コロイド次元の微粒子を含有する希薄懸濁液の迅速固液分離法として、繊維状のスラグウールを捕捉材に吸着除去する方法に関するシミュレーションを行なうにあたり、その基礎となる水溶液中の化学平衡計算に関する考察を行った。コロイド次元の微粒子を含有する希薄懸濁液の迅速固液分離法として、繊維状のスラグウールを捕捉材に吸着除去する方法に関するシミュレーションを行なうにあたり、その基礎となる水溶液中の化学平衡計算に関する考察を行った。化学平衡計算によって、平衡状態にある溶液のpHや沈殿生成状況を把握するためには、系内に存在する全ての成分の影響を考慮する必要があり、化学種の数が多くなると計算がきわめて繁雑になるため、幾つかの工夫を行なった。希薄ヒ素の除去機構をシミュレーションにより考察したところ、希薄ヒ素はそれ自身が微粒子を形成してスラグウールに吸着しているのではなく、共存あるいは添加した鉄(III)またはアルミニウム塩が形成した水酸化鉄または水酸化アルミニウムの微粒子表面へヒ素が吸着し、ヒ素を吸着した水酸化鉄またはアルミニウムがスラグウールに吸着されることによって迅速分離されていることがわかった。本研究では、ヒ素の除去に関する共存イオンの影響に関する定量的考察も行った。ヒ素は陰イオンの形態で水溶液中に存在するため、共存イオンの中でも特に陰イオンはヒ素の除去を妨害する可能性がある。本研究では、陰イオンの中でも酸性坑廃水中に最も一般的に存在する硫酸イオンに注目し、その共存による影響を計算と実験の両面から検討した。硫酸イオンの影響は、水酸化鉄または水酸化アルミニウムへのヒ素および硫酸イオンの吸着を考慮した計算により、実験結果を良好に再現することが確認された。硫酸イオンはヒ素の水酸化鉄あるいは水酸化アルミニウムへの吸着を妨害し、その影響はヒ素(V)イオンよりヒ素(III)イオンの方が大きく、アルミニウム塩より鉄(III)塩の方が大きいことが確認された。)に関し、それぞれの土壌の基礎物性、土壌からの酸による溶出特性、Tessierらによる連続抽出法、さらにはSpositoらによる土壌表面のイオン交換能および表面錯体容量を実験的に把握し、それぞれの土壌のキャラクタリゼーションを行った。粒度分布に関しては、建設工場跡では20μm以下の細粒が多く、化学工場跡ではそれ以上の中粒が多いことがわかった。塩酸や王水を用いた溶出量では、建設工場跡では1.18mm~の粗粒で溶出量が多く、化学工場跡では20μm以下の細粒で溶出量が多い結果となった。王水分解によって鉛の全体量の70%が溶出した。残渣(ケイ酸塩鉱物や非分解性物質)中の鉛が多いことが分かった。残渣分が半分以上を占めており、前述の酸溶出特性と同様の傾向が得られた。鉛がほぼ同程度存在しており、一般の汚染土壌に比べて有機物態の割合が高いことがわかった。これは、化学工場由来の有機物に起因していると考えられる。Spositoらの方法により、土壌中のイオン交換能と表面錯体容量を実験的に検討したところ、両者の土壌において、イオン交換能が2~7mmol/kgであったのに対し、表面錯体容量は20~35mmol/kgであった。Tessierの連続抽出法の結果においても、両者の土壌ではイオン交換態の鉛が少なく、鉄・マンガン酸化物中の鉛が比較的多かったことから、鉛分は鉄・マンガン酸化物中に表面錯体として取り込まれているものが多いと考えられる。以上の結果より、複数の分析法を組み合わせることによって、土壌の詳細なキャラクタリゼーションが可能であることが確認された。研究成果概要:本研究は、硫化物法によって廃水からのNi選択回収を試みるものである。高濃度Ni含有めっき廃水に硫化物法を適用すると、硫化ニッケルを主とするスラッジが得られる。この硫化ニッケルを再溶解させることによって、高純度のNi溶液を得ることが...本研究は、硫化物法によって廃水からのNi選択回収を試みるものである。高濃度Ni含有めっき廃水に硫化物法を適用すると、硫化ニッケルを主とするスラッジが得られる。この硫化ニッケルを再溶解させることによって、高純度のNi溶液を得ることができ、電解採取等によってNiの資源回収が可能である。