シーズタイトル 炭素熱還元‐高温酸化法を用いたガリウム分離・回収技術の開発 氏名（所属、役職） 研究責任者：明石 孝也（法政大学 生命科学部 教授） ｺｰﾃﾞｨﾈｰﾀ：中江 博之（法政大学 研究開発ｾﾝﾀｰ 産学連携ｺｰﾃﾞｨﾈｰﾀｰ） H23 年度採択課題名、 炭素熱還元-高温水蒸気酸化技術を用いた国内産鉱石からのガリウム （課題番号） の濃集 （ＡＳ２３１Ｚ０４２９３Ｃ） 技術キーワード レアメタル、濃縮、国内鉱山，都市鉱山 本装置を用いて，国内鉱山から採掘される鉱 【新技術の概要】 国内鉱山から採掘される鉱石（50 ppm のガリ 石（50 ppm のガリウム含有）を原料として，ガ ウム含有）を、ガリウム原料として用いられて リウムの分離・回収を行った。Al2O3 基板上に捕 いるアルミン酸ソーダ溶液（バイヤー液）中の 集された物質の XPS 分析を行い，分析結果に対 ガリウム含有量（約 200 ppm）よりも高い濃度ま して Al2O3 基板からの影響を減じて補正すると、 で濃縮することを目的として開発した技術であ 各成分の濃度は、O: 65.3 wt%, C: 13.4 wt%, Si: る。 13.2 wt%, Ga: 4.6 wt%, Ca: 0.4 wt%となり，ガリウ 本技術を用いるための装置図の例を図１に示 ムの濃度は 4.6 %（46000 ppm）と 920 倍に濃縮 す。本装置は３ゾーン式の縦型管状炉であり， された。 中部（蒸発部）にはガリウム微量含有と活性炭 【従来技術・競合技術との比較】 を，下部（捕集部）にはガリウムを捕集するた 先行するガリウムの精錬技術としては溶液を めの Al2O3 焼結体基板を設置してある。また，中 用いる湿式法が一般的であるが，溶液を用いな 部（蒸発部）の温度が 1150 ℃，下部（捕集部） い（結果として廃液を生じない）乾式精錬を行 の温度が 1000 ℃のときの温度分布も示す。電気 う点において優位性がある。また，この技術は 炉上部から窒素ガスを流し，上部入口から 24 ～ いわゆる都市鉱山からのガリウムやインジウム 27 cm の位置（中部（蒸発部） ）で の分離・回収にも応用可能である。 Ga2O3(s) + 2C(s) → Ga2O(g) + 2CO(g) (1) の炭素熱還元により Ga2O(g)が蒸発し、33 cm の 位置（下部（捕集部） ）に設置した Al2O3 焼結体 基板上で Ga2O(g) + O2(g) → Ga2O3(s) (2) の酸化反応により Ga2O3(s)が捕集される設計と なっている。 【本技術に関する知的財産権】 １．特願 2012-191071 号 「ガリウム化合物の濃縮方法及びインジウ ム化合物の濃縮方法」 ，出願人：法政大学 【想定される技術移転】 国内でガリウムを微量含有する鉱石やいわゆ る都市鉱山を保有する国内企業と連携して回収 量や歩留まりを評価し、事業としての採算性を 見極めて本技術の実用化を目指したい。 なお，ガリウムは CIGS 太陽電池や LED 電球， インジウムは太陽電池や携帯端末の透明電極の 製造に不可欠なレアメタルである。 【お問い合わせ先】 法政大学 生命科学部 環境応用化学科 教授 明石 孝也 〒184-8584 図１ 装置図および炉内温度分布 東京都小金井市梶野町 3－7－2 電話： 042－387－6242 電子メール： [email protected]
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