JPH10230253A - 水処理 - Google Patents
水処理Info
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- JPH10230253A JPH10230253A JP10030087A JP3008798A JPH10230253A JP H10230253 A JPH10230253 A JP H10230253A JP 10030087 A JP10030087 A JP 10030087A JP 3008798 A JP3008798 A JP 3008798A JP H10230253 A JPH10230253 A JP H10230253A
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- Japan
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- water
- mixture
- cement
- silicon
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
- C02F1/60—Silicon compounds
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 珪素含有不純物を含む水から、該珪素含有不
純物を効果的に除去することができる方法を提供する。 【解決手段】 10,000重量ppm までの濃度で珪素含有不
純物を含有する水を処理する方法であって、水を、該水
中の珪素含有不純物を吸収する微粒固体と一定時間以上
接触させる工程、及びその後、該水を該微粒固体から分
離する工程を含み、該微粒固体が、水と最初に接触した
時に無水物である高アルミナセメントを含むことを特徴
とする該方法。
純物を効果的に除去することができる方法を提供する。 【解決手段】 10,000重量ppm までの濃度で珪素含有不
純物を含有する水を処理する方法であって、水を、該水
中の珪素含有不純物を吸収する微粒固体と一定時間以上
接触させる工程、及びその後、該水を該微粒固体から分
離する工程を含み、該微粒固体が、水と最初に接触した
時に無水物である高アルミナセメントを含むことを特徴
とする該方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水（特には工業用
水）から珪素含有不純物を除去する方法に関するもので
ある。
水）から珪素含有不純物を除去する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】水は、通常、工業的システム、例えば、
加熱又は冷却システムにおいて使用される。シリカが、
天然源から得られた水中に存在し、従って、工業用水中
にも存在する。シリカの濃度が、その条件に依存する限
界値(150 mgl-1付近であることが多い) を越えると、沈
澱が生じ、かつスケールによる表面の汚れが生じ得る。
スケールの形成により、例えば、熱交換機の効率が低減
され、その流れが妨げられ、また、それを除去するため
のコストは高く、かつ除去するのが困難である。水を冷
却する際の表面上におけるスケール形成は、純水が、蒸
発により（例えば冷却タワーにおいて）除かれ、補給水
として知られる他の源で補給(replace)されるシステム
において生じ得る。水の損失を低減するためには、水を
冷却システムに再循環させ、理想的には、添加した水の
みで、冷却タワーからのスチームとしての損失が補給さ
れるべきである。損失水中のシリカの濃度は、補給水に
おけるものと比べ低く、従ってシリカの濃度が、循環水
において、実際に、沈澱及びスケールが生じる程度まで
増加する。これを防止するため、ある程度の水が、循環
システムから除去（ブローダウン(blow down))され、補
給水を増加させることにより補給が行われている。
加熱又は冷却システムにおいて使用される。シリカが、
天然源から得られた水中に存在し、従って、工業用水中
にも存在する。シリカの濃度が、その条件に依存する限
界値(150 mgl-1付近であることが多い) を越えると、沈
澱が生じ、かつスケールによる表面の汚れが生じ得る。
スケールの形成により、例えば、熱交換機の効率が低減
され、その流れが妨げられ、また、それを除去するため
のコストは高く、かつ除去するのが困難である。水を冷
却する際の表面上におけるスケール形成は、純水が、蒸
発により（例えば冷却タワーにおいて）除かれ、補給水
として知られる他の源で補給(replace)されるシステム
において生じ得る。水の損失を低減するためには、水を
冷却システムに再循環させ、理想的には、添加した水の
みで、冷却タワーからのスチームとしての損失が補給さ
れるべきである。損失水中のシリカの濃度は、補給水に
おけるものと比べ低く、従ってシリカの濃度が、循環水
において、実際に、沈澱及びスケールが生じる程度まで
増加する。これを防止するため、ある程度の水が、循環
システムから除去（ブローダウン(blow down))され、補
給水を増加させることにより補給が行われている。
【０００３】補給水におけるいかなる増加要件も、費
用、及び特に乾燥した地域での入手可能性の点から望ま
しくない。スケールの形成を防止する他の方法で、増加
した補給の必要性を低減させることが望まれる。スケー
ル阻害化学的処理を用いて、数種のミネラル（炭酸カル
シウム等）を増加濃度で溶液中に存在させることができ
るが、シリカについての同様の処理は、あまり効果的で
ない。また、環境中への化学物質の排出は、かなり望ま
しくないものとされている。スケール防止のための他の
