(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ及びアルカリ金属（Ｒ）を、１１０℃乾燥基準且つ酸化物換算で、下記条件：
ＭｇＯ：１００重量部当り
Ａｌ２Ｏ３：１００乃至５００重量部
Ｆｅ２Ｏ３：１５乃至１００重量部
Ｒ２Ｏ：Ｎａ２Ｏ換算で１乃至１０重量部
を満足する量で含有し、且つＣａＯ換算でのＣａ含量が、酸化物換算でのＭｇ、Ａｌ及びＦｅの合計重量当り２重量％以下に抑制されており、１１０℃乾燥物のＸ線回折パターンにおいては２θ＝２０．５乃至２２．５度、３６．０乃至３７．０度及び６１．０乃至６２．０度の領域に回折ピークを有し、且つ５５０℃焼成物のＸ線回折パターンにおいては当該ピークが実質上消失することを特徴とするアニオン捕捉性とカチオン捕捉性とを有するイオン捕捉剤。
【請求項２】
Ｓｉを、１１０℃乾燥基準且つ酸化物換算で、１００重量部のＭｇＯ当り５００重量部以下の量で含有している請求項１に記載のイオン捕捉剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン捕捉剤に関するものであり、より詳細には、カチオン捕捉性とアニオン捕捉性とを兼ね備えたイオン捕捉剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種工場排水などには、Ｐｂ２＋、Ｃｄ２＋等の重金属イオンやＮＨ４＋イオン等のカチオン成分や、ＣｒＯ４２−、ＡｓＯ４３−、ＰＯ４３−、ＢＯ３３−ハロゲンイオン等のアニオン成分を含む場合が多く、排水に際しては、これらの有害なイオン成分を取り除くことが要求される。一般に、このようなイオン成分は、沈殿やフロック等として取り除かれるが、このためには、排水を沈殿槽等に長時間保持しなければならない。従って、ろ過により、迅速に各種イオン成分を捕捉する水処理剤が求められている。
また、ゴミ焼却炉などで発生する飛灰中にも有害な重金属を含有しており、セメントで固化して埋め立て等により廃棄されている。しかしながら、有害な重金属がセメント固化体から溶出し、新たな環境汚染が問題となっている。
【０００３】
このような問題を解決するため、アルミニウム、マグネシウム、ケイ素からなる陽イオン吸着剤(特許文献１)やチタン、ジルコニウム、亜鉛を主成分とする陰イオン吸着剤(特許文献２)が提案されている。また、飛灰処理剤としてＡｌ２（ＳＯ４）３、ケイ酸アルミニウム、リン酸アルミニウム等の固体酸の粉末を重金属捕捉剤として使用することが提案されている（特許文献３）。
【０００４】
上記特許文献３に開示されている重金属捕捉剤によれば、各種重金属が塩等の安定な化合物の形で捕捉され、溶出等による環境汚染を有効に回避できるというものであるが、その吸着及び捕捉効果が未だ満足し得るものではなく、重金属に対する捕捉作用がさらに向上した捕捉剤が求められている。このような観点から、本発明者は、先に、重金属捕捉性に優れた重金属捕捉剤を提案した（特許文献４）。
【０００５】
特許文献４で提案されている重金属捕捉剤は、粘土の酸処理工程で生成する酸性廃液から製造されるものであり、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ及びＳｉを、１１０℃乾燥基準且つ酸化物換算で、下記条件：
Ｎａ２Ｏ：０.２乃至６重量％
ＭｇＯ：１０乃至２０重量％
Ａｌ２Ｏ３：２０乃至４５重量％
ＳｉＯ２：８乃至４０重量％
を満足する量で含有し、灼熱減量（１０５０℃）が２０乃至４０重量％の範囲にあり、且つ前記元素の一部は、少なくとも下記式：
Ｍｇ２．８５Ａｌ５．７Ｓｉ１０．３Ｏ３２・１４Ｈ２Ｏ
Ｎａ〔Ａｌ２Ｓｉ６Ｏ１６〕・６Ｈ２Ｏ  
(Ｎａ，Ｃａ)Ａｌ３（ＳＯ４）２（ＯＨ）６
のいずれかで表わされる化合物の形で存在することを特徴とし、特にＦｅ２Ｏ３含量が８重量％以下に抑制されているものである。
【特許文献１】特開平５−３１３５８号公報
【特許文献２】特開平９−１８７６４６号公報
【特許文献３】特開平７−２０４６０５号公報
