(57)【要約】【課題】鉄酸塩の塩を製造するための新規で、便利、安価かつ安全な方法を提供すること。【解決手段】鉄酸塩を連続的に合成する方法であって、ａ）鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合することと、ｂ）該水溶液の少なくとも一部を反応チャンバーに送ることと、ｃ）該反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、ｄ）該鉄酸塩の少なくとも一部を該反応チャンバーに近接する使用場所に送ることと、ｅ）さらなる水溶液を該混合チャンバーに加えることとを含む方法。
2004504245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄酸塩を連続的に合成する方法であって、
ａ）鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合することと、
ｂ）該水溶液の少なくとも一部を反応チャンバーに送ることと、
ｃ）該反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、
ｄ）該鉄酸塩の少なくとも一部を該反応チャンバーに近接する使用場所に送ることと、
ｅ）さらなる水溶液を該混合チャンバーに加えることとを含む方法。
【請求項２】
該水溶液に塩基を加えることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｂ）から工程（ｄ）までを繰り返すことをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも一つの不純物を有する水性混合物を使用場所で処理する方法であって、
ａ）該使用場所に近接して位置する反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、
ｂ）該使用場所において該鉄酸塩を該水性混合物に接触させることとを含み、それにより該不純物の少なくとも一部が酸化される方法。
【請求項５】
少なくとも一つの不純物を有する水性混合物を使用場所で処理する方法であって、
ａ）該使用場所に近接して位置する反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、
ｂ）該使用場所において該鉄酸塩を該水性混合物に接触させることとを含み、それにより該不純物の少なくとも一部が凝固させられる方法。
【請求項６】
該鉄酸塩を連続的に生成させる工程が、
ａ）鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合する工程と、
ｂ）該水溶液の少なくとも一部を反応チャンバーに送る工程と、
ｃ）該反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させる工程と、
ｄ）該鉄酸塩の少なくとも一部を該反応チャンバーに近接する使用場所に送る工程と、
ｅ）さらなる水溶液を該混合チャンバに加えることとを含む請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
該水溶液に塩基を加えることをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
鉄酸塩を連続的に合成して使用場所に送るための装置であって、
ａ）第一の保持チャンバーと、
ｂ）第二の保持チャンバーと、
ｃ）該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーに制御可能に接続される混合チャンバーであって、そこに該第一の保持チャンバーの内容物および第二の保持チャンバーの内容物が加えられ第一の混合物が調製される混合チャンバーと、
ｄ）該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバーであって、該第一の混合物を受入れ、かつ該第一の混合物をある時間保持するようになっている反応チャンバーと、
ｅ）該反応チャンバーにおける鉄酸塩混合物と、
ｆ）該反応チャンバーの出力開口であって、そこを通って該鉄酸塩混合物を該使用場所に移動させるようになっている出力開口とを備え、
そこにおいて該使用場所は該反応チャンバーに近接する装置。
【請求項９】
該混合チャンバーが温度制御装置をさらに含む請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
飲料水を浄化する方法であって、請求項１に記載の方法により生成される鉄酸塩を該飲料水に接触させることを含み、該接触は該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【請求項１１】
廃水を浄化する方法であって、請求項１に記載の方法により生成される鉄酸塩を該廃水に接触させることを含み、該接触は該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【請求項１２】
下水を浄化する方法であって、請求項１に記載の方法により生成される鉄酸塩を該下水に接触させることを含み、該接触は該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【請求項１３】
鉄酸塩を連続的に合成する方法であって、
ａ）鉄塩と酸化剤との混合物を準備することと、
ｂ）該混合物の少なくとも一部を加熱チャンバーに連続的に送ることと、
ｃ）該加熱チャンバーにおいて該混合物を温度上昇にさらし、それにより鉄酸塩を生成させることと、
ｄ）工程ｂ）で生成した鉄酸塩の少なくとも一部を該加熱チャンバーから取り出すことと、
ｅ）該加熱チャンバーにさらなる混合物を加えることとを含む方法。
【請求項１４】
鉄酸塩を連続的に合成するための装置であって、
ａ）保持チャンバーと、
ｂ）該保持チャンバーに制御可能に接続され、該保持チャンバーの内容物の少なくとも一部をそこに移すための移動装置と、
ｃ）該移動装置の少なくとも一部がそこを通って動く加熱チャンバーと、
ｄ）該加熱チャンバーの出力開口であって、そこを通って該移動装置上の内容物を使用場所に移動させるようになっている出力開口とを備え、
該使用場所は該加熱チャンバーに近接する装置。
【請求項１５】
該加熱チャンバーが温度制御装置をさらに含む請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
鉄酸塩を連続的に合成するための装置であって、
ａ）二つの電極および鉄塩の溶液を含む混合チャンバーであって、そこにおいて、該電極は、鉄塩の該溶液を鉄酸塩の溶液に変換するため十分な電流を与える混合チャンバーと、
ｂ）該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバーであって、そこに、鉄酸塩の該溶液がある時間保持される反応チャンバーと、
ｃ）該反応チャンバーの出力開口であって、そこを通って該混合物を使用場所に移動させるようになっている出力開口とを備え、
該使用場所は該反応チャンバーに近接する装置。
【請求項１７】
鉄酸塩を連続的に合成する方法であって、
ａ）少なくとも二つの電極を含む混合チャンバーにおいて鉄塩を含む水溶液を連続的に与えることと、
ｂ）該少なくとも二つの電極に十分な電流を与えて該鉄塩の少なくとも一部を鉄酸塩に変換することと、
ｃ）反応チャンバーに近接する使用場所に該鉄酸塩の少なくとも一部を送ることと、
ｄ）さらなる水溶液を該混合チャンバーに加えることとを含む方法。
【請求項１８】
該水溶液に塩基を加えることをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
鉄酸塩を合成する方法であって、
ａ）鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合して鉄酸塩の溶液を調製することと、
ｂ）該混合チャンバーに近接する使用場所に鉄酸塩の該溶液の少なくとも一部を送ることとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、包括的に鉄酸塩イオンの製造および利用に関する。特に、本発明は、不純物を含む溶液を鉄酸塩イオンで処理するための方法およびシステムに関する。
【０００２】
（発明の背景）
鉄酸塩イオンＦｅＯ４２−は、クロム酸塩ＣｒＯ４２−および過マンガン酸塩ＭｎＯ４− と同形と考えられる四面体イオンである。鉄酸塩イオンは、水性媒質中、四面体種ＦｅＯ４２−として存在すると言われてきた。ＦｅＯ４２−イオンの酸化還元電位は、酸性および塩基性の両方の媒質において次のように見積もられている（Ｒ ．Ｈ ．ウッド（Ｒ ．Ｈ ．Ｗｏｏｄ），Ｊ ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ ．，Ｖｏｌ ．８０，ｐ ．２０３８−２０４１（１９５７））。
【０００３】
ＦｅＯ４２−＋８Ｈ＋ ＋３ｅ− →Ｆｅ３＋＋４Ｈ２Ｏ　　　Ｅ０＝２ ．２０Ｖ
ＦｅＯ４２−＋４Ｈ２Ｏ＋３ｅ− →Ｆｅ３＋＋８ＯＨ − 　　Ｅ０＝０ ．７２Ｖ
鉄酸塩は、種々の無機または有機還元剤および基質と反応し得る強い酸化剤である（Ｒ ．Ｌ ．バートザット（Ｒ ．Ｌ ．Ｂａｒｔｚａｔｔ），Ｊ ．Ｃａｒｒ，Ｔｒａｎｓ ．Ｍｅｔ ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ ．１１（１１），ｐｐ．４１４ −４１６ （１９８６）；Ｔ ．Ｊ ．オーデット（Ｔ ．Ｊ ．Ａｕｄｅｔｔｅ ），Ｊ ．クアイル（Ｊ ．Ｑｕａｉｌ ），およびＰ ．スミス（Ｐ ．Ｓｍｉｔｈ ），Ｊ ．Ｔｅｔｒ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ ．２ ，ｐｐ．２７９ −２８２ （１９７１）；Ｄ ．ダーリング（Ｄ ．Ｄａｒｌｉｎｇ ），Ｖ ．クマリ（Ｖ ．Ｋｕｍａｒｉ），およびＪ ．ビーミラー（Ｊ ．ＢｅＭｉｌｌｅｒ），Ｊ ．Ｔｅｔｒ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ ．４０，ｐ ．４１４３（１９７２）；ならびにＲ ．Ｋ ．マーマン（Ｒ ．Ｋ ．Ｍｕｒｍａｎｎ ）およびＨ ．Ｊ ．ゴフ（Ｈ ．Ｊ ．Ｇｏｆｆ），Ｊ ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ ．，Ｖｏｌ ．９３，ｐ ．６０５８−６０６５（１９７１））。したがって鉄酸塩は、有機合成の研究において選択的酸化剤として作用し、さらに水性および非水性の媒質から有機および無機化合物を酸化／除去することができるとともに水性および非水性媒質中の多くの汚染物質を破壊することができる。
【０００４】
より適当な還元剤が存在しなければ、鉄酸塩は、下記の式にしたがって、水と反応し、第二鉄イオンと酸素分子を生成させる（Ｊ ．ガンプ（Ｊ ．Ｇｕｍｐ），Ｗ ．ワグナー（Ｗ ．Ｗａｇｎｅｒ）およびＥ ．ハルト（Ｅ ．Ｈａｒｔ），Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ ．２４．，ｐ ．１４９７−１４９８（１９５２））。
【０００５】
４ＦｅＯ４２− ＋１０Ｈ２Ｏ →４Ｆｅ３＋ ＋２０ＯＨ− ＋３Ｏ２
この反応は、水処理にとって特に重要である。というのも、この反応は、鉄酸塩を溶液から自動的に取り除く適当なメカニズムを提供するからである。すべての酸化反応において、最終的な鉄生成物は、水酸化物オリゴマーを形成する非毒性の第二鉄イオンである。最終的に、凝集および沈降が起こり、それによって懸濁微粒子物質は取り除かれる。
【０００６】
したがって、鉄酸塩を用いれば、水、廃水（汚水）および汚泥の処理に対する現在のアプローチに代わる、安全かつ便利で用途が広くかつ費用効果の高い手段を提供し得る。これに関し、鉄酸塩は、環境にやさしい酸化剤であり、他の酸化剤、特に環境に対して問題となるクロム酸塩および塩素のような酸化剤の代替物として実際に使用し得る代表的なものである。錆として典型的に知られる酸化第二鉄が、鉄酸塩による酸化の鉄生成物である。したがって、鉄酸塩は、「環境に安全な」酸化剤であるという卓越した特徴を有する。鉄酸塩による酸化反応は、ＭｎＯ４− およびＣｒＯ４２−について知られるものと同様であるが、鉄酸塩は、より高い反応性比率で、より高い官能基選択性を示すとともに、一般によりクリーンな反応生成物をもたらす。
【０００７】
鉄酸塩を実際に使用するにあたり障害となっている一つの問題は、その調製が困難なことである。この困難さにより、生産コストは上昇し得る。コストに加え、商業的に有用かつ有効な鉄酸塩製品を製造するため現在知られている複数の方法、およびそれらの方法によって得られる結果は、決して満足のいくものではない。鉄酸塩材料を市場で競争できる価格で提供するべくより簡単かつ安価な新しい合成方法が望まれている。
【０００８】
鉄酸塩合成について三つのアプローチが知られている。すなわち、電解、アルカリ融成物中でのＦｅ２Ｏ３ の酸化、あるいは濃縮アルカリ溶液中での強酸化剤によるＦｅ（ＩＩＩ ）の酸化である。
【０００９】
実験室では、強アルカリ（ＮａＯＨ）溶液中、鉄（Ｆｅ（ＩＩＩ ））の次亜塩素酸塩酸化が行なわれ、鉄酸塩生成物は、飽和ＫＯＨ の添加により、沈殿させられる（Ｇ ．トンプソン（Ｇ ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ），Ｌ ．オカーマン（Ｌ ．Ｏｃｋｅｒｍａｎ）およびＪ ．シュリーヤー（Ｊ ．Ｓｃｈｒｅｙｅｒ），Ｊ ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ ．，Ｖｏｌ ．７３，ｐｐ．１３７９−８１（１９５１））。
【００１０】
２Ｆｅ３＋ ＋３ＯＣｌ− ＋１０ＯＨ− →２ＦｅＯ４２− ＋３Ｃｌ − ＋５Ｈ２Ｏ
得られる紫色固体は、乾燥状態にしておけば、ずっと安定である。
【００１１】
鉄酸塩の商業生産では、実験室での調製と同様の合成スキームが用いられ、次亜塩素酸塩酸化も含まれる。最も一般的なものは、Ｆｅ（ＩＩＩ ）のアルカリ酸化を利用するもので、鉄酸塩カリウム（Ｋ２ＦｅＯ４）が、水酸化第二鉄のカセイソーダ中、塩素ガス酸化を介して調製され、次亜塩素酸塩の中間体を伴う。鉄酸塩製造の他の方法は、ジョンソン（Ｊｏｈｎｓｏｎ ）によるもので米国特許第５７４６９９４ 号に記載される。
【００１２】
上述した方法を用いる鉄酸塩の製造には、多くの困難が伴う。たとえば、鉄酸塩の収率および純度を最大限にするため、試薬の純度について種々の要件を確実に満たさねばならない。しかし、それらの要件を満たしたとしても、鉄酸塩カリウム生成物の純度は、やはり大きく変動し、多くの因子、たとえば、反応時間、温度、試薬純度、および単離プロセスに左右される。このように調製される鉄酸塩は、一般に不純物を含み、その主要な汚染物質は、アルカリ金属の水酸化物および塩化物ならびに酸化第二鉄である。しかし、この程度の純度の試料は、不安定であり、容易に分解して完全に酸化第二鉄となる。
【００１３】
製品の不純物および不安定性という特定の問題のほかに、固体鉄酸塩生成物の単離に伴う物理的な問題、たとえば、シロップのような粘度の冷アルカリ溶液を濾過するという問題も存在する。
【００１４】
他にも鉄酸塩類の調製方法が知られ、用いられており、それらの多くは次亜塩素酸塩による反応をやはり伴うものである。たとえば、デイニンジャー（Ｄｅｉｎｉｎｇｅｒ ）に対する米国特許第５２０２１０８ 号は、安定で高純度の鉄酸塩（ＶＩ）を製造するための方法を開示する。この方法は、β−酸化第二鉄（β−Ｆｅ２Ｏ３ ）、好ましくは一水和β−酸化第二鉄（β−Ｆｅ２Ｏ３ ・Ｈ２Ｏ ）を用い、さらなる鉄酸塩を製造するため、未使用製品の流れを鉄酸塩反応器に再循環させることができる。
【００１５】
トンプソン（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）に対する米国特許第４３８５０４５ 号および第４５５１３２６ 号は、アルカリ金属鉄酸塩またはアルカリ土類金属鉄酸塩を、安価で容易に入手できる出発物質から直接調製する方法を開示する。この方法において、生成物中の鉄は＋４ または＋６ の価数を有する。この方法は、酸素を含まない雰囲気中で酸化鉄をアルカリ金属の酸化物または過酸化物と反応させること、または酸素を含まない雰囲気中で鉄元素をアルカリ金属過酸化物と反応させることを含む。
【００１６】
デイニンジャー他（Ｄｅｉｎｉｎｇｅｒ 　ｅｔ　ａｌ．）に対する米国特許第４４０５５７３ 号は、鉄酸塩カリウムを大量生産するための（商業生産用として設計された）方法を開示する。該方法において、鉄酸塩カリウムは、鉄酸塩安定化化合物の存在下、水酸化カリウム、塩素および第二鉄塩を反応させて製造する。
【００１７】
カックツール他（Ｋａｃｚｕｒ　ｅｔ　ａｌ．）に対する米国特許第４５００４９９ 号は、高度に精製されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属の鉄酸塩を、粗鉄酸塩反応混合物から、バッチモードおよび連続モードの両方の操作を用いて得る方法を開示する。
【００１８】
メイン他（Ｍｅｉｎ　ｅｔ　ａｌ．）に対する米国特許第４３０４７６０ 号は、結晶化された鉄酸塩カリウムから、それをカリウム塩（好ましくは、固相および水溶液における鉄酸塩の安定性を促進するためリン酸塩）および無機酸からなるアルカリ性ｐＨの水溶液で洗うことにより、水酸化カリウムを選択的に除去する方法を開示する。
【００１９】
ミルズ他（Ｍｉｌｌｓ 　ｅｔ　ａｌ．）に対する米国特許第２７５８０９０ 号が開示する鉄酸塩の調製方法は、次亜塩素酸塩による反応とともに、酸化剤として使用できるよう鉄酸塩生成物を安定化する方法を含む。
【００２０】
ハリソン他（Ｈａｒｒｉｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ．）に対する米国特許第２８３５５５３ 号が開示する方法は、加熱工程を用いるものであり、アルカリ金属の鉄酸塩（ＩＩＩ ）をそれと同じまたは異なるアルカリ金属の酸化物（または過酸化物）と反応させて対応する鉄酸塩（ＩＶ）を生成させることにより、価数が＋４ の新規なアルカリ金属鉄酸塩類を調製する。
【００２１】
イブラード他（Ｅｖｒａｒｄ　ｅｔ　ａｌ．）に対する米国特許第５２８４６４２ 号は、安定で酸化剤として工業的に使用可能なアルカリまたはアルカリ土類金属鉄酸塩類の調製、および該鉄酸塩類を用いて酸化により水を処理することを開示する。硫酸塩安定化もまた開示される。
【００２２】
望まれていることは、経済的な鉄酸塩源を開発し、広い範囲のプロセスにおいて鉄酸塩を有利に利用することである。既知の鉄酸塩類調製法に伴う困難およびそれら既知の方法によって生産される鉄酸塩に固有の問題のため、簡単、便利、安全かつ安価で、しかも化学的問題および物理的問題がともにない鉄酸塩を調製するための新規な方法が望まれている。さらに、鉄酸塩の安定性が限定的であることを減じるか克服するシステムが望まれているとともに、鉄酸塩を環境にやさしい酸化剤および消毒剤として利用するシステムが望まれている。
【００２３】
（発明の概要）
鉄酸塩を連続的に合成する方法をここに開示する。該方法は、鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合することと、該水溶液の少なくとも一部を反応チャンバーに送ることと、該反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、該鉄酸塩の少なくとも一部を該反応チャンバーに近接する使用場所に送ることと、さらなる水溶液を該混合チャンバーに加えることとを含む。
【００２４】
さらに、少なくとも一つの不純物を有する水性混合物を使用場所で処理する方法をここに開示する。該方法は、該使用場所に近接して位置する反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、該使用場所において該鉄酸塩を該水性混合物に接触させることとを含み、それにより、該不純物の少なくとも一部が酸化される。
【００２５】
さらに、鉄酸塩を連続的に合成するための装置をここに開示する。該装置は、第一の保持チャンバーと、第二の保持チャンバーと、該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーに制御可能に接続される混合チャンバー（そこに、該第一の保持チャンバーの内容物および該第二の保持チャンバーの内容物が加えられ、混合物が調製される）と、該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバー（そこに、該混合物がある時間、保持される）と、該反応チャンバーの出力開口（そこを通って該混合物を近接する使用場所に移動させるようになっている）とを含む。
【００２６】
