2017 Fiscal Year Annual Research Report
Thermochemical properties of low-basicity dephosphorization slags -Liquidus compositions and activities in CaO-SiO2-P2O5-FeO heterogeneous slags-
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15K06524
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
長谷川 将克 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (40335203)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 低塩基度スラグ / 状態図 / 活量 / リン分配比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、石灰石CaOを用いて溶鉄中の不純物であるリンを除去するプロセスにおいて、固体CaOの有効利用とスラグ発生量の低減を目標とし、CaO濃度が低い低塩基度スラグの熱力学的性質を明らかにする。充分な脱リン能を維持しながら精錬スラグをどこまで低塩基度化できるかを検討するため、テーマ1：脱リンスラグの低塩基度域における相平衡関係の解明、テーマ2：スラグ中のP2O5活量とFeO活量の測定と脱リン性能の熱力学的評価、テーマ3：固体CaOの有効利用に向けた最適な脱リン反応パスの検討、について実験を行う。
テーマ2では、CaO-SiO2-P2O5-FeO四元系でより実操業に近いCa2SiO4-Ca3P2O8固溶体と液相の二相共存領域において、FeOとP2O5活量の同時測定を行った。平成29年度では特に高いリン濃度の組成に注目した。平成28年度に考案した「酸化物のイオン形態を考慮して四元系の相平衡関係を二次元平面に投影した状態図」を用いて整理した結果、リンが固溶体に濃縮する場合には平衡リン分配比と塩基度の関係は液相線に沿って変化するが、リンが液相に多く含まれる場合には液相線に対応しないことが判明した。ただし後者の場合であっても固溶体が共存する限りは高い脱リン能を維持できると分かった。活量データを基に、固溶体の熱力学的性質を表す溶体モデルを更新した。また、固相中のCr2O3活量を測定する方法を確立し、CaCr2O4の標準生成Gibbsエネルギー変化を求めた。
テーマ3について、CaO-SiO2-P2O5-FeO四元系のCa2SiO4-Ca3P2O8固溶体と液相の二相共存スラグを脱リン剤として再利用することを検討した。二相共存を保ったままスラグ中の固相-液相間のリン分配比を低下できれば、スラグを複数回利用できる可能性が示唆された。また、脱リン剤の溶解速度の測定を行った。
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| Remarks |
京都大学プロセス熱化学分野研究室
http://www.lupin.mtl.kyoto-u.ac.jp/index.html
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