JPH07108280A - ６価クロム含有水の処理剤および処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 活性炭粉末を１重量％、粉末石英斑岩を５重
量％、金属鉄粉を33.5重量％の混合物に、水を26.5重量
％、濃硫酸を33.5重量％を混和する。硫酸第一鉄および
硫酸珪素塩を生成した処理剤を、排水中の６価クロムの
総量の約100 分の１の割合で排水中と混合する。処理剤
中の２価の鉄イオンが、排水中の６価のクロムのクロム
酸塩と酸化還元反応を生じる。３価の鉄と３価のクロム
の亜クロム酸塩とが生成する。凝集促進剤を添加する。
水酸化ナトリウムにてｐＨを調整し、排水中の水にて水
酸化第二鉄および水酸化クロムのコロイドを形成する。
硫酸珪素塩による珪酸塩のコロイドなどと活性炭粉末に
凝集し、凝集促進剤により活性炭粉末を骨材として凝集
した粒子を速やかに沈殿分離する。 【効果】 確実で容易に効率よく６価のクロムを３価の
クロムに還元して分離できる処理剤を安価の原料にて容
易に製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば工場排水などに
含有する６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）含有水の処理剤および処
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばメッキ工場、冶金工場、化
学・医薬品工場などの工場排水や鉱山排水中に含有され
る６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）を処理する方法としては、排水
中に硫化水素を曝気したり、亜硫酸水溶液を投入して、
６価のクロム化合物を水酸化クロム（Ｃｒ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ
₂ Ｏ）などの３価のクロム化合物に還元して沈殿除去す
る方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、排水中の６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）を７０％
程度しか除去できず、排水中の６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）含
有量を放水基準の０．５mg/l以下に低減するには、処理
を数回繰り返して行わなければならず、処理操作が煩雑
で複雑化し、装置も大型となる問題がある。さらに、硫
化水素は毒性があり、取り扱いも煩雑である。

【０００４】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
ので、容易に効率よく６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）を３価クロ
ム（Ｃｒ³⁺）に還元して除去する６価クロム含有水の処
理剤および処理方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の６価クロ
ム含有水の処理剤は、４６％以上の酸化珪素、１３％以
上の酸化アルミニウム、２％以上の酸化ナトリウムおよ
び１％以上の酸化カリウムを含有する１重量％以上８重
量％以下のアルミナ−シリカ系原料と、２．５重量％以
上４５重量％以下の金属鉄粉と、無機酸とを混合してな
るものである。

【０００６】請求項２記載の６価クロム含有水の処理方
法は、６価クロム含有水に、請求項１記載の６価クロム
含有水の処理剤および無機塩基を混合して中和するとと
もに凝集剤を混合して、前記６価クロム含有水に含まれ
る６価クロムを３価クロムとして沈殿除去するものであ
る。

【０００７】

【作用】請求項１記載の６価クロム含有水の処理剤は、
無機酸と金属鉄粉との反応により生成する２価鉄が、排
水中の６価クロムとの反応により、３価鉄に酸化され水
酸化第二鉄のコロイド粒子となるとともに、６価クロム
を３価クロムに還元して水酸化クロムのコロイド粒子を
生成させ、この水酸化クロムのコロイド粒子を、無機酸
とアルミナ−シリカ系原料とにより生成する珪酸塩のコ
ロイド粒子および水酸化第二鉄のコロイド粒子とによ
り、凝集させて分離除去する。

【０００８】請求項２記載の６価クロム含有水の処理方
法は、請求項１記載の処理剤により、排水中の６価クロ
ムが３価クロムに還元され無機塩基の中和により生成す
る水酸化クロムのコロイド粒子を、凝集剤により水酸化
第二鉄のコロイド粒子および珪酸塩のコロイド粒子とと
もに凝集させて沈殿除去する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の６価クロム含有水の処理剤の
製造の一実施例を説明する。

【００１０】まず、各種原料を反応性を考慮して、所定
の粒径以下となるように調整する。すなわち、タイラー
標準篩を用いて、例えば活性炭を１００メッシュ以下に
篩い分けして、凝集剤として活性炭粉末（Ｃ）を調整す
る。また、アルミナ−シリカ系（Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｓｉ
Ｏ₂ ）原料としては、酸化珪素（ＳｉＯ₂ ) を４６％以
上、酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）を１３％以上、酸
化ナトリウム（Ｎａ₂ Ｏ）を２％以上、酸化カリウム
（Ｋ₂ Ｏ）を１％以上含有する、例えば石英斑岩（quar
tz porphyry ）を、例えば２００メッシュ以下に粉砕し
篩い分けして調整する。さらに、金属亜鉛粉末（Ｚｎ）
および金属鉄粉（Ｆｅ）は、例えば２０メッシュ以下に
篩い分けして調整する。

