Fe-Ag系の2液相分離を利用した溶鉄中トランプエレメントの酸化除去

点击翻译按钮获取中文摘要

日本国内において老廃鉄スクラップ発生量は年々増大している。この鉄スクラップを使用して製鉄することにより、炭酸ガス排出量を削減し、環境負荷を小さくできるため、鉄スクラップの積極的なリサイクルは重要である。しかしながら、鉄スクラップ中にはトランプエレメントと称される除去困難な元素(Cu,Snなど)が混入し、これらの元素が鋼材の特性、製造工程に悪影響を及ぼすため、トランプエレメントを多く含む鉄スクラップの用途は限られている。従って、鉄スクラップの用途拡大のために、トランプエレメント除去技術の確立が重要である。報告者は一般の酸化精錬で除去困難なCuを貴金属であるAg相中に分配させ、Ag相を酸化することでCuを連続的に除去する方法に着目した。本研究では、酸化銅の活量を下げることでFe中Cu濃度をさらに低減できる可能性に着目し、酸化銅の活量低下に有効なフラックスの設計を研究目的とした。また、最適な条件でCuを除去するためには供給酸素の挙動を明らかにする必要がある。本年度は溶鉄中Cuの高度除去を目的とし、Agを介した炭素飽和溶鉄中Cuの酸化除去メカニズムの解明と、B_<2>O_<3>系フラックス中酸化銅の活量係数の測定、ならびAgを介した炭素飽和溶鉄中CuのB_<2>O_<3>系フラックス中への酸化除去実験を行った。その結果、B_<2>O_<3>系フラックスは酸化銅の活量を低減するCu吸収能の高いフラックスであることが明らかとなり、Agを介することで溶鉄中CuをB_<2>O_<3>系フラックスに酸化除去できることを示した。また供給酸素がAg中に溶解し、Fe相を酸化するため、本手法を実施する場合Ag中への供給酸素量を厳密に制御する必要がある。以上のように、本年度はB_<2>O_<3>系フラックスが溶鉄中Cuの酸化除去に適していることを実験により熱力学的に示し、本研究における脱Cuのメカニズムを明らかにした。