陰イオン吸着剤再生装置およびそれを用いた陰イオン吸着剤の再生方法
【課題】使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、吸着性能を劣化させることなくハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生できる陰イオン吸着剤再生装置の提供。
【解決手段】陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を水溶液で処理し、陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着装置、前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離装置、分離後、無機酸を含む酸性水溶液に添加して溶解する溶解装置、３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整装置、前記酸性水溶液に、炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物を含む水溶液を加えて中和することにより吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成装置を備える。
【解決手段】陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を水溶液で処理し、陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着装置、前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離装置、分離後、無機酸を含む酸性水溶液に添加して溶解する溶解装置、３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整装置、前記酸性水溶液に、炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物を含む水溶液を加えて中和することにより吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成装置を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰イオン吸着剤再生装置およびそれを用いた陰イオン吸着剤の再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイドロタルサイト様化合物とは、層状複水酸化物（ＬＤＨ）ともいわれ、正式な鉱物名としてはハイドロタルサイト、ハイドロカルマイト、パイロオーライト、マイクスネライトなどと称される、化学組成の違った多くの種類がある。
そして、例えば、ハイドロタルサイトは合成も比較的容易に行うことができ（特許文献１〜３参照）、さらに高い陰イオン吸着性能を持たせるような合成方法や利用方法なども多数提案されている（特許文献４参照）。
【０００３】
これらハイドロタルサイト様化合物は陰イオン交換能を有していることが従来から知られており、陰イオン系の有害物質、例えば砒酸イオン、亜砒酸イオン、燐酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、ホウ酸イオン、セレン酸イオン、六価クロム酸イオン、フッ化物イオンなどを固定化することができれば、廃棄物の安全性向上技術、無害化環境改善技術において、汚水の水質改善、有害物質の溶出防止、土壌改良、廃棄物処理場での有害物質の安定化などに寄与できるものと期待されている。
【０００４】
しかし、ハイドロタルサイト様化合物を陰イオン吸着剤として利用した時、有害な陰イオン吸着後のハイドロタルサイト様化合物は廃棄物として処分されるだけであった。
一方、ハイドロタルサイト様化合物をリン吸着剤として用い、水中に含まれるリン成分を吸着させた後、このリン吸着剤からリン成分を脱着させて高純度のリン酸塩としてリンを回収・再資源化するとともに、リン吸着剤を再生する方法が提案されている（特許文献５参照）。
【特許文献１】特公昭５０−３００３９号公報
【特許文献２】特開平６−３２９４１０号公報
【特許文献３】特開２００３−２６４１８号公報
【特許文献４】特開２００５−１５８９００号公報
【特許文献５】特開２００５−３０５３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、陰イオンを吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生できる陰イオン吸着剤再生装置およびそれを用いた陰イオン吸着剤の再生方法に関する技術は確立されていなかった。
【０００６】
本発明の第１の目的は、陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生することができる陰イオン吸着剤再生装置を提供することであり、
本発明の第２の目的は、その陰イオン吸着剤再生装置を用いた陰イオン吸着剤の再生方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解消するための本発明の請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置は、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた前記ハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物の水溶液で処理し、吸着した陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着装置と、
陰イオンを脱着した前記ハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離装置と、
分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を、無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する溶解装置と、
前記酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整装置と、
分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解して得られた前記酸性水溶液あるいは金属イオンのモル濃度を調整した前記酸性水溶液に、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成装置と、
前記生成装置で生成した所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する分離・精製装置とを
少なくとも備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置において、
前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１あるいは請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置において、
前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の陰イオン吸着剤再生装置において、
前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置を用いて、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を少なくとも下記工程（１）〜（６）により処理して、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を再生することを特徴とする。
（１）所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物の水溶液で処理し、吸着した陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着工程。
（２）陰イオンを脱着した前記ハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離工程。
（３）分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を、無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する溶解工程。
（４）前記酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整工程。
（５）分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解して得られた前記酸性水溶液あるいは金属イオンのモル濃度を調整した前記酸性水溶液に、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成工程。
（６）生成した所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する分離・精製工程。
【００１２】
本発明の請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、
前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５あるいは請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、
前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５から請求項７のいずれかに記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、
前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置を使用して、陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を、経済的に容易に、再生することができるという顕著な効果を奏する。
【００１６】
本発明の請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置において、前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とするものであり、ハイドロタルサイト様化合物の陰イオン吸着性能が高く、炭酸汚染し難く、安定性に優れ、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００１７】
