JPH02277709A

JPH02277709A - 溶銑予備処理スラグからの燐酸質肥料用原料回収法

Info

Publication number: JPH02277709A
Application number: JP9763189A
Authority: JP
Inventors: Masato Mizufuji; 水藤　政人; Michio Sato; 道夫佐藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1990-11-14
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JP2798415B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は溶銑予備処理スラグがらの燐酸質肥料用原料回
収法に関するものである。

〈従来の技術〉上吹き吹錬法を用いる従来の転炉操業においては、溶銑
中のＳｔを熱源として利用するため、溶銑の予備処理は
主として脱硫処理を主体として行われていた。しかし近
年に至り底吹きならびに上底吹きの複合吹錬法が実施さ
れるに至り、溶銑予備処理としては、脱硫、脱珪、脱燐
の各処理が必要とされるようになり、それぞれ異なる溶
銑予備処理剤を使用して上記各処理毎に別途に溶銑予備
処理が行われるようになった。

すなわち、脱硫剤としてはＣａＯ系材料を使用し、脱珪
剤としては鉄鉱石粉、ミルスケール、鉄鋼業における集
塵ダスト等の酸化鉄源が用いられ、また脱燐剤としては
ＣａＯ−ＣａＦ　！−酸化鉄等の予備処理剤をそれぞれ
ランスを介して別個に吹込む方法が通常であるが、その
他説燐、脱硫処理にはソーダ灰系フラックスも使用され
ている。

石灰系フラックスによる脱燐、脱硫処理は、特に脱硫処
理に生石灰を多量に使用する関係で、フラックスコスト
、スラグ処理費が増大し、かつ溶銑容器を汚染する問題
がある。ソーダ灰系フラックスによる脱燐、脱硫処理は
ソーダ灰と酸化鉄で脱珪、脱燐処理を同時に行うため、
ソーダ灰が５ｉ（ｈやＰ２Ｏ，と反応し、その後のＳと
反応する有効なソーダ灰が減少する。その結果、高価な
ソーダ灰原単位が増加しコスト高の大きな原因となる。

更に、ソーダ灰を使用する場合は溶銑容器の耐火物を著
しく損傷する等の問題もある。

ところで従来より溶銑を脱燐処理する際に生成する脱燐
スラグを燐酸質肥料用原料に供する場合、予備処理剤と
してのホタル石（ＣａＦｔ）に基づく脱燐スラグ中の弗
素（Ｆ）ｉ１１度が高くなるとクエン酸可溶性の燐酸（
Ｐ２Ｏ３）濃度が低下し、燐酸質肥料の役割を果たさな
くなることが知られている。

スラグ中のＰ２Ｏ，のクエン酸可溶率（％）は、Ｐ、０
．の溶出、換言すれば燐酸質肥料の肥効を短期に確認す
る方法であり、２％のクエン酸液に燐酸（ｈａｓ）含有
物質を３０’Ｃで１時間浸漬し、含燐物質中のｐ、ｏ、
のクエン酸溶液中への溶出量を百分率で表示するもので
ある。

一方、同時脱燐脱硫法で溶銑予備処理を行う場合、スラ
グ塩基度（Ｃａｂ／５ｉｆｔ）を４以上に確保する必要
があり、これによりスラグの反応性や混銑車からの排出
性を確保して処理していた。

〈発明が解決しようとする課題〉しかるにスラグ塩基度４以上においてスラグのｐｚｏｓ
濃度を高めるべくホタル石（ＣａＦｚ）の添加■を抑制
してスラグのＦ濃度を低下させると反応効率を低下する
と共に付着により混銑車内をスラグで汚染するためＦｆ
ｉ度を低下することができないという問題点があった。

そこでＰ２Ｏ３の不溶性化をもたらすことなくホタル石
の一部を塩化カルシウム（ＣａＣ１ｇ　）に代えて添加
する手段が特開昭５６−１２７７１７号公報に提案され
ている。しかし、Ｃａｃｌｘは吸湿性があるためハンド
リングが難しく高価であるという問題点がある。

