JPH0859245A

JPH0859245A - 塩基性硫酸第２鉄溶液の製造方法

Info

Publication number: JPH0859245A
Application number: JP20081394A
Authority: JP
Inventors: Masato Takahashi; 正人高橋; Fumio Yoshikawa; 文雄吉川
Original assignee: Rasa Industries Ltd
Current assignee: Rasa Industries Ltd
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】製品の品質が長期間安定であり、塩基度を任意
にかつ容易に調整でき、しかも凝集性能も良好な塩基性
硫酸第２鉄溶液の製造方法を提供する。【構成】硫酸第２鉄水溶液に、水酸化マグネシウム、酸
化マグネシウム、炭酸マグネシウムなどのマグネシウム
化合物からなるアルカリ剤を添加して反応させることに
より、硫酸第２鉄に塩基性を付与する。この方法によっ
て、凝集剤として特に好適な塩基度５〜２５％の塩基性
硫酸第２鉄溶液を容易に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、塩基性を付与した硫
酸第２鉄溶液を製造する方法に関し、特に、水処理凝集
剤に適した塩基性硫酸第２鉄溶液を製造する方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から硫酸第２鉄は、下水道やし尿等
の水処理凝集剤として使用されており、生成フロックの
沈降速度が速く、脱臭能力を有しているという特徴を備
えている。しかしながら、硫酸第２鉄からなる凝集剤
は、凝集剤注入率の許容範囲が狭い、品質が変化しやす
い、金属に対する腐食性が強いという問題も有してい
る。

【０００３】かような問題点を解決するために、硫酸第
２鉄に塩基性を付与することが従来から行なわれてお
り、塩基性を有する硫酸第２鉄としてポリ硫酸第２鉄が
製造されている。ポリ硫酸第２鉄の製造方法としては、
硫酸第１鉄と硫酸から製造する方法（例えば特公昭５１
−１７５１６号公報）や、酸化鉄と硫酸から製造する方
法（例えば特公平２−２２０１２号公報、特公平５−１
３０９５号公報）が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、硫酸第
１鉄と硫酸からポリ硫酸第２鉄を製造する方法は、酸化
設備などに複雑な設備を必要とし、また酸化鉄と硫酸か
らポリ硫酸第２鉄を製造する方法では、原料の酸化鉄の
組成によって得られるポリ硫酸第２鉄の塩基度が左右さ
れ、さらには未反応残渣が多量に残り、品質の安定性も
満足すべきものではない。

【０００５】そこでこの発明は、製品の品質が長期間安
定であり、塩基度を任意にかつ容易に調整でき、しかも
凝集性能も良好な塩基性硫酸第２鉄溶液の製造方法を提
供することを目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明の塩基
性硫酸第２鉄溶液の製造方法は、硫酸第２鉄水溶液にマ
グネシウム化合物からなるアルカリ剤を添加して反応さ
せることを特徴とするものである。マグネシウム化合物
としては、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭
酸マグネシウムなどを好ましく使用することができる。

【０００７】この発明における硫酸第２鉄とマグネシウ
ム化合物との反応は、マグネシウム化合物として水酸化
マグネシウムを用いた場合を例に挙げれば、次のように
なる。

【０００８】Ｆｅ₂（ＳＯ₄）₃ ＋ n/2 Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）₂−→ Ｆｅ₂（ＯＨ）_n（ＳＯ₄）_3-n/2＋ n/2
ＭｇＳＯ₄

【０００９】この発明の特徴は、硫酸第２鉄に塩基性を
付与するためのアルカリ剤としてマグネシウム化合物を
用いる点にあり、これによって、アルカリ剤としてナト
リウム、カリウム等を用いた場合に比較して、製品の長
期間にわたる安定化を達成することができたものであ
る。

【００１０】塩基性硫酸第２鉄の塩基度は、ポリ塩化ア
ルミニウムの塩基度と同様な考え方でとらえることがで
き、塩基性硫酸第２鉄中の全Ｆｅの当量に対するＦｅに
結合しているＯＨ基の当量の割合を百分率で表したもの
として定義される。

