专利名称：类水滑石物质的层间离子置换方法、再生方法以及层间离子置换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及类水滑石物质的层间离子置换方法以及层间离子置换装置。
背景技术：
类水滑石物质将镁、铝等自然界中大量存在的元素的氢氧化物作为主骨架，其合 成也可以较简单地进行，因此，已公开了各种合成方法。例如，已经公开了作为镁源使用氢 氧化镁，在水溶剂中制造水滑石的方法(例如，参照专利文献1)或在碱的存在下，在水溶液 中使镁离子和铝离子反应的方法(例如，参照专利文献2)等。另外，已知水滑石具有阴离子交换作用。若利用该阴离子交换作用固定砷、氟、硼、 硒、六价铬、亚硝酸离子、其他阴离子系的有害物质，则能够在废弃物的安全性提高技术、无 公害环境改善技术中，对改善污染水的水质、防止有害物质的溶出、土壤改良、促进废弃物 处理厂中的有害物质的稳定化作出贡献。另一方面，固定了有害物的类水滑石物质，有必要对所固定的有害物质选择性地 进行脱离或再利用脱离有害物质后的类水滑石物质，有必要将固定于类水滑石物质中的有 害物质即层间阴离子与置换用阴离子来进行置换。因此，以往要么是供给比所固定的有害物质即层间阴离子具有与类水滑石物质更 高亲和性的置换用阴离子，或者，要么通过放置于虽然亲和性低但大量含有置换用阴离子 的溶液中，从而进行置换。专利文献1 :JP特开平6-329410号公报专利文献2 :JP特开2003-26418号公报
发明内容
发明要解决的课题然而，在以往的方法中，难以使固定于类水滑石物质中的有害物质脱离，或者，脱 离过程需要大量的时间和成本。因此，本发明的目的在于，提供能够有效地置换类水滑石物质的层间阴离子的层 间离子置换方法以及层间离子置换装置。解决课题的方法以往，将类水滑石物质的层间阴离子与置换用阴离子进行置换时，仅考虑了类水 滑石物质与阴离子的亲和力。然而，本发明者等发现仅考虑类水滑石物质与阴离子的亲和 力是不充分的，有必要对至少与层间阴离子和置换用阴离子中的任意阴离子进行化学反应 的阳离子的量加以调节，以使吸附于类水滑石物质中的层间阴离子成为在溶液中易脱离的 状态，或者，使置换用阴离子成为易吸附于类水滑石物质的状态。S卩、本发明的层间离子置换方法，是在含有置换用阴离子的溶液中置换类水滑石 物质的层间阴离子的层间离子置换方法，其特征在于，具有阳离子调节工序，该阳离子调节工序是在上述溶液中增加与上述层间阴离子进行化学反应的阳离子的量。另外，本发明的另一层间离子置换方法，是在含有置换用阴离子的溶液中置换类 水滑石物质的层间阴离子的层间离子置换方法，其特征在于，具有阳离子调节工序，该阳离 子调节工序是在上述溶液中减少与上述置换用阴离子进行化学反应的阳离子的量。另外，本发明又一层间离子置换方法，是在含有置换用阴离子的溶液中置换类水 滑石物质的层间阴离子的层间离子置换方法，其特征在于，具有阳离子调节工序，该阳离子 调节工序是在上述溶液中调节与上述层间阴离子和上述置换用阴离子的两者进行化学反 应的阳离子的量，以提高上述层间阴离子的脱离量。在上述情况下，上述类水滑石物质优选使用微晶大小为20nm以下的物质。另外， 作为上述阳离子，可以使用氢离子。另外，优选上述置换用阴离子为比上述层间阴离子具有 与类水滑石物质更高亲和性的阴离子。作为该置换用阴离子，可使用碳酸离子或氯化物离 子。另外，优选上述类水滑石物质从吸附上述层间阴离子后开始到与置换用阴离子置换为 止的期间内保持湿润状态。另外，本发明的再生方法是将类水滑石物质的层间阴离子与置换用阴离子进行置 换，来再生类水滑石物质的再生方法，其特征在于，使用上述层间离子置换方法将类水滑石 物质的层间阴离子与碳酸离子置换后，在PH值为3 7的氯化钠溶液中将碳酸离子与氯化 物离子进行置换。