JP4248288B2 - Recycling method of titanium metal-containing waste, titanium oxide coating liquid and manufacturing method thereof, titanium oxide member - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チタン金属含有廃棄物のリサイクル方法、及び、酸化チタンコーティング液、その製造方法、及びその製造装置に関するものであり、更に詳しくは、チタン金属含有廃棄物に、アンモニア水と過酸化水素、及び酸を加えてチタン金属錯体を形成させて酸化チタンコーティング液等として再資源化することを特徴とするチタン金属含有廃棄物のリサイクル方法、酸化チタンコーティング液の製造方法及びその製品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
チタンは、軽くて丈夫で耐久性に優れているため、航空機やゴルフシャフトなど、さまざまな用途に使用されている。チタンを成形加工する場合、チタンは、高融点金属であるため、通常、切削加工が行われており、年間数トンから数十トンの切削屑が発生している。このチタンの切削屑などの廃棄物は、これまで、埋め立て処理が行われていたが、埋め立て適地がどんどん少なくなっており、それにともなって処理費用が高騰してきたため、チタンの切削屑などのチタン金属含有廃棄物の有効利用法の開発が切望されていた。
【0003】
一方、酸化チタンコーティング液は、光触媒や保護膜などとして有用な酸化チタン膜を作ることができるため、大きな需要がある。これまで、酸化チタンコーティング液は、イルメナイト鉱石などのチタン原料に塩酸や硫酸などを反応させた後、加水分解して水酸化チタンを作り、更に、それを焼成して酸化チタンにし、粉砕した後、バインダーに混ぜるという複雑な工程が必要であり、1リットル当たり数千円から数十万円と大変高価であった(非特許文献1〜3参照)。
【0004】
【非特許文献1】
酸化チタン物性と応用技術,清野 学,p.13〜33(1991),技報堂出版株式会社
【非特許文献2】
光触媒の世界,竹内 浩士,村澤 貞夫,指宿 堯嗣,p.24〜25(1998),株式会社工業調査会
【非特許文献3】
化学便覧応用編,日本化学会編,p.153(1980),丸善株式会社
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中で、本発明者らは、上記従来技術に鑑みて、チタンの切削屑などのチタン金属含有廃棄物をリサイクルする方法を開発することを目標として鋭意研究を重ねた結果、チタン金属含有廃棄物のチタン切削屑にアンモニア水と過酸化水素水を加えてチタン金属錯体を形成させることにより酸化チタンコーティング液や、無機バインダー、脱臭剤等としてリサイクルできることを見い出し、本発明を創出するに至った。
本発明は、チタン金属含有廃棄物のチタン切削屑を、光触媒や保護膜などとして有用な光触媒用酸化チタン膜や酸化チタンコーティング液、無機バインダー、脱臭剤としてリサイクルする方法及びそれらの安価な製造方法、効率の良い環境にやさしい製造装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
(1)チタン金属含有廃棄物のチタン金属切削屑に、急激な温度上昇が起こらないように、アンモニア水を少しずつ加えた後、過酸化水素水を少しずつ加えてチタン金属錯体を形成させてゾルを生成させるか、更に、それを放置してゲルと上澄み液とすることにより黄色い酸化チタンコーティング液を製造する工程、及び、上記チタン金属含有廃棄物に、アンモニア水と過酸化水素水を加える際に発生するアンモニアガスを液化・回収して原料にリサイクルする工程、からなることを特徴とする光触媒用酸化チタンコーティング液の製造方法。
(2)上記チタン金属含有廃棄物に、アンモニア水を撹拌しながら少しずつ加えた後、過酸化水素水を撹拌しながら少しずつ加えてゾルを生成させた後、上澄み液を分離してゲルを得る、前記(1)に記載の酸化チタンコーティング液の製造方法。
(3)チタン金属含有廃棄物に、アンモニア水を撹拌しながら少しずつ加えた後、過酸化水素水を撹拌しながら少しずつ加えてゾルを生成させた後、ゲルを分離して上澄み液を得る、前記(1)記載の酸化チタンコーティング液の製造方法。
(4)チタン金属含有廃棄物のチタン金属切削屑に、アンモニア水と過酸化水素水を、該アンモニア水と過酸化水素水の蒸発と分解を抑えて加え、チタン金属錯体を形成させてゾルを生成させるか、更に、それを放置してゲルと上澄み液とすることにより、黄色い酸化チタンコーティング液として製造された、上記チタン金属錯体のゾル又はゲルを含むことを特徴とする光触媒用酸化チタンコーティング液。
