JPH0429794A - Ｅｔｓ―１０型の広い細孔の分子ふるいを使用した、競合イオンを含有する水性系からの重金属、特に鉛の除去 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 水性溶液から成る種の重金属を除去するために、結晶性
分子ふるいゼオライトを包含する有機及び無機のイオン
交換体を使用することは、当業界では古くから周知され
ており、特許及び技術文献にはこのような技術の多くの
例が記載されている。

分子ふるいは一般に成る種のカチオンの除去には有効で
あるけれども、水性溶液中に競合カチオンが存在する場
合には、分子ふるいは、有効に除去されることが望まれ
る金属が該ゼオライト中のイオン部位の一部を占めた時
点まで普通は機能する。

しかる後ゼオライトは廃棄されるか又は再生されなけれ
ばならない。

上記のタイプの操作の極めて実際的用途は、家庭用水軟
化工業であり、この工業では、大抵の鉱水中に固有に存
在するカルシウム及びマグネシウムイオンが元々イオン
交換体に関連したイオン、通常はナトリウムに置き換わ
るまで、有機又は無機型のイオン交換体を水と接触させ
る。この点で、イオン交換体は再生されなければならず
、これは通常、水から除去されたカチオンとは異なるカ
チオン、通常は塩化ナトリウムの形態にあるナトリウム
の溶液でイオン交換体をバック洗浄、バックフラッシン
グするか又はイオン交換体を該溶液と接触させることに
より達成される。使用済みイオン交換体中のカルシウム
及び／又はマグネシウムはナトリウムで交換され、そし
てサイクルを新たに開始する準備が整う。

適当な本イオン交換体の性質を評価する際には、イオン
交換体が作用して望まれない金属（１種又は１種より多
くの）を除去する環境が非常に重要であり、イオン交換
体の競合イオンに対する感受性は、単なる科学的好奇心
による交換体とは反対に実用的交換体を得る際には最も
重要であることは極めて明らかである。

かくして、例えば、汚染された水性溶液中に重金属が存
在する場合の工業的プロセスにおいて、このような重金
属は普通は単独では存在しない。

何故ならば、水は、他の鉱物、特にカルシウム及びマグ
ネ、ラムを含むからである。かくして、イオン交換体が
、重金属を含む廃水流の接触の際に実用的であるために
は、イオン交換体は、ゼオライト中のイオン交換部位を
競合するマグネシウム又はカルシウムに対して十分に重
金属の方を選択性であることが必要である。

イオン交換体を使用することができる他の重要な分野は
、飲料水の分野である。毒性重金属、特に鉛による飲料
水の汚染は、科学的及び大衆的刊行物の両方における非
常に興味深い問題となってきている。

環境保護局（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｐｒｏｔｅ
ｃｔｉｏｎ　Ａｇｅｎｃｙ）（ＥＰＡ）は、閾値以下で
水がヒトの消費について安全であると考えられるような
鉛の閾値水準はないと述べてきた。ＥＰＡは、合衆国の
１３８百万人の住民か成る程度の鉛汚染の危険が潜在す
ると評価している。

鉛汚染源シこは、工業用水及び鉛含有はんだ及び大抵の
家庭クーラー及び水クーラーの配管に見出だされる成分
が包含される。

鉛を除去するのに種々の方法、例えば沈でん法が使用さ
れる。このような方法は、大量除去には有用であるが、
鉛の水準を、ヒトの消費について許容できない水準であ
る約５０ｐｐｂ以下に減少させるのには有効ではない。

鉛除去のための他の可能性のある選択は、合成イオン交
換樹脂又は活性化炭素のような種々の吸収剤にさらして
汚染された流れを精製することである。これらの系は、
典型的には、低い動的金属容量、低い鉛選択性及び許容
できない遅い金属除去速度などの欠点がある。

環境保護局は、配管成分からの鉛の浸出を減少させる目
的で、すべての飲料水をアルカリ性にするという極端な
提案をした。高いコストと重い社会的押し付けに加えて
、この国の飲料水の品質と味は、人々が慣れ親しんでき
た品質及び味から落ちることが予想される。更に、この
アクションが国家釣船汚染問題を解決するのに十分であ
るとはまだ証明されていない。

カチオ〉交換は、水性系から多くのカチオン金属種を除
去するための一つの有力な方法を代表する。従来示され
たように、結晶性無機分子ふるいは多数の商業的イオン
交換法の基礎をなす。各個々の分子ふるいは、混合溶液
にさらされるとき成る種の釣り合いイオン（ｃｏｕｎｔ
ｅｒｂａｌａｎｃｉｎｇ　１ｏｎ）の方を優先して選択
する特性を示し、かくして、成るカチオンの分離又は単
離は、混合カチオン溶液を特注分子ふるいに暴露するこ
とにより達成される。

係属米国特許出願第０７／３７３８５５号においては、
水性系から鉛を包含する重金属の除去のためにＥＴＡＳ
−１０と名付けられた材料の使用を開示及び請求してい
る。しかしながら、この同時係属出願には、カルシウム
及びマグネシウムのような競合イオンの存在下にこのよ
うな材料を使用することは特に教示していない。

八面体の活性荷電部位を含むＥＰＡ型の成る種の大きい
細孔の分子ふるいは、カルシウム及びマグネシウムのよ
うな競合イオンの存在を含む試験条件下に、先行技術の
吸収剤又はイオン交換体よりも大きいオーダーの、鉛、
カドミウム、亜鉛、クロム及び水銀のような重金属種の
すぐれた吸収速度を示すことが見出だされた。格段の鉛
選択性、容量及び吸収速度の組み合わせは、このように
材料が、水精製のためのフィルター中での直接の最終使
用を許容する最小の接触時間内に水性流から鉛を除去す
ることを可能とする。

用語“ＥＴＳ−１０型”は、格子骨格中に八面体配位活
性荷電部位を有し、骨格構造中にケイ素とチタンを含み
、そして後記するＸ線回折パターンに対応する結晶性分
子ふるいを意味することを意図する。ＥＴＳ−１０は、
米国特許第４，８５３゜２０２号に開示及び請求された
いる。ＥＴＡＳ−１０は、１９８９年、６月２９日に出
願された前記同時係属米国特許出願第０７／３７３，８
５５号に開示及び請求されている。上記継続出願及び特
許の全体の開示は、川魚により本明細書に加入する。

米国特許第４．８５３．２０２号に開示されているよう
に、ＥＴＳ−１０は、約８人単位の細孔の大きさと下記
の如き酸化物のモル比； １．０±０．２５Ｍ２ｚ、Ｏ：ＴｉＯ＊：ｙｓｉｏ２：
ｚＨ２０式中、Ｎ１はｎの原子価を有する少なくとも１
種のカチオンであり、ｙは２．５−２５であり、２は０
−１００である、 で表される組成を有する結晶性ケイ酸チタン分子ふるい
であり、該ゼオライトは下記の如き線及び相対的強度を
有するＸ線粉末回折パターンにより特徴付けられる。

