JP2005095730A - フッ素化合物の分解処理剤および分解処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部の装置からの水蒸気の供給がなくても効率よくフッ素化合物を分解、排出することができる分解処理剤及びその製造方法を提供する。
【解決手段】フッ素化合物を分解する分解処理剤が水酸化アルミニウムと周期律表第２Ａ族元素の水酸化物を含有するものであり、フッ素化合物を含有するガスを加熱下で分解処理剤と接触させてフッ素化合物を分解する処理方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、環境に有害な影響を与えるフッ素化合物の分解処理剤及びその分解処理方法に関する。

フッ素化合物は一般に安定で、人体に無害な化合物が多いため、様々な分野で広範囲に使用されている。特に最近では、カーエアコン等の冷媒用のハイドロフルオロカーボン類（ＨＦＣ）の使用量と、半導体製造プロセスでのエッチング用及びクリーニングガス用のパーフルオロカーボン類（ＰＦＣ）の使用量が増大している。

また、電気絶縁特性が優れていることから、コンデンサーあるいは変圧器等には六フッ化硫黄が多量に使用されている。

しかし、これらのフッ素化合物は安定な化合物であるとともに、地球温暖化係数が大きく、そのまま大気中に放出されると、地球温暖化への影響が長期間にわたって続くことが懸念されている。

特にＳＦ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６等は非常に安定なガスであり、大気中に放出されてもその寿命は非常に長いので、使用後の排出にあたっては環境に影響を与えない無害な物質に分解して排出する必要がある。

さらにこれらの代替化合物として考えられているパーフルオロエーテル類（ＰＦＥ）やハイドロフルオロエーテル類（ＨＦＥ）も同様に地球温暖化が懸念される化合物であり、半導体製造プロセスに使用された後で排出されるガスには、例えばＨＦ、ＳｉＦ_４、ＣＯＦ_２等のフッ素化合物も含まれるため、これらの化合物と共にそれぞれ安全に分解して排出する必要がある。

特にフッ化水素（ＨＦ）は、腐食性が強いため、その分解処理には耐食性のある材料の選定と毒性のあるフッ化水素を安全に処理しなければならないという問題が発生する。

分解処理装置を加熱する手段としては図１に示すように分解処理装置の外側にヒーター７が設置され、外部の制御装置により温度がコントロールされる。分解処理装置のヒーター７としては多段に分割したヒーター７を用いて温度をコントロールすることもできる。

図１はこれらの分解処理装置の一実施例を示した機器配置図を示している。１０は分解処理剤、１はフッ素化合物ガス供給ライン、２は窒素ガス供給ライン、３はサンプリングポート、４はガス導入管、５は反応容器、６は温度センサー、８は断熱材、９は温度コントローラー、１１はサンプリングポート、１２はガス排出管を示している。

本装置は、フッ素化合物ガスと窒素ガスの混合ガスをガス導入管４を通して反応容器５に導入し、分解処理剤１０でフッ素化合物を分解し、分解生成物はガス排出管１２を通して排出される仕組みである。

上述のようなフッ素化合物を環境に影響を与えない無害な物質に分解して排出するために、種々の分解処理剤が提案されている。

特許文献１には、酸化アルミニウムとアルカリ土類金属化合物からなり、特にアルカリ土類金属の炭酸塩とを含んだフッ素化合物の分解用反応剤が提案されている。

また、特許文献２には、有効成分として酸化アルミニウムとアルカリ土類金属酸化物とを含んだフルオロカーボンの分解処理剤が提案されており、分解処理能力を上げるために、酸化アルミニウムの平均細孔直径は、０．００５〜０．０３μｍを推奨する範囲としたものが提案されている。

これらの分解処理剤では、酸化アルミニウムとアルカリ土類金属の化合物を混合してから造粒する方法とそれぞれ造粒してからカラムに混ぜて充填する方法の２つが用いられている。

