氟不溶化劑和其制造方法技術

本發明專利技術提供可在短時間充分使氟不溶化的氟不溶化劑和其制造方法。氟不溶化劑，其特征在于，含有95～40質量％的磷酸氫鈣二水合物和5～60質量％的氫氧化磷灰石（合計100質量％）而成。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。從環境保護的角度考慮，使用氟不溶化劑將土壤、排水中的氟、進而廢棄物、例如廢石膏中的氟進行不溶化。本專利技術涉及上述的改良。
技術介紹
目前，已知作為上述氟不溶化劑，除了各種鋁化合物、鈣化合物以外，還有磷酸鈉 (Na3PO4 )、磷酸氫二鈉(Na2HPO4 )、磷酸二氫鈉(NaH2PO4X磷酸氫鈣二水合物(CaHPO4 · 2H20)、 氫氧化磷灰石(也稱作為氫氧磷灰石或羥基磷灰石，( (PO4) 30H)等各種磷酸化合物(例如參考專利文獻1 4，非專利文獻1和2)。但是，這些目前的氟不溶化劑存在原本氟的不溶化就不充分，尤其是氟的不溶化費時間的問題。專利文獻專利文獻1日本特開2005 - 305387號公報專利文獻2日本特開2006 - 341196號公報專利文獻3日本特開2007 - 216156號公報專利文獻4日本特開2010 - 53266號公報非專利文獻非專利文獻 1 Journal of the European Ceramic Society 26 (2006) 767-770 非專利文獻2分析化學34 (1985) 732 — 735。
技術實現思路
本專利技術試圖解決的問題是提供可在短時間使氟不溶化的氟不溶化劑及其制造方法。解決上述課題的本專利技術涉及氟不溶化劑，其特征在于，含有95 40質量％的磷酸氫鈣二水合物和5 60質量％的氫氧化磷灰石(合計100質量％)而成。另外，本專利技術涉及上述氟不溶化劑的制造方法，其特征在于，在消石灰的水分散液中，一邊攪拌一邊用5分鐘以上且使磷酸/消石灰=1/1 1/1.5 (摩爾比)的比例緩慢添加磷酸的水溶液，使其進行反應，并將固形成分從該反應體系中分離。首先，對于本專利技術的氟不溶化劑進行說明。本專利技術的氟不溶化劑含有磷酸氫鈣二水合物(以下簡寫為DCPD )和氫氧化磷灰石(以下簡寫為HAP )。在本專利技術的氟不溶化劑中，DCPD除了工業用的以外，還有化妝品用、食品添加劑用、醫藥品用等各種級別的市售品，因此可以使用它們，也可以使用另外制造的產品。對于 DCPD,已知工業上一般通過使消石灰的水分散液和磷酸在pH調節至4 5的水系介質中反應來制造，在上述反應時使用各種添加劑(日本特開昭63 - 215505號公報，日本特開平 6 - 191808號公報，日本特開平6 - 298505號公報，日本特開平7 — 2504號公報，日本特開平7 - 10511號公報，日本特開平8 - 165108號公報等)，因此可以使用由這些現有方法制造的DCPD。另外，在本專利技術的氟不溶化劑中，HAP也有來源于天然的或化學合成的等各種級別的市售品，因此可以使用它們，也可以使用另外制造的產品。HAP工業上一般通過將鈣鹽的水溶液、例如硝酸鈣的水溶液和磷酸的水溶液混合，并將PH調節至8 9左右來制造，因此也可以使用通過上述現有方法制造的產品。根據本專利技術人的試驗，認為對于DCPD，雖然不能說充分但仍具有相應的氟不溶化能力，HAP的氟不溶化能力比上述DCPD的氟不溶化能力低。但是，如果以特定比例并用DCPD 和HAP，則可以產生由DCPD、更不用說HAP的氟不溶化能力無法預測的高水平的氟不溶化能力。如果以特定比例并用DCPD和HAP，則兩者對于氟的不溶化產生協同作用，能夠以短時間充分地使氟作為氟磷灰石而不溶化。本專利技術的氟不溶化劑含有DCPD 95 40質量％和HAP 5 60質量％ (合計100 質量％)而成。如果以上述范圍內的比例并用DCPD和HAP，則能夠以短時間充分地使氟作為氟磷灰石而不溶化。同樣的理由，本專利技術的氟不溶化劑優選含有DCPD 90 60質量％ 和HAP 10 40質量％ (合計100質量％)而成，更優選含有DCPD 90 80質量％和HAP 10 20質量％ (合計100質量％ )而成。