(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素源を含む混合ガスから炭素を製造する時に用いられる磁性金属触媒の回収方法において、
生成した炭素との混合物となった使用後の触媒に遠心分離器により物理的衝撃を与えることにより触媒と炭素とを分離しつつ、又は分離した後、磁場を加えて吸引することにより触媒を回収することを特徴とする磁性金属触媒の回収方法。
【請求項２】
前記物理的衝撃を与える前に触媒に水素を用いて還元処理を施す請求項１に記載の磁性金属触媒の回収方法。
【請求項３】
炭素源を含む混合ガスから炭素を製造する時に用いられる磁性金属触媒の回収方法において、
生成した炭素との混合物となった使用後の触媒に遠心分離器により物理的衝撃を与えることにより触媒と炭素とを分離し、続いて水素を用いて還元処理を施した後、磁場を加えて吸引することにより触媒を回収することを特徴とする磁性金属触媒の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭素源を含む混合ガスから炭素を製造するときに用いられる磁性金属触媒の回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
二酸化炭素など炭素源を含む混合ガスから炭素を製造する方法として、磁性金属触媒を用いて炭素源を還元し、炭素を得る方法がある。その磁性金属触媒の再利用方法として、生成した炭素が付着した磁性金属触媒を酸に溶解させて金属塩として回収し、その金属塩を焼成後、水素により還元することによって磁性金属触媒を再生し、再利用を行なう方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の再利用方法は、化学的再生方法であることから多くの工程を必要とし、非常に煩雑である。さらに、生成した炭素を酸に通すことから、炭素を蒸留水などで洗浄して酸を取り除いた後、乾燥させる必要があり、これも煩雑である。
そこで本発明は、炭素製造に用いた磁性金属触媒の回収方法を容易にすることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炭素源を含む混合ガスから炭素を製造する時に用いられる磁性金属触媒の回収方法であって、炭素との混合物となった使用後の触媒に磁場を加えて吸引することにより前記磁性金属触媒を回収する方法である。
磁性金属触媒としては、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの合金を用いることができる。
上記の回収方法によると、容易にかつ活性を失活させることなく磁性金属触媒を再利用することができる。
【０００５】
【実施例】
図１は、固定床流通式反応管を用いた炭素製造装置を表す概略構成図である。
ガス供給源として、二酸化炭素（ＣＯ２）ガスボンベ２、水素（Ｈ２）ガスボンベ４及び窒素（Ｎ２）ガスボンベ６が備えられ、二酸化炭素、水素及び窒素を所定の比率で混合するガスブレンダー８に接続されている。
ガスブレンダー８からの混合ガスは、固定床流通式反応管１０に送られる。反応管１０には、二酸化炭素を還元して炭素を生成する磁性金属触媒１２が充填されている。その磁性金属触媒１２を固定するために、反応管１０の下部にガラスビーズ１６が充填され、その上層にガラスウール１４を介して磁性金属触媒１２が充填されている。反応管１０は電気炉１８により所定に温度に加熱される。
反応管１０を通過したガスは、流路切替バルブ２０を介して、ガスクロマトグラフ２２又はドレインに送られる。ガスクロマトグラフ２２では、一酸化炭素、二酸化炭素及びメタンの濃度が検出される。
【０００６】
（比較例１）
図１の炭素製造装置を用いて、本発明の回収率及び回収した磁性金属触媒の触媒能を調べた。
最初に、磁性金属触媒１２として、平均２０μｍ程度の粉状のコバルト１０ｇを用い、二酸化炭素と水素と窒素の比率を３：６：１とし、大気圧、５２０℃の条件で炭素の製造を行なった。窒素は試料採取量の内部標準物質として用いた。図２は、磁性金属触媒としてコバルトを用いたときの反応結果を示す図である。横軸は時間（単位は時間）、縦軸は転換率（％）を表す。
図にデータを示した時間ごとにバルブ２０をガスクロマトグラフ２２側に切り換えて、反応感１０からのガスの分析を行なった。ガスクロマトグラフ２２により、ＣＯ２、ＣＯ、ＣＨ４を測定し、供給したＣＯ２量から検出されたＣＯ２、ＣＯ、ＣＨ４の合計量を引き算して炭素量を求めた。転換率合計は、供給したＣＯ２量から検出されたＣＯ２量を引き算して求めた。
【０００７】
炭素の製造終了後、コバルト及び炭素の混合物を取り出し、その混合物に磁場を加えることにより、コバルトを分離して回収を行なった。その結果、約２ｇのコバルトを回収することができた。
