JP2009137801A - 新規材料、浄化方法、層状複水酸化物の生成方法、複合材及びその製造方法、吸着材、浄化設備並びに汚染水の浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】層状複水酸化物の層間のCO₃ ^2-除去の前処理の様な処理をすることなく、汚染物や汚染水に含まれる重金属類に対する高度な吸着能を発揮し、高レベルの浄化を行うことができる。
【解決手段】水との接触により、成分中の可溶性の２価の陽イオンと３価の陽イオンとを生じ、ｐHが６〜１２．５の範囲で層状複水酸化物[M²⁺ _(1-x)M³⁺ _x(OH)₂]^x+[A^n- _x/n・yH₂O]^x-（M：陽イオン、A：陰イオン）を自発的に生成することを特徴とする新規材料であり、前記２価の陽イオンは、マグネシウム、マンガン、カルシウム、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛若しくは鉄若しくはこれらを含む組み合わせ、前記３価の陽イオンはアルミニウム、マンガン、鉄若しくはコバルト若しくはこれらを含む組み合わせとすることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉱物の一種であり、重金属類を吸着する機能を有する層状複水酸化物に係わる新規材料、浄化方法、層状複水酸化物の生成方法、前記新規材料を含む複合材及びその製造方法、吸着材、浄化設備並びに汚染水の浄化方法に関する。

層状複水酸化物（Layered Double Hydroxide） は、代表的には天然鉱物Hydrotalcite：Mg₆Al₂CO₃(OH)₁₆・4H₂Oがあり、一般式[M²⁺ _(1-x)M³⁺ _x(OH)₂]^x+ [A^n- _x/n・yH₂O]^x-（M：陽イオン、A：n価の陰イオン）で表される。２価の陽イオンにOH^-が六配位した八面体が平面状に配列した水酸化物層に、３価の陽イオンが置換した結晶構造をもつ。３価の陽イオンの置換量によって水酸化物層の正電荷量は決まり、この正電荷を中和するため層の間に陰イオンが存在している。層間の陰イオンはイオン交換可能であり、n価の陰イオンにはCO₃ ^2-の他にSO₄ ^2-、Cl^-、Br^-等で構成されることが知られている。層状複水酸化物はイオン交換による陰イオン吸着能を持つ無機層状物質として、各方面で利用されている。また、２価の陽イオンはMgの他にCa、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn等、３価の陽イオンはAlの他にFe、Co、Mn、Cr、In等で構成されることも知られており、陰イオンだけでなく陽イオンについても、多様な種類で構成される。また、層状複水酸化物はその水酸化物層の端面に陽イオンを吸着することも可能である。

層状複水酸化物の構造、吸着能、水処理等への利用について言及している公知文献として、非特許文献１、２がある。

ハイドロタルサイトの性質と応用（宮田茂男：スメクタイト研究会会報, 第6巻, 第1号, p12-26, 1996.） ハイドロタルサイトの水環境保全・浄化への応用（亀田知人・吉岡敏明・梅津良昭・奥脇昭嗣：The Chemical Times, 195, No.1, p10-16, 2005.）

上記の如く、層状複水酸化物は陰イオン吸着能を有することから吸着材としての利用が検討されているが、層間にCO₃ ^2-を有する一般的な層状複水酸化物ではCO₃ ^2-が他の陰イオンへの交換性が低いという欠点がある。そのため、実用に際して加熱・焼成、あるいは薬品処理等により、層間のCO₃ ^2-を除くか、交換性の高いCl^-等他の陰イオンへ置換することでこれを解決し、陰イオン交換吸着能の高い層状複水酸化物を作成し、利用する必要がある（非特許文献１、２参照）。

しかし、層間のCO₃ ^2-を除去或いは置換する前処理は材料の高コスト化を招くため、前記前処理を施すのは、層状複水酸化物を一部の高機能材料として利用する場合に限定されており、低コスト処理の要望が高い汚染土壌や汚染水の浄化分野では適用が難しい。そのため、前記前処理なしに、高い陰イオン吸着能を発現させる新規材料が切望されている。