方法は、水からの不純物の除去であり、その濃度を低減
させるものである。これらの従来の方法の例は、以下の
とおりである。珪素含有（及び他の）不純物を工業用水
から除去する、公知の方法の１つは、石灰ソーダ軟化法
である。これは、F. DeSilvaにより、 Chemical Engine
ering（1996年８月）において、スケール形成イオンを
冷却水システムから除去する側流法として記載されたも
のである。再還流水の一部を、石灰又は苛性アルカリ、
ソーダ灰及び酸化マグネシウムで処理して、それぞれに
ついて、炭酸塩硬度成分(carbonate hardness)、非炭酸
塩硬度成分及びシリカを沈澱させる。形成されたスラッ
ジは、排水(dewater) することができる。
用、及び特に乾燥した地域での入手可能性の点から望ま
しくない。スケールの形成を防止する他の方法で、増加
した補給の必要性を低減させることが望まれる。スケー
ル阻害化学的処理を用いて、数種のミネラル（炭酸カル
シウム等）を増加濃度で溶液中に存在させることができ
るが、シリカについての同様の処理は、あまり効果的で
ない。また、環境中への化学物質の排出は、かなり望ま
しくないものとされている。スケール防止のための他の
方法は、水からの不純物の除去であり、その濃度を低減
させるものである。これらの従来の方法の例は、以下の
とおりである。珪素含有（及び他の）不純物を工業用水
から除去する、公知の方法の１つは、石灰ソーダ軟化法
である。これは、F. DeSilvaにより、 Chemical Engine
ering（1996年８月）において、スケール形成イオンを
冷却水システムから除去する側流法として記載されたも
のである。再還流水の一部を、石灰又は苛性アルカリ、
ソーダ灰及び酸化マグネシウムで処理して、それぞれに
ついて、炭酸塩硬度成分(carbonate hardness)、非炭酸
塩硬度成分及びシリカを沈澱させる。形成されたスラッ
ジは、排水(dewater) することができる。
【０００４】また、蒸発を、スケール形成ミネラル類の
濃度を低減させるために行ってもよい。B. P. Boffardi
及びA. L. Smith によりChemical Engineering (1995年
７月）に記載されたような蒸気圧縮法を用いて、精製水
がシステムに戻される。しかしながら、蒸発工程の特質
により、装置がスケール及び汚れに感受性となり、メン
テナンス費用が高くなる。米国特許第5,512,181 号に記
載されているように、コロイドシリカを使用して、ブロ
ーダウン水(blow down water) からシリカを吸着するこ
とができる。ブローダウン水の透析により、低減された
シリカ含量を有する透析液(permeate)が得られる。化学
処理が行われて、堆積することなく存在し得るスケール
形成ミネラルの濃度が高められる。通常処理されるミネ
ラルには、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、燐酸カル
シウム及びシリカが含まれる。カルシウム塩については
効果的な処理が存在する。炭酸カルシウムは、ポリホス
フェート、ホスホネート及び数種のポリマー（例えば、
米国特許第4,168,230 号に記載されたようなポリアクリ
レート）の使用により制御することができる。硫酸カル
シウムは、ホスフェート及びアミノメチレンベースのポ
リマーにより制御することができる。燐酸カルシウム
は、あるポリマーを用いて制御することができる。シリ
カスケール防止のための化学処理（例えばポリマレイン
酸ポリマー及びカルボキシレートスルホネートポリマ
ー）が存在するが（W. M. Hann, S. T. Robertson, J.
H. Bardsley, 54 thInternational Water Conference,
Pittsburgh, Pennsylvania, 1993 年10月11〜13日) 、
カルシウム塩についてのものよりも効果が低い。
濃度を低減させるために行ってもよい。B. P. Boffardi
及びA. L. Smith によりChemical Engineering (1995年
７月）に記載されたような蒸気圧縮法を用いて、精製水
がシステムに戻される。しかしながら、蒸発工程の特質
により、装置がスケール及び汚れに感受性となり、メン
テナンス費用が高くなる。米国特許第5,512,181 号に記
載されているように、コロイドシリカを使用して、ブロ
ーダウン水(blow down water) からシリカを吸着するこ
とができる。ブローダウン水の透析により、低減された
シリカ含量を有する透析液(permeate)が得られる。化学
処理が行われて、堆積することなく存在し得るスケール
形成ミネラルの濃度が高められる。通常処理されるミネ
ラルには、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、燐酸カル
シウム及びシリカが含まれる。カルシウム塩については
効果的な処理が存在する。炭酸カルシウムは、ポリホス
フェート、ホスホネート及び数種のポリマー（例えば、
米国特許第4,168,230 号に記載されたようなポリアクリ
レート）の使用により制御することができる。硫酸カル
シウムは、ホスフェート及びアミノメチレンベースのポ
リマーにより制御することができる。燐酸カルシウム
は、あるポリマーを用いて制御することができる。シリ
カスケール防止のための化学処理（例えばポリマレイン
酸ポリマー及びカルボキシレートスルホネートポリマ
ー）が存在するが（W. M. Hann, S. T. Robertson, J.