(5)前記(4)に記載の酸化チタンコーティング液を基材にコーティングし、加熱あるいは乾燥することを特徴とする酸化チタン膜の製造方法。
(6)前記(4)に記載の酸化チタンコーティング液を基材にコートしたことを特徴とする酸化チタン部材。
(7)チタン金属含有廃棄物のチタン金属切削屑を原料として、光触媒用酸化チタンコーティング液を製造する装置であって、チタン切削屑と、アンモニア水、過酸化水素とを反応させる反応器、該反応器の上部に設置された原料のチタン金属切削屑、アンモニア水、過酸化水素を投入する原料投入口と、アンモニア水と過酸化水素水を加える際に発生するアンモニアガスを液化する復水器、反応液を撹拌するための撹拌手段、上記反応器の下部に設置された製品の酸化チタンコーティング液取り出し口を具備することを特徴とする光触媒用酸化チタンコーティング液の製造装置。
【0007】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明に用いられるチタン金属含有廃棄物は、チタン金属を含有した廃棄物のチタン切削屑であればその種類に限定されないが、チタン金属の含有率の大きなものが望ましい。
【0008】
本発明に用いられるチタン金属含有廃棄物の形状は、粉末状、粒状、板状、箔状、管状、円筒状、角柱状、円錐状、球状、瓢箪型、ラグビーボール型など、いろいろなものが挙げられるが、粉末状などの表面積の大きなものが望ましい。
【0009】
本発明に用いられるアンモニア水は、アンモニアの水溶液であり、アンモニア含有の廃水でも良い。また、本発明に用いられる過酸化水素水は、過酸化水素の水溶液であり、過酸化水素水含有の廃水でも良い。このように、廃水を利用することにより、更に、廃棄物の利用に貢献することができる。
【0010】
本発明の参考例において用いられる酸としては、炭酸や蟻酸、酢酸、プロピオン酸、蓚酸、尿酸、リン酸、クエン酸、リンゴ酸、琥珀酸、葉酸、アミノ酸、リノール酸、リノレン酸、サリチル酸、フタル酸、ステアリン酸、硝酸などが特に好ましく、それらの混合物でも良い。また、それらを含んだ廃水でも良い。そのように、廃水を利用することにより、更に、廃棄物の利用に貢献することができる。
【0011】
本発明のチタン金属含有廃棄物のリサイクル方法では、こうしたチタン金属含有廃棄物に、アンモニア水と過酸化水素水を加えてチタン金属錯体を形成させることで、酸化チタンコーティング液が得られる。そして、この方法によって、酸化チタンコーティング液を製造することができる。なお、酸を加えた場合には、分散液ではなく、水溶性の均一な酸化チタンコーティング液が得られる。
【0012】
この際、チタン金属含有廃棄物へのアンモニア水と過酸化水素水の添加は、この順番で行う必要がある。この際、チタン金属含有廃棄物をほぐしておいたり、粉砕しておいたりしてから、アンモニア水や過酸化水素水を添加して撹拌することにより、酸化チタンコーティング液の生成速度を大幅に増大させることができる。また、その際、急激な温度上昇が起こらないようにこれらを少しずつ添加して反応を進めた方がアンモニア水や過酸化水素水の蒸発や分解を抑えることができるため、好ましい。急激な温度上昇が起こった場合には冷却した方が望ましい。本発明では、蒸発したアンモニア水を回収して原料に再利用することが望ましい。
【0013】
このときのアンモニア水と過酸化水素水の添加量は、チタン金属含有廃棄物中のチタン金属1モルに対してアンモニア水は10〜20モル、過酸化水素水は25〜40モルであることが好ましい。アンモニア水や過酸化水素水の濃度が低い場合には、低濃度の酸化チタンコーティング液が得られ、これらの濃度が高い場合には、高濃度の酸化チタンコーティング液が得られる。アンモニア水や過酸化水素水の濃度は、コストや入手しやすさの点から30%程度が好ましいが、それらを含んだ廃水でも用いることができる。
【0014】
この際、酸を添加した参考例の場合には、水溶液が得られるのに対して、酸を添加しない本発明の場合にはゾルが得られ、更に、それを放置するとゲルと上澄み液が得られる。これらは、いずれも、光触媒や保護膜などとして有用な酸化チタン膜を製造するための酸化チタンコーティング液として使用することができるし、そのまま加熱・乾燥することにより酸化チタン粉末を得ることもできる。また、これを薄めることで凝集剤としても使用することができるし、そのまま室内や生ゴミなどに噴霧するなどして、消臭剤として使用することもできる。更に、酸を添加しない場合に得られる上澄み液も、そのまま室内や生ゴミなどに噴霧するなどして、消臭剤として使用することができる。そして、ゲルは乾燥すると硬い膜となるため、常温硬化型の無機バインダーとしても利用することができる。
