(57)【要約】    １，１，１，３，３−ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ−２４０ｆａ）及び／又は１，１，１，３−テトラクロロプロパン（ＨＣＣ−２５０ｆｂ）を製造するためのプロセスに由来する廃棄物流などの塩素化炭化水素廃棄物流から、鉄イオン及びリン酸イオンを同時に除去するためのプロセス。廃棄物流は、塩素化炭化水素、リン酸トリブチル（ＴＢＰ）及び／又はリン酸トリエチル（ＴＥＰ）、鉄、ＦｅＣｌ２及び／又はＦｅＣｌ３、ＴＢＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＢＰ−ＦｅＣｌ３、並びにＴＥＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＥＰ−ＦｅＣｌ３錯体のうちの少なくとも１つを含有し、これに熱酸化を施して、塩化水素（ＨＣｌ）、ＦｅＣｌ３及び／又はＦｅＣｌ２、並びにＨ３ＰＯ４のうちの少なくとも１つを含有する第２の水性廃棄物流を生成する。第２の廃棄物流を塩基に曝露させて、ＦｅＰＯ４、Ｆｅ（ＯＨ）３、及びＣａ３（ＰＯ４）２からなる群から選択される少なくとも１つの不溶性化合物を含む沈殿物を生成し、沈殿物を第２の廃棄物流から分離して、極めて微量の鉄イオン及びリン酸イオンを含む液相を生成する。  【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物流から鉄イオン及びリン酸イオンを除去するためのプロセスであって、
塩化水素（ＨＣｌ）、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、Ｈ３ＰＯ４、及び水のうちの少なくとも１つを含有する廃棄物流を提供する工程と、
前記廃棄物流を塩基に曝露させて、ＦｅＰＯ４、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｃａ３（ＰＯ４）２からなる群から選択される少なくとも１つの不溶性化合物を含む沈殿物を生成する工程と、
前記沈殿物を前記廃棄物流から分離する工程と、を含む、プロセス。
【請求項２】
前記分離工程後の前記廃棄物流が、ＣａＣｌ２と、
５００ｐｐｍ未満の鉄イオン、及び
５００ｐｐｍ未満のリン酸イオンのうちの少なくとも１つとを含む液相である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記分離工程後の前記廃棄物流が、ＣａＣｌ２と、
１０ｐｐｍ未満の鉄イオン、及び
１０ｐｐｍ未満のリン酸イオンのうちの少なくとも１つとを含む液相である、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記分離する工程の後に、
前記廃棄物流から液体を蒸発させる工程と、
固体ＣａＣｌ２を回収する工程と、の追加の工程を更に含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記塩基が、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記曝露させる工程後の前記第２の廃棄物流のｐＨが、１〜８である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記分離工程後の前記第２の廃棄物流中の、リン酸イオンに対する鉄イオンのモル比が、１〜１０である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
前記分離工程後の前記第２の廃棄物流中の、リン酸イオンに対する鉄イオンのモル比が、１〜２である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
前記分離する工程が、濾過、沈降、凝集、遠心分離、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの方法によって、前記沈殿物を前記廃棄物流から分離することを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
廃棄物流から鉄イオン及びリン酸イオンを除去するためのプロセスであって、
塩素化炭化水素、リン酸トリブチル（ＴＢＰ）及び／又はリン酸トリエチル（ＴＥＰ）、鉄、ＦｅＣｌ２及び／又はＦｅＣｌ３、ＴＢＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＢＰ−ＦｅＣｌ３錯体、並びにＴＥＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＥＰ−ＦｅＣｌ３錯体のうちの少なくとも１つを含有する、有機物を含有する第１の廃棄物流を提供する工程と、
