2020 Fiscal Year Annual Research Report
Sulferization of oxides and electrochemical reduction in molten salt
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17H03434
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
鈴木 亮輔 北海道大学, 工学研究院, 特任教授 (80179275)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 酸化物 / 硫化物 / 溶融塩 / カルシウム還元 / チタンの製造 / 希土類硫化物の製造 / バナジウムの製造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)「酸化物を硫化物へ高速に安価に硫化する方法の開発」
炭素と硫黄ガスの組み合わせ、もしくは二硫化炭素液体からの気化ガス、を高温の酸化物に作用させたところ、酸化チタン、窒化チタン、イルメナイト、酸化ネオジム、酸化スカンジウムはいずれも硫化物に転換出来た。ガス流量や時間によらず温度が大きく寄与する。これは、CS2ガスの熱分解が熱力学的平衡状態に有ることを示し、硫化物の化学量論組成からのずれとも対応した。シリコンにも顕著な硫化物生成促進効果があり、SiS2が高純度で得られた。とりわけ、窒化チタンは炭素汚染の懸念のある二硫化炭素ガスではなく、ガス流通系で二温度帯炉でイオウ単体を揮発させて硫化が可能で、高純度硫化物製造法として大いに幅を広げた。
(2)「硫化物を金属に還元する溶融塩電解還元の基礎調査」
固体硫化物の金属Caによる還元に成功した他、その還元反応を溶融塩中でも同様に生じさせることに成功した。(a)作製した硫化チタンを還元し、イオウをほぼ完全に除去した金属チタンを得た。 (b)硫化バナジウムの電解還元に取り組み、低硫黄濃度の純バナジウム金属粉末の製造に成功した。とくにCaCl2-LiCl共晶の組成で還元を試み、反応温度を250℃も低下させた。これは反応時の消費熱エネルギーを低下させる。(c)酸化物が極めて安定なネオジムとスカンジウムの硫化物をCa還元により、それぞれの金属合金を得た。合金から生成する方法を模索している。(d)比較的低温で作用する溶融塩で、硫化ビスマスおよび硫化鉛の還元を準備しCa還元を実証した。また溶融CaCl2を用いた電解還元にも成功した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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