1998 Fiscal Year Annual Research Report
コロイド包括ゲル化反応を利用した難処理懸濁質の新規除去プロセスに関する研究
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10650765
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| Research Institution | Suzuka National College of Technology |
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Principal Investigator |
岩田 政司 鈴鹿工業高等専門学校, 工業化学科, 助教授 (10151747)
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| Keywords | アルギン酸 / ゲル / コロイド / 難濾過性 / 泥水シールド工法 / 圧搾分離 / 圧密係数 / イオン交換 |
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| Research Abstract |
天然高分子であるアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンのゲル化反応を利用し,コロイド粒子をゲル内に包括させ懸濁系から除去する新規な難処理懸濁質分離プロセスについて検討を加えた。本研究で得られた結論は以下の通りである。
1. アルギン酸ナトリウム水溶液に難処理コロイド粒子としてナトリウムベントナイトを懸濁させ,この混合液を塩化カルシウム水溶液に滴下し,コロイド包括ゲルを生成させた。内径60mmの圧縮セルにベントナイト包括ゲル懸濁液を挿入し,圧搾脱水した。ベントナイト包括ゲルの圧搾速度は,未処理のナトリウムベントナイトの圧搾速度より速くなっていた。また,単にアルギン酸ナトリウムとベントナイトを混合しただけで,カルシウムによるゲル化を行わない場合には,逆にベントナイト単独の圧搾速度より遅くなった。
2. ゲル調製前後の上澄み液およびゲル内自由水の分析を行い,アルギン酸カルシウムゲルの骨格に束縛されているカルシウム量を測定した結果,アルギン酸中のカルボキシル基には全てカルシウムイオンが配位していることが明らかとなった。ゲル中にベントナイト粒子が包括されている場合,ナトリウムベントナイトの層間にあるナトリウムイオンがカルシウムイオンと交換されるが,このベントナイトのイオン交換容量はゲル中のアルギン酸の割合が増すほど小さいことが判明した。
3. ナトリウムベントナイトとカルシウムベントナイトの圧搾脱水速度を比較したところ,カルシウムベントナイトの方が格段に圧搾速度が大きかった。ベントナイト包括アルギン酸ゲルの圧搾速度は,両者の中間に位置し,ゲル中のアルギン酸の割合が小さいほどカルシウムベントナイトの値に近づく傾向を示した。このことと1,2の結果を総合すると,ベントナイト包括アルギン酸ゲルの圧搾速度が未処理のナトリウムベントナイトより大きくなるのは,ゲル中のベントナイトの一部がカルシウム型に変わっているためと考えられる。
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