| 研究課題/領域番号 |
20K05180
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
高崎 康志 秋田大学, 国際資源学研究科, 准教授 (50282158)
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| 研究分担者 |
金児 紘征 秋田大学, 名誉教授, 名誉教授 (20006688)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 銅電解精製 / アノード不動態化 / ガルバニック腐食 / その場観察 / 不働態化 / 周期的反転電解法 / 高不純物含有粗銅 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
銅は様々な分野で利用されている重要な金属である。近年原料となる銅鉱石中の不純物量は増加傾向にある。また、鉱石以外の原料としてリサイクル原料も利用されている。資源循環型社会の実現にはリサイクル原料の利用が望ましいが、扱う不純物量が増加する。不純物量が増加すると、銅製造の電解精製（電気分解）時に銅陽極の不働態化（不溶性の不純物が陽極表面を覆い電解反応が停止する）が生じる。そのため不純物の多い銅陽極の不動態化抑制技術は重要である。本研究では、不動態現象の要因となる反応を直接観察することと、周期反転電解法により不動態化の抑制を試み、電流印加法の違いが不働態化にどのように影響するのか調査する。
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| 研究成果の概要 |
銅製錬ではリサイクル原料も処理されているが、処理量が増すと不純物によっては電解工程で不動態化現象を生じ悪影響を及ぼす。本研究は不動態化を抑制する方法を見出すことを目的とし、銅電解における銅の溶出反応を銅と不純物のガルバニック対による反応とみなして研究を行った。実験は、銅線に各種金属線を巻き付けた試料を用い、試料上部に実体顕微鏡を設置し電気化学的な挙動を測定しながらその場観察した。その結果、Covid-19の影響で電流の通電方法の影響までは調査できなかったが、アノード反応への不純物の電気化学的な影響を簡便な方法でかつ、視覚的に捉え、電気化学測定結果には表れない電極表面の変化などを観察できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
銅は今後需要が増加する重要な素材であり、リサイクル原料からの回収が求められている。しかし、銅電解精製工程においてはリサイクル原料処理量の増加が不純物量を増やし、不動態化現象を引き起こす。本研究は銅電解精製における陽極を銅と不純物のガルバニック対とみなし不動態化の抑制を目的とした研究を行ったことに特徴がある。さらに、銅線に各種金属線を巻き付けた電極を用い電気化学計測と試料表面の直接観察を組み合わせることで、不純物の影響を視覚的に捉えることができる簡便な実験方法を開発した。本方法により電気化学的な挙動を測定しながら電極表面の変化を観察しかつ不純物の影響をより明確にできた。
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