2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new slag flotation method for high purification of aluminum scrap
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16K21566
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| Research Institution | Hachinohe National College of Technology |
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Principal Investigator |
新井 宏忠 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70770965)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アルミニウム / アップグレードリサイクル / 介在物 / 異種凝集 / フローテーション / 水モデル実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルミニウムのアップグレードリサイクルを実現するため、溶融金属中介在物の異種凝集に関する基礎研究とスラグフローテーション法の開発研究を実施した。異種凝集については、凝集速度に関するモデルを構築し、異種粒子同士の凝集挙動について速度論的な解析が可能となった。モデル計算結果は水モデル実験と比較し、理論モデルの妥当性を確認した。また、水モデル実験から除去対象介在物粒子よりも大きな粒子を混在させることで、それらと凝集・合体することが確認され、スラグフローテーション法の基本原理が起こることを実証した。
次いで、実操業に展開するにあたり、粒度分布をもつ介在物粒子の凝集挙動を水モデル実験にて比較、検証した。この場合においても本研究の凝集モデルを適用することで、速度論的挙動を精度よく計算することができ、従来モデルの計算予測精度を10倍程度向上させることができた。
最終年度は、主に理論モデルを用いてケーススタディを実施した。2種の異なる大きさの粒子が混在する系において、そのサイズ比によって粒子個数濃度の減少速度が異なった。第1粒子に対して第2粒子の粒径がある程度大きくなると、初期の凝集速度は速いが凝集後期で逆転した。これは粒径比が大きい場合、凝集係数が急激に小さくなり衝突頻度が低下したためである。一方、ある程度以上の大きさになると、浮上しながら凝集する機構（差動凝集）も作用する。これにより、粒子同士の衝突頻度は再び増加した。よって、ヘテロフローテーションに用いる第2粒子の大きさには適正範囲があることがわかった。
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