【００１１】すなわち塩基性硫酸第２鉄の一般式はＦｅ₂（ＯＨ）_n（ＳＯ₄）_3-n/2 で表わすことができ、例えば塩基度５０％の塩基性硫酸
第２鉄は以下の組成となる。Ｆｅ₂（ＯＨ）₃（ＳＯ₄）_3-3/2 塩基度の計算は以下のようになる。（３×ＯＨ^-／２×Ｆｅ³⁺）×１００＝（３／６）×１
００＝５０（％）

【００１２】この発明を実施するに際しては、原料であ
る硫酸第２鉄水溶液にアルカリ剤であるマグネシウム化
合物を粉状またはスラリー状として添加し、室温で十分
に撹拌混合すればよい。

【００１３】アルカリ剤の添加量は、硫酸第２鉄中のＳ
Ｏ₄ ^2-イオンのどの程度をＯＨ^-イオンに置換するか、
換言すればどの程度の塩基度にするかによって変化す
る。すなわち所望の塩基度とするのに必要なアルカリ剤
の量を計算で求め、この計算量を添加することによっ
て、所望の塩基度をもつ塩基性硫酸第２鉄溶液を容易に
得ることができる。

【００１４】凝集剤として特に好適な塩基度は５〜２５
％の範囲である。塩基度が５％未満では凝集性能の面で
硫酸第２鉄に対して顕著な向上がみられず、一方、塩基
度が２５％を超え、特に３０％以上となると保存安定性
が悪くなる。

【００１５】上記したようなこの発明の方法によって得
られた塩基性硫酸第２鉄溶液の製品は、沈殿析出等の経
時変化もなく安定であり、性能の劣化もない。また、凝
集性能も硫酸第２鉄溶液に比べて向上し、特に凝集剤添
加量の許容範囲について著しい向上が認められる。

【００１６】

【実施例】以下にこの発明を、実施例および比較例に基
づいてさらに説明する。なお、実施例、比較例中の％は
いずれも重量％を表わす。また塩基度は、ＪＩＳＫ
１４７５に規定する塩基度の測定方法に準じた方法によ
り測定した。

【００１７】実施例１〜５４５％硫酸第２鉄水溶液５００ｇを５００ｍＬ（ミリリ
ットル）容ビーカーにとり、純度１００％換算の酸化マ
グネシウムを各々３．５ｇ、７．０ｇ、１０．０ｇ、１
４．０ｇ、１７．０ｇを２０％スラリーとして、室温で
撹拌しながら３０分かけて添加し、さらに３０分撹拌を
続けて反応を完結させた。得られた各水溶液の全鉄を定
量し、各水溶液中の全鉄濃度が１０％となるように水で
希釈し、塩基度５％、１０％、１４％、２０％、２５％
を有する赤褐色の塩基性硫酸第２鉄溶液各６３０ｇを得
た（本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）。なお、鉄の定量は
ＪＩＳＫ８９８１準じた方法で行なった。

【００１８】実施例６実施例１の酸化マグネシウムに代えて、水酸化マグネシ
ウム１４．５ｇを２０％スラリーとして添加した以外
は、実施例１と同様にして、塩基度１４％を有する赤褐
色の塩基性硫酸第２鉄溶液６３０ｇを得た（本発明品Ｎ
ｏ．６）。

【００１９】実施例７実施例１の酸化マグネシウムに代えて、炭酸マグネシウ
ム２１．０ｇを２０％スラリーとして添加した以外は、
実施例１と同様にして、塩基度１５％を有する赤褐色の
塩基性硫酸第２鉄溶液６３０ｇを得た（本発明品Ｎｏ．
７）。

【００２０】比較例１〜５４５％硫酸第２鉄水溶液５００ｇを５００ｍＬ容ビーカ
ーにとり、純度１００％換算の炭酸ナトリウムを各々
３．５ｇ、７．０ｇ、１１．０ｇ、１４．０ｇ、１８．
０ｇを２０％溶液として、室温で撹拌しながら３０分か
けて添加し、さらに３０分撹拌を続けて反応を完結させ
た。得られた各水溶液の全鉄を定量し、各水溶液中の全
鉄濃度が１０％となるように水で希釈し、塩基度２％、
４％、６％、８％、１０％を有する赤褐色の塩基性硫酸
第２鉄溶液各６３０ｇを得た（比較品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
５）。

