| 研究課題/領域番号 |
21360367
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
北村 信也 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80400422)
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| 研究分担者 |
柴田 浩幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (50250824)
丸岡 伸洋 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40431473)
山口 勉功 岩手大学, 工学部, 教授 (70220259)
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| キーワード | 製鋼スラグ / マンガン / 硫化 / 燐 / リサイクル / フェロマンガン |
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| 研究概要 |
マンガンは鋼材特性に欠かせない元素で、国家備蓄元素にも指定されている戦略物質であるが、一旦、鉄鋼材料に添加されるとリサイクルされることはなく、将来の資源確保に向けた戦略もない。製鋼スラグにはマンガンが含まれるが、それを単純還元すると不純物である燐も還元され鉄鋼添加用フェロマンガンとしての価値は低い。本研究は、非鉄製錬でマットと称される溶融硫化物相を生成させる事で不純物である燐をマンガンから完全に分離し、かつMn/Feの品位を高め、スラグに含まれるマンガンをフェロマンガンとして再利用する事を目標とする。本年度はFeS-MnS系硫化物と酸化物液相間における平衡実験を行い、Fe,Mn,Pの分配挙動を調査した。実験は、FeO-MnO-SiO_2-MgO-P_2O_5系スラグ5gと、FeS-MnS系マット5gをMgO坩堝内、CO/CO_2/SO_2雰囲気、1673Kで24h保持後、Heガスを吹き付け急冷した。実験後のマットとスラグは上下2層に分離された。実験条件は、logP_<O2>=-9.8～-8.3、logP_<S2>=-2.1～-1.1の範囲で気相条件を変化させた。その結果、いずれの条件においても燐はマットに分配せず、硫化により燐を完全に分離できることを確認した。しかし、Mnの分配比(マット中濃度とスラグ中濃度の比)は高硫黄分圧ほど高くなるものの、いずれの条件でもFeの分配比より低く、Mnはマットに濃化できなかった。さらに、スラグにCaOを入れた場合には、マットとスラグの分離性が悪く、両相が混在したままであった。
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