ニッケル基超合金スクラップからレニウムをリサイクルする新技術の開発

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ニッケル基超合金は抜群の耐酸化性および機械的強度を有し、航空機のジェットエンジンなどに用いられている。また、最新の超合金には高温強度を向上させるため、レアメタルであるレニウムが添加されている。レニウムは極めて稀少かつ産出地域が偏在しているため、需要に対し供給を調整することが難しい。したがって、資源の安定供給の面から、スクラップ等からレニウムを効率的に回収するリサイクル技術の開発は重要である。当該年度では、レニウムの溶融金属中への溶解度や各種金属および酸化物の蒸気圧などの熱力学計算に基づき、有害廃液の発生およびプロセスに要するエネルギーを最小限に抑えながら超合金スクラップからレニウムを高効率で分離・精製する環境調和型の新規リサイクル技術の開発を行った。溶融ビスマスと亜鉛中に超合金を浸漬すると、超合金中のニッケルが溶融金属中に抽出され、レニウムが固体残渣として濃縮・分離することが確認された。また、金属ニッケルおよびレニウム粉末を特定の質量比の溶融ビスマスと亜鉛中に浸漬した後に冷却すると、ニッケル合金相とレニウム粉末を比重分離できることが明らかとなった。本プロセスに利用したビスマスと亜鉛は高温で加熱することにより容易に揮発分離するため、再利用できる。したがって、本プロセスを利用すれば、廃液・廃棄物フリーで超合金中から金属レニウムを分離できる可能性が示された。また、溶融亜鉛に超合金を浸漬後に亜鉛を揮発すると、ニッケル濃縮相とレニウム濃縮相の分離した合金粉末が得られることが示された。さらに、この合金粉末を高温で酸化させることにより、レニウムを揮発性酸化物に変換し、他の超合金構成元素からレニウムのみを選択的に分離・回収できることを明らかにした。