JP4883569B2 - Metal elution method, metal analysis and metal elution apparatus using the metal elution method - Google Patents
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Description
本発明は、分析試料中の金属を加圧熱水に溶出させる金属溶出方法、その金属溶出方法を前処理として用いる金属分析方法及びその金属溶出方法を行うための装置に関する。 The present invention relates to a metal elution method for eluting a metal in an analysis sample into pressurized hot water, a metal analysis method using the metal elution method as a pretreatment, and an apparatus for performing the metal elution method.
従来、例えば、天然資源、底質、土壌または産業廃棄物等の重金属汚染を調べることを目的として、金属の定性・定量分析が行われている。
上記分析の方法としては、原子吸光分析、ICP分析、またはICP質量分析等があり、これらの分析を行うためには、予め分析試料中の金属を溶出させる必要がある。
Conventionally, qualitative and quantitative analysis of metals has been performed for the purpose of examining heavy metal contamination such as natural resources, sediment, soil or industrial waste.
Examples of the analysis method include atomic absorption analysis, ICP analysis, and ICP mass spectrometry. In order to perform these analyses, it is necessary to elute the metal in the analysis sample in advance.
現在、一般的に行われている金属溶出方法としては、非特許文献1に記載されている乾式分解法、湿式分解法、マイクロ波加熱分解法がある。
一方、水の中に分析試料を入れて一定時間加熱することで、水中に金属を溶出させる水熱処理法もある(特許文献1参照)。
On the other hand, there is a hydrothermal treatment method in which an analysis sample is placed in water and heated for a certain period of time to elute the metal in water (see Patent Document 1).
ところで、金属分析には、例えば土壌中に含まれる人体に有害な金属の種類と濃度を測定する等の目的があるため、正確性が求められる。
しかし、上述した金属溶出方法は、試料から金属溶出させる効果が小さく、必ずしも効率的ではない。そのため、従来の金属溶出方法では、有機物に含有される金属の種類と重量とを確実に特定することが難しかった。
By the way, the metal analysis has a purpose of measuring the kind and concentration of a metal harmful to the human body contained in the soil, for example, and therefore requires accuracy.
However, the above-described metal elution method has a small effect of elution of metal from a sample and is not necessarily efficient. Therefore, in the conventional metal elution method, it is difficult to reliably specify the type and weight of the metal contained in the organic substance.
本発明は以上の課題を解決すべく開発されたものである。
すなわち、試料中の金属を極力多量に液体(加圧熱水)中に溶出させる金属溶出方法、その金属溶出方法を前処理として用いる金属分析方法、及び上記金属溶出方法を行うための金属溶出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been developed to solve the above problems.
That is, a metal elution method for eluting a metal in a sample in a liquid (pressurized hot water) as much as possible, a metal analysis method using the metal elution method as a pretreatment, and a metal elution apparatus for performing the metal elution method The purpose is to provide.
本発明者は、以上のような課題背景をもとに鋭意研究を重ねた結果、粉体状の試料を加圧熱水中に分散させた状態で、加圧熱水と接触させること、且つフィルターに付着した粉体状の試料に加圧熱水を更に接触させることで、上記の課題を解決できることを見出し、その知見に基づいて本発明を完成させたものである。 As a result of intensive studies based on the background of the problems as described above, the present inventor brought the powdered sample into contact with pressurized hot water while being dispersed in the pressurized hot water, and The inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by further bringing pressurized hot water into contact with a powdery sample adhering to a filter, and have completed the present invention based on the findings.
すなわち本発明は、(1)試料中に含まれる金属を加圧熱水に溶出させる金属溶出方法であって、試料を加圧熱水中に分散させた状態で、加圧熱水と接触させることにより金属を溶出させる第一接触工程と、フィルターに捕捉された試料を更に加圧熱水と接触させることにより金属を溶出させる第二接触工程とを備え、前記第一接触工程及び前記第二接触工程が加圧熱水を定常的に流した状態で行われ、前記加圧熱水が、10MPa以下で加圧され、120〜200℃の範囲で加熱されたものである金属溶出方法に存する。 That is, the present invention is (1) a metal elution method for eluting a metal contained in a sample into pressurized hot water, wherein the sample is brought into contact with pressurized hot water while being dispersed in the pressurized hot water. A first contact step for eluting the metal, and a second contact step for further eluting the metal by contacting the sample captured by the filter with pressurized hot water , the first contact step and the second is performed in a state in which the contacting step is constantly flowing through the pressurized hot water, the pressurized hot water is, 10 MPa pressurized below, der Ru metal elution method which has been heated in the range of 120 to 200 [° C. Exist.