また、層状複水酸化物は粘土鉱物の一種で微細な粒子状となっているため、汚染土や汚染水に加えて混合することで浄化することは容易であるものの、例えばイオン交換樹脂の通水型浄化処理のように、所定の容器に充填し汚染水を通過させて汚染水の重金属類を吸着させる構成とすることは、微粒子の目詰まりが生じるため難しい。
また、汚染土壌の下層地盤及びその周囲に重金属類の吸着層を配置し、汚染土壌からの浸出水に含まれる重金属類を捕集して地下水汚染を防止する方法も考えられる。前記方法とする場合、吸着効果を有する浄化材料の活用が必須であるが、液状の浄化材料ではそれ自体の流亡があり、又、粉体の浄化材料では土壌間隙の目詰まりを生じて部分的に透水性を低下し、汚染土壌の浸出水が浄化材料の無い土壌間隙を伝ってしまうことがあるため、重金属類を吸着する効果が得られない。そのため、材料の流亡の虞が無いと共に透水性を有し、汚染水に安定接触して重金属類を効果的に吸着できる浄化用の材料が求められている。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、層状複水酸化物の層間のCO₃ ^2-除去の前処理の様な処理をすることなく、汚染物や汚染水に含まれる重金属類に対する高度な吸着能を発揮し、高レベルの浄化を行うことができる新規材料、浄化方法、層状複水酸化物の生成方法、前記新規材料を含む複合材及びその製造方法、吸着材、浄化設備並びに汚染水の浄化方法を提供することを目的とする。

本発明の新規材料は、水との接触により、２価の陽イオンと３価の陽イオンとを生じ、ｐHが６〜１２．５の範囲で陽イオンおよび陰イオンの吸着作用を有する層状複水酸化物[M²⁺ _(1-x)M³⁺ _x(OH)₂]^x+[A^n- _x/n・yH₂O]^x-（M：陽イオン、A：陰イオン）を自発的に生成することを特徴とする。例えば２価の陽イオン：Mg²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺等、３価の陽イオン：Al³⁺、Mn³⁺、Co³⁺、Fe³⁺等、ｘの範囲：0.2≦x≦0.33とする層状複水酸化物[M²⁺ _(1-x)M³⁺ _x(OH)₂]^x+[A^n- _x/n・yH₂O]^x-（M：陽イオン、A：陰イオン）を自発的に生成する新規材料とすると好適である。

また、本発明の新規材料は、前記２価の陽イオンがマグネシウム、マンガン、カルシウム、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛若しくは鉄若しくはこれらを含む組み合わせであり、前記３価の陽イオンがアルミニウム、マンガン、鉄若しくはコバルト若しくはこれらを含む組み合わせが水との接触で生じることを特徴とする。新規材料を、２価の陽イオンを生じる成分としてマグネシウム、マンガン、カルシウム、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛若しくは鉄の何れかと、３価の陽イオンを生じる成分としてアルミニウム、マンガン、鉄若しくはコバルトの何れかを含む混合物或いは化合物から構成し、水との接触によりｐHが自動的にｐH６〜１２．５のアルカリ条件となるよう調整した層状複水酸化物の作用をもつ新規材料とする。
前記２価の陽イオンを生じる２価の陽イオン原料としては、例えば消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、塩化マンガン(II) 四水和物、二酸化マンガン、水酸化ニッケル、塩化ニッケル、塩化コバルト、硫酸コバルト、水酸化コバルト、炭酸コバルト、水酸化コバルト、一酸化コバルト、硫酸第一鉄、水酸化亜鉛、硫酸銅若しくは水酸化銅等、マグネシウム、マンガン、カルシウム、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛及び鉄等の水酸化物、酸化物若しくは可溶性塩及びこれらを含む混合物、化合物及び単体を用いることが可能である。
前記３価の陽イオンを生じる３価の陽イオン原料としては、例えば水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、二酸化マンガン、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、水酸化鉄、酸化鉄若しくは四三酸化コバルト等、アルミニウム、マンガン、鉄及びコバルト等の水酸化物、酸化物若しくは可溶性塩及びこれらを含む混合物、化合物及び単体を用いることが可能である。

尚、前記２価の陽イオン原料及び前記３価の陽イオン原料については、新規材料中で目的の価数及びイオンの状態で在る必要は無く、水との接触により、２価の陽イオン及び３価の陽イオンが生じるものとする。
pHが６〜１２．５に調整するpH調整剤としては、例えば消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、酸化マグネシウム若しくは水酸化マグネシウム等、水酸化物、酸化物若しくは可溶性の塩及びこれらを含む混合物及び化合物を用いることが可能である。
また、前記２価の陽イオン原料、前記３価の陽イオン原料および前記pH調整剤については、水との接触により、pHが６〜１２．５となる範囲において、前記２価の陽イオン原料と前記３価の陽イオン原料は任意の重量比の範囲で混合することができる。また、新規材料の使用時に接触する水及び汚染物や汚染水等が新規材料を構成する成分を含む場合は、その条件を鑑みて新規材料の成分を調整することが可能である。