表１ ＥＴＳ−１０のＸＲＤ粉末パターン １４．７±−３５ ７，２０±、１５ ４．４１±、１０ ３．６０土、０５ ３．２８±、０５ 上表中、 ｖｓ＝６ ５＝４０ ■ Ｗ−閂 −Ｍ −Ｍ ｙＳ −Ｍ Ｍ＝２０−４０ Ｗ＝５−２０である １９８９年、６月２９日に出願された前記同時係属米国
特許出願第０７／３７３，８５５号に開示及び請求され
ているように、ＥＴＡＳ−１ｏは、約９人単位の細孔の
大きさと下記の如き酸化物のモル比： （１＋Ｘ／２）（１，０±０．２５　Ｍ　！／−０）：
ｘＡ　ＩＯ２：Ｔ　ｉｏ　、：ｙＳ　ｉｏ　、：ｚＨ，
０式中、Ｍはｎの原子価を有する少なくとも１種のカチ
オンであり、ｙは２．０−１００であり、Ｘは０．０５
−５．０であり、２は０−１００である、 で表される組成を有する。好ましい態様では、Ｍはアル
カリ金属カチオンの混合物、特にナトリウムとカリウム
の混合物であり、ｙは少なくとも２゜０であり且つ約１
０以下の範囲である。

ＥＴＡＳ−１０族の分子ふるいゼオライトのメンバーは
、結晶性構造及び下記の重要な線を有するＸ線粉末回折
パターンを有する。

表２ ＥＴＡＳ−１ ０のＸＲＤ粉末パターン １４．７−．５０＋１．０ ７．２０±１５（随意） ４．４１−．０５十０．２５ ３．６０−．０５＋０．２５ ３．２８−．０５＋、２ 上記表中、 ｖｓ−６０−１００ Ｍ＝２０−４０ Ｗ＝　５−２０である −Ｍ −Ｍ −Ｍ ｙＳ −Ｓ 上記Ｘ線パターンを有する組成物の種々のカチオン形態
、例えば、ナトリウム、水素、カルシウム形態を使用す
ることができるが、合成されたままの形態か好ましい。

ＥＴＡＳ−１０分子ふるいは、塩化アルミニウムの如き
アルミニウム源、シリカ源、アルカリ金属水酸化物の如
きアルカリ性源、水及び随意にアルカリ金属７ツ化物鉱
化剤と共に、三塩化チタンの如きチタン源を含み、下記
の範囲内に入るモル比で表される組成を有する反応混合
物から調製することができる。

色ｌ 広い　　好ましい　最も好ましい ＳｉＯ，／Ａｌ　　　ｌ−２００２−１００２−２０Ｓ
ｉＯ，／Ｔｉ　　　２−２０　　　２−１０　　　２−
７Ｈ□Ｏ／５ｌｏｚ　　　２−１００　　５−５０　　
　１０−２５Ｍｎ／５ｉＯｚ　　　０．１−２０　　０
．５−５　　　１−３表中、Ｎｌは、本発明に従ってケ
イ酸チタンを製造するために使用されたアルカリ金属水
酸化物及び７ツ化カリウム及び／又はアルカリ金属塩由
来の原子価ｎのカチオンを表す。

反応混合物を、約２時間乃至４０日又はそれ以上の範囲
の期間にわたり約１００℃乃至２５０℃の温度に加熱す
る。この水熱反応を結晶が形成されるまで行い、次いで
得られる結晶性生成物を反応混合物から分離し、室温に
冷却し、枦通しそして水洗する。反応混合物は、必ずし
も必要ではないが、撹拌することができる。ゲルを使用
する場合ｌ；は、撹拌は不必要であるが使用してもよい
ことが見出だされた。固体のチタン源を使用する場合に
は、撹拌は有利である。好ましい温度範囲は４時間乃至
４日の範囲の期間１５０°Ｃ乃至２２５０Ｃである。結
晶化は、オートクレーブ又は静的ポンベ反応器中で自己
発生圧力下に連続方式又はバッチ方式で行なわれる。水
洗工程に続いて、結晶性ＥＴＡＳ−１０を３０時間にわ
たり１００″Ｆ乃至６００″Ｆの温度で乾燥する。

ＥＴＡＳ−１０組成物を製造する方法は、表３に記載の
試薬モル比組成を有する、シリカ源、アルミナ源、チタ
ン源、酸化ナトリウム及び／又は酸化カリウムの如きア
ルカリ性源及び水により構成された反応混合物の製造を
含む。随意に、７・７化カリウムの如き７ツ化物源を、
特にＴｌｘＯｓの如き固体チタン源を可溶化するのを助
けるために使用することができる。しかしながら、ケイ
酸チタンアルミニウムがゲルから製造される場合には、
その価値は減少する。

結晶化ｌコ先立ち、反応混合物から得られるゲルを、約
１５０℃乃至８００℃の温度で１−４８時間の熱処理に
１回又はそれ以上さらすことができることは理解される
べきである。熱処理されたゲルを水と混合しそして結晶
化させてＥＴＡＳ−１０とする。

表３に記載されたよりも少ないゲル中のか性アルカリ又
は他の反応体を使用すること及びゲルが熱処理された後
結晶化工程中にこれらを供給することが可能であること
は、極めて明瞭である。

シリカ源には、シリカ、クレー、シリカヒドロシル、シ
リカゲル、ケイ酸、ケイ素のアルコキシド、アルカリ金
属ケイ酸塩、好ましくはナトリウム又はカリウムのケイ
酸塩又はそれらの混合物の如き大抵のケイ素の反応性源
が包含される。

酸化チタン源は、三価又は四価でありモして三塩化チタ
ン、Ｔ　ｉＣ１３、四塩化チタン、Ｔ　ｉ　Ｃ１ａ又は
オキン塩化チタン、Ｔｉ０ＣＩ□の如き化合物を使用す
ることができる。

アルミニウム源には、アルミン酸ナトリウム、塩化アル
ミニウムの如きアルミニウム塩、及びアルミナ、メタカ
オリン等の如き可溶性アルミナの固体源が包含される。

アルカリ性源は、電子側中性を維持するとともに米国特
許第４，８５３，２０２号に詳しく述べられている方法
を使用して１０．０−１２．０の範囲内に混合物のｐＨ
を制御するためのアルカリ金属イオン源を提供する、水
酸化ナトリウムの如きアルカリ金属水酸化物の水性溶液
であることが好ましい。後記実施例に示されたように、
ｐＨはＥＴＡＳ−１０の製造にとって重要である。アル
カリ金属水酸化物は、ケイ酸ナトリウムの水性溶液によ
っても供給されうる酸化ナトリウム源として働く。

合成されたままの結晶性ケイ酸チタンアルミニラム（ｔ
ｉｔａｎｉｕｍ−ａｌｕｍｉｎｕｍ−ｓｉｌｉｃａｔｅ
ｓ）は、その元の成分が当業界で周知の方法に従って広
範な様々の他の成分番こより置換されていてもよい。典
型的な置換成分には、水素、アンモニウム、アルキルア
ンモニウム及びアリールアンモニウム及び金属、その混
合物も包含する、が包含されるであろう。