另外，本发明的另一再生方法，其特征在于，在pH值为3 7的氯化钠溶液中将类 水滑石物质的层间阴离子与上述层间阴离子进行置换。另外，本发明的层间离子置换装置，是在溶液中将类水滑石物质的层间阴离子与 置换用阴离子进行置换的层间离子置换装置，其特征在于，具有阳离子调节装置，该阳离子 调节装置用来调节至少与上述层间阴离子和上述置换用阴离子中的任意阴离子进行化学 反应的阳离子的量。此时，上述阳离子调节装置可设置成调整氢离子浓度的装置。发明的効果由于调节至少与层间阴离子和置换用阴离子中的任意阴离子进行化学反应的阳 离子的量，使得吸附于类水滑石物质的层间阴离子成为在溶液中容易脱离的状态或使得 置换用阴离子成为容易被类水滑石物质吸附的状态，因此，能够提高层间阴离子的脱离率 (脱离的层间阴离子的量对类水滑石物质吸附的脱离前的层间阴离子的量的比率)。
图1是表示pH值与硼的形态之间的关系的图表。图2是表示pH值与碳酸离子的形态之间关系的图表。图3是表示本发明的再生方法之一例的流程图。
具体实施例方式下面，说明本发明的层间离子置换方法。本发明的层间离子置换方法，是在溶液中将类水滑石物质的层间阴离子与其它的 阴离子进行置换的层间离子置换方法，其中，具有阳离子调节工序，该阳离子调节工序是调
4节至少与上述层间阴离子和上述置换用阴离子中的任意阴离子进行化学反应的阳离子的 量，以提高上述层间阴离子的脱离率(脱离的层间阴离子的量对类水滑石物质吸附的脱离 前的层间阴离子的量的比率)。在此，类水滑石物质是非整比化合物的一种，是化学式由iThM^ (OH) 2 (An_) x/ n mH20表示的层状双氢氧化物。M2+表示二价的金属，Mg2+、Fe2\ Zn2\ Ca2\ Li2+、Ni2+、Co2\ Gu2+等符合该M2+。M3+表示三价的金属，Al3+、Fe3\ Mn3+等符合该M3+。另外，An_表示阴离 子(n为阴离子的化合价数)。另外，x表示0 1的数值，在通常的类水滑石物质中为 0. 25 彡 x 彡 0. 33。层间阴离子是指由类水滑石物质吸附或固定的阴离子，层间阴离子有时是一种， 也有时是多种。另外，置换用阴离子是指通过本发明的层间离子置换方法，用于与类水滑石物质 的层间阴离子置换的阴离子。作为置换用阴离子，可使用与类水滑石物质具有亲和性的阴 离子，例如，可使用碳酸离子(co32-)、氯化物离子(cr)等。另外，优选置换用阴离子比层间 阴离子具有与类水滑石物质更高的亲和性，例如，优选使用碳酸离子等。另外，置换用阴离 子并不限定于一种，也可以使用多种。阳离子调节工序是为了使吸附于类水滑石物质中的层间阴离子成为在溶液中容 易脱离的状态、或者为了使置换用阴离子成为容易吸附于类水滑石物质的状态，调节至少 与层间阴离子和置换用阴离子中的任意阴离子进行化学反应的阳离子的量的工序。此时， 阳离子并不限定于一种，也可以使用多种。为了使吸附于类水滑石物质中的层间阴离子成为在溶液中容易脱离的状态，在含 有类水滑石物质的溶液中，增加与层间阴离子进行化学反应的阳离子的量即可。例如，溶液 中的H3BO3*B(OH)4-，通过作为阳离子的氢离子量，处于图1所示的平衡关系。因此，在类水 滑石物质的层间吸附有B (OH) 4的情况下，若提高氢离子浓度，则与B (OH) 4相比，硼更容易 以邸03的形式存在，因此，吸附于类水滑石物质中的B(0H)4_成为容易脱离的状态。另外， 溶液中&H2C03、HC03-和C032—，通过作为阳离子的氢离子的量，处于图2所示的平衡关系。因 此，当在类水滑石物质的层间吸附有CO:的情况下，若提高氢离子浓度，与CO:相比，H2C03 更容易存在，因此，吸附于类水滑石物质中的层间阴离子即C032—成为容易脱离的状态。