同様にして回収したコバルト１０ｇを再び反応管１０に充填し、最初の炭素製造時と同じ条件にて炭素の製造を行なったところ、回収したコバルトにおいても図３に示されるように、図２と同様の触媒能が確認された。
【０００８】
（比較例２）
比較例１と同様の条件で行なった炭素の製造終了後、コバルト及び炭素の混合物に、４００℃の温度条件で水素を１０分間流して、酸化されたコバルトを還元した。次に、その混合物を取り出し、磁場を加えることにより、コバルトを分離して回収を行なった。その結果、約５ｇのコバルトを回収することができた。このように、還元処理をさらに加えることにより、比較例１に比べて回収率が向上した。同様にして回収したコバルト１０ｇを再び反応管１０に充填し、比較例１と同じ条件にて炭素の製造を行なったところ、回収したコバルトにおいても図４に示されるように、図２と同様の触媒能が確認された。
【０００９】
（実施例１）
比較例１と同様の条件で行なった炭素の製造終了後、コバルト及び炭素の混合物に、比較例２と同様に４００℃の温度条件で水素を１０分間流して、酸化されたコバルトを還元した。その混合物を取り出し、さらに、遠心分離器により物理的衝撃を加えてコバルトと炭素を分離した。次に、その混合物に磁場を加えることにより、コバルトを分離して回収を行なった。その結果、約７ｇのコバルトを回収することができた。このように、物理的衝撃をさらに加えることにより、比較例１及び２に比べて回収率が向上した。
【００１０】
同様にして回収したコバルト１０ｇを再び反応管１０に充填し、比較例１と同じ条件にて炭素の製造を行なったところ、回収したコバルトにおいても図５に示されるように、図２と同様の触媒能が確認された。
【００１１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行なうことができる。本発明に実施態様例を下記に例示する。
【００１２】
（１）炭素源を含む混合ガスから炭素を製造する時に用いられる磁性金属触媒の回収方法において、
炭素との混合物となった使用後の触媒に水素を用いて還元処理を施した後、磁場を加えて吸引すことにより前記磁性金属触媒を回収することを特徴とする磁性金属触媒の回収方法。
【００１３】
（２）炭素源を含む混合ガスから炭素を製造する時に用いられる磁性金属触媒の回収方法において、
物理的衝撃により前記磁性金属触媒と生成した炭素とを分離しつつ、又は分離した後、磁場を加えて吸引すことにより前記磁性金属触媒を回収することを特徴とする磁性金属触媒の回収方法。
【００１４】
（３）炭素源を含む混合ガスから炭素を製造する時に用いられる磁性金属触媒の回収方法において、
炭素との混合物となった使用後の触媒に水素を用いて還元処理を施し、さらに物理的衝撃により前記磁性金属触媒と炭素とを分離しつつ、又は分離した後、磁場を加えて吸引すことにより前記磁性金属触媒を回収することを特徴とする磁性金属触媒の回収方法。
【００１５】
（４）炭素源を含む混合ガスから炭素を製造する時に用いられる磁性金属触媒の回収方法において、
物理的衝撃により前記磁性金属触媒と生成した炭素を分離し、さらに水素を用いて還元処理を施した後、磁場を加えて吸引すことにより前記磁性金属触媒を回収することを特徴とする磁性金属触媒の回収方法。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、炭素源を含む混合ガスから炭素を製造する時に用いられる磁性金属触媒の回収方法において、磁場により磁性金属触媒を回収するようにしたので、磁性金属触媒の回収方法を容易にすることができる。これにより、炭素製造のランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  固定床流通式反応管を用いた炭素製造装置を表す概略構成図である。
【図２】  コバルトを用いたときの反応結果を示す図である。
【図３】  一実施例により再利用したコバルトを用いたときの反応結果を示す図である。
【図４】  他の実施例により再利用したコバルトを用いたときの反応結果を示す図である。
【図５】  さらに他の実施例により再利用したコバルトを用いたときの反応結果を示す図である。
【符号の説明】
２      二酸化炭素ガスボンベ
４      水素ガスボンベ
６      窒素ガスボンベ
８      ガスブレンダー
１０      固定床流通式反応管
１２      磁性金属触媒
１４      ガラスウール
１６      ガラスビーズ
１８      電気炉
２０      流路切替バルブ
２２      ガスクロマトグラフ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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