專(zhuān)利名稱(chēng)：溶出降低材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要抑制有害重金屬?gòu)奈廴就寥赖戎腥艹龅娜艹鼋档筒牧霞捌渲圃旆椒ǎ貏e涉及對(duì)含有有害化學(xué)物質(zhì)的污染土壤而言適合的溶出降低材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，工廠用地中的土壤污染 和工業(yè)廢棄物等由非法丟棄所導(dǎo)致的土壤污染作為社會(huì)問(wèn)題被指出，正在嘗試各種抑制化學(xué)物質(zhì)從這樣的污染土壤中溶出的方法。例如，對(duì)于該污染土壤中所含的重金屬，提出了使用氧化鎂、輕燒白云石、水泥、沸石、鐵鹽、高爐爐渣等來(lái)進(jìn)行溶出降低處理。其中，白云石是在栃木縣葛生地區(qū)等日本國(guó)內(nèi)也大量出產(chǎn)的礦物，因此能夠較廉價(jià)地得到，將該白云石在低溫下煅燒而成的輕燒白云石作為溶出降低材料也備受矚目(參見(jiàn)下述專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。但是，據(jù)稱(chēng)該輕燒白云石通過(guò)來(lái)自作為白云石的主成分的CaCO3和MgCO3的鈣離子和鎂離子發(fā)生凝硬反應(yīng)或凝膠化反應(yīng)而抑制重金屬的溶出，但對(duì)于現(xiàn)有的輕燒白云石而言，在將作為出產(chǎn)的礦物的白云石輕燒而制備輕燒白云石時(shí)，根據(jù)其制備條件所得到的輕燒白云石的溶出降低效果有時(shí)發(fā)生大的變動(dòng)，存在制備條件的設(shè)定困難的問(wèn)題。另外，僅單獨(dú)使用現(xiàn)有的輕燒白云石時(shí)，對(duì)重金屬等的溶出抑制效果不能說(shuō)充分，存在為了提高溶出降低效果而必須并用其他的溶出降低方法的問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2006-289306號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供對(duì)重金屬等的溶出抑制作用優(yōu)良的溶出降低材料，以及提供對(duì)重金屬等的溶出抑制作用優(yōu)良的溶出降低材料的制造方法。本發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在較低溫度下將白云石等含碳酸鎂的礦物煅燒(在本發(fā)明中也稱(chēng)為“輕燒”)而生成含有鈣和鎂的組合物時(shí)，通過(guò)設(shè)為某特定的輕燒條件，能夠制備溶出抑制作用優(yōu)良的溶出降低材料。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向該溶出降低材料中添加水溶性硫酸鹽，能夠進(jìn)一步提高該溶出降低材料的重金屬溶出降低作用，從而想到并完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明提供一種溶出降低材料，其特征在于，含有輕燒含有碳酸鎂作為主成分的礦物而成、BET比表面積為5 10m2/g且微孔徑分布的峰半徑在10 20nm范圍內(nèi)的輕燒產(chǎn)物和水溶性硫酸鹽。另外，本發(fā)明提供一種溶出降低材料的制造方法，其特征在于，將含有碳酸鎂作為主成分的礦物在650 1000°C的條件下輕燒，并且在由該輕燒引起的重量減少率達(dá)到9 20%的時(shí)刻結(jié)束該輕燒，制成輕燒產(chǎn)物，添加該輕燒產(chǎn)物和水溶性硫酸鹽而制備溶出降低材料。本發(fā)明的溶出降低材料,含有輕燒含有碳酸鎂作為主成分的礦物而成、BET比表面積為5 10m2/g且微孔徑分布的峰半徑在10 20nm范圍內(nèi)的輕燒產(chǎn)物,這種結(jié)構(gòu)的輕燒產(chǎn)物與現(xiàn)有的輕燒產(chǎn)物相比，微孔徑小且BET比表面積大，通過(guò)使用含有這樣的輕燒產(chǎn)物的溶出降低材料，并組合該輕燒產(chǎn)物和水溶性硫酸鹽，能夠發(fā)揮優(yōu)良的溶出抑制作用。另外，本發(fā)明的溶出降低材料的制造方法，通過(guò)將含有碳酸鎂作為主成分的礦物在650 1000°C的條件下輕燒，并且在由該輕燒引起的重量減少率達(dá)到9 20%的時(shí)刻結(jié)束該輕燒，能夠得到與現(xiàn)有的輕燒產(chǎn)物相比微孔徑小且BET比表面積大的輕燒產(chǎn)物。