高温素材プロセッシング

[3804] Separation and Recovery of Gallium Oxide from Domestic and Urban Ore by a Carbothermal Reduction and Oxidation Method

^○明石孝也¹, 中根貴行¹, 安藤祐人¹, 佐々木健太¹, 川島健² (1.法政大学, 2.吉澤石灰工業株式会社)

司会:夏井俊悟(北海道大学)

Keywords:レアメタル, 炭素熱還元, 酸化, 蒸気圧, 青色発光ダイオード

ガリウム微量含有鉱石を模したGa₂O₃-SiO₂-Fe₂O₃-Al₂O₃-CaCO₃-MgCO₃混合物に活性炭を混合し、この混合粉末を、上段と中段と下段の温度を独立に制御できる ３ゾーン式縦型管状炉の中部に設置した。下段には、回収のためのAl₂O₃焼結体基板を設置した。上方から下方に向けてN₂ガスを流しながら、電気炉上段1000℃、中段 1150℃、下段1000℃で2 h加熱すると、熱処理後のAl₂O₃焼結体基板表面にガリウム成分が回収されることをX線電子分光法により確認した。同様の実験を50 ppmのガリウムを含有する天然鉱石でも行い、同様にガリウムの分離・回収を確認した。
また、廃棄された発光ダイオード（廃LED）を模したGaN- Al₂O₃混合物に活性炭を混合し、これを石英製試験管に入れ、石英管先端部を1100℃で2 h加熱した。熱処理後、試験管先端部から離れた部分の壁面に白色粉末が付着した。この白色粉末がβ-Ga₂O₃であることを電子線回折と特性X線像により同定し、ガリウムの分離・回収を確認した。