JP2002200494A - 亜鉛及び鉄を含む酸廃液の処理方法及び処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融亜鉛メッキ工程で排出される亜鉛及び鉄
を含む酸廃液を効率よくかつ低められたスラッジ発生量
で処理するための方法を提供する。 【解決手段】 溶融亜鉛メッキ工程で排出される亜鉛及
び鉄を含む酸廃液を被処理液として処理する方法におい
て、該被処理液とｐＨ１１以上のアルカリ水溶液とを５
０℃以上の条件で混合して、５０℃以上の温度及び６〜
１１のｐＨを有する混合液を形成して、該溶存亜鉛イオ
ンと鉄イオンを難溶性物質として沈殿させることを特徴
とする溶融亜鉛メッキ工程で排出される亜鉛及び鉄を含
む酸廃液の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融亜鉛廃液の処
理方法及びその処理剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融亜鉛メッキは施工単価が安く、塗装
以上の防蝕耐久性能を持っているので様々な鋼構造物に
広く採用されている。亜鉛溶融メッキの工程では種々の
酸廃液が排出されるが、特に鉄鋼製品を溶融亜鉛メッキ
する際に発生する不良品のメッキ層を溶解した際に発生
する亜鉛及び鉄を含有する塩酸廃液や硫酸廃液が、中和
法以外に有効な処理方法がなく、問題である。酸廃液を
アルカリで中和すると、大量のアルカリが消費されただ
けでなく、中和の結果、大量の水酸化物のスラッジが形
成される。このスラッジは、鉄と亜鉛が混在することか
ら、水分と分離しても有効活用することができず、この
ため大量のスラッジを投棄しなければならないという問
題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶融亜鉛メ
ッキ工程で排出される亜鉛及び鉄を含む酸廃液を効率よ
くかつ低められたスラッジ発生量で処理するための方法
及びそれに用いる処理剤を提供することをその課題とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、溶融亜鉛メッキ工程
で排出される亜鉛及び鉄を含む酸廃液を被処理液として
処理する方法において、該被処理液とｐＨ１１以上のア
ルカリ水溶液とを５０℃以上の条件で混合して、５０℃
以上の温度及び６〜１１のｐＨを有する混合液を形成し
て、該溶存亜鉛イオンと鉄イオンを難溶性物質として沈
殿させることを特徴とする溶融亜鉛メッキ工程で排出さ
れる亜鉛及び鉄を含む酸廃液の処理方法が提供される。
また、本発明によれば、溶融亜鉛メッキ工程で排出され
る亜鉛及び鉄を含む酸廃液を被処理液として処理する方
法において、（ｉ）リン酸イオン、（ii）カルシウムイ
オン、（iii）鉄イオン及び（iv）カルボキシル基含有
親水性高分子物質及び／又はその加水分解生成物の存在
下で、該被処理液とｐＨ１１以上のアルカリ水溶液とを
５０℃以上の条件で混合して、５０℃以上の温度及び６
〜１１のｐＨを有する混合液を形成して、該溶存亜鉛イ
オンと鉄イオンを難溶性物質として沈殿させることを特
徴とする溶融亜鉛メッキ工程で排出される亜鉛及び鉄を
含む酸廃液の処理方法が提供される。さらに、本発明に
よれば、亜鉛及び鉄を含む該酸廃液を処理するための薬
剤であって、（ｉ）リン酸化合物、（ii）カルシウム化
合物、（iii）鉄化合物及び（iv）カルボキシル基含有
親水性高分子物質及び／又はその加水分解生成物とから
なることを特徴とする溶融亜鉛メッキ工程で排出される
亜鉛及び鉄を含む酸廃液処理剤が提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の溶融亜鉛メッキ工程で排
出される亜鉛及び鉄を含む酸廃液処理法の１つの態様
は、該被処理液とアルカリ水溶液とを５０℃以上の条件
で混合して、５０℃以上の温度及び６〜１１のｐＨを有
する混合液を形成して、該溶存亜鉛イオンと鉄イオンを
難溶性物質として沈殿させることを特徴とするものであ
る。本発明の第２の態様は、（ｉ）リン酸イオン、（i
i）カルシウムイオン、（iii）鉄イオン及び（iv）カル
ボキシル基含有親水性高分子物質及び／又はその加水分
解生成物の存在下で、該被処理液とアルカリ水溶液とを
５０℃以上の条件で混合して、５０℃以上の温度及び６
〜１１のｐＨを有する混合液を形成して、該溶存亜鉛イ
オンと鉄イオンを難溶性物質として沈殿させることを特
徴とするものである。

