JPH04104911A - 鉄酸化物の回収方法 - Google Patents
鉄酸化物の回収方法Info
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- JPH04104911A JPH04104911A JP2220369A JP22036990A JPH04104911A JP H04104911 A JPH04104911 A JP H04104911A JP 2220369 A JP2220369 A JP 2220369A JP 22036990 A JP22036990 A JP 22036990A JP H04104911 A JPH04104911 A JP H04104911A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Compounds Of Iron (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、反応により鉄酸化物の表面に析出した炭素を
除去して鉄酸化物を回収する方法に関する。
除去して鉄酸化物を回収する方法に関する。
〔従来の技術］
鉄酸化物（マグネタイト）は、従来より強磁性材料とし
て知られ、各種の技術分野において広く利用されている
。
て知られ、各種の技術分野において広く利用されている
。
一方、マグネタイトのスピネル構造に酸素欠陥を生じさ
せて活性化したものは、反応性触媒として極めて有用で
あることが見出されて、化学分野での利用に新たな展開
が可能となった。
せて活性化したものは、反応性触媒として極めて有用で
あることが見出されて、化学分野での利用に新たな展開
が可能となった。
発明者は、さきに、活性化マグネタイトを用いて炭酸ガ
スを分解する方法を完成させた（肖願平１−３０８５６
８号参照）。この方法は、低温処理にもがかわらず、１
００％近い分解効率で炭酸ガスを分解でき、自動車排ガ
ス、火力発電所における排ガス中の炭酸ガス除去に適用
して地球大気中への炭酸ガス放出を抑制するための有効
な技術であり、さらに宇宙ステーション内における炭酸
ガス、酸素のリサイクルシステムへの利用に大きな期待
が寄せられている。
スを分解する方法を完成させた（肖願平１−３０８５６
８号参照）。この方法は、低温処理にもがかわらず、１
００％近い分解効率で炭酸ガスを分解でき、自動車排ガ
ス、火力発電所における排ガス中の炭酸ガス除去に適用
して地球大気中への炭酸ガス放出を抑制するための有効
な技術であり、さらに宇宙ステーション内における炭酸
ガス、酸素のリサイクルシステムへの利用に大きな期待
が寄せられている。
ところで、上記方法は、まず、Ｆｅ、Ｏ，粒子と水素と
を反応させて活性化マグネタイトを生成し、この活性化
マグネタイトにＣＯ２を反応させるものである。その反
応式を以下に示す。
を反応させて活性化マグネタイトを生成し、この活性化
マグネタイトにＣＯ２を反応させるものである。その反
応式を以下に示す。
マグネタイト＋Ｈ２→活性化マグネタイト＋Ｈ，０活性
化マグネタイト＋ＣＯ３→Ｃ＋マグネタイトこのように
、第１段階でＨ２のみの反応を用い、第２段階でＣ帆を
反応させるのであるが、最終的に生成される炭素（Ｃ）
は、マグネタイト粒子の表面に微細な粉末として析出す
ることになる。マグネタイトは、鉄の酸化物のため無害
であり、反応済のマグネタイトをそのまま廃棄処分をし
ても特段公害問題が生ずる慮れはないが、表面に析出し
た炭素は有用な資源であり、マグネタイトから炭素を分
離する技術が確立されれば、マグネタイトは再び活性化
マグネタイトに、炭素は資源に活用でき、誠に好ましい
クローズドサイクルをもたらす。
化マグネタイト＋ＣＯ３→Ｃ＋マグネタイトこのように
、第１段階でＨ２のみの反応を用い、第２段階でＣ帆を
反応させるのであるが、最終的に生成される炭素（Ｃ）
は、マグネタイト粒子の表面に微細な粉末として析出す
ることになる。マグネタイトは、鉄の酸化物のため無害
であり、反応済のマグネタイトをそのまま廃棄処分をし
ても特段公害問題が生ずる慮れはないが、表面に析出し
た炭素は有用な資源であり、マグネタイトから炭素を分
離する技術が確立されれば、マグネタイトは再び活性化
マグネタイトに、炭素は資源に活用でき、誠に好ましい
クローズドサイクルをもたらす。
殊に、宇宙ステーションでの利用を考えたときには、マ
グネタイトの再生利用は不可欠であるといえる。
グネタイトの再生利用は不可欠であるといえる。
本発明の目的は、上記課題を解決し、炭素を含んだ鉄酸
化物を単に水又は水蒸気と反応させるのみの簡単な処理
によって鉄酸化物から炭素を容易に分離して再生させる
方法を提供することにある。
化物を単に水又は水蒸気と反応させるのみの簡単な処理
によって鉄酸化物から炭素を容易に分離して再生させる
方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するため、本発明による鉄酸化物の回収
方法においては、水又は水蒸気を反応させる工程を有し
、炭素を含有した鉄酸化物から炭素を除去して鉄酸化物
