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。

这项研究研究了蒸气相条件，温度依赖性和炉渣组成对MAT和炉渣之间Mn和Fe的分布行为的影响，并阐明了在钢炉中包含的有价值的金属回收过程中增加锰的恢复速率的条件。此外，建立了通过热力学数据和竞争性反应模型，建立了钢炉中包含的有价值金属回收过程的反应速率模型。在今年上半年，我们基于热力学数据开发了一个竞争性响应模型。从模型计算结果中，垫中包含的CAS越多，在钢渣的硫化阶段，MAT的锰产量越多。此外，MAT的氧化阶段的计算结果表明，添加氧化炉渣的碱性越低，氧化炉渣中的Mn/Fe比（锰浓度比）越高。此外，发现当MAT在多个阶段氧化时，锰的浓度可以增加，而锰浓度率提高。锰的产量约为80％，锰浓度约为70％或更多。在下半年，基于模型计算结果研究了MAT和SLUG之间的反应速率。首先，对合成钢炉灶进行了硫化实验，并检查了垫子和炉渣相对于反应时间的变化，发现趋势与计算结果几乎相同。此外，MAT中的P大约为0.1％或更少，这是由悬浮的炉渣颗粒引起的。在MAT的氧化阶段，使用炉灶中的FEO作为氧化源进行了反应实验，并通过实验证明了允许MAT中的CAS和MNS将CAS和MNs浓缩为氧化物中的计算结果。该模型是开发从钢矿石中回收锰的过程中的非常重要的数据，可以很好地应用于铜炼油和低质量的锰矿石。除了锰外，还有铬制造矿石中的铬和其他物质，该模型是对未来铬恢复的有用研究。

项目成果

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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