また本発明は、(2)溶出した金属を含む加圧熱水を金属分析に供する前に、酸を添加する上記(1)記載の金属溶出方法に存する。 Moreover, this invention exists in the metal elution method of the said (1) description to which an acid is added, before using for the metal analysis the pressurized hot water containing the eluted metal (2).
また本発明は、(3)前記第一接触工程及び前記第二接触工程で用いる試料の粒径が粒径50〜800μmの粉体状である上記(1)又は(2)に記載の金属溶出方法に存する。 Moreover, this invention is ( 3 ) The metal elution as described in said (1) or (2) whose particle size of the sample used by said 1st contact process and said 2nd contact process is a powder form with a particle size of 50-800 micrometers. Lies in the way.
また本発明は、(4)前処理として上記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の金属溶出方法を行い、得られる金属が溶出された処理液を分析する金属分析方法に存する。 The present invention resides in metal analysis method of analyzing any to one performs metal elution method described, processing the resulting metal is eluate (4) pre-treated as above (1) to (3) .
また本発明は、(5)上記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の金属溶出方法が行われる金属溶出装置であって、試料中に含まれる金属を加圧熱水中に溶出させるための金属溶出器と、前記試料中に含まれる金属を溶出させるための水を圧縮移送する高圧ポンプと、該高圧ポンプによって圧縮移送された水を加熱する加熱器と、前記金属溶出器の出口部から流出した処理液を冷却する冷却器と、前記冷却器によって冷却された処理液から微粒子を除去するろ過装置と、を備え、前記金属溶出器が、前記試料が封入された本体部と、該本体部が前記加圧熱水を前記本体部内に流入させる入り口部と、前記入り口部に取り外し自在な第一継部材と、前記加圧熱水を前記本体部外に流出させる出口部と、前記出口部に取り外し自在な第二継部材と、該出口部に取り付けられ、前記試料を捕捉するフィルターと、を有し、前記出口部と前記第二継部材との間に取り付けられた前記フィルターが交換可能である金属溶出装置に存する。 The present invention (5) above (1) to (3) a metal dissolution unit metal dissolution process is conducted according to any one of the metals contained in the sample to the pressurized hot water A metal eluting device for eluting, a high pressure pump for compressing and transporting water for eluting the metal contained in the sample, a heater for heating the water compressed and transported by the high pressure pump, and the metal eluting device A cooling device that cools the processing liquid that has flowed out from the outlet portion of the liquid crystal, and a filtration device that removes fine particles from the processing liquid cooled by the cooling device , wherein the metal eluting device is a main body portion in which the sample is enclosed And an inlet part through which the main body part allows the pressurized hot water to flow into the main body part, a first joint member detachably attached to the inlet part, and an outlet part through which the pressurized hot water flows out of the main body part. When the second joint member for removably to said outlet , Attached to the outlet section, have a, a filter for capturing the sample resides in a metal dissolution apparatus wherein the filter is attached Ru replaceable der between the second joint member and the outlet portion.
なお、本発明の目的に添ったものであれば上記(1)から(5)を適宜組み合わせた構成も採用可能である。 In addition, as long as the objective of this invention is met, the structure which combined said (1) to ( 5 ) suitably is also employable.
本発明の金属溶出方法は、試料を加圧熱水に分散させた状態で接触させる第一接触工程と、前記粉体がメッシュ状フィルターに捕捉された状態で加圧熱水に更に接触させる第二接触工程とよりなる金属溶出方法であるので、従来の金属溶解方法によって溶出される金属の量よりも多量の金属を、効果的に溶出させることができる。 The metal elution method of the present invention includes a first contact step in which a sample is contacted in a state where it is dispersed in pressurized hot water, and a method in which the sample is further brought into contact with pressurized hot water in a state where the powder is captured by a mesh filter. Since the metal elution method comprises a two-contact process, a larger amount of metal than the amount of metal eluted by the conventional metal dissolution method can be effectively eluted.
本発明の金属溶出方法は、加圧熱水を定常的に流した状態で、第一接触工程及び第二接触工程が行われることで、より効率よく金属を溶出させることができる。 The metal elution method of this invention can elute a metal more efficiently by performing a 1st contact process and a 2nd contact process in the state which flowed pressurized hot water regularly.