を回収する方法であって、鉄酸化物は、酸素欠陥が消失
した粒子であり、炭素は、鉄酸化物の表面に析出したも
のであり、水又は水蒸気を反応させる工程は、炭素を含
有する鉄酸化物に水又は水蒸気を接触させ、鉄酸化物中
の酸素と表面の炭素との反応により一酸化炭素を生成さ
せて炭素を鉄酸化物の表面より除去する工程である。
方法においては、水又は水蒸気を反応させる工程を有し
、炭素を含有した鉄酸化物から炭素を除去して鉄酸化物
を回収する方法であって、鉄酸化物は、酸素欠陥が消失
した粒子であり、炭素は、鉄酸化物の表面に析出したも
のであり、水又は水蒸気を反応させる工程は、炭素を含
有する鉄酸化物に水又は水蒸気を接触させ、鉄酸化物中
の酸素と表面の炭素との反応により一酸化炭素を生成さ
せて炭素を鉄酸化物の表面より除去する工程である。
［原理・作用］
炭酸ガスの分解に用いられた活性化鉄酸化物粒子（マグ
ネタイト粒子）は、その分解反応により活性が失われ、
原則的には酸素欠陥のない元の鉄酸化物粒子に戻るが、
その表面には炭酸ガスの分解により生じた炭素の粉末が
析出している。この鉄酸化物は炭素の析出状態で非常に
反応性が高い。
ネタイト粒子）は、その分解反応により活性が失われ、
原則的には酸素欠陥のない元の鉄酸化物粒子に戻るが、
その表面には炭酸ガスの分解により生じた炭素の粉末が
析出している。この鉄酸化物は炭素の析出状態で非常に
反応性が高い。
その特性を鋭意研究の結果、水又は水蒸気を接触させた
ときに水素ガス及び−酸化炭素ガスを発生することが見
出された。しかも、水素と一酸化炭素の発生量は反応温
度によって決定されることが判明した。反応のメカニズ
ムは必ずしも明らかではないが、Ｘ線回折による鉄酸化
物の構造分析、炭素量の測定、鉄（Ｉｔ）、鉄（ＩＩＩ
）の化学分析の結果から次に示す反応によるものと思わ
れる。すなわち、 １）反応は１００℃以上で生じ、水素を発生する。
ときに水素ガス及び−酸化炭素ガスを発生することが見
出された。しかも、水素と一酸化炭素の発生量は反応温
度によって決定されることが判明した。反応のメカニズ
ムは必ずしも明らかではないが、Ｘ線回折による鉄酸化
物の構造分析、炭素量の測定、鉄（Ｉｔ）、鉄（ＩＩＩ
）の化学分析の結果から次に示す反応によるものと思わ
れる。すなわち、 １）反応は１００℃以上で生じ、水素を発生する。
水素発生量は反応温度の上昇と共に増加し、約４００℃
で支配的反応となる。この反応は、表面に析出した炭素
粉末の存在のもとに、鉄酸化物に接触した水分（Ｈ，Ｏ
）の酸素を鉄酸化物が引き抜くことによって生ずるもの
と考えられる。不活性の鉄酸化物だけでは同一条件で水
又は水蒸気を接触させても反応は生ずることはなく、水
素が発生することはない。
で支配的反応となる。この反応は、表面に析出した炭素
粉末の存在のもとに、鉄酸化物に接触した水分（Ｈ，Ｏ
）の酸素を鉄酸化物が引き抜くことによって生ずるもの
と考えられる。不活性の鉄酸化物だけでは同一条件で水
又は水蒸気を接触させても反応は生ずることはなく、水
素が発生することはない。
Ｕ）反応温度が５５０℃以上では、−酸化炭素を発生す
る反応が支配的となる。この反応は、高温のため、鉄酸
化物の酸素が表面の炭素を酸化することによって生ずる
ことは明らかである。
る反応が支配的となる。この反応は、高温のため、鉄酸
化物の酸素が表面の炭素を酸化することによって生ずる
ことは明らかである。
上記ｉ）、 ｉｉ）の反応は、鉄酸化物（マグネタイト
）粒子の表面に非常に微細な炭素粉末が直接析出してい
ることによるものである。
）粒子の表面に非常に微細な炭素粉末が直接析出してい
ることによるものである。
したがって、主として５５０℃以上の温度条件のもとで
、炭素を含む鉄酸化物に水又は水蒸気を反応させれば、
炭素と鉄酸化物とを有効に分離できる。得られた炭素を
含まない純粋な鉄酸化物は、これを再び活性化して炭酸
ガス分解処理に再生利用でき、炭素は有用な資源エネル
ギーガスとして回収できる。
、炭素を含む鉄酸化物に水又は水蒸気を反応させれば、
炭素と鉄酸化物とを有効に分離できる。得られた炭素を
含まない純粋な鉄酸化物は、これを再び活性化して炭酸
ガス分解処理に再生利用でき、炭素は有用な資源エネル
ギーガスとして回収できる。
以上は、炭酸ガスの分解処理に用いた鉄酸化物（マグネ
タイト）の回収について説明したが、炭素を、含む鉄酸
化物が最終的に生成する反応は、これに限られるもので
はない。他の反応によっても、同様に炭素が析出し、こ
れがマグネタイトに含まれる状態が形成されるものであ
れば、全く同様に本発明を適用できる。
タイト）の回収について説明したが、炭素を、含む鉄酸
化物が最終的に生成する反応は、これに限られるもので
はない。他の反応によっても、同様に炭素が析出し、こ
れがマグネタイトに含まれる状態が形成されるものであ
れば、全く同様に本発明を適用できる。
なお、鉄酸化物には、マグネタイト、フェライトのほか
、ウスタイトなどを使用できる。
、ウスタイトなどを使用できる。
［発明の効果］
以上のように本発明によるときには、反応生成物として
生成された炭素を含む鉄酸化物から有効に炭素を除去し
