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

[2409-23-14] [Student presentation: Master’s course] Evaluation of the relationship between the combustion behavior and chemical reactions of copper concentrates and silicates in drop furnace

○Mihiro Kawasaki¹, Nobuyasu Nishioka¹, Hiromichi Takebe¹ (1. Ehime University)

Chairperson: HiroyukiMatsuura（The University of Tokyo）

Keywords:Copper smelting, Copper concentrate, Combustion behavior, Chemical reaction, High-speed imaging

世界的な電気自動車の需要拡大により，銅需要は増加傾向にある。2000年以降世界的な銅精鉱低品位化の流れにおいて，乾式銅製錬で広く利用されている自熔炉法では銅精鉱の大量処理が求められている。そのため，従来よりも高効率な操業が必要であり，不均一且つ瞬間的に反応する銅精鉱の燃焼挙動の理解が必須である。
　先行研究では自熔炉法に着目し，精鉱バーナーにおける予熱ガス吹き付けでの着火反応をラボスケールで再現できるドロップ炉を開発した。また，高速度カメラで透明な石英管内部の銅精鉱と珪石の燃焼挙動を観察可能にしたが，未溶融粒子が多く残存し，反応率に課題が残った。そこで我々は，反応率向上を目的として石英管内壁に螺旋状の発熱体を設置した。
　本稿では，銅精鉱と珪石の燃焼挙動と化学反応の関連性評価を目的とした。まず，銅精鉱と珪石を予熱酸素ガスと共に石英管上部から吹き込み着火させ，瞬間的に燃焼させた。そして，高速度カメラで落下する銅精鉱と珪石の瞬間的な燃焼を観察し，反応物を水冷回収した。前述の工程を石英管高さ方向に対して複数回行い，高速撮像による燃焼挙動と， SEM-EDSによる反応物の組成分析結果より化学反応を考察した。