JP2829707B2 - 低温安定性を有するジチオカルバミン酸塩水溶液およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴムの加硫剤や、ごみ
焼却場から発生し捕集された焼却灰や排煙中から電気集
塵機等で捕集された飛灰や洗煙排水中に含まれる有害な
重金属類を不溶化させて分離除去したり、溶出を防止す
るためなどに重金属処理剤として使用されるジチオカル
バミン酸塩水溶液の低温安定性の改善に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却場において発生する焼却灰、飛
灰や洗煙排水等に含まれる重金属を分離除去するため
に、種々の方法が採用されている。例えば、洗煙排水等
に含まれる重金属類は、水溶液中で適切なｐＨに設定す
ることにより、硫化物・ジチオカルバミン酸塩などのキ
レート剤の存在下で難溶性の化合物に変換され、凝集沈
殿や凝集浮上などの方法で分離除去されている。また、
焼却灰・飛灰あるいは洗煙排水等に含まれる重金属の処
理において、キレート剤等の化学薬品で分離除去する方
法は、特殊な装置を新設することなく容易に実施可能
で、その効果も高いため広く採用されている。中でも、
硫化物、ジチオカルバミン酸塩等は、これらの重金属の
処理のためのキレート剤として広く使用されている。

【０００３】このように、ジチオカルバミン酸塩は、重
金属の処理のためのキレート剤として広く使用されてい
るほか、天然ゴム、イソプレンゴムなどのゴムの加硫剤
としても広く使用されている。ゴムの加硫剤や、焼却
灰、飛灰や洗煙排水等の中の重金属の不溶化による除
去、あるいは再溶出の防止等の用途に使用されているジ
チオカルバミン酸塩は、通常、濃厚水溶液として使用さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ジチオ
カルバミン酸塩水溶液は、寒冷地等の低温下、例えばー
１０℃などで使用する際には、ジチオカルバミン酸塩の
成分が晶析してしまい、寒冷地等の低温下での作業や、
保管・貯蔵に制約が生じ、コストが高くなるのみなら
ず、煩雑な手数を要するなどの諸問題があり、非常に取
扱いにくいものであった。 本発明は、かかる上述の問
題点を解決し、寒冷地等の低温下でも、強力なキレート
作用を有するジチオカルバミン酸塩の利点を損なうこと
なく、安定な状態で使用することができる低温安定性を
有するジチオカルバミン酸塩水溶液およびその製造方法
を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ジチオカルバ
ミン酸塩の濃厚水溶液中にキサントゲン酸塩、チオ尿
素、および前記ジチオカルバミン酸塩とは異なるジチオ
カルバミン酸塩の少なくとも一種を含有してなることを
特徴とする低温安定性を有するジチオカルバミン酸塩水
溶液およびジチオカルバミン酸塩の濃厚水溶液１００重
量部に対し、キサントゲン酸塩、チオ尿素、および前記
ジチオカルバミン酸とは異なるジチオカルバミン酸塩の
少なくとも一種を０．５〜５重量部添加することを特徴
とする低温安定性を有するジチオカルバミン酸塩水溶液
の製造方法である。

【０００６】本発明において使用するジチオカルバミン
酸塩とは、一般式（１）で示される化学構造からなるも
ので、式中のＲおよびＲ′は、水素、メチル、エチル、
ｎープロピル、イソプロピル、ｎーブチル、イソブチ
ル、ペンチル等のアルキル基、フェニル、ベンジルなど
の芳香族基を示し、ＲとＲ′は同一でも同一でなくても
よい。また、Ｍはカリウム、ナトリウム、リチウムを示
す。また、一般式（１）中のＲとＲ′は連結してメチレ
ン、エチレン、プロピレンなどのアルキレン基となり、
環状となってもよく、またポリアルキレンイミンジチオ
カルバミン残塩のような高分子状のジチオカルバミン酸
塩であってもよい。

【０００７】

【化１】

【０００８】ジチオカルバミン酸塩としては、例えばジ
メチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオ
カルバミン酸ナトリウム、ジブチルジチオカルバミン酸
ナトリウム、エチレンビスジチオカルバミン酸ナトリウ
ム、メチルジチオカルバミン酸ナトリウム、エチルジチ
オカルバミン酸ナトリウム、ｎ−ブチルジチオカルバミ
ン酸ナトリウム、ｎ−プロピルジチオカルバミン酸ナト
リウム、メチルエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、
メチルｎ−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム、エチ
ルｎ−ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム、フェニル
ジチオカルバミン酸ナトリウム、ベンジルジチオカルバ
ミン酸ナトリウムなどがあげられる。