【０００６】本発明の処理剤は、（ｉ）リン酸化合物、
（ii）カルシウム化合物、（iii）鉄化合物及び（iv）
カルボキシル基含有親水性高分子物質及び／又はその加
水分解生成物とからなることを特徴とするものである。
この処理剤は、通常、粉末状又は水溶液状で用いられ
る。

【０００７】前記リン酸化合物には、リン酸（Ｈ₃Ｐ
Ｏ₄）の他、水中で加水分解してリン酸を生成する化合
物、例えば、リン酸ナトリウム、リン酸水素２ナトリウ
ム、リン酸２水素ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸
水素２カリウム、リン酸２水素カリウム、ヘキサンメタ
リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム等が挙げ
られる。これらのリン酸化合物は、単独又は混合物の形
態で用いることができる。

【０００８】カルシウム化合物には、塩化カルシウム、
炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。本
発明において処理剤成分として用いるカルシウム化合物
は、単独又は混合物の形態で用いることができる。

【０００９】鉄化合物には、ポリ塩化鉄、ポリ硫酸鉄、
塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄及び硫酸第二鉄等
が挙げられる。これらの鉄化合物は、単独又は混合物の
形態で用いることができる。

【００１０】前記カルボキシル基含有親水性高分子物質
には、各種の水溶性高分子物質が包含される。このよう
な高分子物質としては、アルギン酸、ジエランガム、キ
サンタンガム、ペクチン、ペクチン酸、ペクチニン酸、
アニオン化でんぷん、アルギン酸プロピレングリコール
エステル、カルボキシメチルセルロース、デンプングリ
コール酸、繊維素グリコール酸等の多糖類及びそれらの
金属塩等が挙げられる。本発明では、特に、アルギン酸
ナトリウムやアルギン酸カルシウムの使用が好ましい
が、このものを用いる場合には、アルギン酸を構成して
いるマンヌマロン酸（Ｍ）とグルロン酸（Ｇ）の含有比
率（モル比）［Ｍ］／［Ｇ］が、０．１〜４．０、好ま
しくは０．１〜３の範囲にあるものの使用が好ましい。
グルロン酸の含有比率が多いもの程、フロック形成性に
すぐれている。

【００１１】本発明において用いる前記カルボキシル基
含有親水性高分子物質及び／又はその加水分解生成物
は、単独又は混合物の形態で用いることができる。混合
物としては、アルギン酸又はその塩を含有する混合物の
使用が好ましい。

【００１２】本発明において用いる前記アルギン酸及び
／又はその加水分解生成物は、単独又は混合物の形態で
用いることができる。この場合のアルギン酸又はその塩
を含有する好ましい混合物としては、（ｉ）アルギン酸
又はその塩と、（ii）ジエランガム、キサンタンガム、
ペクチン、ペクチン酸、ペクチニン酸及びそれらの塩の
中から選ばれる少なくとも１種の親水性高分子物質との
混合物を挙げることができる。その混合比を示すと、例
えば、アルギン酸ナトリウムと他のカルボキシル基含有
親水性高分子物質との混合物を用いる場合、アルギン酸
ナトリウム（Ａ）と他のカルボキシル基含有親水性高分
子物質（Ｂ）との重量比［Ａ］／［Ｂ］は、１〜１０
０、好ましくは２〜５０である。