図1は、金属溶出法の工程を示した図である。本実施形態に係る金属溶出方法は、例えば金属分析の前処理として採用されるものであり、試料(例えば、天然資源、底質、土壌または産業廃棄物等)を加圧熱水中に分散させた状態で、該加圧熱水と接触させる第一接触工程と、フィルターに付着した試料を加圧熱水に更に接触させる第二接触工程とよりなる金属溶出方法である。
ここで、本実施形態に係る金属溶出方法に用いる加圧熱水は純水を採用しており、従って不純物を含まず、イオン積及び金属の溶解度が大きいので、試料から金属を溶出させるのに好適である。
FIG. 1 is a diagram showing the steps of the metal elution method. The metal elution method according to the present embodiment is employed, for example, as a pretreatment for metal analysis, and a sample (for example, natural resources, sediment, soil, industrial waste, etc.) is dispersed in pressurized hot water. In this state, the metal elution method includes a first contact step in which the hot water is brought into contact with the pressurized hot water and a second contact step in which the sample adhering to the filter is further brought into contact with the hot hot water.
Here, pure hot water is used for the metal elution method according to the present embodiment, and therefore, it does not contain impurities, and since the ionic product and the solubility of the metal are large, the metal is eluted from the sample. Is preferred.
本実施形態に係る金属溶出方法によれば、従来の金属溶出方法によって液体(酸)に溶出される金属量よりも多量の金属を、溶出させることができる。 According to the metal elution method according to the present embodiment, a larger amount of metal than the amount of metal eluted into the liquid (acid) by the conventional metal elution method can be eluted.
(第一接触工程)
第一接触工程は、分析対象となる試料を加圧熱水中に分散させ、加圧熱水中に分散した状態の試料を加圧熱水に接触させる工程である。この接触により試料中の金属は加圧熱水中に溶出する。
分析対象の試料は粉体の状態で用いられるため、上記試料と加圧熱水との接触面積は、分析対象の試料が塊状である場合よりも全体として増加する。その結果、より多量の金属が加圧熱水中に溶出されるのである。
(First contact process)
The first contact step is a step in which a sample to be analyzed is dispersed in pressurized hot water, and the sample dispersed in the pressurized hot water is brought into contact with the pressurized hot water. By this contact, the metal in the sample is eluted in the pressurized hot water.
Since the sample to be analyzed is used in a powder state, the contact area between the sample and the pressurized hot water increases as a whole as compared with the case where the sample to be analyzed is in a lump shape. As a result, a larger amount of metal is eluted in the pressurized hot water.
この金属溶出方法において、加圧熱水は区画された空間内を所定の流速で流れている状態であるため、粉体状の試料は加圧熱水中であらゆる方向に移動する。
そのため、試料と加圧熱水との接触界面は常に変化し、(積算された接触面積が増加していき)その結果、試料中の金属は処理液中に効率よく溶出される。
In this metal elution method, the pressurized hot water is in a state of flowing in the partitioned space at a predetermined flow rate, so that the powdery sample moves in all directions in the pressurized hot water.
Therefore, the contact interface between the sample and the pressurized hot water always changes (the accumulated contact area increases), and as a result, the metal in the sample is efficiently eluted in the treatment liquid.
(第二接触工程)
第二接触工程は、第一接触工程を経てフィルターに捕捉された試料に、加圧熱水を勢いよく接触させる工程である。
第1段目の第一接触工程の後、再度、このような第2段目の第二接触工程を行うことで試料と加圧熱水との接触機会を増加させ、より多量の金属が加圧熱水中に溶出させることができる。
しかもこの第二接触工程では、試料は加圧熱水と圧接する状態になるので、加圧熱水と試料表面の細かい凹凸とが接触する。そのため、金属が処理液中に効率よく溶出される。
以下、第一接触工程及び第二接触工程を経た加圧熱水を「処理液」という。なお、処理液にはヘミセルロース、セルロース、リグニン等の微粒子が含まれることがある。
(Second contact process)
The second contact step is a step in which pressurized hot water is vigorously brought into contact with the sample captured by the filter through the first contact step.
After the first contact process of the first stage, the second contact process of the second stage is performed again, thereby increasing the chance of contact between the sample and the pressurized hot water and adding a larger amount of metal. It can be eluted in pressurized hot water.
In addition, in the second contact step, the sample is brought into pressure contact with the pressurized hot water, so that the pressurized hot water and the fine irregularities on the sample surface come into contact with each other. Therefore, the metal is efficiently eluted in the treatment liquid.
Hereinafter, the pressurized hot water that has undergone the first contact step and the second contact step is referred to as a “treatment liquid”. The treatment liquid may contain fine particles such as hemicellulose, cellulose, and lignin.