本発明の請求項３記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１あるいは請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置において、前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものであり、脱着性能が高く、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００１８】
本発明の請求項４記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の陰イオン吸着剤再生装置において、前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものであり、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００１９】
本発明の請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置を用いて、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を少なくとも前記工程（１）〜（６）により処理して、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を再生することを特徴とするものであり、陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生することができるという顕著な効果を奏する。
【００２０】
本発明の請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とするものであり、ハイドロタルサイト様化合物の陰イオン吸着性能が高く、炭酸汚染し難く、安定性に優れ、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００２１】
本発明の請求項７記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５あるいは請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものであり、脱着性能が高く、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００２２】
本発明の請求項８記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５から請求項７のいずれかに記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものであり入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に本発明を図を用いて実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を説明する説明図である。
先ず、汚水の水質改善などを目的として、現場で所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物（ＬＤＨ）を用いて有害物質の陰イオンを充分に吸着させる。必要に応じて陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物をスラリー状態で分離したり、フィルターを用いてフィルターケーキとして分離する。フィルターを用いて陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物をフィルターケーキとして分離することが好ましい。
【００２４】
そして工程（１）において、分離した陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物（例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物など）の水溶液で処理して、吸着した陰イオンを水溶液側に脱着する。
【００２５】
アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどを挙げることができ、アルカリ土類金属の水酸化物としては、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどを挙げることができる。
【００２６】
アルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸水素バリウムなどを挙げることができる。
【００２７】
アルカリ金属やアルカリ土類金属の硫酸塩、硝酸塩としては、Ｌｉ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅなどの硫酸塩、硝酸塩であり、具体的には、例えば硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸アルミニウムなどを挙げることができる。
【００２８】
吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物のその他の例としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化アルミニウム、塩化鉄などを挙げることができる。
【００２９】
使用する脱着装置としては、陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物と前記水溶液とを均一に混合、攪拌でき、望ましくは耐酸性、耐アルカリ性の素材で構成されている装置であればよく、例えばアキシャルミキサーやカルマンアジテータ（杉山重工業（株）製）などを挙げることができる。
【００３０】
攪拌速度、処理温度、処理時間を制御可能な脱着装置が好ましく使用でき、攪拌速度、処理温度、処理時間を制御して吸着した陰イオンを水溶液側に脱着することが好ましい。
【００３１】
工程（１）においては強いアルカリ性の水溶液を取り扱う場合があるので充分な注意が必要であり、排気、換気、警報装置などを併設することが好ましい。
【００３２】
次いで工程（２）において、工程（１）で陰イオンを脱着したハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液からハイドロタルサイト様化合物を分離する。
【００３３】
使用する分離装置としては、陰イオンを脱着したハイドロタルサイト様化合物を含む分散液の固液分離ができる装置であればよく、例えば遠心分離機、フィルタープレスなどを挙げることができる。
【００３４】
図１に示したように、工程（２）において、ハイドロタルサイト様化合物を分離した陰イオンを高濃度で含有する水溶液を処理して陰イオンを回収することが好ましい。
例えば回収した陰イオンがフッ化物イオンの場合は、フッ化カルシウムとして再資源化して再利用したり、回収した陰イオンがホウ酸イオンの場合はホウ酸カルシウムとして再利用したりすることができる。
従って、工程（２）において使用する分離装置に、ハイドロタルサイト様化合物を分離した陰イオンを高濃度で含有する水溶液を処理して陰イオンを回収して再資源化するための陰イオン回収・再資源化装置を併設することが好ましい。
【００３５】
次いで工程（３）において、工程（２）で分離したハイドロタルサイト様化合物を、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、フッ化水素などの無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する。これらの無機酸の中でも塩酸、硝酸は本発明において好ましく使用できる。
【００３６】
使用する溶解装置としては、分離したハイドロタルサイト様化合物を前記無機酸からなる酸性水溶液に添加して均一に混合、攪拌して、実質的に溶解でき、望ましくは耐酸性、耐アルカリ性の素材で構成されている装置であればよく、例えば工程（１）で使用したアキシャルミキサーやカルマンアジテータ（杉山重工業（株）製）などを挙げることができる。
【００３７】
攪拌速度、処理温度、処理時間を制御可能な溶解装置が好ましく使用でき、攪拌速度、処理温度、処理時間を制御してハイドロタルサイト様化合物を無機酸を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解することが好ましい。
【００３８】
工程（３）においては、危険性の無機酸を取り扱うので充分な注意が必要であり、排気、換気、警報装置、除去装置などを併設することが好ましい。
【００３９】
次いで工程（４）において、工程（３）で得られたハイドロタルサイト様化合物を溶解した酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する。
【００４０】
本発明で用いるハイドロタルサイト様化合物の一般式（１）を次に示す。
Ｍ2+1-X Ｍ3+X(OH)2[An-X/n・ZH2O] 一般式（１）
上記一般式（１）において、Ｍ2+は２価金属陽イオン、Ｍ3+は３価金属陽イオン、An- はｎ価の陰イオン、０＜Ｘ＜１を示す。ｎは１および／または２である。
Ｍ2+の例としては、例えばＭｇ2+、Ｃａ2+、Ｎｉ2+、Ｚｎ2+、Ｆｅ2+、Ｃｕ2+からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属イオンを挙げることができ、好ましくは、Ｍｇ2+、Ｃａ2+であり、より好ましくはＭｇ2+である。
Ｍ3+の例としては、例えばＡｌ3+、Ｆｅ3+からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属イオンを挙げることができ、好ましくはＡｌ3+である。
An- の例としては、例えばＯＨ- イオン、ＮＯ3-イオン、ＮＯ2-イオン、ＳＯ42- イオン、ＳＯ32- イオン、Ｃｌ- イオンなどを挙げることができる。
【００４１】
前記一般式（１）で示されるハイドロタルサイト様化合物の内、本発明で以下の説明で用いるＭ2+がマグネシウムイオン、Ｍ3+がアルミニウムイオンであるハイドロタルサイト様化合物の一般式（２）を次に示す。
Mg2+1-XAl3+X(OH)2[An-X/n・ZH2O] 一般式（２）
上記一般式（２）において、An- 、Ｘ、ｎは上記一般式（１）と同じである。 通常、ＭｇイオンとＡｌイオンとのモル比（Ｍｇ／Ａｌモル比）は１〜５の範囲にある。