另外，为了使置换用阴离子成为容易吸附于类水滑石物质中的状态，在含有类水 滑石物质的溶液中，减少与上述置换用阴离子进行化学反应的阳离子的量，以增加置换用 阴离子的存在量即可。例如，如上所述，溶液中的H2CO3、HCO3_和C032_，通过作为阳离子的氢 离子的量，处于图2所示的平衡关系。因此，若降低氢离子浓度、则与H2C03相比，HC03-更容 易存在，若进一步降低氢离子浓度，则与HCO3-相比，co32-更容易存在，因此，作为置换用离 子的HCO” CO:增加，成为易吸附于类水滑石物质的状态。另外，为了减少阳离子，供给与 阳离子反应的阴离子即可。另外，当阳离子与层间阴离子和置换用阴离子的两者进行化学反应时，调节成上 述层间阴离子的脱离率达到最高的状态即可。如上所述，将层间阴离子置换为置换用阴离子的类水滑石物质，进一步将该置换 用阴离子与氯化物离子进行置换，从而能够再生为氯型类水滑石物质。例如，当使用上述层 间离子置换方法将类水滑石物质的层间阴离子与碳酸离子进行置换时，通过在氯化钠溶液中将该碳酸离子与氯化物离子进行置换，能够再生产氯型类水滑石物质。此时，如上所述， 通过作为阳离子的氢离子的量，作为层间阴离子的碳酸离子处于图2所示的平衡关系。因 此，若降低pH值，与C032_相比，H2C03更容易存在，因而能够提高碳酸离子的脱离率。但是， 若PH值过于降低，类水滑石物质发生溶解，因此，将pH值调整为3 7，优选调整为3 5， 更优选调整为3 4。另外，若作为置换用阴离子使用氯化物离子时，能够与层间阴离子进行置换的同 时，再生产氯型类水滑石物质，因而优选。下面，利用图3的流程图，说明在微晶大小为20nm以下的类水滑石物质上吸附有 硼、氟、砷、铬、硫酸离子等时的再生方法之一例。(步骤1)使各种物质吸附于水滑石后，以湿润状态回收该类水滑石物质。(步骤2)所吸附的物质仅为硼或砷的情况下进入步骤6，所吸附的物质为各种物质混在一 起的情况下则进入步骤3。(步骤3)将所回収的类水滑石物质与碳酸离子溶液混合。作为碳酸离子溶液，可使用Na2C03 溶液或溶解了碳酸气体的溶液等。(步骤4)当类水滑石物质吸附的物质为硼主体时，将pH值调整为7附近并进行搅拌，当吸 附物质为各种物质混在一起时，则在未调整pH值的情况下，或者将pH值调整为11 12而 进行搅拌。(步骤5)对含有类水滑石物质的溶液进行固液分离后，液相以高浓度回収而再利用或废弃 掉。固相的类水滑石物质则用蒸馏水等洗净后，再次进行固液分离而回収。(步骤6)将类水滑石物质与含有氯化钠和盐酸的溶液进行混合。(步骤7)对含有类水滑石物质的溶液进行固液分离后，液相则利用氯化钠浓度和塩酸调整 PH值，并作为步骤6的溶液再利用。固相的类水滑石物质则用蒸馏水等洗净后，再次进行固 液分离而结束再生。下面，说明本发明层间离子置换方法的实施例，但本发明并不限定于这些实施例。 在实施例中，进行了吸附有硼或氟的类水滑石物质的置换和再生。实施例1[吸附试样的制备方法]作为类水滑石物质，使用微晶大小为20nm以下，且化学式为[Mg5.33A12.67(0H) 16] [Cl2.67 4H20]的物质。类水滑石物质对硼的吸附，是按照下述步骤进行。(1)使特级试剂硼酸(H3B03)0. 114g溶解于蒸馏水1000mL中，制备硼浓度为 18. 56mg/L 的溶液。
