クロム革屑の安定化と循環利用．

Stabilization and cyclic utilization of chrome leather shavings.

• Jiangen Yang
• Zhihua Shan
• Yiwei Zhang
• Liwei Chen

抄録

クロム革屑(CLS)を安全かつ効率的に循環利用するために、保管・輸送過程でのCLSの一時的な安定化を最適化した。その後、大規模な安定化CLS分解とコラーゲン分解生成物(CDP)抽出を完了した。本研究では、CLSの安定化における安定化剤として、ハイドロキシアパタイト（HAP）と水酸化カルシウム（Ca(OH)）を初めて使用した。その結果、Ca(OH)とHAPはいずれもクロム溶出に対して抵抗性を示したが、HAPはCa(OH)よりも安定化効果が高いことがわかった。安定化条件は、2%HAP,温度300℃,反応時間60分,初期添加水量50%とし、クロム溶出濃度を低下させるように最適化した。HAPとCa(OH)の安定化の理由は、エネルギー分散型X線分光法(EDS)により証明された。その後、大規模実験を行い、安定化したCLSの利用価値を明らかにした。安定化したCLSを加水分解することにより、遊離アミノ含量3.52%,分子量3.4〜30kDaのコラーゲン分解物(CDP)を得ることができた。濾過残渣を5%硫酸水溶液で抽出し、再度加圧濾過することで処理した。抽出液と最終濾過残渣を別々に乾燥させ、クロム含有有機化合物（ＣＯＰ）と工業用石膏を得た。タンナーの充填材として使用されるCOPは、CrO含有量9.37％、有機物含有量90.6％であった。工業用石膏は、CaSO含有量68.37%、CrO含有量0.13%、残留有機・無機化合物含有量31.5%であり、建築材料に使用可能である。なお、この実験工程では、排水や固形廃棄物は排出されなかった。

For the sake of the safe and efficient cyclic utilization of chrome leather shavings (CLS), the temporary stabilization of CLS during the storage and transport processes was optimized. Afterwards, the large-scale stabilized CLS degradation and collagen degradation product (CDP) extraction were completed. In this research, hydroxyapatite (HAP) and calcium hydroxide (Ca(OH)) were for the first time used as stabilizers in the stabilization of CLS. The results showed that both Ca(OH) and HAP displayed resistance to chrome leaching, but HAP provided better stabilization effect than Ca(OH). The optimized stabilization conditions giving lower chromium leaching concentration were selected: 2% HAP, temperature 300 °C, reaction time 60 min, and initially added water contents of 50%. The reason for HAP and Ca(OH) stabilization was proved by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Subsequently, the exploitation value of the stabilized CLS was described by large-scale experiment. The hydrolysis of stabilized CLS could obtain the collagen degradation product (CDP), which had 3.52% of free amino content and a molecular weight of 3.4~30 kDa. The filter residue was treated by 5% sulfuric acid solution extraction and pressure filtration again. The extraction solution and final filter residue were dried separately to obtain chromium-containing organic compounds (COP) and industrial gypsum. The COP, used as a filling for tannery, contains 9.37% CrO content and 90.6% organic content. The industrial gypsum contains 68.37% CaSO, 0.13% CrO, and 31.5% residual organic or inorganic compounds, which can be used in building materials. No waste water or solid waste was discharged in this experiment process.