特許文献1では、フッ素化合物としてパーフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、パーフルオロエーテル、ハイドロフルオロエーテル、フッ化オレフィン、フッ化硫黄等を分解する酸化アルミニウムが擬ベーマイト（ＡｌＯ（ＯＨ））であり、これには４００〜７００℃で焼成したものが用いられており、酸化アルミニウムとアルカリ土類金属の化合物(炭酸塩)との重量比が１：９〜１：１である。また、フッ素化合物と反応させる前に、分解処理剤を酸化アルミニウムと水蒸気に分解し、その後にフッ素化合物を流して生成したＡｌＦ_３を加水分解し、さらに生成したＨＦをアルカリ土類金属の酸化物でフッ化物にしている。ここでは、生成したＡｌＦ_３を加水分解し、さらに生成したＨＦをアルカリ土類金属の酸化物でフッ化物にする反応が示されている。

また、特許文献２では、フッ素化合物としてパーフルオロカーボン、ＣＦ_４の分解に、
平均細孔直径５０〜２００Åの細孔を有する酸化アルミニウムが用いられており、ＡｌとＭ(アルカリ土類金属)の原子数比(モル比と同じ)が０．０５〜５である。

フッ素化合物は分解処理剤の酸化アルミニウムとフルオロカーボンを反応させ、生成したＡｌＦ_３がアルカリ土類金属酸化物であるＣａＯと反応する又は水と反応してＨＦが生成し、そのＨＦとＣａＯが反応する式が例示されている。

このようなフッ素化合物の分解処理剤を用いると、環境に影響を与えない無害な物質に効率よく分解して排出することができるとともに、フッ化水素等の腐食性ガスの発生も未然に防ぐことができる。ここでは、酸化アルミニウムとフルオロカーボンが反応し、生成したＡｌＦ_３がＣａＯと反応する又は水と反応してＨＦが生成し、そのＨＦとＣａＯが反応する式が例示されている。
特開２００１−１９０９５９号公報 特開２００２−２２４５６５号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２で提案された分解処理剤は、酸化アルミニウムという水酸基を有しない触媒を用いるため、通常水蒸気を外部の装置から供給してフッ素化合物を分解しなければならず、システム自体が複雑になり、水蒸気も適正に供給しなければ効率よくフッ素化合物を分解して排出することができないという課題を有していた。

また、特許文献１は擬ベーマイト、特許文献２は酸化アルミニウムを使用しているため、反応に必要な水の供給が少なく、このため反応に必要な水を供給できず、反応が止まってしまうという課題を有していた。

また、特許文献１で用いられている擬ベーマイトではＯＨ基が一つであり、熱分解により発生する水分量が少なく、脱水・触媒作用が低いため、活性化が十分ではないという課題を有していた。

また、特許文献２では、市販の酸化アルミニウム触媒は平均細孔直径が０．００５〜０．０３μｍと非常に小さいので、容易に製造することができないという課題も有していた。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであってその目的は、外部の装置からの水蒸気の供給がなくても効率よくフッ素化合物を分解、排出することができ、しかも安価に製造できる分解処理剤及びその製造方法を提供することである。

本発明は、フッ素化合物を加熱下で分解するための分解処理剤であって、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物を含有することを特徴とする。

また、上記水酸化アルミニウムが、加熱下で主として非晶質の酸化アルミニウムとなることを特徴とする。

さらに、上記水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物の含有量が、モル比で１：１〜１：４であることを特徴とする。

またさらに、上記水酸化アルミニウムが、ギブサイトであることを特徴とする。

さらにまた、上記フッ素化合物はＣＦ_４であることを特徴とする。

本発明の分解処理剤を用いたフッ素化合物の分解処理方法は、フッ素化合物を含有するガスを加熱下で上記分解処理剤と接触させてフッ素化合物を分解することを特徴とする。

また、本発明の分解処理剤を用いたフッ素化合物の分解処理方法は、上記水酸化アルミニウムが主として非晶質の酸化アルミニウムと水蒸気に分解することを特徴とする。

さらに、本発明の分解処理剤を用いたフッ素化合物の分解処理方法は、上記フッ素化合物を含有するガスを加熱下で上記分解処理剤と接触させ、上記水酸化アルミニウムを主として非晶質の酸化アルミニウムと水蒸気に、２Ａ族元素の水酸化物を２Ａ族元素の酸化物と水蒸気にそれぞれ分解し、フッ素化合物を水蒸気と反応させることによってフッ化水素に変換した後、該フッ化水素を上記２Ａ族元素の酸化物と反応させることで、２Ａ族フッ化物および水蒸気に変換することを特徴とする。

