本發(fā)明涉及有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造方法及土壤或地下水污染的凈化方法,該有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉分解土壤或地下水等中含有的有機(jī)鹵素化合物。
背景技術(shù):作為電子部件的脫脂洗滌、干洗等的溶劑,使用以三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)等為代表的有機(jī)鹵素化合物。并且,為了凈化被該有機(jī)鹵素化合物、這些有機(jī)鹵素化合物由土壤中的微生物脫氯生成的順式-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-DCE)等污染了的土壤,正在進(jìn)行各種技術(shù)的開(kāi)發(fā)、實(shí)用化。例如專利文獻(xiàn)1中提出有:向被三氯乙烯等有機(jī)鹵素化合物污染了的土壤中混合比表面積為500cm2/g以上的、且含有C(碳)0.1質(zhì)量%以上的鐵粉,能夠有效地分解土壤中的三氯乙烯等。專利文獻(xiàn)2中提出有:高純度鐵粉(C含量小于0.1質(zhì)量%、Si含量小于0.25質(zhì)量%、Mn含量小于0.60質(zhì)量%、P含量小于0.03質(zhì)量%、S含量小于0.03質(zhì)量%、O含量小于0.5質(zhì)量%)對(duì)被順式-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-DCE)等難分解的有機(jī)鹵素化合物污染的土壤、水的凈化是有效的。在專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4和專利文獻(xiàn)5中,本申請(qǐng)人公開(kāi)了在鐵粉顆粒的表面析出有金屬銅的含銅鐵粉。還公開(kāi)了將該含銅鐵粉添加至被有機(jī)鹵素化合物污染的土壤、地下水等中進(jìn)行混合時(shí),能夠效率良好地分解該有機(jī)鹵素化合物?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平11-235577號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2002-316050號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2000-005740號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2002-069425號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)2003-339902號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:發(fā)明要解決的問(wèn)題如上所述,本發(fā)明人致力于將有機(jī)鹵素化合物脫氯分解而使污染濃度減少的技術(shù)開(kāi)發(fā)。此時(shí),作為該技術(shù)開(kāi)發(fā)的技術(shù)要素,認(rèn)為制造分解作為污染物質(zhì)的有機(jī)鹵素化合物的分解能力高的分解劑是重要目的之一。并且,作為該分解劑的代表例,認(rèn)為有鐵粉和以鐵為主要成分的粉體。進(jìn)一步,本發(fā)明人認(rèn)為今后需要停止向上述有機(jī)鹵素化合物分解用的鐵粉中添加銅等環(huán)境負(fù)擔(dān)物質(zhì),從而削減制造工序中的銅添加工序,簡(jiǎn)化整個(gè)工序;以及土壤凈化工序后的土壤中不殘留銅等的環(huán)境負(fù)擔(dān)低的土壤凈化處理劑。本發(fā)明針對(duì)上述狀況而作出,其所要解決的課題是提供一種鐵粉,其未含有銅等環(huán)境負(fù)擔(dān)物質(zhì)而具有與現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)鹵素化合物處理用材料同等以上的有機(jī)鹵素化合物處理性能。還提供使用了該鐵粉的土壤或地下水污染的凈化方法。用于解決問(wèn)題的方案本發(fā)明人發(fā)現(xiàn):將鐵粉浸漬于選自水、和比水的蒸汽壓更低并且含氧的有機(jī)溶劑的一種以上溶劑中,然后將浸漬于該溶劑中的鐵粉進(jìn)行固液分離,得到被該溶劑潤(rùn)濕了的鐵粉,對(duì)得到的鐵粉邊保持溫度小于40℃邊進(jìn)行干燥處理,由此,能夠大幅度提高鐵粉對(duì)有機(jī)鹵素化合物的分解能力,至此完成本發(fā)明。即,為了解決上述課題,第一發(fā)明為一種有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造方法,其特征在于,其具有:將鐵粉浸漬于選自水、和比水的蒸汽壓更低并且含氧的有機(jī)溶劑的一種以上溶劑中的工序;將浸漬于該溶劑中的鐵粉進(jìn)行固液分離,得到被該溶劑潤(rùn)濕了的鐵粉的工序;以及對(duì)被該溶劑潤(rùn)濕了的鐵粉邊保持溫度小于40℃邊進(jìn)行干燥處理的工序。