さらに、鉄酸塩を連続的に合成するためのシステムをここに開示する。該システムは、鉄塩を収容する第一の保持チャンバーと、酸化剤を収容する第二の保持チャンバーと、該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーに制御可能に接続される混合チャンバー（そこに、該鉄塩および該酸化剤が制御可能に加えられ、混合物が調製される）と、該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバー（そこに、該混合物が、ある時間、保持され、鉄酸塩が合成される）と、該反応チャンバーの出力開口（そこを通って該鉄酸塩を近接する使用場所に移動させるようになっている）とを含む。該混合物が該反応チャンバーに保持される「時間」は、数秒から数時間、日までにわたり得るが、ゼロ秒より長い任意の時間とすることができる。
【００２７】
さらに、鉄酸塩を連続的に合成する方法をここに開示する。該方法は、鉄塩と酸化剤との混合物を準備することと、該混合物の少なくとも一部を加熱チャンバーに連続的に送ることと、該加熱チャンバーにおいて該混合物を温度上昇にさらし、それにより鉄酸塩を生成させることと、生成した鉄酸塩の少なくとも一部を該加熱チャンバーから取り出すことと、該加熱チャンバーにさらなる混合物を加えることとを含む。
【００２８】
さらに、鉄酸塩を連続的に合成するための装置をここに開示する。該装置は、保持チャンバーと、該保持チャンバーに制御可能に接続され、該保持チャンバーの内容物の少なくとも一部をそこに移すための移動装置と、該移動装置の少なくとも一部がそこを通って動く加熱チャンバーと、該加熱チャンバーの出力開口　（そこを通って該移動装置上の内容物を近接する使用場所に移動させるようになっている）とを含む。
【００２９】
さらに、鉄酸塩を連続的に合成するための装置をここに開示する。該装置は、二つの電極を含む混合チャンバー（そこにおいて、該電極は、鉄塩の溶液を鉄酸塩の溶液に変換するため十分な電流を与える）と、該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバー（そこに、該混合物は、ある時間、保持される）と、該反応チャンバーの出力開口（そこを通って該混合物を近接する使用場所に移動させるようになっている）とを含む。該混合物は、ゼロ時間より長い、ある時間、該反応チャンバーに保持される。
【００３０】
さらに、鉄酸塩を連続的に合成する方法をここに開示する。該方法は、混合チャンバーにおいて鉄塩を含む水溶液を連続的に与えること（そこにおいて、該混合チャンバーは、少なくとも二つの電極を含む）と、該少なくとも二つの電極に十分な電流を与えて該鉄塩の少なくとも一部を鉄酸塩に変換することと、反応チャンバーに近接する使用場所に該鉄酸塩の少なくとも一部を送ることと、さらなる水溶液を該混合チャンバーに加えることとを含む。
【００３１】
さらに、鉄酸塩を合成する方法をここに開示する。該方法は、鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合することと、該混合チャンバーに近接する使用場所に鉄酸塩の少なくとも一部を送ることとを含む。
【００３２】
（好ましい実施態様の詳細な説明）
本発明の目的の一つは、鉄酸塩の塩を製造するための新規で、便利、安価かつ安全な方法を提供することである。そのような方法は、ナトリウム塩を製造し得るが、金属または非金属にかかわらず、Ｉ 族またはＩＩ族カチオンの他の塩、あるいは他のカチオンの塩を調製するため、用いることができる。
【００３３】
本発明の目的の一つは、種々の廃水汚染物質および水処理問題に適用できる環境にやさしい酸化剤を提供することである。そのような酸化剤は、よりクリーンな一つまたは複数の反応生成物を形成し、したがって、有害な副作用またはコストをもたらし得る既存の環境、実験室および工業における酸化剤に代えて用いることができるものである。
【００３４】
本発明の一つの目的は、既知の水処理用酸化剤（たとえば、塩素、次亜塩素酸塩、二酸化塩素、過マンガン酸塩、およびオゾン）ならびにこれら酸化剤の副産物に伴う問題を克服する新規、安全かつ安価な工業的および環境的に改善される化学酸化剤を提供することである。
【００３５】
本発明の一つの目的は、下水道システム、地下水、処理プラント、および廃棄物処理設備において、硫化水素ガスを含む硫化物類の制御に使用するための新規な鉄酸塩生成物を提供することである。
【００３６】
本発明の一つの目的は、ウラン、超ウラン類、ロケット燃料推進薬汚染物質　（ヒドラジンおよびモノメチルヒドラジン類）およびマスタードガスを矯正するための改善された鉄酸塩生成物を提供することである。
【００３７】
本発明のさらなる目的は、凝固剤および消毒剤として使用するための革新的な製品を提供することである。
【００３８】
本発明の一つの目的は、飲料水の殺菌および凝析、生物付着の制御、地下水の汚染除去、固体表面の洗浄、および有害廃棄物の処理に使用するための酸化剤を提供することである。
【００３９】
本発明の一つの目的は、合成化学に使用するための酸化剤を提供することである。
【００４０】
本発明の一つの目的は、ポリマー表面処理および金属表面処理を含む表面処理に使用するための酸化剤を提供することである。
【００４１】
上述した目的の少なくとも一つを達成するため、以下の方法、製品、組成物、およびそれらの使用が提供される。
【００４２】
（Ｉ ．現場での生成）
本発明者らは、鉄酸塩の使用に係る現在手付かずの問題の多くが鉄酸塩の精製および貯蔵に関係することを発見した。かくして、本発明のいくつかの具体例においてシステムを提供するが、該システムは、鉄酸塩を製造し、そして、精製、包装または製剤化することなく、それを使用する。鉄酸塩は、純粋でない形態ではかなり速く分解するため、提供する方法により製造する鉄酸塩は貯蔵を必要としない。鉄酸塩は、その生成直後に、あるいは生成後十分すみやかに、使用でき、または使用することが好ましい。したがって、本発明の所与の具体例により装置を提供するが、該装置は、鉄酸塩の使用場所の近傍に位置するよう設計され、それにより、鉄酸塩が製造されるとき、さらなる精製、包装、輸送、移動、または製剤化を実質的に行なうことなく、それを速やかにかつ効率よく使用場所に送ることができる。
【００４３】
本明細書において使用する用語「生成の場所」または「生成場所」は、鉄酸塩を生成する装置が位置する場所を意味する。ここに示す一具体例において、生成場所は、鉄酸塩を生成する反応チャンバーを含む。用語「使用の場所」、「使用場所」または「処理の場所」は、酸化、合成、消毒、浄化、めっき、カプセル化、または凝固すべき対象に鉄酸塩を接触させる場所を意味する。
【００４４】
用語「近傍」および「近接する」は、本明細書において交換可能に使用される。これらの用語は、鉄酸塩がその分解半減期以内に移動できる距離の範囲内に、生成場所と使用場所とが相対的に位置することを意味するよう使用されている。分解「半減期」は、明らかなように、存在する物質の１ ／２ が分解を受けるのに要する時間である。任意の所与の鉄酸塩組成物の半減期は、該鉄酸塩が生成および／または貯蔵される条件によって変わってくる。したがって、たとえば、温度、塩基の濃度、酸化剤の濃度および不純物の存在のすべては、鉄酸塩組成物の半減期に影響しやすい。しかしながら、半減期は、当業者により、通常の方法を用いて容易に測定することができる。したがって、使用場所での送達時間における鉄酸塩濃度が、生成場所での鉄酸塩濃度の１ ／２ に等しいかまたはそれより大きくなっているとき、生成場所は使用場所に「近接する」。生成場所と使用場所との間の距離は、単なる物理的な隔たりという観点ではなく、半減期および配達に必要な時間の長さの観点から規定される。したがって、互いに近傍にある生成場所と使用場所との間の物理的距離は、二つの場所の間で配達される鉄酸塩組成物の半減期および該組成物の配達速度に応じて変わり得る。したがって、鉄酸塩の移動速度に影響する因子および半減期に影響する因子はすべて、二つの場所が近傍にあると言える物理的隔たりの最大値に影響してくる。鉄酸塩の移動速度に影響する因子には、移動に使用するポンプにより発生させられる圧力および移動に使用する配管のサイズ（径）があるが、それらに限定されるものではない。
【００４５】
現場で生成させる方法には、既知の方法に対して、多くの利点がある。まず、生成された鉄酸塩は、さらなる精製や安定化を実質的に行なうことなく使用できるので、貯蔵や輸送の必要がない。さらに、鉄酸塩を高度に精製する必要がなければ、反応収率を上げることにより、費用を最終的に節約することができる。なぜなら、同じ使用可能な鉄酸塩量をもたらすのに必要な出発物質が少なくなるからである。
【００４６】
鉄酸塩を調製し精製する現行の方法は、水酸化ナトリウムを用いて鉄酸塩ナトリウムを製造し、次いで、水酸化カリウムを用いて鉄酸塩カリウムを沈殿させることを含む。したがって、現行の方法は、二つの異なる工程で塩基を使用する。本発明の方法では、使用可能な鉄酸塩を製造するのに必要な塩基は、実質的により少ない。なぜなら、本方法は、鉄酸塩ナトリウムに水酸化カリウムを添加することを必要としないからである。
【００４７】
かくして、本発明の方法により製造される鉄酸塩は、溶液相−溶液相（溶液相から溶液相へ）の態様で使用または精製することができる。すなわち、鉄酸塩は、溶液相において生成され、そして、溶液相において使用される。そこにおいて、結晶化あるいは固相への変換を介在させることがない（すなわち溶液相−固相）。もし、部分的な精製または分離が必要であれば、そのような精製または分離を、同様に溶液相において行なうことができる。本発明の所定の具体例において、製造される鉄酸塩は、溶液相以外のいかなる相にも変換されない。
【００４８】
上述した溶液相−溶液相のコンセプトは、溶液相−固体相（溶液相から固体相へ）の方法よりも有利な点がある。たとえば、上述したように、固体または結晶への変換は、対イオンの性質によって制限される。鉄酸塩カリウムの結晶化は、鉄酸塩ナトリウムの結晶化よりも困難さは小さい。対イオンによっては、鉄酸塩は全く結晶化することができず、あるいは非常に困難な条件下で結晶化が可能になる。溶液相−溶液相の手法を用いれば、実質的に任意の対イオンを用いることができる。さらに、鉄酸塩を一旦、結晶化すれば、それを水性媒質に再溶解して使用する必要がある。鉄酸塩を再溶解すれば、費用（いくつか挙げれば、鉄酸塩の損失、水の添加、および溶解タンクに係る費用）および時間（溶解時間）の両方がプロセスにおいて余計にかかる。溶液相−溶液相の方法において、鉄酸塩はすでに水溶液中にあり、そのまま使うことができる。さらに、ｐＨを調整すべき場合、一旦製造すれば、鉄酸塩の流れのｐＨを調整することは、固体の鉄酸塩を水に添加して調製した鉄酸塩溶液のｐＨを調整するよりも、より効率的である。溶液相−溶液相のコンセプトのさらなる利点は、顧客注文に応じた混合物の製造が容易であることである。
【００４９】
上記利点により、プロセス全体について従来のプロセスより費用が安くなり、より経済的になる。製造コストが相対的に低くなれば、これまでそのコストのために該化合物の酸化作用の恩恵にほとんど浴さなかった広範な状況において鉄酸塩を使用できるようになる。最も重要なのは、これにより、コストを重視する市水および廃水の処理設備に鉄酸塩を使用できるようになるということである。
【００５０】
さらに、現場で鉄酸塩を生成する場合、製造すべき鉄酸塩の量をエンドユーザー（最終使用者）が制御できる。このことは、鉄酸塩貯蔵の必要性を緩和または軽減するとともに、鉄酸塩の在庫監理の必要性を緩和または軽減できる。
【００５１】
（ＩＩ．鉄酸塩調製のためのプロセス）
（Ａ ．溶液相製造）
一つの局面において、本発明は鉄酸塩を連続的に合成する方法に関し、該方法は、鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合することと、該水溶液の少なくとも一部を反応チャンバーに送ることと、該反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、該鉄酸塩の少なくとも一部を該反応チャンバーに近接する使用場所に送ることと、さらなる水溶液を該混合チャンバに加えることとを含む。
【００５２】
当業者に明らかなように、鉄は、０ から＋８ の範囲の＋１ 、＋２ 、＋３ 、＋４ 、＋５ 、＋６ 、および＋７ の酸化状態を含む酸化状態をとることができる。０ の酸化状態にある鉄は、元素の鉄である。天然に存在する大部分の鉄の化合物および塩は、＋２ （Ｆｅ（ＩＩ））または＋３ （Ｆｅ（ＩＩＩ ））のいずれかの酸化状態を有する。本発明に関し、「鉄酸塩」は、酸化状態が＋４ 、＋５ 、＋６ 、＋７ 、および＋８ である鉄、すなわちＦｅ（ＩＶ）、Ｆｅ（Ｖ ）、Ｆｅ（ＶＩ）、Ｆｅ（ＶＩＩ ）、またはＦｅ（ＶＩＩＩ）を含むイオンを意味する。鉄酸塩イオンはまた、酸素原子を含有する。それは、他の元素の原子を含んでもよいし、含まなくともよい。さらに、「鉄酸塩」は、種々の酸化状態にある鉄を含む複数種のイオンの混合物であってもよい（ただし、該複数種のイオンの少なくとも一部は、＋４ またはそれより高い酸化状態を示す鉄を含む）。したがって、たとえば、鉄酸塩はＦｅＯ４２−を意味し、そこにおいて、鉄はＦｅ（ＶＩ）であり、かつ当該イオンの他の原子は酸素原子である。ＦｅＯ４２−イオンを含む溶液は、＋５ の酸化状態である鉄または鉄元素の形態を含む他の任意の酸化状態である鉄を有するイオンを含有してもよく、それもやはり鉄酸塩と呼ぶことができる。同様に、鉄酸塩溶液は、Ｆｅ（ＶＩ）でないものを含有するイオンを含んでもよい。鉄酸塩溶液はまた、Ｆｅ（Ｖ ）またはＦｅ（ＩＶ）含有イオンを含んでもよい。したがって、Ｆｅ（ＩＶ）またはそれより高い酸化状態の鉄原子および少なくとも一つの酸素原子からなる任意のイオンを「鉄酸塩」とみなす。鉄酸塩イオン類は、カチオンまたはアニオンのいずれであってもよい。
【００５３】
当業者に明らかなように、いかなるイオンも、同じしかし反対の電荷の対イオンを必要とする。このことは、本発明の鉄酸塩イオンにもあてはまる。その対イオンは、鉄酸塩イオンを含む混合物の電荷全体を中性とするいかなるイオンであってもよい。鉄酸塩がアニオンの場合、対イオンは任意のカチオンとすることができる。これまでのところ鉄酸塩の最も一般的な形態は、Ｋ２ＦｅＯ４であり、そこにおいて鉄は＋６ の酸化状態にあり、鉄酸塩はアニオンであり、対イオンはカリウムである。他の任意の対イオン、たとえば限定することなく、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、銀等が存在し得る。
【００５４】
「連続的に生成させる」または「連続的に合成する」ことが意味するのは、一旦、鉄酸塩が反応チャンバーに送られ始めると、当該方法が行なわれている間中、ある量の鉄酸塩が反応チャンバーに続いて存在するということである。したがって、以下に詳細に記載するとおり、本発明による連続生成プロセスの一具体例においては、混合チャンバーから反応チャンバーへ材料が絶え間なく流れている。また以下に記載するとおり、他の具体例では、材料が断続的に混合チャンバーから反応チャンバーに送られており、その間、すくなくともいくらかの鉄酸塩は、反応チャンバーに続いて存在している。
【００５５】
所定の具体例において、上記方法のさらなる水溶液は、反応チャンバーに送られた水溶液の部分を実質的に補充する量で、加えられる。本発明において第一の量を実質的に補充するための第二の量に関し、該第二の量は、該第一の量より少なくともよく、該第一の量に等しくともよく、あるいは該第一の量より多くともよい。
【００５６】
所定の具体例において、鉄酸塩を製造する方法は、水溶液に塩基を添加することをさらに含む。該塩基は、窒素塩基、または水酸化物、酸化物、スルホン酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ヒドロ亜硫酸塩、リン酸塩、酢酸塩、重炭酸塩、および炭酸塩、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれるイオンを含み得る。「窒素塩基」は、非環式アミンおよび環式アミンから選ばれる。限定されるものではないが、窒素塩基の具体例には、アンモニア、アミド、メチルアミン、メチルアミド、トリメチルアミン、トリメチルアミド、トリエチルアミン、トリエチルアミド、アニリン、ピロリジン、ピペリジン、およびピリジン、またはそれらの塩がある。
【００５７】
本発明の方法により鉄酸塩を製造するため、鉄塩を与える必要がある。「鉄塩」または「鉄の塩」は、ゼロ以外の酸化状態にある鉄原子を含む化合物をさす。本発明の方法により使用される鉄塩は、本来の場所で生成させてもよく、すなわち、混合チャンバーに導入する前に鉄元素を化学的または電気化学的に酸化することにより、あるいは混合チャンバー内でそのような酸化を行うことにより、生成させてもよい。鉄塩における鉄原子は、ゼロより大きい酸化状態、好ましくは＋２ または＋３ の酸化状態を有する。なお、この酸化状態は、鉄原子がその最初の酸化状態から＋４ またはそれより高い最終的酸化状態に至る間に、過渡的に達成されてもよい。
【００５８】
所定の具体例において、鉄塩は、硝酸第二鉄、硝酸第一鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、臭化第二鉄、臭化第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、水酸化第二鉄、水酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化第一鉄、炭酸水素第二鉄、炭酸水素第一鉄、炭酸第二鉄、および炭酸第一鉄、またはそれらの組合わせからなる群から選ぶことができる。すべての異なる形態の酸化第二鉄および酸化第一鉄を本発明の方法に使用することも意図するところである。
【００５９】
本発明のいくつかの具体例において、鉄酸塩は、鉄塩の化学的酸化により製造される。この化学的酸化は、酸化剤または該酸化剤を含む溶液を鉄塩または該鉄塩を含む溶液と混合することにより、行なわれる。いくつかの具体例において、酸化剤または酸化剤を含む溶液を、鉄塩または鉄塩を含む溶液に添加する。一方、他の具体例において、鉄塩または鉄塩を含む溶液を、酸化剤または酸化剤を含む溶液に添加する。「酸化剤」は、他の化合物を酸化する化合物であって、それ自身は還元される。所定の具体例において、酸化剤は、次の少なくとも一つを含む。次亜ハロゲン酸塩イオン、亜ハロゲン酸塩イオン、ハロゲン酸塩イオン、過ハロゲン酸塩イオン、オゾン、オキソン、ハロゲン、過酸化物、超酸化物（スーパーオキシド）、過酸、過酸の塩、カロー酸（ペルオキソ一硫酸）またはそれらの組合わせ。
【００６０】
本発明の具体例として挙げられるものに、酸化剤が、次亜塩素酸塩イオン、次亜臭素酸イオン、および次亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる次亜ハロゲン酸イ塩オンを含むものがある。本発明の他の具体例として挙げられるものに、酸化剤が、亜塩素酸塩イオン、亜臭素酸塩イオン、および亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる亜ハロゲン酸塩イオンを含むものがある。また、本発明の他の具体例として挙げられるものに、酸化剤が、塩素酸塩イオン、臭素酸塩イオン、およびヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれるハロゲン酸イオンを含むものがある。本発明の所定の他の具体例として挙げられるものに、酸化剤が、過塩素酸塩イオン、過臭素酸塩イオン、および過ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる過ハロゲン酸塩イオンを含むものがある。
【００６１】
かくして、本発明の一具体例において、鉄塩と酸化剤の水溶液が混合チャンバーにおいて混合される。このとき、一つの塩基、または複数の塩基の組合わせを混合チャンバーに添加してもよい。溶液は、ある所定の時間、混合チャンバーにおいて混合される。所定の時間は、数秒から数時間の範囲にわたり得、混合条件、たとえば温度や成分の濃度によって変わる。当業者に明らかなように、この段階で鉄酸塩の製造が始まる。
【００６２】
混合がなされているとき、水溶液の少なくとも一部を、反応チャンバーに送る。該水溶液中の鉄酸塩の濃度が所定のレベルに達するまで、該水溶液を、ある所定時間、反応チャンバーで保持する。使用するための鉄酸塩の濃度は、鉄酸塩の必要量および合成または使用の条件に基いて定められる。所定の用途では、より高い鉄酸塩の収率が他のものより必要となり得る。したがって、水溶液が反応チャンバーに留まる時間は、数秒から数時間の範囲にわたり得る。反応チャンバーは、「保持タンク」すなわち生成した鉄酸塩を後の時間に使用するため所定温度で保持する場所としても使用することもできる。この保持タンクは、室温としてもよいし、室温より高いまたは低い温度としてもよい。鉄酸塩を含む溶液は、次いで、反応チャンバーから取り出され、使用場所に送られる。使用場所は、反応チャンバーに「近接する」。