また、本発明の浄化方法は、本発明の新規材料を汚染物若しくは汚染水と接触させ、前記新規材料が前記層状複水酸化物を生成する過程における吸着作用若しくは生成後の吸着作用若しくはその双方により、前記汚染物若しくは汚染水中の重金属類を吸着することを特徴とする。例えば汚染物若しくは汚染水に前記新規材料を添加することにより、水との作用により浄化対象中で層状複水酸化物を生成し、汚染物においては溶出する重金属類の吸着による不溶化、汚染水においては含まれる重金属類の吸着による重金属類の濃度低減を図ることができる。

また、本発明の層状複水酸化物の生成方法は、本発明の新規材料を汚染物若しくは汚染水と接触させ、前記新規材料が前記層状複水酸化物を生成する際の吸着作用により、前記汚染物若しくは汚染水中の重金属類を吸着させながら、前記層状複水酸化物を生成することを特徴とする。

また、本発明の複合材は、繊維状素材と、前記繊維状素材に坦持される本発明の新規材料とで構成され、透水性若しくは浸透性を有することを特徴とする。前記繊維状素材は、例えばCaO：0〜50％(w/w)、SiO₂：0〜100％(w/w)、Al₂O₃：0〜100％（w/w）の成分比からなる直径1,000μm未満の繊維状素材等とする、又、例えば長さが10mm以上、太さが1,000μm未満、直毛状および巻き毛状の形状とする、又はその双方の構成を備えるものとすると好適であるが、本発明の趣旨の範囲内で適宜である。また、複合材の透水性若しくは浸透性の程度は、透水係数が10^-5cm/ｓ以上の高い透水性を有するものとすることが好ましい。

また、本発明の複合材は、前記繊維状素材以外の坦持材を前記繊維状素材に代えて用いることも可能であり、斯様な坦持材としては、例えば活性炭、ゼオライト、珪藻土、パーライト、バーミキュライト、チタン、アルミナ、ＳＵＳ、セラミックおよびシリカの多孔質無機材料、ポリスチレン、オレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、四フッ化エチレン、メラミン、フェノール、ポリイミド、ポリスルフォンおよびホルムアルデヒドで構成される多孔質樹脂材料等を用いることが可能である。これらの坦持材によっても前記繊維状素材と同等の効果を奏する。
また、本発明の複合材の製造方法は、前記新規材料と、CaO：0〜50％(w/w)、SiO₂：0〜100％(w/w)、Al₂O₃：0〜100％(w/w)の成分比からなる直径1,000μm未満の前記繊維状素材と、水とを、新規材料：繊維状素材：水＝1〜5：1〜10：0〜10の重量比で混合して製造することを特徴とする。

また、本発明の吸着材は、本発明の複合材が砂質土壌に5kg/m³以上の割合で略均一に混合されていることを特徴とする。

また、本発明の浄化設備は、不透水性で上面開放の箱状容器若しくは上下面開放の筒状容器と、前記箱状容器若しくは前記筒状容器に収容されて、上側に汚染土壌が配置される本発明の複合材又は本発明の吸着材を備えることを特徴とする。前記浄化設備は、箱状容器の下面若しくは側壁の一部、又は筒状容器の下側の流水部から、流れる水を集水する集水路を設ける構成としてもよい。

また、本発明の汚染水の浄化方法は、汚染水の流路上に本発明の複合材又は本発明の吸着材を配置し、前記複合材又は前記吸着材で重金属類陰イオンを吸着することを特徴とする。例えば汚染物の周辺の地盤や土木構造物等に本発明の複合材又は吸着材を配置して、汚染物からの浸出水である汚染水が複合材又は吸着材を通過するようにし、重金属類を新規材料に吸着させ、重金属類の汚染が地下水へ拡散することを防止できる。また、例えば複合材を浄化容器若しくは浄化槽に充填若しくは敷設して、前記浄化容器若しくは浄化槽内の複合材に重金属類を含む汚染水を通過および接触させ、前記重金属類を新規材料に吸着させ、その濃度を低減させて水質浄化を図ることができる。

尚、本明細書開示の発明には、各発明や各実施形態の構成の他に、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものも含まれる。また、本発明の複合材又は吸着材は、ヒ素、セレン、六価クロム、リン酸、アンチモン、鉛、カドミウム、亜鉛など重金属類の吸着する各所の用途等に使用可能である。