第二發(fā)明為根據(jù)第一發(fā)明所述的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造方法,特征在于,邊保持溫度為0℃以上且10℃以下邊進(jìn)行所述干燥處理的工序。第三發(fā)明為根據(jù)第一或第二發(fā)明所述的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造方法,特征在于,將鐵粉進(jìn)行酸處理之后,進(jìn)行所述將鐵粉浸漬于選自水、和比水的蒸汽壓更低并且含氧的有機(jī)溶劑的一種以上溶劑中的工序。第四發(fā)明為根據(jù)第一~第三發(fā)明的任一項(xiàng)所述的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造方法,特征在于,將所述干燥處理的工序進(jìn)行0.1小時(shí)以上且72小時(shí)以下。第五發(fā)明為根據(jù)第一~第三發(fā)明的任一項(xiàng)所述的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造方法,特征在于,進(jìn)行所述干燥處理的工序,直至溶劑重量為鐵粉重量的0.5質(zhì)量%以下。第六發(fā)明為根據(jù)第一~第五發(fā)明的任一項(xiàng)所述的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造方法,特征在于,作為所述鐵粉,使用平均粒徑為1μm以上且500μm以下的鐵粉。第七發(fā)明為根據(jù)第一~第六發(fā)明的任一項(xiàng)所述的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造方法,特征在于,作為所述鐵粉,使用具有板狀比2以上的扁平形狀的鐵粉。第八發(fā)明為一種土壤或地下水污染的凈化方法,其特征在于,其使用了通過(guò)第一~第七發(fā)明的任一項(xiàng)所述的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造方法而制造的鐵粉。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明,能夠低成本地得到不含有銅等添加物并且有機(jī)鹵素化合物的分解能力高的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉。附圖說(shuō)明圖1為表示利用本發(fā)明的試樣的有機(jī)鹵素分解中有機(jī)鹵素化合物的濃度經(jīng)日變化的圖表。圖2為表示利用干燥溫度不同的實(shí)施例的試樣的有機(jī)鹵素分解中有機(jī)鹵素化合物的分解反應(yīng)速度常數(shù)k的圖表。圖3為表示利用干燥溫度不同的實(shí)施例的試樣的有機(jī)鹵素分解中有機(jī)鹵素化合物的分解反應(yīng)速度常數(shù)k的圖表。圖4為表示利用比較例的試樣的有機(jī)鹵素分解中有機(jī)鹵素化合物的分解反應(yīng)速度常數(shù)k和球磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)處理時(shí)間之間的關(guān)系的圖表。具體實(shí)施方式(1)作為原料的鐵粉本發(fā)明的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造中使用的鐵粉為粒狀。關(guān)于該鐵粉的組成,只要是以鐵為主要成分則沒(méi)有特別的限制,總鐵優(yōu)選為80質(zhì)量%以上、金屬鐵優(yōu)選為75質(zhì)量%以上。進(jìn)一步,為了減少環(huán)境負(fù)擔(dān),優(yōu)選不含有成為二次污染源的鉻、鉛等成分。具體而言,可以使用預(yù)先制造的鐵粉,例如:由礦石還原而制造的還原鐵粉、通過(guò)霧化等而制造的霧化鐵粉等。并且,如果該鐵粉的粒徑達(dá)到預(yù)先希望的尺寸則不需要在制造工序中進(jìn)行粒徑調(diào)整,因此是優(yōu)選的。具體而言,這些鐵粉的平均粒徑優(yōu)選為1μm以上且500μm以下。作為該鐵粉優(yōu)選的一例,可列舉出DOWAIPCREATIONCo.,Ltd.制的還原鐵粉DKP-100。此處,將還原鐵粉DKP-100的化學(xué)成分的分析結(jié)果示于表1中。將物性值示于后述的表2中。需要說(shuō)明的是,表2的粒度分布是通過(guò)激光衍射法測(cè)得的評(píng)價(jià)結(jié)果。D10~D90是指粒徑累積。將鐵粉的重量百分率(%)作為縱軸、將粒徑取對(duì)數(shù)作為刻度的橫軸作圖而得到的曲線稱為粒徑累積曲線,從該圖表中將重量百分率50%時(shí)的粒徑定義為D50(50%粒徑)。D10、D90也按照同樣的方法算出而求得。[表1]總鐵金屬鐵FeOSCCuCrPb(質(zhì)量%)(質(zhì)量%)(質(zhì)量%)(質(zhì)量%)(質(zhì)量%)(mg/kg)(mg/kg)(mg/kg)97.493.64.90.010.073306328由表1的化學(xué)成分組成可判斷,本發(fā)明的鐵粉中含有的鉻、鉛十分微量,不成為二次污染源。