廃ガラス粉末の水熱ホットプレス法による固化および機能化に関するリサイクル研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360480
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 篠田 弘造 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 講師 (10311549)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 劉 麗輝 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助手 (20361165) ; 山崎 仲道 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (50036589)
• Keywords: 水熱法 / 水熱ホットプレス / ガラス / 結晶化 / リサイクル / 固化

Research Abstract

現行の使用済みガラスびんのリサイクルシステムでは回収後に前処理として粉砕と異物除去をおこない,ガラスびんの原料として利用できるカレットにした後にリサイクルを行う.近年,各市町村において分別回収などが積極的に行われ,カレット利用率は80%程度迄に上昇した.しかし,なお余剰なカレットは年間40万トン近く排出されている.又,近年カレットを作製する際に排出される微細ガラス紛の処理も問題となっている.そのため,カレット及び微細ガラス紛をガラスびん以外の用途に利用する他用途利用を講じなくてはならないのが現状である.
本研究では,水熱ホットプレス法を用いた低温域(300℃以下)でのガラスカレット及びガラス微細粉末の再資源化に的をしぼり,ガラスカレット及び粉末を原料とした建材などへの利用が考慮される人工の岩石を作製することを目的とした.
サンプルピースを作製し,各種水熱条件下における廃ガラスの水和速度,結晶化挙動等を検討した.表面に生成した変質層の形態を,SEM, XRD, TEM等により反応生成物の構造解析及び観察を行い,廃ガラス粉末を水熱条件下で固化させる際の基礎となる知見を得た.同様に,粉末状試料を水熱条件下で反応させ,カレット状試料と粉末状試料の反応性の差異についての基礎となる知見を得た.280℃の水熱処理後においては,ガラス粒界にK_2O-Na_2O-CaO-SiO_2系の結晶相が析出し,結晶相が微細なガラス粒子に蜜に囲まれる構造をとっていることから,重金属等の封じ込めにも応用展開が期待できる.また,約100℃での加熱による脱水挙動が認められ,有機材料との複合化への応用展開も見込まれることが明らかとなった.

Research Products

• [Publications] 篠田弘造: "鉄水酸化物・酸化物の異常散乱法などによる構造解析"金属. 73・8(臨時増刊号). 63-70 (2003)
• [Publications] B.Jeyadevan, K.Shinoda, K.Tohji et al.: "Direct Synthesis of fct-FePt Nanoparticles by Chemical Route"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. L350-L352 (2003)
• [Publications] N.Yamasaki, I.R.Korablova, S.F.Korablov: "Activated Deposition of Aluminium Silicate Film at Granite-Dry Steam Interaction"I.Ceram.Soc.Japan.. 111・4. 221-225 (2003)
• [Publications] N.Yamasaki, I.R.Korablova, S.F.Korablov: "Effect of Copper on Granite-Dry Steam Interaction Near Critical Point"J.Mater.Sci.Lett.. (受理、掲載予定). (2004)
• [Publications] H.Ikeda, M.Urakami, A.Touge, K.Sasabe, N.Yamasaki: "The Industrial Production Process of Methyl Esters of Fatty Acids by Catalyst-Free Supercritical Methanol"Hydrothermal Reactions and Techniques(Proc.7th Int.Symp.Hydro-thermal Reactions(ISHR7)). 209-215 (2003)