銅熔錬スラグの硫化・還元による鉄資源としての活用

铜冶炼渣硫化还原作为铁资源利用

• 批准号: 15K18251
• 负责人: 金 宣中
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15K18251/
• 关键词: 銅熔錬スラグ; リサイクル; 乾式精錬; 三相平衡; 銅回収; 鉄資源確報

銅熔錬スラグ中には鉄が約40mass%も含まれるが、スラグ中のCu を分離する技術が確立されてないため、年間120 万トンもの鉄資源が放置されている。本研究では、銅熔錬スラグの硫化・還元処理を行い、スラグ-マット-メタルの三相共存を利用した新リサイクリングプロセスを提案する。今年度はその第一のステップとして硫黄分圧と酸素分圧を変化しながら雰囲気を調整し、Fe2S-Cu2S-Na2S系マットとメタル（ Cu ）間の平行分配比の調査した。その目的としては、マット中のCu2Sの活量係数を下げ、最終的にマットへCuを濃縮させることである。そのため、一定の温度でポテンシャル図を作成して 高い硫黄分圧や酸素分圧で雰囲気を調整し、またマットにはアルカリ系硫化物であるNa2Sを添加させた。 マット中にアルカリ系硫化物が含まれるとCu2Sの下がることが報告されているが、 銅熔錬スラグ中のCu濃度が1ｍass%程度であるため、Cu2Sが低濃度における熱力学データ調査する必要があった。マットにNa2Sを添加した結果、Naの蒸気圧が激しく相平衡に到達しないこととマット中にNaがほとんど検出されなかった。また、酸素分圧が高いためマットのFeSの酸化反応とMgO坩堝と反応が同時に起こり、FeO－MgOスラグが発生した。つまり、マットへCuを濃縮できる分圧条件ではスラグが発生され、かつ、三相平衡であることがわかった。今後、 三相平衡において、雰囲気およびマットやスラグの組成に調査する。特に、 Al2O3が高いスラグを調査し、電子スクラップのリサイクルために生じる非鉄精錬のスラグまで本研究結果の活用範囲を広げる。

铜冶炼矿渣包含大约40％的铁，但是由于没有建立任何技术将CU分开，因此每年放弃120万吨铁资源。在这项研究中，我们提出了一个新的回收过程，该过程使用slug-matte-metal slug的三相共存，通过进行硫化和还原处理。今年，第一步是通过改变硫和氧的压层来调节大气，并研究Fe2S-CU2S-NA2S基于FE2S-CU2S-NA2S的平行分布比（CU）。目的是降低MAT中Cu2的活性系数，并最终将Cu浓缩到MAT上。因此，在恒定温度下创建了电势图，并用硫和氧的高部分压力调节大气，并与碱性硫化物NA2一起添加垫子。据报道，当碱性硫化物包含在垫中时，CU2S会降低，但是由于铜冶炼矿渣中的Cu浓度约为1质量％％，因此有必要以低浓度的CU2S研究热力学数据。由于将Na2添加到MAT上，Na的蒸气压如此强，以至于未达到相位平衡，并且在MAT中几乎没有检测到Na。此外，由于氧的高部分压力，FES在MAT中的氧化反应同时发生，与MGO坩埚的反应同时发生，从而导致Feo-MgO炉渣。换句话说，发现在部分压力条件下产生炉渣，使Cu集中在垫子上，并且在三相平衡中。将来，将在三相平衡中研究垫子和炉渣的大气和组成。特别是，我们将研究具有高AL2O3的炉渣，并将这项研究的利用范围扩大到通过回收电子废料产生的有色矿石的范围。