て純粋な鉄酸化物を取り出すことができ、殊に活性化マ
グネタイトを炭酸ガス分解に利用する技術に本発明を適
用して宇宙空間で利用しつるシンプルで有用なガス分離
システム、酸素、二酸化炭素の循環利用システムを実現
できる効果を有するものである。
生成された炭素を含む鉄酸化物から有効に炭素を除去し
て純粋な鉄酸化物を取り出すことができ、殊に活性化マ
グネタイトを炭酸ガス分解に利用する技術に本発明を適
用して宇宙空間で利用しつるシンプルで有用なガス分離
システム、酸素、二酸化炭素の循環利用システムを実現
できる効果を有するものである。
［実施例］
以下に本発明の実施例を示す。
マグネタイト（Ｆｅお０．）ｌＯｇ石英カラム内に充填
し、３００ ’Ｃで４時間水素ガスを通じて酸素欠陥鉄
酸化物を得た。次に二酸化炭素をカラムに導入して３゜
０℃で反応させマグネタイト表面上に炭素を析出させた
。この鉄酸化物中には４％炭素が含まれていた。次に、
炭素が付着した鉄酸化物５ｇを石英セルに充填し、１５
０℃、２５０６Ｃ，３５０℃、４５０℃、５５０℃、６
５０℃の各温度に加熱された水蒸気を鉄酸化物に接触さ
せ、その生成ガスの変化を調べた。各温度での反応ガス
の成分組成を第１表に示す。第１表に明らかなとおり、
反応温度が４５０°Ｃでは水素ガスの発生量が増加して
ゆくが以後反応温度が高まるにしたがって、その発生量
が減じ、逆にＣＯガスの発生量が増加することがわかる
。したがって、反応温度を５５０℃以上に選ぶことで短
時間でマグネタイトより炭素を分離することができる。
し、３００ ’Ｃで４時間水素ガスを通じて酸素欠陥鉄
酸化物を得た。次に二酸化炭素をカラムに導入して３゜
０℃で反応させマグネタイト表面上に炭素を析出させた
。この鉄酸化物中には４％炭素が含まれていた。次に、
炭素が付着した鉄酸化物５ｇを石英セルに充填し、１５
０℃、２５０６Ｃ，３５０℃、４５０℃、５５０℃、６
５０℃の各温度に加熱された水蒸気を鉄酸化物に接触さ
せ、その生成ガスの変化を調べた。各温度での反応ガス
の成分組成を第１表に示す。第１表に明らかなとおり、
反応温度が４５０°Ｃでは水素ガスの発生量が増加して
ゆくが以後反応温度が高まるにしたがって、その発生量
が減じ、逆にＣＯガスの発生量が増加することがわかる
。したがって、反応温度を５５０℃以上に選ぶことで短
時間でマグネタイトより炭素を分離することができる。
第 １ 表
Claims (1)
- （１）水又は水蒸気を反応させる工程を有し、炭素を含
有した鉄酸化物から炭素を除去して鉄酸化物を回収する
方法であって、 鉄酸北物は、酸素欠陥が消失した粒子であり、炭素は、
鉄酸化物の表面に析出したものであり、水又は水蒸気を
反応させる工程は、炭素を含有する鉄酸化物に水又は水
蒸気を接触させ、鉄酸化物中の酸素と表面の炭素との反
応により一酸化炭素を生成させて炭素を鉄酸化物の表面
より除去する工程であることを特徴とする鉄酸化物の回
収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220369A JPH04104911A (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 鉄酸化物の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220369A JPH04104911A (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 鉄酸化物の回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104911A true JPH04104911A (ja) | 1992-04-07 |
Family
ID=16750049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220369A Pending JPH04104911A (ja) | 1990-08-22 | 1990-08-22 | 鉄酸化物の回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04104911A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009249247A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 炭素回収装置及び炭素回収方法 |
-
1990
- 1990-08-22 JP JP2220369A patent/JPH04104911A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009249247A (ja) * | 2008-04-08 | 2009-10-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 炭素回収装置及び炭素回収方法 |
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