2016 Fiscal Year Annual Research Report
Novel recycling process of ferro-alloy using steelmaking slag
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26289278
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
北村 信也 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80400422)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高 旭 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80707670)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 製鋼スラグ / マンガン / リン / 硫化 / 浸出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、製鋼スラグからマンガンやクロムを燐と分離・抽出し高純度の鉄基合金（フェロアロイ）とすることを目的としている。その要素技術は、①スラグの硫化処理によるFeS-MnS-CaS系マット生成による燐の分離（乾式処理工程）と、②残渣スラグの浸出処理による燐の溶解・分離（湿式処理工程）である。
乾式工程については、前年度までに実験と反応モデルによる解析で、硫化工程、酸化工程とも多段製錬が必要で全体のMn歩留は45%、酸化スラグのMnとFeの比は0.46になるという結果を得た。
今年度は、湿式処理工程について集中的に実験を行った。まず、前年に引き続き、実際の製鋼スラグ（石灰資材として市販されている肥料）を用いた試験を行った。実験は常温 のイオン交換水へ製鋼スラグを投入し、浸出酸の添加・撹拌を繰り返し、溶出液の pH を3又は5に コントロールした。浸出酸はクエン酸又は硝酸を用いた。その結果、クエン酸を用いてpHを3とした場合、スラグ全体に含まれるPの61%が溶出した。これを2CaO・SiO2-3CaO・P2O5固溶体からの溶出率に換算すると89%であった。しかし、マトリックス相の溶出率も25%あり選択溶出とは言えなかった。一方、硝酸でpHを3に制御した場合は、スラグ全体に含まれるPの6%しか溶出しなかった。さらに選択溶解率を上げるため、マトリックス相を構成する各種鉱物相を実験室で合成し溶出試験を行った。その結果、ガラス相に比べて、MgO-Fe2O3相やCaO-FeO相の溶出は極めて小さい事がわかった。そこで、製鋼スラグと同じ組成（酸化鉄はFe2O3で混合）の酸化物を試薬で合成し、溶解後に、ガラス相を出さないように徐冷したものを、クエン酸を用いてpHを3の制御した条件で溶出試験に供した。その結果、スラグ全体に含まれるPの99％が溶出し、Feはほとんど溶出しなかった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