【００１１】そして、これら調整した各原料を、攪拌手
段を備え、耐熱性および耐酸性を有する反応塔に、表１
に示す配合表に基づいて投入する。この際、活性炭粉末
（Ｃ）は０．８重量％以上１．２重量％以下、好ましく
は１重量％、粉末の石英斑岩は１重量％以上８重量％以
下、好ましくは５重量％、金属鉄粉（Ｆｅ）は２．５重
量％以上４５重量％以下、好ましくは３３．５重量％投
入する。

【００１２】なお、金属亜鉛粉末（Ｚｎ）は、処理され
る排水中に有機水銀化合物が含有されていない場合に
は、金属亜鉛粉末（Ｚｎ）は必要ない。また、有機水銀
化合物が含有されている場合には、金属亜鉛粉末（Ｚ
ｎ）を０．８重量％以下、例えば電気工場排水などの水
銀含有量が３〜５mg／ｌ含む場合には、０．５重量％投
入する。

【００１３】この後、水（Ｈ₂ Ｏ）を２０重量％以上、
好ましくは２６．５重量％反応塔に加え、攪拌手段にて
攪拌しつつ、無機酸である濃硫酸（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）を３０
重量％以上５０重量％以下、好ましくは３３．５重量
％、徐々に加え混和する。なお、石英斑岩の溶解を促進
させるため、例えば蛍石粉末（ＣａＦ₂ ）を２重量％し
てもできる。

【００１４】そして、この濃硫酸（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）の混和
により、反応に伴って水素ガス（Ｈ₂ ）が発生するた
め、この水素ガス（Ｈ₂ ）を除去する。

【００１５】

【表１】 そして、所定時間攪拌し反応終了後、すなわち、水素ガ
ス（Ｈ₂ ）が発生しなくなった後、攪拌を停止して処理
剤が作成される。

【００１６】次に、上記処理剤の製造工程における反応
について説明する。

【００１７】濃硫酸（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）の混和により、ま
ず、化１および化２に示す反応式のように、水化により
解離するＨ₂ ＳＯ₄ が金属の亜鉛（Ｚｎ）および鉄（Ｆ
ｅ）と反応して、水素ガス（Ｈ₂ ）を発生しつつ、硫酸
亜鉛（ＺｎＳＯ₄ ）および硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ₄ ）が
生成される。

【００１８】

【化１】

【化２】 さらに、これら硫酸亜鉛（ＺｎＳＯ₄ ）および硫酸第一
鉄（ＦｅＳＯ₄ ）は、水（Ｈ₂ Ｏ）中で水化により、Ｚ
ｎ²⁺、Ｆｅ²⁺、ＳＯ^4-の各イオンに解離されている。

【００１９】また、残りの解離するＨ₂ ＳＯ₄ は、石英
斑岩と反応する。この反応は、Ｈ₂ＳＯ₄ が石英斑岩中
のナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）およびその他不
純物としての鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カル
シウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）などの成分と反応し
て、硫酸ナトリウム（Ｎａ₂ ＳＯ₄ ）、硫酸カリウム
（Ｋ₂ ＳＯ₄ ）などの各種硫酸塩を生成するとともに、
アルミニウム（Ａｌ）および珪素（Ｓｉ）と反応して、
Ａｌ₂ （ＳＯ₄ ）₃ などの硫酸アルミニウム塩およびＳ
ｉ（ＳＯ₄ ）₂ などの硫酸珪素塩を生成する。

【００２０】次に、上記処理剤の配合量について説明す
る。

【００２１】まず、金属鉄粉（Ｆｅ）の配合量が４５重
量％より多い場合、および、濃硫酸（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）の配
合量が３０重量％より少ない場合には、石英斑岩との反
応に関与する水化により解離するＨ₂ ＳＯ₄ が足りなく
なり、硫酸アルミニウム塩および硫酸珪素塩をほとんど
生成できなくなる。

