リサイクル・鉱物処理（Recycling , Mineral processing）

[1701-10-07] 溶融塩中でのCaS電解を用いたV₃S₄還元

○松崎 隆洋¹、夏井 俊悟¹、菊地 竜也¹、鈴木 亮輔¹ (1. 北海道大学)

司会：芳賀一寿（秋田大学）
Chairman: Kazutoshi Haga (Akita University)

キーワード：溶融塩電解、硫化バナジウム、塩化カルシウム

バナジウムは主にリサイクル工程や鉄鋼製錬スラグの処理を経て製錬されるが、高コストな高純度化プロセスを必要とする。そこで、リサイクル工程の一部として検討されている硫化物沈殿を想定し、V₃S₄を溶融CaCl₂中でのCaSの電解により生成させたCaを用いて熱還元する手法を提案する。浴組成および電解電気量等が試料純度に与える影響を調査した。炭素をアノード、V₃S₄を装填したTiバスケットをカソードとし、3.0 Vの定電圧電解を行なった。試料の洗浄には水と酢酸を用い、試料の酸素・硫黄濃度測定、XRD測定、SEMによる観察を行なった。カソード近傍のCa生成によってV₃S₄は金属Vに還元された。ただしCaS濃度の増加に伴い、電流の増加および還元試料中の硫黄濃度の増加がみられた。これは極度に高速な金属Ca生成に伴う未反応Caの増加や、浴中S^2- 濃度の上昇が原因である。各条件の最適化の結果1173 KにおけるCaCl₂-0.5mol%CaS中での長時間電解により、硫黄濃度80ppmを含む高純度バナジウムを生成できた。また、低温(923 K)におけるCaCl₂-65mol%LiCl-0.5mol%CaS中での電解により、高温電解と比較し少ない電気量で100ppmオーダーの低硫黄バナジウムが生成できた。このように混合塩を用いたプロセスで、低コスト製錬プロセスの開発が期待できる。