高温素材プロセッシング・新材料（High-temperature materials processing , New materials）

[3410-13-02] 溶融LiCl-KCl塩の電析による液体Liの高速顕微鏡観察

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

司会：大石哲雄（産業技術総合研究所）
Chairman: Tetsuo Oishi (AIST)

キーワード：LiCl-KCl、Li液体、高温融体、溶融塩、In-stu観察

Kroll法に代替するチタン製錬手法として溶融塩を電解浴として強還元性熔融金属(Ca,Mg,Liなど)を析出させTiO₂を熱還元させるプロセスが提案されている。これにより一段階の反応で金属Tiを製造し、連続的な生産が可能となるため、大幅なコスト削減と省エネルギー化を実現できる。本法は析出した熔融金属と酸化物が接触する反応であり、析出物の形態が電解効率や還元速度に影響を及ぼすためその動的挙動についての検証が必要である。LiCl-KCl共晶塩(m.p.=353℃)における電解析出物は銀白色の液体Liの他に周囲で青色金属霧を纏う形態が確認されており、この塩に溶解する酸化物Li₂Oを添加した場合において青色金属霧が抑制されるが、本メカニズムについて知見が十分ではない。そこで本研究では溶融LiCl-KCl共晶塩と酸化物Li₂Oを浴中に添加した場合において電気化学測定を行い、その際に析出した液体Liをハイスピードマイクロスコープを用いてより詳細な観察を行った。定電位電解により作用極Mo表面上に微小な液滴Liが発生し滴が大きくなる様子が観察された。また酸化物の添加により液滴端に発生する金属霧を抑制する機構が確認された。