【００２２】このため、処理剤を排水中に投入した際
に、後述する水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）₃ ）お
よびメタケイ酸（Ｈ₂ ＳｉＯ₃ ）などのコロイドが形成
できなくなる。さらに、石英斑岩の配合量が１重量％よ
り少ない場合にも、硫酸アルミニウム塩および硫酸珪素
塩がほとんど生成できず、水酸化アルミニウム（Ａｌ
（ＯＨ）₃ ）およびメタケイ酸（Ｈ₂ ＳｉＯ₃ ）などの
コロイドをほとんど形成できなくなる。

【００２３】したがって、後述する２価の鉄イオン（Ｆ
ｅ²⁺）と、排水中のクロム酸（Ｈ₂ＣｒＯ₄ ）やクロム
酸塩（Ｋ₂ ＣｒＯ₄ ）などの解離による６価のクロム
（Ｃｒ⁶⁺）であるクロム酸イオン（Ｃｒ₂ Ｏ₇ ^2-、Ｃｒ
Ｏ₄ ^2-）との酸化還元反応によって生成する水酸化クロ
ム（Ｃｒ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ）のコロイドを凝集できなく
なるため、金属鉄粉（Ｆｅ）の配合量を４５重量％以
下、濃硫酸（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）の配合量を３０重量％以上、
石英斑岩を１重量％以上配合する。

【００２４】なお、一般に解離するＨ₂ ＳＯ₄ と金属の
亜鉛（Ｚｎ）および鉄（Ｆｅ）との反応は急速に進行す
るが、あらかじめ石英斑岩を混合することにより、反応
速度が低下し、製造における安全性が向上し処理剤の製
造が容易にできるとともに、製造装置の構造も簡略化で
きる。

【００２５】また、金属鉄粉（Ｆｅ）が２．５重量％よ
り少ない場合には、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ₄ ）の生成量
が減少し、さらに、石英斑岩を８重量％より多く配合す
ると、全体量に対する鉄粉（Ｆｅ）および濃硫酸（Ｈ₂
ＳＯ₄ ）の量が減少することにより、硫酸第一鉄（Ｆｅ
ＳＯ₄ ）の生成量が減少する。

【００２６】このため、後述する排水中の６価のクロム
（Ｃｒ⁶⁺）であるクロム酸イオン（Ｃｒ₂ Ｏ₇ ^2-、Ｃｒ
Ｏ₄ ^2-）を３価のクロム（Ｃｒ³⁺）である亜クロム酸イ
オン（ＣｒＯ₂ ^- ）に還元させる２価の鉄イオン（Ｆｅ
²⁺）が減少するため、効率よく確実に６価のクロム（Ｃ
ｒ⁶⁺）を還元すべく、金属鉄粉（Ｆｅ）を２．５重量％
以上、石英斑岩を８重量％以下に配合する。

【００２７】また、水（Ｈ₂ Ｏ）が２０重量％より少な
い場合、濃硫酸（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）が５０重量％より多い場
合には、Ｈ₂ ＳＯ₄ が水化により２Ｈ⁺ とＳＯ₄ ^2-との
イオンに解離する量が減少し、金属鉄粉（Ｆｅ）および
石英斑岩との反応による硫酸化合物が良好に生成できな
くなるため、水（Ｈ₂ Ｏ）を２０重量％以上、濃硫酸
（Ｈ₂ ＳＯ₄ ）を５０重量％以下に配合する。

【００２８】次に、上記処理剤を用いた６価クロム（Ｃ
ｒ⁶⁺）含有排水の処理工程を説明する。

【００２９】まず、６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）を含有する排
水を、攪拌手段を備え上方を開口したプール状の処理槽
に流入する。

【００３０】次に、上述の製造された処理剤を、処理槽
内の排水中に含まれる６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）の総量の約
１００分の１の割合の量を、攪拌しつつ加える。

【００３１】なお、排水中の６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）の総
量は、ジフェニルカルバジド法、すなわち、６価クロム
（Ｃｒ⁶⁺）をジフェニルカルバジド（（Ｃ₆ Ｈ₅ ＮＨＮ
Ｈ）₂ ＣＯ）と反応させて生ずる紫紅色の錯化合物を、
吸光光度分析法により測定した吸光度に基づいて、６価
クロム（Ｃｒ⁶⁺）の濃度を排水１リットル中のミリグラ
ム量に換算し、排水全体の６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）の総量
を求める。

