JP2001104807A - ホウ素の回収方法 - Google Patents
ホウ素の回収方法Info
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Abstract
分離・回収する方法を提供する。 【解決手段】ホウ素を吸着したホウ素選択性樹脂から溶
離液として鉱酸溶液を用い、吸着したホウ素を脱離させ
て得た脱離液を、OH形弱塩基性陰イオン交換樹脂に通
液してホウ素溶液と鉱酸溶液とに分画し、分画した該ホ
ウ素溶液を回収することよりなるホウ素の回収方法。
Description
のホウ素の回収方法に係わり、詳しくはホウ素含有水を
処理してホウ素を吸着したホウ素選択性樹脂から溶離液
によりホウ素を脱離して得られる脱離液からホウ素を回
収し、且つ溶離液を再利用する方法に関する。
薬、染料、合成繊維製造工程等で広く利用されており、
これらの製造工程からはホウ素含有水が排出される。従
来、これらの製造工程から排出されるホウ素含有水はホ
ウ素選択性樹脂によりホウ素を吸着処理していた。とこ
ろが、溶離液で吸着処理後のホウ素をホウ素選択性樹脂
から脱離させて得られる脱離液は、ホウ素選択性樹脂の
ホウ素吸着量が通常のイオン交換樹脂の吸着量に比して
かなり小さいために、その排出される脱離液のホウ素濃
度が比較的低く、さらには回収純度が低いこともあり回
収再利用されることは殆どなかった。その為、ホウ素選
択性樹脂からのホウ素の脱離液は濃縮して産業廃棄物と
して処理するか、或いはセメント等により固物化し埋め
立て処理する等の手段がとられている。
長を阻害したり、また動物に対しても神経障害を起こす
おそれがあるため、より厳しい排水基準が設けられる傾
向にありホウ素含有排水に関しては効率良くホウ素を回
収・再利用し、公害間題を惹起しない処理方法が希求さ
れている。
含有排水から効率的に高純度のホウ素を分離・回収する
方法を提供することを目的とし、ホウ素化合物を使用す
る製造工程から排出されるホウ素を含有する排水のホウ
素選択性樹脂による処理方法について鋭意検討した結
果、ホウ素を吸着したホウ素選択性樹脂からホウ素を脱
離する際に得られるホウ素含有脱離液を、特定の方法で
処理すれば高純度のホウ素含有液を分離することが出
来、この分離したホウ素は製造工程で再利用出来るとの
知見を得、本発明に到達した。
決するためのものであり、その要旨は、ホウ素を吸着し
たホウ素選択性樹脂から溶離液として鉱酸溶液を用い、
吸着したホウ素を脱離させて得た脱離液を、OH形弱塩
基性陰イオン交換樹脂に通液してホウ素溶液と鉱酸溶液
とに分画し、分画した該ホウ素溶液を回収することより
なるホウ素の回収方法に存する。
ウ素の回収方法において、分画した鉱酸溶液を溶離液と
してホウ素を吸着したホウ素選択性樹脂のホウ素の脱離
に再利用すること、鉱酸が硫酸であること、弱塩基性陰
イオン交換樹脂は、スチレン系架橋共重合体を母体とす
るポーラス型イオン交換樹脂であることを挙げることが
できる。
法ついて図−1に従って更に詳細に説明する。図−1
は、本発明の実施態様を説明するための工程概略図であ
る。図中、1は原水槽、2はホウ素選択性樹脂が充填さ
れたホウ素吸着塔、3は弱塩基性陰イオン交換樹脂が充
填された酸吸着塔、4はホウ素溶液回収槽、5は鉱酸溶
液回収槽、6は処理水放流管である。
水は、各種の製造工程から排出されるもので、水中のホ
ウ素は、通常、ホウ酸又はホウ酸塩として含まれている
(尚、本明細書中、ホウ素はホウ酸及びホウ酸塩の総称
を意味する)。これらの製造工程から排出されるホウ素
含有水は、通常10〜200ppm程度のホウ素を含有してお
り、一且原水槽1に貯槽される。その際、ホウ素含有水
は予め濾過器等により水中に含まれる不溶解性の不純物
を除去しておくとよい。原水槽に貯槽されたホウ素含有
水はカセイソーダ等のアルカリ剤によりpH4〜10、
