(General session) High-temperature materials processing

[3208-12-04] [Student presentation: Master’s course]Effect of Basicity and Al₂O₃ content on activity coefficients of PbO and Fe_tO in Fe_tO-SiO₂-CaO Slag

○Mizuki Kato¹, Takayuki Iwama¹, Ryo Inoue¹, Shigeru Ueda¹, Hiromitsu Watanabe², Satoshi Nakagawara² (1. Tohoku University, 2. DOWA METALS & MINING CO., LTD.)

Chairman:Nobuyasu Nishioka (Ehime University), Hidehiro SEKIMOTO (Iwate University)

Keywords:PbO, copper slag, activity coefficient

非鉄金属リサイクルにおいて、高温プロセスではCuなどの有価元素を金属として、Feを酸化物として分離する。有価金属の一つであるPbは、還元を強化することでCuを主成分とするメタル相に多く含ませることができるが、その際にスラグ主成分であるFe_tOも還元されてFeがCu中に入り込む可能性がある。そのため、Fe_tOの還元を抑えてPbOのみを還元する最適なスラグ組成や酸素ポテンシャルなどの操業条件を知る必要がある。本研究では、Fe_tO-SiO₂-CaO-Al₂O₃-PbO系スラグ中のPbOおよびFe_tOの活量係数を1300℃について求めた。1300℃においてCO/CO₂により制御したP_O2下でFe_tO -SiO₂-CaO-Al₂O₃系スラグを溶融Pbおよび固体Feと平衡させた。用いた母スラグは(mass% FeO) = 50、塩基度((mass% CaO)/(mass% SiO₂)比) =0.45および1.1の2種類のFe_tO-SiO₂-CaO系であり、Al₂O₃濃度を16mass%まで変化させた。平衡後のスラグの化学分析値より、スラグ中のPbOおよびFe_tOの活量係数について塩基度およびAl₂O₃濃度依存性を求めた。その結果、塩基度の上昇に伴いPbOおよびFe_tOの活量係数が上昇することが分かった。また、塩基度に関わらずAl₂O₃の濃度が上昇すると8mass%付近まではスラグ中のPbO活量係数は上昇し、それ以上の濃度では減少することが分かった。一方、Fe_tO活量係数に対するAl₂O₃濃度の影響は小さかった。