抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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再溶融プロセスで得られたリサイクルAlは,電気分解に必要なエネルギーの3~5%で製造できた。しかし,この方法でリサイクルされたAlは不純物として種々の元素を含み,低い品質をもたらす。この繰返しリサイクルの後,Alは最終的にリサイクルするのが難しいスクラップとなり,埋立される。精製プロセスとして,アノードとしてスクラップAlを用いた電解精錬法を提案した。銅(Cu)はアルミニウムの主要な添加物元素の一つである。CuはAlスクラップのリサイクルにおいて可能な限り除去されるべきであり,これはこの合金が結晶粒界で析出したAl-Cu化合物から腐食するからである。Cuがアノード電位の増加によりアノードから電解質へ溶解するとき,CuはAlよりもより貴な元素であるので,Cuイオンはカソードで急速に還元され,金属Cuとして電着した。電気精錬によってAlスクラップから銅を除去するため,スクラップAl中の銅のアノード溶解を避ける必要がある。本研究では,Al-Cu合金の冶金学的構造へのアノード溶解挙動を,銅濃度と金属間化合物のサイズを制御したAl-Cu合金を用いて調べた。Al-1.0,3.0および5.0Cu鋳造合金板および冷間圧延板をアノード試料として使用した。イオン液体の調製とすべての電気化学的測定をAr充填グローブボックスで行った。イオン液体電解質は,1:2のモル比で1-エチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド(EmImCl)とAlCl_3を混合して調製した。電気化学測定を,作用電極として種々のAl-Cu合金,対極としてPt板,および参照電極としてAlワイヤを用いて3電極型セルで行った。電解質をホットプレート撹拌機によって323Kで加熱し,各電極をアノード分極測定および定電位電解のためにポテンシオスタットに接続した。アノード分極曲線を,1mVs-1の走査速度でAl/Al(III)に対する浸漬電位から1.5Vまで測定した。定電位電解を0.3~1.2Vの電位で実施し,0.3,3.0,および30Ccm-2の電荷密度の量を印加した。一定電位電解後の試料を蒸留水で洗浄し,乾燥し,次に,外観,XRD測定,およびFE-SEM観察を観察した。種々のAl-Cu合金のアノード分極測定において,陽極電流密度のピークが,鋳造合金において約0.3Vおよび0.8V,および表面にAl_2Cuを有するAl-5.0Cu合金で観察された。電解電位に依存するAl-Cu合金の溶解挙動を調べるために,30Ccm-2の電荷密度で0.3,0.8および1.2Vの電位で定電位電解を行った。一定電位電解後のAl-5.0Cu鋳造合金と冷間圧延板をSEM-EDSによって分析した。マトリックス相中のAlは優先的に溶解し,Al_2Cuは0.3Vで表面に現れた。マトリックス相中のAl_2CuとAlの溶解は0.8V以上で起きた。要約すると,EmImCl-AlCl_3イオン液体中のAl-Cu合金の冶金構造のアノード溶解挙動への電位依存性を明らかにした。アノード溶解電位を制御することによって,電解質中へのAl_2Cu中のCuの溶解は抑制され,電解精錬アルミニウムの純度をさらに改善することが期待される。この研究の知識は,新エネルギーと産業技術開発機構(NEDO)によって支持された。筆者達は,関係するすべての関係者に対して,このtitudeしさを表現するように思える。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
