[发明专利]有害阴离子吸附粒子及其制造方法

说明书

本发明涉及用于净化被砷、磷酸、氟、硒等在内的各种有害阴离子污染的水的有害阴离子吸附粒子及其制造方法。

砷、磷、氟、硒等是各种电子仪器等的制造工艺中有用的阴离子，但又是污染水的有害物质，当天然水一开始就受到来自天然的有害阴离子的污染或受到从工厂排出的水的污染时，在许多场合，不仅采取了利用替代水源或者让污染源停业等措施，而且也同时要求要净化已污染的水。在净化处理中，必须从原来水的性状、处理量、处理后的水的用途、经济性等诸方面来考虑，以选择最合适的方法。

例如，用沉淀法来作净化处理，其是一种操作简单、经济性高的方法，但处理后的水质不能满足强化了的水质标准。在此情况下，更高级的处理技术就成为必要的了。特别是希望有对高毒性砷的直接有效方法。

作为现在已经采用的有害阴离子的高级处理技术是用阴离子交换树脂，但这是一种还残存着砷吸附的选择性问题的方法。还有，在稀土类吸附剂中，也有对砷(Ⅲ)有吸附能力的吸附剂，虽然用它们来从污染的水中吸附除去有害阴离子的方法也已经被考虑，但在市场上可以买到的这类吸附剂是粉末状物质，在进行吸附、溶离、再生等操作中处理起来困难，是不适合用于填充在有害阴离子的吸附塔中作连续处理的物质。

还有，虽然已经有关于铈的含水氧化物或活性氧化铝有望作为砷离子的选择性吸附剂的报道，但是这些含水金属氧化物是微粉体，同样存在有处理方面的问题。还有，通过络合形成在螯合树脂上载锆的砷、磷吸附树脂目前在市场上已经有出售，不过它们也存在有在用酸、碱的再生过程中锆容易从树脂脱落的问题。

因此，已经开发了，把稀土类化合物以高浓度分散状态担载在多孔性高分子珠粒或活性碳等多孔性材料上，由所说的加热处理而结晶化来造粒的方法。然而，开发吸附性能高且不从载体脱落的物质是至为困难的，而且工艺变得更为复杂。如上所述，可以说，作为处理以砷为首的各种有害阴离子的高层次的处理技术还未确立。

鉴于上述诸问题，本发明的目的在于提供把对有害阴离子具有吸附性能的稀土类化合物造粒成既有高的吸附性能又容易处理而可以适用于连续进行高层次处理的粒子状的有害阴离子吸附粒子及其制造方法。

此目的是通过本发明涉及的有害阴离子吸附粒子，即以在褐藻酸的凝胶化球体内部分散有害阴离子吸附剂为特征的有害阴离子吸附粒子解决的。

本发明还提供所述及的有害阴离子吸附粒子的制造方法，此方法的特征在于，把有害阴离子吸附剂粉末混合到褐藻酸盐水溶液中，将得到的材料原液构成的液滴在多价金属水溶液中凝固凝胶化而形成凝胶球体。

在采用本发明的一个优选实施方案的有害阴离子吸附粒子制造方法中还包括在前述材料原液中加入增塑剂的工序。

关于采用本发明另一优选实施方案的有害阴离子吸附粒子的制造方法具有，把有吸附有害阴离子能力的稀土类化合物粉末0.1～60wt％在褐藻酸钠或褐藻酸铵的0.1～5wt％浓度水溶液中混合搅拌调制材料原液的工序；把此材料原液滴入多价金属水溶液中的滴入工序；在多价金属水溶液中将滴下的液滴凝固凝胶化到中心获得湿润凝胶球体的凝胶球体形成工序；用水和乙醇冼净此凝胶球体的冼净工序以及干燥已经冼净了的凝胶球体的干燥工序。

在采用本发明的再一优选实施方案的有害阴离子吸附粒子的制造方法中，在前述滴入工序中使用可能调节振动频率的振动喷嘴。

在采用本发明的再一优选实施方案的有害阴离子吸附粒子的制造方法中，作为前述有害阴离子吸附剂粉末使用的是碳酸镧、氢氧化镧以及碳酸钇中的一种粉末或2种以上的混合粉末。

由本发明的再一优选实施方案的有害阴离子吸附粒子的制造方法中，使用聚乙二醇或乙醇来作为前述增塑剂。

经过本发明人等的种种探讨的结果发现了，把褐藻酸钠或褐藻酸铵作为粘合剂使用，通过利用此水溶液因多价金属而凝胶化的现象来使有害阴离子吸附剂粉末得到粒子化。本发明就是以此知识为基础的。即，本发明的有害阴离子吸附粒子是把有害阴离子吸附剂粉末分散于褐藻酸的凝胶化球体的内部，此粉末不脱落而良好的保持在球体内，由此使得向吸附塔的填充变成容易实行了，而这在过去是困难的，与此同时，还使得在进行吸附、溶离、再生等操作时吸附剂的处理变得简便，结果是使连续处理的实现变为可能。

还有，本发明的有害阴离子吸附粒子的制造方法是，把有害阴离子吸附剂粉末预先混入与多价金属反应可能凝固凝胶化的褐藻酸盐水溶液中，形成在内部分散有有害阴离子吸附剂粉末的凝胶体。如果把混合了有害阴离子吸附剂粉末的材料原液以液滴状态在多价金属水溶液中凝固的话，就可以得到由凝胶球体构成的有害阴离子吸附粒子。