酸化剤と鉄の混合物中を伝ぱする反応帯における重金属の安定化に関する研究

• Project/Area Number: 08680596
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: 環境保全
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鶴田 俊 東京大学, 環境安全研究センター, 助教授 (90197773)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1996: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: フェライト / 酸化反応 / 重金属 / 安定化処理 / 反応帯伝ぱ

Research Abstract

重金属類を廃棄する際には,地下水などの汚染を引き起こさないように安定化処理を行っている。鉄の酸化物のフェライト中に重金属類を水溶液中で取り込む処理法が開発され,用いられている。この形式の処理では,重金属の濃度2000ppmが上限となっており,濃厚な重金属類の場合には希釈し処理している。燃焼反応を用い,鉄を酸化させ,共存重金属類と共にフェライトを形成させることができれば,高温の反応帯で高濃度の重金属類をフェライト中に取り込むことが期待できる。本研究では,鉄粉と酸化剤の混合物を用い,高温での反応帯の挙動と燃焼成生物を調べた。酸化剤には,重金属を含まない固体酸化剤の中で鉄粉と混合可能な硝酸カリウムを選定し用いた。反応帯の挙動をCCDカメラで,温度を直径50ミクロンの白金-白金ロジウム熱電対で計測した。反応帯は混合物中を2mm/Sから0.5mm/Sの速度で伝ぱし,反応帯の最高温度は1600℃に達した。反応生成物をX線回折分析装置を用い分析した。鉄粉と酸化剤の混合比を変化させると生成物の組成が変化することが観察された。酸化剤を理論混合比の八分の一以下に減らすことによって,フェライトを安定に生成させることができた。これは,フェライトの結晶構造安定な酸化物組成比が温度に依存ためであることが示された。クロムをモデルとした実験で,8%のクロムを含む混合物で99%がフェライトに取り込まれることが確かめられた。酸化剤の量が少ない条件では,発熱の起きる領域の幅が増加していることが観察された。この領域では,空気中から酸素が供給されていることが,成生物の質量変化から明らかになった。