2008 Fiscal Year Annual Research Report
温室効果ガス排出量半減を達成する極限製鉄プロセス原理の創生
| Project/Area Number |
20246111
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
葛西 栄輝 Tohoku University, 多元物質科学研究所, 教授 (50134044)
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| Keywords | 二酸化炭素排出削減 / 酸化鉄還元反応 / 高結晶水鉱石 / 還元材資源 / 複合原料粒子 |
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| Research Abstract |
主要鉄鉱石種の特徴把握と、還元材-鉄鉱石コンポジット還元の挙動把握、さらに高圧条件下での還元実験装置設計を行った。
1) 主要鉄鉱石資源のキャラクタリゼーション
鉄鉱石試料は南米系(ヘマタイト系)1種、豪州系(マラマンバ、ピソライト系)4種を選択した。整粒した各鉱石粉の粒度分布を把握しつつ、TG-DTA装置により、鉱石種に特有な結晶水分解挙動を調査し、豪州系鉱石は400℃での脱結晶水処理により比表面積が増大し、含有結晶水量の増大と共に、比表面積は増加することを確認した。
2) 常圧下でのコンポジットの等速昇温還元挙動把握(炭材種、鉱石種およびその粒径の影響)
コンポジットの還元材には石炭(非微粘結炭)、木炭チャー、および試薬グラファイトを使用した。高結晶水である豪州系鉱石と非微粘結炭を使用すると、石炭由来の揮発分による還元が鉱石の巨大比表面積に起因する低温での高い還元速度が認められ、初期結晶水量が多い鉱石ほど金属鉄が生成する温度が低温化した。また、この温度は鉱石粒径の減少と共に低温化する。その程度は南米系と豪州系で異なり、前者の方が顕著である。鉄鉱石の還元開始温度は低温から、非微粘結炭、木炭チャー、グラファイトの順となる。これは炭材からの還元ガス発生に対応して炭材内装コンポジットの還元が進行するためである。
3) 高圧条件下での還元実験装置設計
高圧下の還元実験および熱量測定、発生ガス分析が可能な装置の設計と作製準備を行った。
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