リン除去について

質問

リン酸を酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）で除去するとしたら酸化アルミニウム１グラムに対してどれぐらいのリン酸が除去できますか？できれば，効率も知りたいのです。

回答No.3

anisol

酸化アルミニウムは吸着剤だったんですね。
教えていただきました参考URLの参考文献（※）を見てみました。詳しくは文献を見てほしいのですが、ポイントは

・活性アルミナなどは次の反応でリンを選択的に吸着する。
Al2O3・3H2O +2H2PO4- → 2AlPO4 +2OH- +4H2O

・最近、活性アルミナに硫酸アルミニウムを反応させた新しい吸着剤が開発された。この吸着剤でのリン除去は上の式のほかに、次の式のようなイオン交換的化学吸着反応によって行われる。
4H2PO4- +Al4(OH)6(SO4)3 → 4AlPO4 +3SO4 2- +2H+ +6H2O

・この吸着剤の除去容量は約30mg-P/gと従来品に比べ著しく大きい。

・吸着法は装置が単純、小型で、中小規模の下水処理や産業排水処理に適す。ただし、原水中のリン濃度がかなり高い場合には吸着剤の寿命が短くなるので不利。

すなわち、酸化アルミニウムは吸着剤ですが、リン酸アルミニウムの生成による化学吸着の機構が有効に働いているもののようです。また酸化アルミニウムの無水物は酸に溶けませんが、Al2O3・3H2Oの形は水酸化アルミニウムと同じであり、含水量が多いため活性があるのでリン酸イオンと反応するものと思います。

（※）参考文献：
浦野紘平，立川裕隆：「排水中のリン除去技術の特徴と経済性」，用水と排水，29(5)，3(1987)．

お礼

いろいろ調べてくださって、どうもありがとうございます。

　しかし新たに納得できないことなのですが、活性アルミナというのは吸着能力の強いアルミナ微粉末であり、非結晶性の酸化アルミニウムだというふうに書いてありました。（理化学辞典だったと思います。）そうであるならAl2O3・3H2Oの形では無いのではないでしょうか。また、活性アルミナというのは「湿気や油蒸気などを吸着除去するのに用いる。吸着が飽和したら再び加熱し放出させ再び活性化し繰り返し使用できる。」とも書いてありました。そうなると、含水量が多いため活性があるというのもなんだかよく分からないのです。

　とにかく、私のこんな質問にいろいろお答え下さったanisolさん、ほんとにどうもありがとうございました。

回答No.2

anisol

＞　Al2O3というのは水にも酸にも難溶性

確かにそうですね。ご質問の方法が実際にあるものと思っていたので、うっかりしていました。そこで逆に質問したいのですが、

・この質問は水処理関係の質問ということでよろしいですか？
・酸化アルミニウムによるリン除去の方法は実際にあるのですか？あるとすれば参考文献を教えていただけますか。

よろしくお願いします。

補足

せっかく答えていただいたのに，回答が遅れてしまって，申し訳ないです。

この質問は水処理関係かと言うことでしたが，リン酸を多く含む水溶液の処理に用いようと思ったのです。
また，Al2O3を用いるリン酸の除去についてはすごく簡単にしか書いてありませんでしたが参考URLとして下に付けておきました。

http://www.syokuhin-kg.pref.hiroshima.jp/faq.html#FAQ03

回答No.1

anisol

リン酸アルミニウムはAlPO4の形ですから、酸化アルミニウム（式量101.96）1モルに対してリン酸（式量98.00）2モルが反応します。したがって酸化アルミニウム1gに対しては、理論上

(1/101.96)*2*98.00=1.922

1.922gのリン酸が反応することになります。効率ということは、水処理関係でしょうか？これについては水処理関係の文献を参照するとよいと思います。

お礼

丁寧に計算までしていただいてありがとうございました。AlPO4の形になるのであれば確かにanisolさんのおっしゃるとおりだと思います。ただ，Al2O3というのは水にも酸にも難溶性ですよね？アルカリ融剤などで融解しないと溶けないと思ったのです。すると，AlPO4になるには，どういった形で，リン酸と反応するのでしょうか。お手数ですが，教えていただけたら幸いです。