【００６３】
所定の具体例において、溶液が混合チャンバーから反応チャンバーに取り出されるとき、鉄塩および酸化剤を含むさらなる水溶液が混合チャンバに加えられる。他の具体例では、鉄塩および酸化剤を含むさらなる水溶液は、混合チャンバー内の混合物すべてが反応チャンバーに移された後、混合チャンバーに加えられる。本発明のいくつかの具体例で意図するところは、混合チャンバーから反応チャンバーへの水溶液の流れが連続していることである。したがって、鉄酸塩が必要である間は、水溶液の新しいバッチを混合チャンバーに添加すべきである。
【００６４】
本発明の具体例のいくつかにおいて、鉄塩に加え、金属酸化物が混合物に加えられる。金属酸化物は、鉄酸塩の製造中、任意の点で加えることができ、最初の成分として添加してもよいし、混合チャンバーまたは反応チャンバーに添加してもよいし、流路に沿う任意の場所で添加してもよい。また、金属酸化物は、鉄酸塩を含む混合物に添加してもよく、その時期は、鉄酸塩の生成の後、合成、浄化、消毒、酸化または凝固すべき対象に鉄酸塩を接触させているときまたは接触させた後とすることができる。金属酸化物の金属原子は、主族金属、遷移金属、またはｆ −ブロック金属とすることができる。「遷移金属」は、周期表の第３ 列〜第１２列の範囲にある金属であり、すなわち、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、および三価の亜鉛金属である。「ｆ −ブロック金属」は、ランタニド系列またはアクチニド系列にある金属であり、すなわち、原子番号５７〜７１および８９〜１０３ の金属である。したがって、ランタンおよびアクチニウムは遷移金属およびｆ −ブロック金属の両方にあたる。金属酸化物は、酸化スカンジウム、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム、酸化銀、酸化カドミウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化レニウム、酸化オスミウム、酸化イリジウム、酸化白金、またはそれら金属の酸化物を含む任意の塩とすることができる。
【００６５】
所定の具体例において、鉄酸塩を含む溶液は、使用の前または間、光にさらされる。他の具体例において、鉄酸塩を含む溶液は使用の前、暗所に保持される。溶液を光にさらす場合、光は、電磁スペクトル内の任意の周波数の光とすることができ、すなわち、紫外光、可視光、または赤外光を含む、ラジオ波とＸ 線およびガンマ線との間の任意の周波数の光とすることができる。
【００６６】
本発明の他の所定の具体例は、「バッチプロセス」に関するものであり、その間、鉄酸塩は一回生成される。したがって、本発明のこれらの具体例は、鉄酸塩の合成方法に関し、鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーに加えることと、該水溶液を混合することと、該水溶液の少なくとも一部を反応チャンバーに送ることと、該反応チャンバーに近接する使用場所に鉄酸塩の少なくとも一部を送ることとを含む。
【００６７】
所定の具体例において、上記方法により混合チャンバー内で生成した鉄酸塩は、別の反応チャンバーに送ることなく、使用場所に送られる。これらの具体例では、したがって、混合チャンバーと反応チャンバーは同じ一つのものである。他の所定の具体例において、混合チャンバーでの混合の後、鉄酸塩溶液は、保持タンクに送られ、そこで、その使用が必要になるまで保持される。いずれにせよ、鉄酸塩溶液は、それが保持される条件下（すなわち、温度、濃度、ｐＨなど）、溶液中の鉄酸塩の半減期より短いかまたはそれに等しい時間の間、保持される。
【００６８】
（Ｂ ．固体状態の製造）
他の局面において、本発明は、鉄酸塩を連続的に合成する方法に関し、該方法は、鉄塩と酸化剤との混合物を与えることと、該混合物の少なくとも一部を加熱チャンバーに連続的に送ることと、該加熱チャンバーにおいて該混合物を温度上昇にさらし、それにより鉄酸塩を生成させることと、生成した鉄酸塩の少なくとも一部を該加熱チャンバーから取り出すことと、該加熱チャンバーにさらなる混合物を加えることとを含む。
【００６９】
所定の具体例において、混合物を温度上昇に暴露することおよび該暴露から鉄酸塩を取り出すことを連続的に行う。
【００７０】
あるいくつかの具体例では、加熱チャンバーに加えられるさらなる混合物は、該加熱チャンバーから取り出される鉄酸塩の部分を実質的に補充する量である。
【００７１】
「連続的に送る」とは、一旦、鉄塩と酸化剤の混合物が加熱チャンバーに送られ始めると、当該方法が行なわれている間は、加熱チャンバーへのその供給が続くことを意味する。
【００７２】
本発明の所定の具体例においては、ここに記載するとおり、さらに塩基を混合物に添加する。
【００７３】
本発明の具体例のいくつかにおいて、鉄塩と酸化剤の混合物は、ベルト上で加熱チャンバーを通って運ばれる。該ベルトは、室温より高い温度に耐えられる材料からなる。そのような材料には、ゴム、鋼、アルミニウム、ガラス、磁器などがあるが、それらに限定されるものではない。
【００７４】
本発明の所定の具体例において、混合物はベルト上に直接注がれる。一方、他の具体例において混合物は、複数の容器に注がれ、該複数の容器がベルト上に置かれる。これらの具体例のいずれにおいても、該混合物と接触することになる表面は、鉄酸塩または他の酸化剤に対して非反応性である。
【００７５】
加熱チャンバーは、室温より高い温度に加熱される。「室温」は、約２０℃である。ある具体例において、加熱チャンバーは、約２０℃と約１０００℃との間、または約５０℃と約５００ ℃との間、または約１００ ℃と約４００ ℃との間の温度に加熱される。「約」所定の温度は、記載温度から４０℃、記載温度から３０℃、記載温度から２０℃、記載温度から１０℃、記載温度から５ ℃、または記載温度から２ ℃の範囲に温度があることを意味する。したがって、単なる例示として、「約４００ ℃」は、ある具体例では４００ ±４０℃、ある具体例では４００ ±３０℃、ある具体例では４００ ±２０℃、ある具体例では４００ ±１０℃、他の具体例では４００ ±５ ℃、または他の具体例では４００ ±２ ℃の範囲の温度を意味する。いくつかの具体例において、温度はプロセスを通じて相対的に一定に保たれる一方、他の具体例において温度は、プロセスの間、変化する。温度が変化する具体例において、温度は上がってもよく（すなわち最終温度は開始温度より高い）、さもなくば、下がってもよい（すなわち最終温度は開始温度より低い）。
【００７６】
かくして、本発明のある具体例では、鉄塩と酸化剤の混合物はベルトに載せられる。鉄塩および酸化剤は、ベルトに置く前に予め混合してもよいし、ベルトに置いた後、混合してもよい。混合物は直接ベルト上に置いてもよいし、ベルト上に置かれた複数の容器に加えてもよい。混合物を複数の容器に加えた後、該複数の容器をベルトに載せてもよいし、ベルト上に載せたままの複数の容器に混合物を加えてもよい。所定の具体例では、ある時点で塩基を混合物にさらに加える。
【００７７】
ベルトは、次いで、加熱チャンバーを通って移動し、それにより混合物を加熱する。加熱は、混合物中に鉄酸塩を生成させるため十分でなければならない。加熱チャンバーを通るベルトの速度、混合物を加熱する時間の長さ、および混合物を加熱する温度はすべて調節することができる。かくして、混合物は、数秒または数時間、加熱することができる。
【００７８】
加熱工程の後、加熱された混合物（今回は鉄酸塩を含む）は、ベルトから取り出される。次いで、ベルトは、元の位置に戻り、次の混合物が加えられる。加熱チャンバーを通ってベルトを連続的に移動させることも意図するところである。
【００７９】
ある具体例では、上記方法において温度上昇にさらされる混合物は、固体である。
【００８０】
（Ｃ ．電気化学的製造）
他の局面において、本発明は、鉄酸塩を連続的に合成する方法に関し、該方法は、混合チャンバーにおいて鉄塩を含む水溶液を連続的に与えること（そこにおいて、該混合チャンバーは、少なくとも二つの電極を含む）と、該少なくとも二つの電極に十分な電流を与えて該鉄塩の少なくとも一部を鉄酸塩に変換することと、反応チャンバーに近接する使用場所に該鉄酸塩の少なくとも一部を連続的に送ることと、さらなる水溶液を該混合チャンバーに加えて、該反応チャンバーに送られた水溶液の部分を実質的に補充することとを含む。
【００８１】
「連続的に送る」は、一旦、使用場所へ鉄酸塩を送り始めたら、当該方法が行なわれている間中、鉄酸塩を使用場所に続けて送ることを意味する。
【００８２】
本発明の所定の具体例において、塩基が水溶液に加えられる一方、他の具体例では、酸が加えられる。
【００８３】
混合チャンバーは二つの電極を含む。該電極は、水溶液に電気を通じるよう設けられ、それにより、電気化学反応において、鉄塩の鉄を鉄酸塩に変換する。鉄塩の鉄は、鉄塩として溶液に添加されていてもよいし、あるいは、電気を印加したときに溶解した鉄電極の溶解物であってもよい。鉄酸塩を含む溶液を混合チャンバーから取り出すとき、さらなる反応のため追加の水溶液を混合チャンバーに添加することも本発明の意図するところである。所定の具体例において、混合チャンバーから反応チャンバーへの材料の流れは連続的である。
【００８４】
（Ｄ ．鉄酸塩製造方法の他の具体例）
一具体例において、硫酸第二鉄粒子をスタティックミキサー（静止型混合器）に加え、水性媒質中で混合することができる。該スタティックミキサーは、粒子を微粒化できる混合機構を有する。スタティックミキサーは、プラグ流れを特徴とする連続的なラジアルミキシング装置とすることができ、あるいは他の通常のミキサーとすることができる。スタティックミキサー類が好ましいのは、それらは滞留時間が短く、バックミキシングがほとんどないからである。したがって、経時的に変動なく適量の成分を供給することが、よい結果を得るため、前もって必要である。
【００８５】
スタティックミキサーの他の望ましい特徴は、混合のために移動する部分がないことである。移動する部分がないことと、反応物／生成物の運動に対し表面領域や配置の依存がないことは、反応物を冷却するための冷媒の必要性を減ずる。したがって、スタティックミキサーは、比較的メイテナンスが少なくてすむ装置部品である。本発明の方法に用いるスタティックミキサーは、ポンプ循環ループ反応装置またはカスケード型反応装置に組み込んでもよく、たとえば、コッホ（Ｋｏｃｈ）製のもの、すなわちＴｈｅ Ｋｏｃｈ−ＳＭＶＰ　ｐａｃｋｉｎｇ ／Ｒｏｇ ９２／とすることができる。他のスタティックミキサーには、コッホ（Ｋｏｃｈ）型ＳＭＦ 、ＳＭＸＬ−Ｒ 、ＳＭＸＬ、ＳＭＸ およびＳＭＶ 型がある。
【００８６】
他の具体例では、反応物を混合するため、マイクロリアクターを用いる。マイクロリアクターおよびスタティックミキサーは、連続的な方法または半連続的な方法において鉄酸塩を調製するのに便利である。
【００８７】
混合機構は、蛇行路、混合装置またはアスピレーター（吸い上げポンプ）であってもよい。容器中のオキソンもしくはカロー酸または他の強い酸化剤を、スタティックミキサーに加える。ここで使用する用語「オキソン」は、ペルオキシモノ過硫酸カリウムまたはモノ過硫酸カリウムをさす。反応は即座に始まり、熱を発生させる。反応の温度は、冷却コイルまたは冷却ジャケットの使用を介して約−１０℃の温度に調節される。温度は、フィードフォワードフィードバック制御機構により制御される。水は、硫酸第二鉄酸塩、酸化剤および反応生成物を運ぶための輸送媒質として用いられる。水の体積は、鉄酸塩の生成収率を最大にする体積まで最小限に抑えられる。
【００８８】
乾燥ＫＯＨ をある量加えてもよい。それは、鉄酸塩の生産量を最大にするのに有効である。ＫＯＨ は、他のマイクロミキサーまたはスタティックミキサーに加えられる。ＫＯＨ は、主要な反応装置に加える。主要な反応装置に導入するに先立ち、ＫＯＨ は約−１０℃に冷却する。主要な反応装置もまたスタティックミキサーである。
【００８９】
過剰なＫＯＨ は、Ｆｅ（ＩＩＩ ）の鉄酸塩への変換を抑制する。スタティックミキサーを使用すれば、すべての反応物の反応に有効な表面積が最大になる。スタティックミキサーまたはマイクロミキサーを使用すれば反応プロセスの速度が上がると考えられる。
【００９０】
カロー酸の使用が好ましいのは、それが鉄酸塩の安定化を助けるからである。というのも、カロー酸からの硫酸が、鉄酸塩の「緩衝剤」として働くからである。しかし、明らかなように、スタティックミキサーが処理すべき水または廃水に近接していれば、硫酸による安定化は任意であり、また、Ｆｅ（０ ）酸化が、他の酸化剤、たとえば塩素または過酸化物により起こり得る。
【００９１】
反応装置における温度は、反応装置内約４０℃に維持することが好ましいが、２０℃のように低くともよく、６０℃のように高くともよい。生成物が反応装置から取り出されるにつれ、生成物の流れにおける温度は、徐々に室温に上がっていく。
【００９２】
スタティックミキサーを使用することにより、水処理の方法が可能になり、該方法は、鉄成分を酸化剤と衝突させることと、反応をＫＯＨ で停止させることと、水または廃水または汚泥の流れの中に鉄酸塩を注入することとを含む。スタティックミキサーを用いることにより、水および廃水処理設備のオペレーターが複雑な化学反応を実行することが可能になる。鉄種の微粒化および非常に速い混合によって、従来あった温度制御の心配がほとんどなくなる。
【００９３】
他の一具体例において、鉄酸塩は、連続的プロセスで、強アルカリ溶液中で鉄（ＩＩＩ ）の次亜塩素酸塩酸化により製造され、そして、飽和ＫＯＨ の添加により沈殿させられる。鉄酸塩合成に用いる次亜塩素酸塩は、次式による冷カセイソーダ溶液中での塩素の不均化により形成される。
【００９４】
Ｃｌ２ ＋ＯＨ− →Ｃｌ− ＋ＯＣｌ − ＋Ｈ ＋
鉄酸塩イオンは、硝酸第二鉄のような材料を次亜塩素酸塩溶液に添加して、下記のように生成させてもよい。
【００９５】
１０ＯＨ− ＋３ＯＣｌ− ＋２Ｆｅ →２Ｋ２ＦｅＯ４ ＋３Ｃｌ − ＋５Ｈ２Ｏ
鉄酸塩の合成は、２０℃と４０℃の間に設定された冷水ジャケット付き反応装置にＫＯＨ 溶液を加えることにより始める。ガスまたは液体の塩素を、液体の反応混合物に吹き込み、固体の鉄塩または酸化物を加える。反応装置内の大気圧を維持する。反応物Ｃｌ２ 、ＫＯＨ 、Ｆｅ（ＩＩＩ ）のモル比の範囲は、１ ．５ 〜３０：１０〜６０：１ である。この比が小さくなると生成物の収率が下がる一方、この比が大きくなると、反応装置に戻す循環の流れを大きくする必要があるか、未使用のＫＯＨ が残るか、あるいは鉄酸塩の分解が加速される。
【００９６】
反応装置における鉄酸塩の平均滞留時間は、１８０ 分である。滞留時間が３０分より長くなると、顕著な鉄酸塩の分解につながる。反応装置を出て行く生成混合物は、一般に、２ 〜６ 重量％の鉄酸塩カリウムである。
【００９７】
反応混合物は、固体のＫ２ＦｅＯ４、ＫＣｌ 、およびＦｅ（ＯＨ）３ 、ならびにＫＯＨ 水、ＫＯＣｌ水、ＫＣｌ 水、および少量のＫ２ＦｅＯ４水を含む。この混合物中のＫＯＨ 濃度を３５〜４５重量％に上げて、さらに溶液から鉄酸塩を沈殿させる。このプロセス中、固体の鉄酸塩カリウムの収率を最大にするため、温度を５ 〜２０℃に下げる。粗固体生成物は、最後のＫＯＨ 添加から５ 分以内に遠心分離を行なうことにより、分離し、液体は、反応装置に戻して再利用する。
【００９８】
粗生成物には、ＫＣｌ およびＦｅ（ＯＨ）３ が不純物として含まれている。該鉄酸塩カリウムを、２０〜５０℃の１０〜２０重量％のＫＯＨ （水溶液）に選択的に溶解させることにより、生成物を精製する。ＫＣｌ およびＦｅ（ＯＨ）３ は、この媒質に不溶性であり、遠心分離によって除去される。この固体を分離、再処理して、鉄酸塩製造の出発物質として用いてもよい。
【００９９】
鉄酸塩イオンは、濃ＫＯＨ 溶液（４０〜５５重量％）または固体ＫＯＨ の添加により、再沈殿させてもよい。得られる混合物が３０％であるとき、溶液を−２０℃〜０ ℃に冷却すれば、Ｋ２ＦｅＯ４の結晶が沈殿する。先の分離工程と同様に、固体を遠心分離により採集する。分離したＫＯＨ 溶液は、鉄酸塩反応装置に循環してもよい。
【０１００】
製造された鉄酸塩カリウムは、タンクにおいて、いくらか取り込まれたＫＯＨ または水を除去するため、無水ＤＭＳＯで洗浄してもよい。ＤＭＳＯは、フラッシュ蒸発により回収する。次いで、固体をメタノール洗浄タンクに移し、さらなる精製を行なう。固体は、最終的に遠心分離により採集する。メタノールは蒸留によって回収する。
【０１０１】
他の具体例において、上述した反応物は、２０℃の温度に冷却した反応装置に加える。約１８０ 分の後、反応生成物を、ＫＯＨ で処理して、存在する鉄酸塩沈殿物を可溶化し、そして、混合物全体を、処理のための水、廃水あるいは汚泥に移す。一具体例に関し、反応装置からの流出液は、未反応の硫酸第二鉄、未反応のオキソン、硫酸カリウム、ＫＯＨ および約２０％の溶解した鉄酸塩を含む。生成物の流れが未処理の水と混合されているとき、ＫＯＨ および第二鉄イオン類が存在すると、水による分解速度が遅くなる。
【０１０２】
必要であれば、鉄酸塩を含む混合物を洗練してもよい。
【０１０３】
他の一具体例では、塩素ガスの代わりに次亜塩素酸塩を用いる。ＮａＣｌを反応混合物に導入することにより、Ｎａ２ＦｅＯ４ を沈殿させれば、ＫＯＨ リーチング工程や余分な装置の必要がなくなる。
【０１０４】
他の一具体例において、鉄酸塩は、流動床反応において固体として生成される。流動床は、ＦｅＣｌ２ 、Ｆｅ（ＳＯ４ ）２ 、Ｆｅ（ＮＯ３ ）３ およびβ−酸化第二鉄一水和物の一種または二種以上、酸素ガスおよび塩素ガスを含む。反応は、たとえば、２０℃の低温で起こる。鉄酸塩の結晶を生成させる。
【０１０５】
他の一具体例において、鉄酸塩は、アルカリ過酸化物、たとえば過酸化ナトリウム、過酸化カリウムまたは超酸化カリウムを、赤鉄鉱と直接反応させることにより、生成させ、鉄酸塩カリウムまたは鉄酸塩ナトリウムを生成させる。この反応は、以下の化学反応により進むと考えられる。
【０１０６】
2004504245.tif 000003
この合成法について反応温度は、約１２時間で約４００ 〜６００ ℃である。この化学反応は、固体−固体接触でも、液体−固体接触でも、気体／固体接触でも起こると考えられる。液体は融解塩である。気体はＫ２Ｏ２蒸気のような物質である。
【０１０７】
反応物は、乾燥した、細かい粒子サイズ（粒径）で、よく混合されたものとすべきである。混合は、空気との接触を避けるべきである。水蒸気およびＣＯ２ が過酸化物と反応するからである。ＴＧＡ 反応温度に加熱する前に、ＴＧＡ において、乾燥窒素中、反応物を１２０ 〜１５０ ℃に保持して、吸着した水を完全に除去すべきである。
【０１０８】
溶解した過酸化物／超酸化物が赤鉄鉱と反応するとき、鉄酸塩が生成し、塩溶液に溶解される。冷却すると、溶解した鉄酸塩イオンは、Ｋ２ＦｅＯ４の結晶として塩から沈殿する。高温経路によりＫ２ＦｅＯ４が生成するが、収率は高くなく、塩混合物からＫ２ＦｅＯ４を分離する処理工程が続いて必要である。一具体例において、塩混合物は、分離することなく、混合物全体を、水または廃水の処理に使用する。その一つの利点は、単一の高温反応装置による単純なプロセスは、低い製造コストにつながるということである。
【０１０９】
他に二工程の方法もある。過酸化物／超酸化物の安価な供給源を、第一の反応装置において処理し、過酸化物／超酸化物種を含むガス流を生成させる。そのガス流を、赤鉄鉱を収容する第二の反応装置に送り、そこで、直接反応を行ない鉄酸塩を生成させる。反応装置Ａ およびＢ の温度は、それぞれの工程を最適化するため、別々に設定する。このプロセスにおいて、第一反応装置の温度は約１０００℃であり、第二反応装置の温度は４００ 〜５００ ℃である。過酸化物反応は、上述した鉄とカロー酸の反応のように、スタティックミキサーにおいて行なってもよい。
【０１１０】
記載したように、酸化剤には、オキソン、カロー酸、過酸化物／超酸化物、塩素および次亜塩素酸塩があるが、明らかなように、他の酸化剤も使用に適し得る。そのような酸化剤のいくつかは、ロサンナ（Ｌｏｓａｎｎａ ）によるＧｒａｚｚｉｎｏ　Ｉｔａｌｉａｎｏの鉄酸塩酸化剤に関する項に記載されている。本発明の鉄酸塩プロセスの具体例として、反応温度を下げるため、酵素を使用できることも考えられる。
【０１１１】
（ＩＩＩ ．鉄酸塩を現場で生成させるための装置）
（Ａ ．溶液相製造装置）