與鉻、鉛的含量相比,銅為大量含有,現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉含有0.1質(zhì)量%以上的銅,提高有機(jī)氯化物的分解效果,并且將農(nóng)用地中的Cu含量基準(zhǔn)值設(shè)定為125mg/kg,因而至少在日本國(guó)內(nèi)達(dá)到符合法律制度的水平。進(jìn)一步,本發(fā)明的鐵粉的銅含量不足現(xiàn)有技術(shù)的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉中銅含量的1/3,這可證實(shí)本發(fā)明的鐵粉與現(xiàn)有技術(shù)的鐵粉是基于不同機(jī)理而分解有機(jī)鹵素化合物的。(2)鐵粉的扁平化處理優(yōu)選對(duì)作為原料的鐵粉預(yù)先實(shí)施扁平化處理,從而制成板狀比2以上的扁平形狀鐵粉的結(jié)構(gòu)。該扁平化處理如下進(jìn)行:使原料鐵粉和水呈混合的狀態(tài),對(duì)原料鐵粉和水的混合物施加沖擊和/或壓力,由此該鐵粉的顆粒變形成扁平形狀。為了對(duì)該原料鐵粉和水的混合物施加沖擊和/或壓力,使用粉碎機(jī)實(shí)施塑性變形加工,從而進(jìn)行。作為該粉碎機(jī)有“介質(zhì)攪拌型粉碎機(jī)”:將加入容器中的沖擊介質(zhì)(即media)邊攪拌邊進(jìn)行粉碎,具體而言,可以為磨碎機(jī)、球磨機(jī)。因?yàn)榍蚰C(jī)、磨碎機(jī)適合于細(xì)粉碎,容易控制沖擊力、壓力,因此容易得到所希望的粒度分布的扁平鐵粉。需要說(shuō)明的是,使用球磨機(jī)時(shí),可以使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)型、振動(dòng)驅(qū)動(dòng)型球磨機(jī)。在上述磨碎機(jī)、球磨機(jī)等中進(jìn)行塑性變形加工時(shí),與前述介質(zhì)一起將原料鐵粉和水(例如:離子交換水、工業(yè)用水、自來(lái)水等)裝填至規(guī)定容器。并且,使該容器例如旋轉(zhuǎn),由此將原料鐵粉變形、粉碎處理。例如,在使用旋轉(zhuǎn)型球磨機(jī)進(jìn)行處理的情況下,向處理用罐(可以使用磁制、不銹鋼制等)中,投入介質(zhì)、原料鐵粉,進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理。尤其是向規(guī)定容器中加入水的目的是,為了提高鐵粉的分散狀態(tài),使鐵粉和介質(zhì)均勻地高效地接觸。因此,例如為了提高規(guī)定容器中鐵粉的分散狀態(tài),出于鐵顆粒的表面處理等目的,作為溶劑,也可以同時(shí)投入有機(jī)溶劑、油分、各種溶液等介質(zhì),而不僅是水。處理用罐內(nèi)的氣氛中,存在溶解于水或者殘存于頂部空間的氧。可以處于保持存在氧的狀態(tài),也可以優(yōu)選使用氮等非活性氣體鼓泡等來(lái)去除該氧,防止鐵粉剩余部分發(fā)生氧化。在扁平化處理中,通過(guò)提高(原料鐵粉/介質(zhì))的填充比率,可使每一批次的處理量增加。另一方面,通過(guò)降低(原料鐵粉/介質(zhì))的填充比率,使每單位時(shí)間的處理效率增加。因此,優(yōu)選根據(jù)需要的鐵粉的特性和處理量來(lái)調(diào)整(原料鐵粉/介質(zhì))的填充比率。例如使用旋轉(zhuǎn)球磨機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)型的扁平化處理時(shí),通過(guò)確保適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速,鐵粉和介質(zhì)在罐內(nèi)不會(huì)成為一個(gè)結(jié)塊而運(yùn)動(dòng),而是鐵粉顆粒在介質(zhì)間被賦予充分的沖擊和/或壓力。為了實(shí)現(xiàn)該狀態(tài),優(yōu)選的是,控制上述轉(zhuǎn)速,將旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為鐵粉和介質(zhì)保持分散狀態(tài)、鐵粉和介質(zhì)沿著罐內(nèi)壁重復(fù)上升和下落的程度。需要說(shuō)明的是,旋轉(zhuǎn)球磨機(jī)的適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度取決于罐容量及鐵粉和介質(zhì)的填充條件,因此最好預(yù)先求出能夠?qū)崿F(xiàn)上述狀態(tài)的轉(zhuǎn)速。例如使用磨碎機(jī)進(jìn)行扁平化處理時(shí),提高鐵粉和介質(zhì)的填充量以及攪拌葉片的轉(zhuǎn)速可使處理效率提高。因此,適合設(shè)為鐵粉和介質(zhì)不從容器中溢出的水準(zhǔn)的填充量和轉(zhuǎn)速。需要說(shuō)明的是,由于鐵粉的比重大,優(yōu)選的方案是:調(diào)整轉(zhuǎn)速以使鐵粉不滯留在容器底部而是進(jìn)行循環(huán),或者使用泵等從下部將包含有鐵粉的漿料抽出再返送到上部進(jìn)行循環(huán),由此提高處理效率。