本発明のフッ素化合物分解処理剤は、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物を含有することから、安定的にフッ素化合物を短時間で分解処理剤の性能が低下することなく、また腐食性ガスを排出させることなく６００℃〜７５０℃の比較的低い温度で９０％以上の分解率で分解することができる。また、加熱前から酸化アルミニムを使う場合よりも、加熱前は水酸化アルミニムであるため、加熱により脱水分解し活性化することにより、フッ素化合物を強力に分解することができる。

また、本発明のフッ素化合物分解処理剤は、上記水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物とを混合した後、造粒して得ることから、水酸化アルミニウムの脱水分解によって生じた非晶質の酸化アルミニウムの界面でフッ素化合物を分解し、分解生成物であるフッ化水素をすみやかに２Ａ族元素のフッ素化合物として除去することができる。

さらに、本発明のフッ素化合物分解処理剤は、上記水酸化アルミニウムが、加熱下で脱水により活性化した界面を持つ非晶質の酸化アルミニウムとなり、ＣＦ_４、ＳｉＦ_４等のフッ素化合物との反応性を上げられることから反応率（除去率）が上がり、分解力が向上する。

またさらに、本発明のフッ素化合物分解処理剤は、上記水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物の含有量が、モル比で１：１〜１：４であることから、ＣＦ_４ガス等のフッ素化合物の分解が強力にでき、長時間の除去が可能となる。

さらにまた、本発明のフッ素化合物分解処理剤は、上記水酸化アルミニウムが、ギブサイトであることから、熱分解により発生する水分量が多く、フッ素化合物を分解する反応に必要な水（水蒸気）の供給源となり、水の供給が不要で、脱水により生じた新たな界面により反応が持続できる。

また、本発明の分解処理剤を用いたフッ素化合物の分解処理方法は、フッ素化合物を含有するガスを加熱下で上記分解処理剤と接触させてフッ素化合物を分解することから、フッ素化合物を含有するガスを加熱下で上記分解処理剤と接触させることによりフッ素化合物を分解することができる。

さらに、本発明の分解処理剤を用いたフッ素化合物の分解処理方法は、上記水酸化アルミニウムが主として非晶質の酸化アルミニウムと水蒸気に分解することから、非晶質の酸化アルミニウムから反応に触媒として寄与する金属イオンが露出し、その表面積を大きくすることができ、反応に必要な水蒸気の供給源ともなり、フッ素化合物を有効に分解することができる。

また、本発明の分解処理剤を用いたフッ素化合物の分解処理方法は、上記フッ素化合物を含有するガスを加熱下で上記分解処理剤と接触させ、上記水酸化アルミニウムを主として非晶質の酸化アルミニウムと水蒸気に、２Ａ族元素の水酸化物を２Ａ族元素の酸化物と水蒸気にそれぞれ分解し、フッ素化合物を水蒸気と反応させることによってフッ化水素に変換した後、該フッ化水素を上記２Ａ族元素の酸化物と反応させることで、２Ａ族フッ化物および水蒸気に変換することにより、フッ素化合物を分解するとともに、水酸化アルミニウムにおける水酸基の脱水により生じた活性点がもつ触媒作用を使用することにより、ＣＦ_４、ＳｉＦ_４等のフッ素化合物との反応性を上げられることから反応率（除去率）が上がり、分解力を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

本発明のフッ素化合物の分解処理剤は、フッ素化合物を含むキャリアガス等のガスを加熱下で分解するものであり、例えば、図１に示す分解処理装置において、フッ素化合物ガスと窒素ガスの混合ガスをガス導入管４を通して反応容器５に導入し、分解処理剤１０でフッ素化合物を分解し、分解生成物はガス排出管１２を通して排出される仕組みである。

分解処理装置を加熱する手段としては、図１のように分解処理装置の外側にヒーター７が設置され、外部の制御装置（不図示）により温度がコントロールされる。分解処理装置のヒーター７としては多段に分割したものを用いて温度をコントロールすることもできる。

