(57)【要約】  【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して排出することのできる分解処理剤およびその処理方法を提供する。  【解決手段】  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水酸化カルシウムとからなり、６５０℃〜７５０℃の加熱下で、上記水酸化アルミニウムが、水蒸気を供給して主として非晶質の酸化アルミニウムとなり、上記水酸化カルシウムが、水蒸気を供給して酸化カルシウムとなるフッ素化合物の分解処理剤。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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水酸化カルシウムとからなり、６５０℃〜７５０℃の加熱下で、上記水酸化アルミニウムが、水蒸気を供給して主として非晶質の酸化アルミニウムとなり、上記水酸化カルシウムが、水蒸気を供給して酸化カルシウムとなることを特徴とするフッ素化合物の分解処理剤。
【請求項２】
上記水酸化アルミニウムと上記水酸化カルシウムとの含有量が、モル比で１：１〜１：２．３であ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。
【請求項３】
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または請求項２に記載のフッ素化合物の分解処理剤。
【請求項４】
上記フッ素化合物がＣＦ４であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のフッ素化合物の分解処理剤。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４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、上記フッ素化合物を含有するガスを６５０℃〜７５０℃の加熱下で上記分解処理剤と接触させて上記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。
【請求項６】
上記フッ素化合物を含有するガスを６５０℃〜７５０℃の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とに、上記水酸化カルシウムを酸化カルシウムと水蒸気とにそれぞれ分解し、上記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酸化カルシウムと反応させることで、フッ化カルシウムと水蒸気とに変換することを特徴とする請求項５に記載の分解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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およびその分解処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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およ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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
特にＳＦ６、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６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。
【０００６】
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、ＳｉＦ４、ＣＯＦ２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。
【０００７】
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。
【０００８】
図１は、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、７はヒーター、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。
【０００９】
この分解処理装置は、フッ素化合物ガスと窒素ガスとの混合ガスをガス導入管４を通して反応容器５に導入させて、加熱下の分解処理剤１０でフッ素化合物を分解し、分解生成物をガス排出管１２を通して排出される仕組みとなっている。反応容器５を加熱する手段としては、外部の制御装置により温度がコントロールされ、反応容器５の外周に設置されるヒーター７により行なわれる。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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ＡｌＦ３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ＡｌＦ３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。
【００１５】
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、ＣＦ４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。
【００１６】
そして、分解処理剤の酸化アルミニウムとフルオロカーボンとを反応させ、生成したＡｌＦ３がアルカリ土類金属酸化物であるＣａＯと反応する、または水と反応してＨＦが生成し、そのＨＦとＣａＯとが反応する式が例示されている。
【００１７】
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ＡｌＦ３がＣａＯと反応する、または水と反応してＨＦが生成し、そのＨＦとＣａＯが反応する式が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−１９０９５９号公報
【特許文献２】特開２００２−２２４５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
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。
【００２０】
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、分解処理剤自体からの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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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して排出することができる分解処理剤およびその処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
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水酸化カルシウムとからなり、６５０℃〜７５０℃の加熱下で、上記水酸化アルミニウムが、水蒸気を供給して主として非晶質の酸化アルミニウムとなり、上記水酸化カルシウムが、水蒸気を供給して酸化カルシウムとなることを特徴とする。
【００２５】
また、上記水酸化アルミニウムと上記水酸化カルシウムとの含有量が、モル比で１：１〜１：２．３であることを特徴とする。
【００２６】
また、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。
【００２７】
また、上記フッ素化合物はＣＦ４であることを特徴とする。
【００２８】
本発明の分解処理方法は、上記フッ素化合物を含有するガスを６５０℃〜７５０℃の加熱下で上記いずれかの構成の分解処理剤と接触させて上記フッ素化合物を分解することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の分解処理方法は、上記フッ素化合物を含有するガスを６５０℃〜７５０℃の加熱下で上記いずれかの構成の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とに、上記水酸化カルシウムを酸化カルシウムと水蒸気にそれぞれ分解し、上記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酸化カルシウムと反応させることで、フッ化カルシウムと水蒸気とに変換することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のフッ素化合物の分解処理剤は、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとからなり、６５０℃〜７５０℃の加熱下で、上記水酸化アルミニウムが、水蒸気を供給して主として非晶質の酸化アルミニウムとなり、上記水酸化カルシウムが、水蒸気を供給して酸化カルシウムとなることから、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効率よくフッ素化合物を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、加熱による脱水反応によって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。
