【備忘録】非鉄金属の製錬－銅、アルミニウム、マグネシウム、チタン
こんにちは。
銅、アルミニウム、マグネシウム、チタンの代表的な製錬方法を調べたので、マインドマップのコピペをメモにしておきたいと思います。
銅の製錬
銅精鉱に珪石を混ぜて自溶炉でマットと酸化鉄や珪酸などからなるスラブに溶解・分離
転炉・精製炉で不純物を除去
転炉では空気吹込みによる酸化でFeやSi、Sを除去
精製炉ではブタンガスを使って酸素を除去
アノード陽極板に鋳造され、硫酸液中でステンレス陰極へ電着
10日間くらい
ステンレスから引きはがして完成
製錬中に発生するSO2ガスを精製して硫酸を製造
五酸化バナジウム触媒
SO2→SO3に酸化
水に吸収させて濃硫酸
以下、参考資料
パンパシフィック・カッパー社HP
平山英男、森田正夫『非鉄精錬におけるスラグ処理の現状』日本金属学会会報 第19巻 第10号（1980）
https://www.jstage.jst.go.jp/article/materia1962/19/10/19_10_761/_pdf/-char/ja
合金状態図
アルミニウムの製錬
ボーキサイトを水酸化ナトリウム水溶液煮溶かして、ルシャトリエの原理を使って水酸化アルミニウムの沈殿物を作る
水酸化アルミニウムを高温加熱して、高純度のアルミナを作る
氷晶石にフッ化アルミニウムを添加した溶融塩にアルミナを1010℃で溶解して、融解塩電界で、黒鉛電極上へアルミニウムを電析させる
以下、参考資料
マグネシウムの製錬
熱還元法
ドロマイトを焼成した酸化物とフェロシリコンを混合（ブリケットを製造）
ブリケットを真空加熱して還元
マグネシウム蒸気を凝集させて結晶化
再溶融して地金にする
電解法
主に海水から塩化マグネシウムを得る
塩素で濃縮
水分が少ない無水塩化マグネシウム
電気分解で地金を製造
以下、参考資料
チタンの製錬
イルメナイト鉱（FeTiOx）から鉄分を除去
塩化して、四塩化チタンに変換
酸素と鉄をチタンから除去
還元剤であるマグネシウムと反応させてスポンジ状の固体金属チタンを製造
上記は酸素や窒素を含まない不活性雰囲気で行われる
ちなみに、原材料としてルチル鉱（TiO2）が利用されることもあるようですが、資源量や価格の観点から80%以上はイルメナイト鉱が使われるようです。
あと、大阪チタニウムテクノロジーズのHPに載っていたスポンジチタンが凄いです。
以下、参考資料
岡部徹、『チタンの製錬・精錬・リサイクル』、まてりあ 第58巻 第4号（2019）
https://www.jim.or.jp/journal/m/pdf3/58/04/176.pdf
大阪チタニウムテクノロジーズ社HP
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