(57)【要約】【課題】廃泥の有効な新規用途、及び廃泥の取り扱い性や濾過性を向上させる方法を提供することを課題とする。また、本発明は、有害元素イオンを含有する工業排水や地下水等の水から、有害元素イオンを除去する材料や方法をも提供することを課題とする。【解決手段】Ａｌ成分を含有する廃泥を、水の存在下に、（イ）Ｃａ（ＯＨ）２と、（ロ）ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理して得られる廃泥の処理物を含むことを特徴とするイオン交換体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ成分を含有する廃泥を、水の存在下に、Ｃａ（ＯＨ）２と、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理して得られる廃泥の処理物を含むことを特徴とするイオン交換体。
【請求項２】
Ａｌ成分を含有する廃泥が、赤泥である請求項１に記載のイオン交換体。
【請求項３】
Ａｌ成分を含有する廃泥の処理物が、式Ｃａ６Ａｌ２（ＳＯ４）３（ＯＨ）１２・２６Ｈ２Ｏもしくは３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３０〜３２Ｈ２Ｏで表されるエトリンガイト及び／又は式Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）７６．５Ｈ２Ｏで表されるハイドロカルマイトを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のイオン交換体。
【請求項４】
Ａｌ成分を含有する廃泥を、水の存在下に、Ｃａ（ＯＨ）２と、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理することを特徴とするイオン交換体の製造方法。
【請求項５】
Ａｌ成分を含有する廃泥をＣａ（ＯＨ）２及び水で処理する第１工程、ついで第１工程で得られた生成物をＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理する第２工程を含む請求項４に記載のイオン交換体の製造方法。
【請求項６】
Ａｌ成分を含有する廃泥が、赤泥である請求項４又は５に記載の製造方法。
【請求項７】
赤泥とＣａ（ＯＨ）２の重量比が１００：５〜１００：６０である請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
赤泥と水の重量比が１００：０〜１００：１０００である請求項６又は７に記載の製造方法。
【請求項９】
赤泥とＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏの重量比が１００：１０〜１００：２００である請求項６〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
赤泥とＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏの重量比が１００：８〜１００：１７０である請求項６〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１１】
赤泥とＣａＳＯ４の重量比が１００：８〜１００：１６０である請求項６〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記第１工程において、赤泥、Ｃａ（ＯＨ）２及び水の混合物を、温度５０〜１００℃で、０．５〜１０時間撹拌することを特徴とする請求項６〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記第２工程において、前記第１工程で得られた生成物、及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上の混合物を、温度５０〜１００℃で、１〜２４時間撹拌した後、室温〜１００℃で、１〜２４時間静置させることを特徴とする請求項６〜１２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記第２工程が、得られた生成物を解砕する工程をさらに含む請求項６〜１３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオン交換体を含むことを特徴とする有害元素イオン除去剤。
【請求項１６】
有害元素がフッ素又はホウ素であることを特徴とする請求項１５に記載のイオン除去剤。
【請求項１７】
有害元素がＰｂ、Ａｓ、Ｃｒであることを特徴とする請求項１５に記載のイオン除去剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム成分（以下、Ａｌ成分ともいう）を含有する廃泥の処理方法、該廃泥の処理物を含むイオン交換体、該イオン交換体の製造方法、及び該イオン交換体を含有する有害元素イオン除去剤等に関する。
【背景技術】
【０００２】
泥状の産業廃棄物である廃泥は、工業の発展に伴ってその発生量が年々増加しているが、環境問題が取り沙汰されている近年では、その廃棄方法が問題となっている。特に、Ａｌ成分を含有する廃泥は、処理や取り扱いが困難であり、大きな問題となっている。
Ａｌ成分を含有する廃泥の一種である赤泥は、アルミニウムの製造法であるバイヤー法によって、ボーキサイトから水酸化アルミニウムやアルミナを製造する際に多量に生じる不純物である。赤泥の発生量は、アルミナ製造量１トンあたり約２トンであり、２０１２年 The International Aluminum Institute(IAI)によると、バイヤーブロセスによる赤泥は年間では約１億５千万トン発生している。現在、赤泥の利用率は数パーセントと低く、赤泥の大部分が貯泥地への貯め込みや埋め立て、一部は海洋投棄によって処理されている。しかし、貯泥地への貯め込みでは、赤泥の沈殿に長い時間と広い用地が必要であり、地下水汚染や赤泥流出のおそれがある。一方、埋め立てや海洋投棄では、赤泥が強アルカリ性の廃液を含むために環境への影響が大きな問題となっている。さらに、赤泥の全堆積量は、２０２０年には２５億トンに達することが予想されており、赤泥の有効な用途開発が求められている。また、赤泥等の廃泥は、形状が泥状であるため、取り扱いや運搬が困難であり、濾過性が悪いという問題もある。
