| 研究課題/領域番号 |
13555281
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
資源開発工学
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
小西 康裕 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (90167403)
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| 研究分担者 |
中原 啓介 JFEエンジニアリング株式会社, エンジニアリング研究所, 研究部長
野村 俊之 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (00285305)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
13,500千円 (直接経費: 13,500千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2002年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
2001年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
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| キーワード | ゴミ焼却残渣 / 飛灰 / 重金属 / 硫黄循環 / 硫黄酸化細菌 / 硫酸還元細菌 / 光合成硫黄細菌 / バイオリーチング / 物質循環 / 環境修復 / 亜鉛 / ゴミ焼却 |
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| 研究概要 |
1.溶融飛灰からの重金属の浸出
好熱性・硫黄酸化細菌A.brierleyiによる溶融飛灰(亜鉛含有率1.3%)の浸出実験を行った結果、液相菌体濃度は3日目から指数関数的に増加するに伴い、5日目には溶液pHが初期値pH5.0からpH1.0付近まで低下するとともに、亜鉛浸出率ははほぼ100%に達した。A.brierleyiが元素硫黄を酸化して亜硫酸、硫酸が生成され、これら無機酸の作用で溶融飛灰中の亜鉛が浸出した。元素硫黄の添加量としては、最適値(5〜10kg/m^3)が存在することが明らかになった。
2.浸出液中の重金属の沈殿・回収
硫酸還元細菌Desulfotomaculum auripigmentumの回分培養実験(電子供与体は、乳酸またはギ酸)を行い、得られた実験データ(細菌の増殖速度、硫酸イオンの還元速度、硫化水素の生成速度)を速度解析し、重金属イオンの沈殿発生剤である硫化水素の最大生産速度が2.17×10^<-14>mol-H_2S/d/cellであることを示した。一方、光合成硫黄細菌Prosthecochloris aestuariiの最大処理能力は、溶存硫化水素の酸化に対して2.02×10^<-14>mol/h/cellであった。
3.浸出液からの酸化物の調製
浸出液中の銅(II)イオンを有機相(抽剤:第3級カルボン酸)に抽出した後、銅-カルボン酸溶液を水熱処理(200℃、1.6MPa)して酸化銅Cu_2Oを調製した。原料溶液の攪拌数を300rpmから100rpmに減少させると、Cu_2O平均径は16μmから5.5μmに変化した。
4.トータルシステムの構築
1)溶融飛灰からの重金属のバイオ浸出、2)浸出液からの重金属の沈殿・回収、3)余剰の硫化水素の無害化処理に関する各バイオ反応器から構成されるシステムを提案した。溶融飛灰からの亜鉛回収システムにおける律速段階は重金属のバイオ浸出であり、本システムの実用化に向けて浸出速度を向上させることが重要であることを提言した。
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