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多成分系希少元素フッ化物溶融塩の複雑構造と融体物性

研究課題

研究課題/領域番号 16K14443
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 金属・資源生産工学
研究機関東北大学

研究代表者

早稲田 嘉夫  東北大学, 多元物質科学研究所, 名誉教授 (00006058)

研究分担者 篠田 弘造  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10311549)
助永 壮平  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (20432859)
柴田 浩幸  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50250824)
打越 雅仁  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60447191)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード高融点金属分離回収 / 廃棄物からのリサイクル / 溶融塩電解 / X線吸収分光 / 溶融塩 / 局所構造 / 金属の電解回収 / 核磁気共鳴 / ハロゲン化物溶融塩 / 金属生産工学 / 高融点有価金属回収 / 廃棄物再資源化 / 融体局所構造
研究成果の概要

廃棄物からの回収困難な高融点金属の溶融塩電解回収技術確立につながる基礎的知見を、溶融状態における局所構造と電解回収実験結果との比較により得ることを目的とした。主としてX線吸収分光を適用した高温溶融状態におけるその場測定で得られたデータをもとに、溶融塩組成や溶融温度と局所構造との関係を調べ、それを明らかにした。すなわち、低融点のフッ化物の一部を塩化物に置き換えた混合ハライド組成の溶融塩を用いることにより、大きな構造体が分解され、比較的低温の条件でも金属回収可能となることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで回収困難であった高融点金属の回収に溶融塩電解を適用するにあたり、塩組成を調整することによって電解温度の低温化、および得られる電析物の緻密化・平滑化が実現可能という指針を得ることができた。
このような成果を挙げるには、多元系試料中の目的金属元素周囲の局所構造を原子レベルで解析可能なX線吸収分光の適用、さらに高温溶融状態におけるその場測定を実施する工夫が重要であり、本研究でそれを実現した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (15件) 図書 (1件)

  • [学会発表] Taを含む溶融塩の構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      篠田弘造、打越雅仁、佐藤修彰
    • 学会等名
      資源・素材学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タンタルの溶融塩電解2019

    • 著者名/発表者名
      打越雅仁、秋山大輔、篠田弘造、佐藤修彰
    • 学会等名
      資源・素材学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高融点金属回収のための高温溶融塩構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      篠田弘造、助永壮平、打越雅仁、鈴木茂、佐藤修彰、早稲田嘉夫
    • 学会等名
      日本金属学会東北支部発表大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ハライド溶融塩中におけるタンタルの局所構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      篠田弘造、佐藤一志、秋山大輔、助永壮平、打越雅仁、立山祐資、佐藤修彰、鈴木茂
    • 学会等名
      資源・素材学会平成29年度春季大会
    • 発表場所
      千葉工大(千葉県、習志野市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 混合ハライド溶融塩を用いたタンタルの電解2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤一志、篠田弘造、打越雅仁、金炅滸、佐藤修彰、鈴木茂
    • 学会等名
      資源・素材学会平成29年度春季大会
    • 発表場所
      千葉工大(千葉県、習志野市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ハライド溶融塩中におけるタンタルの局所構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      篠田弘造,佐藤一志,秋山大輔,助永壮平,打越雅仁,立山祐資,佐藤修彰,鈴木茂
    • 学会等名
      資源・素材学会平成29(2017)年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 混合ハライド溶融塩を用いたタンタルの電解2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤一志,篠田弘造,打越雅仁,金キョンホ,佐藤修彰,鈴木茂
    • 学会等名
      資源・素材学会平成29(2017)年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] タンタル回収のための溶融塩電解低温化への局所構造解析からのアプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      篠田弘造, 佐藤一志, 秋山大輔, 助永壮平, 鈴木茂, 佐藤修彰, 早稲田嘉夫
    • 学会等名
      表面技術協会第136回講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 混合ハライド溶融塩を用いたタンタルの平滑電析2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤一志, 篠田弘造, 打越雅仁, 秋山大輔, 佐藤修彰, 鈴木茂, 早稲田嘉夫
    • 学会等名
      資源・素材学会平成29(2017)年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] タンタルの平滑電析に向けた最適電流密度の検討2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤一志, 篠田弘造, 打越雅仁, 秋山大輔, 佐藤修彰, 鈴木茂, 早稲田嘉夫
    • 学会等名
      第16回 日本金属学会東北支部研究発表大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Local Structure Analysis using high temperature in situ XAS of halide molten salts for Ta recovery by electrolytic process2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shinoda, Y. Tateyama, D. Akiyama, M. Uchikoshi, S. Sukenaga, S. Suzuki, N. Sato
    • 学会等名
      Opportunities in Processing of Metal Resources in South East Europe (OPMR2016)
    • 発表場所
      Hotel Mercure Budapest(ハンガリー、ブダペスト)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 高融点金属の溶融塩電解回収を目指した溶融塩および電析物の局所構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      篠田弘造、立山祐資、秋山大輔、助永壮平、打越雅仁、鈴木茂、佐藤修彰
    • 学会等名
      第52回X線分析討論会
    • 発表場所
      筑波大東京キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] タンタルの溶融塩電解回収に適した溶融塩条件探索のための局所構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      篠田弘造、立山祐資、秋山大輔、鈴木茂、佐藤修彰
    • 学会等名
      資源・素材学会平成28年度秋季大会
    • 発表場所
      岩手大(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] XAFSによる溶融塩および電析物中Ta分析2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤一志、篠田弘造、秋山大輔、立山祐資、助永壮平、打越雅仁、鈴木茂、佐藤修彰
    • 学会等名
      第19回XAFS討論会
    • 発表場所
      名古屋大(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] タンタルの溶融塩電解回収を目指したフッ化物系溶融塩の局所構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      篠田弘造、秋山大輔、助永壮平、鈴木茂、佐藤修彰
    • 学会等名
      表面技術協会第134回講演大会
    • 発表場所
      東北大川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 放射光利用の手引き -農水産・医療、エネルギー、環境、材料開発分野などへの応用-2019

    • 著者名/発表者名
      篠田弘造、鈴木茂
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      アグネ技術センター
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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