【００３２】さらに、処理槽内の攪拌中の排水に凝集剤
である凝集促進剤を適宜投入し、一定時間、例えば３分
程度攪拌後、攪拌を停止して、例えば１０分程度静置さ
せ、沈殿分離させる。なお、この凝集促進剤は、ポリア
クリルアミド（Polyacrylamide）を約０．５重量％、水
酸化バリウム（Ｂａ（ＯＨ）₂ ・７Ｈ₂ Ｏ）を約２重量
％、無機塩基である水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を約
４７．５重量％、水（Ｈ₂ Ｏ）を約５０重量％配合して
作成する。

【００３３】そして、上澄み液中に６価クロム（Ｃ
ｒ⁶⁺）が含有されていないことを確認して、上澄み液を
放流する。

【００３４】なお、上澄み液中の６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）
の確認は、ジフェニルカルバジド０．１ｇをエタノール
（Ｃ₂ Ｈ₅ ＯＨ）５０mlに溶解し、硫酸（１＋９）２０
０mlを混和して作成した試薬２．５mlを、上澄み液５０
mlに混和し、約５分間静置して、紫紅色に変色しないこ
とを確認する。

【００３５】また、分離した凝集物は、石炭粉と混合焼
成し、安定構造のスピネル（Spinel）構造の焼成物に焼
成して、埋め立てやその他耐火物などの無機材料の原料
として用いる。なお、埋め立てしても、例えば珪酸塩で
あるメタケイ酸（Ｈ₂ ＳｉＯ₃ ）が珪酸（Ｈ₄ Ｓｉ
Ｏ₄ ）に変換して水酸化アルミニウム（Ａｌ（Ｏ
Ｈ）₃ ）と結合して各種３価のコロイド粒子とともに重
金属の粒子やコロイド粒子を取り込んでスラッジ状の難
溶の珪酸塩鉱物となるので、各コロイド粒子との共沈に
より、再び６価のクロムには変換しない。また、沈殿分
離のほかに、濾過分離や遠心分離などにより分離除去す
ることもできる。さらに、３価のクロム含有量が多い場
合には、３価のクロムを精製することもできる。

【００３６】次に、上記処理方法における反応について
説明する。

【００３７】排水中への処理剤の投入により、化３およ
び化４に示す反応式のように、処理剤中の硫酸第一鉄の
解離による２価の鉄イオン（Ｆｅ²⁺）が、排水中のクロ
ム酸（Ｈ₂ ＣｒＯ₄ ）やクロム酸塩（Ｋ₂ ＣｒＯ₄ ）な
どの解離による６価のクロム（Ｃｒ⁶⁺）であるクロム酸
イオン（Ｃｒ₂ Ｏ₇ ^2-、ＣｒＯ₄ ^2-）と酸化還元反応を
生じて、３価の鉄（Ｆｅ³⁺）と３価のクロム（Ｃｒ³⁺）
である亜クロム酸イオン（ＣｒＯ₂ ^- ）とが生成する。

【００３８】

【化３】

【化４】 そして、これら３価の鉄（Ｆｅ³⁺）および３価のクロム
（Ｃｒ³⁺）であるＣｒＯ₂ ^- は、ＮａＯＨによりｐＨ７
〜８程度に中和されることにより、排水中の水（Ｈ
₂ Ｏ）にて、それぞれ水酸化第二鉄（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ
₂ Ｏ、ＦｅＯ（ＯＨ））および水酸化クロム（Ｃｒ₂ Ｏ
₃ ・ｎＨ₂ Ｏ）が生成される。なお、水酸化第二鉄（Ｆ
ｅ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ、ＦｅＯ（ＯＨ））および水酸化ク
ロム（Ｃｒ₂Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ）は、コロイドを形成す
る。

【００３９】また、排水中への処理剤の投入により、処
理剤中の硫酸アルミニウム塩および硫酸珪素塩が、排水
（Ｈ₂ Ｏ）中で水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）₃ ）
およびメタケイ酸（Ｈ₂ ＳｉＯ₃ ）などのコロイドを形
成する。

【００４０】そして、処理剤に配合した活性炭粉末
（Ｃ）に、活性炭の吸着性により各種コロイドが凝集す
る。さらに、凝集促進剤の添加により、活性炭粉末
（Ｃ）を骨材として凝集した粒子が速やかに沈殿され
る。

