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申請者は、アルミニウム鋳造工程で生ずるアルミニウムドロスを効率よく酸化物とアルミニウム合金に分離し、その酸化物から電解反応によって金属を生産し、系外に廃棄物を出さない所謂ゼロエミッションプロセスを検討してきた。
平成11年度は、主にアルミニウムドロス中のアルミニウム合金と酸化物が効率よく分離可能な溶融塩組成を検討し、その組成中最も酸化物(主にアルミナ)が多く溶解する組成を見出した。
今年度は、その溶融塩を電解浴として用い、アルミナからアルミニウムが製造することが可能であるかどうかを検討した。
本研究では、先ずドロス中の酸化物を使用する前に、試薬のアルミナによる模擬実験により、データを蓄積することにした。
電解浴組成は16mol%BaCl_2-49NaF-35AlF_3を用い、800℃のグラファイトるつぼ内で電解浴を調製した。電解には、アノード、カソード共にグラファイトの丸棒を用いた。電解浴中のアルミニウム成分の定量分析には、蛍光X線分析装置を用い、電析アルミニウムの純度はICP発光分光分析装置を用いた。
その結果、電解浴中にアルミナを溶解させ、その溶解したアルミニウムイオンを電解により消費したさいに、アルミナはある溶解速度で連続的に電解浴中に溶解することが明らかになった。電解の電流密度は、電解浴を700g用いたさい0.02Acm^<-2>程度で継続的な電解が可能であることが示唆された。しかし、電解における電流効率は25〜30%と低く、電流効率を改善するための電解槽型状、電解浴の前処理、電解法の見直しなどが今後の課題として明らかになった。
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