本発明の新規材料等は、その生成プロセスを汚染物若しくは汚染水等で作用させることにより、対象の汚染物若しくは汚染水等に中に含まれるヒ素、六価クロム等の重金属陰イオンを容易に吸着することが出来る（図１参照）。また、重金属類を含む環境中で層状複水酸化物を形成するため、その生成過程で層状複水酸化物の水酸化物層の構成要素になり得る鉛やカドミウム等の２価及び３価の重金属陽イオンを層状複水酸化物の水酸化物層に吸着し取り込むことで浄化作用を発揮することが出来る。即ち、汚染物や汚染水に含まれる重金属類に対する高度な吸着能を発揮し、高レベルの浄化を行うことができる。更に、層間にCO₃ ^2-が無い構造により、層状複水酸化物の層間のCO₃ ^2-除去の前処理をする必要を無くし、低コスト化を図ることができる。

本発明の複合材、吸着材等は、材料の流亡の虞がないと共に透水性を有し、汚染水に安定接触して重金属類を安定的に吸着できる。
また、複合材又は吸着材の繊維状素材の間に汚染水、若しくは汚染土壌の浸出水による汚染水を通過させる場合、持続的に通水しながら、重金属類の吸着作用を繊維状素材上で生じさせることができ、通水的な条件下で非常に効率的に重金属類を吸着することができる。例えば汚染土壌の下層地盤に複合材を混合し、汚染土壌からの浸出水を地盤中で前記複合材の存在部分を水道として通過させ、浸出水に含む重金属類を吸着して、汚染土壌からの重金属類の拡散防止による地下水保全を達成することとができる。

層状複水酸化物層間のCO₃ ^2-の影響なく重金属類を吸着することのできる、層状複水酸化物を自発的に生成する新規材料の実施形態と、新規材料を汚染物に添加して重金属類を吸着して不溶化する実施形態について、通常の層状複水酸化物との比較を含めて説明する。

〔新規材料の実施形態〕
本実施形態の新規材料は、可溶性アルミニウム塩と可溶性マグネシウム塩を重量比１：１で均一に混合してpHを１０に調整した粉体の新規材料であり、前記新規材料は、水との接触により、成分中の可溶性の２価の陽イオンと３価の陽イオンとを溶出し、ｐH１０で層状複水酸化物[M²⁺ _(1-x)M³⁺ _x(OH)₂]^x+[A^n- _x/n・yH₂O]^x-（M：陽イオン、A：陰イオン）を自発的に生成する。

そして、六価クロムとヒ素とホウ素を含む焼却灰を用い、前記可溶性アルミニウム塩と可溶性マグネシウム塩を重量比１：１で均一に混合してpHを１０に調整した粉体の新規材料、および従来型層状複水酸化物の比較対照としてMg：Al＝３：１型のハイドロタルサイト（Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃・4(H₂O)）を、それぞれ前記焼却灰に対して5％(w/w)を添加した。添加後は均一に混合して焼却灰の50％(w/w)の水分を加えて混練し、1日間の密閉養生後、風乾して、分析試料とした。分析試料は、土壌汚染対策法に基づく平成15年環境省告示第18号溶出試験を行なって検液のpHとICP-MSによる六価クロム、ヒ素、ホウ素の溶出量の分析を行なった。また、分析試料は粉末X線回折分析を行ない、鉱物組成を解析した。

溶出試験の結果を表１に示す。焼却灰はヒ素、ホウ素で環境基準値を超過しており、ハイドロタルサイト5％(w/w)添加による処理後も環境基準値を超過している。しかし、新規材料では検出限界または検出限界以下まで溶出量は低減しており、新規材料の添加による不溶化効果が認められる。粉末X線回折分析の結果を図２に示す。新規材料処理後の粉末X線回折線プロファイルには、処理前の焼却灰と比較して、11.8°付近と23.5°付近に焼却灰には無い明瞭な層状複水酸化物のピークが得られた。以上から、新規材料の添加により焼却灰中で層状複水酸化物が生成して重金属類を不溶化することが確認される。

上記例は、新規材料とその使用方法として焼却灰へ加えることによるヒ素とホウ素の不溶化の実施例について説明したが、焼却灰と同様に汚染土壌や汚泥等の重金属を含む汚染物に対して同じ不溶化の処理が可能であり、吸着の対象物質としてはその他重金属類として、六価クロム、セレン、フッ素、鉛、カドミウム、亜鉛、等についても吸着して不溶化することが出来る。また、新規材料には水が触れることにより作用が発現することから、新規材料は同様に工場排水や泥水等の汚染水に対して適用することができる。

