Copper losses in copper smelting slags

[2407-11-05] Direct Observation and Analysis of Oxidation Reaction of Copper Concentrate by Hot-thermocouple Method

○Hiromichi Takebe¹, Yusuke Takahashi¹ (1. Ehime University)

Chairman: Etsuro Shibata (Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University)

Keywords:Copper smelting, Copper concentrate, Oxidation reaction, in situ observation

銅スラグロスの発生要因を理解するための一助として、ホットサーモカップル法を用いて銅精鉱の酸化反応過程の直接観察を試みた。Pt13%Rh/Pt熱電対上に担持した少量の銅精鉱と珪砂の混合物に対し、Ar中で空気及び酸素ガスを吹き付けながら~1200℃まで約2s、~1250℃まで約3sにて急速加熱を行った。酸化性ガスは昇温前と昇温開始直後の短時間のみ注射針を用いて吹き付けた。1250℃で約20s保持下後、室温まで試料を急冷し、硫化物マット及び酸化物スラグ融体の溶融・分離・移動過程について観察した。~1200℃まで約2sで加熱した後、直ちに室温まで急冷した試料については、酸素吹き付け後の急速昇温過程での酸化反応過程を調査した。
　実験に用いた銅精鉱の主な結晶相はカルコパイライト (CuFeS₂)であり、この精鉱には~3.7 mass%の不純物SiO₂が含まれている。この銅精鉱に珪砂を種々の量混合し、混合試料の特徴付けとしてFe/SiO₂ (mass ratio)をパラメータに用いた。熱処理を施した後、急冷した試料はSEM-EDSを用いて研磨面の微細構造を観察した。評価項目は酸化物スラグ及び硫化物マット部の組成、未溶解脈石粒子の有無及びマグネタイト形成の有無である。得られた結果をCu-Fe-O-S-SiO₂ポテンシャル図 (Yazawa diagram)を用いて整理を行った。