| 研究課題/領域番号 |
07555539
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐野 信雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50010749)
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| 研究分担者 |
森田 一樹 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00210170)
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| キーワード | スラグ処理 / マイクロ波加熱 / 誘電損失 / スラグ再利用 / 鉄資源回収 / 不純物固定化 / 炭素還元 |
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| 研究概要 |
昨年度は模擬転炉スラグのマイクロ波照射による加熱挙動を調べ、スラグ自身が加熱されることと、加熱挙動が鉄の価数すなわち析出結晶相の種類に大きく依存することを明らかにした。本年度は同スラグからの鉄の回収やりんの除去を念頭において、炭素共存下でのマイクロ波による加熱挙動を調べると共に、スラグ中の鉄やりんの挙動について検討を行った。
所定組成に秤量混合した45mass%CaO-35SiO_2-20Fe_2O_3スラグを予備溶融し、粉砕後同スラグ10gと種々の量のグラファイト粉末を石英坩堝に入れ1.6kW、2.45GHzのマイクロ波炉(電子レンジ)で加熱試験を行った。加熱中は二色赤外線放射温度計で試料温度を測定し1600℃以上で3分間加熱を行った。加熱試験後、試料を取り出しスラグ、生成したメタルの分析を行った。
マイクロ波の照射により約4〜6分で試料は1700℃に加熱され、炭素の含有量に伴い加熱速度は増加した。また、加熱試験中にスラグ中のFetOがグラファイトにより還元され、Fe-C合金相がスラグ下部に生成した。試料中FetOの還元に必要なC量に対するC添加量をC当量とすると、C当量の増加と共にスラグ中に残留するFe量は減少し、C当量が1.5以上ではスラグ中の残留Fe濃度は2mass%以下であり、金属Feの回収率も90%以上に達している。また、C当量1以上では50〜60%のりんがFe-C合金中に還元されて移行するが約20%は気相中に除去されたものと考えられる。従ってスラグ中には15〜20%程度のみのりんが残留した。
以上の結果により、炭素共存下での模擬転炉スラグのマイクロ波による加熱が確認され、鉄源の回収およびスラグ中からのりんの除去の可能性が示された。
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