【００４１】また、排水中に銅（Ｃｕ）、カドミウム
（Ｃｄ）、ニッケル（Ｎｉ）などの各種塩が存在する場
合、これら各種塩もクロム酸イオン（Ｃｒ₂ Ｏ₇ ^2-、Ｃ
ｒＯ₄ ^2-）と同様に、２価の鉄イオン（Ｆｅ²⁺）により
還元されて、ＮａＯＨによるｐＨ調整にて水酸化物とし
てコロイドを形成し、活性炭粉末（Ｃ）を骨材として凝
集する。さらに、鉛（Ｐｂ）および水銀（Ｈｇ）の一部
は硫酸塩である硫酸鉛（ＰｂＳＯ₄ ）および硫酸水銀
（Ｈｇ₂ ＳＯ₄ ）として沈殿される。また、水銀（Ｈ
ｇ）の一部は、排水中で水化により解離する硫酸亜鉛
（ＺｎＳＯ₄ ）により、アマルガムとして沈殿される。

【００４２】なお、ヒ素（Ａｓ）は、化５に示すよう
に、水酸化第二鉄（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ、ＦｅＯ（Ｏ
Ｈ））との反応により沈殿分離される。

【００４３】

【化５】 次に、水に各種塩を溶解して排水を合成し、上記処理剤
を用いて合成した排水を処理後、各種定量分析を行った
実験結果を表２に示す。

【００４４】まず、実験１として、クロム酸イオン（Ｃ
ｒ₂ Ｏ₇ ^2-、ＣｒＯ₄ ^2-）の濃度の異なる排水を合成
し、各排水中の６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）の総量の１／１０
０の割合で上記処理剤を混和させ、さらに凝集促進剤を
適宜添加して生成したコロイドを沈殿分離した後、ジフ
ェニルカルバジド法にて、上澄み液の６価のクロム（Ｃ
ｒ⁶⁺）の濃度を測定した。

【００４５】また、実験２として、クロム酸イオン（Ｃ
ｒ₂ Ｏ₇ ^2-、ＣｒＯ₄ ^2-）の他に鉛（Ｐｂ）、カドミウ
ム（Ｃｄ）、ヒ素（Ａｓ）、水銀（Ｈｇ）の各塩を含有
する排水を合成し、この合成した排水に、排水中の６価
クロム（Ｃｒ⁶⁺）の総量の１／１００の割合で上記処理
剤を混和させ、さらに凝集促進剤を適宜添加して生成し
たコロイドを沈殿分離した後、各種定量分析により、上
澄み液のクロム（Ｃｒ⁶⁺）濃度、銅（Ｃｕ）濃度、鉛
（Ｐｂ）濃度、ヒ素（Ａｓ）濃度、水銀（Ｈｇ）濃度を
それぞれ測定した。

【００４６】

【表２】 この表２に示す実験１の結果から、例えばメッキ工場、
冶金工場、化学・医薬品工場などの工場排水や鉱山排水
中に含有されるクロム（Ｃｒ⁶⁺）濃度は、１０ppm 程度
であるが、これらの排水より５０倍の濃度のクロム（Ｃ
ｒ⁶⁺）を含有する合成の排水でも、処理後はクロム（Ｃ
ｒ⁶⁺）を検出することができず、１０００ppm の排水で
も、放水基準の０．５ppm より遥かに少ない０．０１pp
m しか検出できず、確実に６価のクロム（Ｃｒ⁶⁺）を沈
殿除去できることがわかる。

【００４７】また、表２に示す実験２から、クロム（Ｃ
ｒ⁶⁺）、鉛（Ｐｂ）、カドミウム（Ｃｄ）は検出され
ず、ヒ素（Ａｓ）および水銀（Ｈｇ）も大半が沈殿除去
されていることがわかる。

【００４８】したがって、６価のクロム（Ｃｒ⁶⁺）およ
びその他の重金属を同時に沈殿分離可能な処理剤を、安
価な原料にて容易に製造できる。さらに、この処理剤に
て確実で容易に６価のクロム（Ｃｒ⁶⁺）を毒性のない３
価のクロム（Ｃｒ³⁺）に還元して沈殿分離できるととも
に、その他の重金属も同時に沈殿分離でき、排水の浄化
処理が容易にできる。

【００４９】なお、上記一実施例において、処理剤中に
活性炭粉末（Ｃ）を配合し、この処理剤にて排水の浄化
処理を行って説明したが、処理剤に活性炭粉末を配合せ
ず、排水に処理剤とともに活性炭粉末を投入して浄化処
理してもできる。また、活性炭粉末を用いず、凝集促進
剤のみにて沈殿分離したり、凝集促進剤を用いず、徐々
に沈殿分離させたり、双方を用いず、遠心分離や濾過分
離などを行って生成したコロイドを分離するなどいずれ
の方法でも分離できる。

