2019 Fiscal Year Research-status Report
未利用リン酸と建設廃棄物系カルシウム塩を用いた一石三鳥アップグレードリサイクル
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18K11721
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| Research Institution | National Institute of Technology, Toyama College |
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Principal Investigator |
高松 さおり 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10547855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊嶋 剛司 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60447076)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 未利用リン / 廃石膏ボード / HAp / DCPD / FAp / アンモニア吸着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
下水処理プロセスから発生する未利用リン資源，建築物の解体工事等から発生する石膏粒子からリン酸カルシウムの一種であるハイドロキシアパタイト（HAp，Ca10(PO4)6(OH)2）を合成し，それぞれの廃棄物中に微量に含まれる金属イオンをHApの悪臭吸着機能強化材として活用することにより，1）下水処理プロセスから生じる有機性廃棄物中の有用資源であるリンの回収，2）廃石膏ボードのリサイクル，3)畜産業などの悪臭問題という3つの課題を同時に解決することを目指す。
2018年度の研究結果より，硫酸カルシウム懸濁液と種々のpHに調整したリン酸溶液を混合させることにより，水溶液中のリン酸の約8割が固相へ移行し，リン酸カルシウムの一種であるHApまたはリン酸水素カルシウム二水和物（DCPD，CaHPO4・2H2O）として回収できることを確認した。リン酸水素カルシウム二水和物は水溶液中でフッ素と反応し，難溶性塩であるフッ素アパタイト（Fap，Ca10(PO4)6F2）を形成することが知られている。水溶液中のフッ素を合成したリン酸カルシウムの固相を用いて除去できれば，廃石膏ボードのフッ素不溶化剤としての新たな用途拡大が期待できる。
そこで，2019年度は，回収した固相をフッ素溶液と反応させてフッ素アパタイトを合成し，合成した固相を用いてアンモニアガス吸着性能を評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2018度は試薬を用いて硫酸カルシウムと種々のpHに調整したリン酸を混合することにより，リン酸カルシウムの一種であるHApおよびDCPDとして回収できることを確認した。リン酸溶液の初期pHを調整することにより，HApとDCPDの作り分けが可能であることが見出された。さらに，初期pHを調整することで石膏とDCPD，HApの割合を任意に変化させらることも期待できる。DCPDは水溶液中でフッ素と反応し，難溶性塩であるFApを形成することが知られているが，排水中のフッ素を合成したDCPDで除去することができれば，石膏のフッ素不溶化材としての新たな用途拡大が期待できる。
そこで，2019年度は，合成した固相をフッ素溶液と混合したところ，水溶液中のフッ化物イオン濃度は減少し，回収した固相からはFApに帰属できる回折ピークを確認できた。この固相を用いてアンモニアガス吸着能を評価したところ，高いアンモニア吸着性能を示した。
以上のことにより，当初の計画以上に研究は進展していると考えらえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度末から新型コロナウィルスが世界的に猛威を奮っており，今年度の研究推進に長期的な影響を与えることが予想される。2019年度のアンモニア吸着能の結果から，今年度は実際の畜産業の現場からアンモニアガスを回収し，合成した固相の性能評価を行う予定としていたが，状況を見ながら適切に研究を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
2019年度末に国際学会での発表を予定していたが，新型コロナウィルスの影響で発表を予定していた学会が全て中止となってしまったたため，出張旅費，学会参加費などの費用が使用できず，次年度使用額が生じた。
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