸化物触媒は、電場中で誘導され半導体となる。該金属酸化物触媒は、触媒の作用を起こし、水分子と酸素の、水素イオンと水酸化物イオン生成を促進する。こうして、電極触媒水中のヒドロキシルラジカル含量を高め、重金属イオン電荷中和の能力をさらに強化できる。
【００１７】
また、正極板と負極板との間には、絶縁パイプラインと低誘電率材料により形成される充填層を設置し、正極板と負極板の、絶縁パイプラインに対する直接放電を回避できる。
しかも、正極板と絶縁パイプラインとの間のイオン、及び負極板と絶縁パイプラインとの間のイオンは共に、絶縁パイプライン及び充填層を貫通し、対応するエリアに到達できる。しかも、低誘電率材料の存在により、抵抗を拡大でき、正極板と負極板との間に形成される電場を、より均一にできる。こうして、水中放電の均一性を高め、これにより水分子の電解をより充分とし、電流を低下させてエネルギー消費を抑え、電極片の寿命を３０％以上延長することができる。
【００１８】
この他、本発明の電極触媒水設備の構造を採用すると、設備の作動時には、２個の高圧電極が通電して放電し、高圧電流が低誘電率材料を通過する。これにより、それらは極化により静電容量式誘導電場を生じ放電し、放電の範囲を極端に増大し、放電発生の効果を高め、こうして生み出された電極触媒水は有機、有毒物質の分解、細菌の殺菌、重金属イオン電荷の中和等の面で大幅に能力が向上し、しかも生み出された電極触媒水中のヒドロキシルラジカル含量は高い。
【００１９】
さらに、該正極板及び負極板に近い位置には、それぞれ出水口を設置する。実際の状況の必要に応じて、酸性水かアルカリ性水を選択し、これにより該電極触媒水設備の応用範囲はより広くなり、しかも第一の該電極触媒ユニット中には、進水口を設置し、第Ｎの該電極触媒ユニット中には、出水口を設置することで、水はＮ個の電極触媒ユニットを経由する。こうして、水の電解をさらに充分とし、酸性水の酸度とアルカリ性水のアルカリ度を高め、電極触媒水の有機有毒物質、油汚れの分解、殺菌の能力を高めることができる。
【００２０】
好ましくは、第Ｎの該電極触媒ユニット中該電解パイプラインの一端には、もう一つの出水口を設置する。該もう一つの出水口は、相互に対応する２個の該出水口の間に位置し、２個の該出水口と、該電解パイプラインの同一端に位置し、しかも該正極板、負極板と該もう一つの出水口の軸線との間の距離は相等である。
本スキーム中では、第Ｎの該電極触媒ユニット中には、正極板と負極板との間の中間位置に位置するもう一つの出水口を設置する。こうして、実際の状況の必要に応じて中性水を選択でき、該電極触媒水設備の応用範囲をさらに拡大できる。
【００２１】
好ましくは、該正極板と、該電解パイプライン中の、該正極板と相対して設置する側壁の内表面との間、該負極板と、該電解パイプライン中の、該負極板と相対して設置する側壁の内表面との間には第一流道、第二流道をそれぞれ形成し、しかも該第一流道と第二流道の幅は相等である。
本スキーム中では、第一流道と第二流道の幅は相等で、これにより正極板と負極板との間に生み出される強大な電場はより均一となり、こうして水分子の電解効率を高めることができる。
【００２２】
好ましくは、該正極板と負極板上には、若干の貫通孔をそれぞれ設置する。
本スキーム中では、貫通孔の設置により、正極板と電解パイプラインとの間に位置する水分子、及び負極板と電解パイプラインとの間に位置する水分子はそれぞれ正極板、負極板を通過して、正極板と負極板との間に形成される強大電場内に到達する。こうして、電解パイプライン内水分子の触媒反応はより充分となり、水分子の電解効果をさらに充分に高められ、これにより電解パイプライン内水分子の電解には死角は存在しなくなる。
【００２３】
好ましくは、該正極板と負極板の、該進水口から離れた一端は、それぞれ外へと電極柱を延伸する。２個の該電極柱上には、それぞれ連接孔を開設し、しかも２個の該電極柱は、それぞれ導線、該連接孔を通して、該電源の正極、負極と電気的に連接する。
本スキーム中では、該正極板と負極板は、電極柱を通して、電源の正極、負極と電気的に連接し、導線を、電極柱の連接孔内に溶接するだけで、正極板、負極板はそれぞれ電源の正極、負極と電気的に連接するため、生産コストを低下させられ、しかも電気的連接の信頼性がより高まる。
【００２４】
好ましくは、該電源は高圧直流電源で、該電源の電圧は２０Ｖ〜１８０００Ｖで、或いは該電源は高圧交流電源で、該電源の電圧は２０Ｖ〜２３０００Ｖである。
【００２５】