【０００３】
また、金属アルミニウム表面改質においても、Ａｌ成分を含む廃泥が大量に発生する。住宅用、電子機器用、車両用をはじめとした、金属アルミニウムは、その用途及び消費拡大の傾向にあるが、金属アルミニウム表面改質(物性や特性の改善)において通常行なわれている電解法、酸処理法などのエッチングでは、金属アルミニウム表面が酸化、溶解し、アルミニウムイオンを含む廃液が大量に生成する。その廃液の中和廃泥には通常非晶質の水酸化アルミニウムを含むため、濾過、水洗などの処理、取り扱いが困難となっている。
【０００４】
上水道設備から発生する浄水発生土は、無機凝集剤からのＡｌ成分を含有しており、濾過が困難であるため、自然沈降後上澄み液を廃棄して、長期間かけて自然乾燥を行っている。浄水発生土は現在自然乾燥後、主に園芸用土、土木資材などに使用されているが、付加価値の高い用途開拓が望まれている。
粘土鉱物、鉱石などでは有用成分精製、抽出のため、酸処理も行われているが、原料にＡｌ成分を含有する場合、酸性廃液中にはＡｌ成分が含まれ、その中和ケーキにはＡｌ成分が移行して、やはり濾過が困難であり、濾過性の改良や中和ケーキについては付加価値の高い用途開拓が望まれている。
【０００５】
その他、Ａｌ成分を含有する産業廃棄物としてはアルミドロス(ALUMINUM DROSS)がある。アルミドロスは地金やスクラップなどの溶解原料に対して約２〜１０％発生する。日本アルミニウム協会によると、２０１０年度代に入り、日本での発生量は少なくなっているが、年間約１０万ｔｏｎのアルミドロスが発生している。再資源化率は９０％前後であるが、アルミドロス中に含まれる窒化アルミニウムなどが水と反応してアンモニアガスなどの刺激臭を発生し、さらには自然発火することもあるため、十分な処理（水和反応、もしくは水熱反応）を行い、発生するするアンモニアを回収、中和などの処理が必要である。この水和、水熱反応後の廃泥に含まれる水酸化アルミニウムケーキに関しては付加価値の高い用途開拓が望まれている（特許文献１及び２参照）。
【０００６】
一方、フッ素イオン、ホウ素イオン、Ｐｂイオン、Ａｓイオン等のイオンは、工業廃水に多く含有されているが、これらは人体や環境に対して有害であるため、これらの有害元素イオンを含有する工業廃水の処理方法が求められている。特に、フッ素イオンは、平成２０年４月１日環境省告示第４２号水質汚濁防止法による廃水基準では、海域において１５ｐｐｍ以下、海域以外では８ｐｐｍの濃度に規制されており、平成２１年１１月３０日環境省告示第７８号による人の健康の保護に関する環境基準もしくは平成２１年１１月３０日環境省告示第７９号による地下水の水質汚濁に係る環境基準では、０．８ｐｐｍ以下となっており、含有量が厳しく規制されている。さらに、平成２０年５月９日環境省告示第４８号土壌溶出量では、０．８ｐｐｍ以下となっている。
【０００７】
工業廃水中のフッ素イオンを除去する方法としては、カルシウム塩を添加し、フッ化カルシウムを生成させ固液分離する方法が一般的である。しかしながら、この方法は、廃液中フッ素量の数十倍から数百倍のアルミニウム塩を要し、発生する大量のゲル状水酸化アルミニウムは汚泥として処分しなければならない。フッ素含有廃液量が増加していく一方で、近年の廃棄物処分場の不足、処理コストの高騰から、この大量の汚泥の処分はフッ素含有廃液処理における最大の問題となっている。従って、汚泥発生量の少ないフッ素含有廃水の処理技術が求められている。
【０００８】
赤泥の有効利用方法として、特許文献３には、赤泥に弱酸性の添加剤を加えて製造した赤褐色状の粉状物が、顔料として利用でき、コンクリートブロック等の建築、土木製品の着色料として利用できることが開示されている。しかしながら、この方法では、得られた粉状物が赤褐色であるため、使用用途が限定されるものであり、さらなる赤泥の利用が望まれる所以である。
また、赤泥は高アルカリ廃泥の要因となっているが、その水溶性アルカリ成分を減少させるためには、赤泥スラリーの沈降分離と濾過分離により水溶性アルカリ成分濃度を下げている。しかしそのためには、赤泥粒子の濾過性を改善する必要があり、その方法として、有機合成高分子凝集剤を使用する方法が開示されているが（非特許文献１、非特許文献２）、環境へ与える影響の面で必ずしも満足できるものではない。
有機合成高分子凝集剤は、カチオン（陽イオン）性、アニオン（陰イオン）性およびノニオン（非イオン）性の３種に分類されるが、ノニオン性凝集剤の主体となるポリアクリルアミドは、浄水用に使用するためにはモノマーの含有率に許容限度がある。
アニオン性凝集剤は、無機質懸濁液において使用され、特に重金属水酸化物などカチオン荷電粒子の沈降、浮上分離促進及びろ過を促進する。用途分野としては、紙・パルプ工場廃水、金属・機械工場廃水、選鉱廃水、めっき廃水、選炭廃水などである。特に赤泥用としては、アニオン系のHydroxamated polymer(acrylamide-co-acrylate)が使用されている。
カチオン性凝集剤は、下水や屎尿などの有機質もしくはコロイド懸濁液を凝集する。
このような有機合成高分子凝集剤は有機モノマーを原料とするため、大量生産は容易であるが、原料のモノマーは生物に毒性を有しており、環境に悪い影響を与える。
さらに、有機合成高分子凝集剤は生分解性が遅く、環境での蓄積が問題となっており、近年生分解性が優れており、環境への負荷が少ない天然の有機高分子凝集剤の研究開発例が多くなっているが、生産性や価格の面で解決しなければならない課題は多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１６４２４７号公報
【特許文献２】特開２００３−２４６６６０号公報
【特許文献３】特開平５−１３９７２７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Light Metals (1991)，p167-171
【非特許文献２】Light Metals (1994)，p129-131
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記現状に鑑み、廃泥の有効な用途開発、新しい廃泥の工業的に有利な取り扱いや廃泥の濾過性を向上させる手段等を提供することを課題とする。また、本発明は、有害元素イオンを含有する工業排水や地下水等の水から、有害元素イオンを除去する方法を提供することをも課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得た。