【特許文献４】特開２００５−４８０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献４の重金属捕捉剤は、Ｐｂ２＋やＣｄ２＋等のカチオンに対する捕捉性は高いものの、例えばＣｒＯ４２−やＡｓＯ４３−などのアニオンに対する捕捉性が低いという問題があった。また、一般に、各種イオンに対する捕捉性に優れた捕捉剤としては、上記の特許文献１〜４以外でも種々提案されており、実用に供されているものも多いが、何れも、カチオンまたはアニオンの何れか一方のイオンについてのみの捕捉性が良好であるに過ぎず、カチオン及びアニオンの何れについても捕捉性の良好な捕捉剤は知られていない。例えば、ハイドロタルサイトの焼成物（即ち、炭酸根を除去したもの）は、カチオンとアニオンとの両方に捕捉性を示すのであるが、その捕捉性が持続せず、捕捉能が経時により消失してしまうため、実用化が困難である。このため、カチオンやアニオンの両方を含む排液の処理などに使用する場合には、カチオン捕捉性に優れた剤とアニオン捕捉性に優れた剤とを併用しなければならないという問題があった。
【０００７】
従って本発明の目的は、カチオン捕捉性とアニオン捕捉性との両方に優れたイオン捕捉剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ及びアルカリ金属（Ｒ）を、１１０℃乾燥基準且つ酸化物換算で、下記条件：
ＭｇＯ：１００重量部当り
Ａｌ２Ｏ３：１００乃至５００重量部
Ｆｅ２Ｏ３：１５乃至１００重量部
Ｒ２Ｏ：Ｎａ２Ｏ換算で１乃至１０重量部
を満足する量で含有し、且つＣａＯ換算でのＣａ含量が、酸化物換算でのＭｇ、Ａｌ及びＦｅの合計重量当り２重量％以下に抑制されており、１１０℃乾燥物のＸ線回折パターンにおいては２θ＝２０．５乃至２２．５度、３６．０乃至３７．０度及び６１．０乃至６２．０度の領域に回折ピークを有し、且つ５５０℃焼成物のＸ線回折パターンにおいては当該ピークが実質上消失することを特徴とするアニオン捕捉性とカチオン捕捉性とを有するイオン捕捉剤が提供される。
【０００９】
本発明のイオン捕捉剤においては、Ｓｉを、１１０℃乾燥基準且つ酸化物換算で、１００重量部のＭｇＯ当り５００重量部以下の量で含有していてもよい。
【００１０】
上記のイオン捕捉剤は、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム及び硫酸鉄を含む水性スラリーを調製し、１０乃至８０℃の温度で該水性スラリーにアルカリ水溶液を注加してｐＨを８．５乃至１０．５に調整し、次いで熟成し、ろ過、水洗及び乾燥することにより製造される。
【００１１】
本発明の製造方法においては、前記アルカリ水溶液として、ケイ酸アルカリ、アルミン酸アルカリ水溶液を使用することが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のイオン捕捉剤は、Ｐｂ２＋やＣｄ２＋等のカチオンに対する捕捉性のみならず、ＣｒＯ３３−やＡｓＯ４３−、或いはさらにＢＯ３３−、Ｆ−などのアニオンに対する捕捉性も良好であり、後述する実施例にも示されているように、カチオン及びアニオンを同時に捕捉できるという優れた特性を有している。
【００１３】
また、本発明のイオン捕捉剤は、用途に応じて、粉末や粒状成形物などの形態で使用することができるが、粒子強度が高いという意外な特性を有している。即ち、各種の有害イオンを含む排液などに添加してアニオン及びカチオンを捕捉するときには、通常、比較的粒径の大きな粒状成形物の形態で使用される。イオンを捕捉した剤をろ過により容易に分離することができるからである。このような使用形態において、粒子強度が低いと、水中に投下したときに粒子が崩壊して粉末状の微粒子が生成し、ろ過が困難となってしまうことがある。本発明のイオン捕捉剤は、粒子強度が高いという特性を有しているため、水中に投下したときにも粒子の崩壊を生じることがなく、上記のような不都合を有効に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のイオン捕捉剤は、後述するように、Ｍｇ、Ａｌ及びＦｅの硫酸塩を一定量比で含む水性スラリーをアルカリ処理して得られるものであり、元素成分として、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ及びアルカリ金属（Ｒ）を、１１０℃乾燥基準且つ酸化物換算で、下記条件：
ＭｇＯ：１００重量部当り
Ａｌ２Ｏ３：１００乃至５００重量部、特に１２０乃至３００重量部