【0015】
この酸化チタンコーティング液を製造する際に、反応容器の上部にチタン金属含有廃棄物とアンモニア水、過酸化水素水の投入口と復水器が設置され、撹拌手段を有し、下部に製品取り出し口が設けられた製造装置を用いて、チタン金属含有廃棄物をまず投入し、アンモニア水を入れて撹拌しながら、過酸化水素水を加え、その際に発生するアンモニアガスを液化・回収して原料にリサイクルすることにより、効率的な製造を行うことができる。
【0016】
本発明の方法に使用する装置としては、好適には、例えば、原料投入口及び製品取り出し口を有する反応器1に撹拌機2及び復水器3を設置し、更に、残存するアンモニアガスを反応器に戻すファン4を設置した酸化チタンコーティング液製造装置が例示される。本発明の装置は、上記各手段に限定されるものではなく、それらと同効の手段であれば同様に使用することができる。
次に、本発明の装置の動作について説明する。チタン金属含有廃棄物を原料投入口より反応器1に投入し、次いで、アンモニア水を加え、撹拌機2で良く撹拌し、その後、撹拌しながら過酸化水素水を加える。この際に発生するアンモニアガスを復水器3で液化し、反応器1に戻すと共に、反応器1に残存するアンモニアガスをファン4により反応器1に戻して、原料として再利用する。反応器1に過酸化水素を撹拌しながら加えた段階で、黄色い酸化チタンコーティング液のゾルが得られ、これをしばらく放置しておくと、ゲルと上澄み液に分離する。なお、上記反応器1に過酸化水素及び酸を撹拌しながら加えると、黄色い水溶性の均一な酸化チタンコーティング液が得られる。本発明の装置に、その使用目的等に応じて他の任意の手段を付加することは適宜可能である。
【0017】
こうして得られた本発明の酸化チタンコーティング液は、基材にコーティングし、加熱あるいは乾燥することによって、酸化チタン膜を製造することができるが、この際、加熱温度が高いほど硬い膜となる。また、低温で加熱・乾燥するとアモルファスの酸化チタン膜が得られ、300〜600℃程度で加熱すると光触媒として高性能の結晶形がアナターゼの酸化チタン膜が得られる。更に、それ以上の温度で加熱すると、結晶形がルチルの酸化チタン膜が得られる。
【0018】
こうして得られた本発明の酸化チタンコーティング液を、そのままで、あるいはそれに光触媒粒子を加えて分散して、いろいろな基材にコーティングし、加熱あるいは乾燥することによって、酸化チタン部材を製造することができる。この酸化チタン部材に太陽光や蛍光灯、白熱灯、ブラックライト、UVランプ、水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどからの人工光を照射することによって電子と正孔が生成し、その強力な酸化力により、有害化学物質が迅速かつ効率良く炭酸ガスなどに酸化分解され、無害化される。
【0019】
【実施例】
次に、本発明を参考例及び実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
参考例1
(1)酸化チタンコーティング液の製造
チタン金属切削屑1モルをほぐしてビーカーに入れ、チタン金属切削屑1モルに対してアンモニア水を20モル撹拌しながら加えた後、過酸化水素水を35モル撹拌しながら加え、更に、酢酸1モルを撹拌しながら加えた。その結果、黄色い酸化チタンコーティング液が得られた。これをガラス基板にコートし、500℃で加熱して、ガラス基板上に酸化チタン膜を形成した。この酸化チタン膜の結晶形をX線回折装置で調べた結果、光触媒として高性能のアナターゼであった。
【0020】
(2)酸化チタン部材の光触媒活性
この酸化チタン部材を用いて、ハイテク産業やクリーニング業で溶剤や洗浄剤として広く使用され、地下水や土壌を汚染して問題となっているトリクロロエチレンの分解を行った。10ppmの濃度のトリクロロエチレンの水溶液18mlを石英ガラス製試験管に入れ、その中に得られた酸化チタン部材を0.1gを入れた後、500Wの高圧水銀ランプの光を照射した。1時間後、反応液に含まれるトリクロロエチレンの量をガスクロマトグラフを用いて測定した結果、トリクロロエチレンは分解されて、検出されなかった。
【0021】
実施例1
チタン金属切削屑1モルをほぐしてビーカーに入れ、チタン金属切削屑1モルに対してアンモニア水を18モル撹拌しながら加えた後、過酸化水素水を38モル撹拌しながら加えた。その結果、黄色い酸化チタンコーティング液のゾルが得られた。これをしばらく放置して、ゲルと上澄み液に分離した。このゲルに結晶形がアナターゼ形の酸化チタン粉末0.1モルを加えて良く分散した後、ポリエステル板にコートし、200℃で乾燥して酸化チタン膜が付いた酸化チタン部材を得た。