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(2)向硼溶液滴加当量浓度为1N的NaOH，制备将溶液的pH值调整为9的吸附用 溶液。(3)向吸附用溶液添加粉末状的类水滑石物质1. Owt% (10g)，用磁力搅拌器搅拌 60分钟。(4)搅拌后，进行固液分离，用电炉对固液分离后的已完成吸附的类水滑石物质的 一部分进行干燥，测定含水率。在此，含水率为约5. 6%。(5)通过ICP发光分光分析仪(RIGAKU CIROS (XD)测定固液分离后滤液的硼 浓度，其结果为3. 454mg/L，因此，类水滑石物质的硼吸附量为1. 511mg/g。另外，当考虑 到在吸附试验中使用的粉末状类水滑石物质的含水率(约5. 6% )和用食盐浓度折射计 (IS-28E，AS0NE制造)测定的盐分含量(NaCl 约6. 0% )时，由于粉末状的类水滑石物质 lg中所含有的纯类水滑石物质(干燥固体成分)为0. 88g，因此，纯类水滑石物质lg的硼 吸附量为1. 709mg/g。(6)完成吸附的类水滑石物质以湿润状态保存在密闭容器中，作为再生试验用的 试样。另外，类水滑石物质对氟的吸附是按照下述步骤进行。(1)使特级试剂氟化钠(NaF)2.210g溶解于蒸馏水1000mL中，制备氟浓度为 998mg/L的吸附用溶液(未调整pH值)。(2)向吸附用溶液添加粉末类水滑石物质1. 0wt% (10g)，通过磁力搅拌器搅拌60 分钟。(3)搅拌后，进行固液分离，用电炉对固液分离后的已完成吸附的类水滑石物质的 一部分进行干燥，测定含水率。在此，含水率为约5. 6%。(4)使用ICP发光分光分析仪(RIGAKU CIROS (XD)测定固液分离后滤液的氟浓 度，其结果为405mg/L，因此，类水滑石物质的氟吸附量为59. 3mg/g。另外，当考虑到在吸附 试验中使用的粉末状类水滑石物质的含水率(约5. 6% )和通过食盐浓度折射计(IS-28E， AS0NE制造)测定的盐分含量(NaCl 约6. 0% )时，由于粉末状的类水滑石物质lg中所含 有的纯类水滑石物质(干燥固体成分)为0. 88g，因此，纯类水滑石物质lg的氟吸附量为 67. lmg/g0(5)完成吸附的类水滑石物质以湿润状态保存在密闭容器中，作为再生试验用的
试样。。[层间阴离子的置换试验]通过下述步骤将上述吸附了硼或氟的类水滑石物质的层间阴离子进行置换。(1)制备在蒸馏水100mL中分别溶解特级试剂碳酸钠(Na2C03)0 . 848g(C032_换算 8mmol)、1. 696g(C0广换算 16mmol)的溶液。(2)向(1)中制备的溶液的一部分，滴加当量浓度为1N的HC1，将pH值调整为7。(3)向pH值调整为7的溶液和未调整(pH值=11 12)的溶液，分别添加已完成 吸附的类水滑石物质，添加量是以干燥固体成分换算为lg，并用磁力搅拌器搅拌30分钟。(4)搅拌后进行固液分离，通过ICP发光分光分析仪(RIGAKU CIR0SC⑶)测定滤液 的硼浓度，通过离子电极(东亚DKK F-2021)测定氟浓度，通过pH电极测定pH值，计算硼、 氟从类水滑石物质的脱离量。
将吸附有硼的水滑石进行置换的结果示于表1中，将吸附有氟的类水滑石物质进 行置换的结果示于表2中。表 1 表2 如表1所示，pH值越低硼从类水滑石物质的脱离量越多。作为其理由，认为是如 图1所示，在PH值高的状态下，硼以B (0H)4_的存在量多，因此容易吸附于类水滑石物质，但 在PH低的状态下，以H3B03的存在量增加，因此，成为容易从类水滑石物质脱离的状态。另一方面，如表2所示，pH值越高氟从类水滑石物质的脱离量越多。其理由认为 是，PH值越高置换用阴离子即C032—的存在量则增加，因此，成为氟离子容易从类水滑石物 质脱离的状态。实施例2将实施例1中吸附了硼的类水滑石物质和吸附了氟的类水滑石物质分别在干燥 炉中干燥24小时，得到粉末状的类水滑石物质，对该粉末状的类水滑石物质，与实施例1相 同地，进行了层间阴离子的置换试验。将置换吸附有硼的水滑石的结果示于表3中，将置换 吸附有氟的类水滑石物质的结果示于表4中。