【００４２】
ＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度を調整せず、酸性水溶液のＭｇ／Ａｌモル比が１未満であると、ハイドロタルサイト様化合物を生成させる次の工程（５）において、ハイドロタルサイト様化合物とともにアルミニウム水酸化物が生成するので、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物製品が得られない恐れがある。
【００４３】
逆に、ＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度を調整せず、酸性水溶液のＭｇ／Ａｌモル比が５を超えると、ハイドロタルサイト様化合物を生成させる次の工程（５）において、ハイドロタルサイト様化合物とともにマグネシウム水酸化物が生成するので、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物製品が得られない恐れがある。
【００４４】
酸性水溶液のＭｇ／Ａｌモル比が１未満の場合および酸性水溶液のＭｇ／Ａｌモル比が５を超える場合は、酸性水溶液に必要量のＡｌ化合物および／またはＭｇ化合物を添加して酸性水溶液中のＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度を調整して、Ｍｇ／Ａｌモル比を１〜５の範囲内にすることが好ましい。
【００４５】
酸性水溶液のＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度の測定は、例えば、ＩＰＣ発光分光分析装置、原子吸光光度計、イオンクロマトグラフなどを用いて測定することができる。
【００４６】
使用する金属イオン調整装置としては、酸性水溶液に必要量のＡｌ化合物および／またはＭｇ化合物を添加して均一に混合、攪拌でき、望ましくは耐酸性、耐アルカリ性の素材で構成されている装置であればよく、例えば工程（１）で使用したアキシャルミキサーやカルマンアジテータ（杉山重工業（株）製）などを挙げることができる。
【００４７】
攪拌速度、処理温度、処理時間を制御可能な金属イオン調整装置が好ましく使用でき、攪拌速度、処理温度、処理時間を制御して、酸性水溶液に必要量のＡｌ化合物（例えば、アルミン酸ソーダ、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウムなどの少なくとも１種）および／またはＭｇ化合物（例えば、水酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酸化マグネシウムなどの少なくとも１種）を添加し、酸性水溶液中のＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度を調整することが好ましい。
【００４８】
次いで工程（５）において、工程（３）で得られた酸性水溶液あるいは工程（４）で金属イオンを調整した酸性水溶液に、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどの水酸化物）およびアルカリ土類金属の化合物（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどの水酸化物）からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる。
【００４９】
水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属およびアルカリ土類金属の化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどを挙げることができる。
【００５０】
本発明で使用する水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物やアルカリ土類金属の化合物として、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸水素バリウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩は除外する。
これらのアルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩を使用すると当初のハイドロタルサイト様化合物と同じあるいはほぼ同じあるいは実用的に使用可能な所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を再生できない恐れがある。
【００５１】
工程（５）において、使用する生成装置としては、酸性水溶液に水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物などを含む水溶液を加えて均一に混合、攪拌でき、望ましくは耐酸性、耐アルカリ性の素材で構成されている装置であればよく、例えばアキシャルミキサーやカルマンアジテータ（杉山重工業（株）製）などを挙げることができる。
【００５２】
攪拌速度、処理温度、処理時間を制御可能な生成装置が好ましく使用でき、攪拌速度、処理温度、処理時間を制御してハイドロタルサイト様化合物を生成させることが好ましい。
【００５３】
例えば微細なハイドロタルサイト様化合物を生成させる時は、酸性水溶液を一気にあるいは滴下して、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物などを含む水溶液に加えて、激しく攪拌し、中和することにより、微細なハイドロタルサイト様化合物が生成した後、熟成を行わず、直ちに次の工程（６）において、分離・精製することが好ましい。
【００５４】
例えば比較的に大きい結晶を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる時は、例えば前記のようにして微細なハイドロタルサイト様化合物を生成させた後、熟成を行うことが好ましい。
【００５５】
本発明においては、微細なハイドロタルサイト様化合物であっても、比較的に大きい結晶を有するハイドロタルサイト様化合物であっても、両者の混合物であってもいずれも使用できる。
陰イオン交換能の点では微細なハイドロタルサイト様化合物の方が結晶の総表面積が大きいので優れている。
【００５６】
工程（５）においては強いアルカリ性の水溶液を取り扱う場合があるので充分な注意が必要であり、排気、換気、警報装置などを併設することが好ましい。
【００５７】
次いで工程（６）において、工程（５）で生成したハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する。
【００５８】
分離・精製したハイドロタルサイト様化合物は当初のハイドロタルサイト様化合物と同じあるいはほぼ同じあるいは実用的に使用可能な所定の陰イオン吸着能を有するので、当初のハイドロタルサイト様化合物と同じように、砒酸イオン、亜砒酸イオン、燐酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、ホウ酸イオン、セレン酸イオン、六価クロム酸イオン、フッ化物イオンなどの陰イオン系の有害物質を吸着して固定化することができ、汚水の水質改善、有害物質の溶出防止、土壌改良、廃棄物処理場での有害物質の安定化などに寄与できる。
【００５９】
使用する分離・精製装置としては、ハイドロタルサイト様化合物を含む分散液の固液分離ができる装置であればよく、例えば遠心分離機、フィルタープレスなどを挙げることができる。
この分離・精製装置は、分離したハイドロタルサイト様化合物を洗浄し、乾燥することができる洗浄・乾燥機能を備えていることが好ましい。乾燥機としては熱風乾燥機、真空乾燥機、ドラムドライヤーなど公知の乾燥機を用いることができる。
【００６０】
本発明の陰イオン吸着剤再生装置を使用し、本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を用いて自動制御して連続的に、陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、陰イオンを吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生することができ、そして繰り返し使用できる。
本発明の陰イオン吸着剤再生装置を使用し、本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を用いて自動制御してバッチ方式で半連続的にあるいは断続的に、陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、陰イオンを吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を再生することもでき、そして繰り返し使用できる。
【００６１】
なお、上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【実施例】
【００６２】
次に実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
（有害陰イオン吸着）
化学式：Mg0.62Al0.38(OH)2[Cl‐0.30,CO32‐0.04]・0.45H2Oで表されるハイドロタルサイト様化合物５０ｇを、フッ化物イオン濃度５５００ｐｐｍに調整したフッ化ナトリウム水溶液１Ｌに加え、１０分間撹拌してフッ化物イオンを吸着させた。
ハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約６０ｍｇであった。
【００６３】
（陰イオン吸着剤の再生）
工程（１）
フッ化物イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物５ｇを３ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００ｍＬに加え、１０分間撹拌して吸着していたフッ化物イオンを水酸化物イオンでイオン交換するによりフッ化物イオンを脱着させた。
このときの水溶液中のフッ化物イオン濃度は３０００ｐｐｍとなり、ハイドロタルサイト様物質１ｇ当たり約６０ｍｇのフッ化物イオンを脱着した。すなわち吸着させたフッ化物イオンの全てを脱着することができた。
工程（２）
次いで、脱着処理したハイドロタルサイト様化合物を吸引ろ過することにより固液分離し、乾燥してハイドロタルサイト様化合物を回収した。
工程（３）
前記工程（２）で回収したハイドロタルサイト様化合物２０ｇを６ｍｏｌ／Ｌの塩酸１０ｍＬに加えて溶解させた。