扁平化處理的處理時(shí)間可通過(guò)評(píng)價(jià)得到的鐵粉的有機(jī)氯化物分解性能以及與該有機(jī)氯化物分解性能相關(guān)的物性等而設(shè)定適宜的條件。作為與該有機(jī)氯化物分解性能相關(guān)的物性評(píng)價(jià)項(xiàng)目,可列舉出比表面積、粒度分布等。接著,將該扁平化處理后的鐵粉扁平化、微?;T谕ㄟ^(guò)對(duì)原料鐵粉施加沖擊或壓力而變形且各顆粒成為板狀比2以上的扁平形狀的鐵粉的表面,容易露出變形前的鐵顆粒內(nèi)部的組織。將塑性變形加工后的鐵粉、介質(zhì)和水的混合物取出,使用篩等將介質(zhì)與鐵粉和水的混合漿料分離,得到鐵粉。將得到的鐵粉在小于40℃下進(jìn)行干燥,得到具有扁平形狀的鐵粉。干燥工序優(yōu)選進(jìn)行0.1小時(shí)~72小時(shí)。(3)溶劑向鐵粉的浸透/浸漬處理使選自水、和比水的蒸汽壓更低并且含氧的有機(jī)溶劑的一種以上溶劑向上述(1)~(2)中說(shuō)明的鐵粉浸透。此處,比水的蒸汽壓更低并且含氧的有機(jī)溶劑例如有甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、甲苯等。其中,相比丙醇、丙酮、甲苯,優(yōu)選甲醇、乙醇。為了使溶劑向本發(fā)明的鐵粉中浸透,可以將鐵粉浸漬于溶劑中,也可以向積聚的鐵粉中注入或者散布溶劑。需要說(shuō)明的是,上述(3)工序后得到的鐵粉的表面被適度氧化,為了抑制過(guò)度的氧化,在上述(3)工序之前例如可進(jìn)行稀鹽酸處理而去除顆粒表面的氧化膜、或者可通過(guò)使上述(3)工序在非活性氣氛(例如氮?dú)獾龋┲羞M(jìn)行,從而防止因大氣氣氛下的處理導(dǎo)致的顆粒表面的氧化的推進(jìn)。(4)鐵粉的固液分離工序?qū)⒔n于溶劑中的鐵粉進(jìn)行固液分離,得到被該溶劑潤(rùn)濕了的鐵粉。具體而言,例如可以將浸透于溶劑中的鐵粉置于濾紙上而進(jìn)行固液分離。在該使用濾紙進(jìn)行固液分離時(shí),可優(yōu)選通過(guò)組合使用抽濾而提高生產(chǎn)率的方案。該固液分離的結(jié)果是鐵粉和溶劑被分離,得到的鐵粉是固液分離成為被該溶劑潤(rùn)濕但不會(huì)滴下溶劑的程度。(5)鐵粉的干燥工序?qū)υ摴桃悍蛛x后的鐵粉實(shí)施邊保持溫度小于40℃(優(yōu)選為30℃以下,最優(yōu)選為0℃以上且10℃以下)邊進(jìn)行干燥的干燥工序。干燥工序優(yōu)選進(jìn)行0.1小時(shí)~72小時(shí)。另外,干燥工序優(yōu)選在大氣氣氛或者比其氧化氣體濃度低的氣氛下進(jìn)行。通過(guò)該干燥工序,使鐵粉中的溶劑量為純鐵粉重量的0.5質(zhì)量%以下。由于該干燥工序后的鐵粉為輕微的聚集狀態(tài),因此進(jìn)行不賦予大的沖擊地破碎,得到本發(fā)明的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉。破碎可以使用乳缽進(jìn)行破碎、樣品磨等。為了處理的容易度、顆粒分散性提高而進(jìn)行破碎,在實(shí)驗(yàn)或者實(shí)施工序的條件下只要鐵粉不是明顯地聚集、粘附的程度,即便不實(shí)施也沒(méi)有很大影響??烧J(rèn)為上述干燥工序后的鐵粉由于處于構(gòu)成該鐵粉的鐵顆粒的表面為適度氧化狀態(tài),因此發(fā)揮出優(yōu)異的有機(jī)鹵素化合物的分解能力。因此,本發(fā)明的鐵粉的優(yōu)選施工方法是,在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施上述干燥工序,將處于上述干燥狀態(tài)的本發(fā)明的鐵粉散布于土壤中。此外,只要能夠?qū)﹁F顆粒表面賦予所希望的氧化狀態(tài),則還可在與施工場(chǎng)所不同的另外場(chǎng)所完成至上述干燥工序?yàn)橹?,也可將得到的本發(fā)明的鐵粉進(jìn)行真空包裝等,從而保持該鐵粉的氧化狀態(tài)而進(jìn)行保管、運(yùn)輸。實(shí)施例以下,參照實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體地說(shuō)明。(實(shí)施例1)向容量200mL的玻璃燒杯中投入100mL的蒸餾水和10g的鐵粉(如表1、2所示,DOWAIPCREATIONCo.,Ltd.制的還原鐵粉DKP-100),之后使用凱米攪拌器(Kemistirrer)攪拌5分鐘。對(duì)得到的鐵粉和水的混合物,使用吸濾器、過(guò)濾瓶、吸引器將濾紙上的鐵粉進(jìn)行吸濾。該吸濾中,濾紙使用ADVANTEC公司制的No.5C型。接著,該吸濾后停止吸引器,回收濾紙上的鐵粉,作為鐵粉A。該鐵粉A的水分含有率為17%。需要說(shuō)明的是,水分含量是指在大氣壓110℃的條件下從鐵粉試樣發(fā)生氣化、脫離的水分量,定義為“水分含有率=含水重量/含有水分狀態(tài)的鐵粉重量”。此處,含水重量由含有該水分的狀態(tài)的鐵粉重量、與將含有該水分的狀態(tài)的鐵粉在設(shè)定為110℃的循環(huán)型干燥機(jī)中靜置12小時(shí)以上的條件下進(jìn)行絕對(duì)干燥后的鐵粉重量之差而求出。