【００３１】
また、本発明のフッ素化合物の分解処理剤は、上記水酸化アルミニウムと上記水酸化カルシウムとを混合した後、造粒して得ることから、水酸化アルミニウムの脱水反応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カルシウムのフッ素化合物として除去することができる。
【００３２】
さらに、本発明のフッ素化合物の分解処理剤は、上記水酸化アルミニウムが、加熱下での脱水反応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、ＣＦ４、ＳｉＦ４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。
【００３３】
またさらに、本発明のフッ素化合物の分解処理剤は、上記水酸化アルミニウムと上記水酸化カルシウムとの含有量が、モル比で１：１〜１：２．３であることから、ＣＦ４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。
【００３４】
さらにまた、本発明のフッ素化合物の分解処理剤は、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、脱水反応により生じた新たな界面により反応が持続できる。
【００３５】
また、本発明の分解処理方法は、上記フッ素化合物を含有するガスを６５０℃〜７５０℃の加熱下で本発明の分解処理剤と接触させて上記フッ素化合物を分解することから、水蒸気の供給がなくても効率よくフッ素化合物を分解することができる。
【００３６】
さらに、本発明の分解処理方法は、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と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。
【００３７】
また、本発明の分解処理方法は、上記フッ素化合物を含有するガスを６５０℃〜７５０℃の加熱下で本発明の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とに、水酸化カルシウムを酸化カルシウムと水蒸気とにそれぞれ分解し、上記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酸化カルシウムと反応させることで、フッ化カルシウムと水蒸気とに変換することにより、水酸化アルミニウムにおける水酸基の離脱により生じた活性点がもつ触媒作用によってＣＦ４、ＳｉＦ４等のフッ素化合物との反応性を上げられることからフッ素化合物に対する反応率（除去率）が上がり、分解力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】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。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００４０】
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る。本発明のフッ素化合物の分解処理剤を用いた分解処理装置は、例えば、図１に示すように、フッ素化合物ガスと窒素ガスとの混合ガスをガス導入管４を通して反応容器５に導入させて、加熱下の分解処理剤１０でフッ素化合物を分解し、分解生成物をガス排出管１２を通して排出される仕組みとなっている。
【００４１】
反応容器５を加熱する手段としては、外部の制御装置（不図示）により温度がコントロールされ、反応容器５の外周に設置されヒーター７により行なわれる。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。
【００４２】
ここで、本発明の分解処理剤は、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとからなり、６５０℃〜７５０℃の加熱下で、上記水酸化アルミニウムが、水蒸気を供給して主として非晶質の酸化アルミニウムとなり、上記水酸化カルシウムが、水蒸気を供給して酸化カルシウムとなることを特徴とするものである。
【００４３】
この分解処理剤を用いることにより、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、９０％以上の分解率とすることができる。
【００４４】
この水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとからなる分解処理剤は、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。
【００４５】
また、本発明の分解処理剤は、詳細を後述するように６５０℃〜７５０℃に加熱することによって分解中にフッ化水素（ＨＦ）を生成させ、フッ化水素（ＨＦ）を水酸化カルシウムもしくは酸化カルシウム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反応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（ＡｌＦ３）を生成しながら、脱水反応の終了とともに反応が停止してしまう。
【００４６】
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、６５０℃〜７５０℃の加熱下で水蒸気を供給主として非晶質の酸化アルミニウムとなる。
【００４７】
水酸化アルミニウムは、６５０℃〜７５０℃の加熱下での脱水反応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、脱水反応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ＣＦ４、ＳｉＦ４等のフッ素化合物との反応性を上げられるからである。
【００４８】
なお、ＣＦ４等のフッ素化合物に加えて窒素ガス等を流しながら、６５０℃〜７５０℃に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。
【００４９】
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。
【００５０】
温度低            →６５０℃〜７５０℃に加熱→          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。
【００５１】
また、上記水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとの含有量はモル比で１：１〜１：４であることが好ましく、ＣＦ４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水酸化カルシウムとの接触頻度が多くなり、水酸化アルミニウムの脱水反応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ＣＦ４ガスの分解反応に伴って生成するフッ化水素（ＨＦ）と脱水反応によって生成する酸化カルシウムとの反応がすみやかに進むからである。
【００５２】
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、また水酸化アルミニウムの脱水反応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（ＨＦ）を除去する水酸化カルシウムが不足し、フッ化水素（ＨＦ）が流出するおそれがある。
【００５３】
なお、上記水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとの含有量を所定のモル比とするには、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムと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。
【００５４】
ここで、上記水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとの含有量がモル比で１：１未満となると、フッ化水素（ＨＦ）を中和する脱水反応によって生成する酸化カルシウムが環境によっては不足し、フッ化水素（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水酸化カルシウムとの接触頻度が少なくなり、水酸化アルミニウムの脱水反応により新たに形成された界面が触媒となって、その表面上で起こるＣＦ４ガスの分解反応に伴って生成するフッ化水素（ＨＦ）と脱水反応によって生成する酸化カルシウム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反応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。
