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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。