竪型流動法による溶融スラグおよび焼却灰中の重金属成分の蒸気圧測定

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650798
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 日野 光久 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (40005335)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 板垣 乙未生 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80006048)
• Keywords: スラグ / 償却灰 / 溶融飛灰 / 重金属 / 蒸気圧 / 揮発挙動 / 竪型流動法 / 活量係数

Research Abstract

スラグや溶融飛灰中の鉛,ヒ素,アンチモンなどの重金属成分の蒸気圧とスラグ中濃度,酸素分圧などとの関係やハロゲン添加による蒸気圧の影響などを1573-1673Kの温度で測定し,これらの重金属成分の揮発による除去限界や溶融飛灰の発生機構などを明らかにすることを本研究の目的としている。
本年度は、スラグなどの高温酸化物共融体の平衡蒸気圧測定に適した竪型流動法装置の開発を試みた。その結果,試料浴の温度均一性を高めること,揮発ガスの凝縮捕集を完全にするためにコンデンサを改良することなどにより,精度の良い蒸気圧測定が可能となる装置の開発に成功した。
ついで,異なる塩基度を有する3種類の溶融CaO-SiO_2-FeO_<1.5>系スラグ中のアンチモンおよびヒ素の蒸気圧を1573Kの温度で測定した。その結果,流動ガスの単位容量当たりの揮発容量で定義される揮発率は,アンチモン,ヒ素いずれの場合も,スラグの塩基度の減少とともに増大した、またスラグ中のアンチモンおよびヒ素は,それぞれ,Sb_4O_6およびAs_4O_6の形で揮発することが実験結果の熱力学的解析から窺われた。さらに,測定蒸気圧から導出されたスラグ中の5価酸化物Sb_<2.5>,AsO_<2.5>のラウール基準の活量係数は,スラグの塩基度の増加とともに減少した。

Research Products

• [Publications] Dexter G.Mendoza: "Volatility and Vapor Pressure Measurements of Antimony and Arsenic Components in CaO-Si_2-Fe_1.5 Slags at 1573K by Transpiration Method"資源と素材. 117巻・11号. 901-906 (2001)
• [Publications] Dexter G.Mendoza: "Phase Relations and Activity of Arsenic in Cu-Fe-S-As Sytem at 1473K"Materials Transactions, JIM. 42巻・11号. 2427-2433 (2001)