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製鋼ダストの利用に向けた塩基性浴での亜鉛の電解採取における塩化物イオンの挙動解析

利用炼钢粉尘在碱性浴中电积锌过程中氯离子的行为分析

基本信息

批准号：
22K14523
负责人：
岸本章宏
金额：
$ 3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

鉄スクラップのリサイクルで発生する製鋼ダストは亜鉛を多量に含んでおり、重要な亜鉛資源として利用されている。しかし、製鋼ダストには鉄などの不純物が多く、従来の硫酸酸性浴を用いた亜鉛の電解採取の原料として利用するには種々の前処理が必要となる。本研究では、現行の硫酸酸性浴に代わり、前処理の簡略化や電解採取の消費電力の大幅な削減が期待される塩基性浴(水酸化ナトリウム水溶液)での電解採取を用いた亜鉛のリサイクルプロセスの開発を進めている。製鋼ダストに含まれる塩素不純物は現行の硫酸酸性浴での電解採取においては亜鉛の再溶解や亜鉛の剥離性の悪化、アノードの溶解、有毒な塩素ガスの発生を引き起こすため、前処理によって十分に除去する必要がある。これに対し、塩基性浴では塩素ガスは熱力学的に発生にくく、塩素が混入した場合にも電解採取を安全に実施できる可能性がある。そこで、当該年度は塩化物イオンを添加した電解浴中で亜鉛の電解採取試験を実施し、塩基性浴での亜鉛の電解採取に対する塩素不純物の影響を調査した。その結果、塩基性浴に塩化物イオンを添加しても亜鉛析出の電流効率の低下やカソードおよびアノードの電位の変化、およびアノードに用いた金属ニッケルの溶解による不純物の増加は見られなかった。また、アノードで発生するガスを分析したところ塩素ガスは検出されず、当初の予想通り、塩基性浴では有毒な塩素ガスの発生を防止できることが実証された。ただし、塩基性浴を用いた亜鉛の電解採取では亜鉛は多孔質またはスポンジ状に析出するが、塩化物イオンの添加によってより疎な形態となり、一部がこぶ状に成長することが分かった。このような亜鉛の析出形態の変化については次年度以降、さらなる調査を進める予定である。

Iron and steel production, production and utilization of lead resources In order to make steel, it is necessary to use the impurities of iron and lead in the acid bath of sulfuric acid. This study aims to simplify the pretreatment of sulfuric acid bath and reduce the consumption of electricity by electrolysis. It is expected that the development of lead in basic bath (aqueous solution of sulfuric acid) will be improved. The impurities contained in the steel production process are necessary for the electrolytic recovery of lead in the existing sulfuric acid bath, the redissolution of lead, the stripping of lead, the dissolution of lead, the generation of toxic impurities, and the removal of impurities in the pretreatment. This is the first time that a chemical has been used in a chemical process. In addition, the effect of impurities on the electrolytic recovery of lead in alkaline baths was investigated during the year when compounds were added to the baths. As a result, the current efficiency of lead precipitation decreases due to the addition of metal compounds in the basic bath, and the potential changes due to the use of metal compounds increase due to the addition of impurities. The analysis of the occurrence of toxic substances and the prevention of the occurrence of toxic substances in the basic bath are carried out. In addition, the electrolyte of lead in the basic bath is porous, and the morphology of lead in the electrolyte is similar to that in the electrolyte. The change of lead precipitation form in the next year, the investigation progress and the predetermined time.