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本研究は鉱石中のりん酸化物を還元し、気体のりんとして除去できるかどうかを検討することを目的とした。
市販のFe_2O_3に同じく市販のP_2O_5を拡散させ試料とした。この粉末試料をCO-CO_2混合ガスで還元した。パラメータは酸素分圧(すなわちCO-CO_2の混合比)あるいは混合ガスの流量とした。試料をC粉末と混合させCOで還元することも試みた。1mass%のりん含有率の試料でも、約30%の脱りん率を達成できた。脱りん速度と時間の関係はりん濃度に対する見かけの一次反応として整理できた。ガスの総流量によってみかけの反応速度は変るので、反応の律速段階は試料表面付近に形成された還元ガス側の境膜内の気体りんの移動律速であることが推定された。みかけの反応速度定数の温度依存性はアレニウスの式で記述できた。
還元ガスの酸素ポテンシャルが酸化鉄から金属鉄を生成するような領域では、脱りんが進行しないことがわかった。還元後試料をX線分折したところりん化鉄が多量検出されたので、還元生成した気体りんが還元鉄に吸収されるため脱りん率が上がらないものと考えられる。
上記研究成果を製鋼スラグからの脱りんにも応用できるかどうかも確かめた。試料は実スラグではなくアルミナるつぼ中でCaO-SiO_2一Fe_2O_3-P_2O_5を溶融作成したものを凝固させた後粉末化したものを用いた。この実験でも酸化鉄から金属鉄を生成するような酸素ポテンシャル領域では脱りんしないことが明かとなった。
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