（１）Ａｌ成分を含有する廃泥を、水の存在下に、Ｃａ（ＯＨ）２と、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理して得られる廃泥の処理物は、イオン交換体に使用することができる。
（２）前記廃泥の処理物は、ゲル状の固化体であるため粉砕可能であり、取り扱いや運搬が容易となる。また、該処理物は、微粒子が凝集した固化体となっているため、濾過性が向上して、濾過時間は大幅に短縮され、必要によっては次行程の水洗が容易となり、水洗時間が大幅に短縮される。
（３）前記イオン交換体は、フッ素イオン、ホウ素イオン、Ｐｂイオン、Ａｓイオン、Ｃｒイオン等の有害元素イオン除去剤として使用することができる。
本発明者らは、上記以外にも下記するように種々の思いがけない新知見を得て、さらに鋭意検討を重ねて本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、以下のイオン交換体、イオン交換体の製造方法、及びイオン除去剤等に関する。
[１]Ａｌ成分を含有する廃泥を、水の存在下に、Ｃａ（ＯＨ）２と、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理して得られる廃泥の処理物を含むことを特徴とするイオン交換体。
[２]Ａｌ成分を含有する廃泥が、赤泥である前記[１]に記載のイオン交換体。
[３]Ａｌ成分を含有する廃泥の処理物が、式Ｃａ６Ａｌ２（ＳＯ４）３（ＯＨ）１２・２６Ｈ２Ｏもしくは３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３０〜３２Ｈ２Ｏで表されるエトリンガイト及び／又は式Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）７６．５Ｈ２Ｏで表されるハイドロカルマイトを含むことを特徴とする前記[１]又は[２]に記載のイオン交換体。
[４]Ａｌ成分を含有する廃泥を、水の存在下に、Ｃａ（ＯＨ）２と、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理することを特徴とするイオン交換体の製造方法。
[５]Ａｌ成分を含有する廃泥をＣａ（ＯＨ）２及び水で処理する第１工程、ついで第１工程で得られた生成物をＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理する第２工程を含む前記[４]に記載のイオン交換体の製造方法。
[６]Ａｌ成分を含有する廃泥が、赤泥である前記[４]又は[５]に記載の製造方法。
[７]赤泥とＣａ（ＯＨ）２の重量比が１００：５〜１００：６０である前記[６]に記載の製造方法。
[８]赤泥と水の重量比が１００：０〜１００：１０００である前記[６]又は[７]に記載の製造方法。
[９]赤泥とＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏの重量比が１００：１０〜１００：２００である前記[６]〜[８]のいずれか一項に記載の製造方法。
[１０]赤泥とＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏの重量比が１００：８〜１００：１７０である前記[６]〜[８]のいずれか一項に記載の製造方法。
[１１]赤泥とＣａＳＯ４の重量比が１００：８〜１００：１６０である前記[６]〜[８]のいずれか一項に記載の製造方法。
[１２]前記第１工程において、赤泥、Ｃａ（ＯＨ）２及び水の混合物を、温度５０〜１００℃で、０．５〜１０時間撹拌することを特徴とする前記[６]〜[１１]のいずれか一項に記載の製造方法。
[１３]前記第２工程において、前記第１工程で得られた生成物、及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上の混合物を、温度５０〜１００℃で、１〜２４時間撹拌した後、室温〜１００℃で、１〜２４時間静置させることを特徴とする前記[６]〜[１２]のいずれか一項に記載の製造方法。
[１４]前記第２工程が、得られた生成物を解砕する工程をさらに含む前記[６]〜[１３]のいずれか一項に記載の製造方法。
[１５]前記[１]〜[３]のいずれか一項に記載のイオン交換体を含むことを特徴とする有害元素イオン除去剤。
[１６]有害元素がフッ素又はホウ素であることを特徴とする前記[１５]に記載のイオン除去剤。
[１７]有害元素がＰｂ、Ａｓ、Ｃｒであることを特徴とする前記[１５]に記載のイオン除去剤。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、Ａｌ成分を含有する廃泥の処理物を、イオン交換体や有害元素イオン除去剤として使用できるため、廃棄方法が問題となっているＡｌ成分を含有する廃泥を有効利用することができる。
本発明によれば、前記廃泥が固化されてゲル状となり流動性がなくなるため、廃泥の取り扱いや運搬が容易となる。さらに、本発明によれば、該廃泥の濾過性が向上し、該廃泥に含有されるＮａＯＨやアルミン酸ソーダ等のアルカリ成分の回収効率が向上するため、該アルカリ成分を有効に再利用することができる。濾過速度の向上にともない、水洗時間が短縮され、水洗工程が容易となる。
また、本発明によれば、廃泥が適度な固形分濃度のゲル状となるため、鉄分、珪砂等の廃泥中に含有される粗粒分の除去が容易になる。
さらに、本発明の有害元素イオン除去剤を使用すれば、フッ素イオン、ホウ素イオン、Ｐｂイオン、Ｃｒイオン、Ａｓイオン、Ｓｅイオン等の有害元素イオンを含有する工業廃水、地下水、飲料水等に含まれる有害元素イオンを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】赤泥（原泥）Ｎｏ．８−１のＸ線回析チャートである。
【図２】赤泥（原泥）Ｎｏ．６のＸ線回析チャートである。
【図３】赤泥（原泥）Ｎｏ．８−１及び赤泥（原泥）Ｎｏ．６のＸ線回析チャートである。
【図４】実施例１〜４の赤泥Ｎｏ．６の処理物のＸ線回析チャートである。