若干の溶け残りがあり、ろ過することで、黄色透明の溶液が得られた。この溶液のＭｇ／Ａｌモル比は２．１であった。
工程（５）
前記工程（３）の酸性溶液１００ｍＬに６ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液８６ｍＬを一気に加えて撹拌した。
得られたスラリーのｐＨは７で完全な酸とアルカリの中和が起こっている。
工程（６）
前記工程（５）で得られたスラリーを固液分離、洗浄、乾燥してハイドロタルサイト様化合物粉末を得た。
【００６４】
（有害陰イオン吸着能力の確認）
再生したハイドロタルサイト様化合物１ｇをフッ化物イオン濃度１１００ｐｐｍに調整したフッ化ナトリウム水溶液１００ｍＬに加え、１０分撹拌してフッ化物イオンを吸着させた。このハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約５９ｍｇであり、元のハイドロタルサイト様化合物と同等の有害陰イオン吸着能力を持っていることが確認された。
以上の結果をまとめて表１に示す。
【００６５】
（Ｘ線回折試験）
実施例１で使用したMg0.62Al0.38(OH)2[Cl‐0.30,CO32‐0.04]・0.45H2Oで表されるハイドロタルサイト様化合物およびそれにフッ化物イオンを吸着させた後、再生した再生ハイドロタルサイト様化合物について下記条件で測定した。
測定条件：
Ｘ線回折測定装置：Ｒｉｎｔ２１００（リガク社製）
２θ＝２〜８０°
管電圧＝４０ｋｖ
電流＝４０ｍＡ
走査速度＝２°／ｍｉｎ．
管球＝Ｃｕ
【００６６】
図２にＸ線回折試験の結果を示す。図２から再生前と再生後においてＸ線回折結果に大きな変化が見られないことが判る。
【００６７】
（実施例２）
（有害陰イオン吸着）
ハイドロタルサイト様化合物（富田製薬から販売されているハイドロタルサイト様化合物）５０ｇをフッ化物イオン濃度５５００ｐｐｍに調整したフッ化ナトリウム水溶液１Ｌに加え、１０分間撹拌してフッ化物イオンを吸着させた。
ハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約１１．０ｍｇであった。
【００６８】
（陰イオン吸着剤の再生）
工程（１）
フッ化物イオンを吸着したハイドロタルサイト様化合物５ｇを３ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００ｍＬに加え、１０分間撹拌して吸着していたフッ化物イオンを水酸化物イオンとイオン交換することによりフッ化物イオンを脱着させた。
このときの水溶液中のフッ化物イオン濃度は３０００ｐｐｍとなり、ハイドロタルサイト様物質１ｇ当たり約１１ｍｇのフッ化物イオンを脱着した。
工程（２）
脱着処理したハイドロタルサイト様化合物を吸引ろ過により固液分離、乾燥して回収した。
工程（３）
前記工程（２）で回収したハイドロタルサイト様化合物２０ｍｇを６ｍｏｌ／Ｌ塩酸１００ｍＬに加えて溶解させた。
若干の溶け残りがあり、ろ過することで、黄色透明の溶液が得られた。この溶液のＭｇ／Ａｌモル比は３．２であった。
工程（４）
前記工程（３）で得られたＭｇ／Ａｌモル比３．２の溶液に所定量の塩化アルミニウム６水和物を加えてＭｇ／Ａｌモル比を２．０に調整した。
工程（５）
前記工程（４）でＭｇ／Ａｌモル比を調整した溶液１００ｍＬに６ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液８８ｍＬを一気に加えて撹拌した。
得られたスラリーのｐＨは７で完全な酸とアルカリの中和が起こっている。
工程（６）
前記工程（５）で得られたスラリーを固液分離、洗浄、乾燥してハイドロタルサイト様化合物粉末を得た。
【００６９】
（有害陰イオン吸着能力の確認）
再生したハイドロタルサイト様化合物１ｇをフッ化物イオン濃度１１００ｐｐｍに調整したフッ化ナトリウム水溶液１００ｍＬに加え、１０分撹拌してフッ化物イオンを吸着させた。このハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約５７ｍｇであり、元のハイドロタルサイト様化合物と同等の有害陰イオン吸着能力を持っていることが確認された。
以上の結果をまとめて表１に示す。
【００７０】
（Ｘ線回折試験）
実施例２で使用したハイドロタルサイト様化合物（富田製薬から販売されているハイドロタルサイト様化合物）およびそれにフッ化物イオンを吸着させた後、再生した再生ハイドロタルサイト様化合物について実施例１と同じ条件で測定した。
【００７１】
図３にＸ線回折試験の結果を示す。図３から再生前と再生後においてＸ線回折結果に大きな変化が見られないことが判る。
【００７２】
【表１】
【００７３】
（比較例１）
実施例１で用いたフッ化物イオンを吸着したハイドロタルサイト様化合物３ｇを蒸留水３００ｍＬに加え、二酸化炭素を１Ｌ／ｍｉｎで吹き込みながら６０分間撹拌して吸着していたフッ化物イオンと炭酸イオンとをイオン交換することにより脱着させた。
このときの水溶液中のフッ化物イオン濃度は２１０ｐｐｍとなり、ハイドロタルサイト様物質１ｇ当たり約２１ｍｇのフッ化物イオンを脱着した（実施例１に示したように実施例１で用いたハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約６０ｍｇである）。
このように吸着したフッ化物イオンを完全に脱着させることができず、工程（２）以降へは進めなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の陰イオン吸着剤再生装置および本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を使用して、有害な陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生することができ、そして繰り返し使用できるので、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を説明する説明図である。
【図２】再生前と再生後のハイドロタルサイト様化合物のＸ線回折試験の結果を示すＸＲＤパターンである。
【図３】再生前と再生後の他のハイドロタルサイト様化合物のＸ線回折試験の結果を示すＸＲＤパターンである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰イオン吸着剤再生装置およびそれを用いた陰イオン吸着剤の再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイドロタルサイト様化合物とは、層状複水酸化物（ＬＤＨ）ともいわれ、正式な鉱物名としてはハイドロタルサイト、ハイドロカルマイト、パイロオーライト、マイクスネライトなどと称される、化学組成の違った多くの種類がある。
そして、例えば、ハイドロタルサイトは合成も比較的容易に行うことができ（特許文献１〜３参照）、さらに高い陰イオン吸着性能を持たせるような合成方法や利用方法なども多数提案されている（特許文献４参照）。
【０００３】
これらハイドロタルサイト様化合物は陰イオン交換能を有していることが従来から知られており、陰イオン系の有害物質、例えば砒酸イオン、亜砒酸イオン、燐酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、ホウ酸イオン、セレン酸イオン、六価クロム酸イオン、フッ化物イオンなどを固定化することができれば、廃棄物の安全性向上技術、無害化環境改善技術において、汚水の水質改善、有害物質の溶出防止、土壌改良、廃棄物処理場での有害物質の安定化などに寄与できるものと期待されている。
【０００４】
しかし、ハイドロタルサイト様化合物を陰イオン吸着剤として利用した時、有害な陰イオン吸着後のハイドロタルサイト様化合物は廃棄物として処分されるだけであった。
一方、ハイドロタルサイト様化合物をリン吸着剤として用い、水中に含まれるリン成分を吸着させた後、このリン吸着剤からリン成分を脱着させて高純度のリン酸塩としてリンを回収・再資源化するとともに、リン吸着剤を再生する方法が提案されている（特許文献５参照）。
【特許文献１】特公昭５０−３００３９号公報
【特許文献２】特開平６−３２９４１０号公報
【特許文献３】特開２００３−２６４１８号公報
【特許文献４】特開２００５−１５８９００号公報
【特許文献５】特開２００５−３０５３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、陰イオンを吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生できる陰イオン吸着剤再生装置およびそれを用いた陰イオン吸着剤の再生方法に関する技術は確立されていなかった。
【０００６】
本発明の第１の目的は、陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生することができる陰イオン吸着剤再生装置を提供することであり、
本発明の第２の目的は、その陰イオン吸着剤再生装置を用いた陰イオン吸着剤の再生方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解消するための本発明の請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置は、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた前記ハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物の水溶液で処理し、吸着した陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着装置と、
陰イオンを脱着した前記ハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離装置と、
分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を、無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する溶解装置と、
前記酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整装置と、
分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解して得られた前記酸性水溶液あるいは金属イオンのモル濃度を調整した前記酸性水溶液に、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成装置と、