本実施形態に係る金属溶出方法に用いる加圧熱水は、10MPa以下で加圧され、120〜200℃の範囲で加熱されたものであることが好ましい。
加圧熱水の温度が120℃よりも低いと、試料中に含まれる金属が十分に溶出しにくい。
加圧熱水の温度が200℃よりも高いと、臨界状態に近い状態となり、本実施形態に係る金属溶出方法を行なう機械の内部に、腐食が発生しやすい。
The pressurized hot water used in the metal elution method according to this embodiment is preferably one that is pressurized at 10 MPa or less and heated in the range of 120 to 200 ° C.
When the temperature of the pressurized hot water is lower than 120 ° C., the metal contained in the sample is not easily eluted.
When the temperature of the pressurized hot water is higher than 200 ° C., the state is close to the critical state, and corrosion is likely to occur inside the machine that performs the metal elution method according to the present embodiment.
試料は、粒径が50〜800μmの粉体状のものを用いることが好ましい。試料の粒径を上記範囲内の大きさにすることで、フィルターでのろ過が可能な範囲で加圧熱水と試料との接触面積が大きくなり、効率良く金属が溶出される。
以上述べた第一接触工程及び第二接触工程は、具体的には後述する金属溶出器の中で遂行されることとなる。
It is preferable to use a powder sample having a particle size of 50 to 800 μm. By setting the particle size of the sample within the above range, the contact area between the pressurized hot water and the sample is increased within a range that allows filtration with a filter, and the metal is efficiently eluted.
Specifically, the first contact step and the second contact step described above are performed in a metal eluting device described later.
図2は本実施形態に係る金属溶出方法を行うための金属溶出装置全体を示す概略図である。図2に示す金属溶出装置は、高圧ポンプ1と、加熱器2と、金属溶出器3と、冷却器4と、背圧弁5とを備える。そして、これらの装置はパイプ等の流路部材によって上記の順序で直列に接続される。
FIG. 2 is a schematic view showing the entire metal elution apparatus for performing the metal elution method according to the present embodiment. The metal elution apparatus shown in FIG. 2 includes a high-
高圧ポンプ1は水(純水)が貯蔵されている貯蔵タンク6と接続されており、そこから水を吸入して、加熱器2へと圧縮移送する装置である。
なお、高圧ポンプ1が水に対して加える圧力は、所望の水温における飽和蒸気圧以上の圧力とする。
The high-
The pressure applied to the water by the high-
加熱器2は高圧ポンプ1から送られてくる圧縮された水を、所望の温度まで加熱する装置である。
加熱器2としては、例えば熱交換器やヒーター等を使用する。加熱器2で加熱された水は、加圧熱水となり金属溶出器3に送られる。
The
For example, a heat exchanger or a heater is used as the
金属溶出器3は試料を封入するための本体部を有し、該本体部は加圧熱水を本体部内に流入させるための入り口部と、加圧熱水を本体部外に流出させるための出口部とを有する。さらに出口部には試料を捕捉するためのフィルターが取り付けられる。
本体部の中で前述した第一接触工程及び第二接触工程が行われ、封入された試料から金属が溶出される。
The
The first contact step and the second contact step described above are performed in the main body, and the metal is eluted from the enclosed sample.
溶出した金属を含む加圧熱水、すなわち処理液は、金属溶出器3から流出した後、冷却器4に送られ室温程度まで冷却される。
冷却器4の具体的な構造は特に限定されるものではなく、例えば熱交換器を用いることができる。
なお、冷却器4の後方に背圧弁5を備えることで、背圧弁5よりも上流に接続されている装置内の圧力を、一定に保つことができる。
The pressurized hot water containing the eluted metal, that is, the treatment liquid flows out from the
The specific structure of the
In addition, by providing the
冷却器4を通過した処理液は、受け容器7に入れられ、金属分析に供される。
なお処理液を金属分析に供する前に、処理液に含まれる微粒子の除去を行なうことで、より正確な金属分析を行うことができる。微粒子を取り除く手段として、例えば処理液をメンブランフィルター等のフィルターを用いてろ過を行う。
The processing liquid that has passed through the
In addition, before using a process liquid for a metal analysis, a more exact metal analysis can be performed by removing the microparticles | fine-particles contained in a process liquid. As a means for removing the fine particles, for example, the treatment liquid is filtered using a filter such as a membrane filter.
このようなろ過手段は、金属溶出装置に併設することも可能であり、その場合、金属溶出装置から排出される処理液をそのまま分析することができる。
ICP発光分析等の金属分析方法によって、処理液に溶出している金属の種類及びその重量の測定を行う。
Such a filtering means can also be provided in the metal elution apparatus, and in that case, the treatment liquid discharged from the metal elution apparatus can be analyzed as it is.
