化学工学：金属化合物の選択的硫化

再生可能電気による社会への電力供給に必要なインフラ（磁石、電池、触媒、電子機器）向けに、重要な副産物や共産物として生産される金属元素に対して、かつてない緊急の需要がある。しかし、鉱物やリサイクルストリームからのdブロック金属やfブロック金属の抽出は熱力学的に困難であり、通常は、原料を完全に溶解させた後に、金属イオンの錯化挙動やキレート化挙動を用いて液–液分離を行う必要がある。また、これらの金属は電子構造がよく似ているため分離係数が低く、分離にはエネルギー、水、化学物質の大量消費が必要になる。今回我々は、選択的アニオン交換に基づく金属処理方法を提案する。いくつかの単純な処理手段（ガス分圧、ガス流量、炭素添加）によって、混合金属酸化物原料中の目的の金属が選択的に硫化されることが実証された。次に、硫化物化合物と酸化物化合物の物理的・化学的相違（例えば、密度、磁化率、表面化学）を利用して、液–液法と比較して大幅に改善された分離が可能になる。56元素について硫化のプロセス条件が提示され、そのうち15元素が実証された。環境影響と経済的影響の評価からは、液–液湿式製錬と比較して資本コストを大きく削減しながら温室効果ガス排出を60～90％削減する方法が示唆された。

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