【００５０】また、活性炭粉末の他に、木炭などいずれ
の炭素源を用いてもできる。さらに、石英斑岩の他に、
酸化珪素（ＳｉＯ₂ ) を４６％以上、酸化アルミニウム
（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）を１３％以上、酸化ナトリウム（Ｎａ₂
Ｏ）を２％以上、酸化カリウム（Ｋ₂ Ｏ）を１％以上含
有する鉱石、粘土、合成原料などいずれのアルミナ−シ
リカ系（Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ ）原料を用いてもでき
る。

【００５１】次に、本発明の６価クロム含有水の処理剤
の製造の他の実施例を説明する。

【００５２】上記一実施例の石英斑岩の代わりに、アル
ミナ−シリカ系（Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ ）原料として、
石炭殻（Cinders ）を用いたものである。

【００５３】すなわち、タイラー標準篩を用いて、石炭
殻を例えば２００メッシュ以下に篩い分けして調整す
る。また、金属鉄粉（Ｆｅ）も上記実施例と同様に調整
する。

【００５４】そして、表３に示す配合表に基づいて、上
記実施例と同様に反応塔に各種の原料を投入する。この
際、粉末の石炭殻は１重量％以上８重量％以下、好まし
くは１．１３重量％、金属鉄粉（Ｆｅ）は２．５重量％
以上４５重量％以下、好ましくは１１．３重量％投入す
る。

【００５５】なお、金属亜鉛粉末（Ｚｎ）は、処理され
る排水中に有機水銀化合物が含有されていない場合に
は、金属亜鉛粉末（Ｚｎ）は必要ない。また、有機水銀
化合物が含有されている場合には、金属亜鉛粉末（Ｚ
ｎ）を０．８重量％以下、例えば電気工場排水などの水
銀含有量が３〜５mg／ｌ含む場合には、０．１１重量％
投入する。

【００５６】この後、水と濃硫酸との混合比が１：１で
ある無機酸としての（１：１）硫酸水溶液を、攪拌手段
にて攪拌しつつ１重量％以上９６．５重量％以下、好ま
しくは８７．４６重量％混合する。

【００５７】

【表３】 そして、所定時間攪拌し反応終了後、すなわち、硫酸水
溶液の混和により、反応に伴って発生する水素ガス（Ｈ
₂ ）が発生しなくなった後、攪拌を停止して処理剤が作
成される。

【００５８】次に、この作成した処理剤を、上記実施例
と同様に、６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）を含有する排水が流入
された処理槽に、処理槽内の排水中に含まれる６価クロ
ム（Ｃｒ⁶⁺）の総量の約１０分の１の割合の量を、攪拌
しつつ加え、上記実施例と同様に、処理剤の硫酸第一鉄
の解離による２価の鉄イオン（Ｆｅ²⁺）にて、排水中の
６価のクロム（Ｃｒ⁶⁺）であるクロム酸イオン（Ｃｒ₂
Ｏ₇ ^2-、ＣｒＯ₄ ^2-）を酸化還元反応により、３価の鉄
（Ｆｅ³⁺）と３価のクロム（Ｃｒ³⁺）である亜クロム酸
イオン（ＣｒＯ₂ ^- ）とを生成させる。なお、排水中の
６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）の総量は、同様にジフェニルカル
バジド法にて求める。

【００５９】さらに、処理槽内の攪拌中の排水に凝集促
進剤を適宜投入する。そして、上記実施例と同様に、Ｎ
ａＯＨにてｐＨ調整して３価の鉄（Ｆｅ³⁺）と３価のク
ロム（Ｃｒ³⁺）である亜クロム酸塩とをコロイド粒子と
して沈殿分離するとともに、他の重金属もコロイド粒子
などとして沈殿分離させる。さらに、上澄み液中に６価
クロム（Ｃｒ⁶⁺）が含有されていないことを確認して、
上澄み液を放流する。

【００６０】したがって、上記一実施例と同様に、６価
のクロム（Ｃｒ⁶⁺）およびその他の重金属を同時に沈殿
分離可能な処理剤を、特に安価な石灰殻と原料にて容易
に製造できる。さらに、この処理剤にて確実で容易に６
価のクロム（Ｃｒ⁶⁺）を毒性のない３価のクロム（Ｃｒ
³⁺）に還元して沈殿分離できるとともに、その他の重金
属も同時に沈殿分離でき、排水の浄化処理が容易にでき
る。