硫化ニッケルは溶解度が低く、水や酸によって溶解させることができない。硫化ニッケルを酸化させ、硫酸ニッケルとすることによって、水にある程度を溶解させることが可能である。本研究では、XAFS法により、Ni含有廃水から得られた硫化ニッケルに対し、空気酸化による硫酸ニッケルへの酸化機構を検討した。測定試料として、模擬廃水または実廃水((株)みすず工業より提供)に硫化剤を添加して得られた硫化物スラッジを用いた。スラッジは含水率を制御した容器ないで空気酸化を行い、定期的に分取してXAFS測定に供した。KEK-PFで行ったXAFS測定より、熟成時間が短い場合には、S(-2)に由来すると考えられる低エネルギー側でのピークが確認されたが、そのピークは時間の経過と共に消滅することがわかった。SO3(-2)に由来すると考えられるピークは、熟成時間6時間において既に認められており、時間の経過と共にピーク強度はそれほど変化していなkった。SO4(-2)に由来すると考えられるピークは、熟成時間6時間において既に認められ、時間の経過と共にピーク強度が大きくなっている様子が確認できた。以上より、硫化ニッケルは、亜硫酸ニッケルを経て、硫酸ニッケルまで酸化すると考えられた。XAFSの結果を裏付けるために、得られた沈殿物を熟成時間毎に水または酸に溶解させる実験を行った。ニッケルは水、酸ともに不溶、亜硫酸ニッケル水に不溶であるが酸に可溶、硫酸ニッケルは水、酸ともに可溶であるという性質が知られている。これを利用して、各溶出率からスラッジ中の硫化ニッケル、亜硫酸ニッケル、硫酸ニッケルの量を算出した。その結果、硫化ニッケルは初期では70%ほどを占めていたが、40日間熟成を行なうと、10%まで減少しており、酸化が進行するにつれて急激に減少することが判明した。一方で亜硫酸ニッケルは10日間を境にゆっくりと割合が減少することがわかった。ゼータ電位測定、XRDおよびXAFS解析を行った。ゼータ電位測定、XRDおよびXAFS解析を行った。アルミニウムの双方において、共沈法では吸着法よりも高い処理特性が得られた。収着等温線の形状を比較すると、吸着法では通常のラングミュア型であったのに対し、共沈法ではBET型が得られたことから、共沈法では吸着以上の機構によるAs(V)の水酸化物への取り込みが生じていることがわかった。ゼータ電位と収着密度の関係をプロットすると、共沈法の場合には、初期As/FeまたはAlモル比が小さい範囲では収着密度の増加に応じてゼータ電位が低下するのに対し、初期As/FeまたはAlモル比が大きい範囲では収着密度が増加してもゼータ電位がさほど変化しないという傾向が得られた。その境界値は、水酸化第二鉄では初期As/Feモル比0.4程度、水酸化アルミニウムでは初期As/Alモル比が1.5程度であった。このことから、共沈法を用いた場合、初期As/FeまたはAl比が大きい範囲では、As(V)は水酸化物と溶解度積は満たしていないにもかかわらず表面沈殿を生成していることが確認された。この表面沈殿生成は、XRDおよびXAFS測定からも裏付けされた。XRDパターンを比較すると、As/Fe=0.4以上では、別途参照物質として作成した非晶質ヒ酸鉄に似たパターンが得られ、As/Al=1.5以上では、やはり別途参照物質として作成した非晶質ヒ酸アルミニウムに似たパターンが得られた。XANESスペクトルにおいても同様の傾向が得られた。共沈法において得られたXANESスペクトルに対し、As(V)を吸着した水酸化物のスペクトルと非晶質ヒ酸鉄または非晶質ヒ酸アルミニウムを参照物質としてその割合をパターンフィッティングにより求めたところ、非晶質ヒ酸鉄または非晶質ヒ酸アルミニウムの割合が50%を超えるのは、これまでの他の実験結果と同様にAs/Fe=0.4またはAs/Al=1.5以上であることが確認された。研究成果概要:本研究では,銅製錬スラグからモリブデンを回収することを目的として,スラグを加熱しさまざまな条件で冷却して,モリブデンを特定の相に濃縮,結晶化させ,その後粉砕・物理選別により回収することを試みた。