【００１３】本発明の処理剤を好ましく製造する場合、
先ず、カルボキシル含有親水性高分子物質、例えばアル
ギン酸を、アルカリ性物質を含む水中において加熱し、
加水分解させるとともに水中に溶解させる。例えば、ア
ルカリ性物質としての水酸化ナトリウムを含む水中にア
ルギン酸ナトリウムを存在させ、加熱し、そのアルギン
酸ナトリウムを溶解させる。このときの加熱温度は、沸
騰しない７０℃以上から１００℃未満が好ましく、より
好ましくは、７５℃から９０℃、さらに好ましくは８０
℃から８５℃である。加熱時間は、カルボキシル基含有
親水性物質が溶解すればよく、特に限定されないが、
０．５時間から２時間程度で十分である。次に、得られ
たカルボキシル基含有親水性高分子物質及び／又はその
加水分解生成物を含有するアルカリ性水溶液にリン酸化
合物、カルシウム化合物及び鉄化合物を混合する。

【００１４】本発明の処理剤におけるカルボニル基含有
親水性高分子物質及び／又はその加水分解生成物とリン
酸化合物等の割合は、特に制約されないが、一般的に
は、カルボキシル基含有親水性高分子物質及び／又はそ
の加水分解生成物１重量部に対して、リン酸化合物は１
０〜１００００重量部、好ましくは５０〜５０００重量
部、より好ましくは、１００〜１０００重量部の割合で
あり、カルシウム化合物は１００〜２０００００重量
部、好ましくは５００〜１０００００重量部、より好ま
しくは、１０００〜５００００重量部の割合であり、鉄
化合物は１〜１００００重量部、好ましくは２〜５００
０重量部、より好ましくは、５〜１０００重量部の割合
である。

【００１５】リン酸化合物とカルシウム化合物との割合
は、リンとカルシウムとのモル比［Ｐ］／［Ｃａ］で
０．００１〜１００、好ましくは０．０１〜５０であ
り、より好ましくは０．０１〜１０である。リン酸化合
物と鉄化合物との割合は、リンと鉄のモル比［Ｐ］／
［Ｆｅ］で１〜１００００、好ましくは１０〜５００
０、より好ましくは５０〜１０００である。リン酸化合
物の割合は、被処理液中の亜鉛イオン１モル当り、０．
１〜５０００モル、好ましくは１〜１０００モル、より
好ましくは１〜５００モルである。

【００１６】本発明においては、前記被処理液中には、
好ましくは、カルボキシル基含有親水性高分子物質及び
／又はその加水分解生成物を存在させるが、その割合
は、リン酸化合物１重量部当り、０．０００１〜０．１
重量部、好ましくは０．０００２〜０．０１重量部、よ
り好ましくは０．０００５〜０．０１重量部である。

【００１７】本発明により溶融亜鉛メッキ工程で排出さ
れる亜鉛及び鉄を含む酸廃液を好ましく処理するには、
先ず、処理剤を添加し、次いで沈殿が生じるようにｐＨ
１１以上のアルカリ水溶液と５０℃以上の条件で混合す
るのが好ましい。その混合液のｐＨは、一般的には、６
〜１１の範囲、好ましくは８〜１１の範囲である。混合
液の温度は５０℃以上、好ましくは５０〜６０℃であ
る。

【００１８】本発明で用いるアルカリ水溶液において、
アルカリの濃度は、０．０５〜１０％、好ましくは０．
１〜８％である。アルカリとしては、水酸化ナトリウム
や炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等が用いられる
が、好ましくは水酸化ナトリウムである。被処理液をア
ルカリ水溶液との混合温度は５０℃以上、通常５０〜６
０℃である。この混合温度を得るには、被処理液とアル
カリとの混合物を加熱して５０℃以上にする方法や、被
処理液又はアルカリ水溶液あるいはその両方を５０℃以
上に加熱しておき、両者を混合して５０℃以上の混合液
を得る方法等がある。本発明の場合、その混合温度が５
０℃未満であると、スラッジの量が多くなる等の問題が
生じるので好ましくない。

