| 研究課題/領域番号 |
08650988
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機工業化学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
吉岡 敏明 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (30241532)
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| 研究分担者 |
奥脇 昭嗣 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70005320)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1997年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1996年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | 鉛 / 硝酸塩 / 廃水処理 / 窒素負荷 / リサイクル |
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| 研究概要 |
鉛化合物を用いる再資源化による新しい硝酸塩廃水処理技術の開発をすべく基礎研究を行い以下の結果を得た。
[1]酸化鉛(II)を用いた水蒸気蒸留にによる硝酸アンモニウム成分の再資源化
・硝酸アンモニウム水溶液に、酸化鉛(II)を加え、水蒸気蒸留することによりアンモニアと塩基性硝酸鉛(II)を短時間でほぼ100%回収し、再資源化できることを明らかにした。アンモニアと塩基性硝酸鉛(II)の回収率は酸化鉛/硝酸イオンモル比とpHに大きく依存することがわかった。
硝酸ナトリウム溶液中では鉛の表面に皮膜が生成し、硝酸イオンの還元が妨げられるため効率的に還元を進めるためには金属鉛表面上の皮膜の剥離が有効であると考えられる。そこで、金属円板の表面を研磨材入りバフで連続的に回転研磨するバフ研磨型装置、鉛粒子をボールミル中で回転させ、粒子同士の接触により粒子表面上に生成した酸化皮膜を剥離させる湿式ボールミル型装置を試作し、鉛による硝酸イオンの還元について、亜硝酸イオンへの還元速度、還元剤としての鉛の還元効率および還元生成物である亜硝酸イオン、アンモニアおよび窒素の選択性に及ぼす回転数、反応温度、硝酸イオン初濃度の影響等を検討し、以下の結果を得た。
[2]鉛板のその場バフ研磨で生成する微粉による硝酸ナトリウム溶液の還元
・12時間で硝酸イオンは20〜100%亜硝酸イオンに還元されたが、亜硝酸イオンから窒素、アンモニアへの還元速度は小さく、生成率は最大でもそれぞれ14%,6%であった。
・硝酸イオン還元速度は、バフが粗く、回転数が高く、温度が高いほど増加したが、還元効率は低下した。
・還元効率は、バフが細かく、回転数が小さい場合に増加したが、逆に、硝酸イオン還元速度は低下した。
[3]湿式ボールミル中の鉛粒子による硝酸塩溶液の還元
・回転速度、反応温度が高いと還元速度は増大し、硝酸イオン除去率、亜硝酸イオン生成率は増大した。
・40〜80℃において初期から中期における硝酸イオンから亜硝酸イオンへの還元は0次反応であり、生成する酸化鉛皮膜の剥離が律速過程と思われる。
・25℃以下では、反応速度は小さく、鉛粒子表面における還元反応が律速過程となった。
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