高温素材プロセッシング

[3804] 炭素熱還元－酸化法による国内産鉱石および都市鉱山からの酸化ガリウムの分離・回収

^○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)

キーワード：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。