Ｆｅ２Ｏ３：１５乃至１００重量部、特に２０乃至１００重量部
Ｒ２Ｏ：Ｎａ２Ｏ換算で１乃至１０重量部
を満足する量で含有するものであるが、このような量バランスでＭｇ、Ａｌ及びＦｅを含有していると同時に、Ｘ線回折測定において、１１０℃乾燥物のＸ線回折パターンにおいては２θ＝２０．５乃至２２．５度、３６．０乃至３７．０度及び６１．０乃至６２．０度の領域に回折ピークを有し、且つ５５０℃焼成物のＸ線回折パターンにおいては回折ピークが実質上消失することが重要である。この３箇所のＸ線回折ピークは、ゲータイト（ＨＦｅＯ２）の３強線に一致しており、このことから、本発明のイオン捕捉剤は、Ｆｅの少なくとも一部は、ゲータイト様構造を形成しており、また、Ａｌの一部は、Ｆｅと置換してゲータイト様構造に組み込まれ、擬似ゲータイト結晶を形成しているものと思われる。
【００１５】
即ち、本発明においては、Ｍｇ，Ａｌ及びＦｅを含む塩基性硫酸塩がアモルファスな状態で分布している中に、上記のようなＸ線回折パターンを示す結晶（ゲータイト或いは擬似ゲータイト）が生成しており、このような結晶の存在により、優れたアニオン捕捉性を示すものと信じられる。例えば、後述する実施例及び比較例から明らかなように、Ｘ線回折測定で、上記１１０℃乾燥物が上記の如き回折パターンを示すときには、Ｃｒ２Ｏ７２−、ＡｓＯ３３−、ＢＯ３−、Ｆーなどのアニオンに対して高い捕捉性を示すが（実施例１、図１）、このような回折パターンを示さないときには、Ａｌ、Ｍｇ及びＦｅの含有量等が同じであったとしても、アニオンに対する捕捉性は示さない（比較例１、２）。
【００１６】
また、本発明では、上記のようなＸ線回折パターンを示す結晶の形成に寄与しているものを除き、Ｍｇ、Ａｌ及びＦｅの各元素は、アモルファスな塩基性硫酸塩の中に存在しているが、Ｎａ等のアルカリ金属（Ｒ）は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅの電荷のバランスを補う形で存在し、このようなアルカリ金属（Ｒ）が、Ｐｂ２＋、Ｃｄ２＋等のカチオンと置換し、この結果、高いカチオン捕捉性を有するものと思われる。尚、このアルカリ金属（Ｒ）としては、Ｎａが最も一般的であるが、ＬｉやＫであってもよい。また、硫酸塩を出発原料として得られるものであることから、本発明のイオン捕捉剤では、硫酸根（ＳＯ３）含量が、通常、０．２乃至１５重量％程度の範囲にある。
【００１７】
さらに、本発明においては、Ｃａ含量が、酸化物換算でのＭｇ、Ａｌ及びＦｅの合計重量当り２重量％以下、特に１重量％以下に抑制されていることも極めて重要である。即ち、後述する比較例２からも明らかなように、Ｃａ含量が上記範囲よりも多いと、カチオン捕捉性が著しく低下してしまうからである。このようなＣａによるカチオン捕捉性の低下の理由は正確に解明されたわけではないが、おそらく、化学的に安定なセッコウが形成され、相対的にアルカリ金属（Ｒ）の量割合も減少してしまうため、上記のようなアルカリ金属（Ｒ）とのイオン交換によるアニオン捕捉性が大きく低下してしまうのではないかと思われる。
【００１８】
このような本発明のイオン捕捉剤は、カチオン捕捉性とアニオン捕捉性とをバランスよく発現させる上で、Ｍｇ、Ａｌ及びＦｅの各元素を前述した量割合で含むことが必要であるが、特にＦｅ含量が、前述した範囲内にあることにより、このようなイオン捕捉性を保持したまま、高い粒子強度を有しているという予想外の利点を有している。即ち、Ｆｅ含量が前述した範囲よりも少ないものは、粒子強度が低く、例えば水中に投下して使用に供したとき、粒子が崩壊してしまい、粉末状になってしまう。この結果、目詰まりなどが生じ易くなるため、使用後の剤をろ過により除去することが困難になるおそれがある。しかるに、所定量のＦｅ分を含む本発明のイオン捕捉剤は、粒子強度が高いため、例えば適度な大きさの粒状物に成形して使用したときには、水中に投入してアニオンやカチオンの捕捉を行った場合にも、粒子が崩壊せず、したがって優れたろ過性を示し、使用後の剤を容易にろ過分離することができる。
【００１９】