水素形態は、例えば、元のナトリウムのアンモニウムに
よる置換又は弱酸の使用により製造することができる。

組成物を次いで、組成物中のアンモニアを発生させそし
て水素を保持させる、即ち水素形態及び／又は脱カチオ
ン化形態を生じさせる、例えば１０００下の温度で焼成
する。置換金属の内、好ましいものは、周期律表の■、
■及び■族の金属、好ましくは希土類金属に一致する。

　結晶性ケイ酸チタンアルミニウムを、次いで好ましく
は水で洗浄しそして約１００”Ｆ乃至約６００下の範囲
の温度で乾燥し、然る後、空気中又は他の不活性ガス中
で５００’Ｆ乃至１５００″Ｆ′の範囲の温度で１７２
２時間乃至４８時間又はそれ以上の期間乾燥する、 ケイ酸チタン、ＥＴＡＳ−１０，の合成された形態に関
係なく、基本的結晶格子を形成する原子の空間的配列は
、得られるケイ酸チタンのＸ線粉末回折パターンにより
決定して、ナトリウム又は他のアルカリ金属が置換され
ても又は最初の反応混合物中にナトリウムの他にも金属
が存在していても、本質的に不変である。このような生
成物のＸ線回折パターンは、上記表２に記載のＸ線回折
パターンと本質的に同じである（７．２０±、１５人線
がとさどき観測されないことを除いては）。

結晶性ケイ酸チタンアルミニウムは、広い様々の粒径で
形成される。一般に、粒子は、２メツシユ（タイラー）
を通過するのに十分な且つ押出によるなどして触媒が成
形される場合には４００メツシユ（タイラー）ふるい上
に保持されるのに十分な粒径を有する、粉末、顆粒又は
押出物のような成形製品の形態にあることができる。ケ
イ酸チタンは、乾燥の前に押し出すか、又は乾燥もしく
は部分乾燥し次いで押し出すことができる。

結晶性のケイ酸チタンアルミニウムを他の物質と共に加
えることが時には望ましい。そのような物質には、例え
ば粘土、シリカおよび／または金属酸化物の如き無機物
質が包含される。後者は天然産出性であってもまたはゲ
ル状沈澱もしくはシリカと金属酸化物との混合物を含ん
でいるゲルの形状であってもよい。通常は、粉砕強度お
よび他の物理的性質を改良するために、例えばベントナ
イト、アタパルガイドおよびカオリンの如き天然産出粘
土中には結晶性物質が加えられている。これらの物質ず
なわち粘土、酸化物などは結合剤として機能する。

ここに記載されている結晶性のケイ酸チタンと組み合わ
すことのできる天然産出粘土にはスメクタイトおよびカ
オリン系のものが包含され、それらの系には例えばサブ
−ベントナイトの如きモントモリロナイト類、並びに主
成分がカオリナイト、ハロイサ１ト、デイツカイト、ナ
タライトまたはアナウキザイトであるカオリン類、並び
に例えばアクパルカイトおよびセペオライトの如きポリ
ゴルスカイトが包含される。そのような粘土は原料状態
で一般的な砂処理後に使用することもでき、まｔ；はそ
れらを例えば■焼、酸処理もしくは化学的改質の如き別
の処理にかけることもできる。

前記の物質の他に、結晶性ケイ酸チタンを例えばシリカ
−アルミナ、シリカーマグネンア、シリカ−ジルコニア
、シリカ−トリア、シリカ−ベリリア、シリカ−チタニ
アの如きマトリックス物質、並びに例えばシリカ−アル
ミナ−トリア、シリカアルミナ−ジルコニア、シリカ−
アルミナ−マグネシアおよびシリカ−マグネシア−ジル
コニアの如き三元組成物と組み合わすこともできる。マ
トリックスはコゲルの形状であってもよい。微細分割状
の結晶性金属有機ケイ酸塩と無機酸化物ゲルマトリック
スとの相対的割合は広く変えることができ、ここで結晶
性の有機ケイ酸塩含有量は組成物の約１−９０重量％の
範囲でありそしてより一般的には約２−約５０重量％の
範囲である。

上記の他に、結晶性のケイ酸チタンであるＥＴＡＳ−１
０をその場における技術を用いてマトリックスと共に加
えることもできる。すなわち、例えば、生成用溶液を前
記の如くして製造することもでき、または生成用溶液が
アルミニウムを含有していなくてもよく、もしくは表３
に示されているものより少ないアルミニウムを含有して
いてもよい。もちろん、それはそれより少量のシリカま
たは苛性物質を含有することもできる。

前記の如くして混合物を製造し、そしてこれに例えばメ
タカオリンの如き反応性粘土を加える。

混合物を配合し、種結晶を加え、そして混合物を微球状
にｒ５霧できるようにするのに充分な水を加えることが
できる。苛性物質、苛性ケイ酸塩または水（充分な苛性
が存在しているなら）の溶液を加え、そしてそれをオー
トクレーブ中で自生圧力下で結晶化させることにより、
微球をＥＴＡＳ−ＩＯにすることができる。メタカオリ
ンの一部をアルミニウムおよび／またはシリカの原料に
供給できることは明白である。

下記の実施例は本発明の新規方法を実施するための最良
の態様を示すものである。

実施例１ 活性化炭素は吸着による鉛の除去についての現在の“技
術水準“を代表し、この分野における当業者にこれらの
限界は良く知られているが現在この用途のために市販さ
れている。

２、　ＯＯＯｐ　ｐｍ（７）鉛浴成約１００ｆｆｉ容量
（ｂｅｄ　　ｖｏｌｕｍｅ）は鉛の除去に有効であると
主張される水精製フィルターがら直接採取された活性化
炭素の２．４ｇの試料に曝された。

該炭素は低性能の潜在的原因としての拡散の限界を排除
するために微細に粉砕（公称２００メツシユ）された。

鉛の除去の特許された手段である加水分解を防止するた
りに、水中の炭素のｐＨ値が測定された。

活性化炭素を含む水のｐＨは、中性から弱酸性であるの
で、鉛の抽出の手段として加水分解を妨げるために溶液
を適合させる必要はないものと思われる。

加えられる鉛の量は、もし鉛が完全に”吸着”されたな
らば、空気平衡（すなはち、水を含んだ）試料上で約１
０重量％の鉛の負荷になるように測定される。

空気平衡化された粉末の活性化炭素の２．４ｇの試料は
、５０ｇの脱イオン化された水で平衡化され、生成しｔ
；水はマグネチック・スターラーで撹拌された。

懸濁液に５０ｇロットの４０００ｐｐｍの鉛浴液（硝酸
鉛として）が加えられた。該鉛／吸着剤混合物はマグネ
チック・スターラーを用いて予め定めた時間間隔で撹拌
され、次いですばやく真空ろ過され精製された溶液から
吸着剤が分離された。