【0022】
この酸化チタン部材を用いて、染色排液の脱色を行った。モデル排液としてエオシン10ppmの水溶液0.1mlを石英セルに入れた後、得られた酸化チタン部材の上に滴下し、300Wのキセノンランプを照射した。その結果、1時間後、完全に脱色されて無色透明になった。更に、上澄み液の方を霧吹きに入れ、生ゴミに噴霧したところ、顕著な消臭効果が得られた。
【0023】
実施例3
図1に、本発明の酸化チタンコーティング液の製造装置の一実施例を示す。反応器1の上部にチタン金属含有廃棄物とアンモニア水と過酸化水素水と酸の投入口と復水器3が設置され、撹拌機2を有し、下部に製品取り出し口が設けられている。まず、チタン金属含有廃棄物を反応器1に投入し、続いて、アンモニア水を加え、撹拌機2で良く撹拌し、その後、撹拌しながら過酸化水素水、あるいは、更に酸(参考例)を加えた。この際に発生するアンモニアガスを復水器3で液化し、反応器1に戻した。そして、反応器1に残存するアンモニアガスもファン4で反応器1に戻して回収し、原料としてリサイクルすることにより、原料の有効利用が可能となり、効率的な製造を行うことができた。そして、環境中へのアンモニアと過酸化水素の排出を抑制でき、アンモニアと過酸化水素による悪臭や環境汚染を抑制することができた。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、チタンの切削屑などのチタン金属含有廃棄物を光触媒や保護膜などとして有用な酸化チタン膜や酸化チタンコーティング液、無機バインダー、消臭剤にリサイクルする方法を提供するものである。チタン切削屑などのチタン金属含有廃棄物にアンモニア水と過酸化水素水を加えるという簡単な方法により、チタン金属錯体を形成させて酸化チタンコーティング液にリサイクルすることができる。そして、反応容器の上部にチタン金属含有廃棄物とアンモニア水と過酸化水素水の投入口と復水器が設置され、撹拌手段を有し、下部に製品取り出し口が設けられた製造装置により、効率の良い酸化チタンコーティング液の製造を行うことができる。また、ゲルと上澄み液に分離して、無機バインダー、消臭剤にリサイクルすることができる。そして、その酸化チタンコーティング液を基材にコートし、加熱あるいは乾燥することにより簡単に酸化チタン膜を製造することができる。更に、基材に酸化チタン膜をコートして作った酸化チタン部材は、太陽光や蛍光灯、白熱灯、ブラックライト、UVランプ、水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどからの人工光を照射することによって電子と正孔が生成し、その強力な酸化力により、有害化学物質が迅速かつ効率良く炭酸ガスなどに酸化分解され、無害化される。そのため、光を照射するだけで、低コスト・省エネルギー的でかつメンテナンスフリーで抗菌防かびや脱臭、水処理、空気浄化などを効果的に行うことができる、環境浄化材料として使用できるため、経済的な効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の酸化チタンコーティング液の製造装置の一実施例を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for recycling a titanium metal-containing waste, a titanium oxide coating solution, a method for producing the same, and a production apparatus therefor, and more specifically, ammonia water and hydrogen peroxide in a titanium metal-containing waste. And a method of recycling a titanium metal-containing waste, a method of manufacturing a titanium oxide coating solution, and a product thereof, wherein a titanium metal complex is formed by adding an acid and recycled as a titanium oxide coating solution, etc. is there.
