鉄鋼スラグに含まれる有価金属回収プロセスの開発

开发回收钢渣中所含有价金属的工艺

基本信息

批准号：
12J09272
负责人：
金宣中
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究はマットとスラグ間のMn及びFeの分配挙動に及ぼす気相条件、温度の依存性、スラグ組成の影響について調査し、鉄鋼スラグに含まれる有価金属回収プロセスのマンガンの回収率を高める条件を明らかにする。また、熱力学データや競合反応モデルを介して実機プロセスに応用するために、鉄鋼スラグに含まれる有価金属回収プロセスの反応速度モデルを確立させる。今年度の前半は熱力学データをベースにした競合反応モデルを開発した。モデルの計算結果から、マット中にCaSが多く含まれるほど、製鋼スラグの硫化段階でマットへのマンガン歩留まりが90%以上であった。また、マットの酸化段階の計算結果では、添加する酸化スラグの塩基度が低いほど、酸化スラグ中のMn/Fe比(マンガン濃縮率)が増加することが分かった。さらに、マットの酸化を多段階で行うと、マンガン濃縮率を高くしながら、マンガン回収率が増加できることが分かった。マンガン歩留まりはおよそ80%で、マンガン濃縮率はおよそ70%以上であった。後半期ではモデルの計算結果を元にして、実験でマットとスラグ間の反応速度を調べた。まず、合成製鋼スラグの硫化実験を行い、反応時間に対するマットとスラグの組成変化を調べたところ、計算結果とほぼ同様な傾向が見られた。また、マット中のPはほぼ0.1%以下であり、懸濁しているスラグ粒子が原因であった。マットの酸化段階では、スラグのFeOを酸化源として反応実験を行ったところ、マット中のCaSとMnSが酸化物としてスラグに濃縮できる計算結果を実験的に証明した。本モデルは製鋼スラグからマンガンを回収するプロセスを実機プロセスに発展させる上でも非常に重要なデータであり、銅精錬や低品質マンガン鉱石の精錬に対しても十分応用できる。また、製鋼スラグ中にはマンガン以外にクロムなどがあり、本モデルは今後のクロム回収についても有用な研究である。

本研究研究了气相条件、温度依赖性和炉渣成分对冰铜和炉渣之间Mn和Fe分布行为的影响，以及在回收钢渣中含有的有价金属的过程中提高锰回收率的条件。揭示。此外，我们将建立钢渣中有价金属回收过程的反应速率模型，并通过热力学数据和竞争反应模型将其应用于实际过程。今年上半年，我们开发了基于热力学数据的竞争反应模型。模型计算结果表明，冰铜中CaS含量越多，炼钢渣硫化阶段冰铜中锰的收率就越高，达到90%以上。另外，对冰铜氧化阶段的计算结果表明，加入的氧化渣碱度越低，氧化渣中的Mn/Fe比（锰浓度比）越大。此外，发现当分多阶段进行冰铜氧化时，可以在提高锰浓缩率的同时提高锰回收率。锰收率约为80%，锰富集率约为70%以上。项目后半期，根据模型计算结果，通过实验研究了垫与炉渣之间的反应速率。首先，对合成炼钢渣进行了硫化实验，研究了冰铜和炉渣的成分随反应时间的变化，观察到与计算结果几乎相同的趋势。此外，垫中的P含量约为0.1%或更低，这是由悬浮的炉渣颗粒引起的。在冰铜氧化阶段，我们以炉渣中的FeO为氧化源进行了反应实验，实验验证了冰铜中的CaS和MnS能够以氧化物的形式富集在炉渣中的计算结果。该模型对于将炼钢渣回收锰工艺发展为实际工艺是极其重要的数据，也可全面应用于铜精炼和低品位锰矿精炼。此外，炼钢渣中除锰外，还含有铬等物质，该模型对于今后铬回收的研究也有一定的参考价值。

项目成果

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专利数量（0）

Influence of Slag basicity on Distribution of Fe and Mn between Liquid Fe-Mn-Ca Oxysulfide and Molten Slag

炉渣碱度对液态Fe-Mn-Ca氧硫化物与熔渣中Fe、Mn分布的影响

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
ISIJ International
影响因子：
1.8
作者：
S-J. Kim;H. Shibata;J. Takekawa;S. Kitamura;K. Yamaguchi
通讯作者：
K. Yamaguchi

Extraction of dicalcium silicate and tricalcium phosphate

硅酸二钙和磷酸三钙的提取

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
CAMP-ISIJ
影响因子：
0
作者：
S. Kitamura;N. Maruoka;S-J. Kim;T. Teratoko and M. Numata
通讯作者：
T. Teratoko and M. Numata

Influence of Partial Pressure of Sulfur and Oxygen on Distribution of Fe and Mn between Liquid Fe-Mn Oxysulfide and Molten Slag

DOI：
10.1007/s11663-012-9684-9
发表时间：
2012-06
期刊：
Metallurgical and Materials Transactions B
影响因子：
0
作者：
Sun-joong Kim;H. Shibata;Junjiro Takekawa;S. Kitamura;K. Yamaguchi,;Youn‐Bae Kang
通讯作者：
Sun-joong Kim;H. Shibata;Junjiro Takekawa;S. Kitamura;K. Yamaguchi,;Youn‐Bae Kang

(CaO)-SiO_2-MgO-FeO-MnO-P_2O_5系スラグ/Fe-Mn-Ca系酸硫化物間におけるMnS,FeSの活量係数の評価

(CaO)-SiO_2-MgO-FeO-MnO-P_2O_5渣/Fe-Mn-Ca硫氧化物间MnS和FeS活度系数评价