反応性高周波熱プラズマによる廃棄物からの有価金属の回収

使用反应性高频热等离子体从废物中回收有价值的金属

• 批准号: 08780446
• 负责人: 渡辺 隆行
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08780446/
• 关键词: 熱プラズマ; 高周波プラズマ; 廃棄物; アルミナ; シリカ; 直流プラズマ

高周波誘導熱プラズマは大気圧のガスに高周波電磁場を印加したもので、一万度以上の高温を有している。高周波熱プラズマには電極が存在していないので、クリーンな高温熱源であること、さらに反応雰囲気を自由に選択できることから化学反応に利用できる。本研究では、反応性高周波熱プラズマにより都市ごみ焼却灰等の廃棄物を処理することにより、有価金属(ケイ素、アルミニウム等)を回収し、回収した有価金属を有効利用するための基礎的知見を得ることを目的とした。まず既存の直流プラズマ反応器を用いて、アルミナとシリカ混合物に対して水素プラズマ処理、またはアルゴンプラズマ処理を行った。処理中のプラズマ分光分析、処理後の試料のx線解析等を行った。その結果、アルゴンプラズマではシリカを還元したシリコンを優先的に回収でき、水素プラズマではシリコンのみならずアルミナを還元したアルミニウムを回収できることがわかった。さらに高周波誘導熱プラズマにアルミニウム粉体を導入し、プラズマ中で酸化を行うことにより、アルミナ超微粒子を生成する実験を行った。その結果、粒径100nm程度の超微粒子を安定に生成することができた。よって高周波誘導熱プラズマを用いた粉体処理装置が完成したので、前記の直流プラズマの研究成果をもとに、今後は高周波誘導プラズマと粉体との反応機構を調べる。

High-frequency induced heat プラズ プラズ atmospheric pressure <s:1> ガスに high-frequency electromagnetic field を Inca <s:1> た <s:1> で で, <s:1> high temperature above 10,000 degrees を has て て る る る. High frequency hot プ ラ ズ マ に は electrode が exist し て い な い の で, ク リ ー ン な high temperature heat source で あ る こ と, さ ら に anti 応 雰 囲 気 を free に sentaku で き る こ と か ら chemical anti 応 に using で き る. This study で は, anti 応 high-frequency hot プ ラ ズ マ に よ り urban ご み 焼 but ash etc. の 廃 outcast を 処 Richard す る こ と に よ り, have 価 metal (ケ イ element, ア ル ミ ニ ウ ム etc) を back 収 し, hui 収 し た have 価 metal を a sharper use す る た め の foundation of knowledge を る こ と を purpose と し た. ま ず existing の dc プ ラ ズ マ anti を 応 device with い て, ア ル ミ ナ と シ リ カ mixture に し seaborne て water element プ ラ ズ マ 処, ま た は ア ル ゴ ン プ ラ ズ マ 処 Richard を line っ た. During processing, <s:1> プラズ を spectral analysis, and after processing, <s:1> sample X-ray analysis, etc. を rows った. そ の results, ア ル ゴ ン プ ラ ズ マ で は シ リ カ を also yuan し た シ リ コ ン を priority に back 収 で き, water element プ ラ ズ マ で は シ リ コ ン の み な ら ず ア ル ミ ナ を also yuan し た ア ル ミ ニ ウ ム を back 収 で き る こ と が わ か っ た. さ ら に high frequency induction heat プ ラ ズ マ に ア ル ミ ニ ウ ム powder を import し, プ ラ ズ マ う で acidification を line of こ と に よ り, ア ル ミ ナ utrasmall particle を generated す る be 験 を line っ た. The そ そ result shows that the <s:1> ultrafine particles with a particle size of 100nm are を stably に to generate する た とがで た た た. よ っ て high frequency induction heat プ ラ ズ マ を with い た powder 処 し the completion of the device が た の で, former record の dc プ ラ ズ マ の research を も と に, future は high frequency induction プ ラ ズ マ と powder と の を 応 authorities transferred べ る.

项目成果

渡辺隆行,神沢 淳,志村尚彦,坂野美菜: "反応性RF熱プラズマ中の特性に対する周波数の影響" 化学工学会第29回秋季大会研究発表講演要旨集. 2. 258 (1996)

Takayuki Watanabe、Jun Kanzawa、Naohiko Shimura、Mina Sakano：“频率对反应性射频热等离子体特性的影响”化学工程师学会第 29 届秋季会议研究报告摘要集 2. 258 (1996)。

M.Soyama,T.Watanabe and A.Kanzawa: ""Reactions of Metal-Oxide Mixtures with Ar-H_2 Thermal Plasmas"" Abstracts of Papers of 9th Symposium on Plasma Science for Materials. 53 (1996)

M.Soyama，T.Watanabe和A.Kanzawa：““金属氧化物混合物与Ar-H_2热等离子体的反应””第九届材料等离子体科学研讨会论文摘要。

渡辺隆行,坂野美菜,神沢 淳: "低周波域における誘導熱プラズマの数値解析" プラズマ応用科学. 4(印刷中). (1996)

Takayuki Watanabe、Mina Sakano、Jun Kanzawa：“低频范围内感应热等离子体的数值分析”等离子体应用科学 4（出版中）。