【００６１】なお、石炭殻は、ほとんど非晶質であるた
め、石英斑岩に比べて（１：１）硫酸水溶液に溶解され
やすい。このため、蛍石粉末などの溶解促進剤などを添
加する必要がなく、短時間で容易に溶解でき、コロイド
粒子を形成する珪酸塩などを容易に形成できる。

【００６２】次に、本発明の６価クロム含有水の処理剤
の製造の他の実施例を説明する。

【００６３】上記石炭殻を用いた実施例の（１：１）硫
酸水溶液の代わりに、無機酸として水と濃塩酸との混合
比が１：１である（１：１）塩酸水溶液を用いたもので
ある。

【００６４】すなわち、表４に示す配合表に基づいて、
反応塔において、アルミナ−シリカ系原料である石炭殻
粉末は１重量％以上８重量％以下、好ましくは２．８２
重量％、金属鉄粉（Ｆｅ）は２．５重量％以上４５重量
％以下、好ましくは２８．２重量％混合する。

【００６５】なお、金属亜鉛粉末（Ｚｎ）は、処理され
る排水中に有機水銀化合物が含有されていない場合に
は、金属亜鉛粉末（Ｚｎ）は必要ない。また、有機水銀
化合物が含有されている場合には、金属亜鉛粉末（Ｚ
ｎ）を０．８重量％以下、例えば電気工場排水などの水
銀含有量が３〜５mg／ｌ含む場合には、０．２８重量％
混合する。

【００６６】この後、水と濃塩酸との混合比が１：１で
ある（１：１）塩酸水溶液を、攪拌手段にて攪拌しつつ
１重量％以上９６．５重量％以下、好ましくは６８．７
重量％混合する。

【００６７】

【表４】 そして、所定時間攪拌し反応終了後、すなわち、塩酸水
溶液の混和により、反応に伴って発生する水素ガス（Ｈ
₂ ）が発生しなくなった後、攪拌を停止して処理剤が作
成される。

【００６８】次に、この作成した処理剤を、上記各実施
例と同様に、６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）を含有する排水が流
入された処理槽に、処理槽内の排水中に含まれる６価ク
ロム（Ｃｒ⁶⁺）の総量の約１０分の１の割合の量を、攪
拌しつつ加える。なお、排水中の６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）
の総量は、同様にジフェニルカルバジド法にて求める。

【００６９】さらに、上記各実施例と同様に、処理槽内
の攪拌中の排水に凝集促進剤を適宜投入し、一定時間、
例えば３分程度攪拌後、攪拌を停止して、例えば１０分
程度静置させ、沈殿分離させる。そして、上澄み液中に
６価クロム（Ｃｒ⁶⁺）が含有されていないことを確認し
て、上澄み液を放流する。

【００７０】次に、上記処理剤の製造工程における反応
について説明する。

【００７１】（１：１）塩酸水溶液（ＨＣｌ）の混和に
より、まず、化６および化７に示す反応式のように、水
化により解離するＨＣｌが金属の亜鉛（Ｚｎ）および鉄
（Ｆｅ）と反応して、水素ガス（Ｈ₂ ）を発生しつつ、
塩化亜鉛（ＺｎＣｌ₂ ）や塩素酸亜鉛（Ｚｎ（Ｃｌ
Ｏ₃ ）₂ ）など、および、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ₂ ）や
塩素酸鉄などが生成される。

【００７２】

【化６】

【化７】 さらに、これら塩化亜鉛（ＺｎＣｌ₂ ）および塩化第一
鉄（ＦｅＣｌ₂ ）などは、水（Ｈ₂ Ｏ）中で水化によ
り、Ｚｎ²⁺、Ｆｅ²⁺、Ｃｌ^- 、ＣｌＯ₃ ^- などのイオン
に解離されている。

【００７３】また、残りの解離するＨＣｌは、石炭殻と
反応する。この反応は、ＨＣｌが石炭殻中のアルミニウ
ム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリ
ウム（Ｋ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カル
シウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）などの成分と反応し
て、各種塩化物や塩素酸塩などの塩を生成する。

【００７４】次に、上記処理工程における反応について
説明する。

【００７５】排水中への処理剤の投入により、上述した
実施例の化３および化４に示す反応式のように、処理剤
中の塩化第一鉄などの解離による２価の鉄イオン（Ｆｅ
²⁺）が、排水中の６価のクロム（Ｃｒ⁶⁺）であるクロム
酸イオン（Ｃｒ₂ Ｏ₇ ^2-、ＣｒＯ₄ ^2-）と酸化還元反応
を生じて、３価の鉄（Ｆｅ³⁺）と３価のクロム（Ｃ
ｒ³⁺）である亜クロム酸イオン（ＣｒＯ₂ ^- ）とが生成
する。

