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2017 年度 実績報告書

金属溶媒を用いた高放射性ジルコニウム廃棄物の減容化処理法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06521
研究機関早稲田大学

研究代表者

山口 勉功  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70220259)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード鉄 / ニッケル / 酸化除去
研究実績の概要

高融点のジルコニウム合金を熔融銅ージルコニウム合金として1200℃で溶解した後、ジルコニウムを塩化揮発させることで、溶銅からジルコニウムを除去することが可能であった。この溶銅中には鉄、ニッケル、クロムなどの放射性核種が存在するため、放射性核種を溶銅から除去し、放射性核種を濃縮することによる減容化と、溶銅の再利用を目指し、溶銅から放射性核種を酸化除去することが可能か実験で調べた。実験は、Fe-Ni-Cu合金を1300℃において酸素分圧logpO2を-9から-5程度まで変化させ、優先的に合金から鉄とニッケルを酸化して、ニッケルを含有するFeOx-SiO2系ないしはFeO-CaO系スラグとして除去することを試みた。
FeO-CaO系スラグを用いた場合、溶銅中の鉄の濃度は酸素分圧の増加に伴い減少した。logpO2=-5とした場合、溶銅中の鉄濃度は0.014mass%程度となり、スラグ中の鉄濃度を溶銅中の鉄濃度で割った値は3500程度を示した。このことから鉄はスラグへ除去することが可能である。また、スラグ中のニッケル濃度は酸素分圧の増加に伴い大きくなり、スラグ中のニッケル濃度を溶銅中のニッケル濃度で割った値は0.068~2.2の値を示した。銅合金中のニッケルを除去するためにはより高い酸素分圧が必要になる。
FeO-SiO2系スラグを用いた場合、FeO-CaO系と同様に溶銅中の鉄の濃度は酸素分圧の増加に伴い減少した。logpO2=-5とした場合、溶銅中の鉄濃度は0.015mass%程度となり、スラグ中の鉄濃度を溶銅中の鉄濃度で割った値は3600程度の値を示した。このことから鉄はスラグへ除去することが可能である。スラグ中のニッケル濃度を溶銅中のニッケル濃度で割った値は0.06~1.2の値を示し、銅合金中のニッケルを除去するためにはより高い酸素分圧が必要になることが分かった。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 銅製錬における微量元素の分配挙動と炉内諸現象に関する平衡論的解析2017

    • 著者名/発表者名
      山口勉功
    • 学会等名
      資源・素材学会 平成29(2017)年度 春季大会

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公開日: 2018-12-17  

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