采用與上述鐵粉A同樣的制備方法,進(jìn)行吸濾后,暫時(shí)停止吸引器吸引。接著,使濾紙上的鐵粉浸透于50mL的乙醇,靜置1分鐘,使鐵粉中充分浸透乙醇。此時(shí),再啟動(dòng)吸引器吸引,將乙醇從鐵粉中吸引后停止吸引器,回收濾紙上的鐵粉,作為鐵粉B。該鐵粉B的乙醇含有率為14%。將回收的鐵粉A、B分別靜置于大氣氣氛下溫度設(shè)定為30℃的干燥機(jī)內(nèi),進(jìn)行24小時(shí)干燥。接著,該干燥后,使用乳缽分別將得到的鐵粉A、B的聚集而成的結(jié)塊輕輕地破碎,得到本例的鐵粉試樣A、B。干燥后的鐵粉試樣A的水分含有率為0.2%,B的水分含有率為0.2%。A、B的板狀比均為1.29。鐵粉試樣的板狀比根據(jù)下式求出。需要說(shuō)明的是,平均平面徑如下求出:對(duì)50個(gè)顆粒測(cè)定扇平面方向中的長(zhǎng)徑和與其垂直的短徑,求出平面徑=(長(zhǎng)徑+短徑)/2,取其平均而求出。平均厚度為測(cè)定50個(gè)顆粒的厚度并取其平均而求出。鐵粉顆粒的平均徑=(2×平均平面徑+平均厚度)/3鐵粉顆粒的板狀比=平均平面徑/平均厚度需要說(shuō)明的是,如上所述,水分含量被定義為在大氣壓110℃的條件下從鐵粉試樣氣化、脫離的水分量。水分含有率的測(cè)定使用卡爾-費(fèi)休水分計(jì)(京都電子工業(yè)株式會(huì)社制的MKC-520卡爾-費(fèi)休水分計(jì))而進(jìn)行。<評(píng)價(jià)試驗(yàn)>使用得到的鐵粉試樣A、B,進(jìn)行cis-DCE分解試驗(yàn)。首先,將得到的實(shí)施例1的鐵粉試樣A、B各0.5g與離子交換水50mL一起,分別裝入容量124mL的小瓶中,進(jìn)行氮?dú)鈿怏w的鼓泡,進(jìn)行體系內(nèi)氧的曝氣、氮置換,然后用實(shí)施氟樹(shù)脂(Teflon(注冊(cè)商標(biāo)))涂敷了的丁基橡膠的隔墊和鋁蓋進(jìn)行密封。接著,使用微型注射器向各密封瓶?jī)?nèi)注入1μL的順式-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-DCE)。再同樣使用微型注射器注入1μL的苯,作為用于DCE濃度變化評(píng)價(jià)的內(nèi)標(biāo)物。邊進(jìn)行150rpm的振動(dòng),邊每日追蹤DCE的濃度,至試驗(yàn)期間的15天為止,求出分解速度常數(shù)k。需要說(shuō)明的是,將使用該鐵粉試樣的有機(jī)氯化物的分解反應(yīng)假設(shè)為(式1)所示的一級(jí)反應(yīng),將其分解反應(yīng)速度常數(shù)設(shè)為k。C/C0=e-k·t(式1)(C0:有機(jī)氯化物的初期濃度、C:時(shí)間t時(shí)的有機(jī)氯化物濃度、t:處理時(shí)間[天]、k:分解反應(yīng)速度常數(shù)[天-1])其結(jié)果可知,鐵粉試樣A(蒸餾水浸漬)的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.064[天-1],鐵粉試樣B(乙醇浸漬)的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.082[天-1]。(實(shí)施例2)在容量200mL的玻璃燒杯中準(zhǔn)備1mol%濃度的鹽酸100mL,投入10g的鐵粉(DOWAIPCREATIONCo.,Ltd.制的還原鐵粉DKP-100),之后使用凱米攪拌器攪拌5分鐘。對(duì)得到的鐵粉和水的混合物,使用吸濾器、過(guò)濾瓶、吸引器將濾紙上的鐵粉進(jìn)行吸濾。該吸濾中,濾紙使用ADVANTEC公司制的No.5C型。接著,從鐵粉將鹽酸溶液吸濾后,保持持續(xù)吸引狀態(tài),使鐵粉浸漬于200mL的離子交換水中,洗滌該鐵粉。洗滌結(jié)束后,結(jié)束吸濾,得到本例的鐵粉。將物性值示于表2中。[表2]該鐵粉的水分含有率為17%。與實(shí)施例1同樣地,在30℃下進(jìn)行干燥處理后的該鐵粉試樣的水分含有率為0.2%。板狀比為1.61。進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的cis-DCE分解試驗(yàn),其結(jié)果,本例的鐵粉試樣的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.038[天-1]。(比較例1)將實(shí)施例1、2中作為原料的鐵粉(DOWAIPCREATIONCo.,Ltd.制的還原鐵粉DKP-100)不進(jìn)行浸漬、干燥而直接使用,進(jìn)行實(shí)施例1、2中說(shuō)明的cis-DCE分解試驗(yàn)。該鐵粉的水分含有率為0.1%。板狀比為1.42。cis-DCE分解試驗(yàn)的結(jié)果,本例的鐵粉試樣的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)小于0.01[天-1],只見(jiàn)到幾乎不能檢測(cè)出來(lái)的程度的分解。