JP2019047881A - 活性金属の処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】活性金属4を溶融塩3中で酸化剤2と反応させ、活性金属4を非金属形態とすることで、安定な化学形態に転換する。
【選択図】図2
Description
なお、以下の実施形態では処理対象の活性金属が金属ナトリウムの例について説明するが、これに限定されず、その他のアルカリ金属又はアルカリ土類金属にも適用可能である。
本実施形態に係る活性金属の処理方法及び処理装置を、図1〜図5を用いて説明する。
(処理装置)
図1は本実施形態に係る活性金属である金属ナトリウムの処理装置の構成図である。
金属ナトリウムの処理装置1は、溶融塩3が収容された反応容器5と、処理対象の金属ナトリウム4と、酸化剤2と、撹拌装置6と、から構成される。
図2は本実施形態に係る活性金属の処理フロー図である。
まず、液体の溶融塩3中に活性金属4と酸化剤2を添加し、酸化還元反応により活性金属4を非金属形態の加工物へ転換する。
2Na + ZnO = Na2O + Zn ・・・ (1)
この酸化還元反応を溶融塩中で行わずに、単に金属ナトリウム4と酸化亜鉛を反応させた場合には、金属ナトリウム4の表面にNa2Oが析出し反応を阻害する可能性がある。
さらに、Na2Oは溶融塩3中に溶解しているため、一般的な気相中での酸化還元反応で想定されるような発火を防ぐことができる。
2Zn + O2 = 2ZnO ・・・ (2)
この回収したZnを酸化剤として再利用することで廃棄物量の発生量を低減することができる。
溶融塩3としてNaCl−CaCl2を用いた場合は、生成したNa2OがCaCl2と反応し、反応式(3)に示すように、最終的にNaClに転換することが可能となる。
Na2O + CaCl2 = 2NaCl + CaO ・・・ (3)
これにより安定した反応物を得ることができるとともに、各種用途に再利用することが可能である。
本実施形態に係る活性金属の処理方法及び処理装置によれば、水を用いずに比較的低温にて金属ナトリウム等の活性金属を安全に安定化することができる。
以下、本実施形態に係る活性金属の処理方法を用いて行った実施例1〜3を説明する。
実施例1を図3により説明する。
本実施例1では、溶融塩3として700℃のNaCl−KCl(50mol%−50mol%)、酸化剤2としてZnOを用い、金属ナトリウム4を処理した。
図3から、金属ナトリウム4が溶融塩3中で酸化還元反応により非金属形態であるNa2Oとなることで、安全かつ安定的に処理されることが明らかとなった。
なお、図3のNa2O(l)の(l)は液体を意味する。
実施例2を図4により説明する。
実施例2では、溶融塩3として700℃のNaCl−CaCl2(50mol%−50mol%)、酸化剤2としてZnOを用いて金属ナトリウム4を処理した。
実施例3を図5により説明する。
実施例3では、溶融塩3として700℃のNaCl−CaCl2(50mol%−50mol%)、酸化剤としてSiO2を用いて金属ナトリウム4を処理した。
Claims (6)
- 活性金属を溶融塩中で酸化剤と反応させ、活性金属を非金属形態へ転換することを特徴とする活性金属の処理方法。
- 前記活性金属がアルカリ金属又はアルカリ土類金属であることを特徴とする請求項1に記載の活性金属の処理方法。
- 前記酸化剤が金属酸化物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の活性金属の処理方法。
- 前記溶融塩がNaCl−KCl又はNaCl−CaCl2であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の活性金属の処理方法。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の活性金属の処理方法で使用された前記溶融塩に含まれる金属を再酸化し酸化剤として再利用することを特徴とする活性金属の処理方法。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の活性金属の処理方法を用いて活性金属を溶融塩中で酸化剤と反応させ、活性金属を非金属形態へ転換することを特徴とする活性金属の処理装置。
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