H. Bardsley, 54 thInternational Water Conference,
Pittsburgh, Pennsylvania, 1993 年10月11〜13日) 、
カルシウム塩についてのものよりも効果が低い。
【０００５】先行技術文献英国特許出願第2,235、440 号
及び米国特許第3,887,462 号中には、廃棄物含有水を処
理するためのポルトランドセメントを含む固形剤(solid
agent) の使用が記載されている。これらの文献には、
コロイドシリカを含有する水の具体的処理が開示されて
いない。米国特許第4,462,905 号は、固形粒子を用いる
地熱水(geothermal water)からの非晶質シリカの除去を
記載しているが、本件明細書に記載の新規な方法を開示
するものではない。
及び米国特許第3,887,462 号中には、廃棄物含有水を処
理するためのポルトランドセメントを含む固形剤(solid
agent) の使用が記載されている。これらの文献には、
コロイドシリカを含有する水の具体的処理が開示されて
いない。米国特許第4,462,905 号は、固形粒子を用いる
地熱水(geothermal water)からの非晶質シリカの除去を
記載しているが、本件明細書に記載の新規な方法を開示
するものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題及び課題解決手段】本発
明によれば、10,000重量ppm までの濃度で該水中に含ま
れる珪素含有不純物の濃度を低減させるために水を処理
する方法であって、水を、珪素含有不純物を取り込む無
水の高アルミナセミントと一定時間以上接触させ、その
後、低減された珪素不純物含有量を有する水を、該高ア
ルミナセメントから分離する上記方法が提供される。予
期せぬことに、また有益的に、珪素含有不純物の効果的
な除去が、この方法により可能となる。水は、高アルミ
ナセメントの粒子のベッド(bed) と接触、例えば、水を
ベッドに再循環させることにより接触させることができ
るが、好ましくは、無水形態のセメント粒子を、例えば
バッチ処理容器において、水中に入れて混合して処理
し、それにより粒子がサスペンションを形成する。好ま
しくは、そのようなサスペンションは、100,000 重量pp
m までの高アルミナセメントを含む。そのようなサスペ
ンションは、実際、沈降するか又は平衡状態にある(equ
ilibrate) であろう。
明によれば、10,000重量ppm までの濃度で該水中に含ま
れる珪素含有不純物の濃度を低減させるために水を処理
する方法であって、水を、珪素含有不純物を取り込む無
水の高アルミナセミントと一定時間以上接触させ、その
後、低減された珪素不純物含有量を有する水を、該高ア
ルミナセメントから分離する上記方法が提供される。予
期せぬことに、また有益的に、珪素含有不純物の効果的
な除去が、この方法により可能となる。水は、高アルミ
ナセメントの粒子のベッド(bed) と接触、例えば、水を
ベッドに再循環させることにより接触させることができ
るが、好ましくは、無水形態のセメント粒子を、例えば
バッチ処理容器において、水中に入れて混合して処理
し、それにより粒子がサスペンションを形成する。好ま
しくは、そのようなサスペンションは、100,000 重量pp
m までの高アルミナセメントを含む。そのようなサスペ
ンションは、実際、沈降するか又は平衡状態にある(equ
ilibrate) であろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】水は、好ましくは、本発明の方法
においては、少なくとも10分間、好ましくは少なくとも
15分間、高アルミナセメントと接触させる。水中の高ア
ルミナセメントのサスペンションが形成される場合、そ
のサスペンションが、平衡期間（例えば15分〜24時間）
平衡状態にあるのが好ましい。そのような平衡の後、吸
収した珪素含有不純物を含有するセメント粒子を、従来
の方法で、好ましくはろ過により分離することができ
る。本発明の方法で処理した水は、例えば、工業用プラ
ント又は工程における水、冷却水、地熱水及び／又は製
品（例えば紙）の製造の際に使用される水、又は珪素含
有不純物を除去することが必要とされる他の全ての水で
あってもよい工業用水を含み得る。水中の珪素含有不純
物の濃度は、典型的には、60〜10,000 ppm、特には100
〜1,000 ppm の範囲内にある。
においては、少なくとも10分間、好ましくは少なくとも
15分間、高アルミナセメントと接触させる。水中の高ア
ルミナセメントのサスペンションが形成される場合、そ
のサスペンションが、平衡期間（例えば15分〜24時間）
平衡状態にあるのが好ましい。そのような平衡の後、吸
