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人工ゼオライト zeolite 灰から生まれた宝物

日本で年間540万トン。
世界規模では年間4億トンも発生する石炭灰。
その多くが埋立地などに廃棄されるのみ。
投棄場所の確保にも困難をきたし始めています。
地球環境が危機的状況にある今日。
大量消費・大量廃棄型の社会から、
自然と共生する資源循環型社会への
一日も早い転換が急務。
産業廃棄物から、新しい資源が創れたら何よりの朗報です。
さらにその資源が、環境改善に役立つ可能性を秘めていたとしたら…

ゼオライトとは何か

人工ゼオライトは、これまで産業廃棄物として大部分が
埋め立てされている石炭灰や、焼却灰、集塵ダスト等を
原料として製造されるもので、ダイオキシンの吸着除去
や除湿、砂質土壌の改良等、広範囲な用途に利用出来る
有用物質です。

ゼオライトはもともと天然にも産出する粘土鉱物ですが
化学成分や結晶構造の違いにより多くの種類があります。
これらを加熱したり減圧したりすると、結晶水が放出され
その様子が、沸き上がる様に見えることからギリシャ語で
「沸騰する(Zeo)石(Lite)」という意味のゼオライトと
名付けられました。
結晶水が出た後の細かい間隙や細孔内にアンモニアや二酸化
炭素など色々な分子を吸着出来る機能を持っている為、各種
産業分野で幅広く利用されています。
天然に産出する物を「天然ゼオライト」と言い国内の産出量
は年間15万トン程度、昭和59年に施行された「地力増進法」
で法定土壌改良資材として認定され、 1Kg当り40～120円
程度(主に20Kg袋詰め)で販売されています。

しかし、天然産の物は安価である反面バラツキが多く性能も
低い為工業用薬品を原料にして合成された「合成ゼオライト」
が作り出されました。
「合成ゼオライト」は各種産業分野に於いて、吸着剤、触媒、
添加剤等に使用されていますが、現在の市場価格は、 1Kg当り
80～200,000円と価格的にも大きな幅があるのが現状です。

そこで、各種産業分野で使用済となった「未利用資源」を原料
として製造される「人工ゼオライト」が開発されたわけです。
この「人工ゼオライト」は、資源のリサイクル、有効利用が可能
になったばかりでなく品質的にも「合成ゼオライト」と同等の
物で、しかも「天然ゼオライト」以下の価格で提供出来ることに
なり、これまで考えられなかった分野での利用に期待が寄せられています。

人工ゼオライトは愛媛大学農学部逸見彰男教授
によって発明・開発されたもので、その後も弊社
と海外特許を含む数多くの特許を出願し、様々
な分野での応用を試みております。

人工ゼオライトの機能

人工ゼオライト適用の具体例
(1) ダイオキシンの吸着除去

人工ゼオライトを焼却炉の排ガス中に吹き込むと
排ガス中のダイオキシンの90%～99%を除去出来る
事が確認されています。現在焼却炉の排ガス処理
には活性炭が多く使用されていますが、活性炭は
高価である事、高圧ガス中に吹き込むと炭塵爆発
の危険性がある事など使用上の問題があります。
一方、人工ゼオライトは無機物であり安価である為
活性炭より優れたダイオキシンの吸着除去剤となります。
この特性を利用して人工ゼオライトを混入したゴミ袋が
開発され注目されています。このゴミ袋をゴミと一緒に
燃やすと、燃焼時に発生するダイオキシンなどの有毒
ガスを吸着除去するというものです。

(2) 脱臭剤

脱臭剤として最も多く使われている活性炭は、高価で
ある為再生されて使用される事が多いのですが、人工
ゼオライトは活性炭より低価格で、吸着量も多い為
家畜やペットの排泄物、有機汚泥などの悪臭対策に
また換気装置のフィルター等さまざまな分野に活用
する事が出来ます。
某自動車メーカーの鋳造工場では、鋳型製造ラインに
設置した乾式脱臭装置の脱臭剤として実用されています。

(3) 除湿、脱水、調湿

ゼオライトは、大気中の水分の吸着と脱着を繰り返し
周囲温度を一定に保つようにする機能があります。
化学的に強固な構造である為、この機能は半永久的
に持続します。結露の防止、カビやダニの発生を抑制
する効果が高いことなどから床下に敷き詰める調湿剤
として実用化されています。また、パネルで挟み込んで
木質系の建材より優れた物が出来ます。特に結露やカ
ビを大敵とする美術館の壁材として最適です。