【００５５】
さらに、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとの含有量はモル比で１：１〜１：２．３であることがより好適である。
【００５６】
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、ギブサイトの脱水反応により新たな界面反応が持続できる。そのため、ＣＦ４、ＳｉＦ４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反応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。
【００５７】
なお、ＯＨ基の脱水・触媒作用を使用するためには、ＣＦ４ガスおよ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して脱水反応させる手法をとる。このように、加熱下での脱水反応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。
【００５８】
本発明の分解処理剤は、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムと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水酸化カルシウムとを造粒する方法等によって作製することができる。
【００５９】
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水酸化カルシウムとを混合し、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。
【００６０】
また、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとを混合した後、造粒して得る場合も同様に、ＣＦ４、ＳｉＦ４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。
【００６１】
これは、水酸化アルミニウムの脱水反応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（ＨＦ）をすみやかにカルシウムのフッ素化合物として除去できるからである。
【００６２】
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水酸化カルシウムとが均一に混合されていることが重要である。
【００６３】
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。
【００６４】
分解処理剤における分解反応は、例えばフッ素化合物がＣＦ４ガスの場合、次式のような反応が起こると推測される。
【００６５】
（１）２Ａｌ(ＯＨ)３→ａ−Ａｌ２Ｏ３＋３Ｈ２Ｏ（水酸化アルミニムの加熱下での反応）
（２）Ｃａ(ＯＨ)２→ＣａＯ＋Ｈ２Ｏ（水酸化カルシウムの加熱下での反応）
（３）ＣＦ４＋２Ｈ２Ｏ→４ＨＦ＋ＣＯ２（ここで活性点が触媒として働き、水をＯＨとＨに分解していると考えられる）
（４）ＣａＯ＋２ＨＦ→ＣａＦ２＋Ｈ２Ｏ
すなわち、本発明によりフッ素化合物の分解を行なう際は、フッ素化合物を含有するガスを加熱することで、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３００℃程度から非晶質（アモルファス）の酸化アルミニウム（ａ−Ａｌ２Ｏ３）と水蒸気とになりはじめる。
【００６６】
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と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。
【００６７】
さらに、（２）の反応のように、分解処理剤における水酸化カルシウムが加熱されることでカルシウムの酸化物と水蒸気となる。
【００６８】
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−Ａｌ２Ｏ３）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−Ａｌ２Ｏ３）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（ＣＯ２）を生じる。
【００６９】
また、（３）で生じたフッ化水素（ＨＦ）が（４）に示すように、カルシウムの酸化物と反応すると考えられるが、カルシウムの水酸化物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）はカルシウムのフッ化物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。
【００７０】
なお、分解処理剤を用いた分解処理装置は、フッ素化合物と窒素ガスとの混合ガスをガス導入管４を通して反応容器５に導入させて、６５０℃〜７５０℃の加熱下の分解処理剤１０でフッ素化合物を分解し、分解生成物をガス排出管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、加熱してフッ素化合物を分解処理している。
【００７１】
また、この分解反応は、水酸化アルミニウムの脱水反応により新たに形成された界面で起こっており、反応は水酸化アルミニウムの表面から分解した水および水酸化カルシウムが分解して供給された水がＣＦ４ガスと反応して進む。
【００７２】
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反応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。
【実施例１】
【００７３】
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。
【００７４】
そして、分解処理剤を用いて処理温度をそれぞれ６００℃、６５０℃、７５０℃、８５０℃に加熱した後、ＣＦ４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ＣＦ４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ＣＦ４ガスの濃度分析を行ないＣＦ４ガスの除去率が９０％未満になる時間を測定した。なお、ＣＦ４ガスの除去率が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。
【００７５】
また、比較例の分解処理剤として、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。
【００７６】
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、ＣＦ４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ＣＦ４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ＣＦ４ガスの濃度分析を行ないＣＦ４の除去率が９０％未満になる時間を測定した。
【００７７】
なお、分解ガス中のＣＦ４ガスの濃度分析は、ガスクロマトグラフによって行なった。
【００７８】
その結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
表１より、比較例１〜４や加熱温度が６５０℃未満や７５０℃を超える分解処理剤は、ＣＦ４ガスの除去率が９０％以上となる時間が短かった。これに対し、本発明の分解処理剤は、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとからなり、６５０℃〜７５０℃の加熱下で処理したことによって、ＣＦ４ガスの除去率９０％以上となる時間が長かった。また、γ−アルミナと水酸化カルシウムとのモル比が１：１．５である比較例５と水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとのモル比が１：１．５である本発明の分解処理剤である試料Ｎｏ・４は、除去率９０％の時間が２倍以上となり、優れていることがわかった。
【００８１】
また、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとからなり、６５０℃〜７５０℃の加熱下で処理した本発明の分解処理剤の中でも、水酸化アルミニウムと水酸化カルシウムとを１：１〜１：２．３のモル比で配合した試料Ｎｏ．１、２、４、５、７は、ＣＦ４ガスの除去率が９０％以上となる時間が２４０分を超えており、長時間にわたって分解処理できることがわかった。
【符号の説明】
【００８２】
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
【図１】
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