収した珪素含有不純物を含有するセメント粒子を、従来
の方法で、好ましくはろ過により分離することができ
る。本発明の方法で処理した水は、例えば、工業用プラ
ント又は工程における水、冷却水、地熱水及び／又は製
品（例えば紙）の製造の際に使用される水、又は珪素含
有不純物を除去することが必要とされる他の全ての水で
あってもよい工業用水を含み得る。水中の珪素含有不純
物の濃度は、典型的には、60〜10,000 ppm、特には100
〜1,000 ppm の範囲内にある。
【０００８】高アルミナセメントは、融合又は焼成され
かつ微粉末に粉砕されたアルミニウム及び石灰(calcare
ous)生原料から製造した公知のクラスの水硬セメントで
ある。アルミナ含量は、他の酸化物を有する組成物にお
いて少なくとも20重量％で、通常は少なくとも30重量％
で存在し得る。高アルミナセメントは、Al2O3 ＋CaOを7
5〜95重量％含んでいてもよい。好ましくは、セメント
は、少なくとも1000 m 2 ・ｇ-1、好ましくは少なくとも
2000 m2 ・ｇ-1、望ましくは3000 m2 ・ｇ-1又はそれ以
上の表面積を有する粒子を含む。例えば、British Stan
dard BS 915 に従うためには、0.85：１〜1.３：１のAl
2O3 ：CaO の重量比があり、Al2O3 及びCaO が、組成物
の75〜95重量％を構成する。好ましくは、高アルミナセ
メントは、“SECAR 71”として公知のタイプのもの、又
は“ciment fondu”として公知のタイプである。Ciment
fonduは、典型的には、以下の重量割合で示される化学
組成を有する：Al2O3 39.0％、CaO 38.5％、SiO2 4.5
％、Fe2O3 12.0％及びFeO 4.０％。粒子サイズ分布は、
ブレーン法(Blaine air permeability method)により測
定した表面積が、約3000 cm2・ｇ-1の平均値を有するよ
うなものである。“SECAR 71”は、ciment fonduに似た
化学組成を有するが、一般に、いくらか低い酸化鉄含量
を有し、また、ciment fonduよりも非常に高価なもので
ある。
かつ微粉末に粉砕されたアルミニウム及び石灰(calcare
ous)生原料から製造した公知のクラスの水硬セメントで
ある。アルミナ含量は、他の酸化物を有する組成物にお
いて少なくとも20重量％で、通常は少なくとも30重量％
で存在し得る。高アルミナセメントは、Al2O3 ＋CaOを7
5〜95重量％含んでいてもよい。好ましくは、セメント
は、少なくとも1000 m 2 ・ｇ-1、好ましくは少なくとも
2000 m2 ・ｇ-1、望ましくは3000 m2 ・ｇ-1又はそれ以
上の表面積を有する粒子を含む。例えば、British Stan
dard BS 915 に従うためには、0.85：１〜1.３：１のAl
2O3 ：CaO の重量比があり、Al2O3 及びCaO が、組成物
の75〜95重量％を構成する。好ましくは、高アルミナセ
メントは、“SECAR 71”として公知のタイプのもの、又
は“ciment fondu”として公知のタイプである。Ciment
fonduは、典型的には、以下の重量割合で示される化学
組成を有する：Al2O3 39.0％、CaO 38.5％、SiO2 4.5
％、Fe2O3 12.0％及びFeO 4.０％。粒子サイズ分布は、
ブレーン法(Blaine air permeability method)により測
定した表面積が、約3000 cm2・ｇ-1の平均値を有するよ
うなものである。“SECAR 71”は、ciment fonduに似た
化学組成を有するが、一般に、いくらか低い酸化鉄含量
を有し、また、ciment fonduよりも非常に高価なもので
ある。
【０００９】使用するセメントの量は、好ましくは、30
〜100,000 ppm の範囲内である。本発明の方法におい
て、セメントは、好ましくは、30分〜６時間、水との平
衡状態が保たれる。混合物のpHを、好ましくは６〜10.
5、より好ましくは８〜10のレベルで維持し、その温度
を好ましくは20〜80℃で維持する。本発明の方法は、特
に、コロイドサイズの珪素含有不純物、例えば、１μｍ
未満（例えば１nm〜500 nm) の粒径を有する粒子不純物
の、工業用水中における濃度を低減させるのに有利であ
る。本発明の方法を効率良く行うためには、平衡の間
に、水中に、少量、例えば水１リットルあたり0.05ミリ
モル又はそれ以上のアルカリ金属カチオン又はアルカリ
土類金属カチオンが存在するのが有利であることを見出
した。
〜100,000 ppm の範囲内である。本発明の方法におい
て、セメントは、好ましくは、30分〜６時間、水との平
衡状態が保たれる。混合物のpHを、好ましくは６〜10.