前記第１の廃棄物流に熱酸化を施して、塩化水素（ＨＣｌ）、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、Ｈ３ＰＯ４、及び水のうちの少なくとも１つを含有する第２の廃棄物流を生成する工程と、
前記第２の廃棄物流を塩基に曝露させて、ＦｅＰＯ４、Ｆｅ（ＯＨ）３、及びＣａ３（ＰＯ４）２からなる群から選択される少なくとも１つの不溶性化合物を含む沈殿物を生成する工程と、
前記沈殿物を前記第２の廃棄物流から分離する工程と、を含む、プロセス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
１．開示の分野
【０００２】
本開示は、塩素化炭化水素廃棄物流から鉄イオン及びリン酸イオンを除去するプロセスに関し、一実施形態では、同時除去に関する。
【０００３】
２．関連技術の説明
【０００４】
１，１，１，３，３−ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ−２４０ｆａ）及び／又は１，１，１，３−テトラクロロプロパン（ＨＣＣ−２５０ｆｂ）などの塩素化炭化水素を製造するためのいくつかの商業的プロセスでは、典型的には、鉄粉末、並びにリン酸トリブチル（tributyl phosphate、ＴＢＰ）及び／又はリン酸トリエチル（triethyl phosphate、ＴＥＰ）などの触媒が使用される。ＨＣＣ−２４０ｆａ及びＨＣＣ−２５０ｆｂを製造するための例示的なプロセスは、米国特許第８，７２２，９４６号及び同第８，９０７，１４７号に詳述されており、それらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
ＨＣＣ−２４０ｆａを製造するための１つの例示的なプロセスでは、次の反応（１）に従って、四塩化炭素を塩化ビニルと反応させて、ＨＣＣ−２４０ｆａを形成する。
ＣＣｌ４＋ＣＨ２＝ＣＨＣｌ→ＣＣｌ３−ＣＨ２−ＣＨＣｌ２（ＨＣＣ−２４０ｆａ）  （１）
【０００６】
ＨＣＣ−２５０ｆｂを製造するための１つの例示的なプロセスでは、次の反応（２）に従って、四塩化炭素をエチレンと反応させて、ＨＣＣ−２５０ｆｂを形成する。
ＣＣｌ４＋ＣＨ２＝ＣＨ２→ＣＣｌ３−ＣＨ２−ＣＨ２Ｃｌ（ＨＣＣ−２５０ｆｂ）  （２）
【０００７】
前述の反応（１）及び（２）の各々では、鉄粉末及びＴＢＰ又はＴＥＰを使用して、反応触媒、すなわちＴＢＰ−ＦｅＣｌ２又はＴＥＰ−ＦｅＣｌ２の錯体がその場で生成され得る。
【０００８】
前述のプロセスの各々では、触媒は、反応中に形成される高沸点有機不純物を除去し、触媒活性を維持するために、定期的にパージする必要がある。しかしながら、触媒除去は、塩素化炭化水素、ＴＢＰ及び／又はＴＥＰ、鉄、ＦｅＣｌ２及び／又はＦｅＣｌ３、ＴＢＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＢＰ−ＦｅＣｌ３錯体、並びにＴＥＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＥＰ−ＦｅＣｌ３錯体のうちの少なくとも１つを含有する流れを生成する。
【０００９】
前述の触媒除去流は、廃棄物流とみなされ、廃棄物流中の塩素化炭化水素及びリン含有有機化合物は、典型的には、熱酸化又は焼却によって破壊される。
【００１０】
また、焼却後に高濃度の塩化水素（hydrogen chloride、ＨＣｌ）、ＦｅＣｌ３及び／又はＦｅＣｌ２、並びにＨ３ＰＯ４を含有する廃棄物水流が生成され、該当する環境規制に準拠するように、典型的には鉄及び／又はリン酸イオン（Ｆｅ３＋及び／又はＰＯ４３−）は、流れが排出される前に廃棄物水流から除去される必要がある。
【発明の概要】
【００１１】
本開示は、１，１，１，３，３−ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ−２４０ｆａ）及び／又は１，１，１，３−テトラクロロプロパン（ＨＣＣ−２５０ｆｂ）を製造するためのプロセスに由来する廃棄物流などの塩素化炭化水素廃棄物流から、鉄イオン及びリン酸イオンを同時に除去するためのプロセスを提供する。廃棄物流は、塩素化炭化水素、リン酸トリブチル（ＴＢＰ）及び／又はリン酸トリエチル（ＴＥＰ）、鉄、ＦｅＣｌ２及び／又はＦｅＣｌ３、ＴＢＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＢＰ−ＦｅＣｌ３錯体、並びにＴＥＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＥＰ−ＦｅＣｌ３錯体のうちの少なくとも１つを含有し、これに熱酸化を施して、塩化水素（ＨＣｌ）、ＦｅＣｌ３及び／又はＦｅＣｌ２、Ｈ３ＰＯ４、並びに水のうちの少なくとも１つを含有する第２の水性廃棄物流を生成する。第２の廃棄物流を塩基に曝露させて、ＦｅＰＯ４、Ｆｅ（ＯＨ）３、及びＣａ３（ＰＯ４）２からなる群から選択される少なくとも１つの不溶性化合物を含む沈殿物を生成し、沈殿物を第２の廃棄物流から分離して、極めて微量の鉄イオン及びリン酸イオンを含む液相を生成する。