【００１９】本発明の方法において、処理剤の使用は必
ずしも必要とはされず、場合によってはその使用を省略
することができる。

【００２０】本発明により溶融亜鉛メッキ工程で排出さ
れる亜鉛及び鉄を含む酸廃液を処理する場合、加温され
たアルカリ水溶液に該酸廃液を添加するのが好ましい。
アルカリ液の温度は、得られる混合液の温度が５０℃以
上になるような温度であり、５０℃以上であるが、省エ
ネルギーの観点からも５０〜６０℃であることが望まし
い。

【００２１】本発明においては、凝集剤を併用するのが
好ましい。この場合の凝集剤は、フロックの凝集に用い
られているものであり、このようなものには、ポリアク
リルアミドのカチオン化変性物、ポリアクリル酸ジメチ
ルアミノエチルエステル、ポリメタクリル酸ジメチルア
ミノエチルエステル、ポリエチレンイミン、キトサン等
のカチオン性有機系凝集剤、ポリアクリルアミド等のノ
ニオン性有機系凝集剤、ポリアクリル酸、アクリルアミ
ドとアクリル酸との共重合体及びその塩等のアニオン性
有機系凝集剤が包含される。凝集剤の使用量は、水中に
おける濃度で、１〜２００ｍｇ／Ｌ、好ましくは１〜１
００ｍｇ／Ｌである。

【００２２】前記ｐＨ調整工程終了後の沈殿物のフロッ
クを含む被処理液は、固液分離処理される。この場合の
固液分離方法としては、慣用の方法、例えば、濾過分
離、遠心分離、沈降分離等が挙げられる。この固液分離
処理により液中の沈殿物は除去され、スラッジとなる。
このスラッジは亜鉛と鉄を主体とするものである。

【００２３】

【発明の効果】本発明の方法によれば、環境保全に大き
な問題となっていた溶融亜鉛メッキ工程で排出される亜
鉛及び鉄を含む酸廃液を低められたスラッジ量で効率良
く処理することができる。

【００２４】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。

【００２５】参考例１ ５００ｍｌのビーカーで、１ＮのＮａＯＨ３００ｍｌに
２％のアルギン酸ナトリウム水溶液を添加した後、７５
℃〜８５℃に加熱し３０分以上１時間以内の時間攪拌す
る。攪拌し終わった水溶液を常温（２５〜３５℃）まで
放冷した後、１０Ｌのビーカーで、前記常温のアルギン
酸ナトリウム水溶液３００ｍｌと８５％リン酸水溶液５
７００ｍｌを混合した。次に、この液と塩化第二鉄水溶
液（ＦｅＣｌ₃：３７．５％（重量））を容量比４．
９：０．１で混合した。さらに、この混合液と３５％塩
化カルシウム水溶液を容量比５：９５で混合し処理剤
［Ｉ］を得た。

【００２６】実施例１ ｐＨが−１．８３、亜鉛濃度が２５８．９ｇ／Ｌ、鉄濃
度が４８ｇ／Ｌ、塩素濃度が４１３．２ｇ／Ｌの溶融亜
鉛メッキ工程で排出される亜鉛及び鉄を含む酸廃液に処
理剤［Ｉ］を３ｍｌ／Ｌ添加し、３分間攪拌して得られ
た原液９．４５ｍｌを、５０℃に加熱した０．１Ｎ水酸
化ナトリウム水溶液１リットルに添加し３分後、高分子
凝集剤１０ｍｇ／Ｌ添加し、攪拌した。１分攪拌後のス
ラッジボリュームは全体の１０％以下であった。次に、
スラッジを固液分離し、ろ液の亜鉛、鉄、塩素濃度を測
定した結果、亜鉛、鉄、塩素濃度は、それぞれ、０．１
７ｍｇ／Ｌ、０．０４ｍｇ／Ｌ、４０６１ｍｇ／Ｌであ
った。

