| 研究課題/領域番号 |
19K15333
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分26060:金属生産および資源生産関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
岸本 章宏 京都大学, 工学研究科, 助教 (50816600)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 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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| 研究開始時の研究の概要 |
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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| 研究成果の概要 |
自動車鋼板の防食メッキ等に多量に使用される亜鉛の製造コストの低減に向け、アルカリ浴を用いた亜鉛の電解採取プロセスを提案する。現行法に比べ、当該プロセスでは亜鉛の電解採取に要する電力の削減が期待されるが、亜鉛の析出形態の制御や電解浴中の不純物の挙動の解明が求められている。本研究では、アルカリ浴から析出する種々の形態の亜鉛の形成メカニズムを明らかにするため、フローセルを用いた亜鉛の電解析出のその場観察を行った。また、不純物として銅、ニッケル、コバルト、マンガンを溶解させたアルカリ浴からの亜鉛の電解採取を実施し、各不純物の及ぼす影響を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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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