The type of metal eluted in the treatment liquid and its weight are measured by a metal analysis method such as ICP emission analysis.
なお、微粒子の除去を行う前に、処理液に酸を添加(以下「酸処理」という)することが好ましい。
処理液に含まれる微粒子のうち、糖などの有機物は酸処理により金属分析の結果に影響しない物質に分解されるので、より精度の高い金属分析を行うことができる。
In addition, it is preferable to add an acid to the treatment liquid (hereinafter referred to as “acid treatment”) before removing the fine particles.
Among the fine particles contained in the treatment liquid, organic substances such as sugar are decomposed into substances that do not affect the result of metal analysis by acid treatment, so that metal analysis with higher accuracy can be performed.
ここで図3は、金属溶出を行う部分である前述の金属溶出器を断面で示した概略図である。
図3に示すように、金属溶出器3の区画された空間には粉体状の試料が封入される。金属溶出器3は、本体部31と、本体部の入り口部に取り外し自在な第一継部材32と、同様に本体部の出口部に取り外し自在な第二継部材33とを備える。
Here, FIG. 3 is a schematic view showing in cross section the above-described metal eluting device, which is a portion for performing metal elution.
As shown in FIG. 3, a powdered sample is sealed in the partitioned space of the
第一継部材32及び第二継部材33は、本体部31に螺合によって外挿状態で取り付けられる。そのため粉体状の試料は、例えば本体部31から第二継部材33を取り外して出口部より本体内に封入することができ、或いは本体部31から第一継部材32を取り外して入り口部より本体部31内に封入することもできる。 The first joint member 32 and the second joint member 33 are attached to the main body 31 in an extrapolated state by screwing. Therefore, for example, the powdered sample can be sealed in the main body from the outlet portion by removing the second joint member 33 from the main body portion 31, or the main body from the inlet portion by removing the first joint member 32 from the main body portion 31. It can also be enclosed in the part 31.
第一継部材32は加熱器2と金属溶出器3とを接続する流路部材を、金属溶出器3に固定するものである。
第二継部材33は冷却器4と金属溶出器3とを接続する流路部材を、金属溶出器3に固定するものである。
このように、第一継部材32及び第二継部材33を取り付けることで、流路部材と金属溶出器3との間にある隙間を塞ぐことができるため、金属溶出器3内部の圧力が安定させることができる。
The first joint member 32 fixes the flow path member connecting the
The second joint member 33 fixes the flow path member connecting the
In this way, by attaching the first joint member 32 and the second joint member 33, the gap between the flow path member and the
本体部31の出口部にはフィルター34が取り付けられており、フィルター34は本体部31内を流れる処理液に含まれる試料を捕捉する。そのため出口部からは、処理液のみが冷却器4の方に送られる。
A filter 34 is attached to the outlet of the main body 31, and the filter 34 captures a sample contained in the processing liquid flowing in the main body 31. Therefore, only the processing liquid is sent to the
フィルター34は、第二継部材33と本体部31との間に介在させて螺合することで、簡単に新しいものと交換することができる。
フィルター34は、上述した粒径が50〜800mm程度の試料の粉体を十分捕捉できるものを用い、材質は防錆の観点からステンレスが好ましい。
The filter 34 can be easily exchanged for a new one by being interposed between the second joint member 33 and the main body 31 and screwed together.
As the filter 34, a filter that can sufficiently capture the sample powder having a particle size of about 50 to 800 mm is used, and stainless steel is preferable from the viewpoint of rust prevention.
一方、第一継部材32と本体部31との間に介在させる補助フィルター35も、第一継部材32と本体部31とを螺合することで簡単に交換することができる。
この補助フィルター35は、金属溶出器3から試料が漏れ出さないようにするための蓋の役割をする。
On the other hand, the auxiliary filter 35 interposed between the first joint member 32 and the main body portion 31 can be easily replaced by screwing the first joint member 32 and the main body portion 31 together.
The auxiliary filter 35 serves as a lid for preventing the sample from leaking out from the
以下、実施例を挙げて、本発明の金属溶出方法を示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although an Example is given and the metal elution method of this invention is shown, this invention is not limited to a following example.
