有機系廃プラスチックを利用した高効率レアメタル製造プロセス

Publicly Offered Research

Project Area	Microwave-Excited, High-Temperature Thermally Non-Equilibrium Reaction Fields
Project/Area Number	21017006
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	西岡浩樹九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (80294891)
Project Period (FY)	2009 – 2010
Project Status	Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help	¥10,400,000 (Direct Cost: ¥10,400,000) Fiscal Year 2010: ¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000) Fiscal Year 2009: ¥5,400,000 (Direct Cost: ¥5,400,000)
Keywords	マイクロ波 / レアメタル / プラスチック / 炭素 / 高効率
Research Abstract	シングルモードマイクロ波加熱装置を使用し、電場最大および磁場最大位置における炭材の被加熱測定を行った。その結果、電場最大位置における明確な粒径依存性は確認されなかったが、磁場最大位置においては90-125μmの粒度を有する炭材が最も良好な被加熱特性を示した。また本研究にて使用した炭材は、主として電場により加熱されることを確認した。レアメタル酸化物であるWO_3を対象として、WO_3、炭材混合試料のマイクロ波加熱・還元実験を行った。WO_3 5gに対してC/0=1.0となるように、PEとグラファイトをモル比で0:100、20:80、40:60、60:40、80:20の割合で混合した試料を作製した。PE:グラファイト=100:0の試料については、さらにグラファイトを加えてC/0=1,5、C/0=2.0とした試料を作製した。マルチモードマイクロ波加熱装置を使用し、出力は750Wとした。実験中の発生ガス組成・発生量を四重極質量分析計により連続的に測定するとともに、放射温度計により試料表面温度を計測した。PEの配合割合の増加に伴い、反応の初期にH_2とCH_4の大きなピークが確認され、中期～後期にCOとCO_2のブロードなピークが確認された。PE:グラファイト=0:100の試料においては、COとCO_2のピークのみが確認された。XRD分析により、全ての試料においてWの生成を確認した。発生ガス組成より還元率を算出した結果、PEの配合割合の増加に伴う還元率の低下が確認され、PE100%の場合、還元率は約35%であった。C/0=1.5,C/0=2.0とした試料の還元率は、それぞれ93%、100%であり、グラファイトを添加することにより、プラスチックをWO_3の還元材として利用可能なことが確認された。また従来加熱との比較により、マイクロ波加熱の優位性を確認した。