他の局面において、本発明は、使用場所に送るため鉄酸塩を連続的に合成するための装置に関し、該装置は、第一の保持チャンバーと、第二の保持チャンバーと、該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーに制御可能に接続される混合チャンバー（そこに、該第一の保持チャンバーの内容物および該第二の保持チャンバーの内容物が加えられ、第一の混合物が調製される）と、該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバー（該反応チャンバーは、該第一の混合物を受け入れ、かつ該第一の混合物をある時間、保持するようになっている）と、該反応チャンバーにおける鉄酸塩混合物と、該反応チャンバーの出力開口（そこを通って、該鉄酸塩混合物を、該反応チャンバーに近接する使用場所に移動させるようになっている）とを含む。
【０１１２】
いくつかの具体例において、混合チャンバーは、機械的攪拌装置をさらに含む。
【０１１３】
他の具体例において、混合チャンバーは、そこを通りぬける混合物を混合するような構造にされたチューブを含む。
【０１１４】
本発明の所定の具体例は、混合チャンバーが温度制御装置をさらに含む装置に関する。温度制御装置は、混合チャンバーの周りにジャケットを有することができ、それにより、該ジャケットに冷却または加熱した流体を通し、管内空間の温度を所定のレベルに維持する。
【０１１５】
本発明の他の具体例は、ポンプをさらに含み、該ポンプは、第一および第二の保持チャンバーの下流にあり、かつ混合チャンバーの上流にある。該ポンプは、混合チャンバーへの材料の流れを制御する。
【０１１６】
本発明の他の具体例は、混合チャンバーの下流にあり、かつ反応チャンバーの上流にあるポンプをさらに含む。このポンプは、混合チャンバーを出て反応チャンバーに入る材料の流れを制御する。
【０１１７】
本発明のいくつかの具体例において、反応チャンバーは、混合チャンバーと出力開口との間に位置するチューブを含む。
【０１１８】
他の局面において、本発明は、鉄酸塩を連続的に合成するためのシステムに関し、該システムは、鉄塩を収容する第一の保持チャンバーと、酸化剤を収容する第二の保持チャンバーと、該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーに制御可能に接続される混合チャンバー（そこに、該鉄塩および該酸化剤が制御可能に加えられ、混合物が調製される）と、該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバー（そこに、該混合物が、ある時間、保持され、かつそこにおいて、鉄酸塩が合成される）と、該反応チャンバーの出力開口（そこを通って該鉄酸塩を近接する使用場所に移動させることができる）とを含む。
【０１１９】
いくつかの具体例では、記載したように、塩基を混合物に加える。鉄塩、酸化剤、混合チャンバー、および反応チャンバーは、記載したとおりである。
【０１２０】
所定の具体例において、本発明の装置はポンプをさらに含み、該ポンプは、第一および第二の保持チャンバーの下流にあり、かつ混合チャンバーの上流にある。他の具体例において装置は、混合チャンバーの下流にあり、かつ反応チャンバーの上流にあるポンプをさらに含む。
【０１２１】
図１ は、溶液状態で製造する装置の具体例を示す。図は、二つの保持チャンバー１０１ を示している。本発明の他の具体例は、最初に添加される成分の数に応じて、さらなる保持チャンバーを有してもよい。本発明のある具体例は、保持チャンバー１０１ を一つだけ有してもよい。保持チャンバーは、混合チャンバー１０３ に接続される。ある具体例では、保持チャンバー１０１ と混合チャンバー１０３ との間で、材料の流れを制御することができる。その流れは、各保持チャンバー１０１ の後にポンプまたはバルブ（１０７ ）を設けるか、または、混合チャンバー１０３ の前にポンプまたはバルブ（１０９ ）を設けることのいずれかにより、あるいは、その組合わせにより、制御される。所定の具体例では、保持チャンバー１０１ と混合チャンバー１０３ との間にポンプまたはバルブは存在しない。
【０１２２】
混合チャンバー１０３ は反応チャンバー１０５ に接続される。ある具体例において、混合チャンバー１０３ と反応チャンバー１０５ との間で材料の流れを制御することができる。その流れは、混合チャンバー１０３ の後にポンプまたはバルブ（１１１ ）を設けることにより制御することができる。所定の具体例では、混合チャンバー１０３ と反応チャンバー１０５ との間にポンプまたはバルブは存在しない。
【０１２３】
反応チャンバー１０５ は、出力開口１１５ につながっており、そこを通って反応の生成物は使用場所に移される。反応チャンバー１０５ から出力開口１１５ への流れを制御してもよい。そのような制御は、ポンプまたはバルブ（１１３ ）を用いることにより行なうことができる。所定の具体例では、反応チャンバー１０５ と出力開口１１５ との間にポンプまたはバルブは存在しない。
【０１２４】
図１Ａに示すように、所定の具体例において、複数の保持チャンバー１０１ は、一本のパイプを介して混合チャンバー１０３ につながる。すなわち、混合チャンバー１０３ の前にＴ 接合（Ｔ 分岐）がある。一方、図１Ｂに示すように、他の具体例において、各保持チャンバー１０１ は別々に混合チャンバー１０３ につながっている。
【０１２５】
ある具体例において、本発明の装置はまた、温度制御ユニットを特徴とする。該温度制御ユニットは、保持チャンバー１０１ の温度、混合チャンバー１０３ の温度、反応チャンバー１０５ の温度、またはそれらの組合わせの温度、あるいは、装置全体の温度を制御する。それらコンポーネントは、反応条件および意図する特定の用途の要求に応じて、室温、室温より高い温度、または室温より低い温度に保持することができる。ある具体例において、装置の異なる部分は、異なる温度に保持され、そのため、一つより多い温度制御ユニットが装置に必要である。
【０１２６】
所定の具体例において、混合チャンバー１０３ は単に、保持チャンバー１０１ と反応チャンバー１０５ とをつなぐパイプまたはホースであってもよい。ある他の具体例において、反応チャンバー１０５ は単に、混合チャンバー１０３ と出力開口１１５ とをつなぐパイプまたはホースであってもよい。したがって、本発明の一具体例において、装置全体は、保持チャンバー１０１ と出力開口１１５ とをつないでいるパイプまたはホースで構成することができる。
【０１２７】
（Ｂ ．固体状態の製造装置）
他の局面において、本発明は、鉄酸塩を連続的に合成するための装置に関し、該装置は、保持チャンバーと、該保持チャンバーに制御可能に接続され、該保持チャンバーの内容物の少なくとも一部をそこに移すための移動装置と、該移動装置の少なくとも一部がそこを通って動く加熱チャンバーと、該加熱チャンバーの出力開口（そこを通って、該移動装置上の内容物を、該加熱チャンバーに近接する使用場所に移動させるようになっている）とを含む。
【０１２８】
所定の具体例において、移動装置はコンベヤベルトを含む。ベルトは、室温より高い温度に耐えられる材料からなる。そのような材料には、ゴム、鋼、アルミニウム、ガラス、磁器等があるが、それらに限定されるものではない。
【０１２９】
本発明のある具体例に係る装置は、保持チャンバーと移動装置との間にミキサーをさらに含む。
【０１３０】
他の具体例において、加熱チャンバーは、温度制御装置をさらに含む。
【０１３１】
本発明の他の具体例に係る装置は、加熱チャンバーの出力開口の後に、貯蔵チャンバーをさらに含む。したがって、加熱の後、コンベヤベルトにより、加熱した混合物をこの貯蔵チャンバーにあずけてもよい。
【０１３２】
本発明の装置の一具体例を図２ に示す。出発物質は、保持チャンバー２０１ に加えられる。本発明のある具体例は、保持チャンバー２０１ を一つだけ有する一方、他の具体例は、二つまたはそれより多い保持チャンバー２０１ を有する。次いで、複数の出発物質は合わされ、ベルト２０３ に加えられる。ベルト２０３ は、加熱チャンバー２０５ を通って出発物質を運ぶ。複数の出発物質は、ベルト２０３ 上に載せる前に合わせてもよいし、それらをベルト２０３ に別々に置いた後、ベルト２０３ 上で混合してもよい。
【０１３３】
図２ に示す具体例では、複数の保持チャンバーが、その内容物を一本のパイプに移し、そのパイプが、次に、出発物質を開口２１１ を介してベルト２０３ 上に移している。一方、他の具体例では、各保持チャンバーが別々にその内容物をベルト２０３ 上に移してもよい。
【０１３４】
ある具体例において、材料の流れを、保持チャンバー２０１ とベルト２０３ との間で制御してもよい。その流れは、各保持チャンバー２０１ の後にポンプまたはバルブ（２０７ ）を設けるか、開口２１１ の前にポンプまたはバルブ（２０９ ）を設けるかのいずれか、あるいはそれらの組合わせにより、制御される。所定の具体例では、保持チャンバー２０１ と開口２１１ との間にポンプまたはバルブは存在しない。
【０１３５】
所定の具体例において、出発物質はベルト２０３ に直接加えられる。一方、他の具体例において、出発物質は、ベルト上に置かれた複数の容器に加えられる。容器がベルト上に置かれる前に出発物質を容器に加えてもよいし、出発物質を加える前に容器がベルト上に置かれていてもよい。
【０１３６】
加熱チャンバー２０５ は、温度を室温の範囲内、室温まで、あるいは室温を超えて加熱できる加熱ユニットを含む。当該技術において種々の加熱ユニットが知られている。図２ において、加熱チャンバー２０５ は円筒として描かれているが、当業者に明らかなように、加熱チャンバーは、任意の形、たとえば、立方体、球体等とすることができる。加熱ユニット２０５ はまた、温度制御ユニットを有してもよい。
【０１３７】
加熱ユニットを通って移動するベルトの速度、加熱ユニットの長さ、および加熱ユニットの温度は、鉄酸塩の必要な収率を確実に達成するため、オペレータによって制御することができる。したがって、本発明の装置は、加熱ユニットの出口端（２１３ ）に、混合物における鉄酸塩の収量を測定できる品質管理装置を有してもよい。品質管理装置は、化学センサー、光化学センサー、分光光度計等とすることができる。品質管理装置をコンピュータに接続してもよく、コンピュータは、加熱ユニットを通るベルトの速度および／または加熱ユニットの温度を制御することができる。したがって、鉄酸塩の収量が低すぎる場合、装置は自動的にベルトの速度を落とすことができ、かつ／または、加熱ユニットの温度を自動的に上げることができる。同様に、鉄酸塩の収量が高すぎる場合、装置は、自動的にベルトの速度を上げることができ、かつ／または加熱ユニットの温度を自動的に下げることができる。他の具体例では、品質管理装置は、装置のオペレータに信号を出し、それにより、オペレータはマニュアルでベルトの速度および／または加熱ユニットの温度を調節することができる。
【０１３８】
加熱ユニット２１３ の出口端において、鉄酸塩はベルト２０３ から取り出され、使用場所に送られる。ある具体例において、鉄酸塩は単にベルト２０３ から落ちて受入れチャンバー２１７ に入り、そこから、開口２１５ を介して使用場所に送ることができる。他の具体例において、鉄酸塩が容器内にある場合、該容器はベルトから取り出され、その内容物はマニュアルまたは自動のいずれかで受入れチャンバーに移される。
【０１３９】
ベルト２０３ から鉄酸塩を取り出した後、ベルト２０３ は輪を描いて動き、さらなる鉄酸塩を受入れ、プロセスを繰り返す。
【０１４０】
（Ｃ ．電気化学製造装置）
他の局面において、本発明は鉄酸塩を連続的に合成するための装置に関し、該装置は、少なくとも二つの電極および鉄塩の溶液を含む混合チャンバー（そこにおいて、該電極は、鉄塩の溶液を鉄酸塩の溶液に変換するため十分な電流を与える）と、該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバー（そこに、鉄酸塩の溶液が、ある時間、保持される）と、該反応チャンバーの出力開口（そこを通って、該混合物を、該反応チャンバーに近接する使用場所に移動させるようになっている）とを含む。
【０１４１】
ある具体例において、混合チャンバーは、機械的攪拌装置をさらに含む。
【０１４２】
他の具体例において、混合チャンバーは、そこを通りぬける混合物を混合するような構造にされたチューブを含む。
【０１４３】
他の具体例において、混合チャンバーは、温度制御装置をさらに含む。
【０１４４】
本発明の他の具体例は、混合チャンバーの下流にあり、かつ反応チャンバーの上流にあるポンプをさらに含む。このポンプは、混合チャンバーから出て反応チャンバーに入る材料の流れを制御する。
【０１４５】
本発明のある具体例において、反応チャンバーは、混合チャンバーと出力開口との間に位置するチューブを含む。
【０１４６】
本発明の装置の一具体例を図３ に示す。図は、保持チャンバー３０１ を示している。本発明の他の具体例は、最初に添加する成分の数に応じてさらなる保持チャンバーを有してもよい。本発明のある具体例は、二つまたはそれより多い保持チャンバー３０１ を有し得る。保持チャンバーは、反応チャンバー３０３ につながれている。ある具体例において、材料の流れを、保持チャンバー３０１ と反応チャンバー３０３ との間で、保持チャンバー３０１ の後にポンプまたはバルブ（３０７ ）を設けることにより、制御することができる。保持チャンバー３０１ が一つより多い場合、この流れは、各保持チャンバー３０１ の後にポンプまたはバルブ（３０７ ）を設けるか、反応チャンバー３０３ の前にポンプまたはバルブを設けることのいずれかにより、あるいは、それらの組合わせにより、制御することができる。所定の具体例では、保持チャンバー３０１ と反応チャンバー３０３ との間に、ポンプまたはバルブは存在しない。
【０１４７】
反応チャンバー３０３ は、少なくとも二つの電極３２１ を含む。これらの電極は、配線３１９ を介して電源３１７ に接続される。電源３１７ は、交流電源でも直流電源でもよい。電極３２１ および電源３１７ から発生する電力は、＋４ より小さい任意の酸化状態にある鉄を電気化学的に酸化して鉄酸塩に変えることができるようなものである。ある具体例において、複数の電極の一つは鉄電極であり、それは、電極と、鉄酸塩生成のための鉄源の両方の役割を果たす。電極が鉄電極である場合、保持チャンバー３０１ を装置に設けてもよいし、設けなくともよい。「鉄電極」は、鉄を含む任意の導電性材料を含む。
【０１４８】
反応チャンバー３０３ は、出力開口３１５ につながる。出力開口３１５ を通って反応生成物は使用場所に移される。反応チャンバー３０３ から出力開口３１５ への流れを制御してもよい。そのような制御は、ポンプまたはバルブ（３１３ ）を用いることにより行なうことができる。所定の具体例では、反応チャンバー３０３ と出力開口３１５ との間にポンプまたはバルブは存在しない。
【０１４９】
所定の具体例では、第二の保持チャンバー３０５ が、反応チャンバー３０３ と出力開口３１５ との間にある。第二の保持チャンバーは、生成した鉄酸塩をその生成時間から使用時間まで貯蔵する場所として働くことができる。反応チャンバー３０３ と第二の保持チャンバー３０５ との間の流れは、ポンプまたはバルブ（３１１ ）の使用によって制御することができる。
【０１５０】
ある具体例において、本発明の装置はまた、温度制御ユニットを特徴とする。温度制御ユニットは、保持チャンバー３０１ の温度、反応チャンバー３０３ の温度、第二の保持チャンバー３０５ の温度、またはそれらの組合わせの温度、または装置全体の温度を制御する。これらコンポーネントは、反応条件および意図する特定の用途の要求に応じて、室温、室温より高い温度、または室温より低い温度に保持することができる。
【０１５１】
（ＩＶ．鉄酸塩の精製／分離）
本発明の方法により製造される鉄酸塩は、実質的な精製を行なうことなく、使用してもよい。「実質的な精製」は、溶液中の鉄酸塩の純度を９９％より高くする精製工程を意味する。すなわち、実質的に純粋な鉄酸塩溶液は、溶質の９９％以上が鉄酸塩とその対イオンからなる溶液である。
【０１５２】
しかし、本発明の方法により生成される鉄酸塩溶液は、いくらか精製されてもよく、あるいは分離工程を経てもよい。たとえば、鉄酸塩溶液を濾過して、未溶解の固体を除去することができる。濾過は、物理的濾過とすることができ、そこでは、大きすぎてフィルター孔を通らない粒子が除去される。濾過は表面濾過であってもよく、そこにおいて、粒子は、フィルター粒の表面に捕捉される。あるいは、濾過は、一種または二種以上の濾過方法の組合わせであってもよい。
【０１５３】
鉄酸塩は、イオン交換法による精製を用いて精製してもよい。このプロセスにおいて、鉄酸塩イオンは、可逆的に固体状態の材料に結合し、そのカラムから不要な不純物を取り除き、次いで、鉄酸塩をカラムから放出させる。イオン交換カラムの固体物質には、現在使用されている任意の固体物質、あるいはこの目的のためこれからデザインする任意の固体物質を使用することができ、たとえば、粘土類、ゼオライト類、亜燐酸塩類、チタン酸塩類、ヘテロポリ酸塩類、積層した複水酸化物、無機樹脂類、有機樹脂類、およびゲル型交換体（たとえば、いくつかのメッシュサイズの細ビーズ）、ならびにカーボンベースの無機交換体があるが、これらに限定されるものではない。さらに、無機物を有機樹脂中に組み込んで、鉄酸塩精製用複合交換体を形成することができる。
【０１５４】
鉄酸塩精製用の膜を、有機ポリマー材料のような材料から作ってもよい。この膜材料は、セルロースまたはポリアミド（たとえば、完全芳香性ポリアミドＴＦＣ 膜）とすることができる。他の膜には、限定することなく、たとえば、精密濾過膜、限外濾過膜、および無機ナノ濾過膜がある。これらの膜は、一般にガラス、セラミックス、または炭素からなる。
【０１５５】
鉄酸塩は、直流電界法において精製してもよく、そこにおいて、直流電界が一対の電極に対して印加される。液相中、鉄酸塩イオンは電界作用によって必要な場所に移動し、そこで使用のためポンプで汲み出される。電界の作用による鉄酸塩の輸送は、エレクトロマイグレーション、電気浸透、または電気泳動とすることができる。
【０１５６】
本発明の方法により生成される鉄酸塩溶液は、沈降分離タンクに、ある時間、貯蔵してもよく、そして、上清をデカンテーションするか、ポンプで汲み出してもよい。鉄酸塩溶液はまた、遠心機を通してもよく、そこにおいて、溶液を回転にかけ、それにより溶液中のより重い粒子を底に沈め、精製された鉄酸塩を含む上清をさらなる使用のため取り出す。
【０１５７】
他の具体例において、本発明の方法により生成された鉄酸塩は、将来の使用のため、膜中に封入してもよい。そのような膜は、モレキュラーシーブ、粘土、磁器、または他の多孔性材料で、鉄酸塩による酸化の影響を受けないものとすることができる。次いで、鉄酸塩を使用するため、膜の少なくとも一部を、処理すべき水性のまたはガスの混合物に接触させる。
【０１５８】
膜は、若干、水溶性であってもよく、それにより、膜を部分的に溶解させ、より多くの鉄酸塩を処理すべき水性混合物にさらすことができる。この具体例において、使用する鉄酸塩は徐放性の形態にしてもよく、放出時間は、膜の複数層の溶解度によって決められる。
【０１５９】
ここに開示する装置類は、ここに開示する精製方法と整合して鉄酸塩を精製する精製コンポーネントをさらに特徴としてもよい。
【０１６０】
（Ｖ ．鉄酸塩の使用）
他の局面において、本発明は、使用場所において、一つまたは二つ以上の不純物を有する水性混合物を処理する方法に関し、該方法は、該使用場所に近接して位置する反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、該鉄酸塩を該使用場所において該水性混合物と接触させ、それにより、該不純物の少なくとも一部を酸化することとを含む。
【０１６１】
ある具体例において、不純物は、生物学的不純物、有機不純物、無機不純物、硫黄含有不純物、窒素含有不純物、金属不純物、および放射性不純物、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる。ここに記載するように、他の不純物もある。
【０１６２】
「不純物」は、溶液または系の任意の成分であって、該溶液または系においてその存在が、該溶液または系の使用目的に沿わないものである。生物学的不純物は、生物が起源のものである。したがって、任意の細胞類、細菌類、ウイルス類、組織類等、あるいはそれらの成分は、植物由来であろうと動物由来であろうと、生物学的不純物であるとみなされる。有機不純物は、少なくとも一つの炭素原子を含む化合物である。無機不純物は、炭素原子を含まない化合物である。硫黄含有不純物は、少なくとも一つの硫黄原子を含むものである。窒素含有不純物は、少なくとも一つの窒素原子を含むものである。金属不純物は、主族金属、遷移金属、あるいはｆ −ブロック金属を問わず、少なくとも一つの金属原子を含むものである。放射性不純物は、α、β、またはγ粒子の放出によるものを問わず、放射性壊変をうけたものである。当業者に明らかなように、特定の不純物は、上述した範疇の複数のものに該当し得る。たとえば、水中のＥＤＴＡカルシウム不純物は、有機不純物であり、窒素含有不純物であり、しかも金属含有不純物である。