[0002]
[Prior art]
Titanium is light, strong and durable, so it is used in various applications such as aircraft and golf shafts. When forming titanium, since titanium is a high melting point metal, cutting is usually performed, and cutting waste of several tons to several tens of tons is generated annually. Titanium cutting waste and other wastes have been landfilled so far, but the landfill suitable land area has been steadily decreasing, and as a result, the processing costs have risen, so titanium metal such as titanium cutting waste has increased. The development of an effective utilization method of contained waste has been eagerly desired.
[0003]
On the other hand, a titanium oxide coating solution has a great demand because it can form a titanium oxide film useful as a photocatalyst or a protective film. Until now, titanium oxide coating liquid is made by reacting titanium raw materials such as ilmenite ore with hydrochloric acid or sulfuric acid, etc., then hydrolyzing to make titanium hydroxide, and then baking it to titanium oxide and pulverizing In addition, a complicated process of mixing with a binder is necessary, and it is very expensive, from several thousand yen to several hundred thousand yen per liter (see Non-Patent Documents 1 to 3).
[0004]
[Non-Patent Document 1]
Titanium oxide properties and applied technology, Manabu Kiyono, p. 13-33 (1991), Gihodo Publishing Co., Ltd. [Non Patent Literature 2]
The world of photocatalyst, Hiroshi Takeuchi, Sadao Murazawa, Satoshi Ibusuki, p. 24-25 (1998), Industrial Research Committee, Inc. [Non-Patent Document 3]
Chemical Handbook Application, Chemical Society of Japan, p. 153 (1980), Maruzen Co., Ltd.
[Problems to be solved by the invention]
In such a situation, the present inventors, in view of the above prior art, as a result of earnestly researching with the goal of developing a method for recycling titanium metal-containing waste such as titanium cutting waste, Found that titanium oxide coating liquid, inorganic binder, deodorant, etc. can be recycled by adding ammonia water and hydrogen peroxide water to titanium cutting scrap of titanium metal-containing waste to form titanium metal complex, creating the present invention It came to do.
The present invention is a titanium down switching cutting scrap titanium metal-containing waste, for Useful photocatalysts as such photocatalyst or a protective film titanium oxide film or titanium oxide coating liquid, an inorganic binder, inexpensive recycling methods and their as deodorants An object of the present invention is to provide a manufacturing method and an efficient environment-friendly manufacturing apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the above-described problems comprises the following technical means.
(1) a titanium metal shavings of titanium metal-containing waste, such rapid temperature rise does not occur, after the addition of aqueous ammonia little by little, with the addition of hydrogen peroxide little by little to form a titanium metal complex A process for producing a yellow titanium oxide coating liquid by forming a sol or allowing it to stand as a gel and a supernatant , and adding aqueous ammonia and hydrogen peroxide to the titanium metal-containing waste A method for producing a titanium oxide coating liquid for photocatalyst , comprising the step of liquefying and recovering ammonia gas generated at the time and recycling it to a raw material .
(2) to the titanium metal-containing waste, after it added portionwise with stirring ammonia water, an after added portionwise with stirring hydrogen peroxide to produce a sol, separating the supernatant liquid gel The manufacturing method of the titanium oxide coating liquid as described in said (1) obtained.
( 3 ) Ammonia water is added little by little to titanium metal-containing waste while stirring, hydrogen peroxide water is added little by little with stirring to form a sol, and then the gel is separated to obtain a supernatant. The manufacturing method of the titanium oxide coating liquid as described in said (1) .