【００１２】
その一形態では、本発明は、鉄イオン及びリン酸イオンを廃棄物流から除去するためのプロセスであって、塩化水素（ＨＣｌ）、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、Ｈ３ＰＯ４、及び水のうちの少なくとも１つを含有する廃棄物流を提供する工程と、廃棄物流を塩基に曝露させて、ＦｅＰＯ４、Ｆｅ（ＯＨ）３、及びＣａ３（ＰＯ４）２からなる群から選択される少なくとも１つの不溶性化合物を含む沈殿物を生成する工程と、沈殿物を廃棄物流から分離する工程と、を含む、プロセスを提供する。
【００１３】
分離工程後の廃棄物流は、ＣａＣｌ２と、５００ｐｐｍ未満の鉄イオン、及び５００ｐｐｍ未満のリン酸イオンのうちの少なくとも１つとを含む液相であり得る。あるいは、分離工程後の廃棄物流は、ＣａＣｌ２と、１０ｐｐｍ未満の鉄イオン、及び１０ｐｐｍ未満のリン酸イオンのうちの少なくとも１つとを含む液相であり得る。
【００１４】
プロセスは、分離する工程の後に、廃棄物流から液体を蒸発させる工程と、固体ＣａＣｌ２を回収する工程と、の追加の工程を更に含んでもよい。
【００１５】
塩基は、水酸化カリウム（potassium hydroxide、ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（sodium hydroxide、ＮａＯＨ）、酸化カルシウム（calcium oxide、ＣａＯ）、水酸化カルシウム（calcium hydroxide、Ｃａ（ＯＨ）２）、及びこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。
【００１６】
曝露させる工程後の廃棄物流のｐＨは、１〜８であり得る。分離工程後の第２の廃棄物流中の、リン酸イオンに対する鉄イオンのモル比は、１〜１０であり得る。あるいは、分離工程後の廃棄物流中の、リン酸イオンに対する鉄イオンのモル比は、１〜２であり得る。
【００１７】
分離する工程は、濾過、沈降、凝集、遠心分離、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの方法によって、沈殿物を廃棄物流から分離することを含み得る。
【００１８】
それとは別の形態では、本開示は、鉄イオン及びリン酸イオンを廃棄物流から除去するためのプロセスであって、塩素化炭化水素、リン酸トリブチル（ＴＢＰ）及び／又はリン酸トリエチル（ＴＥＰ）、鉄、ＦｅＣｌ２及び／又はＦｅＣｌ３、ＴＢＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＢＰ−ＦｅＣｌ３錯体、並びにＴＥＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＥＰ−ＦｅＣｌ３錯体のうちの少なくとも１つを含有する、有機物を含有する第１の廃棄物流を提供する工程と、第１の廃棄物流に熱酸化を施して、塩化水素（ＨＣｌ）、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、Ｈ３ＰＯ４、及び水のうちの少なくとも１つを含有する第２の廃棄物流を生成する工程と、第２の廃棄物流を塩基に曝露させて、ＦｅＰＯ４、Ｆｅ（ＯＨ）３、及びＣａ３（ＰＯ４）２からなる群から選択される少なくとも１つの不溶性化合物を含む沈殿物を生成する工程と、沈殿物を第２の廃棄物流から分離する工程と、を含む、プロセスを提供する。
【００１９】
分離工程後の第２の廃棄物流は、ＣａＣｌ２と、５００ｐｐｍ未満の鉄イオン、及び５００ｐｐｍ未満のリン酸イオンのうちの少なくとも１つとを含む液相であり得る。あるいは、分離工程後の第２の廃棄物流は、ＣａＣｌ２と、１０ｐｐｍ未満の鉄イオン、及び１０ｐｐｍ未満のリン酸イオンのうちの少なくとも１つとを含む液相であり得る。
【００２０】
プロセスは、分離する工程の後に、第２の廃棄物流から液体を蒸発させる工程と、固体ＣａＣｌ２を回収する工程と、の追加の工程を更に含んでもよい。
【００２１】
塩基は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、及びこれらの組み合わせからなる群から選択することができる。
【００２２】
施す工程後の第２の廃棄物流は、２０重量％未満の総濃度のＦｅＣｌ３及びＦｅＣｌ２を含み得、第２の廃棄物流は、２０重量％未満の総濃度のＨ３ＰＯ４を含み得、及び／又は第２の廃棄物流は、４０重量％未満のＨＣｌを含む。
【００２３】
分離工程後の第２の廃棄物流中の、リン酸イオンに対する鉄イオンのモル比は、１〜１０であり得るか、又は１〜２であり得る。
【００２４】
