| 研究課題/領域番号 |
18K04797
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
横山 誠二 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60191524)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 電気炉ダスト / 亜クロム酸亜鉛 / 硫酸水溶液 / 亜鉛の溶解度 / クロムの溶解度 / 酸化剤 / 過マンガン酸カリウム / 溶解促進 |
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| 研究実績の概要 |
電気炉ダストからの亜鉛等の有価金属の湿式回収を目的として、ダストに含まれる亜鉛化合物の硫酸水溶液への溶解度を測定している。これまでに、亜鉛化合物の基礎となる酸化亜鉛、および難溶性とされている亜鉛フェライトの硫酸水溶液への溶解度を測定した。本年度は、亜鉛フェライトと結晶構造が同等な亜クロム酸亜鉛の硫酸水溶液への溶解度を測定した。
亜クロム酸亜鉛からの硫酸水溶液への亜鉛の溶解度は非常に小さく、それは、温度（20℃～60℃）、硫酸水溶液中の硫酸濃度によらなかった。また、クロムイオンは検出下限であり、ほとんど溶解していないと言える。したがって、亜クロム酸亜鉛の硫酸水溶液への溶解は、試料表面の酸化クロムが硫酸塩を生成して溶解しないので、亜クロム酸亜鉛表面のみからしか亜鉛は溶解しないと言える。
これまで、電気炉ダストからの亜鉛の湿式回収において、亜鉛の低回収率の原因は、ダスト中の亜鉛フェライトが難溶性であることに起因するとされてきたが、亜酸化クロムが難溶性であることに起因することが明らかになった。そこで、亜クロム酸亜鉛の溶解を促進するため、亜クロム酸亜鉛を酸化し、３価のクロムを６価のクロムとして溶解することを試みた。酸化としては、高温100℃～500℃の空気酸化、水溶液への硝酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、および過マンガン酸カリウムの添加を試みた。３価クロムを６価クロムに酸化できたのは、過マンガン酸カリウムだけであった。亜クロム酸亜鉛からの亜鉛の溶解量は過マンガン酸カリム添加量の増加に応じて増大した。溶液は過マンガン酸イオンの赤紫色から、６価クロムイオンの黄色に変わった。最終的な、亜鉛の硫酸水溶液のへの回収率は99％であった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
亜鉛フェライトと結晶構造が同等な亜クロム酸亜鉛の硫酸水溶液の溶解度を明らかにできた。また、亜クロム酸亜鉛の溶解を促進するため、酸化剤としての過マンガン酸カリウムの添加の有効性を明らかにできた。
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| 今後の研究の推進方策 |
電気炉ダスト中の亜鉛は、酸化亜鉛、亜鉛フェライト、亜クロム酸亜鉛のほかにもケイ酸亜鉛、および硫化亜鉛として存在する。本年度は、これまで研究していない、硫化亜鉛、ケイ酸亜鉛の硫酸水溶液への溶解度を測定する。併せて、亜クロム酸亜鉛の塩酸水溶液への溶解についても調査する。
最後に、これまでの知見を利用して、電気炉ダストからの亜鉛の湿式回収プロセスの開発を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
使用しているICPが不調であったため、アルゴンガスの使用量が見込みより少なくなった。また、新型コロナウイルスのため、学会発表がなくなり、その旅費分があまった。
ICPが復帰したので、分析待ちの試料の分析代に使用する。また、破損したホールピペット、メスフラスコなどの計量機器の購入代、試薬、pHメーターのガラス電極の購入代にあてる。
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