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令和6年度 公害防止管理者 ダイオキシン類特論 問12を解説|還元揮発法による亜鉛回収

令和6年度 ダイオキシン類特論 問12は、還元揮発法による電気炉ダストからの亜鉛回収に関する下線部問題です。下線を付した箇所のうち誤っているものを選びます。

この問題のポイント

還元揮発法では、亜鉛を含む電気炉ダストをコークスなどの還元剤と一緒に還元炉へ入れ、ダスト中の亜鉛を金属の蒸気として揮発させます。ここまでは還元反応ですが、大切なのはその後です。揮発した金属亜鉛の蒸気は、そのまま冷やすのではなく空気(酸化雰囲気)で再び酸化させて酸化亜鉛(粗酸化亜鉛)にしてから捕集します。引っかけの核心はこの雰囲気で、下線部が述べる不活性雰囲気中で急冷では亜鉛を酸化物として回収できず、向きが逆で誤りです。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(4)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

下線部正誤解説
(1)○(正しい)電気炉ダストをコークス等の還元剤とともに処理するという記述は正しい内容です。
(2)○(正しい)溶鉱炉やロータリーキルンなどの還元炉に装入するという記述は正しい内容です。
(3)○(正しい)亜鉛を還元揮発させて蒸気として取り出すという記述は正しい内容です。
(4)×(誤り)亜鉛蒸気は空気(酸化雰囲気)で再酸化して酸化亜鉛として捕集します。「不活性雰囲気中で急冷」とする点が誤りです。
(5)○(正しい)精製処理を経て亜鉛の製錬原料を得るという記述は正しい内容です。

選択肢(4)のポイント(ここが誤り)

還元炉の中で亜鉛はいったん金属蒸気になりますが、そのままでは扱いにくいので、炉の上部で空気を触れさせて再び酸化させ、酸化亜鉛(ZnO、粗酸化亜鉛)として集じん回収します。つまり回収の決め手は酸化雰囲気での再酸化です。下線部の「不活性雰囲気中で急冷」では亜鉛が酸化されず、酸化亜鉛の粉として捕集できません。雰囲気が酸化ではなく不活性とされている点が誤りで、ここで生じた粗酸化亜鉛は亜鉛製錬の原料として使われます。

覚え方

  • 還元揮発法=炉内で還元揮発→炉上で空気により再酸化→酸化亜鉛で回収
  • 回収の雰囲気は「不活性」ではなく酸化(空気)。ここが定番の引っかけ。
  • 得られる粗酸化亜鉛(ZnO)は亜鉛製錬の原料になる。

理解度チェック

Q.

還元揮発した亜鉛蒸気は、どんな雰囲気で処理して回収する?

空気(酸化雰囲気)で再酸化し、酸化亜鉛(粗酸化亜鉛)として捕集します。

Q.

還元揮発法で回収されるのは金属亜鉛?酸化亜鉛?

酸化亜鉛(ZnO、粗酸化亜鉛)です。これが亜鉛製錬の原料になります。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和6年度 公害防止管理者等国家試験 ダイオキシン類特論 問題・正解」(公式PDF