種々の接触時間後の精製溶液中に残存する鉛濃度を表４
に示す。

表４ 接触時間　　　溶液中に残存するＰｂ（ＰＰＭ金属）１
Ｏ秒　　　　　　　　　　　　１７６９１分　　　　　
　　　　　　１７５６ ５分　　　　　　　　　　　１５９０ １５分　　　　　　　　　　　１５１３６０分　　　　
　　　　　　　　１４１０市販の炭素吸着剤は低鉛選択
性、低鉛許容量そして最も重要なのは、高速流量系にお
いて低い鉛除去率であることが証明された。

実施例　２ ２．０００ｐｐｍの鉛浴２、約１００床容１ｋＣｂｅｄ
　　ｖｏ　Ｉ　ｕｍｅ）は高い鉛選択性で知られている
有機イオン交換樹脂、アンバーライト　ＤＰＩ　　（Ａ
ｍｂｅｒｌｉｔｅ　　ＤＰ−１）に曝されｔこ　。

樹脂を含む水のｐＨは、中性から弱酸性であるので、鉛
の抽出の手段として加水分解を妨げるために溶液を予め
酸性化させる必要はないものと思われた。

加えられた鉛の量は、もし鉛が完全に”吸着”されたな
らば、空気平衡（すなはち、水を含んだ）試料上で約１
０重量％の鉛の負荷が得られるように測定された。

納入されたままのアンバーライト　ＤＰ−１イオン交換
樹脂の２．４ｇの試料は、５０ｇの脱イオン化された水
で平衡化され、生成した懸濁液はマグネチック・スター
ラーで撹拌された。

これらの懸濁液に５０ｇロットの４０００ｐｐｍの鉛浴
液（硝酸鉛として）が加えられた。該鉛／吸着剤混合物
はマグネチック・スターラーを用いて予め定めた時間間
隔で、撹拌され、次いですばやく真空ろ過され精製され
た溶液から吸着剤が分離された。種々の接触時間後の”
精製”溶液中に残存する鉛濃度を表５に示す。

致ｊ 溶液中に残存するＰｂ（ＰＰＭ金属） 接触時間 １Ｏ秒 １分 ５分 １５分 ６０分 活性化炭素と比べて、期待される鉛選択率とより高い鉛
詐容量が明らかに証明された一方、該有機樹脂は、せい
ぜい数秒の接触時間が使用できる高速流量精製系にとっ
て許容できない遅い速度で鉛を除去した。

実施例　３ ２、ＯＯＯｐｐｍの鉛浴液、約１００床容量（ｂｅｄ　
　ｖｏｌｕｍｅ）は無機イオン交換剤、ゼオライト　Ａ
（ｚｅｏｌｉｔｅ　　Ａ）に曝された。

ゼオライト　Ａはアルミノけい酸塩ゼオライト物質の中
で入手可能な最高の有効イオン交換容量を示し、そして
それは、広くイオン交換剤として使用されている。

ゼオライト　Ａのような陽イオン交換剤はある程度Ｈ＋
イオンを水から除去するため、溶液を含むゼオライトは
、鉛の除去の手段として加水分解を防止するｔ：め硝酸
により約６にｐＨが合わされた。

加えられる鉛の量は、もし鉛が完全に”吸着”されたな
らは、空気平衡（すなはち、水を含んだ）試料上で約１
０重量％の鉛の負荷が得られるように測定された。

空気平衡化された粉末のゼオライト　Ａの２．４ｇの試
料は、溶液のｐＨが約６になるように予め酸性化された
５０ｇの溶液で平衡化され、マグネチック・スターラー
で撹拌された。

これらの平衡化された混合液に５０ｇロットの４０００
ｐｐｍの鉛浴液（硝酸鉛として）が加えられた。該船／
吸着剤混合物はマグネチック・スターラーを用いて予め
定めた時間間隔で撹拌され、次いですはやく真空ろ過さ
れ精製された溶液から吸着剤が分離された。種々の接触
時間後の精製溶液中に残存する鉛濃度を表６に示す。

表６ 溶液中に残存するＰｂ（ＰＰＭ金属） 接触時間 １０秒 １分 ５分 １５分 ６０分 ゼオライト　Ａは前記実施例の有機イオン交換樹脂より
もさらに大きな選択性及び容量を示した。

しかし前記実施例のように、無機イオン交換剤は、せい
ぜい数秒の接触時間が使用できる高速流量精製系にとっ
て許容できない遅い速度で鉛を除去しｊこ　。

実施例　４ 前記実施例において、細孔径は鉛取り込み速度を遅らせ
るという仮設に基いて、大きな細孔を有するゼオライ＋
−Ｘ（ｚｅｏｒｉｔｅ　　Ｘ）が試験イオン交換剤とし
て使用された。

ゼオライト　Ｘはまたアルミノけい酸塩ゼオライトの標
準に比べて、非常に鉛選択性であることが知られており
、このため鉛除去用アルミノけい酸塩ゼオライトを代表
するものとされている。

２、０００　ｐ　ｐｍの鉛浴液、約１００床容ｔ　（ｂ
ｅｄ　　ｖｏｌｕｍｅ）は、鉛抽出の手段として加水分
解を防止するために予め酸性化された条件で、イオン交
換剤に曝された。

硝酸は酸性化に使用された。

加えられた鉛の量は、もし鉛が完全に〜吸着”されたな
らは、空気平衡（すなはち、水を含んだ）試料上で約１
０重量％の鉛の負荷が得られるように測定されｔこ。

空気平衡化された粉末のゼオライト　Ｘの２．４ｇの試
料は、溶液のｐＨが約６になるように予め酸性化されｆ
：　５０　ｇの溶液で平衡化され、マグネチック・スタ
ーラーで撹拌された。

これらの平衡化された混合液に５０ｇロットの４０００
ｐｐｍの鉛浴液（硝酸鉛として）が加えられた。該鉛／
”吸着剤”混合物はマグネチック・スターラーを用いて
予め定めた時間間隔で撹拌され、次いですばやく真空ろ
過され精製された溶液から吸着剤が分離された。種々の
接触時間後の精製溶液中に残存する鉛濃度を表７に示す
。

接触時間 １Ｏ秒 １分 ５分 １５分 ６０分 表７ 溶液中に残存するＰｂ（ＰＰＭ金属） 決定されなかった 決定されなかった 決定されなかった 試験したうち最も優れた先行技術における物質であった
が、ゼオライト　Ｘはせいぜい数秒の接触時間が使用で
きる高速流量精製系にとって許容できない遅い速度で鉛
を除去した。

実施例　！−４のまとめ 試験した市販の吸着剤およびイオン交換剤は全てかなり
の船容量とイオン交換剤の場合にはかなりの鉛選択率を
示した。残念ながら、全試験物質は、溶液から船を有効
に除去するのに、または高速流量水精製系において接触
に必要なそれらを分別するのには、数秒でなく数分を必
要とした。

実施例　５−７ 以下の実施例はＥＴＳ−１０のような大きな細孔匣の分
子ふるい、そして構造的に関連する物質が高い鉛選択性
と容量と結合して著しく高い取り込み速度を示し、それ
らが短い接触時間の精製プロセスに適用しうろことを示
す。