( 4 ) Ammonia water and hydrogen peroxide water are added to the titanium metal cutting waste of the titanium metal-containing waste while suppressing evaporation and decomposition of the ammonia water and hydrogen peroxide water to form a titanium metal complex to form a sol. or generate further by on standing gel and supernatant, yellow prepared as titanium oxide coating liquid, photocatalytic titanium oxide coating which comprises a sol or gel of the titanium metal complex liquid.
(5) the coated substrate to an acid titanium coating solution according to (4), the manufacturing method of the titanium oxide layer, characterized by heating or drying.
( 6 ) A titanium oxide member, characterized in that the substrate is coated with the titanium oxide coating liquid according to (4) .
(7) a titanium metal shavings of titanium metal-containing wastes as raw materials, an apparatus for producing photocatalytic titanium oxide coating solution, anti reacting a titanium shavings, aqueous ammonia, and hydrogen peroxide 応器, Raw material titanium metal cutting waste, ammonia water, hydrogen peroxide raw material inlet installed at the top of the reactor, and condensate for liquefying ammonia gas generated when ammonia water and hydrogen peroxide water are added vessel, the reaction solution stirring means for stirring and the reactor apparatus for producing a photocatalytic titanium oxide coating solution is characterized that you include a titanium oxide coating solution outlet of the installed product in the lower part of the.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in more detail.
The titanium metal-containing waste used in the present invention is not limited to any kind as long as it is titanium cutting waste of waste containing titanium metal, but a titanium metal-containing waste having a large titanium metal content is desirable.
[0008]
The shape of the titanium metal-containing waste used in the present invention is various, such as powder, granular, plate, foil, tubular, cylindrical, prismatic, conical, spherical, bowl-shaped, and rugby ball type. Although it is mentioned, the thing with a large surface area such as powder is desirable.
[0009]
The aqueous ammonia used in the present invention is an aqueous ammonia solution and may be ammonia-containing waste water. The hydrogen peroxide solution used in the present invention is an aqueous solution of hydrogen peroxide, and may be waste water containing hydrogen peroxide solution. In this way, by using wastewater, it is possible to further contribute to the use of waste.
[0010]
Examples of acids used in the reference examples of the present invention include carbonic acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, succinic acid, uric acid, phosphoric acid, citric acid, malic acid, succinic acid, folic acid, amino acids, linoleic acid, linolenic acid, salicylic acid, phthalic acid. Acid, stearic acid, nitric acid and the like are particularly preferable, and a mixture thereof may be used. Moreover, the waste water containing them may be sufficient. As such, the use of waste water can further contribute to the use of waste.
[0011]
In the titanium metal-containing waste recycling method of the present invention, a titanium oxide coating solution is obtained by adding ammonia water and hydrogen peroxide water to such a titanium metal-containing waste to form a titanium metal complex. And a titanium oxide coating liquid can be manufactured by this method. In addition, when an acid is added, not a dispersion liquid but a water-soluble uniform titanium oxide coating liquid is obtained.
[0012]
At this time, it is necessary to add ammonia water and hydrogen peroxide water to the titanium metal-containing waste in this order. At this time, after the titanium metal-containing waste is loosened or pulverized, the production rate of the titanium oxide coating solution is greatly increased by adding ammonia water or hydrogen peroxide water and stirring. Can be made. Further, at this time, it is preferable to add them little by little so as not to cause a rapid temperature rise, so that evaporation and decomposition of aqueous ammonia and hydrogen peroxide can be suppressed. It is desirable to cool in the case of a sudden temperature rise. In the present invention, it is desirable to recover evaporated ammonia water and reuse it as a raw material.
[0013]
Amount of ammonia water and hydrogen peroxide at this time, ammonia water is 10 to 20 mol relative to a titanium metal 1 mole of titanium metal-containing waste, it hydrogen peroxide solution is 25 to 40 molar Is preferred. When the concentration of aqueous ammonia or hydrogen peroxide is low, a low-concentration titanium oxide coating solution is obtained, and when these concentrations are high, a high-concentration titanium oxide coating solution is obtained. The concentration of ammonia water or hydrogen peroxide water is preferably about 30% from the viewpoint of cost and availability, but waste water containing them can also be used.
