| 研究概要 |
鉄-銅系の2液相分離現象を利用して、シュレッダーダストから、鉄、銅資源を効率的に分離回収するプロセスを構築するために、1、鉄中Cu濃度の低減と残留Cuの無害化による鉄資源の再資源化、2、2相分離液体の高速完全分離、の2要素技術に関する研究を行っている。
1、鉄-銅系は均一液相を有するが、Si,C,Bなどの添加により、Fe-Si(C,B)合金とCuに2液相分離することが明らかとなっている。本年度の研究では、さらにAgをCuの溶媒として用いることで、鉄中Cu濃度を0.1%以下にまで低減できることを明らかにした。さらにFeとCu-Ndの2液相が分離ずる熱力学条件を調べ、Nd添加により残存するCuをNd化合物として固定・無害化することが可能であり、その有効性を明らかにした。
2、2液相を効率的に完全分離するためには、反応容器下部に設置したノズルから液体を排出する際、渦の発生を抑制することが最も重要である。これまでに、ノズル近傍に円柱状の物体を設置することで、渦の発生を抑制する方法を見い出した。本年度は、実際のプロセスで用いられる容器形状を考慮し、排出口が偏心位置にある場合の自由渦の発生を防止するのに最適な突起物形状およびその設置揚所などの諸条件について、水モデル実験ならびに流体解析ソフトを用いたシミュレーションにより系統的に調べ、その最適条件を明らかにした。本手法による2相分離液体の高速完全分離が、実際のプロセスで用いられる容器形状においても可能であることがわかった。
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