九州工業大学 大学院 工学府 物質工学専攻  マテリアル工学コース / 工学部 マテリアル工学科

製錬リサイクル工学研究室

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金属材料のリサイクルプロセスの開発

 天然資源の節約、環境負荷の低減、廃棄物の低減の観点から、マテリアルのリサイクルは重要になっています。マテリアルリサイクルの促進には効率の高いプロセスが必要となります。そこで、新しいプロセスの開発および設計、また、それに必要な融体物性の測定を行っています。

  • ・高効率スラグ資源化技術の開発
  • ・硝酸を用いた電気炉ダストのオンサイト処理プロセスの開発
  • ・CuxO系スラグの表面張力および溶銅との界面張力の測定
  • ・溶融飛灰の再資源化および無害化プロセスの開発
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高生産性・高効率 金属製錬プロセスの開発

 金属材料を安定して供給し続けるためには、金属製錬における生産コストと消費エネルギーの低減が重要です。特に、資源の乏しい日本では高い技術レベルが要求されます。これらの生産システムはリサイクルシステムを維持するのにも必要です。そのためにはプロセスを集約化して生産性を向上させることが重要となります。移動速度論や化学熱力学などの手法を用いて生産性向上のための方法を開発しています。

  • ・高融点、高反応性融体保持のための耐火物冷却システムの開発
  • ・高電流密度銅電解精製のための効果的流動方法の開発
  • ・銅精鉱の硫酸浸出のためのマイクロ波加熱処理の応用
  • ・回転羽根による金属スプラッシュ生成機構の解析
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材料プロセスにおけるマランゴニ対流の解析と制御

 界面張力は、温度、濃度、電位によって変化します。場所によって界面張力が変化していると力の差によって流れが生じます。これをマランゴニ対流といいます。界面で生じる流れですので、界面を通しての熱・物質移動を局部的に促進する能力が高いという特徴をもっています。この流れがいろいろなマテリアルプロセスに及ぼす影響を明らかにし、新しい制御や有効利用の方法を開発しています。

  • ・ホットサーモカップルを用いた溶融塩融液内のマランゴニ対流の可視化と数値解析
  • ・メタルースラグ界面張力の電位依存性と流動に与える影響の評価
  • ・太陽電池用シリコンの電子ビーム溶解精製プロセスにおける不純物の除去
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