〔複合材、吸着材及び浄化設備の実施形態〕
本発明について、新規材料を繊維状素材に担持させた透水性の高い複合材と、前記複合素材を用いる吸着材と、重金属類を吸着する前記複合材を用いる通水型浄化設備の実施形態に基づき説明する。

本実施形態の複合材は、繊維状素材と、前記繊維状素材に坦持される新規材料とで構成されており、透水係数が10^-5cm/s以上の透水性を有する。前記繊維状素材は、長さが約10mm以上、太さが約10μm未満、巻き毛状の形状である。前記複合材は、可溶性アルミニウム塩と可溶性マグネシウム塩を重量比１：３で均一に混合してpHを１０に調整した粉体の新規材料を、成分としてCaO：約40％(w/w)、SiO₂：約45％(w/w)、Al₂O₃：約15％(w/w)からなる直径10μm未満の無機質の繊維状素材に対して、新規材料：繊維状素材：水＝２：２：１の重量比で混合して、作成されている。水は混合中に散水するように与えられた。新規材料は加水により僅かに反応して層状複水酸化物化が進むが、これに伴って生じる新規材料表面の水和反応により、新規材料表面が無機質の繊維状素材表面と電気的に引かれやすく、担持しやすくなっており、前記混合により、新規材料は繊維状素材の表面に坦持される。

更に、本実施形態の吸着材（吸着層）は、前記作成した複合材を砂質土壌に40kg/m³の割合で均一に混合し、厚さ0.2mに敷設したものとした。前記吸着層は、図３に示すように、不透水性で上面開放の箱状容器に収容し、浄化設備としている。前記浄化設備は、箱状容器の一つの側壁に設けられている流水部（側壁の上端に設けた複数箇所の流水切欠、側壁に穿設した流水孔、他の側壁より高さが低い側壁の上端面等）から流れる水を集水する集水溝を箱状容器に隣接する外側位置（吸着層に隣接する外側位置）に有し、前記集水溝が集水路を構成している。

前記箱状容器に収容された吸着材の上側には汚染土壌が配置され、本実施形態では、自然的原因によりヒ素を含んだ汚染土壌を0.7mの高さにまで盛土した。前記汚染土壌の浸出水は下側の吸着層に流れ、前記浸出水のヒ素は、前記吸着層を通過することにより前記複合材で吸着される。前記吸着で浄化された浸出水は前記流水部を介して集水溝に導かれ、集水溝を流れることにより回収される。

ここで、図３の前記吸着材（吸着層）で浄化された水について、水素化物ICP発光分析装置によりヒ素濃度を分析した。また、比較対照として砂質土壌に前記複合材を加えずに敷設して汚染土壌を盛ったものを作成して比較した。分析の結果を図４に示す。汚染土壌の盛土の分析結果からヒ素は環境基準値の4倍前後で推移したが、新規材料或いは複合材を混合した吸着層を通過した水質は地下水の環境基準値0.01mg/L以下で推移し、重金属類であるヒ素の浄化、拡散防止の効果が確認された。

上記実施形態では複合材とその使用方法として、自然的原因でヒ素を含む汚染土壌の下層に砂質土壌と混合して吸着層として敷設し、例えば汚染物質の地下水への拡散を防止する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば複合材又は吸着材が吸着するその他の重金属類として、六価クロム、セレン、フッ素、鉛、カドミウム、亜鉛、等適宜であり、これらの物質についても上記と同様の方法で浄化することが可能である。また、複合材を吸着材（吸着層）とする場合の混合対象は砂質土壌だけではなく、その他の地盤や土木材料としてもよい。また、本発明の複合材は、土壌や土木材料への混合する場合以外にも、容器やピットに充填し、その中に汚染水を通過させることにより、排水や重金属を含む湧水等の汚染水に対して適用することができる。
また、上記実施形態に於ける繊維状材料に使用した新規材料は、可溶性アルミニウム塩と可溶性マグネシウム塩を重量比１：３で均一に混合してpH１０に調整したものを使用したが、例えば、pHが層状複水酸化物の生成するpH６〜１２．５の範囲であり、２価の陽イオンにマグネシウム、マンガン、カルシウム、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛、鉄のいずれか、３価の陽イオンにアルミニウム、マンガン、鉄、コバルトのいずれか1つ以上、任意の比率で含まれるもの等とすることが可能である。