分離する工程は、濾過、沈降、凝集、遠心分離、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの方法によって、沈殿物を第２の廃棄物流から分離することを含み得る。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本開示は、１，１，１，３，３−ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ−２４０ｆａ）及び／又は１，１，１，３−テトラクロロプロパン（ＨＣＣ−２５０ｆｂ）を製造するためのプロセスに由来する廃棄物流などの塩素化炭化水素廃棄物流から、鉄イオン及びリン酸イオンを同時に除去するためのプロセスを提供する。廃棄物流は、塩素化炭化水素、リン酸トリブチル（ＴＢＰ）及び／又はリン酸トリエチル（ＴＥＰ）、鉄、ＦｅＣｌ２及び／又はＦｅＣｌ３、ＴＢＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＢＰ−ＦｅＣｌ３錯体、並びにＴＥＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＥＰ−ＦｅＣｌ３錯体のうちの少なくとも１つを含有し、これに熱酸化を施して、塩化水素（ＨＣｌ）、ＦｅＣｌ３及び／又はＦｅＣｌ２、Ｈ３ＰＯ４、並びに水のうちの少なくとも１つを含有する第２の水性廃棄物流を生成する。第２の廃棄物流を塩基に曝露させて、ＦｅＰＯ４、Ｆｅ（ＯＨ）３、及びＣａ３（ＰＯ４）２からなる群から選択される少なくとも１つの不溶性化合物を含む沈殿物を生成し、沈殿物を第２の廃棄物流から分離して、極めて微量の鉄イオン及びリン酸イオンを含む液相を生成する。
【００２６】
プロセス中に形成される高沸点有機不純物を除去し、触媒活性を維持するために、前述のプロセスの反応から触媒をパージする際の、本明細書では時折第１の廃棄物流と称される廃棄物流は、１，１，１，３，３−ペンタクロロプロパン（ＨＣＣ−２４０ｆａ）及び／又は１，１，１，３−テトラクロロプロパン（ＨＣＣ−２５０ｆｂ）を製造するためのプロセスに由来する。
【００２７】
この第１の廃棄物流は、塩素化炭化水素、リン酸トリブチル（ＴＢＰ）及び／又はリン酸トリエチル（ＴＥＰ）、鉄、ＦｅＣｌ２及び／又はＦｅＣｌ３、ＴＢＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＢＰ−ＦｅＣｌ３錯体、並びにＴＥＰ−ＦｅＣｌ２錯体及び／又はＴＥＰ−ＦｅＣｌ３錯体のうちの少なくとも１つを含有する。
【００２８】
第１の廃棄物流がＨＣＣ−２４０ｆａ及び／又はＨＣＣ−２５０ｆｂプロセスから排出された後の、塩素化炭化水素、ＴＢＰ、ＴＥＰ、鉄、ＦｅＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＴＢＰ−ＦｅＣｌ２錯体、ＴＢＰ−ＦｅＣｌ３錯体、ＴＥＰ−ＦｅＣｌ２錯体、及びＴＥＰ−ＦｅＣｌ３錯体を含む第１の廃棄物流の構成成分は、廃棄物処理ユニットに送られ、例えば焼却などの熱酸化によって破壊される。
【００２９】
焼却からの煙道ガスは、例えば、塩化水素（ＨＣｌ）の大部分が煙道ガス中に残留するように水を添加することによって、一般に４０℃〜７０℃の温度に冷却され得、任意選択的に、煙道ガス自体が他の手段によって回収され得る一方で、一定量のＨＣｌ、酸化鉄（（Ｆｅ２Ｏ３及び／又はＦｅＯ）、及び五酸化リン（Ｐ２Ｏ５／Ｐ４Ｏ１０）が水中で捕捉されて、前述の成分を含む水性流が形成される。水性流中では、Ｆｅ２Ｏ３及び／又はＦｅＯは、水中のＨＣｌと反応してＦｅＣｌ３及び／又はＦｅＣｌ２を形成し、Ｐ２Ｏ５及び／又はＰ４Ｏ１０は水と反応してＨ３ＰＯ４を形成する。
【００３０】
本明細書では時折第２の廃棄物流と称される、水添加後に生成される水性流は、比較的高濃度の塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）及び／又は塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、並びにリン酸水素（Ｈ３ＰＯ４）を含み、環境規制に起因して、典型的にはこれを容易に廃棄することができない。第２の廃棄物流はまた、塩化水素（ＨＣｌ）を含み得る。
【００３１】
第２の廃棄物流では、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）の総濃度は、例えば、０重量％、３重量％、５重量％、若しくは７重量％ほど低いか、又は１３重量％、１５重量％、１７重量％、２０重量％ほど高い場合があるか、あるいは０重量％〜２０重量％、３重量％〜１７重量％、５重量％〜１５重量％、又は７重量％〜１３重量％などの前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内であり得る。
【００３２】