5、より好ましくは８〜10のレベルで維持し、その温度
を好ましくは20〜80℃で維持する。本発明の方法は、特
に、コロイドサイズの珪素含有不純物、例えば、１μｍ
未満（例えば１nm〜500 nm) の粒径を有する粒子不純物
の、工業用水中における濃度を低減させるのに有利であ
る。本発明の方法を効率良く行うためには、平衡の間
に、水中に、少量、例えば水１リットルあたり0.05ミリ
モル又はそれ以上のアルカリ金属カチオン又はアルカリ
土類金属カチオンが存在するのが有利であることを見出
した。
【００１０】水とセメントとの平衡が保たれている間
に、混合物は、静止状態にあってもよく、より好ましく
は、例えば機械的に攪拌することにより又は該混合物に
不活性ガスをバブリング(bubbling)することにより乱モ
ーション(turbulent motion)に付することもできる。
に、混合物は、静止状態にあってもよく、より好ましく
は、例えば機械的に攪拌することにより又は該混合物に
不活性ガスをバブリング(bubbling)することにより乱モ
ーション(turbulent motion)に付することもできる。
【００１１】
実施例１ 商品名“LUDOX TM40”の下に市販されており、42.1重量
％のSiO2を含み、pH値が９である、平均粒径約12nmのコ
ロイドシリカの水性サスペンションを、アンモニアでpH
９に調節された蒸留水を用いて、コロイドシリカの濃度
が約100 ppm となるまで希釈した。このコロイドサスペ
ンションは、工業用水システムの典型的なシリカ含有水
に似たものである。このコロイドサスペンション250 ｇ
を、500mlのボトルに置き、0.25ｇのciment fondu (約1
000 ppmのciment fondu濃度に相当) を添加した。ボト
ルを密封し、その内容物を室温でマグネティックフォロ
アー(magnetic follower) により攪拌した。定期的に、
アリコートを取り出し、コロイドシリカでなくセメント
粒子（吸収されたシリカを含む）が濾紙に捕獲されるよ
うに、Whatman No 50 濾紙を用いてろ過した。ろ液のSi
O2濃度を、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析を用い
て分析した。結果、及びciment fonduを添加しなかった
コントロール試験からの結果を、図１に示した。図１
は、1000 ppmのciment fonduとシリカ含有水とを本発明
の実施態様に従って混合した場合、水中のシリカ濃度
は、30分間の平衡時間後、そのオリジナルレベル（カー
ブＢ）からゼロにまで有益的に低減された（カーブ
Ａ）。
％のSiO2を含み、pH値が９である、平均粒径約12nmのコ
ロイドシリカの水性サスペンションを、アンモニアでpH
９に調節された蒸留水を用いて、コロイドシリカの濃度
が約100 ppm となるまで希釈した。このコロイドサスペ
ンションは、工業用水システムの典型的なシリカ含有水
に似たものである。このコロイドサスペンション250 ｇ
を、500mlのボトルに置き、0.25ｇのciment fondu (約1
000 ppmのciment fondu濃度に相当) を添加した。ボト
ルを密封し、その内容物を室温でマグネティックフォロ
アー(magnetic follower) により攪拌した。定期的に、
アリコートを取り出し、コロイドシリカでなくセメント
粒子（吸収されたシリカを含む）が濾紙に捕獲されるよ
うに、Whatman No 50 濾紙を用いてろ過した。ろ液のSi
O2濃度を、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析を用い
て分析した。結果、及びciment fonduを添加しなかった
コントロール試験からの結果を、図１に示した。図１
は、1000 ppmのciment fonduとシリカ含有水とを本発明
の実施態様に従って混合した場合、水中のシリカ濃度
は、30分間の平衡時間後、そのオリジナルレベル（カー
ブＢ）からゼロにまで有益的に低減された（カーブ
Ａ）。
【００１２】実施例２（比較） ciment fonduの代わりにポルトランドセメントを0.25ｇ
使用した以外は、実施例１に記載の手順を繰り返した。
結果を、図２においてciment fonduについてのものと比
べた。図２は、シリカ含有水とポルトランドセメントを
混合した時（カーブＢ）、水中のシリカ濃度は、30分間
の平衡時間後に約80 ppmから約50 ppmにまで低減される
が、平衡時間が2.５時間に達しても、シリカ濃度の更な
る低減が観察されなかったこと示す。しかしながら、実
施例１に記載の本発明の実施態様に従ったcement fondu
の添加については、水中のシリカ濃度は、30分の平衡時
間後にゼロにまで低減された。この結果は、図２におけ
るカーブＡとして記載し、カーブＢと比較すると、本発
明の方法を行うことにより有意な改良が得られることを
示す。
使用した以外は、実施例１に記載の手順を繰り返した。
結果を、図２においてciment fonduについてのものと比
べた。図２は、シリカ含有水とポルトランドセメントを
混合した時（カーブＢ）、水中のシリカ濃度は、30分間
の平衡時間後に約80 ppmから約50 ppmにまで低減される
が、平衡時間が2.５時間に達しても、シリカ濃度の更な
る低減が観察されなかったこと示す。しかしながら、実
施例１に記載の本発明の実施態様に従ったcement fondu
の添加については、水中のシリカ濃度は、30分の平衡時
間後にゼロにまで低減された。この結果は、図２におけ
るカーブＡとして記載し、カーブＢと比較すると、本発
明の方法を行うことにより有意な改良が得られることを
示す。
【００１３】実施例３ 使用したciment fonduの量を、8.25×10-3ｇ、0.025 ｇ
及び0.25ｇ（それぞれ、約33 ppm、100 ppm 及び1000 p
pmのciment fondu濃度に相当する) とした以外は、実施
例１に記載の手順を繰り返した。得られた結果を図３に
示した。これらの結果は、低濃度の高アルミナセメント
が、ろ液中のシリカ濃度を実質的にゼロにまで低減させ
るのに依然として有効なものであるが、必要とされる平
衡時間が、相対的に増加することを示す。ciment fondu
濃度が100 ppm である場合、SiO2濃度は、２時間の平衡
時間後に５ppm 未満にまで低減され、また、ciment fon
