■有機溶剤中では、金属の拡散速度が遅いため、水中の金属を除去するときと同じ流速では処理が難しい場合がある
⇒一般的な純水処理と比較して、流速を小さく設定して試験を実施
■イオン交換樹脂中の残存する金属の影響によって、逆に有機溶剤を汚染させてしまう可能性がある
⇒高純度のイオン交換樹脂を使用
複数種の金属を含有する酸溶液から、Niなど有価金属を残しその他の金属を除去したい。
キレート樹脂は特定の金属に対し選択性があるものの共存金属の存在や濃度、㏗などによって選択性や吸着性能が変化する。
今回ご相談いただいた原液は
・原液の㏗が酸側である
・除去したい金属の濃度が低く、原液中に残したい金属の濃度が高い
といった特徴からキレート樹脂での精製は難しいことが予想された。
目標が達成できるかは実液や模擬液などを実際に処理してみない限りわからないケースも多く、今回のケースでも実際に複数のステップで検証を実施し確認した。
客先は他社のイオン交換樹脂を長年使われているが、度重なる値上げのために製造コストが上昇し続けており、コストダウンのためイオン交換樹脂銘柄の変更を検討された。当社への相談内容はコストダウンが第一であるが、イオン交換樹脂の性能は現行品と同等であることも必須条件とされた。具体的には、糖液の管理項目である、脱色性能を示す色価、脱塩性能を示す電気伝導率とpH、糖液特有のBrixと濁度が既存品と同等であるというもの。
【試験概要】
客先での処理フローと同様に、イオン交換樹脂による多段処理を行った。処理液の液質が既存品と同等であることを確認するため、既存品と当社提案品の2系列を準備し、糖液の通液試験を行った。評価項目は客先から希望のあった、色価、電気伝導率、pH、Brix、濁度とし、両方のイオン交換樹脂処理液を分析して各値を比較した。
【課題】
①コストダウン
既存品と同等性能かつ、より安価な品目を選定する必要がある。
②評価項目の実数値における実機との差
実機において、評価項目は基準値が設けられている。ラボにおける小規模検証では、同一品目においても実機と同等の数値が得られるとは限らない。
③実機における加温
糖液は粘性が高く、実機においては加温しながらの通液となる。
④繰り返し性能の確認
通液と再生を繰り返しての運用となる。糖液処理においては、有機物がイオン交換樹脂表面に付着し、反応性を低下させる恐れがある。よって繰り返し性能を評価するため、ラボ評価においても薬液再生およびその後の性能を確認する必要がある。
これまでは、水溶液中で均一触媒を用いて医薬品原薬（多糖類）を合成。 合成反応の都度、触媒を必要としていた。 イオン交換樹脂に触媒を担持させることで、連続反応を可能としたい。
アルコール中にNaイオンを含む金属イオンが含まれており、イオン交換樹脂を用いた除去を検討したい。
アルコール溶剤であってもイオン交換樹脂による金属イオン除去は行えますが、下記の問題点がありました。
♦アルコール溶剤処理の問題点
イオン交換樹脂へアルコール溶剤を通液すると、イオン交換樹脂に含まれる水分がアルコールの純度を下げてしまう問題がありました。
※イオン交換樹脂はスチレンとジビニルベンゼンの共重合体で、一般的なイオン交換樹脂は40～50％の水分を含有しています。
トンネルの工事で発生する排水中にセレンが0.4ppm含まれていた。 排水基準値の0.1ppm以下にしないと工事が進められないため、イオン交換樹脂による処理が行えないか検討した。
トンネル工事で発生する排水は一般的に凝集沈殿処理を行いますが、下記のような問題点があります。
凝集沈殿処理の問題点
①排水中のセレン除去
工事で発生する排水中のセレン濃度が変動するため、凝集沈殿による処理水のセレン濃度が変動します。
変動することで凝集剤の使用量も変動し、凝集不良の要因となる可能性があります。
②装置スペースが大きい
分析用途に用いられるイオン交換樹脂の表面の微量な汚れにより発生する不具合の改善
〇概要
分析用途に使用しているイオン交換樹脂があるが、イオン交換樹脂の表面の微量な汚れ（界面活性剤などの残渣）による不具合が発生していた。該当のイオン交換樹脂は、メーカー側でこれ以上の洗浄は難しいとされた。お客様での自社試験で不具合の発生したLOTのイオン交換樹脂は使用する事が出来なくなってしまうため、お客様独自の要求品質を満たすための洗浄方法を模索していた。
室町ケミカルには様々なイオン交換樹脂の知見があるので、樹脂洗浄方法検討のご依頼をいただいた。
〇課題
お客様独自の要求品質を満足する洗浄方法の検討を行う。
リン酸亜鉛皮膜処理品の洗浄廃水中の硝酸性窒素濃度が高く、低減したい。
＜概要＞
①原水：金属化成加工排水
②原水水質：ｐH6.0～7.0
硝酸性窒素平均18mg/L（最大25mg/L）
SS 5mg/L以下
③処理水量：1.0㎥/Hr（平均）×10Hr/Day
④処理目標：硝酸性窒素の低減 5ｍｇ/L以下
事業場で発生する場内水中のCu及びCdの数値を、より低く安定させる処理を行いたい。
〇概要：現行では発生した場内水を貯水池に貯め、中和剤や凝集剤を添加して処理を行っているが、より良い処理方法が無いか検討をしていた。
〇課題：キレート樹脂によって数値をより低く安定させて処理できるかが課題である。
イオン交換樹脂の選定及びパウダー状に加工してフィルター材料にしたい
新しいフィルターを開発する際、材料となるイオン交換樹脂の選定方法に毎回頭を悩ませていた。
またフィルターにするにはイオン交換樹脂は乾燥・粉砕する必要があり、各工程で対応が可能な委託先へ依頼していた。
そのため製造に時間がかかり、材料コストが増えてしまうという課題があった。
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