また、第２の廃棄物流では、リン酸水素（Ｈ３ＰＯ４）の総濃度は、例えば、０重量％、３重量％、５重量％、若しくは７重量％ほど低いか、又は１３重量％、１５重量％、１７重量％、２０重量％ほど高い場合があるか、あるいは０重量％〜２０重量％、３重量％〜１７重量％、５重量％〜１５重量％、又は７重量％〜１３重量％などの前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内であり得る。
【００３３】
第２の廃棄物流では、ＨＣｌの濃度は、例えば、０重量％、１重量％、５重量％ほど低いか、又は１０重量％、２５重量％、若しくは４０重量％ほど高い場合があるか、あるいは０重量％〜４０重量％、１重量％〜２５重量％、又は５重量％〜１０重量％などの前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内であり得る。
【００３４】
第２の廃棄物流中の、リン酸イオンに対する鉄イオンのモル比は、例えば、１〜１０、１〜８、３〜７、又は１〜２であり得る。
【００３５】
次いで、第２の廃棄物流は、塩基若しくは塩基性溶液によって処理されるか、又は塩基又は塩基性溶液を施される。塩基は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、又は酸化カルシウム（ＣａＯ）などの少なくとも１つの塩基を含む無機塩基であり得る。塩基性溶液のｐＨは、７超の任意のｐＨであり得、塩基性溶液で処理後の第２の廃棄物流のｐＨは、例えば、１、２、若しくは３ほど低いか、又は８、９、若しくは１０ほど高い場合があるか、あるいは１〜１０、２〜９、又は３〜８などの前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内であり得る。特定の一実施形態では、塩基性溶液で処理後の第２の廃棄物流のｐＨは、２．５〜８である。
【００３６】
塩基を用いる第２の廃棄物流の処理を示す例示的な反応を、以下に記載する。
【００３７】
ＣａＯが塩基として使用されるときの、以下の反応（３）〜（７）は例示的である。
ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）２  （３）
２ＨＣｌ＋Ｃａ（ＯＨ）２→ＣａＣｌ２＋２Ｈ２Ｏ  （４）
ＦｅＣｌ３＋Ｈ３ＰＯ４→ＦｅＰＯ４（ｓ）＋３ＨＣｌ  （５）
２ＦｅＣｌ３＋３Ｃａ（ＯＨ）２→２Ｆｅ（ＯＨ）３（ｓ）＋３ＣａＣｌ２  （６）
２Ｈ３ＰＯ４＋３Ｃａ（ＯＨ）２→Ｃａ３（ＰＯ４）２（ｓ）＋６Ｈ２Ｏ  （７）
【００３８】
ＣａＯが第２の廃棄物流に添加されると、ＣａＯは、反応（３）のように水と反応することによってＣａ（ＯＨ）２に変換され、Ｃａ（ＯＨ）２は、反応（４）のように第２の廃棄物流中のＨＣｌと反応して可溶性ＣａＣｌ２を形成し、第２の廃棄物流のｐＨが上昇する。ＨＣｌは、塩素化炭素の熱酸化を介して生成される。第２の廃棄物流中に存在するＨ３ＰＯ４の大部分は、無機塩基が添加された後にｐＨが２．５以上に調整されると、反応（５）のようにＦｅＣｌ３と反応して、水に不溶性の固体ＦｅＰＯ４を生成する。過剰なＦｅＣｌ３は、反応（６）のようにＣａ（ＯＨ）２と反応して、不溶性Ｆｅ（ＯＨ）３を形成する。少量のＨ３ＰＯ４は、反応（７）のようにＣａ（ＯＨ）２と反応して、Ｃａ３（ＰＯ４）２を生成し得、得られるＣａ３（ＰＯ４）２は、水にいくらかの溶解度を有する。
【００３９】
ＫＯＨ又はＮａＯＨが塩基として使用されるときの、以下の反応（８）〜（１１）は例示的である。
ＨＣｌ＋ＫＯＨ／ＮａＯＨ→ＫＣｌ／ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ  （８）
ＦｅＣｌ３＋Ｈ３ＰＯ４→ＦｅＰＯ４（ｓ）＋３ＨＣｌ  （９）
ＦｅＣｌ３＋３ＫＯＨ／ＮａＯＨ→Ｆｅ（ＯＨ）３（ｓ）＋３ＫＣｌ／ＮａＣｌ  （１０）
Ｈ３ＰＯ４＋３Ｋ（ＯＨ）／ＮａＯＨ→Ｋ３ＰＯ４／Ｎａ３ＰＯ４＋３Ｈ２Ｏ  （１１）
【００４０】
ＫＯＨ又はＮａＯＨが第２の廃棄物流に添加されると、ＫＯＨ又はＮａＯＨは、反応（８）のように第２の廃棄物流中のＨＣｌと反応して、可溶性ＫＣｌ又はＮａＣｌを形成し、廃棄物流のｐＨが上昇する。第２の廃棄物流中に存在するＨ３ＰＯ４の大部分は、無機塩基が添加された後にｐＨが２．５以上に調整されると、反応（９）のようにＦｅＣｌ３と反応して、水に不溶性の固体ＦｅＰＯ４を生成する。過剰なＦｅＣｌ３は、反応（１０）のようにＫＯＨ又はＮａＯＨと反応して、不溶性Ｆｅ（ＯＨ）３を形成する。少量のＨ３ＰＯ４は、反応（１１）のようにＫＯＨ又はＮａＯＨと反応して、Ｋ３ＰＯ４／Ｎａ３ＰＯ４を生成し、水溶性のＫ３ＰＯ４／Ｎａ３ＰＯ４を生じ得る。
【００４１】
本プロセスでは、ＫＯＨ／ＮａＯＨが添加され、生成された固体が分離された後の第２の廃棄物流の液相中の残留リン酸イオン濃度は、ＣａＯ又はＣａ（ＯＨ）２が使用されるときよりも高く、これは、Ｋ３ＰＯ４／Ｎａ３ＰＯ４の溶解度がＣａ３（ＰＯ４）２よりもかなり高いためである。
【００４２】
