| 研究課題/領域番号 |
19H02659
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
三木 一 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10706386)
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| 研究分担者 |
笹木 圭子 九州大学, 工学研究院, 教授 (30311525)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 浮遊選別 / 海水利用 / モリブデン回収 / 電気化学 / 難処理鉱 |
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| 研究実績の概要 |
これまで、含ヒ素銅精鉱からの浮遊選別によるヒ素の分離は大変難しいとされてきたが、適切な条件で安価な酸化剤（過酸化水素水）を添加することにより、黄銅鉱、斑銅鉱等の初生硫化銅鉱を沈鉱として、硫ヒ銅鉱、ヒ四面銅鉱等の含ヒ素硫化銅鉱物を浮鉱として極めて高い効率で分離できることを明らかにした。また、本現象のメカニズムを、XPS分析などにより、黄銅鉱、斑銅鉱等の鉄を含む銅鉱物は過酸化水素水の添加により鉱物表面に親水性の水酸化鉄を生成し、鉄を含まない含ヒ素硫化銅鉱物はこれらがおこならないためと推察した。本効果は、純粋鉱物のみではなく、実精鉱試料を用いた場合にも確認されており、実操業においても効果的に応用できるものと考えられた。
また、含モリブデン銅精鉱からのモリブデンとヒ素の分離についても、従来使用されてきたNaHS代替物として、亜硫酸、ピロ亜硫酸ナトリウム（MBS)の添加について検討を行った。亜硫酸を添加した場合銅とモリブデンの分離が見られたが、MBSを添加した時に高い分離効率が得られ、特に海水を使用した場合に効果が顕著であった。この効果は、純粋鉱物だけではなく、実精鉱試料を用いた場合についても見られ、実操業においても応用ができるものと考えられる。
銅鉱物とヒ素鉱物の分離、銅鉱物とモリブデン鉱物の分離を酸化還元剤を用いて統一的なモデルで説明し、また高い効率で分離ができた。これらの結果は、各種国内学会および国際学会において発表し、また二つの特許を出願している。
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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
計画していたように、銅鉱物とモリブデン鉱物、ヒ素鉱物の分離について、酸化還元剤を添加することにより効率的に行う条件が得られた。また、純粋鉱物試料だけではなく、実精鉱試料を用いた場合にも効率的な分離効果が認められ、実操業への応用が比較的簡便に行うことができるものと考えられることから、実用化に向けた段階として順調に進展していると評価できる。銅とヒ素の分離については、過酸化水素水が有効という結果が得られているが、本結果の機構についても、酸化反応により初生硫化銅鉱のみ水酸化鉄沈殿が生成し、含ヒ素硫化銅鉱物には生成しないためという説明ができた。銅とモリブデンの分離については、安価なピロ亜硫酸ナトリウムと海水を用いる手法が有効という結果が得られているが、本結果の機構についても、銅鉱物表面に海水とピロ亜硫酸ナトリウムの効果で水酸化鉄が生成し、モリブデン鉱物表面には生成しないためという説明ができている。安価で効率的な分離方法、またその機構の説明が得られており、実用化に向けたより効率的な分離手法を探索できるものと考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度は純粋鉱物、実精鉱において効率的な分離方法を得たが、より実操業に近い方法による検討を行うため、採掘を行った鉱石からの処理方法について検討を行う。鉱石の粉砕、ふるい分け、粗選の最適な条件を見出し、その結果得られる実精鉱試料を昨年度と同様の方法で処理し、結果の比較検討を行う。鉱石からの処理を行うことにより、実際のプロセスに適用した場合のマテリアルバランスや経済性などが評価できる。また、銅とヒ素の分離に使用する過酸化水素水、銅とモリブデンの分離に使用するピロ亜硫酸ナトリウムの効果について、電気化学的手法を用いて系統的に、速度論的な側面からも評価を行い、より効率的な条件や代替物についても評価を行う予定である。これらの実験と並行して、様々な鉱物組成、様々な不純物を含む難処理鉱についても、本法が適用できないかについて、試料を入手出来次第検討を行い、実際にどのような問題点や利点があるかについて知見の蓄積を行い、問題解決のための検討を行う。
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