du濃度が33 ppmである場合には、SiO2濃度は、４時間と
少々の平衡時間後に実質的にゼロにまで低減された。
及び0.25ｇ（それぞれ、約33 ppm、100 ppm 及び1000 p
pmのciment fondu濃度に相当する) とした以外は、実施
例１に記載の手順を繰り返した。得られた結果を図３に
示した。これらの結果は、低濃度の高アルミナセメント
が、ろ液中のシリカ濃度を実質的にゼロにまで低減させ
るのに依然として有効なものであるが、必要とされる平
衡時間が、相対的に増加することを示す。ciment fondu
濃度が100 ppm である場合、SiO2濃度は、２時間の平衡
時間後に５ppm 未満にまで低減され、また、ciment fon
du濃度が33 ppmである場合には、SiO2濃度は、４時間と
少々の平衡時間後に実質的にゼロにまで低減された。
【００１４】実施例４ コロイドシリカ“LUDOX TM40”を150 ppm 含み、pH値が
９の水性サスペンションを、実施例１に記載のように調
製した。このコロイドサスペンション250 ｇを、500 ml
のポリプロピレン酸化物ボトルに入れて、0.0125ｇのci
ment fondu（約50 ppmのciment fondu濃度に相当) を添
加した。ボトルを密封し、内容物を、室温で、マグネテ
ィックフォロアーにより６時間攪拌した。ボトルの内容
物を、その後、実施例１に記載したようにろ過した。ろ
液を、水を用いて50倍に希釈し、その希釈溶液50ｇに、
98％硫酸を４滴、フッ化ナトリウムを0.02ｇ添加した。
存在する全てのコロイドシリカを熟成(digest)させるた
めに、処理した溶液を80℃で熟成(age) させ、Iler, R,
KのThe Chemistry of Silica(1979年) に記載のモリブ
デン酸塩法を用いて分析した。波長810 nmの放射線の吸
収を測定し、かつ、１セットの標準溶液と比較すること
により、シリカ濃度を測定したところ４ppmであること
がわかった。
９の水性サスペンションを、実施例１に記載のように調
製した。このコロイドサスペンション250 ｇを、500 ml
のポリプロピレン酸化物ボトルに入れて、0.0125ｇのci
ment fondu（約50 ppmのciment fondu濃度に相当) を添
加した。ボトルを密封し、内容物を、室温で、マグネテ
ィックフォロアーにより６時間攪拌した。ボトルの内容
物を、その後、実施例１に記載したようにろ過した。ろ
液を、水を用いて50倍に希釈し、その希釈溶液50ｇに、
98％硫酸を４滴、フッ化ナトリウムを0.02ｇ添加した。
存在する全てのコロイドシリカを熟成(digest)させるた
めに、処理した溶液を80℃で熟成(age) させ、Iler, R,
KのThe Chemistry of Silica(1979年) に記載のモリブ
デン酸塩法を用いて分析した。波長810 nmの放射線の吸
収を測定し、かつ、１セットの標準溶液と比較すること
により、シリカ濃度を測定したところ４ppmであること
がわかった。
【００１５】ボトルの内容物を攪拌せずに、静止状態下
で６時間放置した以外は、その試験を繰り返した。この
ケースでは、ろ液のSiO2濃度は79 ppmであった。これら
の結果から、セメント及びシリカ含有水の混合物を乱モ
ーションに付すことによる有利な効果が証明された。
で６時間放置した以外は、その試験を繰り返した。この
ケースでは、ろ液のSiO2濃度は79 ppmであった。これら
の結果から、セメント及びシリカ含有水の混合物を乱モ
ーションに付すことによる有利な効果が証明された。
【００１６】実施例５ コロイドシリカ“LUDOX TM40”を100 ppm 含み、かつpH
値が９である水性サスペンションを、実施例１に記載の
ように調製した。このコロイドサスペンション250 ｇを
500 mlのポリプロピレン酸化物のボトルに入れ、8.25×
10-3ｇのcimentfondu（約33 ppmのciment fondu濃度に
相当) を添加した。ボトルを密封し、その内容物を室温
でマグネティックフォロアーにより攪拌した。定期的
に、アリコートを取り出し、実施例１に記載のようにろ
過した。各ろ液のSiO2濃度を、実施例４に記載の方法を
用いて分析した。ろ液中のSiO2濃度は、４時間の接触時
間後に実質的にゼロにまで低減された。ciment fondu及
びコロイドシリカのサスペンションに、更に、該サスペ
ンションのリットルあたり0.５mmolの硫酸マグネシウム
を含ませた以外は、その試験を繰り返した。このケース
では、ろ液のSiO2濃度が、ほんの１時間後に実質的にゼ
ロにまで低減された。
値が９である水性サスペンションを、実施例１に記載の
ように調製した。このコロイドサスペンション250 ｇを
500 mlのポリプロピレン酸化物のボトルに入れ、8.25×
10-3ｇのcimentfondu（約33 ppmのciment fondu濃度に
相当) を添加した。ボトルを密封し、その内容物を室温
でマグネティックフォロアーにより攪拌した。定期的
に、アリコートを取り出し、実施例１に記載のようにろ
過した。各ろ液のSiO2濃度を、実施例４に記載の方法を
用いて分析した。ろ液中のSiO2濃度は、４時間の接触時
間後に実質的にゼロにまで低減された。ciment fondu及
びコロイドシリカのサスペンションに、更に、該サスペ
ンションのリットルあたり0.５mmolの硫酸マグネシウム
を含ませた以外は、その試験を繰り返した。このケース
では、ろ液のSiO2濃度が、ほんの１時間後に実質的にゼ
ロにまで低減された。
【００１７】実施例６ コロイドシリカ“LUDOX TM40”を150 ppm 含み、かつpH
値が９である水性サスペンションを、実施例１に記載の
ように調製した。このコロイドサスペンション250 ｇ
を、500 mlのポリプロピレン酸化物のボトルに入れて、
0.0125ｇのcimentfondu（約50 ppmのciment fondu濃度
に相当) を添加した。ボトルを密封し、その内容物を20
℃でマグネティックフォロアーにより攪拌した。定期的
に、アリコートを取り出し、実施例１に記載のようにろ
過した。各ろ液のSiO2濃度を、上述の実施例４に記載の
方法を用いて分析した。ろ液のSiO2濃度が、６時間の接
触時間後に実質的にゼロにまで低減されることが分かっ
た。ボトルの内容物を80℃の一定温度で攪拌した以外
は、その試験を繰り返した。このケースでは、ろ液のSi
O2濃度が、３時間後に実質的に４ ppmにまで低減され
