(57)【要約】【課題】本発明は、有害物質を吸着により除去する目的で、水或いは廃水を処理するための鉄を含有している吸着材料を製造するための方法に関する。この目的のため、鉄を含有している溶液を塩含有量を高めるために先ず脱水し、懸濁液に移行させる。こうして得られた鉄を含有している固体成分から吸着材料を得る。引続いて５℃以下の温度で懸濁液の圧力を増大させることにより、鉄を含有している固体成分を、これまで知られていなかった形状安定性を有する固体複合体に形成する。これにより、水の処理が著しく容易となる。何故なら、この固体複合体から造られたフイルタが極めて汚化された水を導入した際も目詰まりを起こすことはなく、同時に吸着のために広い表面が提供されるからである。その際、同時に充填物質および補助物質の添加は全く必要としない。【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄を含んでいる溶液内において一定の塩含有量を調節し、これにより酸化鉄を含有している懸濁液に移行させ、この懸濁液の固体成分から吸着材料を得るようにして行う水或いは廃水を処理するための鉄を含有している吸着材料を製造する方法において、鉄を含有している固体成分を５℃以下の温度において懸濁液の圧力を比較的に上昇させることにより固体複合体に形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
固体複合体を圧力を上昇させることにより形状安定した粒子に形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
圧力上昇を４＊ １０７ Ｐａと１０８ Ｐａ間の圧力領域内において行うことを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
【請求項４】
懸濁液の固体成分が含有量が最低限１０％であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
固体複合体の形状安定を向上させるための圧力上昇に引続いて、放圧を行うことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
固体複合体を乾燥させることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
乾燥させるために固体複合体を加熱することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
乾燥のため空気を導入することを特徴とすることを特徴とする請求項７或いは８に記載の方法。
【請求項９】
固体複合体を陽イオンを含有している活性化溶液で処理することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄を含んでいる溶液内において一定の塩含有量を調節し、これにより酸化鉄を含有している懸濁液に移行させ、この懸濁液の固体成分から吸着材料を得るようにして行う水或いは廃水を処理するための鉄を含有している吸着材料を製造する方法に関する。
【０００２】
水酸化第二鉄の吸着特性を工業上のシステムにおいて利用することはここ数年来公知になっている。この目的のため、金属として、或いは酸化物としてもしくは水酸化物として鉄を含有している材料を顆粒状体として使用している。この顆粒状体は濾床として単純なフイルタ容器内で或いは反応容器内で使用され、この場合浄化されるべき水或いは廃水はこの濾床を流過し、このようにして溶解している有害な痕跡量の物質は材料の表面に沈積すことにより水或いは廃水から除去される。
【０００３】
更に、同様な目的で、溶解している鉄化合物を水或いは廃水に添加して行う沈殿方法を使用する方法も知られている。後続して行われる加水分解により、水酸化第二鉄のフロックが形成され、この水酸化第二鉄のフロックに有害物質が沈積する。これらのフロックは引続き水或いは廃水から除去される。しかし、この場合水或いは廃水の一定した浄化効果を保証するには、制御および監視に著しい経費を要する。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許公開第４３  ２０  ００３号から、例えば水浄化にあって溶解しているひ素を固形の水酸化第二鉄を使用して除去する方法も知られている。この場合、水酸化第二鉄は、酸性の鉄塩溶液に化学量論量に相当する量の苛性アルカリ液をｐＨ−値が６から８の中性の領域に安定してとどまるまで添加することにより、懸濁液から得ることが可能である。引続き懸濁液は洗浄され、それから固体床反応フイルタを調整するのに使用される。更に、懸濁液は付加的に製造の後遠心分離により水酸化物ゲルに変えられる。引続き、冷凍調整が−５℃以下の温度で行われ、これによりゲルは顆粒化された材料に変えられ、この材料は直接固体床反応フイルタ内で使用することが可能である。この方法にあって不利なことは、実地にあって、顆粒化された材料の性状が現れることである。何故なら、この材料が比較的軟らかく、微粒子状であるからである。これにより、この材料が充填されていたフイルタを再洗浄する際に著しい材料損失が生じる。従って、再洗浄する度毎に新しい材料を添加しなければならない。これによりこの方法を実施するための経費が著しく高くなる。このことに加えて、処理すべき水或いは廃水を比較的綺麗な状態でなければならない。何故なら、このように綺麗な状態でなかった場合、フイルタ作用により水の固体成分の顆粒体への析出が生じ、これにより所望の成分の除去が妨げられるからである。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９７  ４５  ６６４号には、ひ素を含有している液体の浄化のための顆粒体の製造方法が既に開示されている。この顆粒体は本質的にけい砂と鉄粉末或いは鉄片からこれらを高温で燃焼することにより製造される。ひ素を除去するための次の工程において、この顆粒体は先ず溶解した酸素により活性化され、これにより酸素と水との反応により酸化が行われ、この反応の際水酸化第二鉄が生成される。この酸化されて形で、ひ素の顆粒体への沈積が可能となり、これにより不所望のひ素が水或いは廃水から除去される。この場合、不利なことは、製造を行う際の、特に高いプロセス温度に誘因されて高いエネルギー消費が生じることである。更に、処理すべき水或いは廃水が金属性の鉄が反応することにより、水酸化第二鉄に変化する。何故なら、この際酸素が水と結合し水のｐＨ−値が、Ｈ＋ −イオンが放出されることにより低下するからである。これに加えて、鉄が僅かな量で含有されていることにより、材料の吸収能が制限される。これに加えて更に、水と顆粒体間の接触が比較的長時間行われ、従って使用されたフイルタ設備が非常に大きくなり、これに伴いこの設備の構造を大きくしなければならなず不経済となる。
