インターカレーションを利用したハイブリッドセラミックスへの重金属イオン固定化

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23510088
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 三木 貴博 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30312606)
• Keywords: インターカレーション / 重金属 / 固定化

Research Abstract

平野部が少ないわが国では、処分場の大半が内陸や山間部に立地しており、浸出水の漏洩による飲料水源の汚染を招きかねない。また、廃水中重金属処理には重金属捕集剤を大量に用いているが、重金属自体は無害化されておらず、捕集された重金属は最終処分されるため完全に安全とはいえない。クロムイオンの場合、中性、アルカリ性領域において、空気雰囲気中では6価クロムが安定であるため、十分な管理が必要である。現在、重金属イオンを含む廃水処理にはキレート法が用いられている。しかしながら、高価なキレート剤を大量に使用する必要があり、キレート剤自体の有害性の問題もあることから、安全でコストメリットのある、新たな3価クロム廃水処理技術の開発が必要である。
本研究では、スメクタイトなどの粘土鉱物を用いて3価クロム、6価クロムの固定化実験を行った。サポナイトはクロムイオンを吸着しないことが確認されたが、モンモリロナイトを用いた場合、pHが2の条件において、3価クロム、6価クロム濃度を1ppmから環境基準値の0.05ppm以下まで低減できることを確認した。また、Crを含有したモンモリロナイトを空気雰囲気下1573Kで加熱すると、Cr溶出をごくわずかに抑えることができた。
スメクタイトなどの粘土鉱物は、大量の金属イオンをインターカレートし固定化することができることが確認できた。汚染水中の重金属の無害化と固定化を、簡便で効率的に行う技術を開発した。