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めっきプロセスによる物質循環と資源化によるゼロエミッション化

通过电镀工艺进行材料循环和资源回收，实现零排放

基本信息

批准号：
12015248
负责人：
丁子哲治
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Toyama National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

【研究目的】めっきプロセスの中でもっともエミッションの大きな無電解めっきプロセスを主眼におき,これまでにめっきプロセスの物質およびエネルギーバランスの解析(平成9年度),めっき工場内で行われている種々のめっきプロセスを複合化させることによるゼロエミッション化の提案(平成10〜11年度)を行ってきた。本年度はこれまでの研究を発展させ,めっき老化液中に含まれる未利用物質を他産業の資源として転換する要素技術の開発を試みた。【研究成果の概要】1)無電解めっきプロセスにおける未利用資源:1987年の統計では,我が国で無電解めっき法で生産されるニッケルめっき被膜の生産量は300トンである。しかしながら,それに伴い年間125千トンもの老化めっき液が廃棄される。これはめっき浴が不安定でその寿命が極めて短いことによる。この老化めっき液にはニッケルなどの金属と亜りん酸に含まれるりんが未利用資源として大量に含まれており,この未利用資源を資源化して循環利用できればめっきプロセスのゼロエミッション化が計れるものと結論づけた。2)老化めっき浴中のりんの変換:老化めっき浴中のりんは亜りん酸の形態で存在している。資源化のためには亜りん酸をりん酸に酸化する操作が必要であるが,アルカリ性溶液中の溶存酸素による酸化反応により,亜りん酸をりん酸に変換できることを見いだした。3)水産業廃棄物によるりんの資源化:りんをアパタイトとして資源化するためには,りんの他にカルシウム源が必要である。本研究ではカルシウム源に貝殻などの水産業廃棄物を用いることとした。水産業において,貝殻は大量に発生する未利用資源であり,かきに関する一昨年の統計によると,全生産量20万トンのうち,食用のむき身として出荷されるのはわずかに3万トンであり,残りの17万トンはかき殻として廃棄されている。このかき殻の主成分は炭酸カルシウムであり,これを原料に,りんの資源化に用いる材料の合成を試みた。かき殻に豚骨を加えて加熱処理を施して合成したセラミックスをりん酸塩溶液中に添加して25℃で72時間反応させた結果,液中のりんをほぼ100%除去できることが明らかとなった。このセラミックスの主成分のリン酸四カルシウム(TTCP,Ca_4(PO_4)_2O)が溶液中のリン酸イオンと反応して,水酸アパタイト(Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2)を形成したことによりリンを固定できたものと考えられる(Fig.1(4))。水酸アパタイトはリン鉱石の主成分であるフッ素アパタイトと組成,構造とも類似しており,リン生産に転用できることから,この方法によりリンを資源化できると考えられる。

【Purpose of research】めっきプロセスの中でもっともエミッションの大きな无electrolytic めっきプロセスを主眼におき,これまでにめっきプロセスのMatter およびエネルギーバランスのAnalysis (Heisei 9), the compounding of the factory's factoryさせることによるゼロエミッション化のproposal (Heisei 10~11) を行ってきた. This year's research and development will be carried out, and the aging solution will contain unused substances and other industrial resources, and the technology will be replaced by element technology and will be tested. [Summary of research results] 1) Unused resources of electrolytic non-electrolytic materials: Statistics of 1987 , Our country's electrolytic non-electrolytic method is used to produce the されるニッケルめっき coated film. The production volume is 300 トンである.しかしながら,それに合い年125,000トンものaging,めっき Liquid,が abandon,される. The bath is unstable and the life span is extremely short.このaging めっき Liquid にはニッケルなどのmetal と亜りんacid にcontaining まれるりんが unused resources として a large amount of にcontaining まれており,このUnused resourcesをRecyclingできればめっきプロセスのゼロエミッション化が记れるものと Conclusionづけた. 2) Aging めっき Bath in the のりんの変change: Aging めっき Bath in the のりんは亜りんAcid の form で Existence している. Resource utilization of のためにはりん acid をりん acid に acidification する operation is necessary であるが, アルカリ sex solutionのsoluble acid element による acidification reaction 応により, 亜りん acid をりん acid に変 in exchange for できることを见いだした. 3) Recycling of scrapped waste from the fishery industry: RecyclingてRESOURCING するためには, りんのhis にカルシウムSource がである. This study is based on the source of fishery waste from the fishery industry. Fishery industry, large quantities of shells, raw materials, unused resources, statistics of the past year, total production volume of 200,000 tonsうち, Edible のむき Body として出charge されるのはわずかに30,000トンであり, residual りの170,000 トンはかき开として廃abandoned されている. The main component of the このかきshell is はcarbonic acid カルシウムであり, これを raw material に, りんの resource utilization にいる material の synthesis を trial みた.かき shell pork bone を plus えて heat treatment を application して synthesis しセセラミックスをりん acid salt solution に added して 2 The result of the reaction time of 5℃ and 72 seconds was that the liquid was 100% removed from the liquid. The main ingredient of このセラミックスののリン acid tetracarboxylic acid (TTCP, Ca_ 4 (PO_4)_2O) solution of のリン acid イオンと reaction 応して, water acid アパThe タイト(Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2)をforms the したことによりリンをfixed できたものと卡えられる (Fig.1(4)). The main component of hydrochloric acid アパタイトはリン鉱石の is composed of であるフッ素アパタイトと, and its structure is similar to しておできることから,この法によりリンを Resource utilization and できるとtest えられる.