プロセス・素材分野ショート講演1

[2K0501-14-06] 第一原理計算による塩化物蒸気種の熱力学データの検証(発表者：修士課程)

○金森 翔太郎¹、畑田 直行¹、谷ノ内 勇樹¹、豊浦 和明¹、宇田 哲也¹ (1. 京都大学)

キーワード：塩化物、標準生成ギブズエネルギー、第一原理計算

金属塩化物の蒸気は、精錬、リサイクルなどの広範な高温プロセスで発生し、その挙動を理解・制御することは重要である。しかし、いまだに塩化物蒸気種の熱力学データは文献によって大きくばらついている。そこで本研究では、第一原理計算を用いてそれらの標準生成ギブズエネルギーを算出し、熱力学データベースに掲載された報告値の検証を行った。

対象とした金属元素は Ag , Al , Au , Cu , Fe , Pb , Zn であり、これらは製鉄ダストから非鉄金属を塩化物として揮発回収する塩化揮発法に関与する元素である。第一原理計算によって種々の蒸気種の標準生成ギブズエネルギーを見積もった結果、熱力学データベースに記載されている 16 蒸気種のうち、数種を除き300 K における計算値と報告値が 20 kJ /mol-atom の範囲内で一致した。一方、PbCl₄ と FeCl の2種に関しては 40 kJ / mol-atom 以上の差異が確認され、これらの物質については熱力学データの再検討が必要であることが示唆された。