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廃棄金属のアルカリ処理による水素および有価物製造

通过碱处理废金属生产氢气和贵重物品

基本信息

批准号：
06J04470
负责人：
平木岳人
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J04470/
关键词：
廃棄Al 廃棄Si X型ゼオライト水素製造ポピュレーションバランス循環利用速度論的解析コプロダクション廃棄アルミニウム廃棄シリコンシステム解析エクセルギーゼオライト高圧水素製造高圧水素アルカリ水溶液水酸化アルミニウム亜臨界

项目摘要

廃棄Al、Siから水素とX型ゼオライトを同時製造するプロセスを提案した。廃棄Al、Siを個別に処理して得られる有価物(Al:Al(OH)_3、Si:Na_2SiO_3)は、いずれも安価(数十円/kg)であり、実用化にはより高い付加価値の製品が求められる。そこで吸着剤などに利用され、市場価格が1000円/kg程度のX型ゼオライト(Na_<86>Al_<86>Si_<106>O_<384>・xH_2O)の合成を試みた。実験結果は、廃棄Al、Siを原料とした場合においても、市販品と同等な比表面積(500m^2/g以上)およびSiAl比(1.23)のX型ゼオライトを合成できることを明らかにした。さらにゼオライト合成時に得られた残渣溶液を原料として循環利用したところ、その繰り返し利用回数はX型ゼオライト製品の特性に影響を及ぼさないこと明らかにした。このプロセスの確立により、廃棄金属の有効利用率を上昇させ、残渣溶液処理における費用と環境負荷の大幅削減が期待できる。ゼオライト合成における反応機構解明の研究は少なく、その多くはX型ゼオライトが対象であり、付加価値の高いX型ゼオライトの報告は極めて少ない。そこでX型ゼオライトの合成プロセスを速度論的に解析した。合成時の水溶液温度が合成速度に与える影響を体系的に調査し、その現象説明にポピュレーションバランスモデルを適用した。その結果、反応におけるゲル相の溶解速度定数および析出速度定数、X型ゼオライトの核発生頻度因子およびX型ゼオライト粒子の成長速度定数の温度依存性を明らかにした。またモデルにより推定した粒径分布は、実験結果と傾向的によく一致し、ゼオライト製造プロセスに広く有用であることを示唆した。

A proposal was made to simultaneously manufacture Al and Si hydride and X-type sterilizer at the same time. Abandoned Al and Si were processed individually and the resulting products (Al:Al(OH)_3, Si:Na_2SiO _3) は、いずれも安価(tens of yen/kg)であり、実用化にはより高いpaid加価値の产品が愿められる.そこで牤などに Use され, the market price is 1000 yen/kg level のX type ゼオライト(Na_ <86>Al_<86>Si_<106>O_<384>・xH_2O) is a synthetic test. Specific surface area (500 m^ 2/g or more) およびSiAl ratio (1.23) のX type ゼオライトを synthesized できることを明らかにした. When the さらにゼオライト is synthesized, the られた residue solution and the raw materials are recycled, and the したところ and そのThe characteristics of X-type ゼオライト products have been affected by the number of times they have been used. We are looking forward to establishing a solid waste management system, increasing the effective utilization rate of discarded metals, and looking forward to significant reductions in residual solution treatment costs and environmental impact. The ゼオライトsynthesis における reaction mechanism explains the research of はless なく, その多くはX type ゼオライトが対 resembles であり, FUKA価値の高いX-type ゼオライトのreport は极めて小ない.そこでX type ゼオライトの synthesized プロセスをにanalytics of speed theory. The temperature of the aqueous solution and the synthesis speed during synthesis were investigated and the effects of the system were investigated and the phenomena explained were applied.その result, reaction におけるゲルphase のdissolution rate constant および precipitation rate constant, X type ゼオライトのThe nuclear growth frequency factor is the temperature dependence of the growth rate of X-type particles and the fixed number.またモデルによりEstimated particle size distribution, によく一 of the results and trends To the し, ゼオライト manufacturing プロセスに広く useful であることをshows the した.