【図５】実施例５〜６の赤泥Ｎｏ．６の処理物のＸ線回析チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のイオン交換体は、Ａｌ成分を含有する廃泥を、水の存在下に、Ｃａ（ＯＨ）２と、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理して得られる廃泥の処理物を含む。
「イオン交換体」とは、接触している溶液に含まれるイオンを取り込み、代わりに自らの持つ別種のイオンを放出することで、イオン種の入れ換えを行う能力を示す物質をいう。
【００１７】
本発明において、「Ａｌ成分を含有する廃泥」とは、通常は、Ａｌ成分を含有する泥状の産業廃棄物をいう。本発明のイオン交換体に使用されるＡｌ成分を含有する廃泥は、Ａｌ成分を含有する泥状の産業廃棄物であれば特に限定されないが、例えば、建設泥土、浚渫泥土、ボーリング泥土、アルミドロス、赤泥、浄水発生土等、含水比が高いためにそのままでは運搬等の取り扱いができず、固化材を添加する必要があるもの等が挙げられる。
Ａｌ成分を含有する廃泥は、好ましくは、赤泥、Ａｌ含有廃水中和ケーキ、浄水発生土、アルミドロス等が挙げられる。これらは、従来公知の技術により製造したものを使用することができる。これらの１種であってもよく、２種以上であってもよい。Ａｌ成分を含有する廃泥は、より好ましくは、赤泥、浄水発生土、電解コンデンサーやアルミニウムサッシ用金属アルミニウムのエッチング処理に伴い生成する廃液の中和ケーキ、粘土鉱物の酸やアルカリ処理に伴い生成する廃液の中和ケーキ、アルミドロス等である。
【００１８】
前記廃泥の性状は、特に限定されないが、例えば、スラリー状、粘性のある泥状、乾燥粉末状等が挙げられる。
また、前記廃泥のＡｌ成分含有量及び水分含有量は、特に限定されないが、前記廃泥のＡｌ成分含有量は、前記廃泥を内温１１０℃で３時間乾燥させた廃泥に換算して、２０ｗｔ％以上であることが好ましい。前記廃泥の水分含有量は、前記廃泥を加熱乾燥することにより、該廃泥の水分含有量を適宜調節して使用することができる。
【００１９】
赤泥とは、バイヤー法においてボーキサイトと苛性ソーダとを加熱反応後、生成したアルミン酸ソーダや未反応の苛性ソーダを除去した後の残渣をいう。赤泥は、本発明で取り扱う廃泥の代表例である。
本発明のイオン交換体に使用される赤泥は、特に限定されないが、通常、従来公知のバイヤー法によって製造されたもの（原泥）を使用することができる。また、赤泥は、バイヤー法によって製造されたものをそのまま使用してもよいし、バイヤー法によって製造されたものの乾燥物でもよい。
【００２０】
本発明のイオン交換体の製造に使用される廃泥に含有されるＡｌ成分は、Ａｌを含むものであれば特に限定されないが、例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＡｌＯ（ＯＨ）・ｎＨ２Ｏ(ｎは任意の整数)、Ａｌ２（ＳＯ４）３、ＡｌＣｌ３、Ａｌ（ＮＯ３）３、ＮａＡｌＯ２、アルミニウム含有ヒドロゲル、ヒドロゾル等が挙げられる。これらの１種であってもよく、２種以上であってもよい。廃泥に含まれるＡｌ成分は、好ましくは、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＡｌＯ（ＯＨ）・ｎＨ２Ｏ(ｎは任意の整数)、Ａｌ２（ＳＯ４）３、ＮａＡｌＯ２等であり、より好ましくは、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＯ（ＯＨ）・ｎＨ２Ｏ(ｎは任意の整数)、ＮａＡｌＯ２等である。
【００２１】
本発明のイオン交換体の製造に使用されるＡｌ成分を含有する廃泥の処理方法は、Ａｌ成分を含有する廃泥と、水、Ｃａ（ＯＨ）２、及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理するものであれば特に限定されないが、好ましくは、Ａｌ成分を含有する廃泥と、水、Ｃａ（ＯＨ）２、及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とを混合し、加熱しながら撹拌する方法である。
Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４は、市販されている化合物を使用することができるし、それをさらに任意の方法で精製して使っても良い。
【００２２】
Ｃａ（ＯＨ）２は、例えば、和光純薬工業社製試薬、菱光石灰工業株式会社製、河合石灰工業株式会社製のもの等が挙げられる。
ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏは、吉野石膏株式会社製、チヨダウーテ株式会社製、和光純薬工業社製試薬等が挙げられる。
また、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４は、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏを従来公知の方法を用いて加熱することにより製造したものを使用することができる。ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏは、例えば、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏを加熱（例えば、約１２８℃等）することによって製造したものを使用することもでき、ＣａＳＯ４は、例えば、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏを加熱（例えば、１６３℃等）することによって製造したものを使用することもできる。
ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４として使用する石膏としては、排煙脱硫石膏、石膏ボードからの再生石膏、その他副生石膏等が挙げられる。
【００２３】
前記廃泥の処理方法において、Ａｌ成分を含有する廃泥、水、Ｃａ（ＯＨ）２及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とを混合する順番は、本発明の効果を妨げない限り、特に限定されないが、Ａｌ成分を含有する廃泥、水及びＣａ（ＯＨ）２を混合した後に、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とを混合する順番が好ましい。
【００２４】