本発明は上記問題点を解消し、予備処理剤原単位を最少
限とし、かつスラグの反応性およびスラグ排出性を悪化
させることなくスラグ中のＦｍ度を低下すると共にＰ、
０．を確保することができる溶銑予備スラグからの燐酸
質肥料用原料回収法を提供することを目的とするもので
ある。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成する本発明の溶銑予備スラグからの燐酸
質肥料用原料回収法は、溶銑予備処理スラグからの燐酸
質肥料用原料回収法であって、溶銑を（ＣａＯ／ＳｉＯ
２）≦３．０の低塩基度で予備処理し、当該予備処理で
生成した溶銑予備処理スラグのうち下記式に基づいて計
算した弗素（Ｆ）１度が１．５％以下でかつ燐酸（Ｐ２
Ｏ３）　ｍ度が３．５％以上の条件を満たず溶銑予備処
理スラグを燐酸質肥料用原料として回収することを特徴
とするものである。

（％Ｆ　）　　＝　ａ　ＸＷｓｐａｒ／Ｗｓｌｏｇ（％
ＰＺＯ５）　＝　（０，０２２９Ｘ　（ＰＯＰＦ）　＋
　Ｒ−Ｐ２Ｏ３／１００ＸＷ＊）　　Ｘ１００／Ｗｓｌ
ｏｇここで、Ｆ　　　ニスラグ中の弗素濃度　　　（％）α　　　：
ホタル石量の弗素濃度　　（％）Ｈｓｐａｒ　　　：ホ
タル有量　　　（ｋｇ／溶銑Ｌ）Ｗｓｌｏｇ　　　ニス
ラグ量　　　　（ｋｇ／溶銑し）Ｐ２Ｏ３　　　ニスラ
グ中の燐酸濃度　　　（％）Ｐｏ：処理前溶銑の燐濃度
（Ｘ　１０−％）Ｐｒ：処理後溶銑の燐濃度（Ｘ　１０
−　”％）Ｒ−Ｐ、Ｏ，：残留スラグ中の燐酸濃度　（
％）Ｗｌ　　　　：残留スラグ量　　（ｋｇ／溶銑し）
溶銑を造滓剤で予備処理するに当たり、混洗車等収容容
器の溶銑中に吹込みランスを浸漬し、該ランスを介して
生石灰（Ｃａｂ）を主体としてこれに酸化剤として例え
ば酸化鉄および反応を促進する目的でスラグの融点降下
剤としてホタル石（ｃａＦｚ）を混合した造滓剤を不活
性ガスと共に吹込み、生成されるスラグの塩基度（Ｃａ
Ｏ／ＳｉＯ２）を３．０以下、好ましくは２，０〜３．
０に維持して脱珪。

脱燐処理を行う、このようにすることによって所望の溶
銑脱ｖ４量が得られるばかりでなく、ホタル石添加量を
削減してスラグ中の弗素（Ｆ）ｎ度を下げてもスラグの
排出性を悪くすることがなく、混銑車等へのスラグ付着
がないことから、混銑車充填量の低下を防ぐことができ
る。

すなわち、まず次の反応により脱珪と同時に脱燐される
。

ＳＩ　＋Ｏ□＝ＳｉＯｚ　　　　　　　　　　　−・・
・・・・−・−（＋）Ｓｉｎｇ　＋　２　ＣａＯ＝　２
　ＣａＯ−５ｉＯｚ　　　　　−−−−−−（２）この
場合、（１）式による脱珪に要する０□を除いた（３）
式による脱燐に作用する０２Ｍを溶銑し当たりのＮＪで
表した数値を脱珪外０□原単位として、Ｃａｂ／Ｓｉ島
を１．０〜３．０超と種々変えて、脱珪外０□原単位（
Ｍ／ｌ）と脱燐量（ＸＩＯ−’％）との関係を調査した
結果は第１図に示すとおりである。