【００２７】比較例１ 実施例１の原液９．４５ｍｌを、常温の０．１Ｎ水酸化
ナトリウム水溶液１リットルに添加し、実施例と同じ処
理を行った。このときの１分攪拌後のスラッジボリュー
ムは全体の約７０％であった。

フロントページの続き (71)出願人 000005979 三菱商事株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目６番３号 (74)上記３名の代理人 100074505 弁理士 池浦 敏明 (72)発明者 辰巳 憲司 茨城県つくば市小野川16番３ 工業技術院 資源環境技術総合研究所内 (72)発明者 和田 愼二 茨城県つくば市小野川16番３ 工業技術院 資源環境技術総合研究所内 (72)発明者 湯川 恭啓 茨城県つくば市千現２−１−６ 三菱商事 プロジェクト開発部環境資源研究所内 Ｆターム(参考） 4D015 BA19 BB05 CA17 DB02 DB18 DB19 DB32 4D038 AA08 AB66 AB69 AB81 BA06 BB13 BB18 4D062 BA19 BB05 CA17 DB02 DB18 DB19 DB32

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融亜鉛メッキ工程で排出される亜鉛及
   び鉄を含む酸廃液を被処理液として処理する方法におい
   て、該被処理液とｐＨ１１以上のアルカリ水溶液とを５
   ０℃以上の条件で混合して、５０℃以上の温度及び６〜
   １１のｐＨを有する混合液を形成して、該溶存亜鉛イオ
   ンと鉄イオンを難溶性物質として沈殿させることを特徴
   とする溶融亜鉛メッキ工程で排出される亜鉛及び鉄を含
   む酸廃液の処理方法。
2. 【請求項２】 溶融亜鉛メッキ工程で排出される亜鉛及
   び鉄を含む酸廃液を被処理液として処理する方法におい
   て、（ｉ）リン酸イオン、（ii）カルシウムイオン、
   （iii）鉄イオン及び（iv）カルボキシル基含有親水性
   高分子物質及び／又はその加水分解生成物の存在下で、
   該被処理液とｐＨ１１以上のアルカリ水溶液とを５０℃
   以上の条件で混合して、５０℃以上の温度及び６〜１１
   のｐＨを有する混合液を形成して、該溶存亜鉛イオンと
   鉄イオンを難溶性物質として沈殿させることを特徴とす
   る溶融亜鉛メッキ工程で排出される亜鉛及び鉄を含む酸
   廃液の処理方法。
3. 【請求項３】 該アルカリ水溶液が水酸化ナトリウム水
   溶液である請求項１又は２の方法。
4. 【請求項４】 該カルボキシル基含有親水性高分子物質
   が、（ｉ）アルギン酸もしくはその塩からなるか又は
   （ii）アルギン酸もしくはその塩と他のカルボキシル基
   含有親水性高分子物質との混合物からなる請求項２又は
   ３の方法。
5. 【請求項５】 該液中に凝集剤を添加する請求項１〜４
   のいずれかの方法。
6. 【請求項６】 溶融亜鉛廃液を処理するための薬剤であ
   って、（ｉ）リン酸化合物、（ii）カルシウム化合物、
   （iii）鉄化合物及び（iv）カルボキシル基含有親水性
   高分子物質及び／又はその加水分解生成物とからなるこ
   とを特徴とする溶融亜鉛廃液処理剤。
7. 【請求項７】 該カルボキシル基含有親水性高分子物質
   が、（ｉ）アルギン酸もしくはその塩からなるか又は
   （ii）アルギン酸もしくはその塩と他のカルボキシル基
   含有親水性高分子物質との混合物からなる請求項６の処
   理剤。
8. 【請求項８】 該リン酸化合物が、リン酸である請求項
   ６又は７の処理剤。