| Project/Area Number |
19K15333
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 26060:Metals production and resources production-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 電析形態 / その場観察 / アルカリ浴 / 電解採取 / 亜鉛 / 電析 / マンガン / アルカリ / 浄液 / 析出形態 |
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| Outline of Research at the Start |
亜鉛は自動車用メッキ鋼板などに広く使用されるベースメタルであり、その大部分は硫酸酸性水溶液を用いた製錬プロセスによって製造されている。このプロセスでは硫酸酸性水溶液を電解浴として亜鉛の電解採取を行うために多量の電力を消費する。これに対し、塩基性水溶液を電解浴として使用すれば、亜鉛の製造に要する電力を最大で約3割削減できる可能性がある。本研究では、このような塩基性水溶液を用いた亜鉛製錬の確立に向け、電解浴中の不純物の除去、ならびに亜鉛の析出メカニズムの解明に取り組む。
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| Outline of Final Research Achievements |
The electrowinning of zinc in alkaline solution is proposed to reduce the energy consumption for zinc production. For establishment of this process, it is desired to control the morphology of zinc deposits and to elucidate the effect of impurities in the bath on the zinc electrowinning. In this work, in-situ observation of zinc electrodeposition in alkaline solution was carried out to elucidate the deposition mechanism of zinc. In addition, the zinc electrowinning in alkaline solution containing impurity of copper, nickel, cobalt, or manganese was demonstrated.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、アルカリ浴中での亜鉛の電解析出のその場観察によって、亜鉛の析出速度や形態が電流密度や電解浴中のイオンの物質移動、電極基板の面方位に影響されることを示した。特に電解浴のフローが緻密な亜鉛の析出に有効な手段であることを確認できたことは学術的にも意義が高い。また、亜鉛の電解採取試験を実施することで、アルカリ浴中の銅、ニッケル、コバルト、マンガンの及ぼす影響を明らかにした。これにより、アルカリ浴では浄液工程を簡略化できる可能性があること、またスケールの形成によるアノード電位の上昇が防止できることを実証でき、現行法に対するアルカリ浴を用いた当該プロセスの優位性を示すことができた。
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