表3 表 4 比较表1与表3、表2与表4可知，若使吸附有氟或硼的类水滑石物质一旦干燥，则 层间阴离子的脱离率大幅下降。因此，从吸附了阴离子开始到置换层间阴离子为止的期间， 优选不对类水滑石物质进行干燥，而是使其保持湿润状态。实施例3[再生/再吸附试验]下面，按照下述步骤，将由氯型置换为碳酸型的类水滑石物质，再次再生为氯型类 水滑石物质，进行硼和氟的再吸附试验。(1)在蒸馏水100mL中分别溶解特级试剂氯化钠(NaCl) 5. 0g、20. 0g,制备氯化钠 浓度为5.0%、20.0%的溶液。(2)向氯化钠溶液滴加当量浓度为1N的HC1，制备将溶液的pH值调整为3的再生 用溶液(参照表5)。(3)向(2)中制备的溶液，添加碳酸型类水滑石物质1. 0wt% (1. 0g 干燥固体成 分换算)，用磁力搅拌器搅拌30分钟。(4)向搅拌中的溶液滴加当量浓度为1N的HC1，将溶液的pH值调整为3. 0 5. 0 之间。(5)搅拌后，进行固液分离而回収类水滑石物质，对该类水滑石物质用蒸馏水洗 净，去除所含有的氯化钠，再次进行固液分离。(6)将所回収的再生类水滑石物质放入温度设定为100°C 士5°C的干燥炉12小时 以上而进行干燥，并作为再吸附试验用的试样。再吸附用的试样保存在密闭容器中。(7)再吸附试验的方法则采用与实施例1的[吸附试样的制备方法]相同的方法 进行。将其结果示于表6中。另外，再生率是将再生后的类水滑石物质的硼和氟的吸附量以实施例1的类水滑石物质的硼吸附量1. 511mg/g、氟吸附量59. 3mg/g作为标准，并以百分 率算出。表 5 表6 从表6的结果可知，即使已成为碳酸型的类水滑石物质，若在5%浓度的NaCl溶液 中再生为氯型的类水滑石物质，则能够再生硼吸附能力的几乎100%、氟吸附能力的90%， 若在20%浓度的NaCl溶液中再生为氯型的类水滑石物质，则能够再生硼吸附能力的85%， 氟吸附能力的几乎100%。实施例4在实施例1、实施例3中，说明了先将类水滑石物质调整为碳酸型后再生为氯型的 情况，但在本实施例中，则说明同时进行吸附有硼的类水滑石物质的层间阴离子的脱离和 再生的情况。在本实施例中，按以下两种情况对吸附有硼的类水滑石物质进行处理。一种是在 PH值处于酸性区域，且氯化钠浓度为25.0% (实例B-5)、5.0% (实例B_6)、0% (实例B_7) 的溶液中进行处理。另一种是在PH值处于碱性区域，且氯化钠浓度为25.0% (实例B-8)、 5.0% (实例B-9)的溶液中进行处理。[吸附试样的制备方法]作为类水滑石物质，使用微晶大小为20nm以下、化学式为[Mg5.33A12.67 (OH) 16] [Cl2.67 4H20]的物质。按照以下步骤进行类水滑石物质对硼的吸附。(1)将特级试剂硼酸(H3B03)溶解在蒸馏水1000mL中，制备硼浓度为19. 3mg/L (实 例5 7)和18. 9mg/L(实例8、9)的溶液。(2)向硼溶液滴加当量浓度为1N的NaOH，制备将溶液pH值调整为9的吸附用溶
10液。(3)向吸附用溶液添加粉末状的类水滑石物质1. 0wt% (10g)，用磁力搅拌器搅拌 60分钟。(4)搅拌后进行固液分离，用电炉干燥固液分离后的已完成吸附的类水滑石物质 的一部分，测定含水率。此时，含水率为约5. 6%。(5)用ICP发光分光分析仪(RIGAKU CIROS (XD)测定固液分离后的滤液的硼浓 度，其结果为3. 50mg/L(实例B-5 B_7)、3. 56mg/L(实例B_8、B_9)，由此可知类水滑石物 质的硼吸附量为1. 58mg/g(实例B-5 B-7)、1. 53mg/g(实例B_8、B-9)。另外，考虑到吸 附试验中使用的粉末状类水滑石物质的含水率(约5. 