また、本発明のイオン捕捉剤は、前述した元素成分以外に、例えばＳｉを、１１０℃乾燥基準且つ酸化物換算で、１００重量部のＭｇＯ当り５００重量部以下、特に２乃至３００重量部の量で含有していてもよい。即ち、Ｓｉは、アモルファスなＳｉＯ２として存在するものであり、このようなＳｉ成分を含有していた場合にも、カチオン捕捉性やアニオン捕捉性は損なわれず、むしろアニオン捕捉性は若干増大する傾向がある。ただし、Ｓｉ含量が上記範囲よりも多くなると、特にアニオン捕捉性に寄与すると思われる前記Ｘ線回折パターンを示す結晶の含有量が相対的に減少するため、アニオン捕捉性が低下する傾向がある。
【００２０】
尚、後述する実施例４の捕捉剤のＸ線回折パターンを示す図２から明らかなように、ＳｉＯ２成分を含有しない本発明のイオン捕捉剤では、前述した３箇所のＸ線回折ピークとともに、２θ＝８．５乃至１０度の領域に明確なピークを示す。即ち、この領域のピークもｃ軸方向への積み重ねを示すものであり、ａｂ面方向にも層が広がっている構造を有しているものと考えられ、その層間に、カチオンやアニオンを取り込みやすく、従って、前記３強線を示すゲータイト様結晶等の有効成分の含有量が相対的に低下したとしても、一定のカチオン捕捉性やアニオン捕捉性を維持できるものと信じられる。
【００２１】
また、本発明のイオン捕捉剤は、Ｃａ含量が前記範囲内に抑制されていることを条件として、上述した各元素成分以外の成分を含有していてもよく、例えば各種金属の酸化物等を含有することもあるが、このような他の成分は、酸化物換算でのＭｇ、Ａｌ及びＦｅの合計重量当り７重量％以下であるのがよい。即ち、他の成分含量が多くなると、前記３強線を示す結晶等の有効成分の含有量が相対的に低下するため、カチオン捕捉性やアニオン捕捉性が低下してしまうからである。
【００２２】
上述した組成及び構造を有する本発明のイオン捕捉剤は、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム及び硫酸鉄を含む水性スラリーを調製し、これをアルカリ処理することにより製造される。
【００２３】
水性スラリーの固形分濃度は、通常、０．５乃至１０重量％程度であり、また、水性スラリー中のマグネシウム、アルミニウム及び鉄の量比は、Ｍｇ、Ａｌ及びＦｅの酸化物換算での重量比が、前述した範囲となるように設定する。また、酸化物換算でのＳｉ量が前述した範囲内となるように、シリカ成分（ＳｉＯ２）を含有していてもよい。但し、Ｃａ含量や上記金属以外の成分量は、前述した範囲に抑制されていることが必要である。各成分の量比をまとめると、以下の通りである。
【００２４】
ＭｇＯ：１００重量部当り
Ａｌ２Ｏ３：１００乃至５００重量部、特に１２０乃至３００重量部
Ｆｅ２Ｏ３：１５乃至１００重量部、特に２０乃至１００重量部
Ｒ２Ｏ：Ｎａ２Ｏ換算で１乃至１０重量部
ＣａＯ：２重量％以下、特に１重量部以下
他の金属成分（酸化物換算）：７重量％以下
尚、ＣａＯ含量及び他の金属成分含量は、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３の合計量を１００重量％としたときの値である。
【００２５】
また、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸鉄及びシリカは、何れも粘土の酸処理で発生する溶液中に含まれる成分でもあり、他の成分量が所定量以下に抑制されており、上述した量比でＭｇ、Ａｌ、Ｆｅ及びＳｉ成分を含有していれば、この溶液を原料として使用することもできる。
【００２６】
アルカリ処理は、１０乃至８０℃の温度に上記のスラリーにアルカリ水溶液を注加し、ｐＨを８．５乃至１０．５の範囲に調整することにより行われ、これにより、適度に硫酸根が除去され、前述した３強線を示す結晶を析出させることができる。
【００２７】
上記のアルカリ処理に際して、温度が上記範囲外であるときは、前述した３強線を示す結晶が生成せず、特に温度が上記範囲よりも高い場合には、特許文献４に記載されているような他の結晶が析出してしまい、この結果、カチオン捕捉性は確保できても、アニオン捕捉性を得ることができなくなってしまう。また、ｐＨが上記範囲外の場合も同様に、前述した３強線を示す結晶が生成せず、或いは他の結晶の析出などにより、アニオン捕捉性を発現させることができなくなってしまう。
【００２８】
