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

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640576
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 内田 悦生 早稲田大学, 理工学部, 教授 (40185020)
• Keywords: 錫 / 熱水溶液 / トリクロロ錯体 / 生成定数 / 超臨界

Research Abstract

超臨界熱水条件下における金属元素の溶存状態に関する情報を得るためにイオン交換平衡に対するNaClの影響を実験により調べ、実験結果の熱力学的な解析を行なってきた。今までに、2価の鉄、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛、カドミウム、鉛、マグネシウム、ストロンチウムに対して実験を行ない、アルカリ土類金属であるマグネシウムとストロンチウムを除いた他の金属イオンは超臨界熱水条件下ではトリクロロ錯体を形成して存在していることが分かった。また、そのトリクロロ錯体の生成定数をイオン半径に対してプロットしたところマンガンとカドミウムの間を頂点とした放物線が描かれる傾向が認められた。そこで、空白領域であるイオン半径の比較的大きな領域でのデータを得るために、2価の錫を用いて実験を行なった。実験系には、CaWO_4-SnWO_4-(Ca,Sn)Cl_2-H_2O系を用い、この系のイオン交換平衡に及ぼすNaClの影響に関する実験を行なった。実験条件は1kbar、500〜800℃および0.5kbar、600℃とした。実験結果を熱力学的に解析した結果、2価錫のトリクロロ錯体の生成定数(logK)として次の値が得られた:0.5(1kbar,500℃)、1.4(1kbar,600℃)、2.0(1kbar,700℃)、2.6(1kbar,800℃)、1.9(0.5kbar,600℃)。
錫のイオン半径はカドミウムと鉛の間に位置しており、上記の結果は、初めに述べたトリクロロ錯体の生成定数とイオン半径の関係から推定される値とほぼ一致している。しかしながら、このようなトリクロロ錯体とイオン半径の関係がどのような意味を持つかについては今のところ不明であり、今後の課題として残される。

Research Products

• [Publications] 高橋千代子,内田悦生: "超臨界条件下におけるカンラン石と塩化物水溶液間の元素分配に関する実験"岩石鉱物科学. 29・3. 85-96 (2000)
• [Publications] Uchida and Tsutsui: "Cation leaching from the basalt JB-1a by 2M NaCl hydrothermal solutions"Resource Geology. 50・2. 93-102 (2000)
• [Publications] 副島淳一郎,内田悦生: "鉱物-熱水間化学反応計等ソフトウェJ.Super Critical for Windows"資源地質. (印刷中). (2001)