相当量の金属は、基本的にこれら広い細孔を持つ物質、
特にＥＴＡＳ−１０、との接触により溶液から除去され
る。

実施例　５ この実施例は小さな細孔を持つチタン−けい酸塩の分子
ふるい　ＥＴＳ−４ｉこよる溶液からの相当量の鉛Ｊ）
除去番二ついて示す。

鉛の除去１．！Ｆ分であるが、除去速度は短接触時間プ
ロセスには不十分である。

２．０００ｐｐｍの鉛浴液、約１００床容量（ｂｅｄ　
　ｖ○ｌ　ｕ　ｍ　ｅ　）は、鉛抽出の手段として加水
分解を防止するために予め酸性化された条件で、イオン
交換剤に曝された。

硝酸は酸性化に使用された。

加えられた鉛の量は、もし鉛が完全に“吸着”されたな
らは、空気平衡（すなはち、水を含んだ）試料上で約１
０重量％の鉛の負荷が得られるように測定された。

空気平衡化されたＥＴＳ−４の２．４ｇの試料は、溶液
のｐ　ｌ−（か約６Ｉこなるように予め酸性化された５
０ｇの溶液で平衡化され、マグネチック・スタラーで撹
拌された。

これらの酸性化された混合液に５０ｇロットの４０００
ｐｐｍの鉛浴液（硝酸鉛として）が加えられた。該鉛／
゛′吸着剤”混合物はマグネチック・スターラーを用い
て予め定めた時間間隔で撹拌され、次いでずはやく真空
ろ過され精製された溶液から吸着剤か分離された。種々
の接触時間後の精製溶液中に残存する鉛濃度を表８に示
す。

表８ 接触時間　　　溶液中に残存するＰｂ（ＰＰＭ金属）１
０秒　　　　　　　　　　　　１２５０１分　　　　　
　　　　　　９３５ ５分　　　　　　　　　　　　　８０ １５分　　　　　　　　　　　　　４ ６０分　　　　　　　　　　決定されなかった小さい細
孔のゼオライｌ−Ａと同様、鉛の除去はできるものの、
その除去速度は短接触時間精製プロセスに必要な高速除
去には長すぎる接触時間を要した。

実施例　６ この実施例は広い細孔を持つチタン−けい酸塩分子ふる
いであるＥＴＳ−１０により溶液からの十分かつ高速の
鉛の相当量の除去を証明する。

測定された速度は短接触時間プロセスに十分であろう。

２、．００１）ｐｐｍの鉛浴液、約１００床容量（ｂｅ
ｄ　　ｖｏｌｕｍｅ）は、鉛抽出の手段として加水分解
を防止するために予め酸性化された（硝酸）条件で、イ
オン交換剤に曝された。

加えられる鉛の量は、もし鉛が完全に”吸着”されたな
らは、空気平衡（すなはち、水を含んだ）試料上で約１
０重量％の船の負荷が得られるように測定された。

空気平衡化されたＥＴＳ−１０の２，４ｇの試料は、溶
液のｐＨが約６になるように予め酸性化された５０ｇの
溶液で平衡化され、マグネチック・スターラーで撹拌さ
れた。

これらの中性化された混合液に５０ｇロットの４０００
ｐｐｍの鉛浴液（硝酸鉛として）が加えられた。該鉛／
”吸着剤”混合物はマグネチック・スターラーを用いて
予め定めた時間間隔で撹拌され、次いですばやく真空ろ
過され精製されｔ；溶液から吸着剤か分離された。種々
の接触時間後の精製溶液中に残存する鉛濃度を表９に示
す。

表９ 接触時間　　　溶液中に残存するＰｂ（ＰＰＭ金属）１
０秒　　　　　　　　　　　　　８ １分　　　　　　　　　　　　５ ５分　　　　　　　　　　　　　３ １５分　　　　　　　　　　決定されなかった６０分　
　　　　　　　　　決定されなかった９９．５％以上の
鉛は１０秒以内に除去された。

最終使用における鉛ろ過において見られるであろう床の
形状において、基本的に鉛を含まない精製水の大きな通
過量が可能になるであろう。

実施例　７ この実施例はＥＴＳ−１０構造の誘導体、ＥＴＡｓ−ｉ
ｏによる、基本的に接触による溶液からの完全かつ高速
な鉛の除去を示す。

この完全な、基本的に瞬間的な“精製”は理想的に最終
使用鉛ろ過のような短接触時間プロセスに適する。

２　、　ＯＯＯｐ　ｐ　ｍノ鉛溶液、約１００床容量（
ｂｅｄ　　ｖｏｌｕｍｅ）は、鉛抽出の手段として加水
分解を防止するために予め酸性化された（硝酸）条件で
、イオン交換剤に曝された。

加えられる鉛の量は、もし鉛が完全に“吸着”されたな
らば、空気平衡（すなはち、水を含んだ）試料上で約１
０重量％の鉛の負荷が得られるように測定された。

空気平衡化されたＥＴＡＳ−１０の２．４ｇの試料は、
溶液のｐＨが約６になるように予め酸性化されｔ；５０
　ｇの溶液で平衡化され、マグネチック・スターラーで
撹拌された。

これらの中性化された混合液に５０ｇロットの４０００
ｐｐｍの鉛浴液（硝酸鉛として）が加えられた。該鉛／
”吸着剤”混合物はマグネチック・スターラーを用いて
予め定めた時間間隔の間撹拌され、次いですばやく真空
ろ過され精製された溶液から吸着剤が分離された。種々
の接触時間後の精製溶液中に残存する鉛濃度を表ＩＯに
示す。

表１Ｏ 接触時間　　　溶液中に残存するＰｂ（ＰＰＭ金属）１
０秒　　　　　　　　　　　　　２ １分　　　　　　　　　　　決定されなかった５分　　
　　　　　　　　決定されなかった１５分　　　　　　
　　　　決定されなかった６０分　　　　　　　　　　
　決定されなかった鉛の除去は接触により基本的に完全
であった。このような物質は重大な接触時間の制限なく
流れを通すことで鉛を基本的に完全に除去する。

実施例　５−７のまとめ 試験した全ての物質が、反応機構として加水分解を防止
する酸性条件下（こおいても、溶液から全ての可能な鉛
を除く能力を発揮した。

ＥＴＳ−４は短接触時間への適用には遅すぎる。

ＥＴＳ−１０−型結晶構造にもとずく大きな細孔の物質
、特にＥＴＡＳ−１０，は完全にかつ相当の速度で溶液
から鉛を除去する。

これはまさメこ最終使用均〜水ろ過のような短接触時間
への適用に要求されることである。

結論：飲用水の鉛汚染除去は大きな社会の関心事になっ
てさた。従来の吸着剤は最終使用高速流量水精製システ
ムを可能にするのに十分な鉛除去速度を与えていない。

かかる物質を欠くことは大きな社会に対する侵害であり
”鉛問題”をなくすのに大きな損失となる。

ＥＴＳ−１０とその結晶構造の誘導体は、かかる鉛と重
金属汚染の除去の関係の要求を満たすものと思われる。

実施例８−９ 下記の実施例では、２種の試験シリーズを実施して蛇口
飲料水用途に関する低い（ｐｐｂ範囲）鉛濃度における
ＥＴＳ−１０型物質の鉛除去性質を測定した。

第一シリーズはバッチ反応器中で実施され、そして一方
では脱イオン化水を用いてそして他方では水道水を用い
る２種の試験シリーズを行った。

３種の吸着剤であるＥＴＡＳ−１０，ゼオライトＹおよ
びゼオライトＬを該バッチ反応器内で試験した。全ての
吸着剤は粉末状でありそして下記の試験条件下で試験さ
れた： 吸着剤、ｇｒ木　　：０．Ｏ１５ 溶液中の鉛、ｐｐｂ：１５０および１５００溶液、ｇｒ
　　　　　＋　１０００ 固体／液体比　　　＋１／６６．６６７充填量　　　　
　　：１％および１０％水源　　　　　　　：脱イオン
化水または水道水木空気平衡化後に測定された重量。

