2018 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of Resource Recycling Process via Chemical Conversion of Copper Smelter Slag
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15K21582
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| Research Institution | Fukushima National College of Technology |
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Principal Investigator |
羽切 正英 福島工業高等専門学校, 化学・バイオ工学科, 准教授 (70435410)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 銅製錬スラグ / 資源循環プロセス / メソ多孔質シリカ / リン酸鉄 / 資源回収 / リン固定化法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本では毎年250万tの銅スラグが銅製錬の副産物として生産されている。その一部は建設材料としてリサイクルされているが，堆積保管されるものも多い。我々は銅スラグがケイ素源として有用である点に着目し，湿式処理による簡単なプロセスでメソ多孔質シリカを合成する方法，その生成・反応機構面の解明を進め，製錬産物を原料としてメソ多孔質シリカを生産する，極低環境負荷型の資源循環プロセスを構築することを目的とし研究を進めてきた。種々の湿式処理媒体を用いた検討によって，塩酸，硫酸などの酸によって主な構成成分の回収が可能であること，溶出挙動は酸濃度および塩化物イオンの添加量に依存することが明らかとなった。また，酸処理時に形成するゲルはメソ多孔質シリカを与える一方で，その物性から再資源化プロセスの妨げになるケースも考えられた。そこで，金属元素成分とシリカ成分を別途回収するプロセスの開拓に取り組んだ。結果として，リン酸によって銅スラグを湿式処理することで銅スラグ中の鉄成分のみを鉄塩として選択的に回収し，さらには抽出残液を加熱処理することで高純度のシリカを得る方法を見出した。さらに処理時の諸条件の最適化をすすめ，高コントラストで鉄成分とシリカ成分が分離回収可能となった。この方法で得られる鉄塩は，ある程度の純度(>97%)を有する非晶質のリン酸鉄であり，スラグからの鉄回収，廃棄リン酸からのリン固定化法として本法は有用と考えられる。また，得られたリン酸鉄はリチウム塩溶液との不均一反応によりリチウムイオン電池の正極材として有効なリン酸鉄リチウムを生じることも明らかとなった。本研究により，銅製錬スラグの有効利用法，成分の有効な回収方法が明らかとなり，銅スラグ資源循環プロセスの主要部分を確立できたと考えられる。
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Research Products
(5 results)
