A New Principle of Impurity Removal From Molten Aluminium Aiming Carbon Neutrality

旨在实现碳中和的铝液除杂新原理

• 批准号: 22K21325
• 负责人: 加藤 謙吾
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: University of Toyama
• 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: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21325/
• 关键词: アルミニウム; 不純物除去; 熱力学

カーボンニュートラルの実現へ向けてアルミニウムのリサイクルは必須の課題である。現状アルミニウムスクラップは不純物許容値が高い鋳造材に主に利用されているが、鋳造材の主な用途であるエンジンブロックは自動車の電動化に伴って今後需要が減少すると考えられる。したがってアルミニウムスクラップからの不純物除去による展伸材へのアップグレードリサイクルが必要不可欠である。Ａ５０００系合金に添加されるＭｇはＳｉと親和力が強く容易に金属間化合物Ｍｇ２Ｓｉを形成することが知られている。そこで本研究では溶融Ａｌ合金中におけるＭｇとの親和力を利用した新たな不純物除去原理を提案する。本原理によるアルミニウムのリサイクルプロセスの実現へ向けてＭｇと不純物間の親和力の把握が必要である。本年度はアルミニウム合金からの除去が困難な元素であるＳｉに着目しＭｇ添加による除去可能性を調査した。ＭｇとＳiをＭｇ２Ｓｉの組成になるように混合し、不活性雰囲気で溶融させてＭｇ２Ｓｉを作製した。得られたＭｇ２ＳｉとＭｇを１５～４０ｍａｓｓ％添加したＡｌ－Ｍｇ合金をＡｌ２Ｏ３るつぼにいれて電気抵抗炉内で昇温し、８７３ Ｋで溶融させた後１９ ｈ保持して平衡させた。その後、取り出して空冷し、Ａｌ－Ｍｇ合金中Ｍｇ、Ｓｉの濃度をＩＣＰ発光分光分析法で分析した。以上の方法で、ＳｉをＭｇ２Ｓｉとして晶出させた場合における溶融Ａｌ－Ｍｇ合金中のＳｉ濃度の低減値を調査した。Ｍｇ濃度が高くなるほど、Ａｌ中Ｓｉ濃度が低下し、本原理によりＳｉの除去が可能であることがわかった。

カ ー ボ ン ニ ュ ー ト ラ ル の be am へ to け て ア ル ミ ニ ウ ム の リ サ イ ク ル は must の subject で あ る. Status quo ア ル ミ ニ ウ ム ス ク ラ ッ プ は impurity content on allowable numerical が high い where cross-cutting に advocate に use さ れ て い る が, where cross-cutting の main な USES で あ る エ ン ジ ン ブ ロ ッ ク は automotive の electric に with っ て in future need が reduce す る と exam え ら れ る. し た が っ て ア ル ミ ニ ウ ム ス ク ラ ッ プ か ら の no impurity removing に よ る exhibition stretch material へ の ア ッ プ グ レ ー ド リ サ イ ク ル が need not owe で あ る. A5000 series alloy に add さ れ る Mg は Si と strong affinity が く easy に intermetallic compound Mg2Si を form す る こ と が know ら れ て い る. そ こ で this study で は melt in the Al alloy に お け る Mg と の を affinity using し た new た な no impurity removing principle proposed を す る. This principle に よ る ア ル ミ ニ ウ ム の リ サ イ ク ル プ ロ セ ス の be am へ to け て Mg と impurity content の の affinity between master が necessary で あ る. This year は ア ル ミ ニ ウ ム alloy か ら の が difficult な element で あ る Si に with mesh し Mg add に よ る possibility to remove を survey し た. MgとSiをMg2Si <s:1> composition になるように mixed た inactive air 囲 で dissolved させてMg2Siを preparation た. Have ら れ た Mg2Si と Mg を 15 ~ 40 mass % add し た Al - Mg alloy を Al2O3 る つ ぼ に い れ て し で 気 resistance furnace, warming, 873 K で melt さ せ た after 19 h keep し て balance さ せ た. After そ そ, take て, air-cool <s:1>, and analyze the concentrations of Mg and Si in the Al-Mg alloy を by ICP emission spectrophotometry で. で の methods mentioned above, Si を Mg2Si と し て crystal out さ せ た occasions に お け る melt Al - Mg alloy の の Si concentration in the low cut numerical を survey し た. The concentration of Mg is が high くなるほ とがわ, the concentration of Si in Al is が low <e:1>, and the principle of this method is that によ <s:1> Si <s:1> can be removed by が, which may also be である である とがわ とがわ った った った った った った った.