| 研究課題/領域番号 |
20K12246
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
村山 憲弘 関西大学, 環境都市工学部, 教授 (90340653)
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| 研究分担者 |
林 順一 関西大学, 環境都市工学部, 教授 (60247898)
松岡 光昭 関西大学, 環境都市工学部, 助教 (00778160)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | アルミドロス / 無害化 / 減容化 / 再資源化 / 廃棄物処理 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、アルミニウムの加工工程や再生工程で生じる金属アルミ含有量の少ない「低品位アルミドロス（以下、アルミドロスと略記）」とよばれる廃棄物をターゲットにしている。様々なアルミドロス（主成分：アルミの窒化物や酸化物）に対して、それらの無害化・減容化を目的とする硫酸浸出工程、ならびに硫酸浸出液を原料に用いる環境浄化用エトリンガイトの合成工程からなる一連の湿式処理プロセスの構築を試みたものである。
初年度にあたる令和２年度は、入手した７種類のアルミドロスのうち、金属アルミ含有量が大きく異なる２種類のアルミドロスに着目した。アルミドロスを硫酸浸出する際の最適条件を見出すことを試みた。硫酸浸出前後でのアルミドロス中の窒化アルミ含有量を調べるとともに、浸出残渣の化学組成の分析や結晶構造の同定を行った。アルミドロスの浸出率を向上させる鍵因子として、硫酸濃度と浸出温度の影響が大きいことがわかった。たとえば、２Ｍ硫酸を用いて８５℃に加熱して浸出を行うと、アルミドロスの浸出率は約５０％にまで向上する結果が得られた。同時に、アンモニアの発生源になる窒化アルミの大部分を加水分解できることがわかった。これらの結果は、アルミドロスの無害化と減容化の可能性を示すものである。
２種類のアルミドロスの硫酸浸出液（主成分：硫酸酸性の硫酸アルミニウム）を用いて、有害陰イオンの除去剤として利用できるエトリンガイトの合成を行った。アルミドロス由来のエトリンガイトに対して、それらの結晶構造、粒度分布、表面構造および熱重量分析などの物性評価を行った。一連の分析結果から、試薬グレードのエトリンガイトと遜色のない生成物が得られることを確かめた。すなわち、無害化と減容化の過程で生じる処理液を出発原料に用いて、エトリンガイトとして再資源化できる可能性が示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型コロナの影響を少なからず受けた初年度であったと自己評価している。本課研究題は、実験を主体として研究展開するものである。アルミドロスの湿式処理に関する実験データの蓄積自体は、ほとんど当初の予定通りに実行できたと考えている。次年度以降も、関連する実験データは滞りなく得られると予測している。
一方、学会発表の場そのものが極めて限定された年度であり、得られた研究成果の発表の面では遅れていると判断せざるを得ない。次年度は、これまでに得られた研究成果をしかるべき学会で発表することにも注力したいと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
新型コロナの感染拡大状況にもよるが、基本的には計画書に記載のとおりに研究を進める方針である。２年目にあたる令和３年度は、初年度の検討事項を継続して調査する研究内容である。具体的には、他のアルミドロスに対する硫酸浸出の実験データを蓄積するとともに、硫酸以外の試薬を用いた浸出方法を検討することである。当初の研究計画を変更したり、研究遂行上の課題は見当たらないと判断している。
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