1992 Fiscal Year Annual Research Report
高純度ウランおよびランタニド金属の塩化物溶触塩電解製造
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04650607
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山村 力 東北大学, 工学部, 助教授 (80005363)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 守 東北大学, 工学部, 助手 (30213599)
朱 鴻民 東北大学, 工学部, 助手 (40216148)
佐藤 譲 東北大学, 工学部, 助教授 (80108464)
杉本 克久 東北大学, 工学部, 教授 (80005397)
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| Keywords | ランタニド / ランタン / ネオジム / 溶融塩電解 / クロノポテンショメトリー / サイクリックボルタンメトリー / 電解機構 / 金属溶解 |
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| Research Abstract |
ウランおよびランタニド金属は化学的に活性であり、それら金属の製錬法は極めて限定される。溶融塩電解法は有望であるが、これら金属イオンは遷移金属特有で二種類以上の価数を有したり、水酸化物やオキソ塩などを溶融塩中に生じたり、また金属の浴中への再溶解を生ずるなどの現象により電解を困難にする。そこで本研究では低温操業が可能であり、また装置構成材料の選択肢が広いなどの利点を有する塩化物を電解浴として採用し、最適電解条件の決定を目的として電解析出機構の解明、電解析出効率を下げている諸因子の解明を行なうことを計画した。
電解浴には融点が低く、また化学的に安定なLiCl-KCl共晶塩を採用した。一方、ランタニド金属としてはランタンを選び、その塩化物の電解機構を非定常電気化学法で検討した。サイクリックボルタメトリーからはLa^<3+>イオンの電解反応に関与する電子数は3であることが判明した。これより電解の電極反応は次式で表されると結論した。一方、クロノポテンショメトリーの結果からも同様の結論をえた。 La^<3+>+3e=La
上記の結論に基づきLaCl_3の溶融塩電解を行なった。しかしながら、析出の電流効率は極めて低きいことが分かった。この理由として、(1)雰囲気および浴中に混在する酸素や水分による酸化、(2)析出ちゅうへの金属の再溶解、の2つが重要であることが分かった。
同様の検討をネオジムについても行い、ランタンと比較しネオジムがより化学的に活性であり、また金属の浴中への溶解もより顕著であることを明らかにした。
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