6% )和通过食盐浓度折射仪(AS0NE 制造的IS-28E)测定的盐分含量(NaCl 约6. 0% )时，由于粉末状的类水滑石物质lg中所 含有的纯类水滑石物质(干燥固体成分)为0. 88g，因此，纯类水滑石物质lg的硼吸附量为 1. 787mg/g (实例 B-5 B_7)、1. 730mg/g (实例 B_8、B_9)。(6)完成吸附的类水滑石物质以湿润状态保存在密闭容器中，作为再生试验用的 试样。[层间阴离子的置换/再生试验](1)在蒸馏水100mL中分别溶解特级试剂氯化钠(NaCl)5. 0g、25. 0g，制备氯化钠 浓度为25.0% (实例B-5、B-8用)的溶液两个，5.0% (实例B_6、B_9用)的溶液两个，0% (实例B-7用)的溶液一个。(2)向⑴中制备的实例B-5 B-7用溶液滴加当量浓度为1N的HC1，制备将溶 液的PH值调整为3的再生用溶液。(3)向(1)和(2)中制备的溶液添加吸附试验后的吸附有硼的类水滑石物质，添加 量是以干燥固体成分换算为1.0g(1.0wt% )，并用磁力搅拌器搅拌30分钟。(4)搅拌过程中，向实例5用的溶液和实例6用的溶液滴加当量浓度为1N的HC1， 将溶液的PH值调整为3. 0 5. 0之间。另外，对实例B-7 B-9用的溶液，在搅拌过程中 不滴加HC1，调查只因初期pH值引起的影响。(5)搅拌后进行固液分离，用ICP发光分光分析仪(RIGAKU CIR0SCCD)测定滤液的 硼浓度，用PH电极测定pH值，算出由类水滑石物质脱离的硼的脱离量。将置换吸附有硼的类水滑石物质的结果示于表7中。表 7 如表7所示，在只有阳离子(氢离子)量多而没有置换用阴离子(氯化物离子)的 实例B-7以及虽然置换用阴离子(氯化物离子)多，但阳离子(氢离子)少的实例B-8和 实例B-9中，硼的脱离率低。另一方面，有足够的置换用阴离子(氯化物离子)且通过调整 阳离子(氢离子)的量使层间阴离子处于易脱离状态的实例B-5和实例B-6中，硼的脱离 率为100%。[再吸附试验]使用上述脱离硼而再生为氯型的类水滑石物质(表7的实例B-5、B_6)，按照下述 步骤进行硼的再吸附试验。(1)用蒸馏水洗净再生为氯型并进行固液分离而回收的类水滑石物质，去除所含 有的氯化钠，再次进行固液分离。(2)将所回収的再生类水滑石物质放入温度设定为100°C 士5°C的干燥炉12小时 以上，从而进行干燥，并作为再吸附试验用的试样。再吸附用试样保存在密闭容器中。(3)再吸附试验的方法采用与实施例1的[吸附试样的制备方法]相同的方法。 另外，再吸附试验用的硼溶液浓度为20. 5mg/L。将其结果示于表8。另外，再生率是将再生 后的类水滑石物质的硼吸附量以吸附前的类水滑石物质的硼吸附量1. 58mg/g作为标准并 以百分率算出。表8 从8的结果可知，吸附有硼的类水滑石物质，通过调整pH值的氯化钠溶液，其硼吸 附能力的几乎100%得以再生。如上所述，通过调节至少与层间阴离子和置换用阴离子中的任意阴离子进行化学 反应的阳离子的量，能够增加类水滑石物质的层间阴离子的脱离量，能够提高类水滑石物 质的再生率。下面，说明本发明的层间离子置换装置。本发明的层间离子置换装置，是在溶液中使类水滑石物质的层间阴离子与置换用 阴离子进行置换的装置，主要由使类水滑石物质与置换用离子进行混合的混合槽，和在混 合槽内用于调节至少与层间阴离子和置换用阴离子中的任意阴离子进行化学反应的阳离 子的量的阳离子调节装置构成。混合槽只要不是与提供给混合槽内的溶液进行反应的物质即可，例如，可任意使 用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氯乙烯等的树脂，除此之外，还可以使用金属、木材等。作为阳离子调节装置，例如，可由储存阳离子或与阳离子进行化学反应的阴离子 的一个以上贮存槽、将贮存槽内的阳离子供给混合槽的泵等供给装置、以及对类水滑石物质与阳离子进行充分混合的混合器或磁力搅拌器等的混合装置构成。例如，当阳离子为氢离子的情况下，在贮存槽中预先储存酸性溶液或碱性溶液，将 其通过泵以规定量供给类水滑石物质，用混合器与类水滑石物质加以混合，从而调节氢离 子浓度即可。通过如此形成层间离子置换装置，能够适于进行类水滑石物质的层间阴离子的置 换。
