2020 Fiscal Year Annual Research Report
Physico-chemical fundamental study of extraction of zinc from electric arc furnace dust with hydrometallurgical method
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18K04797
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
横山 誠二 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60191524)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | フェライト / クロマイト / マグネタイト / 硫酸水溶液 / 溶解度 / 化合物生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電気炉ダストからの亜鉛の湿式抽出に関する基礎研究として，ダスト中で亜鉛を含有する亜鉛フェライトと亜鉛クロマイの構成成分であるフェライト（Fe2O3），クロマイト(Cr2O3)との硫酸水溶液への溶解度を測定した。併せて，これらスピネル化合物と同様の結晶構造を有するマグネタイト(Fe3O4)の硫酸水溶液への溶解度も測定した。実験は，所定硫酸濃度の水溶液にこれら試料の所定量を添加して行い，溶解平衡後，ICPで金属イオンを分析した。
フェライトは硫酸溶液中の硫酸濃度の増加とともに溶解度は増加した。硫酸濃度が小さいとき，熱力学的にはフェライトは溶解しないはずであったが，表面に水酸化物が生成し，そのために溶液に溶解したと考えられる。また，硫酸濃度が大きいとき，熱力学的に予想される溶解度よりも小さかったが，これは表面に硫酸塩と水和物が生成したことに起因すると考えられる。80℃の硫酸水溶液への溶解度は20℃のそれよりも大きかった。
クロマイトの硫酸溶液への溶解度は，全般的に見て，硫酸濃度が増加すると低下した。また，溶解度は非常に小さかった。熱力学的には，酸濃度が高く（ｐHが小さく）なると，クロマイの硫酸溶液への溶解度は大きくなると予想されたが，結果は逆の酸濃度依存性を示した。これは，硫酸溶液中ではクロマイト表面に硫酸塩と水和物で構成される化合物が生成したことに起因すると考えられる。全般的に見て，80℃の硫酸水溶液への溶解度は20℃のそれよりも小さかった。
マグネタイトの硫酸水溶液への溶解は，フェライトとほぼ同等であった。熱力学的には，マグネタイトから２価の鉄イオンが溶解するとした溶解度には従わなかった。また，温度が高くなると溶解度は増加した。
これらの溶解度は硫酸溶液への添加量の影響を受け，粒子表面の硫酸塩と水和物で構成される化合物生成と溶液の組成変動に起因すると考えられる。
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