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ハイドロタルサイト焼成酸化物を用いた強酸性排水の処理

煅烧氧化水滑石处理强酸性废水

基本信息

批准号：
13780445
负责人：
内田美穂
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、Mg-Al酸化物による塩化物イオン除去機能が、塩酸水溶液中では塩化ナトリウム水溶液中と比較して非常に高くなる現象に注目した。昨年度は、塩酸などの強酸性水溶液中ではMg-Al酸化物は溶解するために使用不可能であるとする従来の常識を覆し、酸性水溶液中での塩化物イオン等の処理に非常に大きな効果があることを明らかにした。今年度はこの現象を再考察し、塩酸水溶液中での高い塩化物イオン除去率の原因が低い初期pHにあるのではなく、一度溶解したマグネシウムイオンの再沈殿によるpH緩衝効果によるものであると推測し、その実証実験を行った。その結果、塩酸に限らず、pH緩衝機能をもつ塩化物塩(例えば塩化アンモニウム塩)において高い塩化物イオン除去率を達成し、更に沈殿した金属イオン(例えばカルシウムイオン、マグネシウムイオン)がハイドロタルサイト構造を構成していることを発見した。また、塩化物イオン除去の妨げになっている第1要因は、反応によって変化しないナトリウムイオン等のアルカリ金属であることが明らかになり、改良すべき問題点がはっきりした。また、様々な条件でMg-Al酸化物と塩酸との反応を調べ、反応初期にはMg-Al酸化物が投入した塩酸の当量分溶解するが、溶解したマグネシウムイオンは反応の進行に伴って、ハイドロタルサイト構造を再構成するという機構が明らかとなった。また、反応速度解析から、低温条件では化学反応が律速段階であり、溶液塩化物イオン濃度に関する1次反応で近似できることが判明した。アレニウス式から求めた活性化エネルギーは66.9kJ/molであり、20℃付近では反応速度に対する温度の影響は大きいものの、低温でも長時間の反応により高い塩化物イオン除去率を達成できた。

In this study, the removal function of Mg-Al acid compound was studied. The phenomenon of Mg-Al acid compound in aqueous solution was studied. In the past year, the Mg-Al acid in the strong acid aqueous solution was dissolved, and it was impossible to use the common knowledge of the acid aqueous solution. The treatment of the Mg-Al acid in the acid aqueous solution was very difficult. The reason for the high removal rate of compounds in aqueous hydrochloric acid solution was investigated again. The pH buffer effect was estimated to be lower than that in the initial stage. As a result, acid limit, pH buffer function, compound removal rate (e.g., pH buffer function), high compound removal rate, and metal removal rate (e.g., pH buffer function) were achieved. The first important reason for the removal of impurities is that the problem of metal is solved by changing the structure of metal and improving the structure of metal. In the initial stage of reaction, Mg-Al acid was added to the reaction mixture, and the reaction mixture was dissolved. The analysis of reaction velocity, the determination of chemical reaction velocity step, the determination of reaction velocity step. The reaction rate is 66.9kJ/mol, and the temperature is high.