JP2020066778A - 汚染水処理用鉄粉及び汚染水処理用鉄粉製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る汚染水処理用鉄粉は、汚染水中のヒ素、セレン、鉛、カドミウム及びクロムを含む重金属類を除去するために用いられるものである。さらに、当該汚染水処理用鉄粉は、重金属類に加えてフッ素を除去することができる。
当該汚染水処理用鉄粉は、上述の鉄系析出物を粒子内に有することによって、この鉄系析出物と鉄基材との間に電位差が生じて局部電池作用により鉄基材のアノード反応が促進されることで、重金属類に加えてフッ素も粒子表面に析出させて比較的効率よく除去することができる。
上述の汚染水処理用鉄粉は、本発明の一実施形態に係る汚染水処理用鉄粉製造方法によって製造することができる。
調製工程では、例えば転炉、電気炉等の炉において溶鉄を調製する。この調製工程では、例えば脱珪、脱燐、脱炭、脱酸等の不純物を除去する公知の精錬処理を行ってもよく、溶鉄の成分を調整するために鉄以外の原料を加えてもよい。
添加工程では、取鍋において、上記鉄系析出物を形成する核となる特定元素を含む副原料を添加する。このように、取鍋において副原料を添加することによって、副原料の添加から次の粉化工程までの時間を短くして、副原料中の特定元素が鉄と完全には合金化せず、溶鉄中に特定元素のクラスターが分散(微視的に特定元素が偏在)している状態で溶鉄を粉化することができると考えられる。これにより、溶鉄中に分散している特定元素のクラスターを核として鉄系析出物を形成することができる。
副原料としては、例えばフェロシリコン、フェロマンガン、リン鉄、硫化鉄、フェロクロム等の特定元素と鉄との化合物が好適に用いられる。これらの副原料は、一部又は全部が、調製工程において精錬処理に用いられる処理剤又は溶鋼の組成調整のために添加される材料と同じものであってもよい。
粉化工程では、水アトマイズ法により、溶鉄を微細化しつつ急速冷却して粉化する。このとき、溶鉄中に分散している特定元素のクラスターが核となり、粉体粒子内に鉄系析出物を形成することで、当該汚染水処理用鉄粉が得られると考えられる。
当該汚染水処理用鉄粉製造方法は、上記調製工程、上記添加工程及び上記粉化工程を備え、添加工程において、取鍋の中で溶鉄に特定元素を含む副原料を添加するので、副原料が完全に分散する前に粉化工程を行って、鉄系析出物を鉄粉粒子内に均一に分散して形成することができる。このため、当該汚染水処理用鉄粉製造方法によって得られる汚染水処理用鉄粉は、鉄系析出物と鉄基材との局部電池作用によって汚染水中の重金属類及びフッ素を鉄粉表面に析出させて効率よく除去することができる。
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
電気炉で鉄原料を溶解して鉄原料比0.1質量%のフェロマンガンを投入して不純物を除去することにより調製された溶鉄全量を予め鉄原料比0.1質量%のフェロマンガンを投入しておいた取鍋に取り出してから、水アトマイズ法により粉化することで、平均粒径90μmの汚染水処理用鉄粉の試作例1を得た。なお、「平均粒径」は、JIS−Z8801(2006)に規定されるふるいを用いた乾式ふるい分け試験により測定した「粒度分布」からロジンラムラー分布で近似することにより算出した。
電気炉で鉄原料を溶解して鉄原料比0.2質量%のフェロマンガンを投入して不純物を除去することにより調製された溶鉄全量を予め鉄原料比0.1質量%のフェロマンガン及び鉄原料比0.8質量%の硫化鉄を投入しておいた取鍋に取り出してから、水アトマイズ法により粉化することで、平均粒径92μmの汚染水処理用鉄粉の試作例2を得た。
電気炉で鉄原料を溶解して鉄原料比3.5質量%の硫化鉄を投入して不純物を除去することにより調製された溶鉄全量を予め鉄原料比0.1質量%のフェロマンガン及び鉄原料比0.3質量%の硫化鉄を投入しておいた取鍋に取り出してから、水アトマイズ法により粉化することで、平均粒径88μmの汚染水処理用鉄粉の試作例3を得た。
Claims (4)
- 汚染水中の重金属類を除去する汚染水処理用鉄粉であって、
鉄を主成分とし、シリコン、マンガン、リン、硫黄及びクロムの少なくとも1種を含む鉄系析出物を粒子内に有することを特徴とする汚染水処理用鉄粉。 - 粒子断面における上記鉄系析出物の平均面積率が0.8%以上50%以下である請求項1に記載の汚染水処理用鉄粉。
- 粒子内の平均空隙率が5%以下である請求項1又は請求項2に記載の汚染水処理用鉄粉。
- 汚染水中の重金属類を除去する汚染水処理用鉄粉の製造方法であって、
炉で溶鉄を調製する工程と、
取鍋で上記溶鉄にシリコン、マンガン、リン、硫黄及びクロムの少なくとも1種を含む副原料を添加する工程と、
上記添加後の上記溶鉄に水を噴射して粉化する工程と
を備えることを特徴とする汚染水処理用鉄粉製造方法。
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