好ましくは、該各電解パイプラインは、中空で両端が開口であるハウジングと２個の端蓋を有する。２個の該端蓋は、それぞれ密封部材を通して、該ハウジングの両端に密封状に連接し、該密閉キャビティを形成する。
本スキーム中では、密封部材の設置により、該密閉キャビティの密封性を高める。
【００２６】
好ましくは、該各通孔は、該絶縁パイプラインの側壁でそれぞれ均一で、しかも該各通孔は、網状構造を形成する。
該絶縁パイプラインは、該正極板と負極板との間の中間に位置し、しかも該絶縁パイプラインの材質はＵＰＶＣ、ＰＶＣ、ＰＰ或いはポリテトラフルオロエチレンである。
本スキーム中では、上述の構造形式を採用し、放電或いは電解により生み出されたプラスイオンの陽極への正常な移動を保持でき、マイナスイオンの陰極への正常な移動を保持でき、比較的大部分のプラスイオンの陽極への接近を保持でき、マイナスイオンの陰極への接近を保持できる。
【００２７】
好ましくは、該充填層は、順番に配列して設置する若干の充填物を有する。該充填物の形状は球状、立方体状或いは楕円体状、しかも該充填物の材質は低誘電率材料である。
本スキーム中では、絶縁パイプラインと充填層の設置により、正極板と負極板との間の放電は、低誘電率材料を通して、均一放電の目的を達成する。同時に、陽イオン交換膜或いは陰イオン交換膜を使用しなくとも、水中のプラスイオンを比較的大きな比率で陽極に集中でき、並びにマイナスイオンを比較的大きな比率で分離し、陰極付近に集中でき、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜に代わる機能を備える。
【００２８】
好ましくは、該低誘電率材料はガラス、酸化アルミ、セラミック、コランダム、ルチルの内の一種或いは多種で、該充填物の当量直径は６ｍｍ〜７ｍｍである。
【００２９】
好ましくは、該各充填物の外表面はすべて触媒層で覆われる。
本スキーム中では、充填物をキャリアとし、その表面に触媒層を塗布する。該触媒層は、水中で湿式酸化触媒を形成する。この湿式酸化触媒は、正負電極が形成する高圧電場の間に位置し、電場エネルギーを吸収し湿式電触媒を形成し、酸化を高め、排気を破壊する能力を備え、分解破壊が困難だった排気の処理が容易となる。
【００３０】
好ましくは、該触媒層の材質は異質貴金属触媒系列材料で、該異質貴金属触媒系列材料は好ましくは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｄの金属酸化物の内の一種或いは多種で、或いは該触媒層の材質は過渡金属酸化物触媒系列材料で、該過渡金属酸化物触媒系列材料は好ましくは、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎの金属酸化物の内の一種或いは多種である。
【００３１】
本領域における常識に符合するとの基礎において、上述の各条件は、任意に組み合わせでき、こうして本発明の各実施形態が獲得される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は二次汚染の発生を回避し、しかも廃棄物を宝物に変えられるため、経済効果は非常に顕著で、用いる試剤と原料はすべて市販されているため、材料の取得が便利であり、二次汚染は完全に発生せず、処理効果は顕著で、処理が迅速であり、コストは低い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明第一実施形態の電極触媒水設備の立体構造模式図である。
【図２】本発明第一実施形態の電極触媒水設備の分解構造模式図である。
【図３】本発明第一実施形態の電極触媒水設備のもう一つの位置状態の立体構造模式図である。
【図４】本発明第一実施形態の電極触媒水設備中の１個の電極触媒ユニットの構造模式図である。
【図５】本発明第一実施形態の電極触媒水設備中の１個の電極触媒ユニットの内部構造模式図である。
【図６】図５の断面図である。
【図７】図５中正極板の構造模式図である。
【図８】図５中絶縁パイプラインの局部構造模式図である。
【図９】図５中充填層の構造模式図である。
【図１０】図４中電解パイプラインの分解構造模式図である。
【図１１】本発明第二実施形態の電極触媒水設備の立体構造模式図である。
【図１２】本発明第二実施形態の電極触媒水設備のもう一つの位置状態の立体構造模式図である。
【図１３】本発明第三実施形態による活性水溶液を生産する反応器の構造図である。
【図１４】本発明第三実施形態による活性水溶液を生産する反応器の構造断面図である。
【図１５】本発明第三実施形態による活性水溶液を生産する帯電気コントロールボックスの高酸化還原性水を連続生成する反応器の外形図である。