前記生成装置で生成した所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する分離・精製装置とを
少なくとも備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置において、
前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１あるいは請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置において、
前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の陰イオン吸着剤再生装置において、
前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置を用いて、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を少なくとも下記工程（１）〜（６）により処理して、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を再生することを特徴とする。
（１）所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物の水溶液で処理し、吸着した陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着工程。
（２）陰イオンを脱着した前記ハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離工程。
（３）分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を、無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する溶解工程。
（４）前記酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整工程。
（５）分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解して得られた前記酸性水溶液あるいは金属イオンのモル濃度を調整した前記酸性水溶液に、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成工程。
（６）生成した所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する分離・精製工程。
【００１２】
本発明の請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、
前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５あるいは請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、
前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５から請求項７のいずれかに記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、
前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置を使用して、陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を、経済的に容易に、再生することができるという顕著な効果を奏する。
【００１６】
本発明の請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置において、前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とするものであり、ハイドロタルサイト様化合物の陰イオン吸着性能が高く、炭酸汚染し難く、安定性に優れ、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００１７】
本発明の請求項３記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１あるいは請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置において、前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものであり、脱着性能が高く、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００１８】
本発明の請求項４記載の陰イオン吸着剤再生装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の陰イオン吸着剤再生装置において、前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものであり、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００１９】
本発明の請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置を用いて、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を少なくとも前記工程（１）〜（６）により処理して、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を再生することを特徴とするものであり、陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生することができるという顕著な効果を奏する。
【００２０】
本発明の請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とするものであり、ハイドロタルサイト様化合物の陰イオン吸着性能が高く、炭酸汚染し難く、安定性に優れ、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００２１】
本発明の請求項７記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５あるいは請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものであり、脱着性能が高く、入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【００２２】
本発明の請求項８記載の陰イオン吸着剤の再生方法は、請求項５から請求項７のいずれかに記載の陰イオン吸着剤の再生方法において、前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とするものであり入手が容易で安価であるというさらなる顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に本発明を図を用いて実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を説明する説明図である。
先ず、汚水の水質改善などを目的として、現場で所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物（ＬＤＨ）を用いて有害物質の陰イオンを充分に吸着させる。必要に応じて陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物をスラリー状態で分離したり、フィルターを用いてフィルターケーキとして分離する。フィルターを用いて陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物をフィルターケーキとして分離することが好ましい。
【００２４】
そして工程（１）において、分離した陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物（例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物など）の水溶液で処理して、吸着した陰イオンを水溶液側に脱着する。
【００２５】
アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどを挙げることができ、アルカリ土類金属の水酸化物としては、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどを挙げることができる。
【００２６】
アルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸水素バリウムなどを挙げることができる。
【００２７】
アルカリ金属やアルカリ土類金属の硫酸塩、硝酸塩としては、Ｌｉ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅなどの硫酸塩、硝酸塩であり、具体的には、例えば硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸アルミニウムなどを挙げることができる。
【００２８】
吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物のその他の例としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化アルミニウム、塩化鉄などを挙げることができる。
【００２９】
使用する脱着装置としては、陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物と前記水溶液とを均一に混合、攪拌でき、望ましくは耐酸性、耐アルカリ性の素材で構成されている装置であればよく、例えばアキシャルミキサーやカルマンアジテータ（杉山重工業（株）製）などを挙げることができる。
【００３０】
攪拌速度、処理温度、処理時間を制御可能な脱着装置が好ましく使用でき、攪拌速度、処理温度、処理時間を制御して吸着した陰イオンを水溶液側に脱着することが好ましい。
【００３１】
工程（１）においては強いアルカリ性の水溶液を取り扱う場合があるので充分な注意が必要であり、排気、換気、警報装置などを併設することが好ましい。
【００３２】
次いで工程（２）において、工程（１）で陰イオンを脱着したハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液からハイドロタルサイト様化合物を分離する。
