| 研究課題/領域番号 |
20K12248
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 奈良工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
中村 秀美 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (70198232)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 吸着 / 金属リサイクル / 半導体めっき / 廃水処理 / ゼロ・エミッション / リサイクル / 排水処理 / めっき |
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| 研究開始時の研究の概要 |
半導体をめっきする際に生じるスラッジにはNiやSnといった有価な重金属を多量に含んでいるものの、それらの分離・回収・再資源化技術は確立されておらず、ほとんど再生利用されることなく産業廃棄物として処理されている。本研究では半導体めっき工程において生じるスラッジや廃液から、社会実装に向けて新規に開発したイオン交換／キレート繊維の吸着技術を利用して有価金属を分離・回収し、無廃液、無排水のゼロ・エミッションプロセス構築を目指す。
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| 研究成果の概要 |
半導体をめっきする際に生じるスラッジには NiやSnといった有価な重金属を多量に含んでいるものの、それらの分離・回収・再資源化技術は確立されておらず、再生利用されることなく産業廃棄物として処理されている。4種類のイオン交換／キレート繊維のNiおよびSnの吸着平衡特性を検討した結果、弱塩基型キレート繊維はSnを迅速かつ選択的に吸着できることが明らかになった。さらに、めっきスラッジをHClに溶解したスラッジ溶液に適用したところNiおよびFeとSnの分離が可能であることが分かった。カラム法における破過・溶離曲線の検討からも NiとSnの完全分離が可能であり、Snを濃縮回収できることが確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
廃棄物削減の達成というSDGsの目標に化学工学・分離工学としてどのようなアプローチができ、どのような貢献ができるのかが研究課題の核心であり、本研究で提案するイオン交換／キレート繊維を用いためっき廃液処理プロセスは中和すること無しに酸性液のまま金属イオンの分離回収が可能で、高濃度で大量処理という課題がクリアできれば今までにないコンパクトなリサイクル処理プラントの実用化が期待できる。また、この吸着分離技術はNiやSn以外のZn、Crといった他のめっき処理や他分野の各種スラッジにも展開が可能であり、将来的にはリサイクル技術が遅れている東南アジア等への海外展開への道を開くことが可能となる。
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