(実施例1)
本実施例では、図2に示した金属溶出装置と同様の構造の金属溶出装置を用いて、金属の溶出を行った。
高圧ポンプ1として、日本精密科学株式会社製社製のMINICHMI PUMPを用いた。
加熱器2の加熱方法は、マントルヒーター(GBR−30、大科電器株式会社製)内に設置した容器に金属塩(KNO3:NaNO2:NaNO3=53:40:7)を満たし、該マントルヒーター中にパイプを浸積させるものである。なお、加熱器2の温度制御は温度コントローラー(SHIMADEN製、SR32)によって行われる。
冷却器4には、管式2重冷却管方式の特注の冷却器を用いた。
背圧弁5には、TESCOM製の型番号26−1762−24−084の背圧弁を用いた。
これらの装置を繋ぐ流路部材には、直径6.3mm(SUS316製)のパイプを用いた。
Example 1
In this example, metal elution was performed using a metal elution apparatus having the same structure as the metal elution apparatus shown in FIG.
As the high-
The heating method of the heater 2 is to fill a metal salt (KNO 3 : NaNO 2 : NaNO 3 = 53: 40: 7) in a container installed in a mantle heater (GBR-30, manufactured by Okaden Electric Co., Ltd.) A pipe is immersed in a mantle heater. The temperature control of the
As the
As the
A pipe having a diameter of 6.3 mm (manufactured by SUS316) was used as a flow path member connecting these devices.
金属溶出器3として、直径10.2mm、長さ46.7mm(内容積3.8ml)のステンレス製の円筒形の容器を用い、該容器の底面に流路部材を取り付けた。これにより、金属溶出器3は加熱器2及び冷却器4と接続される。
フィルターとして、孔径5μmのステンレス製の焼結フィルターを用い、該焼結フィルターを金属溶出器3の両底面に取り付けた。
As the
A stainless sintered filter having a pore diameter of 5 μm was used as a filter, and the sintered filter was attached to both bottom surfaces of the
次に、金属分析の方法について述べる。
分析対象試料として籾殻を用い、粉砕後、篩い分けし、粒径が約250〜650μmのものについて0.8gを金属溶出器3内に封入した。
Next, a method for metal analysis will be described.
A rice husk was used as a sample to be analyzed, and after pulverization, it was sieved, and 0.8 g of the one having a particle size of about 250 to 650 μm was enclosed in the
次に、金属溶出器3を金属溶出装置に接続し、背圧弁5を用いて金属溶出装置内の圧力を5MPaに調整した。金属溶出装置内の圧力を調整した後、高圧ポンプ1を用いて純水を、流速10ml/minで加熱器2へ送り込んだ。
Next, the
加熱器2へと送り込まれた純水を、該加熱器2で200℃まで加熱し、加圧熱水にして金属溶出器3へと送り込んだ。
The pure water sent to the
金属溶出器3へと送りこまれた加圧熱水は、そこで分析対象試料と反応し、処理液となって、金属溶出器3から流出した。流出した処理液を直ちに冷却器4で10℃まで冷却し、背圧弁5を通過後、受け容器7で回収した。
The pressurized hot water fed to the
回収した処理液を、孔径0.5μmのメンブランフィルターでろ過した後、得られたろ液をICP発光法による金属分析に供した。金属分析により測定された種々の金属の溶出量を、試料1gあたりの溶出量(μg)に換算して表1に示す。 The collected treatment liquid was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.5 μm, and the obtained filtrate was subjected to metal analysis by ICP emission method. Table 1 shows the elution amounts of various metals measured by metal analysis in terms of elution amounts (μg) per 1 g of the sample.
(実施例2)
分析対象試料を大麦わらとしたこと以外は全て実施例1と同じ手順で金属分析を行い、種々の金属の溶出量を測定した。測定した溶出量を、試料1gあたりの溶出量に換算して表1に示す。
(Example 2)
Except that the sample to be analyzed was barley straw, metal analysis was performed in the same procedure as in Example 1, and the elution amounts of various metals were measured. Table 1 shows the measured elution amount converted to the elution amount per 1 g of the sample.
(実施例3)
分析対象試料をユーカリとしたこと以外は全て実施例1と同じ手順で金属分析を行い、種々の金属の溶出量を測定した。測定した溶出量を、試料1gあたりの溶出量に換算して表1に示す。
(Example 3)
Except that the sample to be analyzed was eucalyptus, metal analysis was performed by the same procedure as in Example 1, and the elution amounts of various metals were measured. Table 1 shows the measured elution amount converted to the elution amount per 1 g of the sample.
