石膏的制造方法及水泥組合物的制造方法技術

本發明專利技術提供一種石膏制造方法、及使用通過該石膏制造方法所制造的石膏的水泥組合物的制造方法。本發明專利技術的石膏制造方法包括向含有重金屬的廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出的步驟(A)，且在步驟(A)中，使向廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出時的廢硫酸的pH變成3.0以下。本發明專利技術的水泥組合物的制造方法包括通過本發明專利技術的石膏制造方法來制造石膏的步驟、以及使用制造石膏的步驟中所制造的石膏來制造水泥組合物的步驟。本發明專利技術的石膏制造方法可直接使用含有重金屬的廢硫酸來制造重金屬的含量低的石膏。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種有效利用含有重金屬的廢硫酸來制造石膏的石膏制造方法、及使用通過該石膏制造方法所制造的石膏來制造水泥組合物的水泥組合物的制造方法。
技術介紹
利用鈣化合物對各種工業生產的步驟中所產生的硫酸進行中和處理，而制造作為其副產物的石膏的方法廣為人知。但是，關于含有許多重金屬的廢硫酸，石膏中的重金屬的含量也變高，因此作為石膏的利用受到限定。因此，已提出有由含有重金屬的廢硫酸制造重金屬的含量低的石膏的各種方法。例如，當使用含有鐵成分作為重金屬的廢硫酸來制造鐵成分的含量低的石膏時，事先實施削減鐵成分的處理后使用廢硫酸、或僅在鐵不會析出的低pH區域的反應中制造石膏。作為從含有鐵成分的廢硫酸中減少鐵成分，由此對含有鐵成分的廢硫酸進行處理的方法，例如專利文獻1中所記載的廢硫酸的處理方法及專利文獻2中所記載的廢硫酸的處理方法作為現有技術而為人所知。根據專利文獻1中所記載的廢硫酸的處理方法，對含有鐵成分的廢硫酸進行冷卻，使硫酸亞鐵析出并分離去除，而降低廢硫酸中的鐵成分濃度。另外，根據專利文獻2中所記載的廢硫酸的處理方法，將濃硫酸混入至廢硫酸中，由此使該廢硫酸的硫酸濃度變得非常高，而使鐵成分的溶解度下降，并使硫酸鐵結晶從溶解有鐵成分的廢硫酸中析出，且將該硫酸鐵結晶去除，由此削減溶解在廢硫酸中的鐵成分。[現有技術文獻][專利文獻][專利文獻1]日本專利特開2004-256334號公報[專利文獻2]日本專利特開2002-284509號公報
技術實現思路
[專利技術所要解決的問題]但是，當使用通過廢硫酸的處理方法削減了鐵成分的廢硫酸制造石膏時，存在石膏的制造變得繁雜這一問題。另外，也有可能產生難以將鐵成分含量降低至足以制造石膏的水平為止的情況。另一方面，當僅在鐵不會析出的低pH區域的反應中制造石膏時，可制造石膏的量變少，無法充分地利用硫酸。因此，本專利技術的目的在于提供一種不限于含有鐵成分的廢硫酸，可直接使用含有重金屬的廢硫酸來制造重金屬的含量低的石膏的石膏制造方法，及使用通過該石膏制造方法所制造的石膏來制造水泥組合物的水泥組合物的制造方法。[解決問題的技術手段]本專利技術者等進行努力研究的結果，發現通過調整向含有重金屬的廢硫酸中直接添加鈣源來使石膏析出時的廢硫酸的pH，可降低所析出的石膏中的重金屬的含量，從而完成了本專利技術。即，本專利技術如下所述。[1]一種石膏制造方法，其特征在于：包括向含有重金屬的廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出的步驟(A)，且在步驟(A)中，使向廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出時的廢硫酸的pH變成3.0以下。[2]根據所述[1]中記載的石膏制造方法，其特征在于：還包括將步驟(A)中所析出的石膏從廢硫酸中分離去除的步驟(B)，以及向分離去除了石膏的廢硫酸中添加選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鎂所組成的群組中的至少一種來使重金屬的氫氧化物析出的步驟(C)，且在步驟(C)中，使向廢硫酸中添加選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鎂所組成的群組中的至少一種來使氫氧化物析出時的廢硫酸的pH變成3.5以上、10.0以下。[3]根據所述[2]中記載的石膏制造方法，其特征在于：還包括將步驟(C)中所析出的氫氧化物從廢硫酸中分離去除的步驟(D)、以及向分離去除了氫氧化物的廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出的步驟(E)。[4]一種水泥組合物的制造方法，其特征在于：包括通過根據所述[1]至[3]中任一項記載的石膏制造方法來制造石膏的步驟、以及使用制造石膏的步驟中所制造的石膏來制造水泥組合物的步驟。(專利技術的效果)根據本專利技術，可提供一種能夠直接使用含有重金屬的廢硫酸來制造重金屬的含量低的石膏的石膏制造方法、及使用通過該石膏制造方法所制造