【０００６】
更に、ドイツ連邦共和国特許公開第１９８  ３４  ９１６号には、特に酸化鉄と水酸化第二鉄を含有しており、例えばひ素を含有している水の浄化に使用される水浄化のための濾紙が記載されている。例えば、不純な水をこの濾紙上に一回或いは数回投与することが、或いはこの濾紙片を反応容器或いはフイルタ容器内で使用することが記載されている。この場合、実際にあって不利なことは、このことを工業的に実現することが著しく困難であることである。何故なら、この濾紙が流過する水の圧力の下では粘着性となり、圧縮された、透過性の僅かなフイルタ体を形成するからである。
【０００７】
本発明の根底をなす課題は、冒頭に記載した様式の方法を、吸着材料を僅かな経費で製造し得るように、かつこれに加えて同時に高い作用度の下に簡単なかつ経済的な使用が許容されるように構成することである。
【０００８】
この課題は、本発明により、特許請求の範囲の請求項１の特徴による、鉄を含有している吸着材料を製造する方法によって解決される。本発明による方法の他の構成は、特許請求の範囲の請求項２から４に記載した。
【０００９】
即ち、本発明にあっては、鉄を含有している固体成分を、５℃以下の温度において、懸濁液の圧力を比較的に上昇させることにより固体複合体に形成する方法が行われる。これにより、この方法により、その固体複合体が高い程度の形状安定性を有しており、従ってこれらの固体複合体が高い液体圧力の作用の下にあってすら粘着性の傾向を有しておらず、或いは中間室の目詰まりを招くような傾向を有していない吸着材料が得られる。この場合、特に著しく汚化した廃水であってもこの吸着材料により処理することが可能であり、その際廃水の汚化粒子の、作用度を低下させる沈積が生じる恐れがない。更に、この製造方法にあっては、吸着材料の使用以前にこの吸着材料を活性化する必要がなく、従って一方では吸着材料の使用が著しく容易になり、他方では水或いは廃水の性質に対する不都合な作用、特にｐＨ−値の変化が排除される。更に、この方法により製造された吸着材料を使用する際の制御のための経費および監視のための経費が明白に低減される。何故なら、この場合特に吸着材料の監視を必要としないからである。更に、このようにして製造された吸着材料は充填物質もしくは補助物質の使用が十分に回避されるので、酸化鉄もしくは水酸化第二鉄に対する高い含有量を有している。この場合、固体複合体は実際に０．１から約３ｍｍの直径を有している。
【００１０】
本発明による方法の特に有利な構成は、固体複合体を圧力を上昇させることにより形状安定した粒子に形成することにより達せられる。これにより、易取扱性とこれに伴って工業上の使用が著しく容易となり、従って特に経済性の向上が達せられる。この場合、圧力経過もしくは最大の圧力を制御することにより、粒子性状の合目的な調整が達せられ、これにより個別の使用条件への適合が可能となる。
【００１１】
この場合、圧力上昇を４＊ １０７ Ｐａと１０８ Ｐａ間の圧力領域内において行うことが特に好都合である。この場合実地にあって、水酸化第二鉄粒子の既に極めて高い形状安定性を有している水酸化第二鉄微粒子への結合に加えて、結晶化工程も行われ、この結晶化工程により水酸化第二鉄微粒子の物理的な特性が更に改善される。
【００１２】
懸濁液の固体物質含有量が最低限１０％である構成も特に適している。これにより、高い反応能を有しており、これに加えて工業上の適用の際に幅広い使用に適している所望の機械的な特性を有している固体複合体を造ることが可能である。この際、最適なやり方で、１５％から２５％の固体物質含有量も経済的な使用にとって適している。
【００１３】
本発明による方法の同様に特別効果的な構成は、固体複合体の形状安定を向上させるための圧力上昇に引続いて、放圧を行うことによって達せられる。放圧を制御することにより、合目的に固体複合体の所望の幾何学的な形態と表面特性とを達することが可能となる。その際、放圧は特に先行して適用された圧力高に関係付けられており、従ってこの放圧は大気圧に依存することなく決定される。
【００１４】
本発明による方法のとくに有利な構成は、固体複合体を乾燥させることによって達せられる。これにより吸着材料は製造の直後に引続いて或る定まった使用に供することが可能である。この場合、特に不所望な周辺環境の影響により、圧力条件に基づく賦形に引続く固体複合体の不意の変形が回避される。
【００１５】
この場合、特に乾燥させるために固体複合体を加熱することが有利であり、この場合迅速な湿気の導出が達せられる。この場合、実地にあっては、固体複合体の改善も観察される。このことの背後では、その経過が温度作用によって決定される固体複合体の成分の組替えが行われている。
【００１６】
特に、乾燥のため空気を導入することは実地に即応している。これにより、製造のためのエネルギー消費が低減され、この場合乾燥のために使用された気体状の媒体をそれ自体反応性の物質のキャリヤーとして使用する構成も可能である。
【００１７】
本発明による方法の特に有利な他の構成は、固体複合体を陽イオンを含有している活性化溶液で処理することによって達せられる。これにより、固体複合体の表面における極性が変わり、水或いは廃水からの不所望の有害物質の吸着工程が著しく向上される。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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