斬新的なステンレススラグの再資源化および廃熱有効利用システムの開発

Research Project

Project/Area Number	18860012
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Recycling engineering
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	丸岡伸洋 Tohoku University, 多元物質科学研究所, 助教 (40431473)
Project Period (FY)	2006 – 2007
Project Status	Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help	¥2,780,000 (Direct Cost: ¥2,780,000) Fiscal Year 2007: ¥1,390,000 (Direct Cost: ¥1,390,000) Fiscal Year 2006: ¥1,390,000 (Direct Cost: ¥1,390,000)
Keywords	ステンレススラグ / 6価クロム / 廃熱回収 / 鉄鋼精錬 / 凝固組織 / 熱回収
Research Abstract	ステンレス精錬スラグにはクロムをはじめとする重金属類が含まれている場合があり、特に6価クロムは雨水などに溶出しやすく、埋め立て、セメント原料、骨材などへの利用には細心の注意が必要である。またスラグは1600℃以上の高レベルの熱源であるにもかかわらず一切熱回収されていない。本研究ではクロム含有スラグを還元雰囲気下で熱処理を行い、6価クロムをより安定で毒性の小さな3価クロムの形態に還元するための条件の検討を行った。本研究の成果は次の6点である。1)JIS規格に基づいたスラグの溶出試験設備、6価クロム定量分析設備(ジフェニルカルバジド法分光光度計)を導入し、定量分析の体勢を確立した。2)溶出液中のクロムはほぼ全量6価クロムで3価クロムは確認されなかった。3)アルゴン水素還元雰囲気下でスラグプロセッシングを行うことにより6価クロムを3価クロムへと還元可能で、その結果6価クロムの溶出が抑制可能であることを確認した。4)大気雰囲気下でも1000℃以上の熱処理により6価クロムの溶出量は激減した。5)水素製造の熱源に廃熱を利用すると,投入LNG量を40%,投入エンタルピーを40%,原料コストを36%,原価を14%,炭酸ガス排出量を36%,エクセルギー損失を24%削減可能である.6)スラグ顕熱を用いて水素製造を行うことにより,年間3億Nm3の水素が製造でき,炭酸ガス削減効果は20万トンに達することが判明した.