た。
値が９である水性サスペンションを、実施例１に記載の
ように調製した。このコロイドサスペンション250 ｇ
を、500 mlのポリプロピレン酸化物のボトルに入れて、
0.0125ｇのcimentfondu（約50 ppmのciment fondu濃度
に相当) を添加した。ボトルを密封し、その内容物を20
℃でマグネティックフォロアーにより攪拌した。定期的
に、アリコートを取り出し、実施例１に記載のようにろ
過した。各ろ液のSiO2濃度を、上述の実施例４に記載の
方法を用いて分析した。ろ液のSiO2濃度が、６時間の接
触時間後に実質的にゼロにまで低減されることが分かっ
た。ボトルの内容物を80℃の一定温度で攪拌した以外
は、その試験を繰り返した。このケースでは、ろ液のSi
O2濃度が、３時間後に実質的に４ ppmにまで低減され
た。
【図１】水性シリカ含有組成物と高アルミナセメント組
成物との接触時間に対するシリカ含有量（カーブＡ）、
及びセメントの添加なしの場合のシリカ含有量（カーブ
Ｂ）のグラフである。
成物との接触時間に対するシリカ含有量（カーブＡ）、
及びセメントの添加なしの場合のシリカ含有量（カーブ
Ｂ）のグラフである。
【図２】水性シリカ含有組成物と他のセメント組成物
（高アルミナセメント）との接触時間に対するシリカ含
有量（カーブＡ）及びポルトランドセメントの場合のシ
リカ含有量（カーブＢ）のグラフである。
（高アルミナセメント）との接触時間に対するシリカ含
有量（カーブＡ）及びポルトランドセメントの場合のシ
リカ含有量（カーブＢ）のグラフである。
【図３】水性シリカ含有組成物と他の高アルミナセメン
ト濃縮物との接触時間に対するシリカ含有量のグラフで
ある（33 ppm−カーブＡ；100 ppm −カーブＢ；1000 p
pm−カーブＣ）。
ト濃縮物との接触時間に対するシリカ含有量のグラフで
ある（33 ppm−カーブＡ；100 ppm −カーブＢ；1000 p
pm−カーブＣ）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス リチャード ジョーンズ イギリス コーンウォール ピーエル25 ４ビージェイ セント オーステル ノー ス ヒル パーク 11
Claims (15)
- 【請求項１】 10,000重量ppm までの濃度で珪素含有不
純物を含有する水を処理する方法であって、水を、該水
中の珪素含有不純物を取り込む微粒固体と一定時間以上
接触させる工程、及びその後、該水を該微粒固体から分
離する工程を含み、該微粒固体が、水と最初に接触する
時に無水物である高アルミナセメントを含むことを特徴
とする該方法。 - 【請求項２】 高アルミナセメントと水を混合する工
程、該混合物を平衡状態にする工程、該混合物の液体成
分と固体成分とを分離する工程、及び分離した液体成分
を回収する工程を含む請求項１に記載の水を処理する方
法。 - 【請求項３】 液体／固体分離が、ろ過を含む請求項２
に記載の方法。 - 【請求項４】 平衡工程を15分〜24時間行う請求項２又
は３に記載の方法。 - 【請求項５】 処理される水が、60〜10,000重量ppm の
珪素含有不純物を含有する請求項１〜４のいずれか１項
に記載の方法。 - 【請求項６】 無水セメントが、少なくとも20重量％の
Al2O3 を含む請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 無水セメントが、Al2O3 ＋CaO を70〜95
重量％含有する請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 セメントが、少なくとも1000 cm2・ｇ-1
の比表面積を有する粒子を含む請求項１〜７のいずれか
１項に記載の方法。 - 【請求項９】 混合物を、平衡工程の間、pH６〜10.5に
維持する請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項10】 混合物を、平衡工程の間、20〜80℃の温
度に維持する請求項１〜９のいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項11】 珪素含有不純物が、コロイドシリカ又は
シリケート粒子を含む請求項１〜10のいずれか１項に記
載の方法。 - 【請求項12】 高アルミナセメントと水とを混合し、該
混合物を平衡状態にし、平衡工程の間の水中に、少量の
アルカリ金属カチオン又はアルカリ土類金属カチオンが
存在する請求項１〜11のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項13】 高アルミナセメントと水とを混合し、該
混合物を平衡状態にし、該平衡工程の間に該混合物が乱
モーションに付される請求項１〜12のいずれか１項に記
載の方法。 - 【請求項14】 水を、請求項１〜13のいずれか１項に記
載の方法により処理する工業的水性システム。 - 【請求項15】 工業的加熱及び／又は冷却システムを含
む請求項14に記載の水性システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9702964.9A GB9702964D0 (en) | 1997-02-13 | 1997-02-13 | Water treatment |
| GB9702964:9 | 1997-02-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10230253A true JPH10230253A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=10807576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10030087A Pending JPH10230253A (ja) | 1997-02-13 | 1998-02-12 | 水処理 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6051141A (ja) |
| EP (1) | EP0858970A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10230253A (ja) |