【０１６３】
該処理方法において使用するための鉄酸塩は、上述した方法の一つ、すなわち、化学的製造、固体状態製造、または電気化学的製造により製造される。
【０１６４】
上記方法により製造される鉄酸塩は、処理すべき水性混合物に接触させられる。ある具体例において、この接触工程は、水性混合物の流れに鉄酸塩を添加することを含む。他の具体例において、接触工程は、貯留した水性混合物（水性混合物のプール）に鉄酸塩を接触させることを含む。さらに他の具体例において、接触工程は、鉄酸塩を収容する静止した容器に水性混合物の流れを接触させることを含む。
【０１６５】
概して、本発明の方法により製造された鉄酸塩は、公知の任意のプロセスについて、公知の任意の目的のため、使用することができる。特に、本発明の方法により製造された鉄酸塩は、酸化剤、凝集剤、および／または凝固剤として有用である。特に、本発明の方法により製造された鉄酸塩の可能性のある用途には、次に示すものがある。工業電解浴の脱色、一酸化炭素および水素から還元炭化水素類を製造するフィッシャー−トロプシュ法のための触媒の製造、ヘミセルロースの精製、アルケン、アルキル側鎖、有機硫黄化合物、チオール、スルフィン酸、有機窒素化合物、カルボン酸、ハロゲン化物、アルコールおよびアルデヒドの選択的酸化ならびに酸化的結合における選択的酸化、水、廃水および下水の処理に対する一般的な酸化剤として、殺生剤または殺ウイルス剤としての消毒、ホスホリラーゼ不活性化剤、さび止め塗料の添加物、煙道ガスの脱硝、電池用電極、廃水からのシアン化物およびチオシアネートの無毒化、酸素消費量の測定、ＨＮＣ および発ガン性分子を除去するタバコフィルター、有害廃棄物および他の廃溶液たとえばバルプ工業からの廃液のための酸化剤、低圧ガス流からの硫化水素の除去における汚染防止、有害な副産物を生成させることなく廃水および飲料水から突然変異誘発性および発ガン性を有する汚染物質たとえばナフタレン、ニトロベンゼン、ジクロロベンゼンおよびトリクロロエチレンを除去すること、構造硬化剤としてのセメントへの添加物、大腸菌、サルモネラ菌、赤痢菌、および他の糞便性大腸菌群細菌を細菌細胞除去工程として不活性化する消毒剤、連鎖球菌属およびブドウ球菌属の除去、電力設備および船上冷却システムのような場所に微生物によって形成される粘質膜を除去するための非腐食性酸化剤による生物付着物防止、酸化凝固プロセスにおける飲料水中の細菌、重金属および無機質の除去、　「ノックス（Ｋｎｏｘ）」法における酸性ガスからの硫化水素の除去、小麦わらからグルコースおよびエタノールを製造する農業残査の脱リグニン、ポリマー結合剤の含量が高い可とう性プラスチックのための鉄酸塩バリウムおよびストロンチウムからなる磁性充てん剤、他の酸化剤たとえばクロム（ＶＩ）およびＫＭｎＯ４ のための担体（支持体）、焼結炉排ガスの脱窒、亜鉛プラントに供給する溶液からの不純物除去、シアン化物およびチオシアネートを含む廃水の汚染除去、フェノール、亜硫酸塩およびチオ硫酸の酸化的分解、石炭の燃焼において蒸気ガス化工程における不純物を除去するための触媒として、といし車の成分、蒸着膜に対する液状エッチング剤、および強磁性が必要な電子製品に使用するためのセラミックに封入した鉄酸塩希土類金属塩。これらおよび他の用途は、デイニンジャー（Ｄｅｉｎｉｎｇｅｒ ）米国特許第５２０２１０８ 号、第５２１７５８４ 号および第５３７０８５７ 号に述べられている。
【０１６６】
鉄酸塩のさらなる用途を以下に示す。
【０１６７】
（Ａ ．廃水処理）
上述したように、安全、安価かつ「環境に優しい」酸化剤の開発が、特に水および廃水の処理の用途に望まれている。有害な有機化合物および無機化合物を含む工業排水および都市排水の処理は、重要な研究対象である。これまで汚染物質除去方法としていくつか存在し、吸着、凝固、生物分解、化学分解、および光分解が含まれる。化学分解が、しばしば最も経済的に有利であるとともに、水処理にとって最も容易な方法であるが、通常、塩素、次亜塩素酸塩またはオゾンを用いる。有効ではあるが、それらの酸化剤は、有害な副作用をしばしば有する。塩素およびオゾンは、有毒であり、かつ腐食性の高いガスである。
【０１６８】
次亜塩素酸塩は、通常、固体としてまたは水溶液で供給されるが、塩素ガスを使用して生成され、また、加熱したり化学的に誤った処理をするとすぐに分解して塩素に戻る。また、次亜塩素酸塩ＯＣｌ − は、小規模な水処理用の塩素源として使用されるが、高価である。
【０１６９】
さらに、塩素または次亜塩素酸塩の取り扱いは、その高い毒性のため、作業者に危険をもたらす可能性を有する。塩素および塩素含有酸化剤の大きな欠点は、過剰な塩素によって、塩素化された酸化生成物（たとえばクロラミン、塩素化芳香族化合物、塩素化アミンまたは塩素化炭化水素）が生じ得、その多くが、潜在的に突然変異誘発性または発ガン性であり、しかも、もとの混入物質よりも毒性でありかつ／または除去がより困難であるということである。これらの化合物は公衆の健康を害するおそれがあるため、塩素の使用から開放されることが望ましい。
【０１７０】
本発明の方法により製造される鉄酸塩は、廃水、下水、または汚泥の処理に使用することができる。当該技術において、鉄酸塩が有機化合物または無機化合物および生物学的材料たとえば細胞、細菌、ウイルス等と反応することは、よく知られている。この反応において、基質は、酸化され、生物学的に不活性な生成物になる。鉄酸塩分子自身は、Ｆｅ（ＩＩＩ ）に還元され、Ｆｅ（ＯＨ）３ または他のＦｅ（ＩＩＩ ）塩として溶液から沈殿する。この鉄含有塩は、容易にろ別することができ、無害な副産物を含む鉄フリーの水が残る。
【０１７１】
大腸菌、サルモネラ菌および赤痢菌は、すべて腸内細菌のメンバーである。これらの細菌および他の当業者に知られた細菌は、同様の生理特性を有しており、たとえば、桿状のグラム陰性通性嫌気性微生物である。大腸菌は、水系の糞便汚染の指標として長きにわたり用いられてきたもので、この特定の微生物の殺菌に関して利用可能な大量の文献がある。鉄酸塩は、クリーンシステムにおける懸濁細菌培養物に対し、有効な殺生剤である。鉄酸塩は、かなりの低濃度でいくつかの知られた病原菌をすみやかに不活性化する能力を有する。
【０１７２】
鉄酸塩はまた、ウイルス、たとえばＦ２ウイルス、に対する有効な消毒剤である。鉄酸塩は、その抗ウイルス活性について研究されており、ウイルス類を不活性化するのに有効であることが見出されている（カザマ（Ｋａｚａｍａ），Ｗａｔ ．Ｓｃｉ ．Ｔｅｃｈ．３１（５ −６ ），１６５ −１６８ （１９９５））。鉄酸塩はまた、水および廃水の処理設備で使用するのに妥当な鉄酸塩濃度で、水系の濁りを凝固させ、大部分の腸内病原菌を不活性化する。
【０１７３】
鉄酸塩の殺生特性もまた、研究されている（Ｙ ．ヤマモト（Ｙ ．Ｙａｍａｍｏｔｏ）、水処理技術，Ｖｏｌ ．２４，ｐ ．９２９ （１９８３））。鉄酸塩の水処理剤としての利用にあたり重要な特性は、強い殺生剤として作用するその能力である。鉄酸塩は、河川の水処理および都市下水処理プロセスにおける消毒に使用されており、その使用による大腸菌群の除去は、ｐＨに依存する。鉄酸塩は、大腸菌およびスフェロチルス（ｓｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ）菌に有効であることが明らかになっている（Ｆ ．カザマ（Ｆ ．Ｋａｚａｍａ），Ｊ ．Ｆｅｒｍｅｎｔ ．Ｂｉｏｅｎｇ．，Ｖｏｌ ．６７，ｐ ．３６９ （１９８９））。鉄酸塩はまた、処理した下水および河川水から大腸菌群を除去するのに使用されている（Ｆ ．カザマ（Ｆ ．Ｋａｚａｍａ）およびＫ ．カトウ（Ｋ ．Ｋａｔｏ），はまなし大学工学部研究報告，Ｖｏｌ ．３５，ｐ ．１１７ （１９８４））。
【０１７４】
さらに、鉄酸塩を、水処理設備からの二次排水におけるアンモニアの酸化に用いることができる。この主要な酸化生成物は窒素であるが、いくつかの亜硝酸類も生成物中に存在する。これら両方の酸化生成物は環境に優しいものである。
【０１７５】
鉄酸塩の上記性質を、市水または工業水の処理設備に活用することができる。鉄酸塩製造装置を、水処理設備の近傍に設置することができる。都市下水ラインまたは工業排水ラインからの水を、新たに製造した鉄酸塩と現場で混合する。鉄酸塩製造装置は、排水中に存在する廃棄物すべてと反応するのに必要な多量または少量の鉄酸塩を製造することができる。
【０１７６】
鉄酸塩は有効な消毒剤であるため、飲料水の大規模な塩素処理の代わりに使用できる可能性がある。汚染が増すにしたがって、都市／工業排水レベルと同様、「少」量の飲料水について各人が安全に使うことのできる水精製剤が必要になる。そのような精製剤は、典型的には、消毒することができ、かつ懸濁した粒子物質、重金属（放射性同位元素を含む）およびある有機物を、凝集を介して除去することができ、それにより、酸化を介して溶解した有機汚染物質を少なくとも部分的に破壊でき、そして、最終工程として、それ自身を溶液から除去できるものである。これらの基準を満たす一工程精製剤の一つは、ＦｅＯ４２−、鉄酸塩である。このイオンは、これまでの二工程である塩素処理／硫酸第二鉄凝集法に、うまく対抗することができ、それにより、有毒なあるいは発ガン性のハロゲン化有機物の生成を回避する。
【０１７７】
鉄酸塩は、酸化剤−凝集剤の多目的な特性を有するため、化学会社および製薬会社により生じる廃棄物の処理にとって非常に魅力的である。これらの会社は、その製造過程で使用したまたは生じた汚水の浄化費用に毎年、何十億ドルも費やしている。これらの会社が出す廃棄物のほとんどすべてを、鉄酸塩により酸化して、相対的に無害な副生成物にすることができ、残った水は、都市下水システムに放流することができ、いかなる特別な配慮をすることなく処分することができる。したがって、有機不純物、無機不純物または生物学的不純物の混入した廃水を出すどのような会社も、その排水ラインの末端に鉄酸塩製造装置を設置することができる。
【０１７８】
都市下水システムには特に負荷がかかっている。下水システムには、ありとあらゆる廃棄物（そのほとんどが、有機物または生物学的物質である）によって過剰に負荷がかかっている。一旦、大きな物を濾別したら、下水設備は、その後に残る可溶性廃棄物を処理しなければならない。通常、廃水設備は、廃水を活性炭または有機化合物に親和性を有する他のフィルターで濾過するか、廃水を生物学的に処理する。これらのプロセスは、遅くしかも費用がかかる。流れこむ廃水に対してこれらの設備の応答処理が遅いので、豪雨になると、しばしば下水が氾濫する。沿岸の市町村では、未処理の生下水が海や湖の近くに溢れ出し、環境破壊を引き起こす。不要な廃棄物をすみやかに除去するのに酸化剤を容易に用いることができるが、現在市場で購入できる酸化剤は、値段がひどく高いか、ときおり廃棄物自身より環境に悪い副産物をもたらす。
【０１７９】
さらに、都市の下水道システムおよび処理設備ならびに工業廃水処理設備において、Ｈ２Ｓ を制御する新しい方法が渇望されている。廃水処理において現在ある主要な問題の一つは、硫化水素ガス、Ｈ２Ｓ との接触による設備構造物の深刻な腐食、あるいは空気接触後のその酸化生成物である。同様に重要なのは、短い時間でもＨ２Ｓ ガスに曝されれば健康を害するということである。そのような曝露は、下水管作業者の死亡原因の第一に挙げられている。Ｈ２Ｓ ガス放出の他の重要な問題は、嗅いだ者に不快感を与えるその悪臭である。
【０１８０】
鉄酸塩は、種々の廃水処理の用途に有用であることが知られている。鉄酸塩をいくつかの工業用途で使うために、特に多くの有機および無機基質について、鉄酸塩酸化および廃水処理へのその利用が研究されてきた（Ｊ ．Ｄ ．カー（Ｊ ．Ｄ ．Ｃａｒｒ），Ｐ ．Ｂ ．ケルター（Ｐ ．Ｂ ．Ｋｅｌｔｅｒ），Ａ ．タバタバイ（Ａ ．Ｔａｂａｔａｂａｉ ），Ｄ ．スピチャル（Ｄ ．Ｓｐｉｃｈａｌ ），Ｊ ．エリクソン（Ｊ ．Ｅｒｉｃｋｓｏｎ）およびＣ ．Ｗ ．マクローリン（Ｃ ．Ｗ ．ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎ），Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ　ｔｈｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｗａｔｅｒ Ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｉｍｐａｃｔ　Ｈｅａｌｔｈ　Ｅｆｆｅｃｔｓ ，ｐｐ．１２８５−８８（１９８５））。鉄酸塩の廃棄物処理への適用性には、その酸化能力だけでなく、その多目的特性、たとえば、凝集物形成、消毒特性、および広範な矯正能力も含まれる。
【０１８１】
鉄酸塩を用いた地下水の直接濾過が、パイロットプラントの規模で検討されている（Ｔ ．ウェイト（Ｔ ．Ｗａｉｔｅ ），Ｅｎｖｉｒｏｎ ．Ｓｃｉ ．Ｔｅｃｈｎｏｌ ．，Ｖｏｌ ．１７，ｐ ．１２３ （１９８３））。生物付着物の制御が研究されている（Ｒ ．Ｌ ．バートザット（Ｒ ．Ｌ ．Ｂａｒｔｚａｔｔ）およびＤ ．ナーゲル（Ｄ ．Ｎａｇｅｌ ），Ａｒｃｈ．Ｅｎｖ ．Ｈｅａｌｔｈ，１９９１，Ｖｏｌ ．４６（５ ），ｐｐ．３１３ −１４（１９９１））。鉄酸塩の凝集特性が、濁り除去に有用であることが明らかにされている（Ｓ ．Ｊ ．ド・ルカ（Ｓ ．Ｊ ．ｄｅ　Ｌｕｃａ），Ｃ ．Ｎ ．アイドル（Ｃ ．Ｎ ．Ｉｄｌｅ），Ａ ．Ｃ ．カオ（Ａ ．Ｃ ．Ｃｈａｏ），Ｗａｔ ．Ｓｃｉ ．Ｔｅｃｈ．３３（３ ），１１９ −１３０ （１９９６））。研究により、濃縮装置のモデルに１０−５Ｍ の鉄酸塩溶液を一日二回、５ 分間、与えたとき、生物膜の成長が抑制されることがわかっている（Ｔ ．ウェイト（Ｔ ．Ｗａｉｔｅ ），Ｍ ．ギルバート（Ｍ ．Ｇｉｌｂｅｒｔ ），およびＣ ．ヘア（Ｃ ．Ｈａｒｅ），Ｗａｔｅｒ Ｔｅｃｈ／Ｑｕａｌ．，ｐｐ．４９５ −４９７ （１９７６））。
【０１８２】
強い発ガン性物質であるニトロソアミンが水中において鉄酸塩により酸化的に分解されることが報告されている（Ｄ ．ウィリアムズ（Ｄ ．Ｗｉｌｌｉａｍｓ）およびＪ ．リリー（Ｊ ．Ｒｉｌｅｙ ），Ｉｎｏｒｇ ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，Ｖｏｌ ．８ ，ｐ ．１７７ （１９７４））。
【０１８３】
比較的低い鉄酸塩用量で、家庭二次排水のＢＯＤ （生物学的酸素要求量）およびＴＯＣ （全有機炭素）が大きく減らされることがわかっている（Ｆ ．カザマ（Ｆ ．　Ｋａｚａｍａ）およびＫ ．カトウ（Ｋ ．Ｋａｔｏ），工学部研究Ｋｏｋｏｕ ，Ｖｏｌ ．３５，ｐｐ．１１７ −２２（１９８４））。
【０１８４】
鉄酸塩は、都市源からのミル排水および下水汚泥の処理に用いることができる。１２５ 〜１０００ｍｇのＫ２ＦｅＯ４／Ｌ の用量レベルでの処理により、ＣＯＤ Ｍｎが顕著に減ることがわかった。これは、高分子量の有機物の部分酸化によるものである。鉄酸塩による処理後のＵＶスペクトルの減少は、鉄酸塩が還元されたときに生成した鉄（ＩＩＩ ）凝固物へのフルビン酸およびフミン酸の除去を意味する（Ｆ ．カザマ（Ｆ ．Ｋａｚａｍａ）およびＫ ．カトウ（Ｋ ．Ｋａｔｏ），工学部研究Ｋｏｋｏｕ ，Ｖｏｌ ．３４，ｐｐ．１００ −４ （１９８４））。
【０１８５】
ポリアミノカルボキシレート、たとえば、ジエチレントリアミンペンタアセテート（ＤＴＰＡ）、エチレンジアミンテトラアセテート（ＥＤＴＡ）、およびニトリロアセテート（ＮＴＡ ）は、大部分の金属と安定な錯体を形成する合成配位子であり、種々の工業用途、たとえば、写真現像、製紙、および織物染色に使用される。エチレンジアミン二コハク酸（ＥＤＤＳ）は、遷移金属と六座キレートを形成し、消費製品、たとえば洗浄パウダーに使用される。ＥＤＴＡは、原子炉の一次熱輸送システムの化学的汚染除去用調製物の成分である。ポリアミノカルボキシレートともに重金属を存在させることが、米国エネルギー省（ＤＯＥ ）の多くのサイトに報告されている。これらのポリアミノカルボキシレートは、生物分解性に乏しい（たとえばＥＤＴＡ）か、他の安全管理の問題を伴う（たとえばＮＴＡ ）か、ほとんど有効でない（たとえばクエン酸塩）。ポリアミノカルボキシレートおよび金属−ポリアミノカルボキシレートを単純な生成物に分解するため、鉄酸塩を用いることができる。
【０１８６】
ＥＰＡ 汚染物質候補リスト（ＣＣＬ ）（Ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔ 　Ｃａｎｄｉｄａｔｅ 　Ｌｉｓｔ）に挙げられた化合物がある。それらには、ジアジオン、ジスルホトン、ホノホス、テルブホス、シアナジン、プロメトン、１ ，２ −ジフェニルヒドラジン、ニトロベンゼン、アセトクロル、２ ，４ ，６ −トリクロロフェノール、および２ ，４ −ジクロロフェノールがある。これらの化合物は、鉄酸塩により酸化することができる。
【０１８７】
ガソリン添加物であるメチル−ｔ −ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）は、いたるところにある地下水汚染物質である。米国地質調査国内水質評価プログラム（Ｕ ．Ｓ ．ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｗａｔｅｒ 　Ｑｕａｌｉｔｙ 　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　Ｐｒｏｇｒａｍ ）は、検査した都市の井戸の２７％で、それを検出している。より最近の調査によれば、合衆国におけるすべての市町村の飲用井戸の５ 〜１０％でＭＴＢＥ汚染が検出可能であった。それは、石油で汚染された帯水層に依然存在する。鉄酸塩を用いれば、地下水中のＭＴＢＥを酸化して相対的に毒性のない化合物に変えることができる。
【０１８８】
トリクロロエテン（ＴＣＥ ）は、不燃性溶媒として工業的に多量に使用されているが、最も一般的な地下水汚染有機物であり、「考えられるヒト発ガン性物質」として分類されている。ＴＣＥ は、順次、ジクロロエテン（ＤＣＥ ）異性体、クロロエテン（ＣＥ）、およびエテンに還元される。汚染された地下水の改質に鉄酸塩を使用することは、意義がある。というのも、フィールドでの実施が容易で、コストが相対的に低いからである。
【０１８９】
高度に塩素化されたフェノール誘導体、たとえば、ペンタクロロフェノール　（ＰＣＰ ）は、より重要な汚染物質として、米国環境保護局（Ｕｎｉｔｅｄ　Ｓｔａｔｅｓ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ 　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ａｇｅｎｃｙ）にリストされている。ＰＣＰ は主に、木材防腐剤および汎用殺生剤として使用される。ＰＣＰ は、発ガン性物質として疑われており、さらに、その熱分解および燃焼反応生成物は、ＰＣＰ 自体よりかなり毒性の高いものである。ＰＣＰ の分解に鉄酸塩を使用できる。
【０１９０】
鉄酸塩は、農薬工業からの排水流にも適用できる。農薬工業の一般的な製品の一つ、除草剤であるトリフルラリンは、出芽、細胞および核の分裂の阻害剤である。それは、ヒトに対する毒性が強い。鉄酸塩は、トリフルラリンのような化合物を含む農薬工業の排水流に適用できる。
【０１９１】
繊維工業から出る廃水中に存在する染料は、特に環境上問題である。染料は、水に望ましくない色をつけるからである。染料もまた、一般的に有害な化合物であり、しかも、加水分解、酸化、または廃棄物相中で起こる他の化学反応により、有毒な副産物をもたらし得る。鉄酸塩を用いて、繊維工業から出る様々な種類の繊維染料の脱色および分解を行なうことができる。
【０１９２】
医薬品およびファインケミカル製造においては、有機化合物の変換が、遷移金属化合物をベースとする酸化剤を用いて、日常的に行なわれる。合成法で最も大きな問題となる分野の一つが、選択的酸化である。たとえば、Ｃｒ（ＶＩ）またはＭｎ（ＶＩＩ ）を用いて行なうアルコールの酸化は、特異性および選択性が欠如する。鉄酸塩は、これらの反応において、選択的かつ特異的である。Ｆｅ（ＩＩＩ ）副産物は無毒性であるから、鉄酸塩は環境に対して安全な酸化剤である。鉄酸塩を有機合成に用いることができ、それにより、酸化プロセスの環境に対する影響を少なくし、しかもそのコストを下げることができる（「環境に優しい化学」）。
【０１９３】
