界面特性を利用した超微粒子の分級

Research Project

Project/Area Number	03650513
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	資源開発工学
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	佐々木弘東北大学, 選鉱製錬研究所, 助教授 (50006037)
Project Period (FY)	1990 – 1991
Project Status	Completed (Fiscal Year 1991)
Budget Amount *help	¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 1991: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords	超微粒子 / 分級 / 界面特性 / 電気泳動 / ヘマタイト粒子
Research Abstract	本研究では、従来困難とされてきた超微粒子の分級に対して新しく考案された界面特性を利用した分級法の一つである電気泳動を利用する方法について検討を行なったものである。分級実験に用いた試料はヘマタイト(αーFe_2O_3)粒子であり、球に近い多面体の形状であった。粒子のメジアン径は0.22μmである。バッチ方式および試作した連続方式の分級装置を用いておこなった結果、バッチ方式の分級ではヘマタイト粒子が正に荷電する酸性のpH条件下(pH3、4および5)にて、また連続方式の分級ではセルとヘマタイト粒子のヘテロ凝集を妨ぐ目的のために、セルとヘマタイト粒子が共に負に荷電するアルカリ性のpH条件下(pH11)において良好な分級結果を得ることができた。バッチ方式による分級では様々の因子(pH、電解質濃度、電位勾配および分級時間)の分級結果に及ぼす影響について検討し、分級産物(粗粒分)の粒径は本実験条件下においてはpH、電解質濃度および電位勾配が大きいほど粒径が大になることが明らかになった。また粒子の電気泳動速度の計算結果と比較して、上記の結果は粒径による電気泳動速度の差が大きいほどより粗い粒子が得られるためであると考えられた。連続方式による分級では分級結果に及ぼす電位勾配および分級時間の影響について検討した。結果はセルの形状によって異なり、電極間距離と印加電圧により電位勾配を充分に大きく(15 10^2および20 10^2V/m)できれば、分級可能であることが明らかになった。また粒子の電気泳動速度の計算値ならびに実測値がよく対応し、分級時間は結果に影響しなかった。連続方式の分級は簡単な装置、少ないエネルギ-で分級が可能であり、また様々な因子を制御することにより精密な分級が期待されるため、近い将来工業化が可能であると考えられる。