【００３３】
使用する分離装置としては、陰イオンを脱着したハイドロタルサイト様化合物を含む分散液の固液分離ができる装置であればよく、例えば遠心分離機、フィルタープレスなどを挙げることができる。
【００３４】
図１に示したように、工程（２）において、ハイドロタルサイト様化合物を分離した陰イオンを高濃度で含有する水溶液を処理して陰イオンを回収することが好ましい。
例えば回収した陰イオンがフッ化物イオンの場合は、フッ化カルシウムとして再資源化して再利用したり、回収した陰イオンがホウ酸イオンの場合はホウ酸カルシウムとして再利用したりすることができる。
従って、工程（２）において使用する分離装置に、ハイドロタルサイト様化合物を分離した陰イオンを高濃度で含有する水溶液を処理して陰イオンを回収して再資源化するための陰イオン回収・再資源化装置を併設することが好ましい。
【００３５】
次いで工程（３）において、工程（２）で分離したハイドロタルサイト様化合物を、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、フッ化水素などの無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する。これらの無機酸の中でも塩酸、硝酸は本発明において好ましく使用できる。
【００３６】
使用する溶解装置としては、分離したハイドロタルサイト様化合物を前記無機酸からなる酸性水溶液に添加して均一に混合、攪拌して、実質的に溶解でき、望ましくは耐酸性、耐アルカリ性の素材で構成されている装置であればよく、例えば工程（１）で使用したアキシャルミキサーやカルマンアジテータ（杉山重工業（株）製）などを挙げることができる。
【００３７】
攪拌速度、処理温度、処理時間を制御可能な溶解装置が好ましく使用でき、攪拌速度、処理温度、処理時間を制御してハイドロタルサイト様化合物を無機酸を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解することが好ましい。
【００３８】
工程（３）においては、危険性の無機酸を取り扱うので充分な注意が必要であり、排気、換気、警報装置、除去装置などを併設することが好ましい。
【００３９】
次いで工程（４）において、工程（３）で得られたハイドロタルサイト様化合物を溶解した酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する。
【００４０】
本発明で用いるハイドロタルサイト様化合物の一般式（１）を次に示す。
Ｍ2+1-X Ｍ3+X(OH)2[An-X/n・ZH2O] 一般式（１）
上記一般式（１）において、Ｍ2+は２価金属陽イオン、Ｍ3+は３価金属陽イオン、An- はｎ価の陰イオン、０＜Ｘ＜１を示す。ｎは１および／または２である。
Ｍ2+の例としては、例えばＭｇ2+、Ｃａ2+、Ｎｉ2+、Ｚｎ2+、Ｆｅ2+、Ｃｕ2+からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属イオンを挙げることができ、好ましくは、Ｍｇ2+、Ｃａ2+であり、より好ましくはＭｇ2+である。
Ｍ3+の例としては、例えばＡｌ3+、Ｆｅ3+からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属イオンを挙げることができ、好ましくはＡｌ3+である。
An- の例としては、例えばＯＨ- イオン、ＮＯ3-イオン、ＮＯ2-イオン、ＳＯ42- イオン、ＳＯ32- イオン、Ｃｌ- イオンなどを挙げることができる。
【００４１】
前記一般式（１）で示されるハイドロタルサイト様化合物の内、本発明で以下の説明で用いるＭ2+がマグネシウムイオン、Ｍ3+がアルミニウムイオンであるハイドロタルサイト様化合物の一般式（２）を次に示す。
Mg2+1-XAl3+X(OH)2[An-X/n・ZH2O] 一般式（２）
上記一般式（２）において、An- 、Ｘ、ｎは上記一般式（１）と同じである。 通常、ＭｇイオンとＡｌイオンとのモル比（Ｍｇ／Ａｌモル比）は１〜５の範囲にある。
【００４２】
ＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度を調整せず、酸性水溶液のＭｇ／Ａｌモル比が１未満であると、ハイドロタルサイト様化合物を生成させる次の工程（５）において、ハイドロタルサイト様化合物とともにアルミニウム水酸化物が生成するので、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物製品が得られない恐れがある。
【００４３】
逆に、ＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度を調整せず、酸性水溶液のＭｇ／Ａｌモル比が５を超えると、ハイドロタルサイト様化合物を生成させる次の工程（５）において、ハイドロタルサイト様化合物とともにマグネシウム水酸化物が生成するので、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物製品が得られない恐れがある。
【００４４】
酸性水溶液のＭｇ／Ａｌモル比が１未満の場合および酸性水溶液のＭｇ／Ａｌモル比が５を超える場合は、酸性水溶液に必要量のＡｌ化合物および／またはＭｇ化合物を添加して酸性水溶液中のＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度を調整して、Ｍｇ／Ａｌモル比を１〜５の範囲内にすることが好ましい。
【００４５】
酸性水溶液のＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度の測定は、例えば、ＩＰＣ発光分光分析装置、原子吸光光度計、イオンクロマトグラフなどを用いて測定することができる。
【００４６】
使用する金属イオン調整装置としては、酸性水溶液に必要量のＡｌ化合物および／またはＭｇ化合物を添加して均一に混合、攪拌でき、望ましくは耐酸性、耐アルカリ性の素材で構成されている装置であればよく、例えば工程（１）で使用したアキシャルミキサーやカルマンアジテータ（杉山重工業（株）製）などを挙げることができる。
【００４７】
攪拌速度、処理温度、処理時間を制御可能な金属イオン調整装置が好ましく使用でき、攪拌速度、処理温度、処理時間を制御して、酸性水溶液に必要量のＡｌ化合物（例えば、アルミン酸ソーダ、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウムなどの少なくとも１種）および／またはＭｇ化合物（例えば、水酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酸化マグネシウムなどの少なくとも１種）を添加し、酸性水溶液中のＡｌイオンおよびＭｇイオンのモル濃度を調整することが好ましい。
【００４８】
次いで工程（５）において、工程（３）で得られた酸性水溶液あるいは工程（４）で金属イオンを調整した酸性水溶液に、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどの水酸化物）およびアルカリ土類金属の化合物（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどの水酸化物）からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる。
【００４９】
水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属およびアルカリ土類金属の化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどを挙げることができる。
【００５０】
本発明で使用する水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物やアルカリ土類金属の化合物として、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸水素バリウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩は除外する。
これらのアルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩を使用すると当初のハイドロタルサイト様化合物と同じあるいはほぼ同じあるいは実用的に使用可能な所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を再生できない恐れがある。
【００５１】
工程（５）において、使用する生成装置としては、酸性水溶液に水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物などを含む水溶液を加えて均一に混合、攪拌でき、望ましくは耐酸性、耐アルカリ性の素材で構成されている装置であればよく、例えばアキシャルミキサーやカルマンアジテータ（杉山重工業（株）製）などを挙げることができる。
【００５２】
攪拌速度、処理温度、処理時間を制御可能な生成装置が好ましく使用でき、攪拌速度、処理温度、処理時間を制御してハイドロタルサイト様化合物を生成させることが好ましい。
【００５３】
例えば微細なハイドロタルサイト様化合物を生成させる時は、酸性水溶液を一気にあるいは滴下して、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物などを含む水溶液に加えて、激しく攪拌し、中和することにより、微細なハイドロタルサイト様化合物が生成した後、熟成を行わず、直ちに次の工程（６）において、分離・精製することが好ましい。
【００５４】
例えば比較的に大きい結晶を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる時は、例えば前記のようにして微細なハイドロタルサイト様化合物を生成させた後、熟成を行うことが好ましい。
【００５５】
本発明においては、微細なハイドロタルサイト様化合物であっても、比較的に大きい結晶を有するハイドロタルサイト様化合物であっても、両者の混合物であってもいずれも使用できる。
陰イオン交換能の点では微細なハイドロタルサイト様化合物の方が結晶の総表面積が大きいので優れている。
【００５６】
工程（５）においては強いアルカリ性の水溶液を取り扱う場合があるので充分な注意が必要であり、排気、換気、警報装置などを併設することが好ましい。
【００５７】
次いで工程（６）において、工程（５）で生成したハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する。