(比較例2)將海綿狀鐵粉試樣(表3中表示物性值、表4中表示化學(xué)成分的分析值)不進(jìn)行浸漬、干燥而直接使用,進(jìn)行實(shí)施例1、2中說(shuō)明的cis-DCE分解試驗(yàn)。該鐵粉的水分含有率為0.2%。板狀比為1.07。cis-DCE分解試驗(yàn)的結(jié)果,本例的鐵粉試樣cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)小于0.01[天-1],只見(jiàn)到幾乎不能檢測(cè)程度的分解。[表3][表4](實(shí)施例3)向內(nèi)容量2.3L的SUS304制的罐中,投入罐容量的80體積%左右(6580g)的直徑10mm的氧化鋯(ZrO2)滾珠。向其中投入100g的鐵粉(上述還原鐵粉DKP-100)后,再投入蒸餾水1L,用帶有橡膠密封件的蓋密閉,裝入材料。將該裝入材料的SUS罐置于球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)上,轉(zhuǎn)速120rpm下運(yùn)轉(zhuǎn)20小時(shí),進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理。旋轉(zhuǎn)處理時(shí)間結(jié)束后,取出SUS罐內(nèi)容物,使用開(kāi)口徑5mm的篩,分離ZrO2滾珠與鐵粉和水的混合漿料。對(duì)得到的鐵粉和水的混合漿料,使用吸濾器、過(guò)濾瓶、吸引器將濾紙上的鐵粉進(jìn)行吸濾。濾紙使用ADVANTEC公司制的No.5C型。接著,該吸濾后停止吸引器,回收鐵粉。將回收的鐵粉試樣在大氣氣氛下靜置于設(shè)定為10℃的干燥機(jī)內(nèi),進(jìn)行12小時(shí)干燥。接著,該干燥后,使用乳缽將得到的由鐵粉的聚集等而成的結(jié)塊輕輕地破碎,得到本例的鐵粉試樣。干燥后的該鐵粉試樣的水分含有率為0.3%、體積密度為1.43g/cm2、BET值為2.97m2/g。板狀比為33.4。使用該鐵粉試樣0.5g,進(jìn)行實(shí)施例1、2中說(shuō)明的cis-DCE分解試驗(yàn)。再在同樣的條件下進(jìn)行TCE分解試驗(yàn)。該鐵粉試樣的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.107[天-1],TCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.093[天-1]。(實(shí)施例4)除了將干燥溫度設(shè)定為40℃以外,進(jìn)行與實(shí)施例3同樣的操作,得到本例的鐵粉試樣。表2中示出物性值。干燥后的該鐵粉試樣的水分含有率為0.2%、體積密度為0.92g/cm2、BET值為3.09m2/g。板狀比為31.2。該鐵粉試樣的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.030[天-1],TCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.044[天-1]。(比較例3)除了將干燥溫度設(shè)定為105℃以外,進(jìn)行與實(shí)施例3同樣的操作,得到本例的鐵粉試樣。干燥后的該鐵粉試樣的水分含有率為0.2%、體積密度為0.71g/cm2、BET值為3.24m2/g。板狀比為29.1??芍容^例3的鐵粉試樣的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.004[天-1],TCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.008[天-1]。(實(shí)施例3、實(shí)施例4、比較例3的總結(jié))將利用上述實(shí)施例4的試樣的有機(jī)鹵素分解中有機(jī)鹵素化合物的濃度經(jīng)日變化的圖示于圖1中??v軸表示有機(jī)鹵素化合物的濃度(將試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的有機(jī)鹵素化合物的濃度標(biāo)準(zhǔn)化為1,表示濃度降低相對(duì)于該標(biāo)準(zhǔn)值的比率),橫軸表示天數(shù)。將三氯乙烯(TCE)的濃度用□,將順式-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-DCE)的濃度用○進(jìn)行作圖而得。由圖1可知該鐵粉將有機(jī)鹵素化合物迅速地分解。另外,上述實(shí)施例3、實(shí)施例4、比較例3中,每日追蹤DCE濃度,至試驗(yàn)期間的15天為止,求出分解速度常數(shù)k。將其結(jié)果在圖2中用●作圖。另外,除了使用TCE代替DCE以外,將相同條件下實(shí)施的試驗(yàn)結(jié)果在圖2中用■作圖??v軸表示k值,橫軸表示鐵粉試樣的干燥溫度。如圖2的結(jié)果可知,實(shí)施例3、實(shí)施例4、比較例3的鐵粉試樣中,干燥溫度小于40℃時(shí)k值的上升程度升高。由該結(jié)果可知,實(shí)施例3、實(shí)施例4的鐵粉試樣通過(guò)扁平化和規(guī)定條件的干燥處理,對(duì)于有機(jī)鹵素化合物的分解活性上升。