分子認識技術を用いた埋立廃棄物中レアメタルに対する新規回収法の開発

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廃棄物中レアメタルの回収を目的に、イミノジ酢酸系キレート剤の各種水溶性キレート剤により有用金属を選択的に抽出する技術開発を進め、キレート抽出処理では水抽出と比較してレアメタル類の抽出量が著しく増加することを明らかにした。今年度は、固体廃棄物中のIn, Cu, Pb, Cd, Znの分離に対してEDDS, GLDA, HIDSの適用が有効であることが分かった。上記の溶出挙動を理論的に説明するために、水溶液中における錯体の生成平衡から金属イオンのスペシエーション分布を基礎的に解析し、キレート洗浄の抽出効果は水溶性キレート錯体の安定度定数に比例すること、その程度はpH、金属種に依存することを示した。更に、逐次抽出に基づく化学的分画法により廃棄物試料中金属を存在状態別に解析し、キレート抽出法で回収されたのは主に交換態及び還元態画分であることを報告した。一方、従来のイオン交換やキレート作用に基づく固相抽出材では、キレート剤存在下における金属イオンの捕集は困難である。本研究では超分子作用に基づく分子認識技術に着目し、各種金属に対する抽出挙動を求めた。一連の検討の中で、超分子型固相抽出材の特徴である多点相互作用により金属イオンが強く捕捉されることを利用して、大過剰のキレート配位子存在下における金属イオンの定量的な抽出分離を報告した。また、ITOエッチング廃液に対する検討を進め、超分子型固相抽出材を適用するとワンステップでInとSnの相互分離が可能であることを見いだした。鉛廃液に対する検討では、廃水中からの鉛分離に加えて、4-(2-pyridylazo)-resorcinolとの錯形成を利用した簡易定量法を開発した。更に、超分子作用に基づく高い分子認識能を利用して、共存イオンを多量に含む環境試料より、Cd, Pb, Ni等を高選択的に分離除去できることを明らかにした。