【図１６】本発明第四実施形態による活性水溶液を生産する電磁水処理装置の部分構造模式図である。
【図１７】本発明第四実施形態による活性水溶液を生産する電磁水処理装置の流水パイプラインの内部構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に実施形態の方式を通して本発明についてさらに説明するが、これにより本発明を実施形態の範囲に限定するものではない。以下の実施形態において、具体的条件の記載がない実験方法は、従来の方法と条件、或いは商品説明書に基づき選択する。
本発明の記載において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」等が指示する方位或いは位置関係は、図に示す方位或いは位置関係に基づくもので、本発明説明及び簡略化の便のために過ぎず、装置或いはパーツが特定の方位を備え、特定の方位構造と操作によると指示或いは暗示するものではないため、本発明に対して制限を加えるものではない。
【００３５】
〔第一実施形態〕
第一実施形態中で使用する転炉石廃棄物の処理方法は、以下のステップを含む。
転炉石廃棄物と活性水溶液Ａとを均一に混合し、密封条件下で３時間反応させ、固液分離を行う。その内、活性水溶液ＡのｐＨ値は１．５で、それは塩酸水溶液を電極触媒水設備に通して調製される。転炉石廃棄物と活性水溶液Ａの質量の比は１：５である。
活性水溶液Ａの製備過程において、塩酸水溶液は塩酸溶液を希釈して調製される。塩酸水溶液の濃度は０．３％で、パーセンテージは質量パーセンテージである。塩酸水溶液のｐＨ値は５で、その内、塩酸水溶液の電極触媒水設備中での循環時間は２０分間である。
その内、活性水溶液Ａを調製する際、電極触媒水設備内では、以下の電化学反応が発生する。
２ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｃｌ-＋ＣｌＯ-＋２ｅ
活性水溶液Ａを用いて転炉石廃棄物を処理する時、転炉石廃棄物と活性水溶液Ａが発生する反応は、ＣａＯ反応を含みＣａＣｌ２とＣａ（ＣｌＯ）２を生成し、ＭｇＯ反応を含みＭｇＣｌ２とＭｇ（ＣｌＯ）２を生成し、Ｋ２Ｏ反応を含みＫＣｌとＫＣｌＯを生成し、具体的な反応方程式は、以下の通りである。
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｃａ（ＯＨ）２
Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ
Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＣｌＯ＝Ｃａ（ＣｌＯ）２＋２Ｈ２Ｏ
Ｃａ（ＣｌＯ）２＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋２ＨＣｌＯ
Ｃａ２＋＋２ＣｌＯ-＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＝ＣａＣＯ３↓＋２ＨＣＯ  或いは  ＣｌＯ-＋Ｈ＋＝ＨＣｌＯ
ＣａＯ＋２ＨＣｌ＝ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ
固液分離により得られた固相のｐＨ値は７〜８で、得られた液相のｐＨ値は５〜７である。
【００３６】
液相を静置した後に排出する。静置の目的は、溶液中のＨ＋とＯＨ-が中和して水となり、次亜塩素酸濃度が国家標準まで低下した後に排出するためである。液相中の重金属が標準を超過しているなら、液相を吸着ファイバーに通して重金属を吸着し、標準に達した後に排出する。こうすることで、液相は環境汚染の問題がないことを保証され、そのまま排出することができる。
中性よりの固相物質はそのまま取り出すことができ、重金属とダイオキシンを含まないため、建材廃棄物或いは道路舗装用の路盤とすることができる。
塩酸水溶液は、耐酸アルカリポンプにより、電極触媒水設備中に入れられる。
【００３７】
第一実施形態に使用する電極触媒水設備１の構造を示す図１、図２及び図３に示す通り、電極触媒水設備１は、一組の下から上へと平行に重ねるＮ個の電極触媒ユニット１１、１２を有する。各電極触媒ユニット１１、１２の先端と末端は連通水管１５を通して順番に連通する。その内、Ｎは２の整数より等しいか大きく、しかもＮは偶数で、本実施形態中では、Ｎは２である。