塩基を添加して第２の廃棄物流のｐＨを上記のレベルに調節するミキサー内に、第２の廃棄物流を放出することによって、第２の廃棄物流を塩基で処理してもよい。かかるプロセスの結果として、固体沈殿物が、液相の第２の廃棄物流中に形成され、この沈殿物は、弱酸又は塩基性ｐＨ条件下で水に不溶性である、リン酸鉄（ＦｅＰＯ４）、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）、及びリン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）のうちの１つ以上を含み、したがって固体として第２の廃棄物流から析出する。
【００４３】
任意選択的に、第２の廃棄物流中の、リンイオンに対する鉄イオンのモル比を調節するために、所望に応じて前述の塩基処理工程中に、未使用の塩化第一鉄（ＦｅＣｌ２）及び／又は塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）を添加してもよい。
【００４４】
その後、リン酸鉄（ＦｅＰＯ４）、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）、及び／又はリン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）の固体沈殿物は、濾過、物理的及び／若しくは化学的沈降、凝集、遠心分離、又は前述の技法の組み合わせによって、第２の廃棄物流の液体から分離される。
【００４５】
前述の分離後の第２の廃棄物流の液相は、比較的大量の塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、並びに有利には極めて微量の第二鉄及び／又は第一鉄イオン（Ｆｅ３＋及び／又はＦｅ２＋）、及びリン酸イオン（ＰＯ４３−）を含むであろう。
【００４６】
本明細書では残留鉄とも称される、第２の廃棄物流の液相中に残存する鉄イオンの総量は、例えば、ほんのわずか、すなわち０．０１ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、１ｐｐｍ未満、又は多い、すなわち１０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、若しくは５００ｐｐｍ未満、又は０．０１〜５００ｐｐｍ、０．１〜５０ｐｐｍ、若しくは１〜１０ｐｐｍなどの前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内であり得る。
【００４７】
本明細書ではリン又は残留リンとも称される、第２の廃棄物流の液相中に残存するリン酸イオンの量は、例えば、ほんのわずか、すなわち０．０１ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、１ｐｐｍ未満、又は多い、すなわち１０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、若しくは５００ｐｐｍ未満、又は０．０１〜５００ｐｐｍ、０．１〜５０ｐｐｍ、若しくは１〜１０ｐｐｍなどの前述の値のうちのいずれか２つの間で定義される任意の範囲内であり得る。
【００４８】
任意選択的に、例えば、ＣａＣｌ２を副生成物として濃縮及び回収するために、処理した第２の廃棄物流の液相から、蒸発によって水を除去してもよい。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、３０％のＮａＯＨ溶液をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを３．０に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（inductively coupled plasma mass spectrometry、ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ１２．５ｐｐｍ及び１８．６ｐｐｍであった。
（実施例２）
【００５０】
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、３０％のＮａＯＨ溶液をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを４．０に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ１．１ｐｐｍ及び１９．９ｐｐｍであった。
（実施例３）
【００５１】
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、３０％のＮａＯＨ溶液をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを５．０に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ０．０８ｐｐｍ及び２９．０ｐｐｍであった。
