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廃蛍光管からの希土類元素の再資源化とその有効利用

研究課題

研究課題/領域番号 11793009
研究種目

地域連携推進研究費

配分区分補助金
研究分野 資源開発工学
研究機関北海道大学

研究代表者

平島 剛  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00175556)

研究分担者 笹木 圭子  小樽商科大学, 商学部(環境科学), 助教授 (30311525)
広吉 直樹  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50250486)
恒川 昌美  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40002026)
長野 伸泰  北海道立工業試験所, 分析技術科, 分析技術科長
高橋 徹  北海道立工業試験所, 分析技術科, 研究職員
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワード蛍光管 / 希土類蛍光体 / 選別 / リサイクル / 硫酸浸出 / 共沈 / 希土類元素 / 合成 / 廃蛍光管 / 重液選別 / 風力選別 / Multi-Gravity Separator / 浮選 / カイクロン / 高純度化 / 再合成法 / 希土類蛍光管 / 溶媒抽出 / 侵出 / 等電点
研究概要

本研究では、廃蛍光管からの希土類元素の再資源化とその有効利用に関して検討を行い、以下の結果を得た。
1)廃蛍光管処理事業所から排出される廃蛍光体を試料とし、水力(湿式サイクロン)選別、風力(ターボプレックス)選別、薄流選別(Multi-Gravity Separator)、浮選により希土類蛍光体の選別試験を行なった。その結果、風力選別が最も高い分離効率を示したが、ニュートン効率は0.34と必ずしも満足できる選別成績ではなかった。
2)理想的な分離が可能と考えられる遠心式重液選別試験を行った。しかし、親水性の廃蛍光体試料は、重液中に存在する微量水分により液架橋を形成し凝集を起こすため、選別成績は悪化するとともに再現性に乏しい結果となった。そこで廃蛍光体試料表面をNaOlで疎水化処理することで有機液体中での分散性を促進させ、さらに遠心力を加えることで回収率、品位を高める新しい選別方法を開発した。本研究で開発された方法により、ニュートン効率は0.81、全希土類蛍光体品位合計は38.7%、希土類蛍光体回収率は97.3%の高い選別成績が得られた。
3)蛍光体スラッジ中のYおよびEuの最適硫酸浸出条件を明らかにするとともに、不純物は水酸化物沈殿法およびシュウ酸化合物沈殿法で除去できることを明らかにした。
4)蛍光体スラッジからの希土類元素回収フローを構築するとともに、実用化回収実験を行った結果、純度98.2%、全工程での回収率65%の結果を得た。
5)3),4)で回収した希土類元素を用いた希土類蛍光体合成フローを構築した。そのフローに従って合成した赤色蛍光体Y_2O_3:Eu^<3+>は平均粒径5〜6μmに揃った粒度特性および結晶子サイズ0.2μm以上の良好なY_2O_3:Eu^<3+>の結晶構造を有しており、市販蛍光体と同等な発光特性を有していることがわかった。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (48件)

  • [文献書誌] 高橋 徹: "蛍光体スラッジからの希土類元素の再資源化"資源・素材関係学協会合同秋季大会分科研究会資料. C. 167-168 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋 徹: "廃蛍光管からの希土類元素の分離回収-向流多段抽出法による希土類元素の分離回収-"北海道立工業試験場報告. No.298. 37-47 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuyoshi Hirajima: "Acoustic Emission from the Impact of Particles and Their Application to On-line Monitoring for Zirconia Micro-agglomerate Production in Liquids"Proceed.21th Inter.Miner.Process.Congr.,:C3-16,2000. C. 3-16 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋 徹: "蛍光体スラッジからの希土類元素の再資源化とその有効利用"資源・素材関係学協会合同秋季大会分科研究会資料. C3. 101-104 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平島 剛: "ジグザグ風力選別機の選別特性に及ぼす空気流速の影響"資源と素材. 116. 913-917 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平島 剛: "浮選による廃蛍光体からの希土類蛍光体の回収"第11回廃棄物学会研究発表会講演論文集I. I. 495-497 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 恒川昌美: "永久磁石式ロール型磁選機の分離特性に関する基礎的研究"資源と素材. 117. 277-281 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平島 剛: "粒子衝突音を用いた粒子識別に関する研究"資源と素材. 117. 573-578 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋 徹: "風力分級および硫酸浸出法による廃蛍光体スラッジからの希土類元素の分離回収"資源と素材. 117. 579-585 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋 徹: "廃蛍光体スラッジからの希土類蛍光体の合成"北海道立工業試験場報告. No.300. 1-8 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuyoshi Hirajima: "Separation Performance of Zigzag Air Classifier"Proceedings of 6th Int.Symp.East Asian Recycling Technology. 759-764 (2001)