その内、図４及び図５に示す通り、各電極触媒ユニット１１、１２は、電解パイプライン１３と絶縁パイプライン１４を有する。電解パイプライン１３内には、密閉キャビティ１３１を形成する。実際の使用過程において、各電極触媒ユニット１１、１２の密閉キャビティ１３１は連通水管１５を通して相互に連通する。これにより、進水口１６から進入した水は順番に、各電極触媒ユニット１１、１２を流れ、こうして水分子の触媒効率を高め、水分子の充分な電解を保証する。
【００３８】
図１０に示す通り、各電解パイプライン１３は、中空で、両端が開口のハウジング１３２と２個の端蓋１３３を有する。２個の端蓋１３３は、それぞれ１個の密封部材（図示なし）を通して、ハウジング１３２の両端に密封状に連接し、密閉キャビティ１３１を形成する。密封部材の設置により、密閉キャビティ１３１の密封性を高め、これにより密閉キャビティ１３１内の水の溢れ出しを回避できる。
その内、密閉キャビティ１３１内には、相対して設置する正極板１３５と負極板１３６を設置する。正極板１３５と負極板１３６は、電解パイプライン１３のハウジング１３２の２個の側壁とそれぞれ相対して設置し、しかもこれにより電解パイプライン１３内で電場を加える。同時に、正極板１３５と負極板１３６は、電源１３７の正極及び負極とそれぞれ電気的に連接する。
正極板１３５と電解パイプライン１３中と正極板１３５相対して設置する側壁の内表面との間、負極板１３６と電解パイプライン１３中と負極板１３６相対して設置する側壁の内表面との間には、第一流道、第二流道をそれぞれ形成し、しかも第一流道と第二流道の幅は相等である。これにより、正極板１３５と負極板１３６との間に生み出された強大な電場はより均一となり、こうして水分子の電解効率を高めることができる。
【００３９】
図５、図７に示す通り、正極板１３５と負極板１３６上には、若干の貫通孔１３５１、１３６１をそれぞれ設置する。その内、貫通孔１３５１、１３６１の設置により、正極板１３５と電解パイプライン１３との間に位置する水分子、及び負極板１３６と電解パイプライン１３との間に位置する水分子は、正極板１３５、負極板１３６をそれぞれ通過し、正極板１３５と負極板１３６との間に形成される強大電場内に到達できる。こうして、電解パイプライン１３内の水分子の触媒反応はより充分となり、水分子の電解効果をさらに充分に高められ、電解パイプライン１３内水分子の電解には、死角が存在しない。
図５、図７に合わせて示す通り、正極板１３５と負極板１３６中の、進水口１６から離れた一端は、それぞれ外へと電極柱１３５２、１３６２を延伸し、２個の電極柱１３５２、１３６２上には、それぞれ連接孔１３５３、１３６３を開設し、しかも２個の電極柱１３５２、１３６２は、それぞれ導線１３５４、１３６４、連接孔１３５３、１３６３を通して、電源１３７の正極、負極と電気的に連接する。その内、電源１３７は、第二の電極触媒ユニット１２の頂部に設置する。
本実施形態中では、正極板１３５と負極板１３６は、電極柱１３５２、１３６２を通して、電源１３７の正極、負極と電気的に連接し、導線１３５４、１３６４を電極柱１３５２、１３６２の連接孔１３５３、１３６３内に溶接するだけで、正極板１３５、負極板１３６と電源１３７の正極、負極との電気的連接を実現でき、生産コストを低下させられ、しかも電気的連接の信頼性がより高まる。
本実施形態中では、電源１３７は高圧直流電源で、電源１３７の電圧は２０Ｖ〜１８０００Ｖで、電源１３７の電圧は好ましくは、５０Ｖ〜１５０００Ｖである。当然、実際の必要に応じて、電源１３７は高圧交流電源とでき、電源１３７の電圧は２０Ｖ〜２３０００Ｖで、電源１３７の電圧は好ましくは、５０Ｖ〜２００００Ｖである。
【００４０】
図５、図６に示す通り、絶縁パイプライン１４は、正極板１３５と負極板１３６との間に位置する。絶縁パイプライン１４内には、低誘電率材料により形成される充填層１４１を設置する。充填層１４１内には、水を流通させられる空間１４１１を形成し、しかも充填層１４１と絶縁パイプライン１４の側壁との間には、空間１４１１と相互に連通する間隙１４２を形成する。絶縁パイプライン１４の側壁上には、間隙１４２と相互に連通する若干の通孔１４３を設置する。
実施形態中では、図８に示す通り、絶縁パイプライン１４内には、キャビティ１４４を形成し、しかも絶縁パイプライン１４の両端は開口で、同時に、絶縁パイプライン１４の横断面形状は矩形である。
その内、各通孔１４３は、絶縁パイプライン１４の側壁にそれぞれ均一で、しかも各通孔１４３は、網状構造を形成する。各通孔１４３の直径は好ましくは、５ｍｍ〜６ｍｍで、絶縁パイプライン１４は、正極板１３５と負極板１３６との間の中間位置に位置し、しかも絶縁パイプライン１４の材質は絶縁高分子材料で、好ましくは、ＵＰＶＣ、ＰＶＣ、ＰＰ或いはポリテトラフルオロエチレンである。