上記のアルカリ処理に用いるアルカリ水溶液としては、これに限定されるものではないが、苛性ソーダ、苛性カリが好適に使用され、ケイ酸ソーダを用いることもできる。特にＳｉ成分含有のイオン捕捉剤を製造するには、ケイ酸ソーダを用いることが好適である。さらに、必要により、アルミン酸ソーダを併用することもできる。尚、ケイ酸ソーダやアルミン酸ソーダを用いるときには、最終的に得られる組成において、Ａｌ含量やＳｉ含量が前述した条件を満足するように、用いる硫酸塩の量比を調節しておくことが必要である。
【００２９】
上記のアルカリ処理後は、熟成し、その後に、ろ過、水洗及び乾燥することにより本発明のイオン捕捉剤を得ることができる。尚、熟成は、前述した３強線を示す結晶を有効量析出させるためのものであり、通常、処理後のスラリーを１０乃至８０℃の温度で２乃至５０時間程度、あるいはそれ以上でもかまわないが静置しておくことにより行われる。
【００３０】
このようにして得られる本発明のイオン捕捉剤は、カチオン捕捉性及びアニオン捕捉性に優れているため、飛灰の有害重金属イオン成分の除去や、土壌、地下水、河川、温泉、工場排水等に含まれる有害イオン成分の除去に好適に使用することができる。
【００３１】
使用形態は、乾燥後粗砕し篩って所定粒状品として使用できるし、粉砕、分級などにより微細な粉末として用いてもよい。一般的であるが、適度な大きさに粉砕した後、押出成形などにより、顆粒状或いは棒状、ペレット状、球状、樽状、板状、ハニカム状、円筒状、繊維状等に成形して使用に供することもできる。特に本発明のイオン捕捉剤は、粒子強度に優れ、水中に投入しても粒子が粉末状に崩壊しないという特性を有しているため、ろ過性が良好であり、従って、０．３乃至１０ｍｍ程度の粒子径を有する粒状物として水中に投下して各種イオンの捕捉に利用するのが最も好適である。
【００３２】
また、本発明のイオン捕捉剤は、カチオン及びアニオンの何れに対しても優れた捕捉性を有しているため、他の剤と併用することなく、それ単独で使用に供することができ、これは、本発明の大きな利点であるが、必要に応じてさらに合成ゼオライト、天然ゼオライト、活性炭、スメクタイト系粘土、非晶質ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ハイドロタルサイト及びその類似物、鉄系及び鉄―亜鉛系イオン吸着剤、イオン交換樹脂等を粉体混合して成型し、又は、粒状品を混合して使用することも可能である。
【００３３】
さらに、本発明のイオン捕捉剤は、例えば有機酸を担持させて、カチオン捕捉能を高めることもできる。このような有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸、トリカルボン酸等を挙げることができる。アミノスルホン酸の例としてはスルファニル酸が挙げられ、モノカルボン酸の例としては、ギ酸、酢酸、安息香酸等が代表的に挙げられる。ジカルボン酸としては、脂肪族不飽和ジカルボン酸、脂肪族飽和ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸が挙げられる。該脂肪族不飽和ジカルボン酸は、好ましくは炭素数４〜６のもの、例えばフマル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸等が挙げられる。該脂肪族飽和ジカルボン酸は、好ましくは炭素数２〜６のものであり、例えばコハク酸、マロン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルタル酸、アジピン酸等が挙げられる。芳香族ジカルボン酸は、ベンゼン環を有することが好ましく、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が挙げられる。該脂環式ジカルボン酸は、シクロヘキシル環を有する酸が好ましく、例えばシクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。トリカルボン酸としてはクエン酸が代表的に挙げられる。用いる有機酸は、実質上無臭で且つ常温において固体であるものが好適であり、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、フマル酸が好適である。
【００３４】