| GB (1) | GB9702964D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018126722A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社クラレ | シリカ含有水の処理方法及びその処理装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6416672B1 (en) * | 2000-08-25 | 2002-07-09 | The Regents Of The University Of California | Removal of dissolved and colloidal silica |
| US20110203928A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-08-25 | General Electric Company | Silica remediation in water |
| CN111635036A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-08 | 广西广宇水资源技术开发有限公司 | 水泥工业废水零排放处理工艺 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2313194A (en) * | 1938-03-15 | 1943-03-09 | Fiedler Sebastien Otto Alfred | Process for the removal of silica from water |
| FR1003803A (fr) * | 1947-02-26 | 1952-03-24 | Perfectionnements apportés aux procédés pour le traitement des eaux industrielles en vue de leur désiliciage | |
| US3887462A (en) * | 1974-06-07 | 1975-06-03 | Dow Chemical Co | Disposal of waste streams containing asbestos |
| US4168230A (en) * | 1976-11-10 | 1979-09-18 | Nalco Chemical Company | Synergistic composition comprising phosphorylated ethoxylated glycerine and polyacrylic acid for the prevention of CaCO3 scale in cooling water |
| US4216086A (en) * | 1977-05-27 | 1980-08-05 | Lang John L | Process for clarifying water |
| JPS5584588A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-25 | Ebara Infilco Co Ltd | Removal of silicic acid in water |
| US4276180A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-30 | Matson Jack V | Industrial waste-water reuse by selective silica removal over activated alumina |
| US4462905A (en) * | 1980-12-22 | 1984-07-31 | Axtmann Robert C | Desilication of geothermal water |
| DE3829089A1 (de) * | 1988-08-27 | 1990-03-01 | Innoterv Ipari Foevallalkozo | Verfahren zur abscheidung der festen phase aus fluessigen stoffen |
| AU617290B3 (en) * | 1991-05-27 | 1991-10-04 | Hoefer, Dawn Annette | Process for removing silica from aqueous liquors |
| ZA93644B (en) * | 1992-03-24 | 1993-09-01 | Trans Hex Mining Ltd | Adhesive. |
| US5512181A (en) * | 1993-11-01 | 1996-04-30 | Nalco Chemical Company | Removing silica from cooling waters with colloidal alumina and dialysis |
-
1997
- 1997-02-13 GB GBGB9702964.9A patent/GB9702964D0/en active Pending
-
1998
- 1998-02-05 US US09/018,876 patent/US6051141A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-09 EP EP98300929A patent/EP0858970A3/en not_active Withdrawn
- 1998-02-12 JP JP10030087A patent/JPH10230253A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018126722A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 株式会社クラレ | シリカ含有水の処理方法及びその処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6051141A (en) | 2000-04-18 |
| GB9702964D0 (en) | 1997-04-02 |
| EP0858970A3 (en) | 1998-12-09 |
| EP0858970A2 (en) | 1998-08-19 |
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