チオ尿素およびその誘導体は、腐食防止剤として知られ、化学錯化剤として、工業設備、たとえばボイラーおよび原子炉に発生するスケールをなくすため使用される。チオ尿素は水生生物に有毒であるため、ボイラー化学洗浄廃棄物（ＢＣＣＷ）（ｂｏｉｌｅｒ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｗａｓｔｅ ）は、それを廃棄する前に処理する必要がある。鉄酸塩によれば、チオ尿素およびその誘導体をＢＣＣＷから容易に取り除くことができる。
【０１９４】
製油所およびコークス処理プラントでは、硫黄およびシアン化物を含む化合物が発生する。これら汚染物質は、有毒であり、その悪臭のため環境に重大な影響を与える。さらに、その高い酸素要求量のため、それらが環境に存在することは許されない。鉄酸塩を石油工業排水に適用することができ、それにより、硫黄およびシアン化物を含む化合物に関係する臭気を排除することができる。
【０１９５】
飲料水の供給は、時に、マンガン（ＩＩ）の存在に起因する臭気に悩まされる。マンガン（ＩＩ）は、審美的な問題、たとえば、水の着色、濁り、錆、よごれ、および悪味を引き起こす。マンガン（ＩＩ）はまた、生物の増殖を加速させることができ、それは、さらに臭気の問題を悪化させる。Ｍｎ（ＩＩ）は、鉄酸塩を用いた可溶性Ｍｎ（ＩＩ）の酸化により、溶解性の乏しい酸化物および水酸化物の固相、それぞれＭｎＯＯＨ （類）およびＭｎＯ２（類）にして、除去される。
【０１９６】
化学兵器の汚染除去が、戦場において必要であり、それは、パイロットプラント、ならびに化学試薬の製造、貯蔵、および破壊の場所におけると同様である。鉄酸塩によって酸化できる化学兵器には、たとえば、ＶＸ（Ｏ −エチル−Ｓ −（２ −ジイソプロピルアミノ）エチルメチルホスホノ−チオエート）、ＧＤ（ピナコリルメチルホスホノフルオリダート）、ＧＢ（２ −プロピルメチルホスホノフルリダート）、マスタードガス（２ ，２ ’−ジクロロジエチルスルフィド）およびＨＤ（ビス（２ −クロロエチル）スルフィド）がある。汚染除去適用のスピードおよび簡便性が必須である戦場において、鉄酸塩は、多くの用途を有し、たとえば、環境に優しい「早急な」汚染除去に適用される。
【０１９７】
沖合いおよび陸上での天然ガスおよび原油の採掘において、産出水（ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｗａｔｅｒ ）が生じ、それは、有機物質および無機物質の複雑な混合物を含む。概算１２０ 億バレルの産出水が、米国において年間生じる。これは大量であり、大きな環境問題を引き起こす。毒性があり有機物を含むというこの水の特徴により、一般に、産出水は環境に影響を与える。鉄酸塩を用いた処理によって、石油業界における産出水の有機物負荷および深刻な毒性を減ずることができる。
【０１９８】
ヒ素化合物を含む水供給は、世界的な健康問題となっている。すでに数万人がヒ素中毒の症状を有する。水中、最大１０μｇ ／Ｌ のヒ素が、世界保健機構およびヨーロッパ共同体の推奨する限界値である。現在の除去法は、水供給における環境ヒ素基準を満たすのに十分ではない。酸化、吸着、および沈殿を含む工程を、水からヒ素を除去するのに、鉄酸塩により行なうことができる。
【０１９９】
近年、供給する地表飲料水および地下飲料水に存在する天然有機物（ＮＯＭ ）（ｎａｔｕｒａｌ 　ｏｒｇａｎｉｃ 　ｍａｔｔｅｒ）への関心が高まっている。関心の一つの理由は、塩素処理法による水処理から生じる消毒副産物（ＤＰＢ ）（ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ　ｂｙｐｒｏｄｕｃｔ ）に関係する。塩素処理によるＮＯＭ の酸化は、塩素化炭化水素をもたらし、その多くは、発ガン性物質として知られているか疑われている。鉄酸塩は、飲料水中のＤＰＢ レベルを下げるため環境に優しい改質処理剤として働く、すぐれた可能性のある材料である。この方法は、有毒な塩素化有機物を形成せず、さらに、ＮＯＭ を効果的に無機化して二酸化炭素にすることができ、ＤＰＢ の生成を完全に排除できる可能性がある。
【０２００】
鉄および鋼の鋳造を腐食から保護する方法を開発するのに、鉄酸塩溶液を用いることができる。この方法は、金属上の鉄酸塩からなる薄膜の分解から酸化第二鉄を形成することに基く。この方法では、アルカリ金属の鉄酸塩と還元剤を含むアルカリ溶液との混合物を、金属表面に接触させる。
【０２０１】
溶液から固形物を除去するのに金属塩、たとえば、ミョウバン、塩化第二鉄、および硫酸第一鉄を用いることは、いくつかの欠点がある。第一に、金属イオンが水に結合して、水含量の高いゼラチン状のスラッジができ、それは、脱水コストを増やす。第二に、塩類の添加後、水はより酸性になり、塩の凝固特性を下げる。第三に、金属−リン酸錯体（複合体）の形成によって、溶液中のリン酸レベルが下がり、その結果、細菌に利用できるリン酸が減る。このことは、系の生物学的機能を壊す。金属塩に代えて、合成有機ポリマーが、一般的な凝固剤および凝集剤として使用される。この目的を達するため、大量のポリマーが必要であり、処理を高価なものにする。合成ポリマーの使用には、さらにいくつかの欠点がある。合成ポリマーは、その溶解性のために、水中に有毒な物質を放出する。また、溶解度は、環境因子、たとえば、温度およびｐＨに大きく左右される。ポリマーは、水質に非常に敏感であり、また、ＢＯＤ にほとんど影響しない。ポリマーと鉄酸塩との組合わせは有利であり得る。この組合わせにより、必要な凝固剤の量が少なくなり、したがって、費用対効果が高くなり得る。ポリマー−鉄酸塩複合体を形成し、ポリマーの溶解性からくる毒性を除くことができる。ポリマー−鉄酸塩複合体はまた、多目的の特性を有し得、さらに、水質に対して感受性が低くなり得る。
【０２０２】
廃水処理設備に設置される鉄酸塩製造装置は、設備が直面する上述した問題をすべて克服するのに有用である。本発明の装置は、安価な鉄酸塩をすみやかに製造することができる。鉄酸塩を廃水の流れに注入して混合することができ、それによって、不要な廃棄物を酸化および除去できる。有機および無機化合物の鉄酸塩による酸化は、環境に安全な副産物をもたらす。さらに、鉄を含む塩副産物は、容易にろ別することができ、廃水から容易に除去することができる。このことにより、フィルター、活性炭、またはジオロジカル反応装置に繰り返して廃水を通す必要がなく、あるいは、有機廃棄物の消化のため嫌気性細菌のプールで廃水をインキュベートする必要もなくなる。
【０２０３】
鉄酸塩の使用に現在伴っている二つの問題、コストおよび不安定性は、鉄酸塩の現場での生成によって解消する。鉄酸塩を現場で製造し、その製造直後にそれを利用できるので、鉄酸塩が不安定であることに、ほとんどあるいは全く注意を払う必要がない。鉄酸塩は、分解の時期の前に、廃水中に簡単に導入される。さらに、この鉄酸塩の適用によれば、精製、結晶化、または貯蔵の必要がなく、その使用コストは非常に低くなる。さらに、本発明の装置により製造される鉄酸塩は、高価な供給原料がより少なくてすむ。
【０２０４】
（Ｂ ．レクレーション用水の処理）
本発明の方法により生成される鉄酸塩は、プールおよび温泉浴場の用途に使用することができる。よく知られているとおり、プール、ジャクージ（泡風呂）、および温泉浴場は、有機廃物によって汚染されるようになる。この廃物は、遊泳者のからだから、あるいは風または昆虫類によって、はいる。未処理のまま残った場合、水は濁り、汚れる。処理の通常の方法には、酸化剤、たとえば、漂白剤と、抗菌剤または抗カビ剤の添加がある。これらの処理は、望ましくない副作用をもたらす。水にこれらの酸化剤が残ると、水を使用する遊泳者の皮膚に悪影響がある。さらに、これらの酸化剤は、環境に有害な副産物、たとえば塩素化炭化水素を生じさせる。
【０２０５】
本発明の装置は、任意のスイミングプールまたはジャクージに取り付けることができ、それにより、該装置で製造される鉄酸塩を、混合チャンバー内の水に混合して、すべての有機廃物を酸化して無害な生成物にし、鉄塩を濾過して除き、浄化された水をプールに再び導入するようにできる。これは、非常に有効であり、かつ費用効率の高い、プール水浄化方法である。というのも、本発明の方法により製造される鉄酸塩は、長期運転において、多数の酸化剤および抗カビ剤の薬剤を購入してプールを処理するよりも、費用が少ないからである。
【０２０６】
（Ｃ ．加工設備での使用）
多くの加工設備で生じる水性流出物は、生物固形物（バイオソリッド）（ｂｉｏｓｏｌｉｄ）、たとえば、タンパク質、炭水化物、脂肪、および油脂を含み、潜在的に価値のある生物固形産物を、水性流出物が設備から排出され得る前に取り出すため、処理されるべきである。そのような水性流出物は、多くの場合、食品加工設備から生じるものであり、重量に基き、約０ ．０１％〜５ ％の固形分を有する。本発明は、そのような流出物を浄化するための方法を提供し、それにより、固形物は凝集され、必要に応じて生物固形物はそこから分離される。その後、固形物は、たとえば、動物飼料に使用することができる。
【０２０７】
ここで定義するとおり、凝集させることは、生物固形物を含む流出物から懸濁生物固形物を分離することを意味し、そこにおいて、生物固形物が先に懸濁していた流出物の上部または低部に、生物固形物は集塊となって分離する。凝集によって、凝集された物質が生成し、それは、必要であれば、流出物から物理的に分離することができる。本発明において、この物質を流出物から除去するのを容易にするため、凝集物質のサイズを最大限まで大きくすることが望ましい。
【０２０８】
本発明によるこの方法は、生物固形物を含む水性流出物を鉄酸塩に接触させて処理することを含む。この水性流出物は、相当多数のプロセスから由来するものとすることができ、そのようなプロセスは、たとえば、動植物の加工（食品用でない加工を含む）からの流出物を生じるものである。
【０２０９】
本発明の方法において、処理すべき水性流出物は、生物固形物を含む水性流出物を生じる任意の加工設備からのものとすることができ、そのような加工設備は、たとえば食品加工設備である。たとえば、動物の屠殺場および動物加工設備ならびに他の食品加工設備によって、タンパク質、脂肪および油脂を含む水性流出物が生じ得る。動物の屠殺場および加工設備には、畜牛、豚、家禽、および海産食物に対するものがある。他の食品加工設備には、植物、穀類、および乳製品の加工設備で、大豆、米、大麦、チーズ、および乳清を処理するものや、澱粉および穀粒を湿式磨砕するための設備、さらに、醸造所、蒸留所、およびワイナリーがある。これらのプロセスから出る水性流出物中に存在する生物固形物には、糖類、澱粉類およびその他の炭水化物に加え、タンパク質、脂肪および油脂が含まれ得る。たとえば、大豆加工において、タンパク質が水性流出物中に取り出され、次いで、そこから、タンパク質が回収される。本発明は特に、動物加工、より特的すれば、家禽加工からの流出物を処理するのに有用である。
【０２１０】
本発明は、生物固形物の水性懸濁物を生じさせる通常の食品加工作業において有用である。一方、明らかなとおり、本発明はまた、食料（動物または植物）に由来する生物固形物の水性懸濁物の処理にも有用であり、その最終用途を食品以外とすることができる。たとえば、分離回収したタンパク質は、所定の化粧品または他のスキンケア調製物に有用である。澱粉は、製紙用途を含む多数の非食品用途を有する。さらにまた、本発明は、たいてい、生物固形物を含む任意の水性流出物処理に有用であり、該水性流出物は、食品以外のものの加工作業に由来するものとすることができる。また、上述したような生物固形物は、一般に、実質的に水性である流出物に懸濁されているが、該流出物に溶解する生物固形物の濃度は、流出物または生物固形物の性質、たとえば、ｐＨ、塩分、あるいは他のパラメータに左右される。
【０２１１】
本発明の方法は、生物固形物、たとえばタンパク質を含む水性流出物の処理を含み、それにより、懸濁固形物を減らし（濁度によって測定される）かつ必要に応じて該生物固形物を分離する。生物固形物は、後の使用のために回収することができる。明らかなとおり、この方法によれば、たとえば血液と糖類で存在するような、懸濁された生物固形物と溶解性の物質の両方を捕捉することができる。
【０２１２】
凝集された生物固形物は、必要に応じて、通常の分離法、たとえば、沈降法、浮選法、濾過、遠心分離、デカンテーション、またはそれらの方法の組合わせにより、処理した流出物から分離することができる。分離された生物固形物は、その後、回収され、非常に多くの用途で使用することができる。また驚くべきことに、この方法から回収された生物固形物は、乾いたとき、凝集系の一部として塩化第二鉄を用いた方法から回収されたものと比べ、臭いが減っていることがわかった。この凝集された生物固形物は、既知の方法、たとえば上述した方法により、分離回収することができる。
【０２１３】
（Ｅ ．放射性物質除去への使用）
水溶液に溶解した放射性物質、特にウランの沈殿に基く、本発明の方法がある。溶解した放射性物質は、天然の流出物に由来するものでも、ウラン採掘作業水処理設備から出るものでもよい。流出物からの水は、通常の飲用および家庭用の市水処理設備によって処理されることになる。
【０２１４】
鉄酸塩は、廃水から放射性核種（超ウラン元素）を除去するための処理剤として提案されている。これまで、原子力産業に注目が集まり、そこにおいて、ウランおよび超ウラン元素を汚染水から除去するのに、鉄酸塩が使用されている。さらに、目下、プルトニウムおよびアメリシウムを廃水流出物から除去するのに鉄酸塩を使用することが注目されている。
【０２１５】
デイニンジャー（Ｄｅｉｎｉｎｇｅｒ ）の米国特許第４９８３３０６ 号は、ＦｅＯ４２−を用いて放射性廃水から超ウラン元素を除去する方法を開示し、それは、超ウラン元素を含む水源のｐＨを６ ．５ 〜１４．０ の範囲に調節することを含む。おそらく、他の重金属と同様に、水酸化第二鉄マトリクス内において、超ウラン元素の共沈により、除去が起こる。また、使用する化学品の量は、通常の方法に比べて、少なくなる。化学品の用量に対し、この方法を用いて生じる放射性スラッジは、供給する廃水中の懸濁固形分に応じて、３ 〜２０％減る（デイニンジャー他（Ｄｅｉｎｉｎｇｅｒ ｅｔ　ａｌ．），Ｗａｓｔｅ Ｍａｎａｇｅ．’９０，ｖｏｌ ．１ ，ｐｐ．７８９ −７９５ （１９９０））。
【０２１６】
（Ｆ ．表面清浄化での使用）
配管系等の母材金属表面の腐食に由来する酸化クロム（ＩＩＩ ）含有皮膜の酸化的予備処理に、鉄酸塩の希釈溶液を使用することができ、それにより、腐食皮膜は、通常の化学清浄化処理に対し、より敏感になる。現在使用される実験室酸化剤、特にクロム酸塩誘導体、に代わるものが望まれている。クロム酸塩および塩素は、環境に対して問題であり、クロム酸塩による酸化では、Ｃｒ（ＩＩＩ ）が生成し、これは発ガン性物質として疑われている。さらに、過マンガン酸塩反応では、ＭｎＯ２が生じる。
【０２１７】
鉄酸塩を用いた重金属、たとえばＣｕ、Ｃｄ、およびＭｎの除去も知られている。鉄酸塩は、凝集を介して、コロイド状懸濁物および重金属を除去することが明らかになっている（Ｔ ．スズキ（Ｔ ．Ｓｕｚｕｋｉ），汚濁研究，Ｖｏｌ ．１１（５ ），ｐ ．２９３ −２９６ （１９８８））。Ｍｎ除去のメカニズムには、不溶性ＭｎＯ２の酸化的形成、およびそれに続く、鉄酸塩還元生成物に由来するＦｅ（ＯＨ）３ 中へのこれら金属の捕捉が含まれる。ＣｕおよびＣｄも同じような態様で除去される。鉄酸塩カリウムによる処理後の凝固による重金属イオンおよびフミン酸の除去が、研究されている。金属イオンは、一般に、沈降中に捕捉される（Ｆ ．カザマ（Ｆ ．Ｋａｚａｍａ）およびＫ ．カトウ（Ｋ ．Ｋａｔｏ），Ｋｏｇｙｏ 　Ｙｏｓｕｉ ，Ｖｏｌ ．３５７ ，ｐ ．８ −１３（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　１１０ ：６３４２１ｙ）（１９８８））。
【０２１８】
さらに、金属表面、たとえば医療器具あるいは半導体工業に使用される金属表面は、清浄化または消毒が必要である。金属表面を清浄化する今までの方法では、漂白剤のような、高い腐食性をもつ消毒剤に金属表面を曝すことが必要である。その結果、金属部品は、腐食し、疲労のため決まってだめになり、交換が必要になる。腐食した金属部品を取りかえる高コストのほかに、器具の不足は、不便と不快感を使用者にもたらし、しかも製造者の責任を生じさせる。
【０２１９】
本発明の方法により製造される鉄酸塩を、これら金属部品の表面の清浄化に使用することができる。鉄酸塩は、腐食性ではなく、金属部品の完全性を損なわない。上述したように、鉄酸塩の殺生活性は、漂白剤のそれに匹敵する。したがって、鉄酸塩は、そのような金属表面を清浄化することができる効率的、有効かつ経済的手段となる。
【０２２０】
（Ｇ ．医療用途）
医療技術においては、器具および表面の消毒および清浄化に対し、大きな需要がある。本発明の鉄酸塩製造装置を、そのような用途のため、病院の設備として用いることができる。
【０２２１】
他の所定の具体例において、本発明の方法により生成される鉄酸塩を、米国特許第６１８７３４７ 号に記載されるように、傷の治療に用いることができる。
【０２２２】
（ＶＩ．本発明のいくつかの具体的態様）
本発明のいくつかの具体的態様を以下に示す。
【０２２３】
鉄酸塩を連続的に合成する方法であって、
ａ ）鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合することと、
ｂ ）該水溶液の少なくとも一部を反応チャンバーに送ることと、
ｃ ）該反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、
ｄ ）該鉄酸塩の少なくとも一部を該反応チャンバーに近接する使用場所に送ることと、
ｅ ）さらなる水溶液を該混合チャンバに加えることとを含む方法。
【０２２４】
上記方法において、工程（ｅ ）におけるさらなる水溶液は、該反応チャンバーに送られる水溶液の部分を実質的に補充する量で加えられる方法。
【０２２５】
該水溶液に塩基を加えることをさらに含む上記方法。
【０２２６】
上記方法において、該塩基が、窒素塩基、水酸化物イオン、酸化物イオン、および炭酸イオン、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれるイオンを含む方法。
【０２２７】
上記方法において、該鉄塩が、硝酸第二鉄、硝酸第一鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、臭化第二鉄、臭化第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、水酸化第二鉄、水酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化第一鉄、炭酸水素第二鉄、炭酸水素第一鉄、炭酸第二鉄、および炭酸第一鉄、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる方法。
【０２２８】
上記方法において、酸化剤が、次の少なくとも一つを含む、方法。次亜ハロゲン酸塩イオン、亜ハロゲン酸塩イオン、ハロゲン酸塩イオン、過ハロゲン酸塩イオン、オゾン、オキソン、ハロゲン、過酸化物、過酸、過酸の塩、およびカロー酸、またはそれらの組合わせ。
【０２２９】
上記方法において、該酸化剤が、次亜塩素酸塩イオン、次亜臭素酸塩イオン、および次亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる次亜ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２３０】
上記方法において、該酸化剤が、亜塩素酸塩イオン、亜臭素酸塩イオン、および亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる亜ハロゲン酸イオンを含む、方法。
【０２３１】
上記方法において、該酸化剤が、塩素酸塩イオン、臭素酸塩イオン、およびヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれるハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２３２】
上記方法において、該酸化剤が、過塩素酸塩イオン、過臭素酸塩イオン、および過ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる過ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２３３】
上記方法において、工程（ｂ ）から工程（ｄ ）までを繰り返すことをさらに含む方法。
【０２３４】
少なくとも一つの不純物を有する水性混合物を使用場所で処理する方法であって、
ａ ）該使用場所に近接して位置する反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、
ｂ ）該使用場所において該鉄酸塩を該水性混合物に接触させることとを含み、
それにより、該不純物の少なくとも一部が酸化される方法。
