日立偏光ゼーマン原子吸光光度計 回収レアメタル・レアアースの品質評価への適用

「都市鉱山」の有効活用によるリサイクルに注目が集まっています。 都市で大量に廃棄される家電などの産業製品の中に存在する希少資源を鉱山に見立てられたものを都市鉱山と言います。 日立偏光ゼーマン原子吸光光度計は、回収レアメタル（希少金属）の不純物分析など、都市鉱山のリサイクル分野での活躍が期待されています。

Z-2010シリーズ 概要  測定例  アプリケーションデータ  情報広場（話題の分析例など）

携帯電話のリサイクルが推進されていることをご存知ですか？ 近年、都市鉱山の有効活用によるリサイクルにより、「レアメタル」と呼ばれる金属の回収が注目されています。 レアメタルは、銅・亜鉛・アルミニウムなどに比べ使用量は少ないものの、金属それぞれの特性により、携帯電話の液晶パネルや充電池のほか、自動車や小型音楽プレーヤー・パソコンなどのさまざまな製品に含まれ、日本の製造業の優位性を支えています。 しかし、それらは特定の国・地域に偏在していることが多く、入手が困難であり、価格変動のリスクが高いことから、安定供給やリサイクル技術の確保が求められています。

	経済産業省がレアメタルとして指定している31種類の金属
	Ni　ニッケル ●  Ta　タンタル ●  Zr　ジルコニウム ●  Bi　ビスマス ●  Cr　クロム（鉱） ●  Ge　ゲルマニウム ●  Re　レニウム    In　インジウム ●  Mｎ　マンガン ●  Sr　ストロンチウム ●  Li　リチウム ●  Cs　セシウム    Co　コバルト ●  Sb　アンチモン ●  B　ホウ素 ●  Rb　ルビジウム    W　ダングステン ●  Pt、Pd　白金族 ●  Ga　ガリウム ●  Tl　タリウム ●  Mo　モリブデン ●  FeTiO3　ルメナイト    Ba　バリウム ●  Hf　ハフニウム ●  V　バナジウム ●  TiO2　ルチル    Se　セレン ●    Nb　ニオブ ●  Be　ベリリウム ●  Te　テルル ●  希土類（レアアース）　Sc、Y、La●、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu
	●： ホローカソードランプがあります。（レアメタル中の不純物として、他のレアメタルを測定する場合のご参考）

	日立偏光ゼーマン原子吸光光度計は、レアメタル不純物分析などのリサイクルという注目を集める分野での金属中の不純物分析に利用できます。 レアメタルは製錬にかけると残渣（ざんさ）物に入ってしまい取り出せず、レアメタルを優先すると、電子基板などには有害物質も多く、適正処理には費用がかさむといわれています。 そのため、リサイクル法が検討されている中、回収したレアメタルの品質評価を目的に、不純金属の分析が求められています。レアメタル中の不純物分析はマトリクスが多く、ICPやICP-MSでは測定困難となる元素も少なくありません。 測定する元素が8種類程度の場合、 （1）マトリクスに強いこと （2）装置の導入コストやランニングコストが安価であること （3）前処理や使用方法が容易であること などの点から、回収したレアメタルの不純物分析などの品質評価には原子吸光光度計の方が、ICP、ICP-MSよりメリットが大きいと考えられます。
	日立偏光ゼーマン原子吸光光度計Z-2010シリーズは、「偏光ゼーマンバックグラウンド補正法」によるベースラインの安定性と「デュアル検知方式」をフレーム分析、グラファイト分析とも採用し、高感度化を達成しています。
	グラファイトファーネス分析においては、使いやすいXYステージのオートサンプラが自動分析をサポートします。 自動測定QC機能を標準搭載しており、検量線チェックから繰返し再現性などQCに関する項目を自動でチェックすることが可能です。 試料濃度が高いときには、自動的に希釈を行い、再測定を実行します。また、環境からの汚染を低減するクリーンカバーを標準装備しています。

測定例

ネオジム磁石中のディスプロシウム分析

ハイブリット自動車の高性能モーターに使用されるネオジム磁石は高温特性向上のためDyが添加されています。Dyは希少金属であり、廃棄家電いわゆる都市鉱山からの回収リサイクル技術が注目を集めています。ICP発光分析ではFeなどの分光干渉に注意が必要です。D2ランプ補正原子吸光法ではバックグラウンドの除去が難しい吸収波長を有していますが、偏光ゼーマン補正原子吸光法では分光干渉を受けることなく測定が可能です。

【前処理】 ネオジム磁石1個（9×2 mm､約 0.93 g）を硝酸10mLで加熱溶解後、純水で 50 mLとした。 測定の際は、上記前処理液を1/5希釈した。

酸化ジルコニウム中のコバルト分析

酸化ジルコニウムは、耐火材、光学ガラス、白色顔料などの原料です。最近注目の色素増感型湿式太陽電池や燃料電池の材料にも使用されます。偏光ゼーマン補正電気加熱原子吸光法では主成分であるジルコニウムによる分光干渉を受けることなく、高濃度ジルコニウム溶液中µg/Lレベルのコバルトを正確に測定できます。

【前処理】 試料0.2gに硝酸0.5mLと過酸化水素水7mLを加え加熱分解し、全量を純水にて100mLとしました。ブランクと試料1は10倍に、試料2は50倍に希釈して測定しました。

	酸化ジルコニウムは硫酸でも溶解できます。硫酸溶解液とフッ酸溶解液を比較するとフッ酸溶解液の方が2倍程度高感度に測定できます。しかもキュベットの劣化が小さく安定に測定できます。

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