（実施例４）
【００５２】
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、３０％のＮａＯＨ溶液をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを７．０に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ０．１５ｐｐｍ及び５７．４ｐｐｍであった。
（実施例５）
【００５３】
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、３０％のＮａＯＨ溶液をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを８．０に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ０．２３ｐｐｍ及び３５４．８ｐｐｍであった。
（実施例６）
【００５４】
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを３．２に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ０．０５ｐｐｍ及び０．７４ｐｐｍであった。
（実施例７）
【００５５】
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを５．３に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ０．０２ｐｐｍ及び０．２７ｐｐｍであった。
（実施例８）
【００５６】
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを５．９に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ０．４４ｐｐｍ及び１．１ｐｐｍであった。
（実施例９）
【００５７】
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを７．７に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、０．４７ｐｐｍであった。
（実施例１０）
【００５８】
４．０重量％のＦｅＣｌ３及び２．０重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２１）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを９．３に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ０．０１ｐｐｍ及び０．３７ｐｐｍであった。
（実施例１１）
【００５９】
８．３５重量％のＨＣｌ、１．５５重量％のＦｅＣｌ３、及び０．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．２３）を含有する３００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを６．５に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、０．５９ｐｐｍであった。
（実施例１２）
【００６０】
６．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを５．８に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、０．４９ｐｐｍであった。目視観察によると、混合物はゲル状の非流動性固体に変化し、濾過が困難であった。
（実施例１３）
【００６１】
７．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを６．１に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、０．４１ｐｐｍであった。目視観察によると、混合物はゲル状の非流動性固体に変化し、濾過が困難であった。
（実施例１４）
【００６２】
８．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを５．７に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、０．６１ｐｐｍであった。目視観察によると、混合物は流動性であり、濾過可能であった。
（実施例１５）
【００６３】
１０．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを５．８に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、０．６５ｐｐｍであった。目視観察によると、混合物は流動性であり、濾過可能であった。
