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2014 年度 実績報告書

溶融塩電解と低融点液体金属を用いた希土類金属の分離・回収プロセス

研究課題

研究課題/領域番号 25281047
研究機関大阪大学

研究代表者

小西 宏和  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60379120)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードレアアース / 有価物回収 / 溶融塩 / 電気化学 / リサイクル
研究実績の概要

723 Kの溶融LiCl-KClにDyCl3(0.50 mol%)、NdCl3(0.50 mol%)、FeCl2(0.50 mol%)を添加した系において、作用極に液体Sn電極を用いてDy-SnとNd-Sn合金の電解形成を検討した結果、以下の成果を得た。
(1)DyCl3を添加した系で、液体Sn電極を用いて定電位電解を行ったところ、Dy-Sn合金の形成は確認できなかったが、DyCl3、NdCl3を共に添加した場合、Dy-Nd-Sn合金が形成することがわかった。
(2)NdCl3、FeCl2を添加した系で、液体Sn電極を用いて1.42 Vで定電位電解を行ったところ、Fe-Sn合金が形成することがわかった。
(3)DyCl3とNdCl3をいずれも0.50 mol%添加した系で、液体Sn電極を用いて0.5 ~0.75 Vで0.5 hの定電位電解により合金を作製したところ、いずれも試料上部で合金形成していることがわかった。さらに、すべての合金試料においてNdが優先的に合金化しており、Nd/Dyの原子量比は0.60 Vにおいて最大となり、約2.08程度となることがわかった。

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

本年度は予定通り、723 Kの溶融LiCl-KClにDyCl3(0.50 mol%)、NdCl3(0.50 mol%)、FeCl2(0.50 mol%)を添加した系において、作用極に液体Sn電極を用いてDy-SnとNd-Sn合金の電解形成を検討した結果、分離の可能性を見出すことができ、研究はおおむね順調に進展した。

今後の研究の推進方策

今後の研究については、これまでの知見を踏まえて、実Nd-Fe-B永久磁石を用いて、カソード電解によってDyとNdの可能性を見出すことと、さらにアノード電解によってDyとNdの分離の可能性を検討する。また、浴温度、電極材料などの条件を新たに設定し、液体ZnやSnよりも高精度で分離できる条件も見出す。

次年度使用額が生じた理由

学術研究助成基金助成金については、昨年度から繰り越した科学研究費補助金と本年度の分があったため、使用せずに実験を遂行することができた。また、購入しなかった装置等は、大学での共同利用の分析装置を使用し、研究を遂行した。以上のことから、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

使用しなかった研究費については、H27年度は最終年度となるため、国内外での研究成果の発表のための旅費、成果を出すための新装置の開発、消耗品等に使用する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Separation of Dy from Nd-Fe-B Magnet Scraps Using Molten Salt Electrolysis2014

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Konishi, Hideki Ono, Eiichi Takeuchi, Toshiyuki Nohira and Tetsuo Oishi
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 64 ページ: pp.593-600

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Formation of RE-Zn (RE=Dy, Nd) Alloys in a Molten LiCl-KCl System2014

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Konishi, Hideki Ono, Eiichi Takeuchi, Toshiyuki Nohira and Tetsuo Oishi
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 61 ページ: pp.19-26

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ELECTROCHEMICAL SEPARATION OF Dy AND Nd FROM Nd MAGNET SCRAP IN A MOLTEN LiCl-KCl2015

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Konishi, Hideki Ono, Eiichi Takeuchi, Toshiyuki Nohira and Tetsuo Oishi
    • 学会等名
      TMS 2015 Annual Meeting
    • 発表場所
      オーランド
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-19
  • [学会発表] 塩化物系溶融塩を用いた希土類元素の電解分離2014

    • 著者名/発表者名
      小西宏和
    • 学会等名
      第25回電解プロセス研究会
    • 発表場所
      京都市(京都大学)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrochemical Separation of Dy from Nd Magnet Scrap in a Molten LiCl-KCl2014

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Konishi, Hideki Ono, Eiichi Takeuchi, Toshiyuki Nohira, Tetsuo Oishi
    • 学会等名
      SHECHTMAN INTERNATIONAL SYMPOSIUM
    • 発表場所
      カンクン
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-04

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公開日: 2016-06-01  

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