(General session) High-temperature materials processing

[3508-13-02] Evaluation of chalcopyrite ignition and combustion in a reaction area heated by thermal radiation under different temperature conditions

○Nobuyasu Nishioka¹, Mihiro Kawasaki^1,2, Uno Kyosuke¹, Hiromichi Takebe¹ (1. Ehime University, 2. JX Advanced Metals Corporation)

司会：大石 哲雄（産業技術総合研究所）

Keywords:Copper smelting, Chalcopyrite, Thermal radiation, Ignition and combustion

銅需要の拡大や銅精鉱の低品位化を背景として，高効率な銅製錬の実現が求められている。我々は，溶錬工程で広く使用されている自溶炉に着目し，精鉱バーナーにおける予熱ガス吹き付けでの高速反応を実験室レベルで実現するドロップ炉を開発している。これまでに，コイル状ヒーターを利用して反応場を410–460℃程度に加熱することで，熱放射による加熱が反応率向上に有効であることを報告している。
　本稿では，空間場の温度を系統的に変化させて，カルコパイライト (CuFeS₂) 粉末試料の着火・燃焼反応に熱放射が及ぼす効果の評価を目的とした。縦型電気炉内部にアルミナ管を設置して，空間場の最高温度が
600–1000℃となるように加熱した。ドロップ炉の上部から常温の酸素と粉末試料をアルミナ管内部に流入して，着火・燃焼させた。アルミナ管内部に銅管を設置し，着火・燃焼反応により弾けた反応溶融粒子が付着した位置を確認して，反応が起きた位置を推定した。着火・燃焼反応後に試料を急冷し，SEM-EDSで研磨面の微細構造を観察した。空間場の温度上昇に伴い，着火位置が上昇し，溶融粒子が粗大化することが明らかになった。