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  • [文献書誌] Touru Takahashi: "Separation and Recovery of Rare Earth Elements from Phosphor Sludge of Waste Fluorescent Lamp by Pneumatic Classification and Sulfuric Acidic Leaching"Proceedings of 6th Int.Symp.East Asian Recycling Technology. 421-426 (2001)

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  • [文献書誌] 平島 剛(分担執筆): "産業リサイクル事典-第6編・第2章 再資源化のための前処理技術"産業調査会. 644 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 恒川 昌美(分担執筆): "産業リサイクル事典-第6編・第2章 再資源化のための前処理技術"産業調査会. 644 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Touru Takahashi: "Recovery of Rare Earth Elements from Phosphor Sludge of Waste Fluorescent Lamp"Proceed. of Autumn Meet. Min. and Mater Process. Inst. Japan. Vol. C5. 167-168 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Touru Takahashi: "Separation and Recovery of Rare Earth Elements from Phosphors in Waste Fluorescent Lamp (Part III) - Separation and Recovery of Rare Earth Elements by Multistage Countercurrent Extraction -"Reports of Hokkaido Industrial Research Institute. No. 298. 37-47 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuyoshi Hirajima: "Acoustic Emission from the Impact of Particles and Their Application to On-line Monitoring for Zirconia Micro-agglomerate Production in Liquids"Proceed. 21th Inter. Miner. Process. Congr.. C3-16. (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Touru Takahashi: "Refining and Utilization of Rare Earth Elements from Phosphor Sludge in Waste Fluorescent Lamp"Proceed. Of Autumn Meet. Min. and Mater. Process. Inst. Japan. Vol. C3. 101-104 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuyoshi Hirajima: "Effect of Air Velocity on Separation Performance of Zigzag Air Classifier"J. Min. and Mater. Process. Inst. Japan. 116. 913-917 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuyoshi Hirajima: "Recovery of Rare Earth Phosphor from Phosphor Sludge of Waste Fluorescent Lamp by Flotation"Proceed. Of 11^<th> Meet. Japan Society Waste Management Expert. Vol. I. 495-497 (2000)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masami Tsunekawa: "Basic Study on Separation Characteristics of Permanent Magnetic Roll Separator"J. Min. and Mater. Process. Inst. Japan. 117. 277-281 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuyoshi Hirajima: "Particle Identification by Measurement of Acoustic Emission Due to Impact of a Particle on a Circular Plate"J. Min. and Mater. Process. Inst. Japan. 117. 573-578 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Touru Takahashi: "Separation and Recovery of Rare Earth Elements from Phosphor Sludge in Processing Plant of Waste Fluorescent Lamp by Pneumatic Classification and Sulfuric Acidic Leaching"J. Min. and Mater. Process. Inst. Japan. 117. 579-585 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Touru Takahashi: "Synthesis of Rare Earth Phosphor from Phosphor Sludge in Processing Plant of Waste Fluorescent Lamp"Reports of Hokkaido Industrial Research Institute. No. 300. 1-8 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuyoshi Hirajima: "Separation Performance of Zigzag Air Classifier"Proceedings of 6th Int. Symp. East Asian Recycling Technology. 759-764 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Touru Takahashi: "Separation and Recovery of Rare Earth Elements from Phosphor Sludge of Waste Fluorescent Lamp by Pneumatic Classification and Sulfuric Acidic Leaching"Proceedings of 6th Int. Symp. East Asian Recycling Technology. 