2009 Fiscal Year Annual Research Report
LDHによる排水からの汚染アニオン回収および排ガス中のCO2除去プロセスの開発
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20550142
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
井伊 伸夫 National Institute for Materials Science, ナノスケール物質萌芽ラボ, 主席研究員 (50343851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹井 亮 島根大学, 総合理工学部・物質化学科, 准教授 (60314051)
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| Keywords | LDH / 脱炭酸 / アニオン交換 / 水熱鉱化 / 排水処理 / 層状複水酸化物 / 鉱化剤 / 流通処理 |
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| Research Abstract |
1:LDHの脱炭酸・アニオン交換プロセス
(1)LDHの脱炭酸プロセスの開発:酢酸緩衝液を用いる脱炭酸イオンを窒素雰囲気下で行うことにより、これまで必要であった塩濃度の1/10程度の希薄溶液で脱炭酸イオンが行われることを明らかにした。
(2)LDHのアニオン交換:汚染アニオンの吸着実験として、バッチ方式でフッ素について実験を行ったが、ほぼ完全にフッ素イオンはLDHに吸着された。アニオン色素を用いた吸着モデル実験で「脱炭酸イオン-吸着-脱離-再生」のサイクルが視覚的に実証できた。流通化のためにはLDHの粒状化が必須であるが、バインダーは吸着能を著しく低下させる。今回、LDH結晶成長の検討を行い、バインダーなしで30μm程度の結晶集合体を得、吸着に使用できることがわかった。硝酸イオン型LDHのFTIR分析に関し、KBr法では固相でアニオン交換が生じることが明らかになった。
2:鉱化剤で水熱処理する鉱化プロセス
(1)各種アニオンに対する水熱鉱化処理:消石灰を鉱化剤とした水熱鉱化処理をバナジン酸、モリブデン酸、タングステン酸をそれぞれ含むモデル排水に適用したところ、廃液中の各元素をカルシウム鉱物として高収率かつ高純度で沈殿させることができることを明らかにした。現在これらの元素の水質基準は設定されていないが、今後設定されるであろう排水基準(0.5mg/dm3)を十分下回ることができることを明らかにした。
(2)水熱鉱化処理の条件の最適化と連続化の検討:反応溶液へ処理条件を保ったまま連続的に廃液を送ることのできる装置を用い、消石灰存在下でホウ素含有排水の流通処理が手動ではあるができた。さらに自動化するためには消石灰スラリーを反応容器内へ送り込む必要があるが、現状水熱条件でスラリーを導入できるスラリーポンプが存在しないため、消石灰を用いない処理方法が必要であることが明らかどなった。
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