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天然ゼオライトの電極への応用と動電現象を用いたレア・アースの回収法に関する研究

天然沸石电极应用及动电现象回收稀土方法研究

基本信息

批准号：
13875054
负责人：
吉村昇
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

動電現象は水分を含む土壌などに電極を差し込み,電圧を印加すると起る現象である.この動電現象は主に水の電気分解,電気泳動現象,電気浸透現象からなり,水溶液中や土壌中の金属などのイオン化している物質を移動させることが可能である.本研究ではこの動電現象を利用して,工業および鉱業地域等におけるレア・アースなどの金属を含有する土壌から回収する方法を検討した.ここでは銅および亜鉛を含む土壌を対象として実験を行い,実験時間は120時間,電圧は0,20,40Vを印加した.また,水の電気分解により陰極側では水酸化物イオンが発生するため,それを打消すために陰極側に酸を添加し,pHを酸性に保って実験を行った.電圧の上昇により除去できる重金属量は増加し,その回収率は最大で30%台となった.また,実験終了後の土壌を5分割にした分析結果より電圧を印加した場合には銅および亜鉛が陰極側よりの土壌ほど高い濃度を示しており,動電現象で金属イオンが陰極側に移動していることがわかった.これらより土壌中の金属をより溶出しやすい環境を作り,実験期間の長期化,印加電圧の上昇を行うことでさらなる回収が見込まれると考えられる.本研究では動電現象を用いることによりレア・アースなどの金属を含む土壌から回収できる可能性があることが明らかになった.また,電極に関しては本来絶縁体である天然ゼオライトを電極材料として取り上げた.天然ゼオライトに導電性を持たせるために電気伝導体であるカーボン粉末を混合させて,固相反応法にて焼結を行った.そして,導電特性,イオン吸着特性を測定した結果,天然ゼオライトに30wt%のカーボン粉末を添加することにより導電性を持たせることができた.また,ゼオライトの特徴である吸着特性も消失していないことが明らかになった.

Electrokinetic phenomena include moisture, electrode difference, and voltage. The electrokinetic phenomena are mainly related to the electric decomposition of water, electrokinetic phenomena, electric permeation phenomena, and the movement of metals and substances in aqueous solutions. This study is aimed at exploring ways to utilize this phenomenon in industrial and industrial areas. This time, the copper and lead contained in the earth were mixed and the actual operation was carried out. The actual time was 120 hours and the voltage was 0, 20, 40 V. Water is decomposed on the cathode side and acid is added on the cathode side. The amount of heavy metals removed from the voltage increases, and the recovery rate reaches a maximum of 30%. The analysis results show that the electrokinetic phenomenon is that the metal moves from the cathode side to the cathode side in the case of high copper concentration and high lead concentration. The metals in the soil are dissolved out and the environment is affected, and the period of time is prolonged, and the voltage rises and returns. In this study, the possibility of electrokinetic phenomena is discussed. The electrode material is made of natural insulating material. Natural conductivity, electrical conductivity, powder mixing, solid phase sintering The results of the measurement of the conductivity characteristics, adsorption characteristics, and the addition of natural and inorganic powders show that the conductivity of natural and inorganic powders is stable. The absorption characteristics of the particles disappear.