５分間および１時間の混合時間後に、溶液を濾過して吸
着剤を除去しそして商品名「リードトラックＤＲ１００
Ｊとして市販されている熱量計を用いて鉛濃度を試験し
た。下表は溶液中の鉛濃度対時間を示している。

表ＩＩ ＥＴＡＳ−１０対ゼオライトの鉛除去性−バッチ反応器
混合時間 昶ｙ　摩ｙ　陸１　摩ｙ 出発溶液中の鉛、ｐｐｂ　　　　　　１５０　　１５０
　１５００　１５００実施例８　　　　　　　　　　脱
イオン化水を用いる試験溶液中に残存している鉛、ｐｐ
ｂ ＥＴＡＳ−１０２５１３１８１３ ゼオライトＹ　　　　　　　　　８ｏ　　　５　１５ｏ
（１）　４゜ゼ第５イｌ−Ｌ　　　　　　　　　　１２
５　　１２５　　１５０　　１２０実施例９　　　　　
　　　　　水道水を用いる試験溶液中に残存している鉛
、ｐｐｂ ＥＴＡＳ−１０１２５６３＞１５０　　＞１５０ゼ第５
イトＹ　　　　　　　　　　１５０　　１５０　　＞１
５０　　＞１５０ゼ：ｔライトＬ　　　　　　　　　１
５０　　１５０　　＞１５０　　＞１５０（１）検出限
界範囲は２−１５０ｐｐｂ　Ｐｂである。

上記の表中のデータは、ＥＴＡＳ−１０が鉛が脱イオン
化水田発溶液中の１５０ｐｐｂ及び１５００ｐｐｂの両
方の鉛計算濃度においてゼオライトＹおよびゼオライト
Ｌより速く鉛を除去することを示している。同様な結果
は１５０ｐｐｂ水道水に関しても見られる。１５０ｐｐ
ｂＰｂ水道水に対するＥＴＡＳ−１０の鉛除去性質は脱
イオン化水はど有効ではないが、ゼオライトＹおよびゼ
オライトＬの両者は全く無効である。このことはＥＴＡ
Ｓ−１０は例えばカルシウムおよびマグナセウムの如き
競合カチオンを含有している水中ではゼオライトＹおよ
びゼオライトＬより良好な鉛選択性を有することを示し
ている。典型的には、１ｓｏｐｐｂｐｂ水道水は下記の
ものを含有している： Ｐｂ　　　　　　　Ｃａ　　　　　　　Ｍｇイオン濃Ｋ
　　１５０　ｐｐｂ　　２５０　ｐｐｍ　　１５０　ｐ
ｐｍ原子当量　　　１　　　　８６００　　　８６００
従って１５０ｐｐｂＰｂ水道水溶液中では、ｌ原子のｐ
ｂは１７２００原子のＣａおよびＭｇに競合しなければ
ならない。

１５０ｐｐｂＰｂ水道水溶液を用いては、結論を引き出
せない。全ての試験された物質に関する溶液中に残って
いる鉛濃度は試験装置の検出限界より高い。

全体として、バッチ反応器中での脱イオン化水および水
道水を用いる場合のＥＴＡＳ−１ｏの鉛除去性および選
択性はゼオライトＹおよびゼオライトＬより良好である
。しかしながら、例えば飲料水用途の如き連続システム
では、このシステム中の液体一固体接触時間が上表中に
示されているような分単位でなく秒単位であるためこれ
らのデータは充分なものではない。

実施例１０ 蛇口飲料水用途におけるＥＴＡＳ−１０の鉛除去速度を
測定するために、実験シリーズを固定床反応器中で実施
例９で使用されたのと同じ水道水を用いて尖施した。

試験条件 実測値 吸着剤、Ｇ１・＊１６ 溶液中の鉛、ｐｐｂ　　　　　　ｌ　５０ｐＨ７，５＋
／−０，５ 溶液流速、ｃｃ／分　　　　　１０００空間時間、ｇｒ
、分／ｃｃ　　　　Ｏ，０１６水源　　　　　　　　　
　１６０００ｃｃの水道水４種の吸着剤：　ＥＴＡＳ−
１０，ゼオライトＹ、ゼオライトＡ、および活性炭、を
試験した。ＥＴＡＳ−１０はマイナス１００プラス４０
０寸法（米国ふるい）のふるいにかけられた塊である。

ゼオライトＹはナトリウム形のマイナス１００プラス３
２５寸法（米国ふるい）のふるいにかけられた微球であ
る。ゼオライトＡは市販の１／１６″のものである。水
道水を用いて１５０ｐｐｂＰｂを含有している流入溶液
を製造した。流出液試料を１．５、ＩＯｌおよび１５分
間の印のところで採取した。下表は、試験条件および全
ての吸着剤に関する流出液中の絶対時間を示している。

表９ 試験条件および流出液中の鉛 水道水使用 ＥＴＡＳ−１０ゼオライトＸ　ゼオライトＡ　ｇａｙ吸
着剤 重量、ｇ目　　　　１６　　　　１６　　　　　１６　
　　　　１６形状　　　　　　塊　　　　微球　　　押
し出し物　　塊寸法　　　　　１００／４００　１００
／３７５　　　１／１６″　　　２０１５０出発ｐＨ”
　　　　　１０．３　　　８．６　　　　８．６　　　
　　８．２最終的ｐＨ”　　　　７．１　　　７．２　
　　　７．２　　　　　７．２流入溶液 ｐｂ濃度、ｐｐｂ　　　　１５０　　　１５０　　　　
　１５０　　　　　１５０流速、ＣＣ／分　　　１００
０　　　１０００　　　　１０００　　　　１０００容
量、（Ｃ１６０００１６０００１６０００１６０００流
出液鉛濃度、ｐｐｂ（３） １分後　　　　　＜２　　　　２０　　　　　　　　　
　　８０５分後　　　　　＜　２　　　　４０　　　　
　５５　　　　　　（１０１０分後　　　　　＜２　　
　　４０　　　　　　　　　　　９５１５分後　　　　
　＜　２　　　　３５　　　　　９５　　　　　９３本
空気平衡化後に測定された重量。