使用時には、こうして放電或いは電解により生み出されたプラスイオンの陽極（即ち正極板１３５位置）への正常な移動を保持でき、マイナスイオンの陰極（即ち負極板１３６位置）への正常な移動を保持でき、比較的大部分のプラスイオンの陽極への接近を保持でき、マイナスイオンの陰極への接近を保持できる。
【００４１】
また、図９に示す通り、充填層１４１は、順番に配列して設置する若干の充填物１４１２を有する。充填物１４１２の形状は球状、立方体状或いは楕円体状で、しかも充填物１４１２の材質は低誘電率材料で、低誘電率材料はガラス、酸化アルミ、セラミック、コランダム、ルチルの内の一種或いは多種で、充填物１４１２の当量直径は６ｍｍ〜７ｍｍである。
実際の使用過程において、充填物１４１２の直径と通孔１４３の直径とは相互に対応し、一般に充填物１４１２の直径は通孔１４３の直径より大きい。
使用において、上述構造形式の絶縁パイプライン１４と充填層１４１を採用し、これにより正極板１３５と負極板１３６間の放電は、低誘電率材料を通して均一放電の目的を達成する。同時に、陽イオン交換膜或いは陰イオン交換膜を使用しなくとも、水中のプラスイオンを比較的大きな比率で陽極に集中でき、並びにマイナスイオンを比較的大きな比率で分離し、陰極付近に集中でき、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜に代わる機能を備える。
【００４２】
この他、各充填物１４１２の外表面はすべて触媒層で覆われる。その内、充填物１４１２をキャリアとし、その表面に触媒層を塗布する。触媒層は、水中で湿式酸化触媒を形成する。この湿式酸化触媒は、正負電極が形成する高圧電場の間に位置し、電場エネルギーを吸収し湿式電触媒を形成し、酸化を高め、排気を破壊する能力を備え、分解破壊が困難だった排気の処理が容易となる。
さらに、触媒層の材質は異質貴金属触媒系列材料で、その内、異質貴金属触媒系列材料は好ましくは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｄの金属酸化物の内の一種或いは多種である。当然、実際の使用過程において、触媒層の材質は、過渡金属酸化物触媒系列材料を採用することもできる。その内、過渡金属酸化物触媒系列材料は好ましくは、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎの金属酸化物の内の一種或いは多種である。
【００４３】
図１、図２及び図３に示す通り、第一の電極触媒ユニット１１中電解パイプライン１３の一端には、進水口１６を設置する。第二の電極触媒ユニット１２中電解パイプライン１３中ハウジング１３２の端部の２個の相対する側壁上には、それぞれ出水口１７を設置し、しかも２個の出水口１７は、正極板１３５と負極板１３６に近い位置にそれぞれ位置する。
本実施形態中では、進水口１６は、電極柱１３５２、１３６２から遠い一端に設置し、２個の出水口１７はすべて、進水口１６と電極触媒水設備１の同一端に位置する。
さらに、第二の電極触媒ユニット１２中電解パイプライン１３中の、出水口１７位置に近い１個の端蓋１３３の一端には、もう一つの出水口１８を設置する。
もう一つの出水口１８は、相互に対応する２個の出水口１７の間に位置し、２個の出水口１７と電解パイプライン１３の同一端に位置し、しかも正極板１３５、負極板１３６ともう一つの出水口１８の軸線との間の距離はそれぞれ相等である。
本実施形態中では、もう一つの出水口１８は、進水口１６と、電極触媒水設備１の同一端に位置する。その内、２個の出水口１７、もう一つの出水口１８には共に、コントロールバルブ１９を設置する。コントロールバルブ１９を通して、出水量を調整する。
使用時には、正極板１３５を、第一導線１３５４を通して、電源１３７の正極と電気的に連接し、負極板１３６を、第二導線１３６４を通して、電源１３７の負極と電気的に連接する。正極板１３５と負極板１３６との間は、相互放電により、強大な電場を形成する。電場の作用下で、正極板１３５と負極板１３６上に付着した金属酸化物触媒は、電場中で誘導され半導体となる。金属酸化物触媒は、触媒の作用を起こし、水分子と酸素の水素イオンと水酸化物イオン生成を促進する。同時に、低誘電率材料の存在により、放電の範囲を極端に増大し、正極板１３５と負極板１３６との間形成される電場を、より均一にできる。これにより水分子の電解をより充分とし、こうして水分子中水素イオンは、絶縁パイプライン１４と充填層１４１を通過し、正極板１３５へと運動する。最終的には、正極板１３５付近で酸性水を形成する。同様に、水酸化物イオンは、絶縁パイプライン１４と充填層１４１を通過し、負極板１３６へと運動し、負極板１３６付近でアルカリ性水を形成し、同時に、絶縁パイプライン１４と充填層１４１付近で、中性水を形成する。