(比較例1)
〔湿式分解法〕
分析対象試料として実施例1に示した籾殻(粒径250〜650μm)1.0gを密閉可能なテフロン(登録商標)製の金属溶出器に入れ、続いて1Nの硝酸を25mL加え、金属溶出器を密閉した。続いて、金属溶出器を沸騰水の中へ移し、1時間煮沸した。
(Comparative Example 1)
[Wet decomposition method]
As a sample to be analyzed, 1.0 g of rice husk (particle size: 250 to 650 μm) shown in Example 1 was placed in a sealable Teflon (registered trademark) metal eluting device, and then 25 mL of 1N nitric acid was added. Was sealed. Subsequently, the metal eluent was transferred into boiling water and boiled for 1 hour.
煮沸終了後、金属溶出器を室温まで冷却し、金属溶出器内の処理液を回収した。回収した処理液を孔径0.5μmのメンブランフィルターでろ過した後、得られたろ液をICP発光法による金属分析に供した。金属分析により測定された種々の金属の溶出量を、試料1gあたりの溶出量(μg)に換算して表1に示す。 After completion of boiling, the metal eluting device was cooled to room temperature, and the treatment liquid in the metal eluting device was recovered. The collected treatment liquid was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.5 μm, and the obtained filtrate was subjected to metal analysis by ICP emission method. Table 1 shows the elution amounts of various metals measured by metal analysis in terms of elution amounts (μg) per 1 g of the sample.
(比較例2)
分析対象試料を大麦わらとしたこと以外は全て比較例1と同じ手順で金属分析を行い、種々の金属の溶出量を測定した。測定した溶出量を、試料1gあたりの溶出量に換算して表1に示す。
(Comparative Example 2)
Except that the sample to be analyzed was barley straw, metal analysis was performed in the same procedure as in Comparative Example 1, and the elution amounts of various metals were measured. Table 1 shows the measured elution amount converted to the elution amount per 1 g of the sample.
(比較例3)
分析対象試料をユーカリとしたこと以外は全て比較例1と同じ手順で金属分析を行い、種々の金属の溶出量を測定した。測定した溶出量を、試料1gあたりの溶出量に換算して表1に示す。
(Comparative Example 3)
Except that the sample to be analyzed was eucalyptus, metal analysis was performed in the same procedure as in Comparative Example 1, and the elution amounts of various metals were measured. Table 1 shows the measured elution amount converted to the elution amount per 1 g of the sample.
(比較例4)
〔水熱処理〕
分析対象試料として実施例1に示したものと同様の籾殻(粒径250〜650μm)0.3gおよび純水3.0mlを、内容積6.0mlのステンレス製のバッチ式金属溶出器に入れた。
続いて、金属溶出器内の空気を窒素ガスに置換した後密閉し、200℃に加熱されたオイルバスの中に20分間投入した。
(Comparative Example 4)
[Hydrothermal treatment]
0.3 g of chaff (particle size 250 to 650 μm) similar to that shown in Example 1 and 3.0 ml of pure water were put in a batch metal elution device made of stainless steel having an internal volume of 6.0 ml as an analysis target sample. .
Subsequently, the air in the metal eluting device was replaced with nitrogen gas, sealed, and placed in an oil bath heated to 200 ° C. for 20 minutes.
20分後、金属溶出器を素早く水槽に移し、金属溶出器内の温度が20℃になるまで冷却した。続いて、金属溶出器内を純水で洗浄しながら、金属溶出器内に入っていた液体をビーカーに全量回収した。 After 20 minutes, the metal elution device was quickly transferred to a water bath and cooled until the temperature in the metal elution device reached 20 ° C. Subsequently, the entire amount of the liquid contained in the metal eluting device was collected in a beaker while washing the metal eluting device with pure water.
回収した液体をガラスろ過器(2G4、SHIBATA社製)を用いて吸引ろ過することにより、残渣とろ液(第一ろ液)とに分離した。
ガラスろ過器上の残渣を、更に100mlの純水を用いて吸引ろ過しながら洗浄し、ろ液(第二ろ液)を回収した。
The collected liquid was subjected to suction filtration using a glass filter (2G4, manufactured by SHIBATA) to separate the residue and the filtrate (first filtrate).
The residue on the glass filter was further washed with suction filtration using 100 ml of pure water, and the filtrate (second filtrate) was recovered.
第一ろ液と第二ろ液とを混ぜ、孔径0.5μmのメンブランフィルターでろ過した。得られたろ液をICP発光法による金属分析に供し、Cdの溶出量を測定した。金属分析により測定されたCdの溶出量を、試料1gあたりの溶出量(μg)に換算して表1に示す。 The first filtrate and the second filtrate were mixed and filtered through a membrane filter having a pore size of 0.5 μm. The obtained filtrate was subjected to metal analysis by ICP emission method, and the elution amount of Cd was measured. Table 1 shows the elution amount of Cd measured by metal analysis in terms of the elution amount (μg) per 1 g of the sample.