【００５８】
分離・精製したハイドロタルサイト様化合物は当初のハイドロタルサイト様化合物と同じあるいはほぼ同じあるいは実用的に使用可能な所定の陰イオン吸着能を有するので、当初のハイドロタルサイト様化合物と同じように、砒酸イオン、亜砒酸イオン、燐酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、ホウ酸イオン、セレン酸イオン、六価クロム酸イオン、フッ化物イオンなどの陰イオン系の有害物質を吸着して固定化することができ、汚水の水質改善、有害物質の溶出防止、土壌改良、廃棄物処理場での有害物質の安定化などに寄与できる。
【００５９】
使用する分離・精製装置としては、ハイドロタルサイト様化合物を含む分散液の固液分離ができる装置であればよく、例えば遠心分離機、フィルタープレスなどを挙げることができる。
この分離・精製装置は、分離したハイドロタルサイト様化合物を洗浄し、乾燥することができる洗浄・乾燥機能を備えていることが好ましい。乾燥機としては熱風乾燥機、真空乾燥機、ドラムドライヤーなど公知の乾燥機を用いることができる。
【００６０】
本発明の陰イオン吸着剤再生装置を使用し、本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を用いて自動制御して連続的に、陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、陰イオンを吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生することができ、そして繰り返し使用できる。
本発明の陰イオン吸着剤再生装置を使用し、本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を用いて自動制御してバッチ方式で半連続的にあるいは断続的に、陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、陰イオンを吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を再生することもでき、そして繰り返し使用できる。
【００６１】
なお、上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【実施例】
【００６２】
次に実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
（有害陰イオン吸着）
化学式：Mg0.62Al0.38(OH)2[Cl‐0.30,CO32‐0.04]・0.45H2Oで表されるハイドロタルサイト様化合物５０ｇを、フッ化物イオン濃度５５００ｐｐｍに調整したフッ化ナトリウム水溶液１Ｌに加え、１０分間撹拌してフッ化物イオンを吸着させた。
ハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約６０ｍｇであった。
【００６３】
（陰イオン吸着剤の再生）
工程（１）
フッ化物イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物５ｇを３ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００ｍＬに加え、１０分間撹拌して吸着していたフッ化物イオンを水酸化物イオンでイオン交換するによりフッ化物イオンを脱着させた。
このときの水溶液中のフッ化物イオン濃度は３０００ｐｐｍとなり、ハイドロタルサイト様物質１ｇ当たり約６０ｍｇのフッ化物イオンを脱着した。すなわち吸着させたフッ化物イオンの全てを脱着することができた。
工程（２）
次いで、脱着処理したハイドロタルサイト様化合物を吸引ろ過することにより固液分離し、乾燥してハイドロタルサイト様化合物を回収した。
工程（３）
前記工程（２）で回収したハイドロタルサイト様化合物２０ｇを６ｍｏｌ／Ｌの塩酸１０ｍＬに加えて溶解させた。
若干の溶け残りがあり、ろ過することで、黄色透明の溶液が得られた。この溶液のＭｇ／Ａｌモル比は２．１であった。
工程（５）
前記工程（３）の酸性溶液１００ｍＬに６ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液８６ｍＬを一気に加えて撹拌した。
得られたスラリーのｐＨは７で完全な酸とアルカリの中和が起こっている。
工程（６）
前記工程（５）で得られたスラリーを固液分離、洗浄、乾燥してハイドロタルサイト様化合物粉末を得た。
【００６４】
（有害陰イオン吸着能力の確認）
再生したハイドロタルサイト様化合物１ｇをフッ化物イオン濃度１１００ｐｐｍに調整したフッ化ナトリウム水溶液１００ｍＬに加え、１０分撹拌してフッ化物イオンを吸着させた。このハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約５９ｍｇであり、元のハイドロタルサイト様化合物と同等の有害陰イオン吸着能力を持っていることが確認された。
以上の結果をまとめて表１に示す。
【００６５】
（Ｘ線回折試験）
実施例１で使用したMg0.62Al0.38(OH)2[Cl‐0.30,CO32‐0.04]・0.45H2Oで表されるハイドロタルサイト様化合物およびそれにフッ化物イオンを吸着させた後、再生した再生ハイドロタルサイト様化合物について下記条件で測定した。
測定条件：
Ｘ線回折測定装置：Ｒｉｎｔ２１００（リガク社製）
２θ＝２〜８０°
管電圧＝４０ｋｖ
電流＝４０ｍＡ
走査速度＝２°／ｍｉｎ．
管球＝Ｃｕ
【００６６】
図２にＸ線回折試験の結果を示す。図２から再生前と再生後においてＸ線回折結果に大きな変化が見られないことが判る。
【００６７】
（実施例２）
（有害陰イオン吸着）
ハイドロタルサイト様化合物（富田製薬から販売されているハイドロタルサイト様化合物）５０ｇをフッ化物イオン濃度５５００ｐｐｍに調整したフッ化ナトリウム水溶液１Ｌに加え、１０分間撹拌してフッ化物イオンを吸着させた。
ハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約１１．０ｍｇであった。
【００６８】
（陰イオン吸着剤の再生）
工程（１）
フッ化物イオンを吸着したハイドロタルサイト様化合物５ｇを３ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００ｍＬに加え、１０分間撹拌して吸着していたフッ化物イオンを水酸化物イオンとイオン交換することによりフッ化物イオンを脱着させた。
このときの水溶液中のフッ化物イオン濃度は３０００ｐｐｍとなり、ハイドロタルサイト様物質１ｇ当たり約１１ｍｇのフッ化物イオンを脱着した。
工程（２）
脱着処理したハイドロタルサイト様化合物を吸引ろ過により固液分離、乾燥して回収した。
工程（３）
前記工程（２）で回収したハイドロタルサイト様化合物２０ｍｇを６ｍｏｌ／Ｌ塩酸１００ｍＬに加えて溶解させた。
若干の溶け残りがあり、ろ過することで、黄色透明の溶液が得られた。この溶液のＭｇ／Ａｌモル比は３．２であった。
工程（４）
前記工程（３）で得られたＭｇ／Ａｌモル比３．２の溶液に所定量の塩化アルミニウム６水和物を加えてＭｇ／Ａｌモル比を２．０に調整した。
工程（５）
前記工程（４）でＭｇ／Ａｌモル比を調整した溶液１００ｍＬに６ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液８８ｍＬを一気に加えて撹拌した。
得られたスラリーのｐＨは７で完全な酸とアルカリの中和が起こっている。
工程（６）
前記工程（５）で得られたスラリーを固液分離、洗浄、乾燥してハイドロタルサイト様化合物粉末を得た。
【００６９】
（有害陰イオン吸着能力の確認）
再生したハイドロタルサイト様化合物１ｇをフッ化物イオン濃度１１００ｐｐｍに調整したフッ化ナトリウム水溶液１００ｍＬに加え、１０分撹拌してフッ化物イオンを吸着させた。このハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約５７ｍｇであり、元のハイドロタルサイト様化合物と同等の有害陰イオン吸着能力を持っていることが確認された。
以上の結果をまとめて表１に示す。
【００７０】
（Ｘ線回折試験）
実施例２で使用したハイドロタルサイト様化合物（富田製薬から販売されているハイドロタルサイト様化合物）およびそれにフッ化物イオンを吸着させた後、再生した再生ハイドロタルサイト様化合物について実施例１と同じ条件で測定した。
【００７１】
図３にＸ線回折試験の結果を示す。図３から再生前と再生後においてＸ線回折結果に大きな変化が見られないことが判る。
【００７２】
【表１】
【００７３】
（比較例１）
実施例１で用いたフッ化物イオンを吸着したハイドロタルサイト様化合物３ｇを蒸留水３００ｍＬに加え、二酸化炭素を１Ｌ／ｍｉｎで吹き込みながら６０分間撹拌して吸着していたフッ化物イオンと炭酸イオンとをイオン交換することにより脱着させた。
このときの水溶液中のフッ化物イオン濃度は２１０ｐｐｍとなり、ハイドロタルサイト様物質１ｇ当たり約２１ｍｇのフッ化物イオンを脱着した（実施例１に示したように実施例１で用いたハイドロタルサイト様化合物１ｇ当たりのフッ素吸着量は約６０ｍｇである）。
このように吸着したフッ化物イオンを完全に脱着させることができず、工程（２）以降へは進めなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の陰イオン吸着剤再生装置および本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を使用して、有害な陰イオンを吸着させた使用済みのハイドロタルサイト様化合物から、吸着性能を劣化させることなく、ハイドロタルサイト様化合物を経済的に容易に再生することができ、そして繰り返し使用できるので、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の陰イオン吸着剤の再生方法を説明する説明図である。
【図２】再生前と再生後のハイドロタルサイト様化合物のＸ線回折試験の結果を示すＸＲＤパターンである。
【図３】再生前と再生後の他のハイドロタルサイト様化合物のＸ線回折試験の結果を示すＸＲＤパターンである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた前記ハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物の水溶液で処理し、吸着した陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着装置と、