前記Ａｌ成分を含有する廃泥の処理において、本発明の効果を奏することになる限り、前記のＣａ（ＯＨ）２、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４及び水以外の成分１種又は２種以上さらに含んでもよい。前記のＣａ（ＯＨ）２、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４及び水以外の成分は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、Ａｌ２（ＳＯ４）３、ＡｌＣｌ３、Ａｌ（ＮＯ３）３、ＮａＡｌＯ２、ポリ硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、含鉄ポリ硫酸アルミニウム等の公知のＡｌ成分が挙げられ、より好ましくは、Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、Ａｌ２（ＳＯ４）３、ＮａＡｌＯ２等である。
Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、Ａｌ２（ＳＯ４）３、ＮａＡｌＯ２等の上記Ａｌ成分は、市販されている化合物を使用することができるし、それをさらに任意の方法で精製して使っても良い。
【００２５】
Ａｌ成分を含有する廃泥を上記処理方法により処理することによって得られる処理物は、Ａｌ成分を含有する廃泥に上記処理を施したものであれば特に限定されないが、処理物が通常含有する成分として、例えば、カルシウムスルホアルミネート水和物（Ｃａｌｃｉｕｍ  ｓｕｌｆｏａｌｕｍｉｎａｔａ  ｈｙｄｒａｔｅ）であるエトリンガイト、ハイドロカルマイト(Ｈｙｄｒｏｃａｌｕｍｉｔｅ)、カルシウムアルミニウムモノサルフェート水和物（Ｃａｌｃｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｍｏｎｏｓｕｌｆａｔｅ  ｈｙｄｒａｔｅｓ）であるモルサルフェート等が挙げられる。これらの１種であってもよく、２種以上の混合物であってもよい。Ａｌ成分を含有する廃泥の処理物は、好ましくは、エトリンガイト、ハイドロカルマイト、モノサルフェート等もしくはそれらの混合物であり、より好ましくは、エトリンガイト、ハイドロカルマイト等もしくはそれらの混合物である。
【００２６】
エトリンガイトは、広くはエトリンガイトグループと称されているが、例えば、式Ｃａ６Ａｌ２（ＳＯ４）３（ＯＨ）１２・２６Ｈ２Ｏ、[Ｃａ６Ａｌ２(ＯＨ)１２・２４Ｈ２Ｏ］［(ＳＯ４)３・２Ｈ２Ｏ］、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３０〜３２Ｈ２Ｏなどで表される。エトリンガイトは、好ましくは、式Ｃａ６Ａｌ２（ＳＯ４）３（ＯＨ）１２・２６Ｈ２Ｏ、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３０〜３２Ｈ２Ｏ等で表されるものである。
モノサルフェートとしては、例えば、式３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４・１２Ｈ２Ｏ等で表されるものが好ましく挙げられる。
【００２７】
ハイドロカルマイトは、カルシウムアルミネート水和物の一つである。カルシウムアルミネートとしては、種々の化合物が知られており、一例として、式３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3、ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3、ＣａＯ・２Ａｌ2 Ｏ3、ＣａＯ・６Ａｌ2 Ｏ3、１２ＣａＯ・７Ａｌ2 Ｏ3などで表されるものが挙げられる。カルシウムアルミネートは、水溶液中ではそれぞれ水和物化合物として存在する。
ハイドロカルマイトとしては、例えば、式Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）７６．５Ｈ２Ｏ、３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・６Ｈ2 Ｏ、Ｃａ４Ａｌ２（ＳＯ４）（ＯＨ）１２・６Ｈ２Ｏ、Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）７６Ｈ２Ｏ等で表されるものが挙げられる。ハイドロカルマイトは、好ましくは、式Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）７６．５Ｈ２Ｏ、Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）７６Ｈ２Ｏ等で表されるものであり、より好ましくは、式Ｃａ２Ａｌ（ＯＨ）７６．５Ｈ２Ｏ等で表されるものである。
【００２８】
本発明のイオン交換体は、本発明の効果を奏することになる限り、前記の必須成分（前記の廃泥の処理物）以外の成分１種又は２種以上を含んでもよい。前記の必須成分以外の成分として、例えば、Ａｌ成分、Ｆｅ成分、Ｓｉ成分、Ｃｒ成分、Ｍｎ成分、Ｔｉ成分等の公知の配合成分が挙げられる。
【００２９】
すなわち、本発明は、Ａｌ成分を含有する廃泥を、水の存在下に、Ｃａ（ＯＨ）２と、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理することを特徴とするイオン交換体の製造方法を含有する。
本発明のイオン交換体の製造方法において、Ａｌ成分を含有する廃泥、水、Ｃａ（ＯＨ）２、及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上を混合する順番は、特に限定されないが、好ましくは、Ａｌ成分を含有する廃泥、水、及びＣａ（ＯＨ）２とを混合した後に、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上を混合する順番である。
また、本発明の好ましい実施の態様は、Ａｌ成分を含有する廃泥をＣａ（ＯＨ）２及び水で処理する第１工程、ついで第１工程で得られた生成物をＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理する第２工程を含むイオン交換体の製造方法を含む。
【００３０】
