臭素系難燃プラスチックの熱分解を利用した重金属含有汚泥の資源化に関する研究

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本研究では、難処理廃棄物である重金属含有汚泥(めっきスラッジや廃水処理スラッジ)と低級廃プラスチックである臭素系難燃プラスチックを同時に処理・資源化するプロセスの開発を目指した基礎的検討を行う。本年度は、昨年度に引き続き同様の実験方法で、まずは臭素系難燃剤の熱分解ならびに各種金属酸化物(Sb_2O_3,ZnO,Cu_2O,Fe_2O_3,PbO)の臭素化揮発反応に及ぼす酸素ガスの影響を調査した。不活性ガス(ArまたはHe)に5%O_2を混合したガスを流通させて、TGによる反応解析ならびに小型反応炉を用いた実験を行った。小型炉実験では、石英製の反応管を用いて、アルゴンガスを一定量流しながら、TBBPAと金属酸化物の混合試料を加熱した。各温度(～1000℃)まで毎分10℃の昇温速度で加熱し、反応管の排ガス出口側に石英フィルターを設置して揮発生成物を回収した。また、ガス生成物は、水ならびにヘキサンでトラップして回収して、実験後の試料(固体残渣、フィルター揮発回収物、ガス水洗回収物、ガス有機溶媒回収物)の分析をXRD、EPMA、ICP、イオンクロマトグラフィ、GC-MSにより行い、詳細な反応機構の解明を行った。特に小型炉の実験では、プリント基板中の含有量が多い銅を調査した。実験では、酸化銅(Cu_2O)または金属銅(Cu)を混合して臭素化揮発反応を調査し、プリント基板やメッキ汚泥など銅を含有する廃棄物が臭素系難燃剤とともに銅製錬へのリサイクル原料として乾式処理された際の銅の挙動を解明した。引き続き、廃電子・電気機器ならびメッキ汚泥などのリサイクル原料に含有され、かつ、環境汚染物質である鉛の臭素化揮発挙動も詳細に調査した。実験は同様に酸化鉛(PbO)をTBBPAに混合して実験を行った。その後、臭素系難燃プラスチックならびに銅や貴金属を含有する廃電子・電気機器、同時に金属資源を含有する汚泥の乾式処理における各金属の臭素化挙動を整理し、効率的な乾式プロセスの提案を行った。