的石膏來制造水泥組合物的水泥組合物的制造方法。具體實施方式[石膏的制造方法]以下，對本專利技術的石膏制造方法進行說明。本專利技術的石膏制造方法包括向含有重金屬的廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出的步驟(A)。步驟(A)在步驟(A)中，向含有重金屬的廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出。(重金屬)本專利技術的重金屬是比重超過5的金屬，重金屬例如可列舉：鐵、鋅、鉻、鉛、鎘、銅、錫、汞、鎳及鈷等。在廢硫酸中含有鐵、鋅及鉻的情況多。(廢硫酸)步驟(A)中所使用的廢硫酸只要是含有重金屬者，則并無特別限定。含有重金屬的廢硫酸例如為用于鋼板的酸洗后的硫酸及銅精煉中所產生的硫酸等。(鈣源)步驟(A)中所使用的鈣源是含有鈣的化合物及將這些化合物作為主成分的各種材料，只要是石膏以外者，則并無特別限定。鈣源例如可列舉：氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、磷酸鈣、氟化鈣及氯化鈣等。這些鈣源可單獨使用一種、或將兩種以上組合使用。這些鈣源之中，優選的鈣源可列舉氧化鈣及碳酸鈣等。另外，也可以將貝殼或未加工的混凝土污泥(concrete sludge)等鈣的含量大的廢棄物用作鈣源。這些所例示的鈣源可單獨使用一種、或將兩種以上組合使用。(鈣源的添加量)鈣源的添加量是以添加有鈣源的廢硫酸的pH收斂在3.0以下，優選收斂在2.5以下，更優選收斂在2.0以下的范圍內的方式進行控制。(石膏)步驟(A)中所析出的石膏為二水石膏及/或無水石膏。廢硫酸中的重金屬幾乎不會析出，而殘留在廢硫酸中，因此步驟(A)中所析出的石膏中的重金屬的含量小。在步驟(A)中，使向廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出時的廢硫酸的pH變成3.0以下，優選變成2.5以下，更優選變成2.0以下。若廢硫酸的pH大于3.0，則與石膏一同析出的重金屬的化合物的析出量變高，石膏中的重金屬的含量變高。另外，只要石膏析出，則向廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出時的廢硫酸的pH的下限值并無特別限定。廢硫酸的pH的下限值例如為1.0。(水)在步驟(A)中，為了調整添加有鈣源的廢硫酸的粘度等，也可以向混合物中添加水。可用于本專利技術的石膏制造方法的水例如可列舉：離子交換水、純水、蒸餾水及自來水等。這些水可單獨使用一種、或將兩種以上組合使用。另外，也可以利用對在后述的步驟(F)中分離去除石膏時所產生的濾液進行處理所獲得的排水。本專利技術的石膏制造方法可進一步包括：將步驟(A)中所析出的石膏從廢硫酸中分離去除的步驟(B)，以及向分離去除了石膏的廢硫酸中添加選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鎂所組成的群組中的至少一種來使重金屬的氫氧化物析出的步驟(C)。步驟(B)在步驟(B)中，將步驟(A)中所析出的石膏從廢硫酸中分離去除。(分離去除)可通過使石膏沉淀來將石膏從廢硫酸中分離去除，也可以通過對含有石膏的廢硫酸進行過濾來將石膏從廢硫酸中分離去除。另外，也可以采用使用液體分流器、傾析器、離心分離機、壓濾機等固液分離裝置的分離方法來將石膏從廢硫酸中分離去除。這些分離去除方法可單獨實施，也可以將兩種以上組合來實施。步驟(C)在步驟(C)中，向分離去除了石膏的廢硫酸中添加選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鎂所組成的群組中的至少一種來使重金屬的氫氧化物析出。(選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鎂所組成的群組中的至少一種)選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鎂所組成的群組中的至少一種與廢硫酸中的重金屬進行反應而使重金屬的氫氧化物析出，并且與廢硫酸中
的硫酸進行反應而生成水溶性的硫酸鹽。(廢硫酸的pH)在步驟(C)中，以使向廢硫酸中添加選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鎂所組成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種石膏制造方法，其特征在于：包括向含有重金屬的廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出的步驟(A)，且在所述步驟(A)中，使向所述廢硫酸中添加所述鈣源來使所述石膏析出時的所述廢硫酸的pH變成3.0以下。

【技術特征摘要】
2015.03.17 JP 2015-053401;2015.11.17 JP 2015-224641.一種石膏制造方法，其特征在于：包括向含有重金屬的廢硫酸中添加鈣源來使石膏析出的步驟(A)，且在所述步驟(A)中，使向所述廢硫酸中添加所述鈣源來使所述石膏析出時的所述廢硫酸的pH變成3.0以下。2.根據權利要求1所述的石膏制造方法，其特征在于：還包括將所述步驟(A)中所析出的所述石膏從所述廢硫酸中分離去除的步驟(B)，以及向分離去除了所述石膏的廢硫酸中添加選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鎂所組成的群組中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：門野壯，森川卓子，小西正芳，
申請(專利權)人：住友大阪水泥株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP