(57)【要約】 【課題】  産業廃棄物として処理されているカーバイドスラリーを凝集剤として再利用することにより、廃棄物を減らすことができると共に高分子を使用しない安全な凝集剤及びその製造方法を提供する。【解決手段】  水酸化カルシウムを主成分とするカーバイドスラリーを８００℃〜１３００℃で焼成し、酸溶液に溶解してなる凝集剤。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化カルシウムを主成分とするカーバイドスラリーを８００℃〜１３００℃で焼成し、酸溶液に溶解してなる凝集剤。
【請求項２】
請求項１に記載の凝集剤において、前記カーバイドスラリーが、亜鉛、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄の群から選ばれる１又は２以上の凝集作用物質を含有する凝集剤。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の凝集剤において、前記酸溶液が塩酸又は希塩酸である凝集剤。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の凝集剤において、前記酸溶液に鉄又は鉄化合物を溶解した凝集剤。
【請求項５】
水酸化カルシウムを主成分とするカーバイドスラリーを８００℃〜１３００℃で焼成する焼成手段と、焼成したカーバイドスラリーを塩酸又は希塩酸に溶解する溶解手段とからなる凝集剤の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の凝集剤の製造方法において、鉄又は鉄化合物を塩酸又は希塩酸に溶解し、前記凝集剤に添加する鉄分添加手段を具備する凝集剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸濁液中の懸濁物を凝集する凝集剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の用水や排水から懸濁物を取り除くために、凝集剤を用水や排水中に投入して懸濁物を凝集・沈降させて処理する水処理方法が行なわれており、水処理のための凝集剤としては、ポリアクリルアミドやその共重合体等の高分子凝集剤が一般的に使用されている。これらの高分子凝集剤は、水処理時にｐＨの調整が必要であり、水処理が煩雑になるのみならず、処理後の水の安全性に懸念があった。
【０００３】
これらの高分子凝集剤を使用しない凝集剤としては、二酸化珪素を溶解した珪素ゾルからなる凝集剤が種々知られている。また、二酸化珪素及び水酸化カルシウムを主成分とする凝集剤も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１０４７１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の凝集剤の主成分である水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）は、カルシウムカーバイド（ＣａＣ２）と水（Ｈ２Ｏ）を反応させてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）を製造する工程において副生されるカーバイドスラリーに多量に含まれている。このカーバイドスラリーは、強アルカリ性であり、中和剤として利用することもできるが、多くは産業廃棄物として処理するために、多大の労力とコストを費やしているという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、産業廃棄物として処理されているカーバイドスラリーを凝集剤として再利用することにより、廃棄物を減らすことができると共に高分子を使用しない安全な凝集剤及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、水酸化カルシウムを主成分とするカーバイドスラリーを８００℃〜１３００℃で焼成し、酸溶液に溶解してなる凝集剤を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、請求項１に記載の凝集剤において、前記カーバイドスラリーが、亜鉛、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄の群から選ばれる１又は２以上の凝集作用物質を含有する凝集剤を提供するものである。
【０００８】
また、本発明は、請求項１又は２に記載の凝集剤において、前記酸溶液が塩酸又は希塩酸である凝集剤を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の凝集剤において、前記酸溶液に鉄又は鉄化合物を溶解した凝集剤を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、水酸化カルシウムを主成分とするカーバイドスラリーを８００℃〜１３００℃で焼成する焼成手段と、焼成したカーバイドスラリーを塩酸又は希塩酸に溶解する溶解手段とからなる凝集剤の製造方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、請求項５に記載の凝集剤の製造方法において、鉄又は鉄化合物を塩酸又は希塩酸に溶解し、前記凝集剤に添加する鉄分添加手段を具備する凝集剤の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る凝集剤によれば、水酸化カルシウムを主成分とするカーバイドスラリーを８００℃〜１３００℃で焼成し、酸溶液に溶解してなる構成を有することにより、用水や排水等の懸濁液中に凝集剤を入れて凝集剤が希釈されることによって、凝集剤中に溶解しているカルシウム分が懸濁物を包み込んで析出して懸濁物を凝集することができるから、カーバイドスラリーを凝集剤として再利用することができると共に、用水や排水等の懸濁液を簡易かつ安全に処理することができる効果がある。
【００１３】
また、本発明は、請求項１に記載の凝集剤において、前記カーバイドスラリーが、亜鉛、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄の群から選ばれる１又は２以上の凝集作用物質を含有することにより、凝集作用物質がカルシウム分の凝集作用を補って凝集剤の凝集力を向上することができる効果がある。
【００１４】
また、本発明は、請求項１又は２に記載の凝集剤において、前記酸溶液が塩酸又は希塩酸である構成を有することにより、焼成したカーバイトスラリーをより多く溶解することができる効果がある。
【００１５】
また、本発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の凝集剤において、前記酸溶液に鉄又は鉄化合物を溶解した構成を有することにより、懸濁液中に凝集剤を入れて凝集剤が希釈されて酸性度が低下すると、先ず鉄分が析出して懸濁物を包み込んでフロックを形成し、中性近くになるとカルシウム分が析出して前記フロックを包み込んでフロックを拡大するから、少量の凝集剤で効率良く懸濁物を凝集することができる効果がある。
【００１６】
また、本発明に係る凝集剤の製造方法によれば、水酸化カルシウムを主成分とするカーバイドスラリーを８００℃〜１３００℃で焼成する焼成手段と、焼成したカーバイドスラリーを塩酸又は希塩酸に溶解する溶解手段とからなる構成を有することにより、カーバイドスラリーを塩酸又は希塩酸に容易に溶解することができ、使用時には、用水や排水等の懸濁液中に凝集剤を入れて凝集剤が希釈されることによって、凝集剤中に溶解しているカルシウム分が懸濁物を包み込んで析出して懸濁物を凝集することができるから、カーバイドスラリーを凝集剤として再利用することができると共に、用水や排水等の懸濁液を簡易かつ安全に処理することができる効果がある。
【００１７】
また、本発明は、請求項５に記載の凝集剤の製造方法において、鉄又は鉄化合物を塩酸又は希塩酸に溶解し、前記凝集剤に添加する鉄分添加手段を具備することにより、容易に鉄分を塩酸又は希塩酸に溶解して凝集剤に添加することができ、使用時には、懸濁液中に凝集剤を入れて凝集剤が希釈されて酸性度が低下すると、先ず鉄分が析出して懸濁物を包み込んでフロックを形成し、中性近くになるとカルシウム分が析出して前記フロックを包み込んでフロックを拡大するから、少量の凝集剤で効率良く懸濁物を凝集することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
本発明に係る凝集剤は、水酸化カルシウムを主成分とするカーバイドスラリーを８００℃〜１３００℃で焼成し、酸溶液に溶解してある。
【実施例１】
【００１９】
