超臨界熱水溶液中における金属の溶存状態に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640576
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 内田 悦生 早稲田大学, 理工学部, 教授 (40185020)
• Keywords: 超臨界 / 熱水溶液 / トリクロロ錯体 / 鉛 / 生成定数 / PbTiO_3 / PbS

Research Abstract

平成9年度では、鉛のトリクロロ錯体の生成定数を求める実験を行った。実験には、CaTiO_3-PbTiO_3-CaCl_2-PbCl_2-NaCl-H_2O系を用いた。本来ならば、CaTiO_3にPbCl_2を反応させた実験とPbTiO_3にCaCl_2を反応させた実験とを行い、系が平衡に達しているかどうか確かめる必要があるが、常温・常圧における2NPbCl_2溶液を用意することが出来ず、PbTiO_3を出発物質とした場合のみ実験を行った。そこで、実験が平衡に達しているかどうか確かめるために、PbS-ZnS-PbCl_2-ZnCl_2-NaCl-H_2O系の実験も行った。この系においても出発物質をPbSとした場合の実験のみを行った。実験は、塩素濃度2規定において行い、NaCl濃度を変化させ、溶液中におけるCa/(Ca+Pb)比およびPb/(Pb+Zn)比に及ぼすNaClの影響を調べた。実験条件は、1kbにおいて500、600、700℃、0.5kbにおいて600℃とした。
実験終了後、液相と固相を分離し固相はPbTiO_3とCaTiO_3またはPbSとZnSの2相が共存しているかどうかX線回折法により確かめた。また、液相はICP発光分析装置を用いて陽イオンの分析を行った。そして、実験結果を熱力学的に解析し、鉛のトリクロロ錯体の生成定数を求めた。
CaTiO_3系では、1kb、700℃の条件下でPbTiO_3が分解するため実験を行うことが出来なかった。また、PbS-ZnS系においては0.5kb、600℃における実験が終了していないが、全体的には、遷移金属(Fe,Mn,Co,Ni,Zn)と同様に鉛は高温・低圧条件下でトリクロロ錯体を生成し易いことが明らかとなった。しかしながら、その生成定数は、上記遷移金属に比べて低く、鉛のトリクロロ錯体は相対的に生成されにくいことを示している。残念ながら、CaTiO_3-PbTiO_3系とPbS-ZnS系の実験結果の一致は必ずしも良くはなく、この原因に関しては今後明らかにする予定である。

Research Products

• [Publications] Uchida, Naito and UEDA: "Agneous speciation of zinc chloride in supercritical hydrothermal solutions from 500 to 700℃ and 0.5 to 1.0kb" Geochemical Journal. 32・2(印刷中). (1998)
• [Publications] 内田・伊沢・渡辺: "パーソナル・コンピュータのための鉱物相平衡計算プログラムパッケージ“PEQ"" 岩鉱. 93・2(印刷中). (1998)