プロセス・素材分野ショート講演1

[2K0501-14-03] Magnetite formation of copper slag and suppression of heavy metals elution in water-quenching

○Chika Onishi¹, Hiromichi Takebe¹ (1. Ehime University)

Keywords:Copper slag, Water-quenching, Crystallization, Elution, Heavy metal

乾式銅製錬で発生する銅スラグは水冷により水砕固化され、セメント原料やコンクリート骨材等に有効利用されている。スラグ発生量の増加に伴い利用方法の拡大が求められているが、重金属 (As, Pb)の1N HClに対する溶出性が課題となっている。過去には銅スラグを徐冷してファイアライト (Fe₂SiO₄)及びマグネタイト (Fe₃O₄)の結晶相を形成することによる重金属溶出抑制効果が報告されている。しかし、徐冷したスラグは形状が大きく、利用しやすい粒状にするには設備改善が必要であるといった課題が残る。
本研究では、水冷において重金属溶出量を抑制した粒状の結晶化銅スラグを作製することを目的とし、徐冷したスラグで見られたマグネタイトの形成に着目した。銅スラグにマグネタイト形成の核としてマグネタイト試薬、及び熱処理によりマグネタイトを析出させた銅スラグ粉末を添加した。作製したスラグについて、XRD分析からファイアライトとマグネタイトの結晶相が形成されたことを確認した。重金属の溶出性は環境省告示19号に基づいた含有量試験により評価し、微細構造の変化をSEM-EDSを用いた組成分析により調査した。これらの結果から、微細構造の変化と重金属の溶出性の関係について考察した。