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[3K0301-07-07]High-speed imaging of initial ignition reaction of CuFeS2 and silica stone in a drop tube furnace
○Nobuyasu Nishioka1, Yuto Chimori1, Mihiro Kawasaki2, Hiromichi Takebe1 (1. Ehime University, 2. Ehime University (present: JX Advanced Metals Corporation))
Chairperson: 上村 源（東北大学）
Keywords:
Copper,Flash smelting,Concentrate burner,Ignition,High-speed imaging
マット溶錬工程で用いられる自溶炉は，炉頂部の精鉱バーナーから粉体状の銅精鉱および溶剤，予熱酸素富化ガスをシャフト内に吹き込み，原料の着火・燃焼を伴う酸化溶錬を行う。1 s未満の高速度で進行する反応であり，瞬間的な酸化反応プロセスの理解が必要である。我々はこれまでに，精鉱バーナーを模したドロップ炉を作製し，予熱酸素ガス吹き付けによる粉体原料の高速反応を再現した。銅精鉱の主成分であるCuFeS2は，着火・燃焼により300 ms以下で約2000 ˚C程度の溶融粒子を形成し，球形状を保つ粒子と内圧により飛散する粒子が存在していた。本稿では，CuFeS2及び珪石を混合した粉体試料における着火の初期反応を理解することを目的とした。着火の初期反応を観察するために，ドロップ炉の機構を改良した。高速度カメラにより，粉体試料が溶融粒子に変化する様子を観察した。二色温度イメージング法を用いて溶融粒子の温度分布を取得した。落下に伴い，粉体試料の表面が微小な溶融体に変化し，未溶融部を融かしながら粗大な溶融粒子を形成し，溶融粒子内に1600℃の低温領域と1900 ˚Cの高温領域が共存することが明らかになった。