ここで、本発明の分解処理剤は、水酸化アルミニウムと周期律表第２Ａ族元素（以下、単に２Ａ族元素と称す）の水酸化物とを含むことを特徴とするものである。

これは、安定的にフッ素化合物を短時間で分解処理剤の性能が低下することなく、またフッ化水素（ＨＦ）等の腐食性ガスを排出させることなく６００℃〜７５０℃の比較的低い温度で９０％以上の分解率で分解することができる。

また、上記２Ａ族元素の水酸化物として、マグネシウム、カルシウムの水酸化物が好ましく、特に好ましくはカルシウムの水酸化物がよい。これは水酸化カルシウムの脱水開始温度が水酸化マグネシウムの３３０℃よりも高い４００℃であるため、より長く反応に寄与する水を供給できるからである。

この水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物を含む分解処理剤は、加熱前の状態を示すものであり処理の際に加熱することで反応が進むものである。

また、本発明の分解処理剤は、詳細を後述するように加熱によって分解中にフッ化水素を生成させ、該フッ化水素を２Ａ族元素の水酸化物または酸化物で中和すると同時に安定的にフッ素化合物を分解する反応に必要な水（水蒸気）の供給源ともなる。そのため、外部から水の供給を受ける必要が無く水酸化アルミニウムの脱水により新たな界面が形成され、その界面の触媒反応によりフッ素化合物が継続的に分解できる。水酸化アルミニウム単体では表面にフッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）を生成しながら、脱水終了とともに反応が停止してしまう。

またさらに、本発明の分解処理剤における水酸化アルミニウムは、加熱下で主として非晶質の酸化アルミニウムとすることが好ましい。

水酸化アルミニウムは、加熱下で脱水分解することにより活性化するため、フッ素化合物の分解反応にはこの水酸化アルミニウムの脱水・触媒作用を用いる。そのため、脱水分解により活性化して強力にフッ素化合物を分解した後、主として非晶質の酸化アルミニウムになるようにすることでＣＦ_４、ＳｉＦ_４等のフッ素化合物との反応性を上げられるからである。

なお、水酸化アルミニウムを、加熱下で非晶質の酸化アルミニウムとするには、ＣＦ_４等のフッ素化合物に加えて窒素ガス等を流しながら、例えば６５０℃の処理温度で加熱することで水酸化アルミニウムを非晶質の酸化アルミニウムとすることができる。

また、水酸化アルミニウムを加熱すると、下記のように変化する。

温度低 →加熱 温度高
水酸化アルミニウム→非晶質の酸化アルミニウム→γアルミナ→αアルミナ
分解反応において、非晶質の酸化アルミニウムを触媒として使用する場合、高温安定相であるαアルミナでは化学反応性が低いため、γアルミナなどの中間相に留めるのが化学反応性を上げるためには必要で、よってγアルミナよりも非晶質の酸化アルミニウムの方がより活性が高いと考えられる。

また、上記水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物の含有量はモル比で１：１〜１：４であることが好ましく、ＣＦ_４ガスの分解を強力にでき、長時間の除去が可能となる。これは、モル比で１：１〜１：４である場合、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物との接触頻度が多くなり、水酸化物の脱水分解によって生じる主として非晶質の酸化アルミニウムの表面で起こるＣＦ_４ガスの分解反応に伴って生成するフッ化水素（ＨＦ）と２Ａ族元素の酸化物（水酸化物）との反応がすみやかに進むからである。

水酸化アルミニウムの量が少なくなり過ぎると反応に寄与する水酸化アルミニウムの脱
水反応が短時間で終了し、また水酸化物の脱水分解によって生じる主として非晶質の酸化
アルミニウムの活性の高い界面が少なくなるため反応率が低下する。水酸化アルミニウム
の量が多過ぎると生成したフッ化水素を除去する２Ａ族元素の水酸化物が不足し、フッ化
水素が流出する恐れがある。

なお、上記水酸化アルミニウムとアルカリ土類金属の含有量をモル比で１：１〜１：４
とするには、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物を水酸化アルミニウムと２Ａ族
元素の水酸化物のモル比が所定の値となるように配合し、ミキサーで乾式混合することに
より得られる。

