【若手・一般ポスター発表(ショート講演有)】プロセス・素材分野

[2K0409-18-05] （学生発表：修士課程） 1573KにおけるFeOx-SiO₂二元系の液相線に及ぼすCr₂O₃の影響

○中島 大¹、山口 勉功¹ (1. 早稲田大学)

司会：久保 裕也（福岡工業大学）

キーワード：乾式製錬、銅製錬、FeOx-SiO2-Cr2O3系スラグ、相図、スピネル

銅製錬において、二次原料であるプリント基板が処理されている。本研究では、プリント基板に用いられるFe-Cr系やFe-Ni-Cr系のステンレス鋼に含まれるCrに着目した。Crは銅製錬で高融点のスピネル固相を形成しFeO_x-SiO₂系スラグ中で固相として析出しやすいことが知られており、操業トラブルの原因となることが考えられる。

　本研究では銅マット溶錬で使用されるFeOx-SiO₂系スラグの液相線に対するCr₂O₃の影響を、1573 K、logpO₂=-8.5～-7.0の範囲で調査した。さらに、FeO_x-SiO₂-Cr₂O₃系の三元系状態図に対する酸素分圧の影響を明らかにした。

　実験の結果、FeOx-SiO₂スラグへのCr₂O₃の溶解度は、log??O₂= -8.5、-8.0で0.2 mass％程度、log??O₂= -7.0で0.1 mass％程度と小さく、スピネル固相を析出し易いことが分かった。また、酸素分圧の上昇に伴い、スピネル固溶体中のFeOxが増加する傾向があることが分かった。

　よって、実操業においてスラグへのスピネル固相の析出を抑制するためには、スラグ中のCr₂O₃の濃度を0.1mass％未満に下げることが重要である。さらに、マット製錬での酸素分圧を下げると、Cr₂O₃の溶解度を上げることができる。