【０００９】また、本発明に使用するキサントゲン酸塩
は、一般式（２）で示される化学構造をもつもので、式
中Ｒはメチル、エチル、ｎープロピル、イソプロピル、
ｎーブチル、イソブチルなどのアルキル基、あるいはフ
ェニル、ベンジルなどの芳香族基を示す。

【００１０】

【化２】

【００１１】キサントゲン酸塩としては、例えばジチオ
炭酸ｏーエチルカリウム、ジチオ炭酸ｏーメチルナトリ
ウム、ジチオ炭酸ｏーｎ−プロピルカリウム、ジチオ炭
酸ｏーイソブチルナトリウム、ジチオ炭酸ｏーフェニル
ナトリウム、ジチオ炭酸ｏーベンジルナトリウムなどが
あげられる。

【００１２】また、本発明において使用するチオ尿素
は、一般式（３）で示される化学構造をもつもので、式
中のＲ_1,Ｒ_2,Ｒ_3,Ｒ₄ は、それぞれ水素、メチル、エチ
ル、プロピル、ブチルなどのアルキル基、エチレン、プ
ロピレンなどのアルキレン基を示す。

【００１３】

【化３】

【００１４】チオ尿素としては、たとえばチオ尿素以外
に、エチレンチオ尿素、１，２ープロピレンチオ尿素、
２，３ーブチレンチオ尿素、Ｎーメチルチオ尿素、Ｎー
エチルチオ尿素、Ｎープロピルチオ尿素、Ｎーブチルチ
オ尿素、Ｎ，Ｎ′ージメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ′ージエ
チルチオ尿素、Ｎ，Ｎ′ージプロピルチオ尿素、Ｎーメ
チル，Ｎ′ーエチルチオ尿素、Ｎーメチル，Ｎープロピ
ルチオ尿素、Ｎ，Ｎージメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎージエ
チルチオ尿素、Ｎ，Ｎージプロピルチオ尿素などがあげ
られる。

【００１５】本発明における濃厚水溶液とは、ジチオカ
ルバミン酸塩が室温（約２５℃）で水中に溶解する飽和
濃度と飽和濃度の１０％以下との間の領域の濃度で水に
溶解している溶液をいい、具体的な濃度としては、少な
くとも３０重量％である。この溶液には、水素イオン濃
度調整のため、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど
のアルカリ、塩酸、硫酸などの酸、あるいは酸化防止剤
またはメタノール、エタノールなどの水溶性有機溶剤等
を含んでいてもよい。

【００１６】ジチオカルバミン酸塩の濃厚水溶液に添加
するキサントゲン酸塩、チオ尿素、前記ジチオカルバミ
ン酸とは異なるジチオカルバミン酸塩の使用量として
は、ジチオカルバミン酸塩の濃厚水溶液１００重量部に
対し０．５〜５重量部、望ましくは０．４〜４重量部で
ある。０．５重量部未満の場合には、成分の晶析が起こ
り、５重量部を超える場合には、ゴムの加硫剤や重金属
処理剤として効果が低下するので、好ましくない。

【００１７】

【作用】本発明においては、ゴムの加硫剤や重金属含有
排水や焼却灰、飛灰等に含まれる重金属の分離除去など
の処理に用いられるジチオカルバミン酸塩の濃厚水溶液
に、チオケトン基を有し、かつチオケトン基の炭素には
非炭素原子が結合した化合物であるキサントゲン酸塩、
チオ尿素、前記ジチオカルバミン酸塩とは異なるジチオ
カルバミン酸塩を添加することにより、ジチオカルバミ
ン酸塩の本来の利点を損なうことなく、例えばー１０℃
などの低温下で晶析しやすいジチオカルバミン酸塩の濃
厚水溶液がキサントゲン酸塩、チオ尿素、前記ジチオカ
ルバミン酸塩とは異なるジチオカルバミン酸塩の存在下
で晶析しないで安定に保持されることとなり、特別な管
理をすることなく、寒冷地においての取扱い、保管、貯
蔵が容易となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を各実施例により具体的に説明
する。なお、実施例中の％は重量％を表す。

