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2011 年度 実績報告書

鉄鋼添加元素リサイクルシステムの基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 21360367
研究機関東北大学

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)

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)
キーワード製鋼スラグ / マンガン / 燐 / リサイクル
研究概要

1.製鋼スラグとFeS-MnSマット間の平衡関係の研究:FeS-MnS-CaS系硫化物とCaO-SiO_2-FeO-MnO-MgO-P_2O_5系スラグ間の平衡分配を1673Kで調べた。スラグ5g、硫化物5gをMgO坩堝内、CO/CO_2/SO_2雰囲気中、1673Kで24時間保持後、急冷した。本研究では、Fe-O-S系及びMn-O-S系の酸素-硫黄ポテンシャルの関係を参考にし、logPo_2=-13及び-10、logPs_2=-6~-1.9の範囲で平衡実験を行った。また、CaOの添加量が異なる4種類のスラグ組成(CaO/SiO_2=0,0.5,1.0,1.5)を用いてスラグ塩基度の影響を調べた。得られたスラグとマット中の各組成はICP,EPMAで,酸素及び硫黄分析は赤外吸収法で評価した。スラグ塩基度(CaO+MgO/SiO_2)が高いほど分配率が大きくなる傾向が確認された。また、この分配率は溶融スラグからマットへのマンガン回収率を意味し、実際の製鋼スラグではスラグ塩基度がより高いため、マンガンの回収率が高くなると予測される。一方、マット中のMn/Feの濃度比については、スラグ塩基度の増加とともにMn/Feの濃度比が高くなる傾向にあるが顕著ではないことが分かった。さらに温度の影響についても調査し、温度が高い方がMnがマットに濃化しやすい傾向があることが分かった。また、銀浴を用いた平衡実験からスラグ中のMnOおよびFeOの活量測定を行い、スラグとマット間のMn、Feの分配の反応について、熱力学的な検討を行った。
2.C_2S-C_3P固溶体組成と水溶性の関係(水溶液への溶解度測定):工業的に利用される組成に近いスラグ中のC_2SとC_3Pの水溶液に対する溶解度を測定し、燐の分離回収について検討した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Novel process for recycling valuable elements from steelmaking slag2011

    • 著者名/発表者名
      S.Kitamura, H, Shibata, S-J Kim, T, Teradoko, N.Maruoka, K.Yamagichi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2nd International Slag Valorization Symposium

      ページ: 329-340

  • [雑誌論文] Influence of Partial Pressure of Sulfur and Oxygen on Distribution of Fe and Mn between Liquid Fe-Mn Oxysulfide and Molten Slag

    • 著者名/発表者名
      S-J Kim, H.Shibata, J.Takekawa, S.Kitamura, K.Yamagichi, Y-B Kang
    • 雑誌名

      Metallurgical and Materials Transactions B

      巻: (未定)(accepted)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strategy to Recover Valuable Elements from Steel Scrap and Steelmaking Slag

    • 著者名/発表者名
      S.Kitamura, H.Shibata, N.Maruoka, K.Yamagichi
    • 雑誌名

      Proceedings of Fray International Symposium

      巻: (未定)(to be published)

  • [雑誌論文] Recovery of Manganese From Steelmaking Slag

    • 著者名/発表者名
      S-J Kim, T, Hotta, H.Shibata, S.Kitamura, K.Yamagichi
    • 雑誌名

      Proceedings of Fray International Symposium

      巻: (未定)(to be published)

  • [学会発表] Fe-Mn-Ca系酸硫化物/スラグ間におけるMn,Feの平衡分配に及ぼすスラグ塩基度の影響2012

    • 著者名/発表者名
      金宣中、柴田浩幸、北村信也、山口勉功
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会163回春季講演大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2012-03-28
  • [学会発表] Recovery Of Manganese From Steelmaking Slag2011

    • 著者名/発表者名
      S-J Kim, T, Hotta, H.Shibata, S.Kitamura, K.Yamagichi
    • 学会等名
      Fray International Symposium
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      20111127-20111201
  • [学会発表] Strategy to Recover Valuable Elements from Steel Scrap and Steelmaking Slag2011

    • 著者名/発表者名
      S.Kitamura, H.Shibata, N.Maruoka, K.Yamagichi
    • 学会等名
      Fray International Symposium
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      20111127-20111201
  • [学会発表] Fe-Mn-O-S系融体/溶融スラグ間におけるMn,Feの平衡分配及びMnS,FeS活量の評価2011

    • 著者名/発表者名
      日本鉄鋼協会162回春季講演大会
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会162回春季講演大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2011-09-20

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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