日本製鉄スラグの理化学的研究と利用技術の紹介

　　鉄鋼スラグの物理化学的研究

　　脱リン反応を中心としたスラグの研究を紹介します。

　　スラグ発生量を削減するには、精製能力と効率を向上させ、石灰の利用効率を高める必要があります。そのためには、精製能力を確保しつつ、スラグ発生量を削減するスラグ設計とプロセス設計が必要となります。

　　脱リン反応では、リンはリン酸イオンの形で溶融スラグに入ります。スラグのリン吸収能力の指標として、リン酸塩容量（CPO3-4）が提案されています。運転条件に応じて、CPO3-4 を使用して脱リン反応を評価できます。

　　実際の操業においては、不均一な液相固体CaOおよびその固体化合物をフラックスとして液相スラグと共存させて精製する場合、スラグ中の固相の利用効率を向上させる必要がある。この固液相共存フラックス剤を「多相フラックス剤」と呼び、溶融スラグと共存する固相を精錬反応に有効利用することが検討されている。

　　実際の操業では、精製スラグは固液スラグの共存により精製されます。溶鉄の加工温度では、2CaO・SiO2～3CaO・P2O5が固溶体を形成します。リンを酸化物として固溶体に導入し、固相のCaOを有効利用することを検討してください。

　　早稲田大学の伊藤貴久教授は、混相スラグ脱リンの効果を予測した。溶鋼中のリン濃度が0.1%から0.01%に減少すると、溶鋼中のリンは完全にリン酸カルシウム化合物相に入り、原単位が大幅に削減できる。 CaOの。

　　固体のCaOをスラグに浸漬することによってCaOスラグ界面の反応機構を研究し、リン酸塩を含む固溶体の熱力学特性をさらに解明しました。

　　鉄鋼スラグの利用技術に関する研究

　　鉄スラグは、鉄鉱石と石炭を原料として使用する現代の製鉄プロセスの副産物です。そのため、鉄スラグを資源として活用し、新たな機能を付与する技術の開発が必要です。

　　鉄鋼スラグは、これまでセメント原料、コンクリート骨材、路盤材、港湾土木資材、肥料、土壌改良材等として広く利用されてきました。また、鉄鋼スラグのリサイクル材としての利用についても研究が進められています。東日本大震災で被災した沿岸部農村地域での取り組みが成果を上げている。近年、リンの資源としてのリサイクル利用について様々な研究が行われている。

　　鉄鋼スラグの利用技術開発については、国産鉄鋼研究プロジェクト「鉄鋼スラグの海洋分野における海洋環境浄化材としての利用技術の開発」において、海域における鉄鋼スラグの利用。有機酸や鉄イオンの不足により、この海域では砂漠化が進んでいます。河川と陸上森林から流れるフミン酸との反応により鉄キレートが生成され、これが海洋植物から鉄イオンを吸収します。鉄イオンの存在は重要な役割を果たします。そこで、鉄イオンの安定供給材として、スラグ、有機酸、浚渫土を用いて、港湾や海域における海洋環境浄化材として鉄鋼スラグの利用が検討された。

　　研究者らは、製鋼スラグから海水へのさまざまな元素の浸出挙動に及ぼす浸出条件の影響を調査し、海水中での製鋼スラグ元素の浸出挙動に及ぼす有機酸の影響、浚渫土の影響、スラグの炭酸化の影響、製鋼スラグの継続的な浸出挙動。