本発明のイオン交換体の製造方法において使用されるＡｌ成分を含有する廃泥、Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４の好ましい態様は、上述したイオン交換体に使用されるものと同様である。
本発明のイオン交換体の製造方法に使用されるＡｌ成分を含有する廃泥は、特に限定されず、上述したイオン交換体に使用されるものと同様であるが、好ましくは、赤泥である。
【００３１】
本発明のイオン交換体の製造方法において、赤泥とＣａ（ＯＨ）２の重量比は、好ましくは、約１００：５〜１００：６０であり、より好ましくは、約１００：１０〜１００：５０であり、さらに好ましくは、約１００：２０〜１００：４０である。
前記赤泥とＣａ（ＯＨ）２の重量比の測定に使用する赤泥は、内温１１０℃で３時間乾燥させた赤泥に換算したものであることが好ましい。
【００３２】
本発明のイオン交換体の製造方法において、赤泥と水の重量比は、好ましくは、約１００：０〜１００：１０００であり、より好ましくは、約１００：１０〜１００：９００であり、さらに好ましくは、約１００：２０〜１００：８００である。
前記赤泥と水の重量比の測定に使用する赤泥は、内温１１０℃で３時間乾燥させた赤泥に換算したものであることが好ましい。
【００３３】
本発明のイオン交換体の製造方法において、赤泥とＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏの重量比は、好ましくは、約１００：１０〜１００：２００であり、より好ましくは、約１００：２０〜１００：１５０であり、さらに好ましくは、約１００：５０〜１００：１００である。
本発明のイオン交換体の製造方法において、好ましくは、赤泥とＣａＳＯ４・０．５Ｈ２Ｏの重量比は、約１００：８〜１００：１７０であり、より好ましくは、約１００：１７〜１００：１２６であり、さらに好ましくは、約１００：４２〜１００：１２６である。
本発明のイオン交換体の製造方法において、好ましくは、赤泥とＣａＳＯ４の重量比は、約１００：８〜１００：１６０であり、より好ましくは、約１００：１６〜１００：１２０であり、さらに好ましくは、約１００：４０〜１００：８０である。
前記赤泥とＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ又はＣａＳＯ４の重量比の測定に使用する赤泥は、内温１１０℃で３時間乾燥させた赤泥に換算したものであることが好ましい。
【００３４】
本発明のイオン交換体の製造方法において、前記第１工程は、Ａｌ成分を含有する廃泥がＣａ（ＯＨ）２及び水で処理される方法であれば特に限定されないが、好ましくは、赤泥、Ｃａ（ＯＨ）２及び水の混合物を、加熱しながら撹拌する方法である。
前記第１工程において、赤泥などのＡｌ成分を含有する廃泥、Ｃａ（ＯＨ）２及び水を混合する順番は、本発明の効果を妨げない限り特に限定されない。
【００３５】
前記第１工程における加熱温度は、好ましくは、約５０〜１００℃であり、より好ましくは、約６０〜９０℃であり、さらに好ましくは、約６０〜８０℃である。温度は、特にことわりのない限り、内温(廃泥の内部温度)である。
また、前記第１工程における撹拌時間は、好ましくは、約０．５〜１０時間であり、より好ましくは、約２〜８時間であり、さらに好ましくは、約３〜６時間である。
【００３６】
前記第１工程において使用する反応装置は、赤泥、Ｃａ（ＯＨ）２及び水の混合物を加熱しながら撹拌できるものであれば特に限定されないが、前記混合物の水分含有量が約５０ｗｔ％以上の場合や約５０〜１０ｗｔ％でありスラリー状として粘性のある性状の場合は、該混合物が固化状態となるため、固化品をある程度解砕できる混練機能付きの装置（例えば、外部加熱が可能な混練・捏和用バッチ式ニーダKDHJ-60やKDHJ-2、連続混練機CKD-40、不二パウダル株式会社製）が好ましく、前記混合物の水分含有量が約１０ｗｔ％以下であり性状が粉末状である場合は、ボールミル混合と反応を同時に行なうのが好ましい。
また、前記の赤泥、Ｃａ（ＯＨ）２及び水の混合物の水分含有量は、約５０ｗｔ％以上が好ましい。
【００３７】
前記第２工程は、第１工程で得られた生成物を、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とで処理する方法であれば特に限定されないが、好ましくは、第１工程で得られた生成物をＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とをまず最初に混合し、加熱しながら混練又は撹拌する方法である。
前記第２工程において、第１工程で得られた生成物、及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とを添加する順番は、本発明の効果を妨げない限り特に限定されない。
【００３８】
前記第２工程における処理方法は、好ましくは、前記第１工程で得られた生成物及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とを、約５０〜１００℃で、約１〜２４時間混練又は撹拌した後、室温〜約１００℃で、約１〜２４時間静置させる方法であり、より好ましくは、前記第１工程で得られた生成物及びＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上とを、室温〜約６０℃で、約１〜２時間、混練又は撹拌した後、室温〜約６０℃で、約１〜２４時間静置させる方法である。室温とは、約１５℃〜３０℃程度である。
【００３９】
前記第２工程において使用する反応装置は、前記第１工程で得られた生成物と、ＣａＳＯ４・２Ｈ2Ｏ、ＣａＳＯ４・０．５Ｈ2Ｏ及びＣａＳＯ４からなる群から選ばれる少なくとも一種以上との混合物を加熱しながら混練又は撹拌できるものであれば特に限定されないが、前記第１工程で使用した装置と同じ装置を使用することが好ましい。
【００４０】
本発明のイオン交換体の製造方法は、前記第２工程で得られた生成物を解砕する工程をさらに含むことが好ましい。解砕する方法は、前記生成物を解砕できる方法であれば特に限定されないが、従来公知の製造機器を使用することが可能であり、前記第１工程及び第２工程で使用した装置と同じ装置を使用することが好ましい。
【００４１】
前記の第２工程で得られた生成物の解砕品は、さらに水洗することが好ましい。水洗の方法は、特に限定されないが、イオン交換を妨げる塩類（例えば、Ｎａイオン、ＳＯ４イオン等）を除去できる程度に水洗することが好ましい。