（実施例１６）
【００６４】
１５．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを４．４に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、０．８６ｐｐｍであった。目視観察によると、混合物は流動性であり、濾過可能であった。
（実施例１７）
【００６５】
１５．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを６．２に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、１．９ｐｐｍであった。目視観察によると、混合物は流動性であり、濾過可能であった。
（実施例１８）
【００６６】
１５．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを８．０に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、１．３ｐｐｍであった。目視観察によると、混合物は流動性であり、濾過可能であった。
（実施例１９）
【００６７】
２０．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを７．３に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＰイオン濃度は、２．０ｐｐｍであった。目視観察によると、混合物は流動性であり、濾過可能であった。
（実施例２０）
【００６８】
１５．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを４．３に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ０．２１ｐｐｍ及び０．１２ｐｐｍであった。
（実施例２１）
【００６９】
１５．０重量％のＨＣｌ、９．８７重量％のＦｅＣｌ３、及び３．７６重量％のＨ３ＰＯ４（Ｆｅ／Ｐモル比＝１．５９）を含有する２００グラムの水溶液を５００ｍＬのガラスビーカーに添加した。撹拌しながら、ＣａＯ粉末をゆっくりとビーカーに添加して、溶液ｐＨを９．６に調節した。次いで、混合物を濾過し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）によって測定した濾液中のＦｅ及びＰイオン濃度は、それぞれ１４１ｐｐｍ及び４．０ｐｐｍであった。
【００７０】
本明細書で使用するとき、「前述の値のうちの任意の２つの間で定義される任意の範囲内」という句は、それらの値が列挙のより低い部分にあるか又は列挙のより高い部分にあるかにかかわらず、任意の範囲がそのような句の前に列挙された値のうちの任意の２つから選択され得ることを意味する。例えば、１対の値は、２つのより低い値、２つのより高い値、又はより低い値及びより高い値から選択されてもよい。
【００７１】
本開示を例示的な設計に関するものとして説明したが、本開示は、本開示の趣旨及び範囲内で更に修正され得る。更に、本出願は、本開示が関連する技術分野において既知の又は慣習的な実践に属する本開示からのかかる逸脱を包含することが意図されている。
【手続補正書】
【提出日】令和2年10月6日(2020.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物流から鉄イオン及びリン酸イオンを除去するためのプロセスであって、
塩化水素（ＨＣｌ）、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２、Ｈ３ＰＯ４、及び水のうちの少なくとも１つを含有する廃棄物流を提供する工程と、
前記廃棄物流を塩基に曝露させて、ＦｅＰＯ４、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｃａ３（ＰＯ４）２からなる群から選択される少なくとも１つの不溶性化合物を含む沈殿物を生成する工程と、
前記沈殿物を前記廃棄物流から分離する工程と、を含む、プロセス。
【請求項２】
前記分離工程後の前記廃棄物流が、ＣａＣｌ２と、
５００ｐｐｍ未満の鉄イオン、及び
５００ｐｐｍ未満のリン酸イオンのうちの少なくとも１つとを含む液相である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記分離工程後の前記廃棄物流が、ＣａＣｌ２と、
１０ｐｐｍ未満の鉄イオン、及び
１０ｐｐｍ未満のリン酸イオンのうちの少なくとも１つとを含む液相である、請求項２に記載のプロセス。
【国際調査報告】
2021512787.tif 000002
2021512787.tif 000003
2021512787.tif 000004