2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study of minor metal extraction based on emulsion flow control techniques
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15H02850
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
長縄 弘親 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究主席 (00354837)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | エマルション流 / 液液抽出 / レアメタル回収 / 溶媒抽出装置 / エマルションフロー現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、これまでに開発したエマルション流制御の新しい仕組みを検証するとともに、有望なものを選択して、さらに発展させた。前年度までの研究で、エマルション流を横方向に導きながら容器の端で消滅させる新方式の基本的な構造を開発したが、今年度は、その基本構造を改良し、より高性能な仕組みを得ることができた。具体的には、水相と油相が向流接触してファインなエマルションが発生する部分と、そのエマルションが良好な状態を保ったまま上昇する部分を区分けすることで、水相と油相の乳濁混合をより効率化することに成功した。また、キーパーツであるノズルヘッドの構造にも着目して、鋭意、検討を行った結果、よりファインなエマルションを発生させ、かつ分相性を向上させることができた。具体的には、水相用ノズルヘッドの孔径と配置、および油相用ノズルヘッドの焼結ビーズの形状と粒径分布が、エマルションの質（単分散性の高さ）、安定なエマルションに至るまでの時間、分相に要する時間に大きく影響することを見出し、これらを最適化した。また、新技術の社会実装に向けて、レアメタル、貴金属などの回収・リサイクルに適用するための研究開発を行った。具体的には、コバルト、ニッケル、パラジウムなどを含む実液（実際の工程液・廃液）あるいは模擬液を用いて、本研究で開発した新たな仕組みの性能を実証した。また、抽出剤や溶媒の物性の影響などについて整理した。
また、本年度は、エマルションの一時的な急成長を防ぐため、混合部の狭窄構造とエマルションのオーバーフローの仕組みを最適化した。さらに、エマルション流の中の液滴の数と粒径分布の統計データ、およびエマルション流を制御してレアメタルを回収する際に重要となるレアメタル化合物の構造データを取得し、エマルション流の発生・消滅を制御するメカニズム、および前年度、前々年度に発見された特異な現象の解明につなげた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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