上述のようにして製造されたイオン交換体は、後述する有害元素イオン除去剤の製造に好適に用いられる。
【００４２】
また、前記第１工程と前記第２工程の順序を逆にして、該第２工程の後に該第１工程を行なってもよいが、該第１工程を最初に行ない、次いで該第２工程を行なうのが好ましい。
【００４３】
本発明は、本発明のイオン交換体を含む有害元素イオン除去剤を含有する。
有害元素イオン除去剤とは、有害元素を含有する溶液に含まれる有害元素イオンを取り込み、代わりに自らの持つ別種のイオンを放出することで、イオン種の入れ換えを行う能力を示す物質をいう。
【００４４】
本発明の有害元素イオン除去剤が除去できる有害元素イオンは、特に限定されないが、例えば、フッ素イオン、ホウ素イオン、Ｃｌイオン、Ｐｂイオン、Ａｓイオン、Ｃｒイオン、Ｓｅイオン等が挙げられる。前記有害元素イオンは、好ましくは、フッ素イオン、ホウ素イオン、Ｐｂイオン、Ａｓイオン、Ｃｒイオンであり、より好ましくは、フッ素イオン、ホウ素イオン、Ｐｂイオン、Ａｓイオンである。
【００４５】
本発明の有害元素イオン除去剤は、フッ素イオン、ホウ素イオン、Ｐｂイオン、Ａｓイオン、Ｃｒイオン等の有害元素イオンを含有する工業廃水、地下水、飲料水等に含まれる有害元素イオン除去のために好適に使用できるものである。
【実施例】
【００４６】
本発明を以下の実施例及び比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。また、温度の表示は、特に断りのないかぎり、内温(廃泥の内部温度)である。
【００４７】
＜赤泥の分析＞
バイヤー法を用いてボーキサイトとカセイソーダとの加熱反応後、生成したアルミン酸ソーダや未反応のカセイソーダを除去した後の残渣である赤泥（原泥）を、２種類入手した。
山東魏橋アルミ電有限公司社より入手した、バイヤー法生成物から常法に従ってアルミン酸ソーダ溶液及び未反応の苛性ソーダ溶液を回収した後の残渣を、赤泥（原泥）Ｎｏ．６（以下、赤泥Ｎｏ．６ともいう）とし、山東盛日環保工程技術有限公司社より入手した、バイヤー法生成物から常法に従ってアルミン酸ソーダ溶液及び未反応の苛性ソーダ溶液を回収した後の残渣を、赤泥（原泥）Ｎｏ．８−１（以下、赤泥Ｎｏ．８−１ともいう）として、両赤泥（原泥）の化学組成を、蛍光Ｘ線及びＸ線回折を用いて測定した。
【００４８】
前記の赤泥（原泥）Ｎｏ．６及び赤泥（原泥）Ｎｏ．８−１に含有される成分の化学組成を、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置（ZSX PrimusII、理学電機工業社製）を用いて、常法に従って測定した。水分量の測定は、各赤泥（原泥）２ｇを、恒温乾燥器（ＤＸ４０２、ＹＡＭＡＴＯ社製）により、１１０℃で３時間乾燥させたものを使用して測定した。
結果を表１に示す。赤泥（原泥）Ｎｏ．６及び赤泥（原泥）Ｎｏ．８−１ともに、Ａｌ２Ｏ３を２０ｗｔ％以上含有した。
【００４９】
【表１】
2015097995.tif 000002
【００５０】
前記の赤泥（原泥）Ｎｏ．６及び赤泥（原泥）Ｎｏ．８−１に含有される成分の結晶性化学成分を、ビルドアップ型多機能Ｘ線回折装置（RINT-UltimaII、リガク社製）を用いて測定した。赤泥(原泥）Ｎｏ．８−１の測定結果を図１に、赤泥（原泥）Ｎｏ．６の測定結果を図２に、赤泥（原泥）Ｎｏ．８−１及び赤泥（原泥）Ｎｏ．６の測定結果の比較を図３示す。赤泥（原泥）Ｎｏ．６及び赤泥（原泥）Ｎｏ．８−1ともに、結晶性化学成分は、Hematite、Goethite、Quartz、Gibbsite、及びアルミノ珪酸塩であった。
【００５１】
（実施例１）
前記の赤泥Ｎｏ．６、１０ｇを、ビーカーに入れて水１００ｍｌを添加し、室温で３０分間撹拌した。その中にＣａ（ＯＨ）２、２．６９ｇ（和光純薬工業社製、試薬特級）を添加し、６０℃で３０分間混合した。次に、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、１．００ｇ（和光純薬工業社製、食品添加物グレード）を添加し、６０℃で５時間加熱反応を行った。得られた生成物を、１００ｍｌ／回の水で３回水洗後、５０℃で１２時間乾燥し、乳鉢を使用して粉砕し、赤泥の処理物を得た。
得られた赤泥の処理物のＸ線回折測定を、ビルドアップ型多機能Ｘ線回折装置（RINT-UltimaII、リガク社製）を用いて行なった。結果を図４に示す。
実施例１の処理物では、2θ=11°と21.9°のハイドロカルマイトの回折ピークが確認できた。2θ=29.4°の回折ピークはＣａＣＯ３であり、2θ=26.6°の回折ピークは、Quartzである。
【００５２】
（実施例２〜４）
実施例１において、表２に記載の通り、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの添加量を変更した以外は実施例１と同様の操作を行い、赤泥の処理物を得た。
得られた赤泥の処理物のＸ線回折測定を、実施例１と同様の方法を用いて行なった。結果を図４に示す。実施例２〜４の処理物では、2θ=9.1°、15.9°のエトリンガイトの回折ピークが確認できた。2θ=11.6°、23.5°、29.2°の大きな回折ピークは、CaSO4・2H2Oであり、2θ=29.4°の回折ピークはCaCO3、2θ=26.6°の回折ピークは、Quartzである。2θ=11°と21.9°の回折ピークはハイドロカルマイトに相当する。
【００５３】
【表２】
2015097995.tif 000003
【００５４】
（実施例５）
赤泥Ｎｏ．６、１０ｇをビーカーに入れて水１００ｍｌを添加し、室温で３０分間撹拌した。その中にＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、１．００ｇ（和光純薬工業社製、食品添加物グレード）を添加し、６０℃で３０分間混合した。次に、Ｃａ（ＯＨ）２、２．６９ｇ（和光純薬工業社製、試薬特級）を添加し、６０℃で５時間加熱反応を行った。得られた生成物を、１００ｍｌ／回の水で３回水洗後、５０℃で１２時間乾燥し、乳鉢を使用して粉砕し、赤泥の処理物を得た。
得られた赤泥の処理物のＸ線回折測定を、実施例１と同様の方法を用いて行なった。結果を図５に示す。実施例５の処理物では、2θ=11°と22°のハイドロカルマイトの回折ピークが確認された。