對于任一種情況，即使混合存在在制造DCPD、HAP 時不可避免含有的其它成分也沒有關系。在本專利技術的氟不溶化劑中，DCPD為結晶質的，HAP有結晶質的和非晶質的。對于上述結晶性，可以通過X射線衍射(XRD)、熱天平/差熱分析(TG/DTA)、掃描型電子顯微鏡觀察(SEM觀察)等來確認。在本專利技術的氟不溶化劑中，HAP優選為非晶質的。這是因為與使用結晶質的HAP的情況相比更能形成高性能的氟不溶化劑的緣故。接著，對于本專利技術的氟不溶化劑的制造方法(以下簡稱為本專利技術的制造方法)進行說明。本專利技術的氟不溶化劑例如可以通過將市售的DCPD和市售的HAP以上述特定的比例混合來制造，但優選如下述那樣來制造，這是因為能夠得到更高性能的氟不溶化劑。在本專利技術的制造方法中，使消石灰(Ca (OH)2)和磷酸(H3PO4)在水系介質中進行反應。在本專利技術的制造方法中，為了得到始終穩定且高性能的氟不溶化劑，限定使用消石灰。磷酸除了使用所謂試劑級、食品添加劑用的磷酸以外，還可以使用純度低的工業用磷酸、廢磷酸。在本專利技術的制造方法中，上述的使消石灰和磷酸在水系介質中進行反應，是在消石灰的水分散液(水懸浮液)中，一邊攪拌一邊用5分鐘以上緩慢添加磷酸的水溶液，使其進行反應。雙方反應時的添加順序和時間是重要的，在磷酸的水溶液中添加消石灰的水分散液不能得到高性能的氟不溶化劑。另外，即使在消石灰的水分散液中添加磷酸的水溶液，但如果是一次性加入全部量的磷酸水溶液，也不能得到高性能的氟不溶化劑。在本專利技術的制造方法中，如上述那樣，在消石灰的水分散液中一邊攪拌一邊用5分鐘以上緩慢添加磷酸的水溶液，優選用20 60分鐘緩慢添加磷酸的水溶液。另外在本專利技術的制造方法中，在消石灰的水分散液中，一邊攪拌一邊用5分鐘以上且使磷酸/消石灰=1/1 1/1. 5 (摩爾比)的比例緩慢添加磷酸的水溶液，使其進行反應。通過在消石灰的水分散液中，以磷酸/消石灰=1/1 1/1.5 (摩爾比)的比例、優選磷酸/消石灰=1/1. 1 1/1. 2 (摩爾比)的比例緩慢添加磷酸的水溶液，可以得到高性能的氟不溶化劑。在本專利技術的制造方法中，使用的消石灰的水分散液的濃度、磷酸的水溶液的濃度沒有特別地限定，但優選使用0. 3 3摩爾/dm3的摩爾濃度的消石灰的水分散液，磷酸的水溶液使用0. 5 10摩爾/dm3的摩爾濃度的溶液。另外，兩者反應時的溫度通常為70°C 以下，優選為10 40°C，這是為了能夠始終穩定且有效地得到高性能的氟不溶化劑。進一步地，在本專利技術的制造方法中，對如上所述的使消石灰與磷酸在水系介質中進行反應時的PH沒有特別地限定，優選在兩者反應后，將反應體系的pH調節至4. 50 8. 00，更優選調節至5. 00 7. 50，特別優選調節至5. 50 7. 00。兩者反應后的反應體系的pH為4. 50 8. 00時，不重新調節pH，但當pH不在上述范圍時，添加堿性劑的水溶液、例如氫氧化鈉的水溶液，如上進行PH調節，由此可以始終穩定且有效地得到高性能的氟不溶化劑。在本專利技術的制造方法中，如以上說明的那樣，在消石灰的水分散液中一邊攪拌一邊緩慢添加磷酸的水溶液，使其進行反應，并將固形成分利用過濾或離心分離從該反應體系中分離，根據需要將分離的固形成分進行洗滌和干燥，由此可以得到氟不溶化劑。利用本專利技術的制造方法得到的氟不溶化劑的氟不溶化能力高，可以在短時間充分地使土壤中、排水本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．氟不溶化劑，其特征在于，含有９５～４０質量％的磷酸氫鈣二水合物和５～６０質量％的氫氧化磷灰石（合計１００質量％）而成。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：袋布昌干，丁子哲治，豐島剛司，藤田巧，中野宏一，森岡一郎，森克巳，前田誠，竹中一將，
申請(專利權)人：獨立行政法人國立高等專門學校機構，千代田UTE株式會社，
類型：發明
國別省市：JP