2015 Fiscal Year Annual Research Report
廃棄物溶融スラグへのCa, Al還元物の高温溶解／スラグ安定化ダイナミクスの解明
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25340069
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松田 仁樹 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80115633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
窪田 光宏 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60345931)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 溶融スラグ / カルシウム化合物 / 高温溶解 / 都市ごみ / 溶融処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は都市ごみ等の溶融処理過程で粘度調整剤に用いるCaO（CaCO3）あるいは脱硫過程で生成するCaSO4，CaS等のカルシウム化合物のSiO2-Al2O3-CaO系溶融スラグへの溶解挙動ならび溶解速度の定量的把握を目的としている．
本年度は，平成26年度までに得てきたSiO2-Al2O3-CaO，SiO2-Al2O3-CaO-MgO系溶融スラグへのCaO粒子の溶解挙動に関する知見に加えて，都市ごみ溶融スラグに比較的多く含まれる鉄分（5-10 wt%）がCaO粒子の溶解速度に及ぼす影響について検討を行った．具体的には，SiO2-Al2O3-CaO-FeOの四元系溶融スラグについて，FeO含有率，溶融温度をパラメータとしたCaO粒子の溶解実験を実施した．また，実際の溶融炉から排出された溶融スラグを用いた検討も併せて実施した．その結果，CaO 粒子の溶解速度はFeO含有率ならびに溶融温度の上昇に伴い向上し，その速度はMg 成分を含む場合よりも大きいことを明らかにした．さらに，実溶融スラグにおけるCaO粒子の溶解速度はスラグ中のFeO 含有率に大きく影響を受け，FeO含有率を考慮したCaOの溶解速度式の適用により，遊離CaOの安定化に要する時間の推測が可能であることを示した．
平成25～27年度の研究実施により，SiO2-Al2O3-CaO，SiO2-Al2O3-CaO-MgO，SiO2-Al2O3-CaO-FeO系の各溶融スラグについて，スラグ成分（塩基度，MgO，FeO含有率），溶解温度，CaO粒子径がCaO粒子の溶解速度に及ぼす影響を実験的に明らかにした．また，CaO粒子の溶解はスラグ側の境膜における物質移動律速を仮定した溶解速度式による整理が可能であることを示し，決定された溶解速度定数を用いた速度解析による遊離CaOの安定化時間の推算を可能とした．
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