カーボンニュートラルを目指したアルミニウム中不純物の新規除去原理の創出

カーボンニュートラルの実現へ向けてアルミニウムのリサイクルは必須の課題である。現状アルミニウムスクラップは不純物許容値の低い鋳造材に主に利用されており、アルミニウムスクラップからの不純物除去による展伸材へのアップグレードリサイクルが必要不可欠である。本研究ではAl溶湯中におけるMgと不純物間の親和力を利用することで、不純物をMgまたはAlとの金属間化合物として晶出させて分離する新たな不純物除去原理を提案する。本除去原理の実現を目指し、Al溶湯中におけるMgと不純物元素間の親和力を表す熱力学データの導出を目的とした研究を推進する。

アルミニウムのリサイクルはカーボンニュートラルの実現へ向けて必須の課題である。しかしながら、アルミニウムスクラップは種々の不純物を含有しているため、再生利用できる製品が限られている。そこで本研究では、溶融Al合金中におけるMgとの親和力を利用したアルミニウム中不純物の新規除去原理を提案した。溶融Alからの除去が困難な元素であるSiとCuに着目し、溶融Al中におけるMg-Si間、Mg-Cu間の熱力学的親和力を明らかにし、本原理によりSiおよびCu濃度の低減が可能であることを示した。

溶融Al合金中におけるMgとの親和力を利用した、アルミニウム中不純物の新規除去原理を提案し、溶融Al-Mg合金中からのSi、Cuの分離について検討した。SiおよびCuは溶融Al-Mg合金中でMgとの親和性が強く、固体の金属間化合物を形成しやすいことがわかった。よって本手法によりSiおよびCuを分離できることがあきらかとなった。これにより、SiあるいはCuを高濃度で含むアルミニウムスクラップからこれらを除去するリサイクルプロセスが構築され、環境保全に寄与することが期待できる。