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公開番号2025148004
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024048562
出願日2024-03-25
発明の名称可燃性粉末の反応挙動評価方法及び反応挙動評価装置
出願人住友金属鉱山株式会社,国立大学法人東北大学
代理人個人,個人
主分類C22B 15/00 20060101AFI20250930BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】可燃性粉末の燃焼挙動を直接観察することができる可燃性粉末の反応挙動評価方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る可燃性粉末の反応挙動評価方法は、石英管内で可燃性粉末を含む原料を反応用気体に接触させて燃焼する可燃性粉末の燃焼方法であって、前記可燃性粉末を充填した毛細管を超音波振動させて、前記毛細管の下方に設置された石英管に前記可燃性粉末を供給する工程を含む。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
石英管内で可燃性粉末を含む原料を反応用気体に接触させて燃焼する可燃性粉末の燃焼方法であって、
前記可燃性粉末を充填した毛細管を超音波振動させて、前記毛細管の下方に設置された石英管に前記可燃性粉末を供給する工程
を含むことを特徴とする可燃性粉末の反応挙動評価方法。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記石英管内に供給された前記可燃性粉末に前記反応用気体を供給して、前記可燃性粉末を燃焼させる工程を含む請求項１に記載の可燃性粉末の反応挙動評価方法。
【請求項３】
前記毛細管の内径が、０．１８ｍｍ以上０．５８ｍｍ未満である請求項１又は２に記載の可燃性粉末の反応挙動評価方法。
【請求項４】
前記可燃性粉末の平均粒子径が、２０μｍ以上１４９μｍ以下である請求項１又は２に記載の可燃性粉末の反応挙動評価方法。
【請求項５】
可燃性粉末が充填される毛細管と、
前記毛細管を超音波振動させる超音波振動子と、
前記毛細管の下方に設置された石英管と、
前記石英管内に反応用気体を供給するガス供給部と、
を有することを特徴とする可燃性粉末の反応挙動評価装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性粉末の反応挙動評価方法及び反応挙動評価装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
硫化銅精鉱（銅精鉱）は、粒子径が１μｍ～３００μｍの粉状の固体硫化物等であり、例えば、製錬炉の一つである自熔製錬炉（以下、自熔炉）に製錬原料として供給される。
【０００３】
自熔炉内では、銅精鉱を補助燃料の燃焼熱及び炉壁からの輻射熱によって加熱し、酸素富化空気によって酸化させる。銅精鉱に含まれる硫黄の一部は、燃焼させることによりＳＯ
２
ガスとして気相中に分離し、銅精鉱に含まれる鉄の一部は鉄系酸化物としてスラグ中に分離することによって、銅品位を高めたマットが生成される。
【０００４】
銅精鉱の組成は、銅鉱石の産地によって大きく異なり、また銅精鉱の燃焼挙動は、その組成によって大きく異なることが知られている。ここで燃焼挙動とは、例えば、反応速度や発熱量、燃焼反応後の生成相、気相中火炎の形成状況、生成液滴の分散状況などである。
【０００５】
そして、組成が異なる銅精鉱の燃焼挙動の違いは、自熔炉内での着火性や温度分布に大きく影響すると考えられるため、自熔炉に供給する前に銅精鉱の燃焼挙動を把握することは、操業管理や炉体保護の観点において極めて重要である。
【０００６】
従来、層流管状炉（ＤｒｏｐＴｕｂｅＦｕｒｎａｃｅ、ＤＴＦ）を用いた微粉末の反応性評価がなされてきた（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。層流管状炉では、炉内温度を一定にコントロールした管状の竪型炉内に粉末サンプルを反応用ガスと共に定量供給し反応させる。反応後のサンプルを回収し、ＳＥＭ－ＥＤＳやＥＰＭＡ測定によって反応率や生成物相を評価する。炉内温度や反応領域長さを変化させることによって粉末サンプルの反応量を変化させ、反応速度を評価することも可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
小林俊裕，成瀬一郎，義家亮，植木保昭，田谷幸洋，＆一柳太郎．石炭ガス化ガス中に含まれるセレン化合物の挙動評価．化学工学会研究発表講演要旨集，２００９，８９２．
二宮善彦，王群英，徐書音，水野勝治，＆粟谷功．４６石炭燃焼からのＰＭ２．５の低減に及ぼす添加剤の効果（灰・微量金属（２））．石炭科学会議発表論文集第４５回石炭科学会議，一般社団法人日本エネルギー学会，２００８，ｐｐ．９２－９３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら従来の層流管状炉を用いた反応性評価方法は、炉体が金属又はセラミックスで構成され、かつ熱源や断熱材で覆われているため、炉内での粉末の反応挙動を外部から観察することが出来なかった。このため、高速反応し、かつ組成によって火炎の形成挙動や液滴の分散挙動が大きく異なる銅精鉱の反応挙動を詳細に把握できないという問題があった。
【０００９】
本発明の一態様は、可燃性粉末の燃焼挙動を直接観察することができる可燃性粉末の反応挙動評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る可燃性粉末の反応挙動評価方法の一態様は、
石英管内で可燃性粉末を含む原料を反応用気体に接触させて燃焼する可燃性粉末の燃焼方法であって、
前記可燃性粉末を充填した毛細管を超音波振動させて、前記毛細管の下方に設置された石英管に前記可燃性粉末を供給する工程
を含む可燃性粉末の反応挙動評価方法である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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