メカノケミカル反応を利用したポリ塩化ビニルからの非加熱脱塩素化法の開発

Research Project

Project/Area Number	11128204
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	齋藤文良東北大学, 素材工学研究所, 教授 (10007198)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤昭夫 (協)仙台清掃公社, 環境計量センター, 室長(研究職) 張其武東北大学, 素材工学研究所, 助手 (30292270) 加納純也東北大学, 素材工学研究所, 助手 (40271978)
Project Period (FY)	1999
Project Status	Completed (Fiscal Year 1999)
Budget Amount *help	¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000) Fiscal Year 1999: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Keywords	ゼロエミッション / メカノケミストリー / 紛砕 / PVC / 非加熱
Research Abstract	本研究の目的は、メカノケミカル(MC)反応を利用してPVCから非加熱で塩素を離脱し、可溶性塩化物として洗浄分離し、個体残渣ならびに溶液中の塩化物を有効利用する新しい手法を開発し、廃PVCの処理という観点で、ゼロエミッション技術構築に貢献することにある。用いたPVC資料は粉末(粒径=60-400μm (平均粒径=133μm))であり、その平均重合度1100、非結晶である。脱塩素材として、 CaO (Ca(OH)_2)、CaCo_3、スラグ粉末(試薬混合物と高炉スラグ)を選んだ。これら脱塩素剤の混合割合は、PVCの塩素量を基準にし、それと等モル反応する場合と、Ca量が2倍と4倍になる3通りに設定した。実験ではPVCと脱塩素剤の混合粉末試料を小型遊星ミルにより空気中でMC処理し、その後水洗ろ過して固液を分離した。その結果、(1)PVCは脱塩素剤とMC反応し、炭化水素と塩化物が生成する。完全に両物質を反応させるには処理時間を適宜にすることと脱塩素剤を適量添加する必要がある。(2)MC反応物を水洗ろ過すると、炭化水素(個体)と塩化物(溶液)とに分離する。(3)高炉スラグなどの廃棄物も脱塩素剤として利用できる。なお、脱塩素-水洗ろ過後の固体は燃料や硬化体として利用可能である。等が判明した。以上の結果は、廃PVCの安全で有効な処理という観点ばかりでなく、リサイクルにも活用できる可能性を示唆したものであり、本研究の目的に合うものである。更なる反応効率改善や自動化などの検討を行う予定であるが、他のPVC廃棄物処理法(加熱法)とのエネルギー基準の比較をすることが今後の課題である。