廃乾電池焙焼粉末材を用いた焼結体の作製とその有効活用に関する研究

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研究目的:廃乾電池を再資源化処理した後に亜鉛滓と呼ばれる焙焼残滓粉末が回収されるが、有効的な利用方法は未だ開発されておらず、現在数万トンが未利用のまま蓄積されている。廃乾電池の収集率を高め、資源の再循環を図るためにもこの亜鉛滓の用途開発は必須であると言える。本研究は、比較的加工コストが低廉で、大量使用・生産が可能な焼結法を用いて固体化させ再資源化を図るものである研究方法:廃乾電池焙焼粉末材には1次焙焼後の亜鉛滓とさらに2次焙焼したIZC(ltomuka Zink Calcine)とがある。本研究ではIZCを対象とし、最適な焼結温度、焼結時間を明らかにするとともに、焼結体の気孔率、強度、比熱、熱伝導率、放射率等を測定し、その有効活用法について検討を行った。研究成果:本研究で得られた研究成果を以下に要約する。1. 焼結温度1473K、焼結時間5時間において、良好な状態となる焼結体が得られる。2. 焼結体の全気孔率は50%程度であり、体積収縮率は15%程度である。3. JIS R2553に基づいた曲げ強さ、圧縮強さはそれぞれ4.6MPa、20MPaを超える値が得られる。4. 比熱は0.60kJ/kgK、容積比熱は1593kJ/m^3K、乾燥状態の有効熱伝導率は0.98W/mK、湿潤状態では1.96W/mKである。5. 放射率は短波長から1050nmの範囲において95%、近赤外域に当る長波長側では波長が長くなるほど放射率は低下する傾向を示し、2250nmにおいて60%程度になる.6. 含水させた焼結体に1000W/m^2のハロゲン光を照射した場合、蒸発冷却効果により表面温度が安定する状態が確認され、この時、照度の90%程度を吸収し、67%程度を潜熱として放出する。以上の成果から、有効活用法の一つとして例えば、蒸発冷却効果を有するインターロッキングブロック、融雪用路面ブロックとしての適用が期待できる。