高温素材プロセッシング

[2K0201-09-07] 着目物質内部の分布を考慮した熱力学平衡計算

○後藤 優子¹、内藤 大志¹、高橋 純一¹ (1. 住友金属鉱山株式会社)

司会：松浦宏行（東京大学）

キーワード：シミュレーション、熱力学平衡計算、分布

シミュレーション技術の活用は設備内現象の可視化や操業改善に有効であり、近年、住友金属鉱山㈱では、乾式製錬に関するプロセス的検討に用いられる熱力学平衡計算の結果を3次元熱流体解析と連携させる等、熱力学平衡計算技術をベースとして、高温プロセスにおける炉内現象の高度な計算モデルの構築にも取り組んでいる。
　一般的に乾式製錬プロセスにおいては、拡散現象が重要となることが多い。例えば、溶体層が酸素を含むガスと接触する場合、溶体厚み方向でpO2に分布が生じることが予想され、その結果、厚み方向各位置での組成が変化し生産性に影響する。他の例としては、ペレット状物質の雰囲気ガスとの反応を考える場合、ペレット内部へのガスの拡散現象を考慮しなければ、ペレット表面と内部で異なる平衡状態となるような現象の反応挙動を正しく表現できない。
　本報告では、層または粒子内の拡散現象、すなわち物質内の濃度分布を考慮した熱力学平衡計算の技術構築に向けた第1ステップとして、ペレット状原料を用いた小型基礎試験を対象とし、ペレット表面および内部での反応挙動の違いを表現した計算モデルの一例について紹介する。