水溶液からのリン酸系アニオンの選択的除去および溶液再利用技術の開発

Research Project

Project/Area Number	18651036
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Environmental technology/Environmental materials
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	興戸正純 Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (50126843)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	市野良一名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70223104) 黒田健介名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00283408)
Project Period (FY)	2006 – 2007
Project Status	Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help	¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000) Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords	シュベルトマナイト / リン酸系アニオン / 廃液処理 / 磁気分離 / 亜リン酸 / 無電解めっき / リン酸 / 次亜リン酸 / 選択的除去 / 交換反応
Research Abstract	リン酸系アニオンを含有する水溶液の廃液処理,再利用,長寿命化に貢献することを最終目的とし,水溶液中のリン酸系アニオンのみを固化・除去するプロセスを開発することを目的とした.これには2つの手法でチャレンジした.液の再利用を考慮して溶液のpHは4〜7の中性域とした.高温反応場を液中に形成させ、かつカルシウムイオンを反応場へ供給することでリン酸カルシウム結晶を析出させる手法では,リン酸カルシウム系析出物として固化分離することは可能であったが,リン酸系アニオンを数ppm以下の低濃度まで減少させることは困難であった. 一方,シュベルトマナイト粉末をイオン交換体として使用して,リン酸アニオンを吸着除去する手法では,アニオン種による特異な吸着挙動がみられた.すなわち,リン酸系アニオンはどれもシュベルトマナイト内の硫酸基と置換すること,置換反応はリン酸が最も生じやすく,亜リン酸,次亜リン酸と還元体になるほど反応しにくくなること,置換反応は疑似2次反応によることが明らかとなった.その結果,22gのシュベルトマナイトを用いることで,水溶液中の30mmolの微量亜リン酸を0.1mmol以下にまで減少可能であることが判明した.これは,無電解ニッケルめっき反応によって生じる不要な亜リン酸を除去する新規プロセスにつながるものと期待される. また,シュベルトマナイトは微粉であるため反応後の固液分離に長時間を有するが,ナノマグネタイトをシュベルトマナイトに複合化させることで,磁気分離により容易に固液分離が可能であることも判明した.