【０２３５】
上記方法において、該不純物が、生物学的不純物、有機不純物、無機不純物、硫黄含有不純物、金属不純物、および放射性不純物、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる方法。
【０２３６】
上記方法において、該鉄酸塩を連続的に生成させる工程が、
ａ ）鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合する工程と、
ｂ ）該水溶液の少なくとも一部を反応チャンバーに送る工程と、
ｃ ）該反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させる工程と、
ｄ ）該鉄酸塩の少なくとも一部を該反応チャンバーに近接する使用場所に送る工程と、
ｅ ）さらなる水溶液を該混合チャンバに加えることとを含む方法。
【０２３７】
上記方法において、工程（ｅ ）で加えられるさらなる水溶液は、該反応チャンバーに送られる水溶液の部分を実質的に補充する量である、方法。
【０２３８】
該水溶液に塩基を加えることをさらに含む上記方法。
【０２３９】
上記方法において、該塩基が、水酸化物イオン、酸化物イオン、および炭酸塩イオン、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれるイオンを含む方法。
【０２４０】
上記方法において、該鉄塩が、硝酸第二鉄、硝酸第一鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、臭化第二鉄、臭化第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、水酸化第二鉄、水酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化第一鉄、炭酸水素第二鉄、炭酸水素第一鉄、炭酸第二鉄、および炭酸第一鉄、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる方法。
【０２４１】
上記方法において、酸化剤が、次亜ハロゲン酸塩イオン、亜ハロゲン酸塩イオン、ハロゲン酸塩イオン、過ハロゲン酸塩イオン、オゾン、オキソン、ハロゲン、過酸化物、過酸、過酸の塩、およびカロー酸、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる成分を含む方法。
【０２４２】
上記方法において、該酸化剤が、次亜塩素酸塩イオン、次亜臭素酸塩イオン、および次亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる次亜ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２４３】
上記方法において、該酸化剤が、亜塩素酸塩イオン、亜臭素酸塩イオン、および亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる亜ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２４４】
上記方法において、該酸化剤が、塩素酸塩イオン、臭素酸塩イオン、およびヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれるハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２４５】
上記方法において、該酸化剤が、過塩素酸塩イオン、過臭素酸塩イオン、および過ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる過ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２４６】
上記方法において、該接触させる工程が、該鉄酸塩を該水性混合物の流れに加えることを含む方法。
【０２４７】
上記方法において、該接触させる工程が、該鉄酸塩を貯留した該水性混合液　（該水性混合物のプール）に接触させることを含む方法。
【０２４８】
上記方法において、該接触させる工程が、該水性混合物の流れを該鉄酸塩を含む静止した容器に接触させることを含む方法。
【０２４９】
上記方法において、工程（ｂ ）から工程（ｄ ）までを繰り返すことをさらに含む方法。
【０２５０】
鉄酸塩を連続的に合成して使用場所に送るための装置であって、
ａ ）第一の保持チャンバーと、
ｂ ）第二の保持チャンバーと、
ｃ ）該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーに制御可能に接続される混合チャンバー（そこに、該第一の保持チャンバーの内容物および第二の保持チャンバーの内容物が加えられ、第一の混合物が調製される）と、
ｄ ）該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバーであって、該第一の混合物を受入れ、かつ該第一の混合物をある時間、保持するようになっている反応チャンバーと、
ｅ ）該反応チャンバーにおける鉄酸塩混合物と、
ｆ ）該反応チャンバーの出力開口であって、そこを通って鉄酸塩混合物を該使用場所に移動させるようになっている出力開口とを含み、
該使用場所は該反応チャンバーに近接する装置。
【０２５１】
上記装置において、該混合チャンバーが、機械的攪拌装置をさらに含む装置。
【０２５２】
上記装置において、該混合チャンバーが、そこを通りぬける混合物を混合するような構造にされたチューブを含む装置。
【０２５３】
上記装置において、該混合チャンバーが温度制御装置をさらに含む装置。
【０２５４】
該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーの下流にありかつ該混合チャンバーの上流にあるポンプをさらに含む上記装置。
【０２５５】
該混合チャンバーの下流にありかつ該反応チャンバーの上流にあるポンプをさらに含む上記装置。
【０２５６】
上記装置において、該反応チャンバーが該混合チャンバーと該出力開口との間に位置するチューブを含む装置。
【０２５７】
鉄酸塩を連続的に合成するためのシステムであって、
ａ ）鉄塩を収容する第一の保持チャンバーと、
ｂ ）酸化剤を収容する第二の保持チャンバーと、
ｃ ）該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーに制御可能に接続される混合チャンバー（そこに、該鉄塩および該酸化剤が制御可能に加えられ、混合物が調製される）と、
ｄ ）該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバー（そこに該混合物が、ある時間保持され、そこにおいて鉄酸塩が合成される）と、
ｅ ）該反応チャンバーの出力開口（そこを通って該鉄酸塩を近接する使用場所に移動させるようになっている）とを含むシステム。
【０２５８】
該混合物に塩基を加えることをさらに含む、上記システム。
【０２５９】
上記システムにおいて、該塩基が、水酸化物イオン、酸化物イオン、および炭酸イオン、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれるイオンを含むシステム。
【０２６０】
上記システムにおいて、該鉄塩が、硝酸第二鉄、硝酸第一鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、臭化第二鉄、臭化第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、水酸化第二鉄、水酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化第一鉄、炭酸水素第二鉄、炭酸水素第一鉄、炭酸第二鉄、および炭酸第一鉄、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれるシステム。
【０２６１】
上記システムにおいて、酸化剤が、次亜ハロゲン酸塩イオン、亜ハロゲン酸塩イオン、ハロゲン酸塩イオン、過ハロゲン酸塩イオン、オゾン、オキソン、ハロゲン、過酸化物、過酸、過酸の塩、およびカロー酸、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる成分を含むシステム。
【０２６２】
上記システムにおいて、該酸化剤が、次亜塩素酸塩イオン、次亜臭素酸塩イオン、および次亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる次亜ハロゲン酸塩イオンを含む、システム。
【０２６３】
上記システムにおいて、該酸化剤が、亜塩素酸塩イオン、亜臭素酸塩イオン、および亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる亜ハロゲン酸塩イオンを含むシステム。
【０２６４】
上記システムにおいて、該酸化剤が、塩素酸塩イオン、臭素酸塩イオン、およびヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれるハロゲン酸塩イオンを含むシステム。
【０２６５】
上記システムにおいて、該酸化剤が、過塩素酸塩イオン、過臭素酸塩イオン、および過ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる過ハロゲン酸塩イオンを含むシステム。
【０２６６】
上記システムにおいて、該混合チャンバーが機械的攪拌装置をさらに含む、システム。
【０２６７】
上記システムにおいて、該混合チャンバーが、そこを通りぬける混合物を混合するような構造にされたチューブを含むシステム。
【０２６８】
上記システムにおいて、該混合チャンバーが、温度制御装置をさらに含むシステム。
【０２６９】
該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーの下流にありかつ該混合チャンバーの上流にあるポンプをさらに含む上記システム。
【０２７０】
該混合チャンバーの下流にありかつ該反応チャンバーの上流にあるポンプをさらに含む上記システム。
【０２７１】
上記システムにおいて、該反応チャンバーが、該混合チャンバーと該出力開口との間に位置するチューブを含む、システム。
【０２７２】
飲料水を浄化する方法であって、請求項１ の方法により生成される鉄酸塩を該飲料水に接触させることを含み、該接触は、該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【０２７３】
廃水を浄化する方法であって、上記方法により生成される鉄酸塩を該廃水に接触させることを含み、該接触は、該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【０２７４】
下水を浄化する方法であって、上記方法により生成される鉄酸塩を該下水に接触させることを含み、該接触は、該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【０２７５】
外科手術用器具を清浄にする方法であって、上記方法により生成される鉄酸塩を該外科手術用器具に接触させることを含み、該接触は、該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【０２７６】
水溶液から放射性物質を除去する方法であって、上記方法により生成される鉄酸塩を該水溶液に接触させることを含み、該接触は、該生成の場所に近接する場所で行なわれる、方法。
【０２７７】
金属またはポリマーの表面を清浄にする方法であって、上記方法により生成される鉄酸塩を該金属または該ポリマーの表面に接触させることを含み、該接触は、該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【０２７８】
金属またはポリマーの表面をコーティングする方法であって、上記方法により生成される鉄酸塩を該金属またはポリマーの表面に接触させることを含み、該接触は、該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【０２７９】
鉄酸塩を連続的に合成する方法であって、
ａ ）鉄塩と酸化剤との混合物を与えることと、
ｂ ）該混合物の少なくとも一部を加熱チャンバーに連続的に送ることと、
ｃ ）該加熱チャンバーにおいて該混合物を温度上昇にさらし、それにより鉄酸塩を生成させることと、
ｄ ）工程ｂ ）で生成した鉄酸塩の少なくとも一部を該加熱チャンバーから取り出すことと、
ｅ ）該加熱チャンバーにさらなる混合物を加えることとを含む、方法。
【０２８０】
上記方法において、該加熱チャンバーに加えるさらなる混合物は、該加熱チャンバーから取り出される鉄酸塩の部分を実質的に補充する量である方法。
【０２８１】
該混合物に塩基を加えることをさらに含む上記方法。
【０２８２】
上記方法において、該塩基が、窒素塩基、水酸化物イオン、酸化物イオン、および炭酸塩イオン、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれるイオンを含む方法。
【０２８３】
上記方法において、該鉄塩が、硝酸第二鉄、硝酸第一鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、臭化第二鉄、臭化第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、水酸化第二鉄、水酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化第一鉄、炭酸水素第二鉄、炭酸水素第一鉄、炭酸第二鉄、および炭酸第一鉄、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる方法。
【０２８４】
上記方法において、酸化剤が、次亜ハロゲン酸塩イオン、亜ハロゲン酸塩イオン、ハロゲン酸塩イオン、過ハロゲン酸塩イオン、ハロゲン、過酸化物、過酸、過酸の塩、およびカロー酸、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる成分を含む方法。
【０２８５】
上記方法において、該酸化剤が、次亜塩素酸塩イオン、次亜臭素酸塩イオン、および次亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる次亜ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２８６】
上記方法において、該酸化剤が、亜塩素酸塩イオン、亜臭素酸塩イオン、および亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる亜ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２８７】
上記方法において、該酸化剤が、塩素酸塩イオン、臭素酸塩イオン、およびヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれるハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２８８】
上記方法において、該酸化剤が、過塩素酸塩イオン、過臭素酸塩イオン、および過ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる過ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０２８９】
上記方法において、温度上昇にさらされる該混合物は、固体である方法。
【０２９０】
鉄酸塩を連続的に合成するための装置であって、
ａ ）保持チャンバーと、
ｂ ）該保持チャンバーに制御可能に接続され、該保持チャンバーの内容物の少なくとも一部をそこに移すための移動装置と、
ｃ ）該移動装置の少なくとも一部がそこを通って動く加熱チャンバーと、
ｄ ）該加熱チャンバーの出力開口（そこを通って該移動装置上の内容物を使用場所に移動させるようになっている）とを含み、
該使用場所は該加熱チャンバーに近接する装置。
【０２９１】
上記装置において、該移動装置は、コンベヤベルトを含む装置。
【０２９２】
該保持チャンバーと該移動装置の間にミキサーをさらに含む上記装置。
【０２９３】
上記装置において、該加熱チャンバーは温度制御装置をさらに含む装置。
【０２９４】
該加熱チャンバーの該出力開口の後に、貯蔵チャンバーをさらに含む上記装置。
【０２９５】
鉄酸塩を連続的に合成するための装置であって、
ａ ）二つの電極および鉄塩の溶液を含む混合チャンバー（そこにおいて、該電極は、鉄塩の該溶液を鉄酸塩の溶液に変換するため十分な電流を与える）と、
ｂ ）該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバー（そこに、鉄酸塩の該溶液が、ある時間保持される）と、
ｃ ）該反応チャンバーの出力開口（そこを通って該混合物を使用場所に移動させるようになっている）とを備え、
該使用場所は該反応チャンバーに近接する装置。
【０２９６】
上記装置において、該混合チャンバーが、機械的攪拌装置をさらに含む装置。
【０２９７】
上記装置において、該混合チャンバーが、そこを通りぬける混合物を混合するような構造にされたチューブを含む装置。
【０２９８】
上記装置において、該混合チャンバーが、温度制御装置をさらに含む装置。
【０２９９】
該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーの下流にありかつ該混合チャンバーの上流にあるポンプをさらに含む上記装置。
【０３００】
該混合チャンバーの下流にありかつ該反応チャンバーの上流にあるポンプをさらに含む上記装置。
【０３０１】
上記装置において、該反応チャンバーが、該混合チャンバーと該出力開口との間に位置するチューブを含む装置。
【０３０２】
鉄酸塩を連続的に合成する方法であって、
ａ ）混合チャンバーにおいて鉄塩を含む水溶液を連続的に与えること（そこにおいて、該混合チャンバーは、少なくとも二つの電極を含む）と、
ｂ ）該少なくとも二つの電極に十分な電流を与えて該鉄塩の少なくとも一部を鉄酸塩に変換することと、
ｃ ）反応チャンバーに近接する使用場所に該鉄酸塩の少なくとも一部を送ることと、
ｄ ）さらなる水溶液を該混合チャンバーに加えることとを含む方法。
【０３０３】
上記方法において、工程（ｄ ）において加えるさらなる水溶液は、該反応チャンバーに送られる水溶液の部分を実質的に補充する量である方法。
【０３０４】
該水溶液に塩基を加えることをさらに含む上記方法。
【０３０５】
該水溶液に酸を加えることをさらに含む上記方法。
【０３０６】
上記方法において、該鉄塩が、硝酸第二鉄、硝酸第一鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、臭化第二鉄、臭化第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、水酸化第二鉄、水酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化第一鉄、炭酸水素第二鉄、炭酸水素第一鉄、炭酸第二鉄、および炭酸第一鉄、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる方法。
【０３０７】
鉄酸塩を合成する方法であって、
ａ ）鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合して、鉄酸塩の溶液を調製することと、
ｂ ）該混合チャンバーに近接する使用場所に鉄酸塩の該溶液の少なくとも一部を送ることとを含む方法。
【０３０８】
該水溶液に塩基を加えることをさらに含む上記方法。
【０３０９】
上記方法において、該塩基が、窒素塩基、水酸化物イオン、酸化物イオン、および炭酸塩イオン、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれるイオンを含む方法。
【０３１０】
上記方法において、該鉄塩が、硝酸第二鉄、硝酸第一鉄、塩化第二鉄、塩化第一鉄、臭化第二鉄、臭化第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸第一鉄、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、水酸化第二鉄、水酸化第一鉄、酸化第二鉄、酸化第一鉄、炭酸水素第二鉄、炭酸水素第一鉄、炭酸第二鉄、および炭酸第一鉄、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる方法。
【０３１１】
