下水汚泥焼却灰からリン化成品を製造する新技術の開発

下水汚泥焼却灰を利用したリン化成品製造技術

最近、国立研究開発法人産業技術総合研究所（産総研）の研究チームは、下水汚泥焼却灰からリン化成品を製造する画期的なケミカルリサイクル技術を開発しました。この技術は、国内の未利用リン資源を有効活用し、経済安全保障にも寄与する重要なステップとなることが期待されています。

研究の背景と重要性

リンは、肥料や食品、医薬品などさまざまな分野で必要不可欠な元素です。しかし、日本ではリン化成品の原料とされる黄リンの製造が行われておらず、その全量を輸入に頼っています。リン資源の重要性が高まる中、下水汚泥焼却灰や製鋼スラグなどの国内資源の回収と利用が進められています。特に、下水汚泥焼却灰は、20〜30質量％の高濃度リンを含むため、そのリサイクルが大いに期待されています。

新技術の詳細

今回の研究チームは、テトラアルコキシシラン（TROS）というケイ素化合物を用い、リン酸の直接的なエステル化を実現しました。従来は、リン酸から難燃剤や可塑剤として利用できるリン酸トリエステルを作ることが困難でしたが、この技術により一気に変換できることが可能になりました。

具体的には、下水汚泥焼却灰から回収した粗リン酸を使用し、リン酸トリブチルと呼ばれる難燃剤を合成することに成功しました。この過程で、粗リン酸を選択的に抽出する手法が確立され、多様な金属イオンの影響を排除し、リン酸の収率を大幅に向上させることができました。

社会的意義と今後の展望

今回の技術は、国内未利用資源の有効活用を通じて、リン資源の安定供給に寄与することが期待されています。今後は、この技術の実用化に向けたさらなる研究開発が進められ、林資源の国内回帰による循環型社会の実現への一歩となるでしょう。

産総研は、未利用リン資源からのリンの回収と高付加価値化を目指して社会実装に向けた取り組みを継続していく予定です。このようなプロジェクトが進むことで、持続可能な資源利用が実現し、環境問題の解決にも寄与することが期待されます。

研究成果

この技術に関する詳細は、2024年12月3日に「Angewandte Chemie International Edition」に掲載予定であり、編集者によってHot Paperに選出されています。これは、今後のリサイクル技術の発展に大いに寄与する成果となるでしょう。リン資源の化学的利用は、環境負荷を減少させるための鍵となる重要な研究テーマです。