廃蛍光管からの希土類元素の再資源化とその有効利用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11793009
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 平島 剛 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00175556)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笹木 圭子 小樽商科大学, 商学部(環境科学), 助教授 (30311525) ; 広吉 直樹 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50250486) ; 恒川 昌美 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40002026) ; 長野 伸泰 北海道立工業試験場, 分析技術科, 分析技術科長 ; 高橋 徹 北海道立工業試験場, 分析技術科, 研究職員
• Keywords: 廃蛍光管 / 希土類元素 / 浮選 / 風力選別 / カイクロン / 高純度化 / 希土類蛍光体 / 再合成法

Research Abstract

本年度は、廃蛍光体の粒度分布、密度、界面動電現象などの基礎性状を明らかにするとともに、廃蛍光体中のHg除去試験、Hg除去した廃蛍光体及び模擬廃蛍光体を試料とし各種選別試験による白色蛍光体と希土類蛍光体の選別について検討した。また、廃蛍光管から回収された希土類元素のリサイクル用途の拡大および回収資源の高付加価値化を図るため、機能性材料(蛍光材料)の製造および高純度化等について検討した。主な成果は、以下のようである。
1)廃蛍光体中のHgは600から800℃で空気中加熱し、蒸気として遊離した水銀を冷却することで金属として回収できる。
2)ジグザグ型及びターボプレックス50ATP型風力選別機を用い選別実験をおこなった。ジグザグ型に比べ、微粒子用のターボプレックス50ATP型の選別性は良好で、風量1m^3/min、分級ロータ回転速度7400rpmで、希土類蛍光体品位33.6%、歩留り28.1%の結果を得た。
3)湿式サイクロンによる分級実験をVortex Finder Cap及びSpigot Cap径を変化し行った。ニュートン効率は、最大でも0.15であり、サイクロンでの選別は困難であった。
4)廃蛍光体模擬試料を試料とし、陰イオン性捕収剤であるドデシル硫酸ナトリウムを用い浮選実験を行った。その結果、浮選pHを9.7に保持した場合、蛍光体品位26.6%、歩留り46.1%、ニュートン効率0.61の結果が得られた。
5)イミノジ酢酸型のキレート樹脂を用いてYの高純度化を行った結果、溶離液pH1.7、流速SV0.3/h(R=54ml)の条件でYはEuなどの不純物元素から分離でき、純度99.9%以上となることが分かった。
6)希土類蛍光体の再合成法について検討した結果、希硫酸浸出、不純物除去、共沈、乾燥および焼成の工程により市販品とほぼ同等の化学組成、結晶形態、粒度特性および発光特性を有する赤色蛍光体(Y_20_3:Eu^<3+>)を合成することができた。

Research Products

• [Publications] 平島剛: "浮選による廃蛍光体からの希土類蛍光体の回収"第11回廃棄物学会研究発表会講演論文集. I. 495-498 (2000)
• [Publications] 高橋徹: "廃蛍光管からの希土類元素の再資源化とその有効利用"資源素材2000講演資料,資源と環境. C3(5). 101-104 (2000)
• [Publications] 平島剛: "ジグザグ風力選別機の選別特性に及ぼす空気流速の影響"資源と素材. 116(11). 913-917 (2000)
• [Publications] 恒川昌美: "循環型社会の構築に向けた環境産業の育成について"ビ・アンビシャス. 55(12). 26-29 (2000)
• [Publications] T.Hirajima: "Acoustic Emission from the Impact of Particles and Their Application to On-line Monitoring for Zirconia Micro-agglomerate Production in Liquids"Proceed.21th Inter.Miner.Process.Congr.. C. 3-16 (2000)
• [Publications] 平島剛: "ジグザグ風力選別機によるPET樹脂フレーク回収のオンラインモニタリング"第11回廃棄物学会研究発表会講演論文集. I. 445-447 (2000)