| 研究概要 |
【研究の目的】都市ゴミを焼却した後に残った灰を埋め立て処理する際に障害となっている重金属酸化物を、廃棄が困難である塩化ビニル(PVC)中の塩素を利用して除去することが可能であるかどうかを検討する。この方法が可能であれば生成した金属塩化物を還元することによって高純度金属を得ることができるようになり、さらには使用済み塩化ビニルを有効利用できることになる。
【研究の方法】焼却炉灰中の重金属酸化物としてCdO,Cr_2O_3,Cu_2O,PbO,ZnOに着目した。実炉からの試料は成分のばらつきが大きく定量的議論に不向きなので、試薬から溶融合成した人工灰を試料とした。(1)まずはじめ、これら重金属酸化物の試薬単味と試薬のPVCを600〜800℃の窒素気流中で反応させ、その反応速度と除去量を調べた。(2)次に試薬のAl_2O_3-CaO-SiO_2から溶媒を合成し、これに溶質として前記重金属酸化物を単味で添加した試料をPVCと反応させた。(3)さらに前記溶媒に前記5種類の重金属酸化物を同時に溶質として添加した試料とPVCを反応させた。
【得られた知見】以下の知見を得た。
1)上記(1)(2)(3)のいずれの場合でもCr_2O_3以外の重金属酸化物はPVCと反応した。すなわち、都市ゴミ焼却炉灰中に含まれるCr_2O_3以外の重金属酸化物はPVCと反応することが明らかとなった。
2)塩化反応の反応速度は見かけの1次反応としで整理できる。
3)塩化反応の速度定数はPbOとZnOのそれはほぼ等しく、CdOとCu_2Oのそれよりも大きい値をとった。CdOとCu_2Oの反応速度定数はほぼ等しい値である。この反応速度定数の大きさの順番は試薬単味の場合でも溶媒中に存在した場合でも同様である。
4)反応速度定数はアレニウスの関係として整理できた。
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