权利要求
一种层间离子置换方法，是在含有置换用阴离子的溶液中置换类水滑石物质的层间阴离子的层间离子置换方法，其特征在于，具有阳离子调节工序，该阳离子调节工序是在上述溶液中增加与上述层间阴离子进行化学反应的阳离子的量。
2.一种层间离子置换方法，是在含有置换用阴离子的溶液中置换类水滑石物质的层间 阴离子的层间离子置换方法，其特征在于，具有阳离子调节工序，该阳离子调节工序是在上述溶液中减少与上述置 换用阴离子进行化学反应的阳离子的量。
3.一种层间离子置换方法，是在含有置换用阴离子的溶液中置换类水滑石物质的层间 阴离子的层间离子置换方法，其特征在于，具有阳离子调节工序，该阳离子调节工序是在上述溶液中调节与上述层 间阴离子和上述置换用阴离子的两者进行化学反应的阳离子的量，以提高上述层间阴离子 的脱离量。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的层间离子置换方法，其特征在于，上述类水滑石 物质的微晶大小为20nm以下。
5.根据权利要求1 3中任一项所述的层间离子置换方法，其特征在于，上述阳离子为氢离子。
6.根据权利要求1 3中任一项所述的层间离子置换方法，其特征在于，上述置换用阴 离子是比上述层间阴离子具有与类水滑石物质更高的亲和性的阴离子。
7.根据权利要求1 3中任一项所述的层间离子置换方法，其特征在于，上述置换用阴 离子是碳酸离子或氯化物离子。
8.根据权利要求1 3中任一项所述的层间离子置换方法，其特征在于，上述类水滑石 物质从吸附上述层间阴离子后开始到与置换用阴离子置换为止的期间保持湿润状态。
9.一种类水滑石物质的再生方法，是将类水滑石物质的层间阴离子与置换用阴离子进 行置换，来再生类水滑石物质的再生方法，其特征在于，使用权利要求1 3中任一项所述的层间离子置换方法将上述类水滑石 物质的层间阴离子与碳酸离子置换后，在PH值为3 7的氯化钠溶液中将上述碳酸离子与 氯化物离子进行置换。
10.一种类水滑石物质的再生方法，其特征在于，在pH值为3 7的氯化钠溶液中将类 水滑石物质的层间阴离子与氯化物离子进行置换。
11.一种层间离子置换装置，是在溶液中将类水滑石物质的层间阴离子与置换用阴离 子进行置换的层间离子置换装置，其特征在于，具有阳离子调节装置，该阳离子调节装置用来调节至少与上述层间阴离 子和上述置换用阴离子中的任意阴离子进行化学反应的阳离子的量。
12.根据权利要求11所述的层间离子置换装置，其特征在于，上述阳离子调节装置是 调整氢离子浓度的装置。
全文摘要
本发明提供能够有效地置换类水滑石物质的层间阴离子的层间离子置换方法和层间离子置换装置。调节至少与层间阴离子和置换用阴离子中的任意阴离子进行化学反应的阳离子的量，以使吸附于类水滑石物质中的层间阴离子成为在溶液中容易脱离的状态，或使置换用阴离子成为易吸附于类水滑石物质的状态，将层间阴离子与置换用阴离子进行交换。
文档编号B01J41/02GK101861206SQ200880116579
公开日2010年10月13日 申请日期2008年11月20日 优先权日2007年11月20日
发明者大野睦浩, 朝仓健夫, 杉山周平, 梶本崇 申请人:日本国土开发株式会社