上記方法において、酸化剤が、次亜ハロゲン酸塩イオン、亜ハロゲン酸塩イオン、ハロゲン酸塩イオン、過ハロゲン酸塩イオン、オゾン、オキソン、ハロゲン、過酸化物、過酸、過酸の塩、およびカロー酸、またはそれらの組合わせからなる群から選ばれる成分を含む方法。
【０３１２】
上記方法において、該酸化剤が、次亜塩素酸塩イオン、次亜臭素酸塩イオン、および次亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる次亜ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０３１３】
上記方法において、該酸化剤が、亜塩素酸塩イオン、亜臭素酸塩イオン、および亜ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる亜塩ハロゲン酸イオンを含む方法。
【０３１４】
上記方法において、該酸化剤が、塩素酸塩イオン、臭素酸塩イオン、およびヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれるハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０３１５】
上記方法において、該酸化剤が、過塩素酸塩イオン、過臭素酸塩イオン、および過ヨウ素酸塩イオンからなる群から選ばれる過ハロゲン酸塩イオンを含む方法。
【０３１６】
少なくとも一つの不純物を有する水性混合物を使用場所で処理する方法であって、
ａ ）該使用場所に近接して位置する反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、
ｂ ）該使用場所において該鉄酸塩を該水性混合物に接触させることとを含み、
それにより、該不純物の少なくとも一部が凝固させられる方法。
【０３１７】
実施例
例１：鉄酸塩（ＶＩ）の調製
以下は、鉄酸塩合成の典型的な方法である。７５ｍＬの蒸留水を２５０ｍＬ ビーカーに加える。ＮａＯＨ３０ｇ を加え、１０Ｍ の溶液にする。この苛性ソーダ溶液を氷浴で冷やす。この溶液に、混ぜながら、飽和するまで、Ｃｌ２ （ｇ ）（約６ ．５ｇ）をポンプで注入する。この次亜塩素酸塩溶液に、ＮａＯＨの第二バッチ（７０ｇ ）を加える。溶液を冷たく保つ。粗いフィルターで残渣を濾過する。２５ｇ のＦｅ（ＮＯ３ ）３ ・９Ｈ２Ｏを攪拌しながら加える。媒質を粗いフィルターで濾過する。Ｆｅ６＋の収量を、紫外−可視分光法を用いて約５１０ｎｍ の吸光度を観測することにより分析する。
【０３１８】
例２ ：鉄酸塩の合成
例１ の方法を用いて鉄酸塩を合成する。ただし、６ ．５ｇの代わりに、塩素１６．３５ｇ を使用する。粗いガラスフリットで濾過した次亜塩素酸塩溶液４０ｇ を、テフロン（登録商標）攪拌棒とともに、５０ｍＬのジャケット付き反応容器に加える。温度管理した水をジャケットに循環し、反応温度を制御して決める。５ｇの硝酸第二鉄九水和物（Ｆｅ（ＮＯ３ ）３ ・９Ｈ２Ｏ）を数分かけて加え、実験を開始する。実験の開始前に、溶液にＮａＯＨを所定量加えてもよい。「予想吸光度」は、溶液中の鉄がすべてＦｅ（ＶＩ）に変換されたときの溶液の理論吸光度を意味する。
【０３１９】
ＮａＯＨの第二バッチ（２５ｇ ）を次亜塩素酸塩生成物に加える。温度を３０℃に設定する。
【０３２０】
【表１】
2004504245.tif 000004
＊：実際重量：分光光度測定分析のため、反応溶液の分別標本を、重量測定によって取り、ｐＨ１０の緩衝液で希釈する。実際重量は、この分別標本の重量である。１００ｇにまで希釈する。
【０３２１】
†：予想吸光度：分別標本の重量は、実験における鉄全量の割合に相当する。この鉄すべてが鉄酸塩として存在すれば、計算で求めた溶液の吸光度値が、予想吸光度である。観測した吸光度とともに、計算した結果から、＋６ の状態にある鉄の割合が容易に決定される。
【０３２２】
ＮａＯＨの第二バッチ（２５ｇ ）を次亜塩素酸塩生成物に加える。温度を３５℃に設定する。
【０３２３】
【表２】
2004504245.tif 000005
例３ ：鉄酸塩（ＶＩ）の調製
例１ の方法を用いて鉄酸塩を合成する。ただし、６ ．５ｇの代わりに１７ｇ の塩素を使用する。粗いガラスフリットで濾過した飽和水酸化ナトリウム溶液中の次亜塩素酸塩溶液４０ｇ をテフロン（登録商標）攪拌棒を備える５０ｍＬパイレックスビーカーに加える。マグネチックスターラープレート上、該ビーカーを大きな結晶ざら内に置く。該結晶ざらは、水／氷混合物を有し、温度を１９〜２０℃に維持する。５ｇの硝酸第二鉄九水和物を、４ 分間かけて加え、実験を開始する。該鉄塩が該混合物にいきわたっても、数分間は、目に見えて明らかな変化はない。反応混合物の温度をゆっくり上がる。鉄の添加を始めてから約１０分後、混合物は暗紫色になる。同時に、反応温度は、最高３１℃まで上がる。このとき、鉄酸塩（ＶＩ）分析用サンプルを取るためのタイマーをスタートさせる。水／氷浴は、１９〜２０℃の一定温度を維持する。
【０３２４】
【表３】
2004504245.tif 000006
例４ ：鉄酸塩（ＶＩ）の調製
例１ の方法を用いて鉄酸塩を合成する。３０ｇ のＮａＯＨと７５ｇ の水を反応チャンバーにおいて混合し、次いで６ ．５ｇのＣｌ２ を加えた。さらに７０ｇ のＮａＯＨを加える。この溶液相を２５ｇ の硝酸第二鉄と反応させる。
【０３２５】
【表４】
2004504245.tif 000007
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＊：塩基ｐｍは、漂白剤に接触させる前の短いループにおけるいくらかのＮａＯＨと鉄溶液とのプレミックスを意味する。
【０３２６】
†：Ｓｏｌ１、２ 、３ 、４ 、５ および６ は、小さなキレート化分子を意味し、それは、不溶性酸化鉄としての沈殿によるロスに対して鉄を安定化するのに必要となる可能性のあるものである。このアプローチにより、配合中の水の量を減らすことが可能になり得、このため、化学種のすべてを濃くすることにより、反応速度が向上する。このことは、鉄酸塩（ＶＩ）または漂白剤のいずれか、あるいは両方に有害な鉄形を減らし得る。
【０３２７】
‡：Ｃ 対Ｂ は、連続対バッチを意味する。
【０３２８】
例５ ：鉄酸塩（ＶＩ）の調製
鉄酸塩を例１ の方法を用いて合成する。ただし、６ ．５ｇの代わりに１２．９ｇの塩素を用い、水酸化ナトリウムの第二添加量は７０ｇ の代わりに２５ｇ であった。反応容器は、３０ｍＬビーカーであり、３０℃の水浴に置く。１５ｇ の次亜塩素酸塩／水酸化ナトリウム溶液で始める。２ 分間にわたって一定量の硝酸第二鉄九水和物結晶（４ ．８ｇ）を加える。漂白剤を１ ．２ｇ／分の速度で容器に注入する。同時に、鉄結晶を０ ．２４ｇ ／分の速度で容器に連続供給する。２０分後に停止し、この時点が下表の時間＝０ となる。この期間中、最高温度は４０℃であったが、ほとんど温度は、３０℃付近に維持された。添加を停止した後、サンプルを分光光度測定分析のため採取した。
【０３２９】
【表５】
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例６ ：文献による鉄酸塩（ＶＩ）の調製
オーデット（Ａｕｄｅｔｔｅ ）およびクウェイル、（Ｑｕａｉｌ ），Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ １１（８ ）１９０４（１９７２）による配合を用いて鉄酸塩を合成した。
【０３３０】
【表６】
2004504245.tif 000010
例７ ：鉄酸塩（ＶＩ）合成の方法
小さなサンプル瓶を取り、その風袋重量を０ ．０１ｇ のオーダーまで記録した。ドライボックス内で、３００ｍＬ フリーカー（ｆｌｅａｋｅｒ ）に水酸化ナトリウム３０ｇ を秤量し、１５０ｍＬ フリーカーに水酸化ナトリウム７０ｇ を秤量し、該サンプル瓶に硝酸第二鉄九水和物５ ．０ｇを秤量する。各容器に蓋をする。ドライボックスからこれら３ つの容器を取り出す。該小サンプル瓶の重量を０ ．０１ｇ のオーダーまで再度測定し、記録する。大きい方のフリーカーに脱イオン水７５ｇ を加える。大きい方のフリーカーに再び蓋をし、それを氷中に置く。
【０３３１】
大きい方のフリーカーの蓋を取り、テフロン被覆攪拌棒をその中に入れ、その重量を測り、記録する。攪拌プレート上、該フリーカーを大きな結晶ざら内に設置し、該結晶ざらに、溶液のレベルより上まで氷を加え、攪拌を開始する。溶液にガラス温度計を入れる。
【０３３２】
塩素デリバリーシステムからのデリバリーチップを洗浄および乾燥する。水酸化ナトリウム溶液中への塩素の添加を開始する。必ず、水酸化ナトリウム溶液が塩素シリンダーに向かってデリバリーチューブに逆流しないようにする。気泡の速度に気をつけ、速すぎないようにする。温度に注意し、２０℃を下回るように維持する。フリーカー＋内容物の重量を定期的にチェックし、十分な塩素が添加されたら（この例では２０ｇ の塩素）、塩素の添加を停止する。フリーカー＋内容物の重量を記録する。
【０３３３】
フラスコを温度計とともに氷浴に入れる。ＮａＯＨの第二分別標本をゆっくり加え始める。温度を厳密に管理する。２５℃付近が好ましい。フリットガラスフィルターで混合物を濾過する。ろ液４０ｇ を、短い攪拌棒とともに５０ｍＬビーカーに入れる。該ビーカーを結晶ざら内に置き、水および氷を加え、あるいは必要に応じて所定の点に温度が安定するまで加熱する。反応容器に熱電対を入れる。
【０３３４】
小サンプル瓶から硝酸第二鉄九水和物を加え始め、同時に、反応容器内容物の温度を記録し始める。第二鉄結晶を加えるのに４ 〜５ 分かかる。一旦、紫色が強く目につくようになったら、鉄酸塩（ＶＩ）分析用サンプルを取り始める。
【０３３５】
例８ ：鉄酸塩（ＶＩ）の調製
例１ の方法を用いて鉄酸塩を合成する。ただし、６ ．５ｇの代わりに２３．１ｇの塩素を使用した。粗いガラスフリットで濾過した飽和水酸化ナトリウム溶液中の漂白剤４０ｇ を、テフロン（登録商標）攪拌棒とともに、５０ｍＬパイレックスビーカーに加えた。マグネチックスターラー上、該ビーカーを大きな結晶ざら内に置いた。水浴は２６〜２７℃の温度に維持した。５ｇの硝酸第二鉄九水和物を、３ 分間かけて加え、実験＊を開始した。この工程中、混合物は泡立ち、硝酸鉄結晶が若干、泡上に浮き、混ざらない傾向にあった。６ 分経った時点で、混合物は暗紫色となり、約０ ．３ｇを取り、それを冷緩衝溶液で１００ｇまで希釈することにより、サンプリングを開始した。６ 分経ったと同時に混合物は最高温度４２℃になった。次の数分間、泡立ちは続いた。
【０３３６】
【表７】
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例９ ：鉄酸塩（ＶＩ）の調製
例１ の方法を用いて鉄酸塩を合成する。ただし、６ ．５ｇの代わりに１２ｇ の塩素を使用した。反応容器は、ジャケット付きビーカーで、３５℃に維持した。次亜塩素酸塩／ナトリウム２０ｇ で開始する。１ ．６ｇの硝酸第二鉄九水和物結晶を徐々に加える。これは、第二鉄（ＩＩＩ ）に対し、化学量論的に５ 倍過剰の次亜塩素酸塩である。この工程中、最高温度は３９℃に達した。
【０３３７】
【表８】
2004504245.tif 000012
例１０：ループ（循環）反応装置による方法
ジャケット付き混合容器を使用し、その温度を３０℃に制御する。チューブ形状の反応容器を使用し、温度を制御して３５℃に設定する。マルチヘッド可変速度ペリスタ型ポンプを使用し、約３０ｍｇ／秒の速度で次亜塩素酸塩ナトリウム溶液を混合チャンバーに送るように設定する。ポンプヘッドのもう一つのチューブを使用し、混合物を混合チャンバーから反応チューブに移送する。
【０３３８】
サンプルバイアルに１０ｇ 超の硝酸第二鉄九水和物を準備し、重さを記録する。もう一つのサンプルバイアルに硝酸第二鉄九水和物を準備し、３ ．４２ｇ 送るようにする。１７．１ｇの次亜塩素酸塩ナトリウム溶液を混合チャンバーに加える。混合を開始する。３ ．４２ｇ の硝酸第二鉄九水和物を徐々に加える。実験時間の記録を始め、次亜塩素酸塩ナトリウム溶液をペリスタ型ポンプから送り始める。１ 分間隔で、０ ．３４２ｇの結晶（目視で計測）を混合チャンバーに加える。５ 分添加後、ペリスタ型ポンプの移送チューブ入口を反応混合物の表面に配置することにより、反応混合物をループに移送し始める。１０分、１５分、および２０分添加後、結晶バイアルの重量を記録する。２０分添加後、次亜塩素酸塩ナトリウム溶液を送るのを停止し、かつ結晶の添加を停止する。ペリスタ型ポンプ移送チューブへの入口を混合容器の底近くに再配置し、そこからループ反応装置にポンプで送りつづける。混合チャンバーが空になったら、ペリスタ型ポンプを停止する。６０分で、ループ反応装置の出口端から生成物のサンプルを取り、その吸光度を測定する。８０分で、ループ反応装置の入口端から生成物のサンプルを取り、その吸光度を測定する。
【０３３９】
例１１：鉄酸塩（ＶＩ）の調製
例１ の方法を用いて鉄酸塩を合成する。粗いガラスフリットで濾過した飽和水酸化ナトリウム溶液中の漂白剤４０ｇ を、テフロン（登録商標）攪拌棒とともに５０ｍＬパイレックスビーカーに加える。マグネチックスターラープレート上、該ビーカーを大きな結晶ざら内に置く。該結晶ざらは、水／氷混合物を有し、温度を１９〜２０℃に保つ。５ｇの硝酸第二鉄九水和物を４ 分間かけて加え、実験を開始する。該鉄塩は混合物に行き渡るが、数分間は、目で見て明らかな変化はない。反応混合物の温度は、ゆっくりと上昇する。比較的急激に混合物は、暗紫色になる。これは、鉄添加開始後１０分で起こり、同時に、反応温度は、最高３１℃に達する。この時点で、鉄酸塩（ＶＩ）分析用サンプルの採取のため、タイマーをスタートさせる。水／氷浴により、１９〜２０℃の一定温度に保持した。
【０３４０】
【表９】
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例１２：鉄酸塩（ＶＩ）の調製
粗いガラスフリットで濾過した漂白剤溶液４０ｇ を、５０ｍＬジャケット付き反応容器に、テフロン（登録商標）攪拌棒とともに加える。温度管理した水をジャケット内で循環させ、反応温度を制御して決める。５ｇの硝酸第二鉄九水和物を数分間かけて加え、実験を開始する。
【０３４１】
【表１０】
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例１３：鉄酸塩（ＶＩ）の調製
反応容器は３０ｍＬビーカーであり、３０℃の水浴に置く。１５ｇ の次亜塩素酸塩／水酸化ナトリウム溶液で始める。２ 分かけて、化学量論的量の硝酸第二鉄九水和物結晶（３ｇ）を加える。１ ．２ｇ／分の速度で容器に漂白剤をポンプ注入し始める。同時に、鉄結晶を、容器中に０ ．２４ｇ ／分の速度で供給する。２０分後停止し、この時点が下表の時間＝０ になる。この期間中、最高温度は４０℃であったが、ほとんど温度は３０℃付近に維持された。添加を停止した後、サンプルを分光光度測定分析のため採取した。
【０３４２】
【表１１】
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結論
以上述べてきたとおり、ここに記載する方法、装置および用途が、使用場所の近傍で鉄酸塩を製造する比較的容易かつ経済的な手段であることは、当業者に明らかである。
【０３４３】
当業者に明らかなように、これらの方法および装置は、その本来もたらされる目的および効果はもとより、上述した目標を実行し、上述した目的および効果を達成するのに適したものである。ここに記載する方法、手順、および装置は、現段階での好ましい具体例の典型であり、また例示的なものであり、本発明の技術範囲を限定するものではない。当業者が可能なその変更および他の適用は、本発明の技術範囲内のものであり、特許請求の範囲に規定されるものである。
【０３４４】
当業者に明らかなとおり、本発明の技術範囲を逸脱することなく、ここに開示する発明に種々の置換および変更・修飾が可能である。
【０３４５】
ここに記載する発明の局面および具体例を、それぞれ別々にあるいは互いに組合わせて実行できることは、当業者に明らかである。したがって、個々の具体例を組合わせたものも、特許請求の範囲内に入る。
【０３４６】
本明細書に記載するすべての特許および刊行物は、本発明に関して当業者の技術水準を示すものである。
【０３４７】
ここに例示的に記載する本発明は、ここに特定して開示していない一つもしくは複数のいかなる要素、または一つもしくは複数のいかなる限定なく、適切に実行することができる。したがって、ここで、たとえば、「含む」、「から本質的になる」および「からなる」の用語のいずれも、他の二つの用語のいずれかに置きかえることができる。使用してきた用語および表現は、限定用語ではなく、記述用語として用いられているのであり、それらの用語および表現は、示しまた記載する特徴またはその部分の等価物を排除するものではない。特許請求の範囲内で、種々の変更・修飾が可能であることは明らかである。したがって、本発明は、好ましい具体例および必要に応じた特徴により具体的に開示されているが、ここに開示するコンセプトの修飾および変更を当業者が再分類し得ることは明らかであり、また、そのような修飾および変更は、特許請求の範囲内のものであるとみなされる。
【０３４８】
さらに、本発明の特徴または局面をマーカッシュ群の表現で記載する場合、当業者に明らかなように、本発明は、それによって、マーカッシュ群の個々の任意の要素か、または、サブグループの複数の要素によって記載されることになる。たとえば、Ｘ が臭素、塩素、およびヨウ素からなる群から選ばれるとして記載されるとき、Ｘ が臭素である請求項およびＸ が臭素および塩素である請求項は、もれなく記載されていることになる。
【０３４９】
他の具体例もこれから示す特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】鉄酸塩イオンの溶液相合成のための装置の具体例を示す図である。
【図２】鉄酸塩イオンの固相合成のための装置の具体例を示す図である。
【図３】鉄酸塩イオンの電気化学合成のための装置の具体例を示す図である。
【図４】鉄酸塩を生成させかつ精製するプロセスの具体例をいくつか示すフローチャートである。
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004504245.tif 000082
【手続補正書】
【提出日】平成14年7月22日(2002.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄酸塩を連続的に合成する方法であって、
ａ）鉄塩および酸化剤を含む水溶液を混合チャンバーにおいて混合することと、
ｂ）該水溶液の少なくとも一部を反応チャンバーに送ることと、
ｃ）該反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、
ｄ）該鉄酸塩の少なくとも一部を該反応チャンバーに近接する使用場所に送ることと、
ｅ）さらなる水溶液を該混合チャンバーに加えることとを含む方法。
【請求項２】
該水溶液に塩基を加えることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｂ）から工程（ｄ）までを繰り返すことをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも一つの不純物を有する水性混合物を使用場所で処理する方法であって、
ａ）該使用場所に近接して位置する反応チャンバーにおいて鉄酸塩を連続的に生成させることと、
ｂ）該使用場所において該鉄酸塩を該水性混合物に接触させることとを含み、それにより該不純物の少なくとも一部が酸化される方法。
【請求項５】
鉄酸塩を連続的に合成して使用場所に送るための装置であって、
ａ）第一の保持チャンバーと、
ｂ）第二の保持チャンバーと、
ｃ）該第一の保持チャンバーおよび該第二の保持チャンバーに制御可能に接続される混合チャンバーであって、そこに該第一の保持チャンバーの内容物および第二の保持チャンバーの内容物が加えられ第一の混合物が調製される混合チャンバーと、
ｄ）該混合チャンバーに制御可能に接続される反応チャンバーであって、該第一の混合物を受入れ、かつ該第一の混合物をある時間保持するようになっている反応チャンバーと、
ｅ）該反応チャンバーにおける鉄酸塩混合物と、
ｆ）該反応チャンバーの出力開口であって、そこを通って該鉄酸塩混合物を該使用場所に移動させるようになっている出力開口とを備え、
そこにおいて該使用場所は該反応チャンバーに近接する装置。
【請求項６】
該混合チャンバーが温度制御装置をさらに含む請求項５に記載の装置。
【請求項７】
飲料水を浄化する方法であって、請求項１に記載の方法により生成される鉄酸塩を該飲料水に接触させることを含み、該接触は該生成の場所に近接する場所で行なわれる方法。
【国際調査報告】
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2004504245.tif 000085