(Special session) Physical properties related to nonferrous metal smelting and recovery and utilization of unused byproducts

[1601-05-01] Effect of Fe/SiO₂ mass ratio on the combustion behavior of copper concentrate

○Shota Miyake^{1[Master’s course]}, Yuko Goto^1,2, Shungo Natsui¹, Hiroshi Nogami¹ (1. Tohoku University, 2. Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.)

Chairperson：打越 雅仁（東北大学）

Keywords:Flash smelting, Copper concentrate, Combustion behavior, Fe/SiO2 ratio, In-situ observation

世界的に銅需要が拡大する中で、銅生産に広く使われる自溶炉の更なる効率向上が求められる。そのためには銅精鉱の低品位化・多様化による銅精鉱燃焼反応への影響を理解することが重要な役割を果たす。そこで本研究では試料中のFeとSiO₂の質量比 (Fe/SiO₂) が銅精鉱燃焼反応に及ぼす影響について評価した。懸垂燃焼法を採用し、試料の温度と外観の変化を同時に測定した。試薬としてCuFeS₂, FeS₂ およびSiO₂を用い、これらの混合比率を変化させることでCu含有量20%および25%の下でFe/SiO₂ [-]を1.0から10.0まで変化させた25mgの小型試料を作成した。この試料にR型熱電対を挿入することで試料を熱電対に固定させ、酸素濃度が80%で温度843Kの高温ガス中にて燃焼させた。この際、熱電対で温度変化を測定すると同時に高速度カメラで外観変化を測定した。高温ガスへの挿入後、試料の温度は上昇し数秒後に試料の局所的な溶融が始まった。そこから溶融部が拡大し、最終的には試料全体が液滴を放出しながら燃焼した。本研究の測定範囲内ではFe/SiO₂が2.0以上で上記の燃焼挙動となった。一方で、Fe/SiO₂が1.5および1.0の条件では、溶融部は試料全体には拡大せず、一部未溶融の部分が存在する燃焼挙動となった。