因此，通過(guò)添加經(jīng)上述工序得到的輕燒產(chǎn)物而制備溶出降低材料，可以制造能發(fā)揮優(yōu)良的溶出抑制作用的溶出降低材料。此外，通過(guò)組合該輕燒產(chǎn)物和水溶性硫酸鹽，可以制造能發(fā)揮更優(yōu)良的溶出抑制作用的溶出降低材料。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供對(duì)重金屬等的溶出抑制作用優(yōu)良的溶出降低材料，另外，能夠提供對(duì)重金屬等的溶出抑制作用優(yōu)良的溶出降低材料的制造方法。


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圖I是對(duì)于實(shí)施例和比較例的溶出降低材料繪制輕燒時(shí)間(分鐘)與BET比表面積(m2/g)以及布萊恩值(blaine value) (cm2/g)的關(guān)系的圖。圖2是示出對(duì)于實(shí)施例和比較例的溶出降低材料測(cè)定的微孔徑分布的圖。圖3是對(duì)于實(shí)施例和比較例中使用的各輕燒產(chǎn)物繪制所測(cè)定的輕燒時(shí)間(分鐘)與重量減少率(％)的關(guān)系的圖。圖4是根據(jù)實(shí)施例和比較例的溶出降低材料的試驗(yàn)結(jié)果繪制硫酸亞鐵的添加量(輕燒產(chǎn)物與硫酸亞鐵之和為100% )與砷的吸附去除率)的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明的溶出降低材料及其制造方法具體進(jìn)行說(shuō)明，首先對(duì)溶出降低材料的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的溶出降低材料的制造方法，如上所述，其特征在于，將含有碳酸鎂作為主成分的礦物在650 1000°C的條件下輕燒，并且在由該輕燒引起的重量減少率達(dá)到9 20 %的時(shí)刻結(jié)束該輕燒，制成輕燒產(chǎn)物，添加該輕燒產(chǎn)物和水溶性硫酸鹽而制備溶出降低材料。作為上述含有碳酸鎂作為主成分的礦物，可以?xún)?yōu)選使用含有40重量％以上的碳酸鎂的礦物，更優(yōu)選使用含有45重量％以上的碳酸鎂的礦物。作為該礦物的具體例子，可以列舉白云石、菱鎂礦等。作為白云石，只要以碳酸鎂為主成分且還含有碳酸鈣則沒(méi)有特別的限定，除了可以使用天然出產(chǎn)的白云石(dolomite)之外，也可以使用將氫氧化鎂漿料與石灰乳的混合物煅燒而得到的合成白云石等。需要說(shuō)明的是，天然出產(chǎn)的白云石，通常用CaO/MgO表示的復(fù)鹽的摩爾比在O. 70 I. 63的范圍內(nèi)，含有以CaO換算為9 40重量％左右的CaCO3、以MgO換算為10 38重量％左右的MgCO3。這些礦物，優(yōu)選使用數(shù)_至100_左右的塊狀的礦物，或者在輕燒前事先進(jìn)行粉碎形成粒狀，更優(yōu)選事先形成布萊恩值在2000 3000(cm2/g)范圍內(nèi)的粒狀。
作為輕燒時(shí)的溫度條件，設(shè)為650 1000°C的范圍，優(yōu)選設(shè)為700 900°C，更優(yōu)選設(shè)為750 850°C。另外，由于要在由該輕燒引起的重量減少率達(dá)到9 20%的時(shí)刻結(jié)束輕燒，因此輕燒時(shí)間雖然也根據(jù)溫度條件而變動(dòng)，但通常為10 60分鐘左右。另外，由輕燒引起的重量減少率設(shè)為9 20%，優(yōu)選設(shè)為10 17%，更優(yōu)選設(shè)為16 17%。通過(guò)使由輕燒引起的重量減少率在上述的數(shù)值范圍內(nèi)，能夠在從碳酸鎂等中脫碳酸的反應(yīng)中充分地生成含有鈣和鎂的組合物，并且能夠得到殘留了由于該脫碳酸反應(yīng)而二氧化碳?xì)膺^(guò)度泄露所形成的較小的細(xì)孔的狀態(tài)、即BET比表面積大的狀態(tài)的輕燒產(chǎn)物。需要說(shuō)明的是，關(guān)于煅燒氣氛氣體等其他煅燒條件、用于煅燒的煅燒裝置，可以采用現(xiàn)有公知的煅燒條件和煅燒裝置。另一方面，作為上述水溶性硫酸鹽，可以列舉例如硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸鋁鉀、硫酸鋁鈉等，其中，優(yōu)選使用硫酸亞鐵。