ネフェリン含有フッ素レススラグの熱力学

現在、環境保全の立場から各種産業においてはフッ素イオンの使用が大きく制限されている。ところが鉄鋼精錬プロセスでは溶銑および溶鋼の脱硫用フラックスにホタル石(CaF_2)が多量に使用されており、ホタル石の代替品が希求されている。本研究はホタル石の代替品としてネフェリン(ナトリウム-カリウムアルミノケイ酸塩の鉱物名)に注目し、ネフェリン-CaO擬2元系およびネフェリン-CaO-Al_2O_3擬3元系スラグの脱硫能を評価することを目的としている。この目的達成のため、上記スラグのサルファイドキャパシティを測定した。測定は、スラグ数グラムを密閉した高温炉内、白金皿上に溶解し、これを1450〜1550℃に加熱し、このスラグとAr-CO-CO_2-SO_2混合ガスとを平衡させ、スラグを急冷し、スラグ中のサルファー濃度を分析するものである。なおサルファイドキャパシティ-(Cs)は次式で定義される。Cs=(PO_2/PS_2)^<1/2>(%S)。この式中の(%S)はスラグ中サルファー濃度(重量%)、PO_2,PS_2は、ガス中のS_2,O_2は分圧である。上記実験温度において、スラグ相は均一液相あるいは固液2相共存となる。スラグ中のネフェリン含有量が増えるに従って、スラグは固液共存から均一液相へと変化する。均一液相領域では、ネフェリン含有量が増大すると供に、サルファイキャパシティーは低下し、ネフェリンはスラグの脱硫能力を低下させることがわかった。しかしながら、固液共存領域では、スラグ中ネフェリン含有量の上昇と供に、サルファイドキャパシティーが上昇することがわかった。また、固液共存領域ではサルファイドキャパシティーは、ホタル石含有スラグとほぼ同等の脱硫能を示す、すなわち、固液共存スラグを用いることにより、ネフェリンをホタル石の代替品として使用出来る可能性があることがわかった。

現在、環境保全の立場から各種産業においてはフッ素イオンの使用が大きく制限されている。ところが鉄鋼精錬プロセスでは溶銑および溶鋼の脱硫用フラックスにホタル石(CaF_2)が多量に使用されており、ホタル石の代替品が希求されている。本研究はホタル石の代替品としてネフェリン(ナトリウム-カリウムアルミノケイ酸塩の鉱物名)に注目し、ネフェリン-CaO擬2元系およびネフェリン-CaO-Al_2O_3擬3元系スラグの脱硫能を評価することを目的としている。この目的達成のため、上記スラグのサルファイドキャパシティを測定した。測定は、スラグ数グラムを密閉した高温炉内、白金皿上に溶解し、これを1450〜1550℃に加熱し、このスラグとAr-CO-CO_2-SO_2混合ガスとを平衡させ、スラグを急冷し、スラグ中のサルファー濃度を分析するものである。なおサルファイドキャパシティ-(Cs)は次式で定義される。Cs=(PO_2/PS_2)^<1/2>(%S)。この式中の(%S)はスラグ中サルファー濃度(重量%)、PO_2,PS_2は、ガス中のS_2,O_2は分圧である。上記実験温度において、スラグ相は均一液相あるいは固液2相共存となる。スラグ中のネフェリン含有量が増えるに従って、スラグは固液共存から均一液相へと変化する。均一液相領域では、ネフェリン含有量が増大すると供に、サルファイキャパシティーは低下し、ネフェリンはスラグの脱硫能力を低下させることがわかった。しかしながら、固液共存領域では、スラグ中ネフェリン含有量の上昇と供に、サルファイドキャパシティーが上昇することがわかった。また、固液共存領域ではサルファイドキャパシティーは、ホタル石含有スラグとほぼ同等の脱硫能を示す、すなわち、固液共存スラグを用いることにより、ネフェリンをホタル石の代替品として使用出来る可能性があることがわかった。