421-426 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuyoshi Hirajima: "Chapter 2 Pretreatment for Recycling, 2-4 Sensing, 2-5 Screening and Classification, 2-6 Gravity Separation, 2-7 Shape Separation Handbook of Recycling in Industry"Sangyo Cyosakai, Tokyo. 474-487 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masami Tsunekawa: "Chapter 2 Pretreatment for Recycling, 2-8 Electrostatic Separation, 2-9 Magnetic Separation, 2-10 Flotation Handbook of Recycling in Industry"Sangyo Cyosakai, Tokyo. 488-495 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuyoshi Hirajima: "Separation Performance of Zigzag Air Classifier"Proceedings of 6th Int. Symp. East Asian Recycling Technology. 759-764 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 平島 剛: "粒子衝突音を用いた粒子識別に関する研究"資源と素材. 117. 573-578 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 恒川昌美: "永久磁石式ロール型磁選機の分離特性に関する基礎的研究"資源と素材. 117. 277-281 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 徹: "風力分級および硫酸浸出法による廃蛍光体スラッジからの希土類元素の分離回収"資源と素材. 117. 579-590 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 徹: "廃蛍光体スラッジからの希土類蛍光体の合成"北海道立工業試験場報告. No.300. 1-8 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Touru Takahashi: "Separation and Recovery of Rare Earth Elements from Phosphor Sludge of Waste Fluorescent Lamp by Pneumatic Classification and Sulfuric Acidic Leaching"Proceedings of 6th Int.Symp.East Asian Recycling Technology. 421-426 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 平島剛: "浮選による廃蛍光体からの希土類蛍光体の回収"第11回廃棄物学会研究発表会講演論文集. I. 495-498 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋徹: "廃蛍光管からの希土類元素の再資源化とその有効利用"資源素材2000講演資料,資源と環境. C3(5). 101-104 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 平島剛: "ジグザグ風力選別機の選別特性に及ぼす空気流速の影響"資源と素材. 116(11). 913-917 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 恒川昌美: "循環型社会の構築に向けた環境産業の育成について"ビ・アンビシャス. 55(12). 26-29 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hirajima: "Acoustic Emission from the Impact of Particles and Their Application to On-line Monitoring for Zirconia Micro-agglomerate Production in Liquids"Proceed.21th Inter.Miner.Process.Congr.. C. 3-16 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 平島剛: "ジグザグ風力選別機によるPET樹脂フレーク回収のオンラインモニタリング"第11回廃棄物学会研究発表会講演論文集. I. 445-447 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 平島 剛: "水溶性切削油剤の腐敗防止に関する研究 ―銅鎖体による硫酸還元細菌の生育阻害効果―"資源と素材. 115(4). 240-244 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Keiko Sasaki: "Morphological Control of Aragonite Formed from Waste Scallop Shells"Proc. 5th Int. Symp. East Asian Recycling Technology. 147-150 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Naoki Hiroyoshi: "Inhibitory Effect of Iron-Oxidizing Bacteria on Ferrous-Promoted Chalcopyrite Leaching"Biotechnology and Bioengineering. 64(4). 478-483 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.M.Salari Rad: "Mill Performance at Sar Chesmeh Porphyry Copper Mine with Special Reference to the Distribution of Gold in the Mill Products"Resources Process.. 46(3). 123-135 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 笹木圭子: "Cu鎖体による水溶性切削剤中の硫酸還元菌の増殖および活性阻害に関する研究"資源処理技術. 46(3). 153-160 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤真由美: "含鉄溶液を用いた石灰の脱硫浮選に関する基礎的研究"資源と素材. 115(10). 737-742 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 平島 剛(分担執筆): "産業リサイクル事典"株式会社産業調査会事典出版センター. 644 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 恒川 昌美(分担執筆): "産業リサイクル事典"株式会社産業調査会事典出版センター. 644 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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