第１図から明らかなとおり、ＣａＯ／ＳｉＯ□は１，０
〜２．０までは、脱珪外０．原単位に対する脱燐量が低
いが、ＣａＯ／ＳｉＯ＊−２，０〜２．５の範囲では脱
珪外Ｏｔ原単位３．０〜４．０　Ｎｉｌ／　ｔにて６０
〜８０（×１０″２％）の脱燐量を確保することが可能
であり、ＣａＯ／　Ｓ＋Ｏｔ＝　２．５〜３．０に増す
と脱燐■が上昇するものの更にＣａＯ／ＳｉＯ□−３，
０超としても若干脱１ｆｆｉが上昇するが、その効果が
微増であるので、本発明の目的から溶銑の予備処理にお
いて塩基度Ｃａ０ＺＳｉ島を３．０以下、好ましくは２
．０〜３．０に調整して脱珪、脱燐処理を行う。

次に脱珪、脱燐処理後にソーダ灰（Ｎａ２ＣＯ３）によ
る脱硫工程においては、脱硫反応のみならず次の反応が
同時に起こる。

ＮａｘＣＯｔ＋５ｉ＝ＮａｚＯ・５ｉＯｚ＋Ｃ−−−−
−−−（４）３　Ｎａ２ＣＯ３＋　２　Ｐ　＝　（Ｎａ
ｚＯ）ｉ　’　Ｉ’２Ｏ３＋ＣＯ＋　２　ＣＮａ　ｚｃ
Ｏ＊　＋　Ｓ　＝　ＮａｚＳ　＋　Ｃｏ　＋　Ｏ−・−
−−（６）ＮａｚＣＯｓ　＋　２　Ｃ−２Ｎａ　＋　３
　ＣＯ−・−−−−（７）従って、（６）式で表される
脱硫反応に消費されるソーダ灰量を最小限として有効利
用するには他の反応を極力抑制する必要がある。そのた
めには脱珪・脱燐工程において、できるだけ前記（１）
〜（３）式の反応を促進して脱珪、脱燐を図ったのちに
脱硫工程に移るのが好ましい０例えば溶銑中のＳｉ≦０
．０３％とし、かつＰ≦０．０３〜０．０４％まで脱珪
、脱燐処理が終了したのちに、ソーダ灰による脱硫処理
を行えば（４）式、（５）式によって消費されるソーダ
灰は極めて少なく、ソーダ灰による脱硫反応効率を向上
させることができる。

本発明では、このようにしてスラグ塩基度（ＣａＯ／　
Ｓ　ｉ　Ｏｔ　）を３．０以下として溶銑予備処理する
場合坪、スラグの反応性を維持すると共に混銑車等の収
容容器からのスラグ排出性悪化による収容容器の充填量
をもたらすことのないスラグを生成させ、かつ生成した
スラグが燐酸質肥料用原料として必要な条件すなわちク
エン酸可溶性（ｐｚｏｓ）　ｆｉ度が３％以上を満たす
かどうかを、スラグ中のＦ　’（Ｑ度およびＰ２Ｏ３４
度をスラグ成分から計算により求めて推定するものであ
る。

第２図はスラグ中のＦ？ａ度（％）とスラグ付着による
混銑車充填量低下ｆｆｉ　（ｔ／台）との関係を示して
いるが点線で示すように塩基度２〜３の低塩基度で処理
した場合には、スラグ中のＦ濃度を０．２％程度まで低
下させても、溶銑予備処理の反応性および混銑車からの
スラグ排出性を悪化させず、従って混銑車充填量を低下
しないことを示しており、低塩基度にすることが有効で
あることを示している。

溶銑予備処理において投入したホタル石（ＣａＦｚ）に
基づく計算により求めたスラグ中のＦｉＪ度（％）とク
エン酸可溶性Ｐ２０．化率との関係は第３図に示す通り
である。すなわちスラグ中のＦ濃度の増加と共にクエン
酸可溶性Ｐ２０．化率が低下し、計算下のスラグＦ濃度
を１．５％以下にすることによリスラグ中のＰ２Ｏ，の
クエン酸可溶性Ｐ２０．化率を９０％以上にすることが
できるがＦ濃度が１．５％を超遇するとクエン酸可溶性
Ｐ２Ｏ３化率が急激に低下し肥効が不十分となるのでス
ラグ中のＦ濃度を１．５％以下にすることが肝要である
。

なお、第４図により計算によるスラグ中のＰ２Ｏ５１度
（％）と分析により求めた実Ｉｆｆ　Ｐ　１０　％　濃
度（％）との関係を示すが、計算によりＰ２Ｏ，濃度が
±５％の範囲で推定できるので、本発明ではスラグ中の
Ｐ２Ｏ，濃度を分析することなく計算により迅速に求め
る。

第５図に計算によるスラグのＰ２Ｏ，濃度（％）とクエ
ン酸可溶性ＰｔＯｓ濃度（％）との関係を示すが、同第
５図から計算下のＦ′ａ度を１．５％以下としかつ計算
下のＰｔ０ｓｆｊ４度を３．５％以上とすることにより
クエン酸可溶性Ｐ２０．濃度を３．０以上にすることが
でき、燐酸質肥料として回収可能であることが分かる。

混銑車等による収容容器内での溶銑予備処理はバッチ式
に行われるので、溶銑をＣａＯ／ＳｉＯオ≦３．０の低
塩基度で脱珪、脱燐並びに脱硫処理して生成したスラグ
についてＦ濃度およびＰ２Ｏ３ｆｉ度を計算により推定
する。かくして推定したＦｉ１１度が１．５！Ｉｔｆｆ
ｉ％以下、かつＰｘＯｓｆＡ度が３．５％以上の条件を
満たすバッチのスラグを燐酸質肥料用原料として回収し
、これら条件を満たさないバッチのスラグは他の利用に
向けるか廃棄処分する。

生成したスラグのＦ濃度およびｐｔｏｓｉ１１度を計算
により推定するに際しては、まず残留スラグ量および使
用した造滓剤等から下記の（８１式に基づいて発生した
スラグ量（Ｗｓｌｏｇ　）を計算する。

０、１３　（Ｍｎ＠　　Ｍｎｒ）　　　　　　　−−−
−−（ａ）ここで、　６　　：残留スラグ量（ｋｇ　／
溶銑し）−５１□：添加石灰　　（ｋｇ／溶銑む）Ｗｓ
ｐａｒ　：添加ホタル石（ｋｇ／？９銑ｔ〕’Ａ　Ｎｓ
ｌ　ＣＯ２：添加ソーダ灰（ｋｇ／溶銑し）Ｓｔｏ　　
：処理面溶銑の珪素濃度（％）次にＦ濃度およびＰ、０
．濃度を下記の（ｂ）式および（Ｃ）式によって計算す
る。

（％Ｆ）推定　−ｃｒ　・Ｗｓｐａｒ／　Ｗｓｌｏｇ　
　−−−−−（ｂ）ここで、　　α：ホタル石石量Ｆｉ
１１度（％）酸化鉄および生石灰を使用すると共にホタ
ル石を使用し脱珪、脱燐処理後のＳｉ濃度が０．０３％
以下に至る吹込量となったことを確認した後、生石灰。

酸化鉄等の吹込みを停止した。引続きソーダ灰による脱
硫処理を施した。

予備処理前、後の溶銑成分は第１表に示す通りである。

第１表上記（ｂ）式によって計算した（％Ｆ）推定が１．５％
以下、かつ（ｂ）式によって計算した（％ｈｏｓ）が３
．５以上の条件を満たす生成スラグを燐酸質肥料用原料
として回収する。か（してクエン酸可溶性Ｐ２Ｏ３ｍ度
が３．０％以上の肥効のあるものが得られる。

〈実施例〉混銑車に収容されたＣ：４．５％、　Ｓｉ　：　０．１
０％Ｐ：０．１１％、　　Ｓ　Ｆ　０．０３０％の溶銑
について、予備処理開始に先立つスラグの塩基度を生石
灰を使用して調整し２．３とした。最初の脱珪１脱燐朋
には第１表に示すごと＜、８０％の高い脱燐率、７８％
の脱硫率をあげて、Ｐ　：　　０．０２０．　　Ｓ　：
　　０．００８の溶銑を転炉に供給することができた。