ここで、上記水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物の含有量がモル比で１：１未
満となると、ＨＦを中和する２Ａ族元素の酸化物（水酸化物）が環境によっては不足し、
ＨＦが排出されるおそれが出てくる。一方、１：４より大きい範囲では水酸化アルミニウ
ムの脱水・触媒作用が早くに低下してしまう。また、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水
酸化物との接触頻度が少なくなり、非晶質のアルミニウム酸化物、水酸化物脱水面が触媒
となって、その表面上で起こるＣＦ_４ガスの分解反応に伴って生成するフッ化水素と２Ａ族元素の酸化物（水酸化物）とが反応する機会が減少することによりフッ素化合物の分解性が劣化しやすくなる。これは、反応触媒となる水酸化アルミニウムの脱水分解によって生じる活性部が少なくなり、分解性が劣化するものと考えられるためである。

さらに、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物の含有量はモル比で１：１．２〜１：２．３であることがより好適である。

また、上記水酸化アルミニウムが、ギブサイトＡｌ（ＯＨ）_３であることが好ましい。ギブサイトは、ＯＨ基が多いことから熱分解による脱水・触媒作用が高いため、熱分解によって発生する水分量も多く、フッ素化合物を分解する際の反応に必要な水（水蒸気）をより多く長時間にわたって供給する供給源となる。そのため分解処理剤とは別に水の供給をする必要がなく、ギブサイトの脱水により新たな界面反応が持続できる。そのため、ＣＦ_４、ＳｉＦ_４等のフッ素化合物との反応性を上げられることから反応率（除去率）が上がり、分解力を向上させることができる。また、反応に必要な水を自身に含んでおり水の供給を必要とすることなく脱水過程で細孔を生成するため、反応界面を増やすことができる。

なお、ＯＨ基の脱水・触媒作用を使用するためには、ＣＦ_４ガス及びキャリアガスである窒素を流している非酸化性雰囲気で水酸化アルミニウムを加熱脱水分解する手法をとる。このＯＨ基の加熱脱水分解によって生成した表面は不安定となり、非常に反応性に富み触媒活性が高くなる。

本発明の分解処理剤は、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物の粉末を混合した原料粉末を用いて成形体を得た後、粉砕して粒状にする方法、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物とを造粒する方法等によって作製することができる。

例えば、成形体を粉砕する場合には、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物を混合し、一軸プレス成形等により直径３８ｍｍ、厚み２ｍｍの成形体を作製し、得られた成形体を直径２〜３ｍｍ程度の粒状に破砕し、得られた粒状の分解処理剤を反応容器へ充填して用いることができ、反応容器への充填率を向上させ、ハンドリング時の破砕や粉化を防止することができる。

また、水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物とを混合した後、造粒して得る場合も同様に、ＣＦ_４、ＳｉＦ_４等のフッ素化合物との反応性を向上でき、反応率（除去率）が上がり、分解力が向上する。

これは、水酸化アルミニウムの脱水分解によって生じた非晶質の酸化アルミニウムの界面でフッ素化合物を分解して生成したフッ化水素をすみやかに２Ａ族元素のフッ素化合物として除去できるからである。

なお、本発明の分解処理剤は、製造方法に関わらず水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物が均一に混合されていることが重要である。

ここで、上述の分解処理剤を用いたフッ素化合物の分解処理方法を詳細に説明する。

分解処理剤における分解反応は、例えばフッ素化合物がＣＦ_４ガスの場合、次式のような反応が起こると推測される。

（１）２Ａｌ(ＯＨ)_３→ａ−Ａｌ_２Ｏ_３＋３Ｈ_２Ｏ（水酸化アルミニムの加熱下での反応）
（２） Ｍ(ＯＨ)_２→ＭＯ＋Ｈ_２Ｏ（２Ａ族元素の水酸化物の加熱下での反応 Ｍ：２Ａ族元素）
（３）ＣＦ_４＋２Ｈ_２Ｏ→４ＨＦ＋ＣＯ_２
ここで活性点が触媒として働く、水をＯＨとＨに分解と考えている。

（４）ＭＯ＋２ＨＦ→ＭＦ_２＋Ｈ_２Ｏ
すなわち、本発明によりフッ素化合物の分解を行う際は、フッ素化合物を含有するガス、を例えば３００℃程度で加熱することで、上記（１）の反応のように分解処理剤における水酸化アルミニウムが非晶質（アモルファス）の酸化アルミニウム（ａ−Ａｌ_２Ｏ_３）と水蒸気となりはじめる。