また、繊維状素材に代えて透水性のある多孔質体の素材等を用いることが可能である。本発明の素材は、例えば無機質の素材（活性炭、ゼオライト、珪藻土、パーライト、バーミキュライト、チタン、アルミナ、ＳＵＳ、セラミック及びシリカ等）とすることが可能であり、更に無機質の素材以外に、有機質の繊維状若しくは多孔質の素材（ポリスチレン、オレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、四フッ化エチレン、メラミン、フェノール、ポリイミド、ポリスルフォンおよびホルムアルデヒド等）等としてもよい。

また、加水だけで新規材料を坦持できない場合には、新規材料を繊維状素材に坦持するための適宜の有機質のバインダー（でんぷん、あが、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、酢酸ビニル、アクリル、エチレンビニルアルコール、ウレタン樹脂、カルボキシメチルセルロース、塩ビ重合用懸濁剤、カルボン酸ビニル、酢酸ビニル、ポリビニルアルコールおよびこれらのエマルジョン等）若しくは無機質のバインダー（粘土、フェライト、珪藻土、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、石膏、石灰、セメント等）を使用することが可能である。

本発明は、例えば汚染水や汚染土壌の浄化及び汚染物質の拡散防止に利用することができる。

層間にCO₃ ^2-を含む従来型の層状複水酸化物と新規材料をそれぞれ汚染物若しくは汚染水中に投入した際の反応の概念図。 重金属を含む焼却灰に新規材料を加えて不溶化の処理をした前後の粉末X線回折分析プロファイル。 複合材を土壌に混合した吸着層を敷設してその上部に汚染土壌を盛った浄化設備の概要図。 吸着層を通過した浸出水と、吸着層を通過しない浸出水のヒ素濃度を比較するグラフ。

Claims (9)

1. 水との接触により、２価の陽イオンと３価の陽イオンとを生じ、ｐHが６〜１２．５の範囲で層状複水酸化物[M²⁺ _(1-x)M³⁺ _x(OH)₂]^x+[A^n- _x/n・yH₂O]^x-（M：陽イオン、A：陰イオン）を自発的に生成することを特徴とする新規材料。
2. 前記２価の陽イオンがマグネシウム、マンガン、カルシウム、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛若しくは鉄若しくはこれらを含む組み合わせであり、
   前記３価の陽イオンがアルミニウム、マンガン、鉄若しくはコバルト若しくはこれらを含む組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の新規材料。
3. 請求項１又は２記載の新規材料を汚染物若しくは汚染水と接触させ、前記新規材料が前記層状複水酸化物を生成する過程における吸着作用若しくは生成後の吸着作用若しくはその双方により、前記汚染物若しくは汚染水中の重金属類を吸着することを特徴とする浄化方法。
4. 請求項１又は２記載の新規材料を汚染物若しくは汚染水と接触させ、前記新規材料が前記層状複水酸化物を生成する際の吸着作用により、前記汚染物若しくは汚染水中の重金属類を吸着させながら、前記層状複水酸化物を生成することを特徴とする層状複水酸化物の生成方法。
5. 繊維状素材と、
   前記繊維状素材に坦持される請求項１又は２記載の新規材料とで構成され、
   透水性を有することを特徴とする複合材。
6. 請求項５記載の複合材の製造方法であって、
   前記新規材料と、CaO：0〜50％(w/w)、SiO₂：0〜100％(w/w)、Al₂O₃：0〜100％(w/w)の成分比からなる直径1,000μm未満の前記繊維状素材と、水とを、新規材料：繊維状素材：水＝1〜5：1〜10：0〜10の重量比で混合して製造することを特徴とする複合材の製造方法。
7. 請求項５記載の複合材が砂質土壌に5kg/m³以上の割合で略均一に混合されていることを特徴とする吸着材。
8. 不透水性で上面開放の箱状容器若しくは上下面開放の筒状容器と、
   前記箱状容器若しくは前記筒状容器に収容されて、上側に汚染土壌が配置される請求項５記載の複合材又は請求項７記載の吸着材を備えることを特徴とする浄化設備。
9. 汚染水の流路上に請求項５記載の複合材若しくは請求項７記載の吸着材を配置し、前記複合材又は前記吸着材で重金属類を吸着することを特徴とする汚染水の浄化方法。

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