（１）１６ｇｒの吸着剤／　２００　ｃ　ｃの水道水の
ｐＨ＋２１１６　ｇｒの吸着剤１０．１Ｎ　ＨＮＯ，を
含む２００ｃｃの水道水のｐＨ ４３１２ｐｐｂが試験装置の検出限界である。

１００／′４００メ７シユのＥＴＡＳ−１０を含有して
いる固定床反応器の流出液中のＰｂ濃度は、国立衛生温
合−飲料水処理部門により設定されそして１９８８年８
月３日にＥＰＡにより提唱されている５ｐｐｂの最大Ｐ
ｂ汚染基準に明らかに合致している。ｌ　ＯＯ／４００
メツンユのＥＴＡＳ−１０は七オライドＡ、ゼオライト
Ｙおよび活性炭より良好なＰｂ選択性を有している。ゼ
オライトＡ１ゼオライトＹおよび活性炭の流出液中の鉛
は時間につれて増加するが、それはＥＴＡＳ−１０に関
しては一定のままである。ゼオライトＡおよびＹに関す
る時間につれての流出液中のＰｂの増加は多分Ｃａおよ
びＭｇがこれらの物質上に吸着される時の活性位置の有
効性損失によるものであろう。

夏ｊ例１１ 下記の反応物類を磁気スタラーを用いて混合しそして配
合することにより、Ｔ　ｉ　Ｃｌ　ａ溶液を製造した： 濃ＭＣＩ　　　　　　　３２２１ｇ ＴｉＣ１，１４８０ｇ 脱イオン化ＨｚＯ１２９９ｇ０ 下記の反応物類を過熱されたスタラーを用いて混合しそ
して配合することにより、アルカリ性のケイ酸塩溶液を
製造した； Ｎ■商標ケイ酸　　　５５８０ｇ ナトリウム ＮａＯＨ１４６０ｇ ＫＦ　　　　　　　　　　４１６ｇ 脱イオン化Ｈ２０３０８ｇ。

Ｔ１Ｃｌ、溶液の一部（３，４５６ｇ）を過熱されたス
タラーを用いてアルカリ性のケイ酸塩溶液全体と混合し
そして配合させた。この混合物に、３７６ｇのサチント
ーン■Ｎｏ、２メタカオリンを加え、そして混合物を過
熱されたスタラーを用いて生成したゲルが均質になるま
で充分配合したこのゲルに３５０−５００　’Ｃで■焼
された５４゜ＯｇのＥＴＡＳ−１０の種結晶を加えた。

ゲルを再び過熱されたスタラーを用いてそれが均質にな
るまで配合した。

上記のゲルに、１０００ｇの脱イオン化水を加えながら
、過熱されたスタラーを用いて混合して約５００−１０
００センチポイズ（ブルックフィールド）の粘度を有す
るゲルを生成した。

ゲルをストック−ボーエンノズル乾燥機を用いて下記の
条件下でｒ！ＸＷ乾燥した： 出ロ温度　　　　　１３０−１３５°Ｃ入り口温度　　
　　３７０°Ｃ 流速　　　　　　　３００ｍ１／分 圧力降下　　　　　５．５ｐｓｉ ノズル数　　　　　０８ 生成物収量は３５３０グラムの流動性微球であり、それ
は大部分が下記のモル比： Ｓｉ／Ｔｉ＝６．８５ Ａ　Ｉ　／　Ｔ　ｉ　−０、８８ を有するマイナス６０プラス３２５（米国ふるい）の寸
法範囲であった。

微球を空気中で４００℃において約１時間にわたり燻焼
しｔ二。

１キロプラムの■焼された微球を、２．０重量％のＮａ
ＯＨおよび１．０重量％のＫＯＨを含有している等重量
の水溶液と混合した。混合物を自生圧力下で撹拌せずに
２００　’Ｃにおいて２４時間にわたりオートクレーブ
にかけた。結晶化した生成物をふるいにかけてマイナス
１００プラス３２５寸法（米国ふるい）にして、３００
グラムの生成物を生成した。

ふるいｌこかけられた生成物を２リツトルの脱イオン化
水中で１５分間にわたり沸騰させ、真空濾過し、そして
１２５°Ｃで２時間乾燥した。

粉末Ｘ−線分析は、約７０％の結晶性を有するＥＴＡＳ
−１０が生成したことを示した。

ｅ球を、水道水が Ｐｂ　　　　　９且　　　　姓盈 低濃度　　　１５０　ｐｐｂ　　　５３　ｐｐｂ　　　
　１２　ｐｐｂ当量数　　　　１　　　　１８００　　
　　７００を含有していること以外は寅絶倒１ｏに示さ
れている試験工程ｌこかけた。

水道水は６　５７．５のｐＨを有しているため、１）Ｈ
調節は必要でなかった。１５分間の平衡期間後に、流出
液中では測定可能な鉛（＜２ｐｐｂ）は検出されなかっ
た。（この試験は「短時間」試験と称される。） 上記の［短時間ｊ試験の他に、微球をそれより長い期間
にわたりさらに厳しい鉛衆去試験にかけｌこ。

この試験では、４０ｃｃ（２０グラム）の微球を２−１
／４　インチの高さおよび２インチの内径を有する室の
中に入れた。室の残部にはガラスウールが充填されてい
た。

Ｖ短時間ゴ試験で使用されたものと同一の水道水を該室
の中に毎分３リツトルの流速で通した。

流出液の鉛濃度を該室の中を通過する２５ガロンの水道
水毎に商品名［リードトラックＤＲＩ　ＯＯＪとして市
販されている前記の熱量計を用いて測定した。下記の結
果が得られた。

流出液中の絶対水の容量 以上かられかるように、２００ガロンの処理後でさえも
優れた結果が得られた。

実施例１２ ＥＴＡＳ−１０／アタゲル−３６０塊の製造ＥＴＡＳ−
１０粉末を下記の工程により製造しそして塊に調合した
。

下記の反応物類を磁気スタラーを用いて混合しそして配
合することにより、Ｔ　ｉ　ＣＩ　＊溶液を製造した： 濃ＨＣＩ　　　　　　　　　１６１０．７ｇＴｉＣ１，
７３９，８ｇ 脱イオン化８２０　　　　　６４９．５　ｇ。

下記の反応物類を過熱されたスタラーを用いて混合しそ
して配合することにより、アルカリ性ケイ酸塩溶液を製
造した： ＳＤＳケイ酸塩　　３４８７．５ｇ （１４，４重量％のＮａ２Ｏ および２７．１重量％の５ｉｎ２） ＮａＯＨ５５６，３ｇ ＫＦ　　　　　　　　２６１．Ｏｇ。

過熱されたスタラーを用いてＴ　ＩＣｌ　４溶液の一部
（２１６０，０ｇ）をアルカリ性ケイ酸塩溶液全体と混
合しそして配合した。この混合物に、１１５．３ｇのＮ
ａＡ　ｌ○２を３９３．８ｇの脱イオン化Ｈ２０中に溶
解させることにより製造されたアルミン酸ナトリウムの
溶液を加えそして配合した。この混合物に３３．８グラ
ムのＥＴＡＳＩＯの種結晶を加えた。混合物を過熱され
たスタラーを用いてそれが均質になるまで充分配合した
。

