二酸化炭素を排出しない亜鉛の高温生産プロセスに関する化学熱力学的研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450277
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 板垣 乙未生 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (80006048)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日野 光久 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (40005335)
• Keywords: 亜鉛生産プロセス / 二酸化炭素 / 排ガス抑制 / 硫化亜鉛 / 溶融銅 / 混合硫化物融体 / 亜鉛蒸気 / 鉛蒸気

Research Abstract

溶銅を反応媒体として用い,亜鉛硫化精鉱との反応によって直接的に金属亜鉛を採取する「二酸化炭素を全く排出しない亜鉛生産プロセル」に関して,基礎データとして重要な硫化亜鉛-硫化銅をベースとする混合硫化物系の状態図を1473Kの温度で作製した。この結果,硫化亜鉛-硫化銅-硫化鉛系では,融体中への硫化亜鉛の溶解度が10%以下とかなり小さく,本プロセスにおいて鉱石中の硫化亜鉛を効率的に溶解するためには,かなり多量の硫化銅を熱媒体として用いる必要があることが分った。また,測定された状態図に基づいて混合硫化物融体中の硫化亜鉛の活量係数を導出し,6.7〜16の非常に大きな値となることを明らかにした。これらの活量係数値を用いて算出した亜鉛の平衡蒸気圧は0.1気圧前後とかなり大きく,本プロセスにより亜鉛を効率的に採取する可能性が示された。一方,硫化鉛と溶銅との反応により示される鉛蒸気圧はかなり小さく,鉛の収率を高めるために本プロセスの改良が必要であることが窺われた。

Research Products

• [Publications] Kimio Itagaki: "Distribution of Elements between Liquid Alloy and Slag Systems in Extractive Metallurgy" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.102巻9号. 1304-1308 (1998)
• [Publications] Jonkion M.Font: "Phase Equilibrlum between Iron-Silicate Base Slag and Nickel-Iron Matte at 1573K under High Partial Pressures of So_2" Mater.Trans.JIM. 39巻6号. 652-657 (1998)
• [Publications] Nam Il Moon: "Phase Equilibrium and Minor Elements Distribution between Metallic Lead and PbO-FeOx-CaO-SiO_2 or Pho-FeOx-CaO-Sio_2-ZnO slag at 1423K" Matallurgical Review of MMIJ. 15巻1号. 38-62 (1998)
• [Publications] Alireza Zakeri: "Activity of Silver in Malten Copper Sulfide Saturated with Copper" Mater.Trans.JIM. 39巻11号. 1101-1107 (1998)
• [Publications] Jonkion M.Font: "Phase Equilibrium and Minor Elements Distribution between Iron-Silicate Base Slag and Ni_3S_2-FeS Matte under High Partial Pressures of SO_2" Mater.Trans.JIM. 40巻1号. 20-26 (1999)
• [Publications] 板垣乙未生: "酸化第一鉄の標準生成自由エネルギー" 日本鉄鋼協会会報 ふえらむ. 4巻2号. 94-98 (1999)