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1)酸化亜鉛およびマグネシウムのアルミニウム熱還元実験を行った。
酸化亜鉛粉末またはマグネシア粉末およびアルミニウム粉末を化学量論比で混合し、等方静水圧プレスで圧密体(5mmφ×5mmL)を熱天秤を用いて加熱還元した。雰囲気はアルゴンとし、流量は150Ncm^3/minとした。
a)酸化亜鉛のアルミニウム熱還元
ZnOのAlによる還元の総括反応式は次式で表わされる。
3ZnO(s)+2A(l)=3Zn(g)+Al_2O_3(s)
亜鉛単体の蒸発実験の場合は、660℃以上で亜鉛の蒸発が開始するのに対して、酸化亜鉛のアルミニウム熱還元による亜鉛の蒸発は、850℃以上で起こることがわかった。
b)マグネシウムのアルミニウム熱還元
マグネシアの還元反応はスピネルを生成する反応過程となる。
4MgO(s)+2Al(l)=3Mg(g)+MgAl_2O_4(s)
3MgAl_2O_4(s)+2Al(l)=3Mg(g)+4Al_2O_3(s)
反応開始温度は1400Kで、Mg蒸気を生成することが分かった。
2)酸化亜鉛のアルミニウム熱還元により発生した金属蒸気の溶融アルミニウム中への吹込み実験を行った。
実験温度900℃、アルミナ製浸漬ランス内に酸化亜鉛-アルミニウムペレットを装入し、アルゴンキャリアガスとともに生成した亜鉛蒸気を溶融アルミニウム中に吹き込んだ。一時間後のペレットの質量減少量から計算したペレットの還元率は、14.7%であった。これは、実験開始実験に浸漬ランスをメタル中に浸漬するために、メタルの温度が約40℃低下したため、あまり高くならなかったと考えられる。
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