当該溶銑予備処理において、残留スラグ量（Ｗｌｌ）−
３ｋｇ／Ｌであり、前記（ａ）式によりスラグ生成量を
求めるのに必要な予備処理剤の原単位は、生石灰（ＷＬ
＋ｘｔ）　−１０ｋｇ／　Ｌ　、ホタル石（Ｗｓｐａｒ
）　＝　０．４ｋｇ／ｌ、ソーダ灰（ＮａｚＣＯｉ）　
＝　６　ｋｇ／　ｔであった。

また第１表に示す通りＳｌ。−１０，Ｐａ−１００，Ｐ
Ｆ　＝２０　　Ｍｎｏ　＝２ｓ　　Ｍｎｙ　＝１５であ
るから、これらの数値を（ａ）式にあてはめて計算する
とスラグ生成量（Ｗｓｌｏｇ）−２２，１５ｋｇ／溶銑
むが得られる。

また、ホタル府中のＦｆｉ度（％）−３９％あったので
、（ｂ）式から（％Ｆ）推定＝３９Ｘ　（０，４／２２
．１５）−０，７０％となり、更に残留スラグ中のｈＯ
ｓ１度（％）は５．０％であったので、（Ｃ１式から（
％ｈｏｓ）推定−９，０が得られる。

このようにして得られた（％Ｆ）推定−０，７０゜（％
Ｐ２Ｏ３）推定＝９．０は、燐酸質肥料原料とする条件
すなわち（％Ｆ）≦１．５および（％Ｐ２Ｏ３）≧３．
５を満たしているので、これを回収して燐酸質肥料原料
に供した。

〈発明の効果〉以上説明したように本発明によれば溶銑予備処理スラグ
を燐酸質肥料用原料として回収することができるのでス
ラグの有効利用に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶銑予備処理時の脱燐量と脱珪外０．原単位の
関係におけるスラグ塩基度の関係を示すグラフ、第２回
はスラグ中Ｆ濃度と混銑車充填量との関係におけるスラ
グ塩基度の関係を示すグラフ、第３図は計算下のスラグ
Ｆ濃度とクエン酸可溶性Ｐ、０．化率の関係を示すグラ
フ、第４図は計算下のＰ、０．濃度と実績スラグ濃度と
の対応関係を示すグラフ、第５図は計算下のスラグＰ２
Ｏ３ｆＡ度とクエン酸可溶性ＰｔＯｓ濃度の関係を示す
グラフである。

Claims

【特許請求の範囲】溶銑予備処理スラグからの燐酸質肥料用原料回収法であ
って、溶銑を（ＣａＯ／ＳｉＯ＿２）≦３．０の低塩基
度で予備処理し、当該予備処理で生成した溶銑予備処理
スラグのうち下記式に基づいて計算した弗素（Ｆ）濃度
が１．５％以下でかつ燐酸（Ｐ＿２Ｏ＿５）濃度が３．
５％以上の条件を満たす溶銑予備処理スラグを燐酸質肥
料用原料として回収することを特徴とする溶銑予備処理
スラグからの燐酸質肥料用原料回収方法。（％Ｆ）＝α×Ｗｓｐａｒ／Ｗｓｌｏｇ（％Ｐ＿２Ｏ＿５）＝｛０．０２２９×（Ｐ＿０−Ｐ＿
Ｆ）＋Ｒ・Ｐ＿２Ｏ＿３／１００×Ｗ＿Ｒ｝×１００／
Ｗｓｌｏｇここで、Ｆ：スラグ中の弗素濃度（％） α：ホタル石中の弗素濃度（％）Ｗｓｐａｒ：ホタル石量（ｋｇ／溶銑ｔ）Ｗｓｌｏｇ：スラグ量（ｋｇ／溶銑ｔ）Ｐ＿２Ｏ＿５：スラグ中の燐酸濃度（％）Ｐ＿０：処理前溶銑の燐濃度（×１０＾−＾３％）Ｐ＿
Ｆ：処理後溶銑の燐濃度（×１０＾−＾３％）Ｒ・Ｐ＿
２Ｏ＿３：残留スラグ中の燐酸濃度（％）Ｗ＿Ｒ：残留
スラグ量（ｋｇ／溶銑ｔ）