【００４４】
本実施形態の電極触媒水設備１は、以下の技術的効果を備える。
第一、            電解パイプライン１３内に正極板１３５、負極板１３６を設置することで、正極板１３５、負極板１３６に通電後、２個の電極板間には強大な電場が発生する。これにより正極板１３５、負極板１３６上に付着した金属酸化物触媒は、電場中で誘導され半導体となる。金属酸化物触媒は、触媒の作用を起こし、水分子と酸素の、水素イオンと水酸化物イオン生成を促進する。こうして、電極触媒水中のヒドロキシルラジカル含量を高め、重金属イオン電荷中和の能力をさらに強化できる。
第二、            正極板１３５と負極板１３６との間には、絶縁パイプライン１４、低誘電率材料により形成される充填層１４１を設置することで、絶縁パイプライン１４への正極板１３５、負極板１３６の直接的放電を回避でき、しかも正極板１３５と絶縁パイプライン１４との間に位置するイオン、及び負極板１３６と絶縁パイプライン１４との間に位置するイオンはすべて、絶縁パイプライン１４及び充填層１４１を通過し、対応するエリアに到達でき、しかも低誘電率材料の存在により、抵抗を拡大でき、正極板１３５と負極板１３６との間に形成される電場をより均一にできる。こうして、水中放電の均一性を高め、水の電解はより充分となり、電流を低下させてエネルギー消費を抑え、電極片の寿命を３０％以上延長することができる。
第三、            本発明の電極触媒水設備１の構造を採用し、設備の作動時には、２個の高圧電極が通電して放電し、高圧電流が低誘電率材料を通過する。これにより、それらは極化により静電容量式誘導電場を生じ放電し、放電の範囲を極端に増大し、放電発生の効果を高め、こうして生み出された電極触媒水は有機、有毒物質の分解、細菌の殺菌、重金属イオン電荷の中和等の面で大幅に能力が向上し、しかも生み出された電極触媒水中のヒドロキシルラジカル含量は高い。
第四、            正極板１３５と負極板１３６に近い位置には、それぞれ出水口１７を設置し、実際の状況の必要に応じて、酸性水かアルカリ性水を選択し、これにより電極触媒水設備１の応用範囲はより広くなり、しかも第一の電極触媒ユニット１１中には、進水口１６を設置する。第Ｎの電極触媒ユニット中には、出水口１７を設置する。水はＮ個の電極触媒ユニットを経由し、こうして、水の電解をさらに充分とし、酸性水の酸度とアルカリ性水のアルカリ度を高め、電極触媒水の有機有毒物質、油汚れの分解、殺菌の能力を高めることができる。
第五、            第Ｎの電極触媒ユニット中には、正極板１３５と負極板１３６との間の中間位置に位置するもう一つの出水口１８を設置する。こうして、実際の状況の必要に応じて中性水を選択でき、電極触媒水設備１の応用範囲をさらに拡大できる。
【００４５】
〔第二実施形態〕
本実施形態中では、転炉石廃棄物の処理方法包は、以下のステップを含む。
転炉石廃棄物と活性水溶液Ｂとを均一に混合し、密封条件下で５時間反応させ、固液分離を行う。その内、活性水溶液ＢのｐＨ値は６で、それは炭酸水溶液を電極触媒水設備に通して調製される。転炉石廃棄物と活性水溶液Ｂの質量の比はｌ：１０である。
活性水溶液Ｂの製備過程において、炭酸水溶液二酸化炭素に水を加え希釈して調製され、炭酸水溶液の濃度は１５％で、パーセンテージは質量パーセンテージである。炭酸水溶液のｐＨ値は６で、その内、炭酸水溶液の電極触媒水設備中での循環時間は２０分間である。
その内、活性水溶液Ｂを調製する際、電極触媒水設備２内では、以下の電化学反応が発生する。
Ｈ２ＣＯ３→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑
活性水溶液Ｂを用い転炉石廃棄物を処理する際に、転炉石廃棄物と活性水溶液Ｂが生じる反応は、以下を含む。
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ＝  Ｃａ（ＯＨ）２
Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２＝ＣａＣＯ３↓＋Ｈ２Ｏ
ＭｇＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｍｇ（ＯＨ）２
Ｍｇ（ＯＨ）２＋２ＣＯ２＝Ｍｇ（ＨＣＯ３）２