好ましくは7〜10に調整される。ここでのpH調整は
次工程でのホウ素選択性樹脂によるホウ素吸着を効果的
に行うためのものである。
性樹脂が充填されたホウ素吸着塔2に通液せしめホウ素
の吸着除去を行う。その際、pH調整されたホウ素含有
水は、ホウ素吸着塔2に空間速度(SV)5〜10h-1
で供給されホウ素が樹脂に吸着除去される。ホウ素吸着
塔2に充填されるホウ素選択性樹脂はホウ素吸着能力を
有し、かつホウ素を選択的に吸着するイオン交換樹脂で
あれば特に限定されるものではないが、交換基としてN
−メチルグルカミン基を有するホウ素選択性樹脂が最も
好ましい。このN−メチルグルカミン基を有するホウ素
選択性樹脂としては、ダイヤイオン(登録商標:三菱化
学)CRB01、CRB02、アンバーライト(登録商
標:ローム&ハース)IRA743、デユオライト(登
録商標)ES−371、ユニセレック(登録商標)UR
−3500等の市販品から適宜選ぶことができる。
素を含まないので処理水放流管6より放出する。その
際、必要に応じ、ホウ素吸着塔の流出液出口と処理水放
流管6との間にpH調整槽を設けpH調整後放流する。
また処理水に重金属等が含まれているおそれがある場合
には、さらにキレート樹脂による処理、或いはカセイソ
ーダ、消石灰等のアルカリ剤により金属水酸化物を形成
させて固液分離処理する等の後処理工程に付した後放流
するのが好ましい。
吸着して機能が低下したホウ素吸着塔2には硫酸、塩酸
等の鉱酸の溶離液を通液し吸着したホウ素を樹脂から脱
離する。その際の溶離液は濃度1〜10w/w%の鉱酸
溶液であり、ホウ素吸着塔2には空間速度(SV)1〜
5h-1で通液して脱離処理する。ホウ素の脱離処理した
後のホウ素吸着塔2にはカセイソーダ等のアルカリ溶液
を濃度2〜5w/w%、空間速度(SV)1〜5h-1で
通液して樹脂を再生する。再生された樹脂を有するホウ
素吸着塔2はホウ素を吸着させるために再びホウ素含有
水の通液に供される。
はホウ素と鉱酸との混合溶液である。この脱離液を、O
H形の弱塩基性陰イオン交換樹脂が充填された酸吸着塔
3に通液することにより、ホウ素溶液と鉱酸溶液とに分
画分離する。酸吸着塔3には脱離液を空間速度(SV)
1〜5h-1で供給する。酸吸着塔3からは先ずホウ素溶
液が流出し、次いで鉱酸溶液が流出するのでそれぞれを
分画採取する。分画採取方法は酸吸着塔3の流出液出口
にpH計を設置し流出液のpHを検知しながら行う。そ
の際ホウ素含有流出液のpHは6〜7であり、鉱酸含有
流出液のpHは1〜6である。
下した酸吸着塔3の弱塩基性陰イオン交換樹脂は再生し
OH形にするのであるが、これらの樹脂をOH形にする
再生条件及び再生方法は、鉱酸、アルカリを用いる従来
から行われている常法により行うことができる。酸吸着
塔3に充填される弱塩基性陰イオン交換樹脂としては、
ダイヤイオン(登録商標:三菱化学社)WA21J、W
A30、アンバーライト(登録商標:ローム&ハース
社)IRA−93、ダウエックス(登録商標:ダウ社)
66、デュオライト(登録商標)A368等の市販品か
ら適宜選ばれるが、これらの弱塩基性陰イオン交換樹脂
のうちスチレン系架橋共重合体を母体とするポーラス型
イオン交換樹脂が好ましい。
ウ素流出液をホウ素溶液回収槽に貯留し、また鉱酸流出
液は鉱酸溶液回収槽に貯留する。ホウ素流出液のホウ素
の純度は極めて高いので貯留されたホウ素溶液はそのま
ま、あるいは必要に応じ濃縮した後再利用することがで
きる。再利用は、ホウ素含有水の源由である製造工程に
戻しても良く、又別のプロセスで実施することも出来
る。一方、鉱酸溶液はホウ素吸着塔2のホウ素選択性樹
脂に吸着したホウ素の脱離に溶離液として再利用され
る。その際、鉱酸溶液はそのままでも使用できるが、適
度な酸濃度に調整するのが望ましく、ホウ素の脱離を効
果的に行うためには、回収した鉱酸溶液に濃厚な鉱酸を
加えるか、あるいは一部を濃縮して、少なくとも2wt
