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

基本信息

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

项目摘要

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。

高频诱导的热等离子体是在大气压下应用于气体的高频电磁场，高温为10,000度或更高。由于高频热等离子体没有电极，因此它是一种干净，高温的热源，并且可以自由选择反应气氛，从而可以将其用于化学反应。这项研究旨在通过使用反应性高频热等离子体来处理诸如城市废物焚化灰分之类的废物，并有效利用收集的有价值的金属，以获取基本知识以回收有价值的金属（硅，铝等）。首先，使用现有的DC血浆反应器在氧化铝和二氧化硅混合物上进行了氢血浆处理或氩血浆处理。在处理过程中的血浆光谱和处理样品的X射线分析。结果，发现氩血浆可以优先用还原的二氧化硅回收硅，而氢等离子体不仅可以恢复硅，还可以恢复氧化铝还原铝。此外，进行了一个实验，其中将铝粉引入高频诱导的热等离子度中并在血浆中氧化以产生超铁氧化铝颗粒。结果，稳定产生了粒径约100 nm的超细颗粒。因此，由于基于上述DC血浆研究结果，使用高频诱导的热等离子体的粉末处理设备已经完成，因此将来将研究高频诱导的血浆与粉末之间的反应机制。