(實(shí)施例5)使用與實(shí)施例3同樣的罐、滾珠、鐵粉,進(jìn)行與實(shí)施例3同樣的旋轉(zhuǎn)處理,得到鐵粉和水的混合漿料。對(duì)得到的鐵粉和水的混合漿料,使用與實(shí)施例3同樣的吸濾器、過(guò)濾瓶、吸引器、濾紙將濾紙上的鐵粉進(jìn)行吸濾。接著,邊持續(xù)該吸引邊在過(guò)濾水分的階段使工業(yè)用乙醇100ml浸透于濾紙上殘留的鐵粉,將該鐵粉上殘留的水分用乙醇置換。將回收的鐵粉在大氣氣氛下,靜置于設(shè)定為10℃的恒溫循環(huán)式干燥機(jī)內(nèi),進(jìn)行12小時(shí)干燥。接著,該干燥后,使用乳缽將得到的由鐵粉的聚集等而成的結(jié)塊輕輕地破碎,得到本例的鐵粉試樣。干燥后的該鐵粉試樣的水分含有率為0.3%、體積密度為1.27g/cm2、BET值為3.03m2/g。板狀比為35.1。可知該鐵粉試樣的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.185[天-1],TCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.137[天-1]。(實(shí)施例6)除了將干燥溫度設(shè)定為40℃以外,進(jìn)行與實(shí)施例5同樣的操作,得到本例的鐵粉試樣。干燥后的該鐵粉試樣的水分含有率為0.2%、體積密度為0.81g/cm2、BET值為3.09m2/g。板狀比為33.6。該鐵粉試樣的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.019[天-1],TCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.030[天-1]。(比較例4)除了將干燥溫度設(shè)定為105℃以外,進(jìn)行與實(shí)施例5同樣的操作,得到本例的鐵粉試樣。干燥后的該鐵粉試樣的水分含有率為0.2%,體積密度為0.67g/cm2、BET值為3.32m2/g。板狀比為31.8。該鐵粉試樣的cis-DCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.008[天-1],TCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)為0.015[天-1]。(實(shí)施例5、實(shí)施例6,比較例4的總結(jié))上述實(shí)施例5、實(shí)施例6、比較例4中,每日追蹤DCE濃度,至試驗(yàn)期間的15天為止,求出分解速度常數(shù)k。將其結(jié)果在圖3中用○作圖。另外,除了使用TCE代替DCE以外,將相同條件下實(shí)施的試驗(yàn)結(jié)果在圖3中用□作圖。需要說(shuō)明的是,圖3中,縱軸表示k值,橫軸表示鐵粉試樣的干燥溫度。如圖3的結(jié)果可知,實(shí)施例5、實(shí)施例6、比較例4的鐵粉試樣中,干燥溫度小于40℃時(shí)k值的上升程度升高。由該結(jié)果可知,實(shí)施例5、實(shí)施例6的鐵粉試樣通過(guò)扁平化和規(guī)定條件的干燥處理,對(duì)于有機(jī)鹵素化合物的分解活性上升。(比較例5)向內(nèi)容量2.3L的SUS304制的罐中,投入罐容量的80體積%左右(6580g)的直徑10mm的氧化鋯(ZrO2)滾珠。向其中投入100g的鐵粉(DOWAIPCREATIONCo.,Ltd.制的還原鐵粉DKP-100)后,用帶有橡膠密封件的蓋密閉,裝入材料。將該裝入材料的SUS罐置于球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)上,在轉(zhuǎn)速120rpm下運(yùn)轉(zhuǎn)2、5、10、20小時(shí)的各條件下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理。旋轉(zhuǎn)處理時(shí)間結(jié)束后,取出SUS罐內(nèi)容物,使用開(kāi)口徑5mm的篩,將ZrO2滾珠與鐵粉分離,得到本例的鐵粉試樣。未進(jìn)行干燥處理。得到的鐵粉試樣的板狀比,對(duì)應(yīng)于球磨機(jī)處理時(shí)間2/5/10/20小時(shí)分別為5.6/12.3/20.6/33.4。另外,實(shí)施與實(shí)施例3同樣的TCE分解試驗(yàn),將其結(jié)果在圖4中用△作圖。圖4為表示該鐵粉試樣的TCE的分解反應(yīng)速度常數(shù)k的經(jīng)時(shí)變化的圖表,橫軸表示球磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)處理時(shí)間,縱軸表示TCE分解反應(yīng)速度常數(shù)k。由圖4的結(jié)果可知,本例的鐵粉試樣盡管使用了與實(shí)施例3~6的鐵粉試樣同樣的球磨機(jī)而實(shí)施球磨處理,但TCE分解性能停留在低水平。(比較例6)將100g的比表面積大約20000cm2/g、含碳量0.2質(zhì)量%的鐵粉、并且具有50質(zhì)量%以上通過(guò)150μm篩的粒度的鐵粉(DOWAIPCREATIONCo.,Ltd.