反応により生じたＭｇ（ＨＣＯ３）２は後続の固液分離を経た後、乾燥を行い水分を除去した後に以下の反応を生じる。
Ｍｇ（ＨＣＯ３）２＝ＭｇＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋２ＣＯ２↑
【００４６】
本実施形態の電極触媒水設備２と第一実施形態の電極触媒水設備１の構造には、多くの類似点があるため、ここでは説明は簡略に行う。
本実施形態の電極触媒水設備２と第一実施形態の違いは以下の通りである。
図１１、図１２に示す通り、電極触媒水設備２は、一組の下から上へと平行に重ねるＮ個の電極触媒ユニット２１、２２、２３を有する。各電極触媒ユニット２１、２２、２３の先端と末端は水管２４を通して順番に連通する。その内、Ｎは２の整数より等しいか大きく、しかもＮは奇数で、図１１に示す通り、Ｎは３である。
その内、進水口２５は、第一の電極触媒ユニット２１中の、電極柱１３５２、１３６２から離れた一端に設置する。２個の出水口２６ともう一つの出水口２７は共に、第三の電極触媒ユニット２３中の、電極柱１３５２、１３６２に近い一端に設置する。
また、２個の出水口２６ともう一つの出水口２７は共に、電極触媒水設備２中の、進水口２５から離れた一端に位置する。
相同の実験条件下で、本実施形態による電極触媒水設備２と従来の電極触媒水設備の水分子の電解効率、有機有毒物質、油汚れ分解、殺菌等能力に対して以下のテストを行った。
テスト結果は、表２に示す。
【００４７】
【表２】
2018001152.tif 000003
【００４８】
〔第三実施形態〕
本実施形態が提供する転炉石廃棄物の処理方法において、そのステップは、第一実施形態と基本的に相同であるが、両者の相違点は以下の通りである。
反応時間は０．２時間で、活性水溶液ＡのｐＨ値は１で、転炉石廃棄物と活性水溶液Ａの質量の比は１：０．５である。
本実施形態中の電極触媒水設備は図１３、図１４と図１５に示す通り、本実施形態の高酸化還原性水を連続生成する反応器は、正電極７、負電極５、陽イオン交換膜６、絶縁ハウジング８、電気コントロールボックス９により組成される。絶縁ハウジング８は、横断面が長方形の箱体構造で、耐酸アルカリ、耐高圧の工業プラスチックにより製造される。絶縁ハウジング８両側には、進水口４と数個の出水口３を設置する。パイプライン上部蓋板は取り外しできるが、使用時にはしっかりと密封され、正電極７、負電極５を、絶縁ハウジング８内側の長さ方向の、相互に平行な等距離の位置に設置する。正電極７と負電極５は、パイプライン壁からそれぞれ５ｍｍ離れ、正電極７と負電極５との間の距離は５０ｍｍで、正電極７と負電極５の間には、陽イオン交換膜６を設置し、陽イオン交換膜６は正電極７、負電極５と平行で等距離を隔てる。
反応器の作動時には、先ず出水口３を封鎖し、進水口４を通して反応器に満水となるよう注水する。次に、正電極７と負電極５との間に３０００ボルトの直流電圧を加え、一定の時間後、出水口３から放水し、進水量と出水量とのバランスを保ち、進水流量をコントロールすることで、連続して高酸化還原性水を得ることができる。
【００４９】
〔第四実施形態〕
本実施形態が提供する転炉石廃棄物の処理方法において、そのステップは、第一実施形態と基本的に相同であるが、両者の相違点は以下の通りである。
反応時間は５時間で、活性水溶液ＡのｐＨ値は２で、転炉石廃棄物と活性水溶液Ａの質量の比は１：１０である。
図１６、図１７に合わせて示す通り、本実施形態の電磁水処理装置は、陽イオン交換膜１４３’、流水パイプライン１４’、少なくとも１個の正極板１１１、少なくとも１個の負極板１１２、磁性装置を有する。正極板１１１と負極板１１２は、流水パイプライン１４’上に設置し、電場を加え、流水パイプライン１４’中の溶液を電解する。陽イオン交換膜１４３’は、流水パイプライン１４’内部に設置し、正極板１１１と負極板１１２との間に位置し、しかも流水パイプライン１４’は第一流水通路１４２’と第二流水通路１４１’に分かれる。磁性装置は、流水パイプライン１４’上に設置され、流水パイプライン１４’内で、電場と垂直方向の磁場を加える。
本実施形態中で、磁性装置は多数の磁性片１２１で、磁性片１２１により生み出された磁場強度は６０００ガウスである。正極板１１１、負極板１１２上には、若干の放電針１１４を分布する。正極板１１１と負極板１１２とは、電線１１３を通して、電源１３７の正極及び負極とそれぞれ連接する。水道水が、電磁水処理装置を通る時、通電して電解を行う。水道水中には一般に、含有塩化ナトリウム、塩化マグネシウム等の無機塩類を含む。電解水原理に基づき、陽イオン交換膜１４３’の作用下で、正極板１１１付近では電解酸性水が産生され、しかも大量の負の酸素イオン（Ｏ２-，Ｏ３-）を含み、非常に強い酸化性を備える。負極板１１２付近では電解アルカリ性水が産生され、しかも流水パイプライン１４’に垂直な磁場の存在下で、水はパイプライン中で流動し、水中のプラス／マイナスイオン磁場切断の状況下で、ローレンツ力の影響を受け、プラス／マイナスイオンに対して電極板への移動に加速効果を備える。