上述輕燒產(chǎn)物與上述水溶性硫酸鹽的混合比例，相對(duì)于輕燒產(chǎn)物和氫氧化硫酸鹽·的總量100重量份，優(yōu)選將水溶性硫酸鹽設(shè)為5 20重量份，同樣地更優(yōu)選將水溶性硫酸鹽設(shè)為10 20重量份。下面，本發(fā)明的溶出降低材料，含有通過(guò)例如如上所述的方法輕燒含有碳酸鎂作為主成分的礦物而成、BET比表面積為5 10m2/g且微孔徑分布的峰半徑在10 20nm的數(shù)值范圍內(nèi)的輕燒產(chǎn)物和水溶性硫酸鹽。上述輕燒產(chǎn)物的BET比表面積為5 10m2/g，優(yōu)選為7 10m2/g。另外，上述輕燒產(chǎn)物，只要是具有如上所述的BET比表面積和微孔徑分布的輕燒產(chǎn)物，則對(duì)該輕燒產(chǎn)物的布萊恩比表面積沒(méi)有特別的限定，通常為3000 5000cm2/g左右，優(yōu)選 4000 4500cm2/g。在需要以上進(jìn)行煅燒時(shí)，上述礦物由于過(guò)度的脫碳酸而破碎、變細(xì)小，其結(jié)果是，具有BET比表面積變小、微孔徑分布的峰半徑變大的傾向。實(shí)施例以下，列舉實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。溶出降低材料(實(shí)施例和比較例)的制備利用栃木縣葛生地區(qū)出產(chǎn)的白云石(住友大阪水泥株式會(huì)社唐澤礦業(yè)所產(chǎn))準(zhǔn)備7個(gè)樣品，分別在800°C的電爐中輕燒O分鐘(不輕燒)、5分鐘、10分鐘、15分鐘、30分鐘、60分鐘、120分鐘，由此制備輕燒產(chǎn)物。輕饒產(chǎn)物的物件測(cè)定對(duì)于上述各粉體，使用BET比表面積測(cè)定裝置(日本 >公司制，高精度氣體吸附裝置“BELSORP-mini”)測(cè)定BET比表面積(m2/g)，并使用布萊恩測(cè)定裝置(丸菱科學(xué)機(jī)械制作所制，“布萊恩空氣透過(guò)式粉末粒度測(cè)定儀”)測(cè)定布萊恩值(cm2/g)，進(jìn)而測(cè)定輕燒后的重量相對(duì)于輕燒前的重量(即，重量減少率(％ ))。將結(jié)果示于下述表I中。表I
權(quán)利要求
1.一種溶出降低材料，其特征在于，含有輕燒含有碳酸鎂作為主成分的礦物而成、BET比表面積為5 10m2/g且微孔徑分布的峰半徑在10 20nm范圍內(nèi)的輕燒產(chǎn)物，以及水溶性硫酸鹽。
2.如權(quán)利要求I所述的溶出降低材料，其特征在于，所述水溶性硫酸鹽為硫酸亞鐵。
3.一種溶出降低材料的制造方法，其特征在于，將含有碳酸鎂作為主成分的礦物在650 1000°C的條件下輕燒，并且在由該輕燒引起的重量減少率達(dá)到9 20%的時(shí)刻結(jié)束該輕燒，制成輕燒產(chǎn)物，添加該輕燒產(chǎn)物和水溶性硫酸鹽而制備溶出降低材料。
4.如權(quán)利要求3所述的溶出降低材料的制造方法，其特征在于，由所述輕燒引起的重量減少率為10 17%。
5.如權(quán)利要求3或4所述的溶出降低材料的制造方法，其特征在于，所述水溶性硫酸鹽為硫酸亞鐵。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供對(duì)重金屬等的溶出抑制作用優(yōu)良的溶出降低材料及其制造方法。所述溶出降低材料的特征在于，含有輕燒含有碳酸鎂作為主成分的礦物而成、BET比表面積為5～10m2/g且微孔徑分布的峰半徑在10～20nm范圍內(nèi)的輕燒產(chǎn)物和水溶性硫酸鹽。另外，所述溶出降低材料的制造方法的特征在于，將含有碳酸鎂作為主成分的礦物在650～1000℃的條件下煅燒，并且在由該煅燒導(dǎo)致的重量減少率達(dá)到9～20％的時(shí)刻結(jié)束該煅燒，制成輕燒產(chǎn)物，添加該輕燒產(chǎn)物和水溶性硫酸鹽而制備溶出降低材料。
文檔編號(hào)B01J20/30GK102895936SQ20111022209
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者國(guó)西健史, 菊池定人, 野村博史, 松尾透, 關(guān)廣真紀(jì), 山下純成, 近藤秀貴, 井野川尚 申請(qǐng)人:住友大阪水泥股份有限公司