2021 Fiscal Year Research-status Report
development of novel hydrometallurgical process with micro powder electrode system
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21K18923
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
三木 一 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10706386)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 電気化学 / 超微量粉末電極 / 酸化還元剤 / 酸化還元反応 / 銅鉱物 / 含ヒ素銅鉱物 / 浮遊選別 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者の開発した、超微量粉末電気化学の確立のために各種実験を行った。微量の粉末試料を懸濁し、導電性電極上に懸濁液微量を展開し乾燥させることにより、定量的に超微量粉末電極を作成することが出来る。安定した硫化銅鉱を得るため、銅線と硫黄粉末を嫌気中で加熱することにより、純粋なCuS試料、Cu2S試料を得ることが出来た。定量的な大きさの超微細粉末を得るため、＃2000の研磨紙上でエタノールを用いた湿式研磨を行い、研磨試料を凍結真空乾燥することにより、極めて安定した試料が得られた。導電性電極は、周囲がテフロン加工されたカーボン電極を用いた。これらの工夫により、再現性の良い結果が得られている。CuS（銅藍）、Cu2S（輝銅鉱）については、酸化の起こる電位が低く、その他黄銅鉱などの難処理銅鉱石との浸出挙動の違いが確認された。これまで浸出挙動が明らかでなかった、含ヒ素銅鉱物となる硫ヒ銅鉱について、電位走査を行うことにより、3つの電位による酸化ピークが得られたため、これらのピークにおける反応について検討を行っている。また、浮遊選別における鉱物表面の酸化還元反応の評価を行った。モリブデンと銅鉱物、および含ヒ素銅鉱物と銅鉱物の分離において、適切な酸化還元剤を添加することにより、銅鉱物表面を選択的に酸化し、親水性の酸化生成物が被覆されたが、銅鉱物自身の酸化反応、添加した酸化還元剤の反応、液中の沈殿反応などについて、XPS表面分析やSEM-EDX表面観察の結果と組み合わせ、鉱物表面の酸化還元電位、液中酸化還元電位と熱力学的平衡の関係などから評価を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超微量粉末電極の作成にあたり、より再現性の高い試料調整法、電極作成法について検討できた。また、天然物が多い鉱物試料について、純度の高い硫化銅鉱物を焼成の方法で作成できた。本法は安価でまた簡便な方法であった。また、浸出の促進が課題とされている硫ヒ銅鉱について、電気化学的手法により3段階の酸化の電位を得ることが出来、浸出挙動の解明の足掛かりとなる結果が得られた。各種浮遊選別における表面反応の挙動を解析するために、酸化還元剤添加時の銅鉱物、モリブデン鉱物、含ヒ素銅鉱物表面の反応を電位と熱力学平衡から予測できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
改善した超微量粉末電気化学手法により、含ヒ素硫化銅鉱物をはじめとした、反応挙動の解明が課題とされている鉱物について、より詳細な解析を行い、浸出の促進、適切な酸化反応の制御などについて検討を行う。酸化還元反応槽を作成し、実際の湿式製錬、浮遊選別など鉱物処理分野における、難処理銅鉱物、含ヒ素銅鉱物の浸出促進、難処理銅精鉱からの不純物除去のための浮遊選別など、課題となっている反応機構の解明を行い、対応策について検討を行う。
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| Causes of Carryover |
超微量粉末電極の改良について、基礎的な改善部分が多く、改善するほど良い結果が得られたため、基礎研究が多くなった。また、鉱物試料について、購入する予定だったものが、極めて安価に焼成する方法により得られた。浮遊選別などにおける反応挙動の予測についても、既存の熱力学計算ソフトなどを使用したため、これらの費用が掛からなかった。最終年度においては、反応槽の作成、反応槽を制御するための電気化学制御ソフトなどが必要となるため、初年度と合わせた財源により研究を行う。初年度に行った研究成果について、最終年度において、論文、学会で発表を行う。
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Research Products
(10 results)