【００２１】比較例６〜１０４５％硫酸第２鉄水溶液５００ｇを５００ｍＬ容ビーカ
ーにとり、純度１００％換算の炭酸カリウムを各々５．
０ｇ、９．５ｇ、１４．０ｇ、１９．０ｇ、２３．０ｇ
を２０％溶液として、室温で撹拌しながら３０分かけて
添加し、さらに３０分撹拌を続けて反応を完結させた。
得られた各水溶液の全鉄を定量し、各水溶液中の全鉄濃
度が１０％となるように水で希釈し、塩基度２％、４
％、６％、８％、１０％を有する赤褐色の塩基性硫酸第
２鉄溶液各６３０ｇを得た（比較品Ｎｏ．６〜Ｎｏ．１
０）。

【００２２】上記で得られた本発明品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
７および比較品Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０について３カ月保
存後の安定性を調べた結果を表１に示す。保存条件は、
各試料を樹脂製容器中に密閉し室温にて保存した。表１
からわかるように、アルカリ剤としてマグネシウム化合
物を用いた本発明品は３カ月保存後においても沈殿等の
析出もなく安定であるのに対して、アルカリ剤としてナ
トリウムやカリウムを用いた比較品はＮｏ．３（塩基度
６％）、Ｎｏ．７（塩基度４％）以上の塩基度では沈殿
物を析出し変質している。

【００２３】表１本発明品比較品Ｎｏ．塩基度（％）安定性Ｎｏ．塩基度（％）安定性１５変化なし１２変化なし２１０変化なし２４変化なし３１４変化なし３６沈殿析出４２０変化なし４８沈殿析出５２５変化なし５１０沈殿析出６１４変化なし６２変化なし７１５変化なし７４沈殿析出８６沈殿析出９８沈殿析出１０１０沈殿析出

【００２４】実験例上記で得られた本発明品Ｎｏ．１〜７、および対照とし
て硫酸第２鉄について、凝集剤としての凝集効果を調べ
た。被処理水として、イオン交換水に５％炭酸水素ナト
リウムを添加してｐＨ７．２とした後、カオリンを添加
して標準濁度６００度とした懸濁水を使用した。

【００２５】この被処理水５００ｍＬを５００ｍＬ容ビ
ーカーにいれ、各凝集剤を１００ｐｐｍずつ添加した
後、急速撹拌（１００ｒｐｍ）２分間、緩速撹拌（６０
ｒｐｍ）１０分間行ない回転翼を水から引き上げた後５
分間静置し、水面下２０ｍｍの位置から上澄液１５ｍＬ
を採取して残留濁度を測定した。濁度の測定は、散乱光
・透過光方式の濁度計を使用して行なった。結果を表２
に示す。

【００２６】表２からわかるように、本発明品によれ
ば、硫酸第２鉄に比べて残留濁度が低下し、生成したフ
ロックも大きくなっており、塩基性付与により硫酸第２
鉄の凝集性能が向上したことが認められる。

【００２７】表２フロックの大きさ残留濁度本発明品Ｎｏ．１中１．０本発明品Ｎｏ．２大０．７本発明品Ｎｏ．３大０．６本発明品Ｎｏ．４大０．５本発明品Ｎｏ．５大０．４本発明品Ｎｏ．６大０．６本発明品Ｎｏ．７大０．６硫酸第２鉄中２．０

【００２８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
アルカリ剤としてマグネシウム化合物を用いて硫酸第２
鉄に塩基性を付与することによって、長期間安定で凝集
性能の良好な塩基性硫酸第２鉄を製造することができ
る。また、所望の塩基度を容易に付与できるため、凝集
剤として特に好適な塩基度５〜２５％の塩基性硫酸第２
鉄を効率よく、簡便に製造することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硫酸第２鉄水溶液にマグネシウム化合物か
らなるアルカリ剤を添加して反応させることを特徴とす
る塩基性硫酸第２鉄溶液の製造方法。
【請求項２】マグネシウム化合物が、水酸化マグネシウ
ム、酸化マグネシウムまたは炭酸マグネシウムである請
求項１記載の方法。
【請求項３】アルカリ剤の添加量を調整することによっ
て、塩基度５〜２５％を有する塩基性硫酸第２鉄溶液を
製造する請求項１記載の方法。