次にゲルをワーニングφブレンダー■中に入れ、モして
ｌＯ＋）間にわたり配合した。ゲルのｒｌ）ＨＪは１５
分間の平衡期間後に我々の標準的な１００：１希釈技術
を用いて１０．９であると測定された。混合物を自生圧
力下で撹拌せずに２００°Ｃにおいて２．４時間にわた
りオートクレーブＪこかけた。

生成物を脱イオン化ＣＤＩ）Ｈ，○を用いて洗浄し、真
空濾過し、そして２００°Ｃにおいて乾燥して、ＥＴＡ
Ｓ−１０粉末を生成した。

下記の物質を使用して塊を製造した： ５００ｇ　　　　ＥＴＡＳ−１０粉末 ５５ｇ　　　　アタゲル−３６゜ １１１ｇ　　　　ｌｉｔ粉（ペン７オード■ガム２８０
ベニツク・アンド・フォード・ リミテッド） 脱イオン化水　３７０　ｇ。

１１ｇの上記の澱粉を３２０ｇの脱イオン化水と混合し
そしてスチーマ−中で２１２下において２０分間調理す
ることにより、孔−生成剤とｊ７て加えられる澱粉溶液
を製造した。この段階は、ａ）澱粉を水中に完全に溶解
させ、そしてｂ）澱粉／′水の流動性を改良するために
、使用された。調理された澱粉を室温に冷却し、その後
にＥＴＡＳ−１０／アタゲル−３６■塊の生成用結合剤
として使用した。

アタゲル−３６■は市販のコロイド等級のアタパルガイ
［・粘土である。アタゲル−３６■の脱水温度１１ＥＴ
ＡＳ−１０（７）１ｍｍ湿温１ｆ１０２０−１１１０下
）より低い。アタゲル−３６の典型的な分析値は、 ６８．０重量％の５ｉｎ２ １２．０重量％のＡｌ２Ｏ。

１０．５重ｉ％のＭｇＯ ５，０重量％のＦｅ２Ｏ。

１．７重量％のＣａＯ １，０重量％のＰ２Ｏ５ １，０重ｉ％のに２０ ０．７重；−％のＴ　ｉ　Ｏ２ である。

アタゲル−３６０の強い粒子一体性により、ＥＴＡＳ−
１０アタゲル−３６＠塊の高い摩擦抵抗性が生しる。

単一速度シグマブレードミキサー中で５００ｇのＥＴＡ
Ｓ−１，０を５５ｇのアタゲル−３６■と配合する二と
により、塊が製造された。配合物が均一に混合された時
に（約１０分間）、４３０ｇの調理された澱粉および５
０ｇの脱イオン化水を配合物に加えそしてさらに２０分
間混合した。

ＥＴＡＳ−１０／アタゲル−３６■／澱粉配合物はダフ
状のコンシスチンシーを有しており、そして型に入れて
数個の直径が２−３インチのケーキ状とし、そして■焼
前に解放コルプライトトレー中に入れた。■焼はマンフ
ル炉の中で４３５’Ｆで６０分間、次に６６０下で６０
分間、そして最後に９００下で７５分間にわたり寅施さ
れた。■焼段階中Ｉこ大きな温度増加をもたらすであろ
う澱粉の急速酸化を防止するために、配合物の遅い燻焼
法を用いた。

最後に、淡褐色のＥＴＡＳ−１０／アタゲルー３６０ケ
ーキを粉砕し、そして湿っｔ：ままふるいにかけてマイ
ナス２０プラス６０メツシユ（米国ふるい）とし、その
後、試料を鉛除去性に関して試験した。最終生成物は、
２５．７ｍ”７ｇの水銀有孔変針により測定された表面
積、０．４５ｇ／ｍｌのかさ密度および０．９ｃｃの孔
容量を有していた。

鉛除去性を実施例１１の「短時間」試験工程により測定
すると、流出液は１５分間の平衡化後に２６ｐｐｂの船
を含有していることが見いだされた。

「短時間」試験の他に、上記の塊をそれより長い期間の
鉛除去試験にかけた。

実施例１１に記されている室の中に、ｌｏＯｃｃ（６７
ｇ）の塊を入れた。ガラスウールは使用しなかった。実
施例１１に記されている水道水を室の中に毎分１リツト
ルの流速で通した。流出液の鉛濃度を前記の方法により
ＩＯガロンの水道水毎に測定した。下記の結果が得られ
た。

流出液中の鉛対水の容量 本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１．１種又は１種より多くの重金属と、カルンウム及び
／′又はマグ不ンウムを包含する競合イオンを含有する
水性溶液から重金属を除去する方法であって、該水性溶
液を、このような重金属が該水性溶液から実質的に除去
されるまで、ＥＴＳ−１０又はＥＴＡＳ−１０のＸ線回
折パターンを有する結晶性分子ふるいと接触させること
を特徴とする方法。

２４該結晶性分子ふるいがＥＴＡＳ−１０である、上記
ｌに記載６方法。

３、該結晶性分子ふるいがＥＴＳ−１０である上記１に
記載の方法。

４、該重金属が、鉛、カドミウム、亜鉛、クロム、ヒ素
及び水銀から成る群より選ばれる、上記２に記載の方法
。

５、該重金属が、鉛、カドミウム、亜鉛、クロム、ヒ素
及び水銀から成る群より選ばれる、上記３に記載の方法
。

６、カルノウム又はマグネシウムを包含する競合カチオ
ンを含有する鉛の水性溶液から鉛を除去する方法であっ
て、該水性溶液を、ＥＴＳ−１０又はＥＴＡＳ−１ｏの
Ｘ線回折パターンを有する結晶性分子ふるいと接触させ
ることを特徴とする方法。

７、該分子ふるいがＥＴＡＳ−１０である、上記６に記
載の方法。

８、該分子ふるいがＥＴＳ−１０である、上記６に記載
の方法。

９、該ＥＴＳ−１ｏが合成されｌ；ままの形態にある、
上記８に記載の方法。

１０．該ＥＴＡＳ−１０が合成されたままの形態にある
、上記７に記載の方法。

特許出願人　　エンゲルハード・コーポレーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１種又は１種より多くの重金属と、カルシウム及び
   ／又はマグネシウムを包含する競合イオンを含有する水
   性溶液から重金属を除去する方法であって、該水性溶液
   を、このような重金属が該水性溶液から実質的に除去さ
   れるまで、ＥＴＳ−１０又はＥＴＡＳ−１０のＸ線回折
   パターンを有する結晶性分子ふるいと接触させることを
   特徴とする方法。 ２、カルシウム又はマグネシウムを包含する競合カチオ
   ンを含有する鉛の水性溶液から鉛を除去する方法であっ
   て、該水性溶液を、ＥＴＳ−１０又はＥＴＡＳ−１０の
   Ｘ線回折パターンを有する結晶性分子ふるいと接触させ
   ることを特徴とする方法。