環境・リサイクリング分野ショート講演2

[2K0901-11-09] 還元気化-酸化析出を利用したGa回収における樹脂の影響とLEDの熱分解挙動の調査

○小林 浩平¹、日野 拓真¹、石鍋 翼¹、久保木 友香¹、清野 肇¹、明石 孝也² (1. 芝浦工業大学、2. 法政大学)

キーワード：ガリウム、リサイクル、還元、気化、発光ダイオード

窒化ガリウム(GaN)は, 発光ダイオード(LED)の材料として使用量が増大しており, 種々のガリウム(Ga)回収法が検討されている. 我々はGa化合物が1000 ℃程度の高温還元雰囲気で気化しやすく酸化雰囲気では析出する性質を用いて, 乾式の回収法を検討している。GaNは700 ℃程度で酸化されるので, モデル物質として酸化ガリウム(Ga₂O₃)を用いている. Ga₂O₃を還元剤である炭素と共に容器に入れ多孔質セラミック板で蓋をして加熱すると, 多孔質セラミック板を透過した酸素によって板周囲にGa₂O₃が再析出する. 本研究では, この手法をLEDからのGa回収に適用する際のGa化合物以外の成分の影響, 具体的にはGa₂O₃と種々の樹脂との高温における反応およびLEDを加熱したときの熱分解挙動を調査した. 実験は, 電気炉による加熱と熱重量分析装置を用いた測定によって行った. Ga₂O₃と樹脂との反応においては, グラファイトとの反応より約100 ℃低い温度からGa₂O₃が還元されることがわかった. LEDの熱分解挙動については, バックライト用および照明用のLEDで熱分解の挙動が異なることがわかった. 電気炉加熱では, 熱可塑性の挙動がみられる照明用LEDについては加熱のみでLED素子を露出できる可能性が示唆された.