(比較例5)
分析対象試料に大麦わらを用いたこと以外は全て比較例4と同じ手順で金属分析を行い、Cdの溶出量を測定した。測定結果を、試料1gあたりの溶出量に換算して表2に示す。
(Comparative Example 5)
Except that barley straw was used as the sample to be analyzed, metal analysis was performed in the same procedure as in Comparative Example 4, and the amount of Cd eluted was measured. The measurement results are shown in Table 2 in terms of the amount eluted per gram of sample.
(比較例6)
分析対象試料にユーカリを用いたこと以外は全て比較例4と同じ手順で金属分析を行い、Cdの溶出量を測定した。測定結果を、試料1gあたりの溶出量に換算して表2に示す。
(Comparative Example 6)
Except that eucalyptus was used for the sample to be analyzed, metal analysis was performed in the same procedure as in Comparative Example 4, and the amount of Cd eluted was measured. The measurement results are shown in Table 2 in terms of the amount eluted per gram of sample.
〔表1〕
なお、表中の数字の単位はμg/gである。
[Table 1]
The unit of the numbers in the table is μg / g.
〔表2〕
[Table 2]
表1及び表2にから分かるように、本発明の金属溶出方法は、従来の金属溶出方法に比べて、遥かに多量の金属を水中に溶出させることができる。
以上、本発明を説明してきたが、本発明は実施の形態に限定されることなく種々の変形例が可能である。
As can be seen from Table 1 and Table 2, the metal elution method of the present invention can elute a much larger amount of metal into water than the conventional metal elution method.
Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made.
1…高圧ポンプ
2…加熱器
3…金属溶出器
31…本体部
32…第一継部材
33…第二継部材
34…フィルター
35…補助フィルター
4…冷却器
5…背圧弁
6…貯蔵タンク
7…受け容器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第一接触工程及び前記第二接触工程が加圧熱水を定常的に流した状態で行われ、
前記加圧熱水が、10MPa以下で加圧され、120〜200℃の範囲で加熱されたものであることを特徴とする金属溶出方法。 A metal elution method for eluting a metal contained in a sample into pressurized hot water, wherein the metal is eluted by bringing the sample into contact with pressurized hot water while being dispersed in the pressurized hot water. A contact step and a second contact step of eluting the metal by further contacting the sample captured by the filter with pressurized hot water ,
The first contact step and the second contact step are performed in a state in which pressurized hot water is constantly flowed,
The metal elution method , wherein the pressurized hot water is pressurized at 10 MPa or less and heated in a range of 120 to 200 ° C.
試料中に含まれる金属を加圧熱水中に溶出させるための金属溶出器と、
前記試料中に含まれる金属を溶出させるための水を圧縮移送する高圧ポンプと、
該高圧ポンプによって圧縮移送された水を加熱する加熱器と、
前記金属溶出器の出口部から流出した処理液を冷却する冷却器と、
前記冷却器によって冷却された処理液から微粒子を除去するろ過装置と、
を備え、
前記金属溶出器が、前記試料が封入された本体部と、
該本体部が前記加圧熱水を前記本体部内に流入させる入り口部と、
前記入り口部に取り外し自在な第一継部材と、
前記加圧熱水を前記本体部外に流出させる出口部と、
前記出口部に取り外し自在な第二継部材と、
該出口部に取り付けられ、前記試料を捕捉するフィルターと、
を有し、
前記出口部と前記第二継部材との間に取り付けられた前記フィルターが交換可能であることを特徴とする金属溶出装置。 It is a metal elution apparatus with which the metal elution method as described in any one of Claims 1-3 is performed,
A metal eluting device for eluting the metal contained in the sample into pressurized hot water ;
A high-pressure pump for compressing and transferring water for eluting the metal contained in the sample;
A heater for heating water compressed and transferred by the high-pressure pump;
A cooler for cooling the treatment liquid flowing out from the outlet of the metal eluting device;
A filtration device for removing fine particles from the treatment liquid cooled by the cooler;
Equipped with a,
The metal eluting device has a main body in which the sample is sealed ,
An inlet part through which the main body part flows the pressurized hot water into the main body part;
A first joint member removable at the entrance,
An outlet for allowing the pressurized hot water to flow out of the main body,
A detachable second joint member at the outlet,
A filter attached to the outlet and capturing the sample;
I have a,
The metal elution apparatus , wherein the filter attached between the outlet portion and the second joint member is replaceable .
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