陰イオンを脱着した前記ハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離装置と、
分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を、無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する溶解装置と、
前記酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整装置と、
分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解して得られた前記酸性水溶液あるいは金属イオンのモル濃度を調整した前記酸性水溶液に、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成装置と、
前記生成装置で生成した所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する分離・精製装置とを
少なくとも備えたことを特徴とする陰イオン吸着剤再生装置。
【請求項２】
前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とする請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置。
【請求項３】
前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置。
【請求項４】
前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の陰イオン吸着剤再生装置。
【請求項５】
請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置を用いて、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を少なくとも下記工程（１）〜（６）により処理して、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を再生することを特徴とする陰イオン吸着剤の再生方法。
（１）所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物の水溶液で処理し、吸着した陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着工程。
（２）陰イオンを脱着した前記ハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離工程。
（３）分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を、無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する溶解工程。
（４）前記酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整工程。
（５）分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解して得られた前記酸性水溶液あるいは金属イオンのモル濃度を調整した前記酸性水溶液に、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成工程。
（６）生成した所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する分離・精製工程。
【請求項６】
前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とする請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法。
【請求項７】
前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項５あるいは請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法。
【請求項８】
前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の陰イオン吸着剤の再生方法。
【請求項１】
所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させた前記ハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物の水溶液で処理し、吸着した陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着装置と、
陰イオンを脱着した前記ハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離装置と、
分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を、無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する溶解装置と、
前記酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整装置と、
分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解して得られた前記酸性水溶液あるいは金属イオンのモル濃度を調整した前記酸性水溶液に、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成装置と、
前記生成装置で生成した所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する分離・精製装置とを
少なくとも備えたことを特徴とする陰イオン吸着剤再生装置。
【請求項２】
前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とする請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置。
【請求項３】
前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の陰イオン吸着剤再生装置。
【請求項４】
前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の陰イオン吸着剤再生装置。
【請求項５】
請求項１記載の陰イオン吸着剤再生装置を用いて、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を少なくとも下記工程（１）〜（６）により処理して、所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を再生することを特徴とする陰イオン吸着剤の再生方法。
（１）所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物に陰イオンを吸着させたハイドロタルサイト様化合物を、吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物の水溶液で処理し、吸着した陰イオンを前記水溶液側に脱着する脱着工程。
（２）陰イオンを脱着した前記ハイドロタルサイト様化合物を含む前記水溶液から前記ハイドロタルサイト様化合物を分離する分離工程。
（３）分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を、無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解する溶解工程。
（４）前記酸性水溶液に必要量の３価金属化合物および／または２価金属化合物を添加して前記酸性水溶液中の３価金属イオンおよび２価金属イオンのモル濃度を必要に応じて調整する金属イオン調整工程。
（５）分離した前記ハイドロタルサイト様化合物を無機酸からなる群から選択される少なくとも１種を含む酸性水溶液に添加して実質的に溶解して得られた前記酸性水溶液あるいは金属イオンのモル濃度を調整した前記酸性水溶液に、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩を除く、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む水溶液を加えて中和することにより所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を生成させる生成工程。
（６）生成した所定の陰イオン吸着能を有するハイドロタルサイト様化合物を分離・精製する分離・精製工程。
【請求項６】
前記３価金属がアルミニウムであり、前記２価金属がマグネシウムであることを特徴とする請求項５記載の陰イオン吸着剤の再生方法。
【請求項７】
前記吸着した陰イオンをイオン交換して脱着可能な化合物が、水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種であるか、あるいは水溶液にした時に中性あるいは酸性を呈する塩類からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項５あるいは請求項６記載の陰イオン吸着剤の再生方法。
【請求項８】
前記水溶液にした時にアルカリ性を呈するアルカリ金属の化合物およびアルカリ土類金属の化合物からなる群から選択される少なくとも１種が、アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の陰イオン吸着剤の再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２９９８５（Ｐ２００８−２９９８５Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０８１８８（Ｐ２００６−２０８１８８）
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（５９１１７２５２６）昭和ＫＤＥ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【出願人】（５９１１７２５２６）昭和ＫＤＥ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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