レーザーアルミナ還元における溶融金属へのアルミニウム溶解回収手法の確立
激光氧化铝还原铝熔化及熔融金属回收方法的建立
基本信息
- 批准号:22K20418
- 负责人:
- 金额:$ 1.83万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
- 财政年份:2022
- 资助国家:日本
- 起止时间:2022-08-31 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
レーザー加熱によるアルミナ還元手法での生成アルミニウム回収に向け、溶融金属を用いたアルミニウム回収手法を提案する。レーザー加熱により噴出するアルミニウム原子および酸素原子を溶融金属中に非平衡的に溶解させ、溶融金属と酸素との反応によりアルミニウム原子と酸素との再結合を防止することで、アルミニウムの回収を実現するものである。そこで本研究においては、溶融金属とアルミニウム・酸素原子の反応について、溶融金属冷却速度・溶融金属温度および化学組成をパラメータとして、XRDや電子顕微鏡を用いて物理化学的に解明する。本年度においては、生成アルミニウム・酸素原子と溶融金属との反応を検証するため、金属溶融とレーザー加熱を両立する光学系・温度制御系を構築した。溶融金属はコイルヒーターからの入熱および溶融金属容器の冷却水、ガス噴射による冷却で温度が決定される。そこで流体数値解析コードおよび二色法による温度実測結果を利用することで溶融金属温度制御手法を確立した。またこれらに加えて、100 W級のレーザー加熱系を構築した。従来の10分の1程度のレーザーパワーで行うことで、生成するアルミナ蒸気の溶融金属温度への影響を軽減するものであるが、十分なレーザー強度を確保するためレーザー集光系を変更することで、影響の軽減とアルミナの還元を両立した。今後は本実験系を用いて溶融金属中へのアルミニウム・酸素の溶解実験を行う。金属溶融系およびレーザー光学系の構築が完了し、溶融金属によるアルミニウム回収実験への準備が整った。また予備実験として行った金属溶融実験においては、溶融金属がチャンバー内の酸素と反応しないよう酸素分圧の制御にも成功しており、アルミニウム・酸素原子の溶解実験に対する対照実験は完了している。本結果との比較により、溶解実験の考察が可能となる。
The heat recovery method is used to generate heat recovery and melt metal recovery. In the case of non-equilibrium dissolution in molten metal and reaction between molten metal and acid, the re-combination of atoms and acid can be prevented. In this study, the melting metal, the reaction of acid atoms, the cooling rate of molten metal, the temperature of molten metal and the chemical composition were investigated by XRD and electron microscopy. This year, the production of organic compounds, the reaction of dissolved metals, the formation of optical systems and temperature control systems for metal melting and heating were carried out. The temperature of the cooling water and spray of the molten metal container is determined by the heat input from the molten metal container. The temperature measurement results of the fluid number analysis and dichroic method are used to establish the temperature control method of the molten metal. 100W class heating system The temperature of molten metal in the vapor phase can be reduced by 10 minutes, and the intensity of the vapor phase can be ensured by 10 minutes. In the future, this system will be used to dissolve metals and acids. The construction of metal melt system and optical system is completed, and the preparation of metal melt system is completed. The preparation of the solution of the metal in the solution of the acid in the solution of the metal in the solution of the acid in the solution of the metal in the solution of the acid in the solution of the metal in the solution in the solution in the The results of this study were compared with those of other studies.
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
月レゴリスからの金属・酸素生成技術ー溶融塩電解およびレーザーアブレーションー
月球风化层金属和氧气生产技术 - 熔盐电解和激光烧蚀 -
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:田中聖也 ;鈴木祐太 ;後藤琢也;小紫公也
- 通讯作者:小紫公也
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田中 聖也其他文献
特異的包接により駆動される超分子配列構造の構築
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- 发表时间:
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- 作者:
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谷 元洋
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月資源のその場製錬を実現するレーザーアルミナ還元技術の研究
激光氧化铝还原技术研究实现月球资源原位冶炼
- 批准号:
21J11693 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 1.83万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows