フッ素汚染廃棄物に対する化学的高度洗浄処理技術の開拓

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昨年度に引き続いて、フッ素含有廃棄物の実試料に対して有効な化学洗浄剤の開発に取り組んだ。フッ素の抽出洗浄を促進する新規化学薬剤の主剤としてキレート剤をスクリーニングしてフッ素抽出能力が高い薬剤を探索した。また、キレート洗浄の補助薬剤として、各種官能基との反応性の高いチオール基を有するアミノ酸型界面活性剤の合成を行い、還元能力並びにアルデヒド化合物との吸着性能に関する機能性の評価を行った。複数の実廃棄物試料に適用して、フッ素の抽出除去に最適な化学薬剤のベストミックスを明らかにした。次に、上記の化学薬剤によるフッ素除染メカニズムについて、フッ素の化学形態を解析する先端計測化学の手法を用いて解析した。化学洗浄プロセスの各段階におけるフッ素汚染廃棄物を準備し、従来法との比較のために公定法でフッ素濃度を定量する含有量試験および溶出量試験を行った。加えて、逐次抽出による化学分画法やイオンクロマトグラフ法によるフッ素定量により、廃棄物中のフッ素の状態を化学形態別に解析した。さらに、大型放射光施設SPring8において軟X線を照射光源に用いたμ-XRF/XAFSを実施し、フッ素汚染廃棄物の固体試料でフッ素のマッピング分析を実施し、化学洗浄の効果を精密に評価した。その結果、鉱さい、もえがら、ばいじんのような核となる廃棄物粒子の表面にフッ素を含む化合物が存在する廃棄物では、表面のフッ化カルシウムやフッ素が吸着している表面の金属成分をキレート剤が溶解することでフッ素を間接的に抽出することがわかった。一方、工場汚泥、無水石膏、二水石膏のようにフッ化カルシウムや硫酸カルシウムなどの結晶が集合している廃棄物では、フッ素が表面だけでなく廃棄物全体に分布した。キレート洗浄では、キレート剤が金属化合物の溶解または溶解平衡を促進することで、フッ素が徐々に抽出される除染メカニズムを明らかにした。