カーバイドスラリーは、化１式に示すように、カルシウムカーバイド（ＣａＣ２）と水（Ｈ２Ｏ）を反応させてアセチレン（Ｃ２Ｈ２）を製造する工程において副生され、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）を多量に含んでいる。実施例で使用したカーバイドスラリーは、表１に示す成分からなり、加熱により水酸化カルシウムから変化した酸化カルシウム（ＣａＯ）の他に、凝集作用を有する凝集作用物質として酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と、極少量の亜鉛（Ｚｎ）・二酸化珪素（ＳｉＯ２）・酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を含んでいる。
【００２０】
【化１】
2005254119.tif 000002
【００２１】
【表１】
2005254119.tif 000003
【００２２】
カーバイドスラリーは、水分を多く含んでいて酸溶液に溶け難く、焼成することにより酸溶液に溶解し易くしてある。カーバイドスラリーの焼成温度は、凝集剤の凝集能力が向上することから８００℃以上であることが好ましく、焼成温度を高くするほど凝集剤の凝集能力が向上する。一方、カーバイドスラリーを１４００℃以上に加熱すると、カーバイドスラリーに含まれる成分が溶融し始めることから、焼成温度は１３００℃以下であることが好ましい。
【００２３】
実施例において、酸溶液は希塩酸であり、３３％濃度の塩酸（ＨＣｌ）を４倍に希釈した８．２％濃度の希塩酸を使用した。この希塩酸１リットルに、１１００℃で焼成したカーバイドスラリー１００ｇを溶解してある。水酸化カルシウムは、塩酸中では塩化カルシウムに変化して溶解し、他の酸溶液に比べて溶解度が高いから、酸溶液として塩酸又は希塩酸を使用することが好ましい。
【００２４】
また、上記凝集剤には、鉄又は鉄化合物を溶解した希塩酸を添加してあることが好ましい。酸に溶けている鉄分は、酸性度がｐＨ４以下に低下すると析出するから、懸濁液中に凝集剤を入れることにより凝集剤が希釈されて酸性度がｐＨ４以下に低下すると、先ず鉄分が析出して懸濁物を包み込んでフロックを形成する。また、酸に溶けているカルシウム分は、中性になると０．０２％しか溶解しないから、凝集剤が更に希釈されて中性に近づくと、カルシウム分が析出して前記フロックを包み込んでフロックを拡大することができる。従って、凝集剤の酸性度は、ｐＨ４以上にしてある。
実施例では、上記凝集剤１リットルに対して、３３％濃度の塩酸（ＨＣｌ）を２倍に希釈した１６．５％濃度の希塩酸に鉄を飽和するまで溶解したものを１２ｃｃ加えてある。なお、カーバイドスラリーに鉄分が充分に含まれている場合には、更に鉄分を加える必要はない。
【００２５】
次に、上記凝集剤の製造方法を実施例に基づいて説明する。
表１に示すカーバイトスラリーを焼却釜内に入れて、８００℃以上になるまで加熱して焼成する。実施例では、焼却釜内の温度が１１００℃まで上昇したところで火を止めて冷却した。この焼成したカーバイドスラリーを粉砕機で、２００メッシュ程度に粉砕する。
次に、３３％濃度の塩酸（ＨＣｌ）を４倍に希釈して、８．２％濃度の希塩酸を作る。この４倍に希釈した希塩酸１リットルに、粉末状のカーバイドスラリー１００ｇを投入し、スターラーで撹拌して溶解して凝集剤を製造する。
【００２６】
更に、３３％濃度の塩酸（ＨＣｌ）を２倍に希釈して、１６．５％濃度の希塩酸を作り、この２倍に希釈した希塩酸に、鉄釘等の鉄分を投入し飽和状態になるまで溶解させる。上記凝集剤１リットルに対して、この鉄分溶解塩酸１２ｃｃを添加する。
【００２７】
上記凝集剤を使用するときは、凝集剤を用水や排水等の懸濁液中に凝集剤を入れて凝集剤が希釈されることにより、酸性度がｐＨ４以下に低下すると、先ず鉄分が析出して懸濁物を包み込んでフロックを形成し、更に希釈されて中性に近づくと、カルシウム分が析出して前記フロックを包み込んでフロックを拡大して、懸濁物を凝集することができる。
懸濁液がアルカリ性の場合には、凝集剤を投入することにより中和されるからｐＨ調整は不要であるが、懸濁液が酸性の場合には、凝集剤を投入しても中和されないから、懸濁液が中性又は弱アルカリ性になるようにｐＨ調整してから凝集剤を投入する。
また、本発明に係る凝集剤は、単独で使用して前述の効果を得ることができるが、他の凝集剤の前処理、凝集起剤として組み合わせると、微量で更に高い能力を発揮することができる。