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乾式プロセス






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書籍情報
編著者の一人佐藤は2018年に,「湿式プロセス-溶液・溶媒・廃水処理-」(佐藤修彰,早稲田嘉夫編,内田老鶴圃)を出版した.本書は「湿式プロセス」に対して対をなす「乾式プロセス」について解説したものである.乾式製錬では,対象とする金属により個々のプロセスが大きく異なり,共通項が少なく,また対象金属の種類が多いことから,本書の章立てでは,乾式プロセスの基礎に係る原理(第1章)を紹介したのち,鉄鋼製錬(第2章)と非鉄製錬(第3章)とに大きく分けるとともに,資源循環や廃棄物処理(第4章)についても触れた.鉄鋼製錬では対象金属は鉄であるが,原料,製銑,製鋼に分類でき,また非鉄製錬では,銅,鉛,亜鉛といった基幹金属から,チタン,ニオブ,希土類等レアメタルについて紹介している.
乾式プロセス
固体・高温化学・廃棄物処理
A5/288頁 定価(本体4300円+税) 978-4-7536-5548-9
佐藤修彰(工学博士)/柴田浩幸(博士(工学))/柴田悦郎(博士(工学)) 編
まえがき 著者略歴

編者・執筆者(五十音順)
秋山 大輔(東北大学多元物質科学研究所)
蘆田 隆一(京都大学大学院工学研究科)
飯塚  淳(東北大学多元物質科学研究所)
植田  滋(東北大学多元物質科学研究所)
岡部  徹(東京大学生産技術研究所)
小野 英樹(富山大学都市デザイン学部)
佐藤 修彰(東北大学原子炉廃止措置基盤研究センター)
柴田 悦郎(東北大学多元物質科学研究所)
柴田 浩幸(東北大学多元物質科学研究所)
助永 壮平(東北大学多元物質科学研究所)
関本 英弘(岩手大学理工学部)
竹田  修(東北大学大学院工学研究科)
永井  崇(千葉工業大学工学部)
埜上  洋(東北大学多元物質科学研究所)
三木 貴博(東北大学大学院工学研究科)
村上 太一(東北大学大学院環境科学研究科)
山口 勉功(早稲田大学創造理工学部)

目 次
第1章 乾式プロセスの基礎
1.1 化学平衡とポテンシャル状態図
参考文献
1.2 状態図と相平衡
A.相律
B.状態図
C.相平衡
参考文献
1.3 反応機構と反応速度
A.反応の形態
単一反応・複合反応・素反応/均一反応/不均一反応
B.反応速度式
C.不均一反応の反応速度
拡散/境膜物質移動/吸着を伴う反応
D.多孔質体の反応
全域反応モデル/未反応核モデル
参考文献
1.4 揮発分離
A.物質の蒸気圧と温度依存性
B.金属・化合物の蒸気圧
C.実プロセスにおける揮発分離・精製の例
参考文献

第2章 鉄鋼製錬
2.1 原料とその予備処理
A.石炭
石炭資源/製鉄業における石炭の利用/コークス製造法/コークス製造プロセス/その他あるいは新規のコークス製造法
B.鉄鉱石
鉄鉱石資源/塊成化処理
参考文献
2.2 製銑
A.高炉
B.天然ガスによる還元鉄製造
C.石炭による還元鉄製造
D.石炭による溶銑製造
参考文献
2.3 製鋼工程
A.はじめに
B.溶銑予備処理
C.脱炭反応
D.二次精錬
真空溶解設備の一例/二次精錬脱硫/脱水素および脱窒素/二次精錬脱炭/脱酸
E.連続鋳造
参考文献

第3章 非鉄製錬プロセス
3.1 銅
A.銅原料と需給
B.乾式製錬
マット溶錬/製銅とアノード鋳造/電解精製/アノードスライム処理/バススメルティング
C.湿式銅製錬
参考文献
3.2 鉛,亜鉛
A.鉛製錬
鉛原料と需給/乾式鉛製錬/粗鉛の精製
B.亜鉛製錬
亜鉛原料と需給/湿式亜鉛製錬
参考文献
3.3 チタン,ジルコニウム,ハフニウム
A.総論
B.チタン
鉱石処理:アップグレード/ベネフィシエーション/TiO2の塩化/TiCl4の還元/MgCl2の溶融塩電解
C.ジルコニウムおよびハフニウム
参考文献
3.4 バナジウム,ニオブ,タンタル
A.はじめに
B.バナジウム
C.ニオブ
D.タンタル
E.まとめ
参考文献
3.5 シリコン
A.還元工程
B.濃縮工程
C.単結晶装置での高純度単結晶化の再濃縮工程
D.CZ法
E.FZ法
参考文献
3.6 希土類
A.製錬プロセスの概要と熱力学的基礎
原料/希土類製錬の概略/希土類の物理化学的性質
B.還元,精製プロセス
希土類金属の製造研究と工業生産の推移/工業生産法の分類/金属熱還元法/還元蒸留法/還元拡散法/溶融塩電解法/高純度精製法
参考文献
3.7 貴金属
A.はじめに
B.貴金属の製錬・精錬
C.貴金属の精錬・リサイクル
D.おわりに
参考文献
3.8 ウラン,トリウム
A.フッ化物プロセス
転換-再転換プロセス/濃縮プロセス/フッ化物揮発プロセス/フッ化物溶融塩プロセス
B.塩化物プロセス
鉱石の塩化処理/塩化物溶融塩再処理プロセス
C.活性金属還元プロセス
D.その他の乾式プロセス
ウラン酸化物の製造/被覆粒子燃料の製造/窒化物燃料の製造
参考文献

第4章 副産物処理と環境,リサイクル
4.1 スラグ処理
A.鉄鋼スラグ
B.非鉄金属スラグ
銅スラグ/フェロニッケルスラグ
参考文献
4.2 鉄スクラップの処理
A.鉄鋼のマテリアルフロー
B.鉄鋼蓄積量統計
C.鉄スクラップ利用の現状
D.鉄スクラップ中の不純物
E.熱力学視点に基づいた不純物の取り扱い
F.含Cuスクラップへの対応
Cuの硫化除去/Cuの蒸発除去/Ni添加による赤熱脆性の抑制/不均質核生成を利用したCuの微細分散
G.今後の展望
参考文献
4.3 非鉄リサイクル
A.はじめに
B.非鉄製錬(銅,鉛,亜鉛)所間の有機的なリンクの重要性
C.銅製錬における金属回収
D.鉛製錬における金属回収
E.亜鉛製錬における金属回収
F.おわりに
参考文献
4.4 放射性廃棄物処理
A.高レベル放射性廃棄物の処理法
B.ガラス固化プロセス
ガラス溶融炉の設備/現在検討されているガラスマトリックスの組成/廃棄物高充填化に向けての課題/溶融珪酸塩の高温物性/酸化モリブデンの溶解度/ガラスの化学的耐久性/ガラス・融体の構造解析/ガラス固化法の適用可能性について
参考文献



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