%程度に高濃度化した後再利用するのが効果的である。
化合物を使用する製造工程から排出されるホウ素含有水
からホウ素を効率的、且つ高純度で回収・分離すること
ができ、そのまま製造工程での循環再使用を可能にする
クローズド化したプロセスを構築することができる。加
えて、ホウ素選択性樹脂からホウ素の脱離に使用する鉱
酸溶液も再循環使用する事が出来るので、本発明方法
は、経済的で、外部への廃棄物投棄による公害間題を生
起する恐れもない優れた方法である。
が、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実施例に
よりなんら限定されるものではない。
するホウ素含有水を原水とし、この原水をカセイソーダ
により約pH8に調整した。内径30mmのガラス製カ
ラムに、カセイソーダ溶液の通液による再生済みのホウ
素選択性樹脂[ダイヤイオン(登録商標)CRB−0
2]500m1を充填したホウ素吸着塔に、pH調整後
の原水を空間速度(SV)2.5h-1で35L(リットル)通
液し、ホウ素を吸着させた。ホウ素吸着塔からの流出水
の組成は表−1のようであった。
に、濃度2w/w%の硫酸溶液2,000m1を空間速
度(SV)2.5h-1で通液し、ホウ素を脱離させてホ
ウ素含有脱離液を得た。内径9.6mmのガラス製カラ
ムにOH形の弱塩基性陰イオン交換樹脂[ダイヤイオン
(登録商標)WA21J]25mlを充填した酸吸着塔
に、得られたホウ素含有脱離液の中の一部1,000m
1を空間速度(SV)2.0h-1で通液した。その際、
酸吸着塔からの流出液のpHを測定しながらホウ素溶液
と硫酸溶液とに分画した。得られたホウ素溶液と硫酸溶
液の流出曲線を図−2に示す。回収したホウ素溶液と硫
酸溶液の量はそれぞれ850mlと100m1であり、
ホウ素溶液のホウ酸濃度、純度及び回収率は表−2のよ
うであった。
/w%に調整した鉱酸溶液を100ml用意した。実施
例lと同一の条件及び操作方法によりホウ素吸着塔のホ
ウ素選択性樹脂にホウ素を吸着させた。ついで、このホ
ウ素を吸着したホウ素吸着塔に、調整した鉱酸溶液を実
施例1と同一の条件で通液操作を行いホウ素溶液を回収
した。回収したホウ素溶液の組成は表−3のようであっ
た。
は、合成繊維製造工程で十分再利用可能であることが確
認された。また本実施例から明らかなように溶離液とし
ての硫酸溶液はホウ素吸着塔のホウ素の脱離に十分再利
用可能である。
用する製造工程から排出されるホウ素含有水からホウ素
を高い純度で効率的に回収・再利用できるので、ホウ素
はクローズド化され外部への投棄が回避されるので公害
間題を惹起することもない利点を有する。
程概略図である。
の流出状態の一例を示す流出曲線である。
Claims (4)
- 【請求項1】ホウ素を吸着したホウ素選択性樹脂から溶
離液として鉱酸溶液を用い吸着したホウ素を脱離させて
得た脱離液を、OH形弱塩基性陰イオン交換樹脂に通液
してホウ素溶液と鉱酸溶液とに分画し、分画した該ホウ
素溶液を回収することを特徴とするホウ素の回収方法。 - 【請求項2】分画した鉱酸溶液を溶離液としてホウ素を
吸着したホウ素選択性樹脂のホウ素の脱離に再利用する
ことを特徴とする請求項1記載のホウ素の回収方法。 - 【請求項3】鉱酸が硫酸であることを特徴とする請求項
1又は2記載のホウ素の回収方法。 - 【請求項4】弱塩基性陰イオン交換樹脂は、スチレン系
架橋共重合体を母体とするポーラス型イオン交換樹脂で
あることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載
のホウ素の回収方法。
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1999
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