| 研究実績の概要 |
本研究は松尾鉱山の坑廃水からゲーサイトをヒ素吸着剤として簡易に合成する方法を提案し、それを使用して坑廃水中の砒素を酸性領域で除去することを目的とした。溶液中の砒素を吸着するには5価であることが望ましいため、高周波数(200kHz)超音波を溶液中に照射してその酸化作用の利用を検討した。坑廃水を、オートクレープ(121℃, 0.15MPa)で、120分処理することでゲーサイトが得られた。それより長い処理時間では、ヘマタイトとゲーサイトの2相となることが確認できた。収率は約99%と高い値を示した。このゲーサイト200mgのうち、125mgがFeであり、2.2mgがAl、1.1mgがAsであった。このゲーサイトをpH2.2の硫酸酸性溶液に添加して、30分撹拌しても、砒素の溶出量は0.05ppmと値が小さいことがわかり、酸性溶液で砒素吸着剤として使用できることが確認できた。粒径は0.2μmであった。超音波(200kHz)によるAs(III)の酸化率は、ガス雰囲気により異なり、アルゴン、酸素の場合に酸化率が高く、空気、窒素がそのあとに続いた。10ppmのAs(III)溶液（pH2, 35mL)に超音波照射を行ったところ、空気雰囲気では45%がAs(V)に酸化された。より高い酸化率得るために、ペルオキソ二硫酸カリウム(PDS)を3mg添加して照射したところ、As(V)は約90%となった。超音波による酸化は、照射時だけ進むことを明らかにした。これはPDSを添加している場合も同じであった。PDSを添加すると、反応速度定数が1桁程度向上することがわかった。松尾鉱山坑廃水中のAs(III)（約0.8ppm)をゲーサイトと超音波を組み合わせて、除去することを検討した結果、ゲーサイト52mg(Fe/As=1000)を坑廃水(35mL)へ添加して超音波照射20分行うことで、As濃度を排水基準以下にすることができた。これら結果から、酸性坑廃水のAs(III)の酸化および除去には超音波とゲーサイトの組み合わせが優れていることがわかった。
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