また、上記水酸化アルミニウムが酸化アルミニウムと水蒸気に分解することにより、触媒として寄与する金属イオンが露出し、非晶質の酸化アルミニウムの表面積を大きくし、かつ反応に必要な水蒸気を発生させる。

さらに、（２）の反応のように、分解処理剤における２Ａ族元素の水酸化物が例えば５００℃程度で加熱されることで２Ａ族元素の酸化物（ＭＯ）と水蒸気となる。

ここで、金属イオンの露出する非晶質の酸化アルミニウム（ａ−Ａｌ_２Ｏ_３）は触媒の働きをすると考えられる。よって、上記化学反応式には直接関係することはなく、（３）の反応が非晶質の酸化アルミニウム（ａ−Ａｌ_２Ｏ_３）の表面で起きていると考えられ、この非晶質の酸化アルミニウムの表面でフッ素化合物が加水分解され、（３）におけるフッ化水素（ＨＦ）と二酸化炭素（ＣＯ_２）を生じる。

また、（３）で生じたフッ化水素（ＨＦ）が（４）に示すように、２Ａ族元素の酸化物（ＭＯ）と反応すると考えられるが、アルカリ土類金属の水酸化物（Ｍ（ＯＨ）_２）と反応することも考えられる。いずれにしても加水分解によって生成したフッ化水素（ＨＦ）は２Ａ族フッ化物（ＭＦ_２）として固定化できるため装置を腐食することもなくフッ素化合物を分解することができる。

なお、分解処理剤を用いた装置は、フッ素化合物と窒素ガスの混合ガスをガス導入管４を通して反応容器５に導入し、分解処理剤１０と反応させ反応ガスをガス排出管１２を通して排出する構造になっており、反応容器５の外周に設置したヒーター７によって、６００℃〜７５０℃の比較的低い温度に加熱してフッ素化合物を分解処理している。

また、この分解反応は脱水した水酸化アルミニウムの脱水表面で起こっており、反応は水酸化アルミニウムの表面から分解して界面(水酸化アルミニウムの表面)へ供給された水及び２Ａ族元素の水酸化物が分解して供給された水がＣＦ_４ガスと反応して進む。

水酸化アルミニウムの内部から分解して生じる水の発生が止まると、水酸化アルミニウムの脱水分解に伴って生じる活性部位の生成が停止し、フッ素化合物の分解反応が停止する。これは、水酸化アルミニウムの表面にフッ化アルミニウムが生成し、表面を覆ってしまい、それにより反応が停止すると考えられる。熱力学の計算から生成したフッ化アルミニウムは本発明のような処理温度では分解しないという結果が得られており、上記のように反応が停止すると考えられる。

以下本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例により限定されるものではない。

（分解処理剤の作製）
先ず、水酸化アルミニウム（純度９９％）粉末および、水酸化マグネシウム（純度９９％）粉末または水酸化カルシウム（純度９８％）粉末とを用いて、表１に示す如くモル比となるように配合し、ミキサーで乾式混合した。得られた混合粉体を一軸プレス成形することによって直径３８ｍｍ×厚み２ｍｍの成形体を作製し、それを破砕することにより分解処理剤を得た。

（分解処理試験）
この分解処理剤を内径２５ｍｍのＳＵＳ製反応容器に４９ｃｃ充填し、図１に示すような分解処理装置にセットした。

そして、分解処理剤を用いて処理温度をそれぞれ５５０℃、６５０℃、７００℃、７５０℃、８５０℃に加熱した後、ＣＦ_４ガスの流量が４．１ｓｃｃｍとなるように窒素ガスと混合した混合ガスを分解処理装置に導入してＣＦ_４ガスを分解した。分解処理装置の排出口から排出される分解ガスを採取してＣＦ_４ガスの濃度分析を行いＣＦ_４ガスの分解率が９０％未満になる時間を測定した。なお、ＣＦ_４ガスの分解率が９０％に満たないものは試験開始後３０分のときの分解率を示した。

