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燃えるごみの焼却残さから機能性材料得る技術を開発―市販の合成シリカ材料しのぐ特性、実用化を目指す:産業技術総合研究所/三井造船

(2017年7月25日発表)

今回開発した技術によって合成した高比表面積シリカ
(提供:産業技術総合研究所)

 (国)産業技術総合研究所と三井造船(株)は725日、共同で都市ごみ清掃工場から排出される「溶融スラグ」と呼ばれる焼却残さを原料にして機能性材料を作る技術を開発したと発表した。

 都市ごみなどの一般廃棄物の内の燃えるごみを焼却処理している清掃工場では、多量の焼却灰が発生する。その灰を減容化するために高温で溶かして固めたのが溶融スラグ。

 全国の都市ごみ清掃工場から発生する溶融スラグの量は、年間約80tにも達するとされ、現在も道路用のアスファルト骨材やコンクリート骨材などに使われているが、さらなる有効活用の手段が求められている。

 新技術は、溶融スラグをある条件で酸性の溶液を用いて化学的に処理すると、含まれているシリカ(二酸化ケイ素)成分が、処理溶液に溶けない白色の固体として沈降し、ろ過すると回収できることを見つけたもの。純度が93~98%を超える高比表面積シリカが得られる。

 また、界面活性剤を共存させた状態で化学的処理を行い得られた白色固体を550℃で焼成するとメソポーラスシリカと呼ばれるナノメートルサイズ(1ナノメートルは10億分の1m)の規則的な空孔を持った多孔体ができることも確認している。

 高比表面積シリカは、単位重量あたりの表面積が広いシリカのことで、窒素ガス吸着測定という方法によって比表面積を算出したところ1g当たりおよそ600㎡の高い値が得られたとしている。この値は、高比表面積材料として市販されている合成シリカ材料と同等以上で、各種の吸着剤、タイヤの添加剤、触媒の担体などに広く使えると産総研は見ている。

 今後は、反応条件の改良と共にスケールアップ技術の研究に取り組み数年後の実用化を目指したいとしている。