(4) 廃油処理／アスファルト改質材

ゼオライトは高い吸油能力を持つので、廃油を吸着、吸収
する事で粉末化または固形化し、そのまま処分する事が
出来ます。この性質を利用してアスファルトの軽質の油分を
適度に吸収し、高温時にアスファルトが軟化し流動化する
のを防止するなど、ゼオライトは優れたアスファルト改質材
となります。

(5) 野菜の鮮度保持

青果物や切り花などから発生する、エチレン、アルコール
アルデヒドなどのガスを吸着する事により、過熟の抑制と
品質劣化を防止します。ダンボール等の容器と組み合わせて
青果物の鮮度保持用容器が造れます。

(6) 砂質土壌の改良

砂礫質の土壌では、雨水と共に有効な肥料分が流出して
しまいますが、ゼオライトが持つ高い陽イオン交換能力
を利用すればこのような砂質土壌を改良する事が出来ます。
例えば、マサ土等の砂礫土壌はイオンを保持する容量が
小さいので、このような土壌にゼオライトを与えてやると
肥料中のＫイオン、Ｃａイオン、Ｍｇイオンなどを保持し
つつ少量ずつ放出していく為、土壌の保肥力が向上します。
特にゴルフ場の芝の育成に効果が顕著です。

(7) 酸性雨対策

酸性雨の問題は年々深刻化していますが、酸性化した土壌や
湖水の中和の為に、石灰などのアルカリ性資材を多量に投入
する事は環境のバランスを崩し、生態系に大きな影響を
及ぼす可能性があります。ゼオライトは、酸性雨により
生じた水素イオンをイオン交換作用により吸着し酸度を
中和します。さらにゼオライトは酸性土壌から溶出する
アルミニウムイオンや、各種重金属イオンも吸着する作用を持っている為
生態系を崩すことなく、無公害で酸性土壌を中和する事が
可能になります。

(8) 生態系親和型コンクリート

鉄イオンを担持させたゼオライトを漁礁やコンクリート
ブロックの表面に塗布したり、コンクリート原料に添加
する事により、海藻の成育の良い漁礁や水性植物がよく
茂るコンクリートブロックが造れます。鉄イオンを少しずつ
放出(除放)する事により微量の鉄分が海藻や水生植物の成長
に効果があるとされているからです。実際に河川の護岸工事
などに使用され良好な結果を得ています。

(9) コンクリートの白華防止

コンクリート表面に生じる白い綿状の結晶(白華現象)は
コンクリートの劣化の原因となり、構造物の寿命を縮める為
深刻な問題となっています。この結晶はコンクリートの中の
アルカリとコンクリートの表面から吸収する炭酸ガスが原因
であると考えられています。アルミニウムを担持させた
ゼオライトをコンクリートに混合すると、アルカリイオンを
イオン交換により吸着して、コンクリート中のこれらのイオン
量を減少させ、替わりに放出するアルミニウムイオンが白華
現象の原因となるアルカリ硫酸塩を不活性化するわけです。
アルカリ成分が固定化され不溶化する為、コンクリートの
アルカリ骨材反応を抑制する効果がある事も確認されています。
また、微粒子状のゼオライト粉末がコンクリート中の孔隙を
塞ぐ為、コンクリートの機械的強度を向上させる効果もあり
ます。コンクリートの使用量は、年間数千万トンにも上り
この分野は、人工ゼオライトの大きな市場になる事が期待
されています。

(10) 硬水の軟水化

ヨーロッパや中国、メキシコなど大陸に位置する国では、
河川、湖沼、地下水などに高濃度のＣａやＭｇを含んでいます。
このような水を硬水と言いますが、工業用水や飲料水として
使用する場合に様々な困難が生じます。例えばボイラーでは、
前出のイオンが沈着して、配管の詰まり等の問題が生じます。
ゼオライトがこれらのイオンをＮａイオンと置き換える作用を
利用して、硬水を簡単に軟水に変える事が出来るのです。
使用後のゼオライトは、これらのミネラルを吸着している為
有効な土壌改良剤として、そのまま利用できます。
ＣａやＭｇイオンは洗剤の陰イオンと結合し、その有効性を
損なう為、洗剤が常に有効に働くよう、洗濯水を軟水にしておく
必要がありますが、従来のリン酸系の補助剤に替わりゼオライト
が使われているのもこの機能によるものです。

㈱ゼオテック

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