また、比較例として、分解処理剤として、水酸化アルミニウム（純度９９％）粉末、水酸化マグネシウム（純度９９％）粉末、水酸化カルシウム（純度９８％）粉末、また、水酸化アルミニウム（純度９９％）粉末と水酸化鉄（純度９８％）粉末、γ−アルミナ（純度９９％）と水酸化カルシウム（純度９８％）をモル比が１：１．５となるように配合し、ミキサーで乾式混合した混合粉体、をそれぞれ一軸プレス成形し、直径３８ｍｍ×厚み２ｍｍの成形体を作製し、それを破砕することにより分解処理剤を得た。

そして、この分解処理剤を上記同様に内径２５ｍｍのＳＵＳ製反応容器に４９ｃｃ充填した。分解処理装置の処理剤の温度を６５０℃または７５０℃に加熱した後、ＣＦ_４ガスの流量が４．１ｓｃｃｍとなるように窒素ガスと混合した混合ガスを分解処理装置に導入してＣＦ_４ガスを分解した。分解処理装置の排出口から排出される分解ガスを採取してＣＦ_４ガスの濃度分析を行いＣＦ_４の分解率が９０％未満になる時間を測定した。

なお、分解ガス中のＣＦ_４ガスの濃度分析は、ガスクロマトグラフによって行った。

その結果を表１に示す。

表１より水酸化アルミニウムと水酸化マグネシウムのモル比が１：９のものはＣＦ_４ガスの分解率が９０％以上となる時間が比較的短く、水酸化アルミニウムと水酸化マグネシウムのモル比を１：１．５とし、適正な処理温度で処理することでＣＦ_４ガスの分解率が９０％以上となる時間が伸びることがわかった。また、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムを配合し、適正な処理温度で処理することでＣＦ_４ガスの分解率が９０％以上となる時間が水酸化アルミニウムと水酸化マグネシウムの配合物よりも伸びることがわかった。

また、水酸化マグネシウムの代わりに水酸化カルシウムを配合し、６５０℃等の適正な処理温度で処理することでＣＦ_４ガスの分解率が９０％以上となる時間が水酸化マグネシウムを配合した物よりも大きく伸びることがわかった。

本発明の分解処理装置の一実施例を示す機器配置概略図である。

符号の説明

１：フッ素化合物ガス供給ライン
２：窒素ガス供給ライン
３：サンプリングポート
４：ガス導入管
５：反応容器
６：温度センサー
７：ヒーター
８：断熱材
９：温度コントローラー
１０：分解処理剤
１１：サンプリングポート
１２：ガス排出管

Claims (8)

1. フッ素化合物を加熱下で分解するための分解処理剤であって、水酸化アルミニウムと周期律表第２Ａ族元素の水酸化物を含有することを特徴とするフッ素化合物の分解処理剤。
2. 上記水酸化アルミニウムが、加熱下で主として非晶質の酸化アルミニウムとなることを特徴とする請求項１に記載のフッ素化合物の分解処理剤。
3. 上記水酸化アルミニウムと２Ａ族元素の水酸化物の含有量が、モル比で１：１〜１：４であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフッ素化合物の分解処理剤。
4. 上記水酸化アルミニウムが、ギブサイトであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のフッ素化合物の分解処理剤。
5. 上記フッ素化合物がＣＦ_４であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のフッ素化合物の分解処理剤。
6. 請求項1乃至５の何れかに記載の分解処理剤を用いたフッ素化合物の分解処理方法であって、フッ素化合物を含有するガスを加熱下で上記分解処理剤と接触させてフッ素化合物を分解することを特徴とする分解処理方法。
7. 上記水酸化アルミニウムが主として非晶質の酸化アルミニウムと水蒸気に分解することを特徴とする請求項６に記載の分解処理方法。
8. 上記フッ素化合物を含有するガスを加熱下で上記分解処理剤と接触させ、
   上記水酸化アルミニウムを主として非晶質の酸化アルミニウムと水蒸気に、２Ａ族元素の水酸化物を２Ａ族元素の酸化物と水蒸気にそれぞれ分解し、フッ素化合物を水蒸気と反応させることによってフッ化水素に変換した後、該フッ化水素を上記２Ａ族元素の酸化物と反応させることで、２Ａ族フッ化物および水蒸気に変換することを特徴とする請求項６又は７に記載の分解処理方法。

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