このような有機酸は、例えば本発明のイオン捕捉剤１００重量部当り、１乃至３０重量部の量で、この捕捉剤の表面或いは細孔内に添着させて使用するのがよい。このような添着手段としては、含浸法や共粉砕法等が用いられる。中でも、メカノケミカル処理による添着が特に好ましい。
【００３５】
含浸法では、有機酸を水或いは有機極性溶媒、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、セロソルブ系溶媒、ジエチレングリコールエーテル系溶媒等に溶解した溶液を、本発明のイオン捕捉剤に含浸させ、これを乾燥して製品とする。有機酸の溶液としては、一般に有機酸の濃度が５乃至２０重量％の溶液を用いるのが好ましい。
【００３６】
一方、共粉砕法では、固体の有機酸と本発明のイオン捕捉剤とを、粉砕機中で共粉砕する。粉砕機としては、ボールミル、ジェットミル、振動ミル、コロイドミル等が使用されるが、特にジェットミルが好適に使用される。この粉砕に対して、少量の水分、一般に組成物当たり５乃至２５重量％の水分を加えると、細孔内への有機酸の取り込みが有効に行われる。
【実施例】
【００３７】
本発明の優れた効果を次の実験例で説明する。
なお、本発明は以下の例に限定されるものではない。
また、各試験方法は下記の方法に従って行った。
【００３８】
（１）化学組成
（株）リガク製蛍光Ｘ線回折装置ＲＩＦ−３０００で測定した。尚、強熱減量は６００℃での減量値から求めた。
【００３９】
（２）Ｘ線回折
測定粉末試料の調製：
粒状または粗粒の試料は、常法により乳鉢で粉砕し、１１０℃で乾燥（通常乾燥処理）又は５５０℃で焼成して粉末状の測定試料とし、Ｘ線回折装置（（株）リガク製、ＭｕｌｔｉＦｌｅｘ、Ｃｕ−Ｋα）を使用して、以下の条件で測定した。
管電圧：４０ｋＶ、管電流：３０ｍＡ、発散スリット：０．１５ｍｍ、散乱スリット：１°、受光スリット：０．３ｍｍ。
結果の表示：
Ｘ回折パターンが本発明の特徴に該当するか否かの判定と、表１及び表２における表示記号は以下のように定めた。
１１０℃乾燥物のＸ線回折パターン
○・・回折角２θ＝２０．５乃至２２．５度、３６．０乃至３７．０度及び６１．
０乃至６２．０度の３領域の全てに回折ピークを有している。
×・・上記３領域の全てには回折ピークを有していないか、上記３領域の全てには
回折ピークを有していず且つ上記３領域と異なる領域に回折ピークを有して
いる。
５５０℃焼成物のＸ線回折パターン
○・・上記３領域の全てにおける回折ピークが実質上消失している。
×・・上記３領域の全てにおける回折ピークは実質上消失していないか、上記３領
域の全てにおける回折ピークは実質上消失していず且つ上記３領域と異なる
領域に回折ピークを有している。
【００４０】
（３）イオン吸着試験
陽イオン吸着量測定用として鉛（Ｐｂ：Pb2+）、カドミウム（Ｃｄ：Cd2+）、陰イオン吸着量測定用として砒素（Ａｓ：AsO33-）、クロム（Ｃｒ：Cr2O72-）、ホウ素（Ｂ：BO33-）、フッ化物イオン（Ｆ：F-）の各原子吸光測定用標準液（１,０００ｐｐｍ、和光純薬（株）製）を用い、それぞれを純水で２００倍に希釈する（→５ｐｐｍ）。
１Ｌのビーカーに上記希釈液を１，０００ｍＬ秤取し、１１０℃乾燥物換算で０．３３ｇ、０．５０ｇ又は１．００ｇのサンプルをステンレス製のメッシュで作成した小ケージに入れて上部液中（液面より約２〜５ｃｍの位置）に固定し、ビーカー底部でマグネチックスターラーを回転し、２４時間攪拌後、３０分間静置し、上部上澄み液をサンプリングして試験液とする。
サンプルが粉末の場合は、サンプルを上記希釈液に直接入れて分散させ、同様の条件で攪拌して吸着させ、ミクロフィルター（ＫＧＳ−４７、アドバンテック社製）を用いて濾過し、濾液をサンプリングして試験液とする。
次いで、これらの試験液を必要に応じて希釈し、ＩＣＰ発光分析法により各原子の濃度を測定し、原液（上記希釈液）と試験液の濃度差から各原子量換算のイオン吸着量を求めた。
尚、フッ素（Ｆ）の分析はイオンクロマトグラフィ法で行った。
【００４１】
（４）崩壊性
粒状物を水中に投下したときの崩壊性を目視観察し、さらに４８時間浸漬した後の粒状物をガラス板の上に置き、上部から粒状物に時計皿の凸面を当てて凹面から指で押したときの崩壊性を以下のように判定した。
◎水中で全く崩壊せず、時計皿を当てて押しても崩壊しにくい。