【００５５】
（実施例６）
実施例５において、表３に記載の通り、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの添加量を変更した以外は実施例５と同様の操作を行い、赤泥の処理物を得た。
得られた赤泥の処理物のＸ線回折測定を、実施例１と同様の方法を用いて行なった。結果を図５に示す。実施例６の処理物においても、2θ=11°と22°のハイドロカルマイトの回折ピークが確認された。
【００５６】
【表３】
2015097995.tif 000004
【００５７】
＜赤泥の処理物の濾過性比較＞
（実施例７〜８）
実施例１及び２において、赤泥Ｎｏ．６を赤泥Ｎｏ．８−１に変更し、赤泥、Ｃａ（ＯＨ）２、及びＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの添加量を表４に記載の通りに変更した以外は実施例１及び２と同様の操作を行い、実施例７及び８の赤泥の処理物を得た。
得られた赤泥の処理物を、濾紙（ADVANTEC(TOYO)社製、濾紙NO.5C、110mmφ）を使用し、到達真空度-600mmHgで吸引濾過を行い、濾過時間及び濾過後の赤泥の処理物の回収液量を測定した。その結果を表４に示す。表４より、後述の比較例１及び比較例２のスラリー状の赤泥と比較して、実施例７及び８の赤泥の処理物は、濾過時間が大幅に短縮し、濾過後の回収液量が大幅に減少した。実施例７〜８の赤泥処理物は水和しており、水分を大量に保持し、固定化していることがわかる。
以上の結果から、本発明製品が比較例製品に比して、取り扱い性と濾過性に優れていることがわかる。
【００５８】
（比較例１）
赤泥Ｎｏ．８−１、２０ｇと水１００ｍｌとを混合し、６０℃で６時間攪拌し、スラリー状の赤泥を得た。得られたスラリー状の赤泥の濾過時間及び濾過後の回収液量測定を、実施例７と同様の方法を用いて行なった。その結果を表４に示す。
比較例１のスラリー状の赤泥は濾過時間が長く、濾液量も最大であり、ケーキ中の水分の固定化量は少ないことを示している。
【００５９】
（比較例２）
比較例１において、Ｃａ（ＯＨ）２、６．７２ｇを添加した以外は比較例１と同様の方法でスラリー状の赤泥を調製し、該赤泥の濾過時間及び濾過後の回収液量測定を、実施例７と同様の方法を用いて行なった。その結果を表４に示す。比較例１と同様に、反応後の固化状態が不十分であり、濾過時間の短縮程度も不十分である。
【００６０】
【表４】
2015097995.tif 000005
【００６１】
＜イオン吸着試験＞
（実施例９）
ＮａＦ、２２１ｍｇ（和光純薬工業社製、特級試薬）を、イオン交換水１０００ｍｌ(AS ONECORPORATION社製、イオン交換純水装置で製造）に溶解させ、フッ素イオン濃度１００ｐｐｍのフッ素イオン含有水を調整した。該フッ素イオン含有水１０ｍｌをイオン交換水９０ｍｌに希釈して、トータル１００ｍｌ溶液、フッ素イオン濃度１０ｐｐｍとし、その中へ実施例１で得られた赤泥の処理物を１ｇ投入し、マグネチックスターラーを使用して３０分間、室温で撹拌を行った後、３０分間静置した。その後、濾紙（ADVANTEC(TOYO)社製、濾紙NO.5C、110mmφ）を使用して濾過を行い、濾液を得た。得られた濾液について、液体クロマトグラフ（Shimazu社製）を用いて、JIS K0102-34.3の方法により、残存フッ素イオン濃度の測定を行なった。その結果を表５に示す。
実施例２〜６で得られた赤泥の処理物、及び赤泥（原泥）Ｎｏ．６についても、上述した実施例１で得られた赤泥の処理物を使用した場合と同様の方法を用いて、残存フッ素イオン濃度の測定を行なった。それらの結果を表５に示す。実施例１〜６で得られた赤泥の処理物のフッ素イオン除去能は、赤泥（原泥）Ｎｏ．６と比較して向上した。
【００６２】
【表５】
2015097995.tif 000006
【００６３】
（実施例１０）
ホウ酸５７５ｍｇ（和光純薬試薬社製、特級）を、イオン交換水１０００ｍＬ（AS ONECORPORATION社製、イオン交換純水装置で製造）に溶解させ、ホウ素イオン濃度１００ｐｐｍのホウ素イオン含有水を調整した。該ホウ素イオン含有水１０ｍｌをイオン交換水９０ｍｌに希釈して、トータル１００ｍｌ溶液、ホウ素イオン濃度１０ｐｐｍとし、その中へ実施例１で得られた赤泥の処理物を２ｇ投入し、マグネチックスターラーを使用して３０分間、室温で撹拌を行った後、５時間３０分間静置した。その後、濾紙（ADVANTEC(TOYO)社製、濾紙NO.5C、110mmφ）を使用して濾過を行い、濾液を得た。得られた濾液について、液体クロマトグラフ（Shimazu社製）を用いて、JIS K0102-47.4(IＣＰ質量分析法）の方法により、残存ホウ素イオン濃度の測定を行なった。その結果を表６に示す。
実施例２〜８で得られた赤泥の処理物、及び赤泥（原泥）Ｎｏ．６についても、上述した実施例１で得られた赤泥の処理物を使用した場合と同様の方法を用いて、残存ホウ素イオン濃度の測定を行なった。それらの結果を表６に示す。実施例１〜８で得られた赤泥の処理物のホウ素イオン除去能は、赤泥（原泥）Ｎｏ．６と比較して向上した。
【００６４】
【表６】
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【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のイオン交換体は、Ａｌ成分を含有する廃泥の処理物を、イオン交換体や有害元素イオン除去剤に使用できるため、Ａｌ成分を含有する廃泥を有効利用することができる。また、本発明のイオン交換体及び該イオン交換体の製造方法によれば、Ａｌ成分を含有する廃泥の取り扱いや運搬が容易となり、濾過性も向上する。さらに、本発明の有害元素イオン除去剤は、有害元素イオンを含有する工業廃水、地下水等から有害元素イオンを除去することができる。
本発明は、上記イオン交換体の製造方法のみならず、Ａｌ成分を含有する廃泥処理、特に赤泥そのものの処理に関する大幅な改善方法を提起するものである。
【図１】
2015097995.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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