| Project/Area Number |
21K18829
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷ノ内 勇樹 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40644521)
大上 悟 九州大学, 工学研究院, 助教 (90264085)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 不動態 / スライム / 銅 / アノード / 電解 / 不純物 / 添加剤 / 拡散係数 / 銅アノード / 可視化 / トレーサー粒子 / In-situ / PIV / 電解液 / 流速 / リサイクル / 省電力 / 銅電解 |
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| Outline of Research at the Start |
初年度にリサイクル銅アノードの不動態化挙動を自作の電解装置を用いてIn-situ解析し，更に電解液の流動を可視化できる装置を自作し粒子イメージ流速計測法(PIV)により流動を解析し，また，スライムの断面解析ができる手法を探索することにより，固-液両面からのアプローチにより不動態化のメカニズムを解明する。次年度に不動態化のメカニズムに基づき，不動態化を抑制するための電解条件およびアノードの構造を探索する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The effect of impurities and additives in solution on the passivation of Cu anode with purity of 78.7 mass% was clarified. The passivation was significantly easy to occur with an addition of 0.596 mol・dm-3 of Ni2+ ions, and was easy to occur with the addition of As5+ and Bi3+ ions. With an addition of Ni2+ ions, the viscosity of solution increased and the diffusion coefficient of Cu2+ ions decreased. As5+ and Bi3+ ions formed the compounds of As-Sb-O and As-Bi-O system in the slime, resulting in increase in compactness of slime. The passivation was significantly promoted with an addition of Cl- ions above 1.13 mmol・dm-3. Cl- ions formed the CuCl at the upper area of slime and increased the compactness of slime, resulting in promotion of passivation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
電力コストを低減させる観点から，低品位な粗Cuについても電解精製の適応が望まれている。アノードに低品位Cuを用いる電解精製を実現するためには，アノードの不動態化と電解条件の関係を把握することが必須である。その一環として，低品位Cuアノードの不動態化に及ぼす電解液中の不純物イオン，添加剤の影響を明らかにすることができた。また，電解装置を自作して，アノード，カソードの電解液の流れおよび不動態化時のCuSO4膜の形成挙動の可視化に成功した。
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