| 研究概要 |
61年度において, 粒子径105〜250μmの黄銅鉱粒子を高さ2mの縦型反応管内にO_2-N_2混合ガス流とともに落下させ, 反応の進行について検討した結果, 反応管温度が800K以上では, O_2-N_2混合ガスの酸素分圧が20kPa以上であれば粒子の酸化反応は著しく速く, 反応時間0.8秒以内でその反応熱によって粒子の溶融がすでに起ることが明らかになった.
固体の銅精鉱粒子の酸化反応過程については従来比較的情報が得られている. しかし, 粒子は融解後も酸化反応が進行するので, 62年度においては, 内径3mm, 高さ25mmアルミナ管に80mgの銅マットを入れ, 1503および1533Kで溶融し, その酸化反応の速度がガス拡散律速となる程度に速い反応の進行について検討を加えた. Cu-Fe-S3元系融体の酸化では, まずFeS成分が酸化されFeOを生成し, その後金属Cuが生成する. この段階までは通常のマット吹錬の反応と同様であるが, その後Fe_3O_4, CuFeO_2およびCu_2Oの生成が認められ, これらの生成速度もアルミナ管上端から試料表面までのガス拡散によって律速された. CuOおよびFe_2O_3の生成はガス拡散律速より遅いことが明らかになった. これらのことから, 自溶炉の反応解析を目的とする本研究では, 反応管内を落下する粒子の溶融後の反応として, Fe_3O_4, CuFeO_2, Cu_2Oの生成までを考慮に入れればよいことが明らかになった. この結果はMetall.TransactionsBに発表した.
一方, 縦型反応管を用いる落下粒子の反応の進行に関する実験では, 61年度は反応管下端で粒子をサンプリングした. ところが, 高さ2mの反応管内で粒子の反応は十分に進行し溶融に至るので, 粒子が反応管内を落下する途上における反応の進行をさらに詳細に検討するため, 反応管の高さ方向3箇所に側管を設け, 水冷式サンプラーを用いて粒子をサンプリングして検討しており, 成果をあげつつある.
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