○水中では崩壊しないが、時計皿を当てて押すと崩壊しやすい。
△水中で僅かに崩壊する。
×水中でほとんど全て崩壊する。
【００４２】
（５）比表面積測定
窒素吸着によるＢＥＴ法によって測定した。
【００４３】
実施例１
Ａ液の調製；
５Ｌのステンレス鋼製容器に水２Ｌを張り、攪拌下、市販硫酸アルミニウム粉末（Ａｌ２Ｏ３分：１７％）２０６ｇと硫酸マグネシウム・７水和物（和光純薬製）１２３ｇを加えて溶解する（＝Ａ１液）。別途に硫酸第二鉄・７水和物（和光純薬製）２５グラムを３００ｍｌのビーカーに秤取り、水を２５０ｍｌ加え、攪拌して溶解する（＝Ａ２液）。次いで、Ａ１液にＡ２液を加えて、液温を３５℃に調整してＡ液を得た。
Ｂ液の調製；
３Ｌのステンレス鋼製容器に、工業用３号ケイ酸ソーダ（ＳｉＯ２：２８％、Ｎａ２Ｏ：８．８％）１２５ｇと工業用４９％苛性ソーダ溶液１００ｇを秤取り、水２Ｌを加えて均一溶液となし、液温を３５℃に調整してＢ液を得た。
次に、Ａ液を攪拌し、約１分間をかけてＢ液を注加する。注加終了後、ｐＨが９．５程度で安定するまでスポイトで４９％苛性ソーダ溶液を加える。ｐＨが９．５〜９．６で安定したら室温で２０時間熟成した。
熟成終了後、反応液を吸引濾過し、母液量と同量の水で水洗する。水洗終了後、濾過ケーキを１１０℃の恒温乾燥器に約１５時間入れて乾燥する。乾燥終了後、乳鉢で適当な大きさに砕き、フルイを使用して１−２ｍｍ程度に篩別し、本発明のイオン捕捉剤を得た。
得られた粒状物試料について、化学組成、Ｘ線回折パターン、イオン吸着量、崩壊性、その他の測定結果を表１に示した。また、１１０℃乾燥物（通常乾燥物）のＸ線回折パターン及び５５０℃焼成物のＸ線回折パターンを図１に示した。
【００４４】
実施例２
実施例１において、乳鉢による粗砕・粒状化をせず、小型サンプルミルで粉砕し、微粉末を得た。
得られた微粉末試料について、化学組成、Ｘ線回折パターン、イオン吸着量、崩壊性、その他の測定結果を表１に示した。
【００４５】
実施例３
実施例１において、Ａ液及びＢ液の液温を５５℃に調整した以外は同様に調製し、１−２ｍｍ程度に篩別した本発明のイオン捕捉剤を得た。
得られた粒状物試料について、化学組成、Ｘ線回折パターン、イオン吸着量、崩壊性、その他の測定結果を表１に示した。
【００４６】
実施例４
実施例１において、Ｂ液を用いず、４９％苛性ソーダ溶液をＡ液に注加してｐＨを９．５〜９．６に調整する以外は同様に調製し、１−２ｍｍ程度に篩別した本発明のイオン捕捉剤を得た。
得られた粒状物試料について、化学組成、Ｘ線回折パターン、イオン吸着量、崩壊性、その他の測定結果を表１に、通常乾燥物のＸ線回折パターンを図２に示した。
【００４７】
実施例５
実施例１において、硫酸第２鉄の量を２分の１量の１１．５ｇにした以外は同様に調製し、１−２ｍｍ程度に篩別した本発明のイオン捕捉剤を得た。
得られた粒状物試料について、化学組成、Ｘ線回折パターン、イオン吸着量、崩壊性、その他の測定結果について表１に示した。
【００４８】
実施例６
Ｃ液の調製；
５Ｌのステンレス鋼製容器に水２Ｌを張り、攪拌下、硫酸マグネシウム・７水和物（和光純薬製）１２３ｇを加えて溶解する（＝Ｃ１液）。別途に硫酸第二鉄・７水和物（和光純薬製）２５グラムを３００ｍｌのビーカーに秤取り、水２５０ｍｌを加え、攪拌して溶解する（＝Ｃ２液）。次いで、Ｃ１液にＣ２液を加えて、液温を３５℃に調整してＣ液を得た。
Ｄ液の調製
３Ｌのステンレス鋼製容器に、工業用アルミン酸ソーダ（Ａｌ２Ｏ３２２．７％、Ｎａ２Ｏ１８．２％）１５４ｇと苛性ソーダ（ＮａＯＨ）３０ｇを秤取り、水２Ｌを加えて均一溶液となし、液温を３５℃に調整してＤ液を得た。
次に、Ｃ液を攪拌し、約１分かけてＤ液を注加する。注加終了後、ｐＨが９．５程度で安定するまでスポイトで４９％苛性ソーダ溶液を加える。ｐＨが９．５〜９．６で安定したら室温で２０時間熟成した。
以後は実施例１と同様にして、１−２ｍｍ程度の粒状物を得た。
得られた粒状物試料について、化学組成、Ｘ線回折パターン、イオン吸着量、崩壊性、その他の測定結果について表１に示した。
【００４９】
実施例７、実施例８
実施例１で得られた１−２ｍｍ程度の粒状物を、ＲＨ９０％のデシケーター中で２週間吸湿させたもの(実施例７)、さらに純水中に１ヶ月浸漬して吸水させたもの(実施例８)のイオン吸着試験結果を表１に示した。
