有機ヒ素化合物の分解とヒ素の資源化

現在世界で年間約43,000tのヒ素が生産され,その約70%が米国で使用されている。この中でかなりの部分が農業用に使用されている。農業用の中で,除草剤,殺菌剤,飼料添加剤に使用されるものに有機ヒ素化合物があるが,これはヒ素-炭素結合が安定であるため,それらを含む廃液の処理およびヒ素の再資源化は極めて困難である。また,医療用や半導体産業にも有機ヒ素化合物は用いられる。さらに,世界には約5万tの有機ヒ素化合物の化学兵器が貯蔵され処理を待っているが,この中からヒ素を取り出す場合にもヒ素-炭素結合の分解が必要となる。本研究では,ヒ素のグローバルなフローを調べるとともに,有機ヒ素化合物をクローズドシステムで完全に分解し、水溶性の無機ヒ素化合物(ヒ酸)とした後,ヒ素を回収し再資源化する技術を開発することを検討した。種々のフェニルアルソン酸(PA)誘導体を3.0MのNaOH存在下で3h水熱処理を行った。アミノ基や水酸基などの置換基をもつPAでは,200℃〜250℃の処理でヒ酸に分解されたが,無置換のPAは350℃の処理でやっと分解された。PAをH_2O_2存在下で水熱処理を行った場合,175℃の処理では3hで,200℃の処理では1hで,PAはほぼ完全にヒ酸へ分解された。すなわち,PAの水熱処理において,H_2O_2を添加することが非常に有効であることがわかった。酸化チタンによる光触媒反応を用いると,カコジル酸を効果的にモノメチルアルソン酸を経てヒ酸へ分解できた。生成したヒ酸は,アルミニウム担持シラスゼオライトなどの吸着剤で効率よく回収できた。

現在世界で年間約43,000tのヒ素が生産され,その約70%が米国で使用されている。この中でかなりの部分が農業用に使用されている。農業用の中で,除草剤,殺菌剤,飼料添加剤に使用されるものに有機ヒ素化合物があるが,これはヒ素-炭素結合が安定であるため,それらを含む廃液の処理およびヒ素の再資源化は極めて困難である。また,医療用や半導体産業にも有機ヒ素化合物は用いられる。さらに,世界には約5万tの有機ヒ素化合物の化学兵器が貯蔵され処理を待っているが,この中からヒ素を取り出す場合にもヒ素-炭素結合の分解が必要となる。本研究では,ヒ素のグローバルなフローを調べるとともに,有機ヒ素化合物をクローズドシステムで完全に分解し、水溶性の無機ヒ素化合物(ヒ酸)とした後,ヒ素を回収し再資源化する技術を開発することを検討した。種々のフェニルアルソン酸(PA)誘導体を3.0MのNaOH存在下で3h水熱処理を行った。アミノ基や水酸基などの置換基をもつPAでは,200℃〜250℃の処理でヒ酸に分解されたが,無置換のPAは350℃の処理でやっと分解された。PAをH_2O_2存在下で水熱処理を行った場合,175℃の処理では3hで,200℃の処理では1hで,PAはほぼ完全にヒ酸へ分解された。すなわち,PAの水熱処理において,H_2O_2を添加することが非常に有効であることがわかった。酸化チタンによる光触媒反応を用いると,カコジル酸を効果的にモノメチルアルソン酸を経てヒ酸へ分解できた。生成したヒ酸は,アルミニウム担持シラスゼオライトなどの吸着剤で効率よく回収できた。