(Poster session/Short oral-presentation) High-temperature materials processing

[2607-23-02] Study of sulfidation behavior and kinetics of metallic Copper at 1273K

○Mirai Ishikawa^{1[Master’s course]}, Takashi Murata¹, Katsunori Yamaguchi¹ (1. Waseda university)

Chairperson：岸本 章宏 （京都大学）

Keywords:Copper recycling, Matte smelting, Copper sulfide, Sulfurization rate

近年，金属銅を含む二次原料が自溶炉などのマット熔錬で処理されている。金属Cuの硫化によるマット化としては，溶融しているCu₂S-FeS系マットと金属銅の反応と，気相中のS₂やSO₂ガスによる反応が考えられる。
本研究では，マット熔錬炉の気相と金属銅の反応による銅の硫化の基礎として，1273K，pSO₂= 0.4，logpS₂ =-1.0，logpO₂= -10.9の条件における金属銅の硫化挙動を調べた。実験は球状の金属銅の直径と保持時間を変数とし，1273Kで固体の金属銅球とSO₂-CO-CO₂混合ガスを反応させた。実験後の生成物をSEM-EDSとXRDにより同定するとともに，実験前後の試料の質量変化よりCu₂Sの生成量を決定した。
実験後の試料の観察より，反応初期に金属銅の表面にCu₂Sを形成した後，表面のCu₂S を基点としてデンドライト状にCu₂Sが成長することが分かった。また反応時間の経過に伴い，金属銅表面に形成されたCu₂Sの形状を保ちながら金属銅が消費されるため，試料の空洞化が観察された。さらに，生成されたCu₂S量に基づき本実験条件におけるCu₂Sの反応速度を求めた。