[0014]
In this case, in the case of the reference example to which an acid was added, an aqueous solution was obtained, whereas in the case of the present invention in which no acid was added, a sol was obtained, and when it was allowed to stand, a gel and a supernatant were obtained. It is done. Any of these can be used as a titanium oxide coating solution for producing a titanium oxide film useful as a photocatalyst or a protective film, and a titanium oxide powder can be obtained by heating and drying as it is. In addition, it can be used as a flocculant by diluting it, or it can be used as a deodorant by spraying it directly in a room or garbage. Furthermore, the supernatant obtained when no acid is added can also be used as a deodorant by spraying it into a room or garbage as it is. And since a gel becomes a hard film | membrane when dried, it can be utilized also as a normal temperature hardening type inorganic binder.
[0015]
When producing this titanium oxide coating solution, a titanium metal-containing waste, ammonia water, hydrogen peroxide water inlet and condenser are installed in the upper part of the reaction vessel, have a stirring means, and take out the product in the lower part. Using the manufacturing equipment provided with a mouth, first throw in the waste containing titanium metal , add hydrogen peroxide water while stirring and adding ammonia water, liquefy and recover the ammonia gas generated at that time By recycling to raw materials, efficient production can be performed.
[0016]
As an apparatus used in the method of the present invention, for example, a stirrer 2 and a condenser 3 are preferably installed in a reactor 1 having a raw material inlet and a product outlet, and the remaining ammonia gas is reacted. A titanium oxide coating liquid production apparatus provided with a fan 4 that is returned to the container is exemplified. The apparatus of the present invention is not limited to the above-described means, and can be used in the same manner as long as they are effective.
Next, the operation of the apparatus of the present invention will be described. Titanium metal-containing waste is charged into the reactor 1 from the raw material inlet, then ammonia water is added, and the mixture is thoroughly stirred with the stirrer 2, and then hydrogen peroxide is added with stirring. The ammonia gas generated at this time is liquefied by the condenser 3 and returned to the reactor 1, and the ammonia gas remaining in the reactor 1 is returned to the reactor 1 by the fan 4 and reused as a raw material. When hydrogen peroxide is added to the reactor 1 with stirring, a yellow titanium oxide coating solution sol is obtained, and when left standing for a while, it is separated into a gel and a supernatant. In addition , when hydrogen peroxide and an acid are added to the reactor 1 with stirring, a yellow water-soluble uniform titanium oxide coating solution is obtained. It is possible to appropriately add other arbitrary means to the apparatus of the present invention according to the purpose of use.
[0017]
The titanium oxide coating liquid of the present invention thus obtained can be coated on a substrate and heated or dried to produce a titanium oxide film. At this time, the higher the heating temperature, the harder the film. Further, when heated and dried at a low temperature, an amorphous titanium oxide film is obtained, and when heated at about 300 to 600 ° C., a titanium oxide film having a high-performance crystal form of anatase as a photocatalyst is obtained. Further, when heated at a temperature higher than that, a titanium oxide film having a rutile crystal form can be obtained.
[0018]
The titanium oxide coating solution of the present invention thus obtained can be produced as it is or by adding photocatalyst particles to the resulting dispersion and coating on various substrates, and heating or drying to produce a titanium oxide member. it can. When this titanium oxide member is irradiated with artificial light from sunlight, fluorescent lamps, incandescent lamps, black lights, UV lamps, mercury lamps, xenon lamps, xenon lamps, halogen lamps, metal halide lamps, etc., electrons and holes are generated. By virtue of its oxidizing power, harmful chemical substances are quickly and efficiently oxidized and decomposed into carbon dioxide and the like to be harmless.
[0019]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described based on reference examples and examples, but the present invention is not limited to the following examples.
Reference example 1
(1) Manufacture of titanium oxide coating solution Dissolve 1 mol of titanium metal cutting waste and put it in a beaker, add 20 mol of ammonia water to 1 mol of titanium metal cutting waste while stirring, then add 35 mol of hydrogen peroxide solution. While stirring, 1 mol of acetic acid was further added with stirring. As a result, a yellow titanium oxide coating solution was obtained. This was coated on a glass substrate and heated at 500 ° C. to form a titanium oxide film on the glass substrate. As a result of examining the crystal form of the titanium oxide film with an X-ray diffractometer, it was a high-performance anatase as a photocatalyst.