【００５０】
比較例１
５Ｌのステンレス鋼製容器に工業用３号ケイ酸ソーダ（ＳｉＯ２２８％、Ｎａ２Ｏ８．８％）１２５ｇと工業用４９％苛性ソーダ溶液６５ｇを秤取り、水２Ｌを加えて均一溶液となし、液温を３５℃に調整する（＝Ｅ液）。
別途に、工業用アルミン酸ソーダ（Ａｌ２Ｏ３２２．７％、Ｎａ２Ｏ１８．２％）１５４ｇを１Ｌの水に溶解し、液温を３５℃に調整する（＝Ｆ液）。
硫酸マグネシウム・７水和物（和光純薬製）１２３ｇを１Ｌの水に溶解し、それに、硫酸第二鉄・７水和物（和光純薬製）２５グラムを３００ｍｌの水に溶解した液を加えて均一溶液となし、液温を３５℃に調整する（＝Ｇ液）。
攪拌下のＥ液に、Ｆ液とＧ液を約１分間をかけて同時に加え、混合する。混合後のスラリーのｐＨは１２．９であった。
このスラリーを室温で２０時間塾成し、以後は実施例１と同様に濾過・水洗・乾燥・解砕し、１−２ｍｍ程度に篩別した粒状物を得た。
得られた粒状物試料について、化学組成、Ｘ線回折パターン、イオン吸着量、崩壊性、その他の測定結果を表２に示した。また、通常乾燥物のＸ線回折パターンを図３に示した。
【００５１】
比較例２
２０Ｌのポリプロピレン製容器に、活性白土製造時の洗浄液に水酸化マグネシウムスラリー（３５％）を加えてｐＨ２．０に調整した液１０Ｌを入れ、攪拌下、合成フォージャサイト型ゼオライト製造時の洗浄液（ｐＨ１３．２）をｐＨが７．０程度になるまで添加する。ｐＨが７．０±０．５で安定したら攪拌を止め、一夜放置後、上澄み液を切り、攪拌下、比較例１で使用した希釈アルミン酸ソーダ液（Ｆ液）をｐＨが９．５程度になるまで添加した。
このスラリーを室温で２０時間熟成し、以後は比較例１と同様に調製し、１−２ｍｍ程度に篩別した粒状物を得た。
得られた粒状物試料について、化学組成、Ｘ線回折パターン、イオン吸着量、崩壊性、その他の測定結果を表２に、通常乾燥物のＸ線回折パターンを図３示した。
【００５２】
比較例３〜７
天然ゼオライト(クリノプチロライト)を粗砕して１−２ｍｍ程度に篩別した粒状物(比較例３)、合成Ａ型ゼオライト成型品を粗砕して１−２ｍｍ程度に篩別した粒状物(比較例４)、ハイドロタルサイト粉末(和光純薬製)の有姿品(比較例５)、その粉末を６００℃で１時間焼成した粉末(比較例６)、その６００℃焼成粉末を時計皿に広げＲＨ９０％のデシケーター中に２週間放置したもの(比較例７)のイオン吸着試験を行った結果について表２に示した。
【００５３】
混合イオン溶液中での吸着試験例：
実施例１、４、５と比較例１、２、５の試料について、６種イオン混合溶液からの各イオン吸着量を以下の方法により測定し、結果を表３にまとめて示した。
１Ｌのメスフラスコに陽イオン（Ｐｂ２＋、Ｃｄ２＋）と陰イオン（ＡｓＯ３３−、Ｃｒ２Ｏ７２−、ＢＯ３３−、Ｆ−）の各イオンが各中核原子（Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｂ、Ｆ）の原子量換算で各５ｐｐｍになるように各原子吸光測定用標準液を入れて混合し、水を加えて全量を１Ｌとなし、混合イオン溶液を調製する。
次に、試料１．００ｇを上記混合イオン溶液に入れ、前記のイオン吸着試験に準拠した方法で測定した。
尚、粉末品も前記のイオン吸着試験と同様に吸着を行い、濾過して濾液を試験液とした。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
【表２】
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【００５６】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施例１による本発明のイオン捕捉剤の１１０℃乾燥物（通常乾燥物）及び５５０℃焼成物のＸ線回折パターンである。
【図２】実施例４による本発明のイオン捕捉剤（通常乾燥物）のＸ線回折パターンである。
【図３】比較例１及び比較例２により得られた物（通常乾燥物）のＸ線回折パターンである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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