手法としては1:モリブデンの硫化・徐...本研究では,銅製錬スラグからモリブデンを回収することを目的として,スラグを加熱しさまざまな条件で冷却して,モリブデンを特定の相に濃縮,結晶化させ,その後粉砕・物理選別により回収することを試みた。手法としては1:モリブデンの硫化・徐冷によるMolybdenite(硫化Mo)の結晶化および浮選によるMolybdeniteの回収,2:徐冷によるモリブデンのスピネル化および磁選によるモリブデンを含むスピネルの回収を検討した。粉末Fe,Fe2O3,非晶質SiO2を混合し,るつぼに入れ電気炉で1300°Cで溶融したものを水砕し,不純物を含まない模擬スラグを作製した。これは,不純物によるモリブデンの硫化反応が阻害される可能性を取り除くためである。これにMoO3試薬を添加し,スラグのモリブデン品位を1.25,1.50,1.75%となるようにしたのち,それぞれのスラグにPyrite(モリブデン1molに対して硫黄が5mol)を添加し,電気炉によりAr雰囲気,1300°Cにて1時間30分加熱したのちに3°C/minで冷却した試験を実施し,Molybdeniteの生成を試みた。その結果,XRDによりモリブデン品位1.50%および1.75%のスラグではMolybdeniteの生成が確認できたものの,1.25%のスラグではMolybdeniteが生成しなかった。実際のスラグはモリブデン品位が1.0%未満であるため,Molybdeniteとしての回収は難しいことが示唆された。モリブデンはMolybdenite以外の形態として,モリブデンの多くが磁性を持つスピネルフェライトとして存在していることがSEM-EDS/MLAの結果より確認された。このため,製錬所スラグにおいて,磁性を持つスピネルフェライトを回収することを目的として硫化を伴わない加熱・徐冷実験をMo品位0.2%,1.0%のスラグで実施した。冷却速度のスピネル結晶サイズへの影響をみるため,冷却速度を3°C/min,10°C/minと変化させて行った。VHX-500F)を使用した。冷却速度が速いほうが,生成したスピネルの粒度は小さいことが確認された。湿式磁選は少なくとも数十μm以上のサイズを必要とするため,磁選に用いるには冷却速度を遅く,好ましくは3°C/min程度とする必要があると確認された。Mo品位が高いほうがスピネルのグレインサイズも大きくなる傾向があることが示された。そこで本実験でもっともスピネルのグレインサイズが大きかったMo1%,冷却速度3°C/minのスラグの湿式磁選を実施した。2Lの手付きビーカーに水を1L,ヘキサメタリン酸ナトリウムを0.5g,-38μmに粉砕したスラグ5g入れ,スターラーと攪拌棒を用いて良く攪拌・混合した。これを金属製のバットに移し,1000Gのハンドマグネットを用いて磁選した。この結果,Mo品位3.2%の磁着物が得られ,Moの回収率は70.6%であった。スラグ中のMoを硫化物として結晶化するためには一定のMo品位が必要であることが確認されたため,Mo品位1%以下のスラグ中のMoを硫化物として浮選で回収するのは困難であるとみられた。Moは結晶化により大部分がSpinel化して存在することがわかり,これは磁選により回収が可能であった。研究成果概要:本研究では、比表面積の大きいMgO粉末の合成によって、迅速に高効率なホウ素除去剤の開発を試みた。塩基性炭酸マグネシウムを、電気炉を用いて400~1000°Cで1時間焼成し、脱水もしくは脱炭酸した結果、400~450°C、900~100...本研究では、比表面積の大きいMgO粉末の合成によって、迅速に高効率なホウ素除去剤の開発を試みた。m2/g)、比表面積を約8倍以上向上させることに成功した。初期濃度500mg/dm3のホウ酸模擬廃水に対して、上記で合成したMgOを添加し、除去実験を行ったところ、500~800°Cで焼成合成した比表面積の高いMgOを用いた場合、非常に速い速度でホウ素を除去するという結果が得られた。