[0020]
(2) Photocatalytic activity of titanium oxide member Using this titanium oxide member, it was widely used as a solvent and cleaning agent in high-tech industry and cleaning industry, and decomposed trichlorethylene, which is a problem by contaminating groundwater and soil. . 18 ml of an aqueous solution of trichlorethylene having a concentration of 10 ppm was put in a quartz glass test tube, 0.1 g of the obtained titanium oxide member was put therein, and then irradiated with light from a 500 W high-pressure mercury lamp. After 1 hour, the amount of trichlorethylene contained in the reaction solution was measured using a gas chromatograph. As a result, trichlorethylene was decomposed and not detected.
[0021]
Example 1
1 mol of titanium metal cutting waste was loosened and placed in a beaker, and after adding 18 mol of ammonia water to 1 mol of titanium metal cutting waste, hydrogen peroxide was added with 38 mol of stirring. As a result, a yellow titanium oxide coating solution sol was obtained. This was left for a while and separated into a gel and a supernatant. After adding 0.1 mol of anatase-type titanium oxide powder to this gel and dispersing well, it was coated on a polyester plate and dried at 200 ° C. to obtain a titanium oxide member with a titanium oxide film.
[0022]
Using this titanium oxide member, the dyeing effluent was decolorized. As a model effluent, 0.1 ml of an aqueous solution of 10 ppm of eosin was placed in a quartz cell and then dropped on the obtained titanium oxide member, and irradiated with a 300 W xenon lamp. As a result, after 1 hour, it was completely decolored and became colorless and transparent. Furthermore, when the supernatant liquid was put into a spray bottle and sprayed on garbage, a remarkable deodorizing effect was obtained.
[0023]
Example 3
In FIG. 1, one Example of the manufacturing apparatus of the titanium oxide coating liquid of this invention is shown. A titanium metal-containing waste, ammonia water, hydrogen peroxide water, acid inlet and condenser 3 are installed in the upper part of the reactor 1, a stirrer 2 is provided, and a product outlet is provided in the lower part. . First, the titanium metal-containing waste is put into the reactor 1, then ammonia water is added, and the mixture is thoroughly stirred with the stirrer 2. Thereafter, hydrogen peroxide or further an acid (reference example) is added while stirring. added. The ammonia gas generated at this time was liquefied by the condenser 3 and returned to the reactor 1. The ammonia gas remaining in the reactor 1 was also returned to the reactor 1 by the fan 4 and recovered, and recycled as a raw material, whereby the raw material could be effectively used and efficient production could be performed. In addition, it was possible to suppress the discharge of ammonia and hydrogen peroxide into the environment, and to suppress odors and environmental pollution caused by ammonia and hydrogen peroxide.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, the present invention is a method for recycling titanium metal-containing waste such as cutting chips of titanium useful titanium oxide film or titanium oxide coating solution as such photocatalyst or a protective film, no machine binder, deodorant Is to provide. A titanium metal complex can be formed and recycled to a titanium oxide coating solution by a simple method of adding ammonia water and hydrogen peroxide water to titanium metal-containing waste such as titanium cutting waste. Then, a titanium metal-containing waste and aqueous ammonia and hydrogen peroxide water inlet and condenser was placed on top of the reaction vessel, a stirring means, by manufacturing device product outlet is provided in the lower part An efficient titanium oxide coating solution can be produced. Moreover, it can isolate | separate into a gel and a supernatant liquid and can recycle to an inorganic binder and a deodorizer . And a titanium oxide film can be easily manufactured by coating the substrate with the titanium oxide coating solution and heating or drying. In addition, titanium oxide members made by coating a substrate with a titanium oxide film can receive artificial light from sunlight, fluorescent lamps, incandescent lamps, black lights, UV lamps, mercury lamps, xenon lamps, halogen lamps, metal halide lamps, etc. Irradiation generates electrons and holes. Due to their strong oxidizing power, harmful chemical substances are rapidly and efficiently oxidized and decomposed into carbon dioxide and the like to be rendered harmless. Therefore, it is economical because it can be used as an environmental purification material that can effectively perform antibacterial fungi, deodorization, water treatment, air purification, etc. with low cost, energy saving and maintenance-free just by irradiating light. Great effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of an apparatus for producing a titanium oxide coating solution of the present invention.
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