| 研究課題/領域番号 |
21K18829
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
中野 博昭 九州大学, 工学研究院, 教授 (70325504)
|
|---|
| 研究分担者 |
谷ノ内 勇樹 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40644521)
大上 悟 九州大学, 工学研究院, 助教 (90264085)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
|
|---|
| キーワード | 不動態 / スライム / 銅 / アノード / 電解 / 不純物 / 添加剤 / 拡散係数 / 銅アノード / 可視化 / トレーサー粒子 / In-situ / PIV / 電解液 / 流速 / リサイクル / 省電力 / 銅電解 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
初年度にリサイクル銅アノードの不動態化挙動を自作の電解装置を用いてIn-situ解析し，更に電解液の流動を可視化できる装置を自作し粒子イメージ流速計測法(PIV)により流動を解析し，また，スライムの断面解析ができる手法を探索することにより，固-液両面からのアプローチにより不動態化のメカニズムを解明する。次年度に不動態化のメカニズムに基づき，不動態化を抑制するための電解条件およびアノードの構造を探索する。
|
| 研究成果の概要 |
純度78.7 mass%のCuをアノードに用いて不動態化に及ぼす液中の不純物，添加剤の影響を明らかにした。不動態化は，Ni2+を0.596 mol・dm-3添加すると非常に起こり易くなりAs5+, Bi3+イオンを添加しても起こり易かった。Ni2+を添加すると溶液の粘度が高くなりCu2+の拡散係数が低下した。As5+，Bi3+は，スライム中にAs-Sb-O系，As-Bi-O系の化合物を形成させスライムの緻密性を増加させた。Cl-は，1.13 mmol・dm-3を超えると著しく不動態化が促進された。Cl-は，スライムの上部にCuClを形成させておりスライムの緻密性を高くして不動態化を促進した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電力コストを低減させる観点から，低品位な粗Cuについても電解精製の適応が望まれている。アノードに低品位Cuを用いる電解精製を実現するためには，アノードの不動態化と電解条件の関係を把握することが必須である。その一環として，低品位Cuアノードの不動態化に及ぼす電解液中の不純物イオン，添加剤の影響を明らかにすることができた。また，電解装置を自作して，アノード，カソードの電解液の流れおよび不動態化時のCuSO4膜の形成挙動の可視化に成功した。
|