【００７６】そして、これら３価の鉄（Ｆｅ³⁺）および
３価のクロム（Ｃｒ³⁺）であるＣｒＯ₂ ^- は、無機塩基
のＮａＯＨによりｐＨ７〜８程度に中和されることによ
り、排水中の水（Ｈ₂ Ｏ）にて、それぞれ水酸化第二鉄
（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ、ＦｅＯ（ＯＨ））および水酸
化クロム（Ｃｒ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ）が生成される。な
お、水酸化第二鉄（Ｆｅ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ、ＦｅＯ（Ｏ
Ｈ））および水酸化クロム（Ｃｒ₂ Ｏ₃ ・ｎＨ₂ Ｏ）
は、コロイドを形成する。

【００７７】また、排水中への処理剤の投入により、処
理剤中のアルミニウムおよび珪素の各種塩が、排水（Ｈ
₂ Ｏ）中で水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）₃ ）およ
びメタケイ酸（Ｈ₂ ＳｉＯ₃ ）などのコロイドを形成す
る。

【００７８】そして、処理剤に配合した活性炭粉末
（Ｃ）に、活性炭の吸着性により各種コロイドが凝集す
る。さらに、凝集促進剤の添加により、活性炭粉末
（Ｃ）を骨材として凝集した粒子が速やかに沈殿され
る。

【００７９】また、排水中に銅（Ｃｕ）、カドミウム
（Ｃｄ）、ニッケル（Ｎｉ）などの各種塩が存在する場
合にも、上述した各種実施例と同様に、これら各種塩も
クロム酸イオン（Ｃｒ₂ Ｏ₇ ^2-、ＣｒＯ₄ ^2-）と同様
に、２価の鉄イオン（Ｆｅ²⁺）による還元、および、解
離するＣｌ^- 、ＣｌＯ₃ ^- などにより沈殿される。

【００８０】したがって、上記一実施例と同様に、６価
のクロム（Ｃｒ⁶⁺）およびその他の重金属を同時に沈殿
分離可能な処理剤を、安価な原料にて容易に製造でき
る。さらに、この処理剤にて確実で容易に６価のクロム
（Ｃｒ⁶⁺）を毒性のない３価のクロム（Ｃｒ³⁺）に還元
して沈殿分離できるとともに、その他の重金属も同時に
沈殿分離でき、排水の浄化処理が容易にできる。

【００８１】なお、上記各実施例において、無機酸とし
ては硫酸や塩酸に限られず、無機塩基としては水酸化ナ
トリウムに限られない。

【００８２】

【発明の効果】請求項１記載の６価クロム含有水の処理
剤によれば、生成された２価鉄が、排水中の６価クロム
との反応により、３価鉄に酸化され水酸化第二鉄のコロ
イド粒子となるとともに、６価クロムを３価クロムに還
元してコロイド粒子を生成させ、この水酸化クロムのコ
ロイド粒子を、珪酸塩のコロイド粒子および水酸化第二
鉄のコロイド粒子とにより、凝集させて分離除去するた
め、確実で容易に６価クロムを分離できる処理剤を安価
の原料にて容易に製造できる。

【００８３】請求項２記載の６価クロム含有水の処理方
法によれば、請求項１記載の処理剤により、排水中の６
価クロムが３価クロムに還元され無機塩基の中和により
生成する水酸化クロムのコロイド粒子を、凝集剤により
水酸化第二鉄のコロイド粒子および珪酸塩のコロイド粒
子とともに凝集させて沈殿除去するため、６価クロムを
含有する排水を確実で容易に浄化処理できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４６％以上の酸化珪素、１３％以上の酸
   化アルミニウム、２％以上の酸化ナトリウムおよび１％
   以上の酸化カリウムを含有する１重量％以上８重量％以
   下のアルミナ−シリカ系原料と、 ２．５重量％以上４５重量％以下の金属鉄粉と、 無機酸とを混合してなることを特徴とする６価クロム含
   有水の処理剤。
2. 【請求項２】 ６価クロム含有水に、請求項１記載の６
   価クロム含有水の処理剤および無機塩基を混合して中和
   するとともに凝集剤を混合して、前記６価クロム含有水
   に含まれる６価クロムを３価クロムとして沈殿除去する
   ことを特徴とする６価クロム含有水の処理方法。