本実施形態を例として、図１７に示す通り、パイプライン上部分の磁性片１２１はＮ極磁性片で、パイプライン下部分の磁性片１２１はＳ極磁性片である。電解過程で、陽イオンは大量に負極板１１２へ移動すると同時に、水流方向（水流方向は図１７中で×により示す）に従い移動し、しかも切断磁気誘導線は負極板１１２方向へ向かうローレンツ力の影響を受け、陽イオン移動を加速し、第一流水通路１４２’と第二流水通路１４１’とは合流して出水し、電解中性水を獲得する。第一流水通路１４２’と第二流水通路１４１’とはそれぞれ出水し、同時に電解アルカリ性水と電解酸性水を得る。
実際の応用において、正負極板の設置及び磁性片１２１のＮ極とＳ極、及び水流の方向はすべて、実際の状況に応じて調整が可能で、電解と磁場対応で水中イオン移動を加速できれば良い。
【００５０】
計算により、本発明第一実施形態の処理方法を利用し、１ｍ３転炉石を処理するには、１．２ｍ３の電極触媒処理水量が必要で、０．３％の塩酸（ｐＨ約１．５）にｐＨ６．５まで加水し、必要な塩酸の量は５．３２Ｋｇである。
必要な水量は１．１ｔで、１ｔの電極触媒水設備を採用し、連続で１時間作動させる１ｔの電極触媒水設備出力は７．７ＫＷで、ｌｍ３転炉石を処理するのに、必要な電力量は７．７ＫＷである。
少量の塩酸溶液を用いて、電極触媒水設備を通すことで、少量の水と電力で、転炉石の廃棄物であるアルカリ性汚染を処理することができる。
同時に、第二〜第四実施形態の処理方法に対して、経済効果の計算を行ったところ、上述の結果と相似の数値データが得られた。
本発明が提供する処理方法は、二次汚染の発生を回避し、しかも廃棄物を宝物に変えられるため、経済効果は非常に顕著である。
【００５１】
上述の実施例は僅かに本発明の原理及びその作用効果を説明するものであり、本発明を制限するものではない。これにより、この発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が上述の実施例に対してなし得る修正或いは変化は、すなわち、本発明の精神より逸脱しない。本発明はすでに産業上の利用性、新規性及び進歩性を有し、並びに特許の要件を満たす。
【符号の説明】
【００５２】
１、２  電極触媒水設備
１１、１２、２１、２２、２３  電極触媒ユニット
１１１、１３５  正極板
１１２、１３６  負極板
１１３  電線
１１４  放電針
１２１  磁性片
１３  電解パイプライン
１３１  密閉キャビティ
１３２  ハウジング
１３３  端蓋
１３５１、１３６１  貫通孔
１３５２、１３６２  電極柱
１３５３、１３６３  連接孔
１３５４、１３６４  導線
１３７  電源
１４  絶縁パイプライン
１４’  流水パイプライン
１４１  充填層
１４１’  第二流水通路
１４１１  空間
１４１２  充填物
１４２  間隙
１４２’  第一流水通路
１４３  通孔
１４４  キャビティ
１５、２４  連通水管
１６、２５、４  進水口
１７、２６、３  出水口
１８、２７  もう一つの出水口
１９  コントロールバルブ
５  負電極
６、１４３’  陽イオン交換膜
７  正電極
８  絶縁ハウジング
９  電気コントロールボックス
【図１】
2018001152.tif 000004
【図２】
2018001152.tif 000005
【図３】
2018001152.tif 000006
【図４】
2018001152.tif 000007
【図５】
2018001152.tif 000008
【図６】
2018001152.tif 000009
【図７】
2018001152.tif 000010
【図８】
2018001152.tif 000011
【図９】
2018001152.tif 000012
【図１０】
2018001152.tif 000013
【図１１】
2018001152.tif 000014
【図１２】
2018001152.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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