制的E-200)和1.27g(相當(dāng)于0.8gCu)的氧化銅粉(日興ファインケミカルズ株式會(huì)社制的CuO粉)裝填至容量300mL的樣品混合器(具有錨狀葉輪的混合器)中。裝填二者后進(jìn)行1分鐘的攪拌,在此時(shí),邊繼續(xù)攪拌邊將1M的硫酸5mL添加至該混合器,繼續(xù)攪拌20秒鐘。之后,從混合器中取出內(nèi)容物,在干燥爐中保持105℃將液體成分蒸發(fā)分離,得到本例的鐵粉試樣。將該鐵粉試樣實(shí)施與實(shí)施例3同樣的DCE分解試驗(yàn),其結(jié)果,第15天的cis-DCE的分解速度常數(shù)k值=0.104[天-1]。(比較例7)將100g的上述還原鐵粉(DKP-100)和3.93g的硫酸銅五水合鹽(CuSO4·5H2O:和光純藥株式會(huì)社制的試劑)裝填至容量300mL的樣品混合器(具有錨狀葉輪的混合器)中。裝填二者后進(jìn)行1分鐘攪拌,得到本例的鐵粉試樣。將該鐵粉試樣實(shí)施與實(shí)施例3同樣的TCE、DCE分解試驗(yàn),其結(jié)果,TCE分解反應(yīng)速度常數(shù)和DCE分解反應(yīng)速度常數(shù)如下。(TCE):k=0.12[天-1](cis-DCE):k=0.14[天-1](總結(jié))可知實(shí)施例3的鐵粉試樣具有與現(xiàn)有技術(shù)中含有氧化銅的比較例6的鐵粉試樣同等以上的cis-DCE的分解速度常數(shù)??芍獙?shí)施例5的鐵粉試樣具有與現(xiàn)有技術(shù)中含有氧化銅的比較例6的鐵粉試樣和現(xiàn)有技術(shù)中含有大量銅的比較例7的鐵粉試樣相比優(yōu)異的TCE的分解速度常數(shù)、cis-DCE的分解速度常數(shù)。對(duì)于本發(fā)明的鐵粉在土壤中能夠有效地分解有機(jī)鹵素化合物的詳細(xì)原因還不明確,本發(fā)明人認(rèn)為是如下理由。1.)通過(guò)調(diào)整氧化物的形態(tài)(FeO、Fe2O3、Fe3O4等)及其存在比率、氧化物層的厚度、由氧化造成的顆粒表面的微細(xì)結(jié)構(gòu)的變化等顆粒表面的氧化狀態(tài),由此在與有機(jī)鹵素的共存下鐵顆粒表面上的活性位點(diǎn)和有機(jī)鹵素分子的接觸效率增加。2.)在上述1.的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將鐵粉顆粒以塑性變形進(jìn)行擠壓、使之伸展,由此鐵粉顆粒內(nèi)部的鐵母材在表面露出,并且由該伸展使鐵粉顆粒的形狀變形成為扁平形狀,由此提高比表面積,使作為粉體的每單位重量的活性位點(diǎn)數(shù)提高。根據(jù)本發(fā)明,能夠低成本地得到不含有銅等添加物并且有機(jī)鹵素化合物的分解能力高的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉。并且,通過(guò)使用該有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉,對(duì)被有機(jī)鹵素化合物污染的土壤等的凈化也做出很大貢獻(xiàn)。另外,本發(fā)明的有機(jī)鹵素化合物處理用鐵粉的制造工序中,能夠削減添加物的工序,由此能夠簡(jiǎn)化制造工序,也能夠降低制造工序和土壤凈化時(shí)的環(huán)境負(fù)擔(dān)。進(jìn)一步,根據(jù)本發(fā)明,也能夠使用通常市售的鐵粉作為原料,因此能夠從寬范圍來(lái)選擇原料供應(yīng)商,對(duì)于工業(yè)利用也有效。產(chǎn)業(yè)上的可利用性在將本發(fā)明的鐵粉用于土壤或地下水污染的處理時(shí),可以考慮各種方法,關(guān)于代表性的方法進(jìn)行說(shuō)明?!?〉在土壤中的使用例(原位處理法)為了覆蓋通過(guò)事前調(diào)查判明的土壤污染區(qū)域,使用缽裝置等將鐵粉均勻地混合于土壤中。鐵粉施工后,采樣適宜的土壤監(jiān)測(cè)污染物質(zhì)濃度,由此確認(rèn)凈化傾向。在整個(gè)施工區(qū)域內(nèi)使土壤環(huán)境基準(zhǔn)值降低等到達(dá)設(shè)定基準(zhǔn)時(shí),視為凈化完成?;蛘?,將污染區(qū)域的土壤挖出來(lái)后,在地上將該鐵粉均勻地混合,進(jìn)行凈化監(jiān)測(cè),確認(rèn)到達(dá)設(shè)定基準(zhǔn)后,填埋回原先的地方。〈2〉在地下水中的使用例在填充有該鐵粉或者該鐵粉和其他填充材的混合物的柱中,使從地下汲上來(lái)的污染地下水通水,在柱內(nèi)地下水中的污染物質(zhì)進(jìn)行脫氯分解,由此在柱出口處流出滿足低于環(huán)境基準(zhǔn)值等設(shè)定基準(zhǔn)的處理后的水。另外,也有透過(guò)性反應(yīng)壁法的地下水凈化方法:將該鐵粉或者該鐵粉和為了提高透水性的填充材料的混合物施工成壁狀,以使含有污染物質(zhì)(有機(jī)氯化物)的地下水通過(guò),在該透過(guò)性反應(yīng)壁內(nèi)地下水中的污染物質(zhì)進(jìn)行分解處理,由此使通過(guò)后的地下水成為澄清的狀態(tài)。