高温水熱処理による冶金用炭材の製造に関する基礎研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650536
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 徳田 昌則 東北大学, 選鉱製錬研究所, 教授 (30006027)
• Keywords: 石炭 / クリ-ンエネルギ- / 脱灰分 / アルカリ水熱反応 / 脱燐 / 溶解度

Research Abstract

石炭は冶金プロセスにおける重要なエネルギ-源であるがその利用にあたっては、一般の燃焼用とは異なり、種々の特性が考慮されなければならない。とくに、灰分含有量と組成はプロセスの熱収支に影響を及ぼすだけでなく、製品中の不純物源としてプロセス構成を大きく左右する。
このため素材の高純化への要求が高まるにつれ、低灰分、低不純物濃度の冶金用炭材の必要性が高まっている。
本研究では、揮発分や灰分の高い安価な一般炭を対象に、熱水や超臨界水を用いて灰分の抽出除去、揮発分成分の調整を行い、プロセスの目的に応じた冶金用炭材とするための基礎研究を目的としている。
本年度は、まず水の温度、圧力、添加成分(主としてNa_2OとCaO)濃度が不純物成分(主にSiO_2,Al_2O_3,S,P_2O_5など)の溶解挙動に及ぼす影響を系統的に調べている。
ブラジルの劣質炭を対象に、可燃分を燃焼除去した灰分について、NaOH水溶液中での溶解挙動を確認した。アルカリ添加成分の少ない場合には、SiO_2を除いて溶解度は小さく、石炭中の灰分はほとんど溶液中に溶出しない。不純物の中でもとくに重要な燐酸は、灰分中で燐酸カルシウムとして存在している場合には極めて安定であり、溶解度は高くても分解をしないため、溶出は困難である。モナザイトやゼノタイムの例のように、同タイプの燐酸塩でも、分解溶出挙動が大幅に異なる点からみても燐酸塩の抽出には、存在状態の把握が極めて重要と思われる。