研究開発された技術紹介

本プロジェクトでは、セルロースナノファイバー(CNF)と消石灰を用いた新しいフッ素吸着剤の開発を行った。この吸着剤は、フッ素含有廃液中でも崩壊せず、強度と透水性を兼ね備えている。また、フッ素の吸着後は簡単にフッ化カルシウムとして回収することができ、従来の廃棄方法と比較してコストを抑えつつ、環境負荷を大幅に軽減する技術である。本研究の目的は、フッ素廃液を効率的に処理し、再利用可能なフッ化カルシウムとしてリサイクルするプロセスを確立することである。

CNF/消石灰複合成型体の最適製造条件を確立し、フッ素吸着能力の高い成型体をラボスケールから量産スケールへと移行することに成功した。実際のフッ素含有廃液での実証試験では、廃液中のフッ素をフッ化カルシウムとして効率的に回収できることを確認し、スケールアップ試験においても同様の成果を得た。また、吸着済みフッ化カルシウムの精製により、アシッドグレードの高純度フッ化カルシウムの回収に成功した。

＜特許出願＞
特願2020-197221「フッ素吸着剤の製造方法及びフッ素除去・回収方法」
特願2022-089591「フッ素吸着剤の製造方法及びフッ素除去・回収方法」
＜メディア掲載＞
2023年9月7日岐阜新聞
2023年9月12日 日刊工業新聞

半導体製造、金属加工、化学処理などで発生するフッ素含有廃液の処理に最適である。フッ素廃液を処理するだけでなく、吸着剤からフッ化カルシウムを再生することで、産業界におけるリサイクル率の向上を実現し、コスト削減や環境負荷の低減に寄与する。

現在までに、フッ素化合物製造・電子部品・半導体や石英・液晶・金属等のエッチング分野のユーザーから廃液を入手し、フッ素吸着剤によるラボ試験を行った件数は９件、フッ素吸着剤を提供し、ユーザー工場での実機試験を8件実施した。一部のユーザーについては、本剤の使用を前提として、使用条件およびコスト試算を提示している。また、再生フッ化カルシウムの販売も視野に入れており、精製プロセスの拡充を進めていく予定である​。

フッ素含有廃液に対して本吸着剤を適用することで、従来の技術と比べて固液分離が容易となるため、凝集剤等の使用量の削減による廃棄物の低減を実現できる。したがって、環境に配慮した上で、廃液処理プロセスのコストを削減可能である。さらに、フッ素廃液処理後のフッ化カルシウムの再生が可能であり、持続可能なリサイクルを実現する技術である。フッ素を効率的に吸着し、廃棄物としてではなく再利用資源として回収できる点が最大の特徴である​。

現在、本フッ素吸着剤の使用を前提とした半導体工場での実機試験を実施中であり、実機スケールでの問題点の洗い出しと、コスト試算を行っている。この結果を基に来年度中に当該工場の一部に設置する小規模設備を設計中であり、フッ素吸着剤の最初の供給先となる予定である。また、これら実機試験実施に伴い、フッ素吸着剤の製造コストの低減に取組み、当初の10分の１までコストを抑えることに成功している。

使用後のフッ素吸着剤は、上田石灰でフッ化カルシウムとして精製するが、ユーザーの事業所で発生するフッ素吸着後のフッ素吸着剤の上田石灰までの輸送コストが事業化にあたっての課題となる。ユーザーの事業所内に精製設備を設置するなどいくつかのビジネスモデルをユーザーも交へて検討中である。

フッ素吸着剤を利用した廃水処理設備の設計製作が可能なメーカーとの協業を模索中