【００１９】実施例１ ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウムの４２％水溶液
１００重量部に対して、ジチオ炭酸ｏーエチルカリウ
ム、チオ尿素、エチレンチオ尿素、１，３ージメチルチ
オ尿素、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジブ
チルジチオカルバミン酸ナトリウム、エチレンビスジチ
オカルバミン酸ナトリウム、メチルジチオカルバミン酸
ナトリウムの各１種をそれぞれ 0.5、1.0 、2.0 、3.0
、5.0 重量部添加して溶解した。

【００２０】得られた水溶液を内容量１０mlの密栓式プ
ラスチックボトルに入れ、ー１０℃に設定した低温恒温
水槽に３日間浸漬し、溶液が晶析するか否かを試験し
た。その結果は表１に示すとおり、0.5 〜5.0 重量部の
安定化剤を用いた場合には、ー１０℃、３日間では成分
晶析は見られなかった。

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例２ ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム３７重量部を６
３重量部のカセイソーダ水溶液に添加し溶解した。この
ジチオカルバミン酸ナトリウム水溶液１００重量部に対
して、１，３ージメチルチオ尿素、ジブチルジチオカル
バミン酸ナトリウム、エチレンビスジチオカルバミン酸
ナトリウム、メチルジチオカルバミン酸ナトリウムの各
１種をそれぞれ 0.5、1.0 、2.0 、3.0 、5.0 重量部添
加して溶解した。

【００２３】得られた水溶液を内容量１０mlの密栓式プ
ラスチックボトルに入れ、ー１０℃に設定した低温恒温
水槽に３日間浸漬し、溶液が晶析するか否かを試験し
た。その結果は表２に示すとおり、0.5 〜5.0 重量部の
安定化剤を用いた場合には、ー１０℃、３日間では成分
晶析は見られなかった。

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例３ ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム４０重量部をジ
ブチルジチオカルバミン酸ナトリウム０．５重量部とエ
チレンビスジチオカルバミン酸ナトリウム０．５〜５．
０重量部添加の水溶液６０重量部に溶解した。得られた
水溶液を内容量１０mlの密栓式プラスチックボトルに入
れ、ー１０℃に設定した低温恒温水槽に３日間浸漬し、
溶液が晶析するか否かを試験した。その結果は表３に示
すとおり、ー１０℃、３日間では成分晶析は見られなか
った。

【００２６】

【表３】

【００２７】比較例１ ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウムの４２％水溶液
１００重量部に対して、エチレングリコール、グリセリ
ン、エタノール、２，５ージチオビウレア、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸塩の各一種を1.0 、2.0 、3.0 ．4.0
、5.0 重量部添加して溶解した。得られた水溶液を内
容量１０mlの密栓式プラスチックボトルに入れ、ー１０
℃に設定した低温恒温水槽に３日間浸漬し、溶液が晶析
するか否かを試験した。その結果は表４に示すとおり、
いずれもー１０℃、３日間では成分晶析が見られた。

【００２８】

【表４】

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ゴムの加硫剤や重金属含有排水や焼却灰、飛
灰等の分離除去などの処理に用いられるジチオカルバミ
ン酸塩の濃厚水溶液を、低温で安定化することができ、
特別な管理をすることなく、寒冷地において取扱い可能
となり、寒冷地で上記処理が安価、かつ容易に行うこと
が可能となり、しかも保管、貯蔵も容易となるなどの優
れた効果を奏することが可能となる。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジチオカルバミン酸塩の濃厚水溶液中に
   キサントゲン酸塩、チオ尿素、および前記ジチオカルバ
   ミン酸塩とは異なるジチオカルバミン酸塩の少なくとも
   一種を含有してなることを特徴とする低温安定性を有す
   るジチオカルバミン酸塩水溶液。
2. 【請求項２】 ジチオカルバミン酸塩の濃厚水溶液１０
   ０重量部に対し、キサントゲン酸塩、チオ尿素、および
   前記ジチオカルバミン酸塩とは異なるジチオカルバミン
   酸塩の少なくとも一種を０．５〜５重量部添加すること
   を特徴とする低温安定性を有するジチオカルバミン酸塩
   水溶液の製造方法。