JPH042604A

JPH042604A - 鉱物の高温処理方法

Info

Publication number: JPH042604A
Application number: JP10174190A
Authority: JP
Inventors: Isamu Motomura; 本村　勇
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1992-01-07

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、フライアッシュのような複数の酸化物を含有
する鉱物から沸点の差を利用して回収される特定の酸化
物の純度を向上させるため、特定酸化物中のアルカリ金
属酸化物（Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ）やマグネタイト＜ｐｅｓ
ｏａ）粒子を分離除去する鉱物の高温処理方法に関する
。

〔従来の技術〕

フライアッシュのように複数の酸化物を含有する鉱物か
ら沸点の差を利用して特定の酸化物を分離回収する方法
では、特定の酸化物をバクフィルターを用いて捕集して
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

フライアッシュのように複数の酸化物を含有する鉱物か
ら、それぞれの酸化物の沸点の差を利用して特定の酸化
物（例えばＳｉＯ□）を分離回収する方法では、Ｓｉｎ
ｇ　（沸点２２３Ｏ℃）にくらべ沸点の低いアルカリ金
属酸化物例えばＮａｎｏ（沸点１７６７℃）、Ｋ２Ｏ（
沸点１４８０℃）およびＦｅ５Ｏａ（分解温度１５５０
°Ｃ）も同時に気化して微粒子となり、５ｉ０１の微粒
子と共にバグフィルタ−に回収されるため５ｉ（ｈの純
度低下の原因となっていた。

本発明は、酸化物の沸点の差を利用して分離回収される
特定の酸化物の純度を向上することができる鉱物の高温
処理方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の鉱物の高温処理方法は、次の手段を講じた。

（］）複数の酸化物を含有する鉱物の粒子を磁気分離処
理することにより鉱物中のマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）
を分離除去したのち、磁気分離処理後の鉱物を燃料と酸
化剤が供給される加熱炉内へノズルから噴出させるとと
もに加熱炉内温度を特定の酸化物の沸点以上の温度に維
持し、これによって生成された前記特定の酸化物の蒸気
を加熱炉外に誘導して冷却して粒子としたのち、前記特
定の酸化物中に含まれる残りのマグネタイ）　（Ｆｅ、
Ｏ，）粒子を磁気分離処理して分離除去した上前記特定
の酸化物粒子を回収する。

（２）複数の酸化物を含有する鉱物粒子に水を加えたス
ラリを撹拌し、これを磁気分離処理して鉱物中に含有さ
れるマグネタイト（ＦｅＪａ）を分離除去し、磁気分離
処理後のスラリを枦遇して鉱物中の酸化ナトリウム（Ｎ
ａｔＯ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）などの可溶性成分を
ろ液中に溶解除去した上、ろ過後の鉱物を乾燥させる第
一工程と、同第一工程で得られた鉱物を燃料と酸化物が
供給される加熱炉内へノズルから噴出させるとともに加
熱炉内温度を特定の酸化物の沸点以上の温度に維持し、
これによって生成した前記特定の酸化物の蒸気を加熱炉
外に誘導して冷却して粒子としたのち、前記特定の酸化
物中に含まれる残りのマグネタイト粒子を磁気分離処理
して分離除去した上前記特定の酸化物粒子を回収する第
二工程からなる。

〔作用〕

（１）複数の酸化物を含有する鉱物中の酸化鉄はマグネ
タイト（ＦｅｓＯ４）のような形態で存在しており、そ
の酸化鉄含有率は、フライアッシュでは一般的に４〜６
％（Ｆｅｔｕｓに換算）程度である。

前記本発明（１）では、沸点の差を利用して特定の酸化
物（例えば５ｉ（ｈ）を分離回収する前に、まず、原料
としての複数の酸化物を含有する鉱物の粒子のなかのマ
グネタイトを磁気分離処理によって除去する。

マグネタイトが除去された鉱物粒子は燃料と酸化剤が供
給される加熱炉内へノズルから噴出され、同加熱炉内を
鉱物中の特定の酸化物（例えばＳｔｏｗ）の沸点以上に
維持することによって、特定の酸化物の蒸気が生成され
、これを加熱炉外へ誘導して冷却することによって特定
の酸化物の粒子が得られる。この得られた特定の酸化物
中に残存しているマグネタイト粒子は、更に磁気分離処
理することによって除去される。

このようにして、純度の高い特定の酸化物が回収される
。

（２）前記（２）の本発明では、原料としてのフライア
ッシュ等の複数の酸化物を含有する鉱物粒子をスラリと
し、これを撹拌して磁気分離処理してまずフライアッシ
ュ中の不純物としてのマグネタイト（ＦｅｓＯａ）を除
去する０次にアルカリ金属酸化物、例えばＮａ、Ｏ，Ｋ
、０などの不純物は、水に溶解する性質があるので、炉
遇して鉱物粒子を回収する際に次のように鉱物の粒子か
ら炉液に溶解されて除去される。その上で、回収された
鉱物を乾燥する。

Ｎａ２Ｏ＋Ｈ２０−＋Ｎａ０ＨＫｔＯ＋　）ＩＪ→１１０）１以上のようにして乾燥されて回収された鉱物は、燃料と
酸化剤が供給される加熱炉の内へノズルから噴出され、
同加熱炉内を鉱物中の特定の酸化物の（例えば５ｉｏｔ
　）の沸点以上に維持することによって、特定の酸化物
の蒸気が生成され、これを加熱炉外へ誘導して冷却する
ことによって特定の酸化物の粒子が得られる。この得ら
れた特定の酸化物中に残存しているマグネタイトは、更
に磁気分離処理することによって除去される。

このようにして、マグネタイト及びアルカリ金属酸化物
等の不純物を除去することによって、純度の高い５ｉＯ
１等の特定の酸化物が回収される。

〔実施例〕

本発明の第１の実施例に使用される装置を第１図及び第
２図によって説明する。

４１は磁気分離機（磁束密度１２，０００ガウス）、４
２は同磁気分離機４１に接続された着磁物（ＦｅＪ４）
回収槽、９はフライアッシュである。

加熱炉１２は、その周囲を取囲む冷媒用ジャケット１３
、同ジャケット１３の冷媒人口１４と冷媒出口１５．０
、と磁気分離機４１からのフライアッシュ９との噴出ノ
ズル１７、および０２と燃料との噴出ノズル１６から構
成されている。また、加熱炉１２の上部には、水平方向
に延びる冷却管１８、その周囲を取囲む冷媒用ジャケッ
ト１９、同ジャケット１９の冷媒入口２０と冷媒出口２
１が付設されている。冷却管１８の先端には温度計２２
が設けられ、また同冷却管１８に連設された磁気分ｌｌ
ｔ機（ｉｆｆ東密度６　、０００ガうス）２３、着磁物
（ＦｅｓＯａ’）回収！２４、バグフィルタ−式集じん
［１２５及び吸引用ファン２６が設けられている。加熱
炉１２の底部には、加熱炉底部開口部２７を介して加熱
炉１２に接続された回収用水槽２８、及び同水槽２８を
取囲み冷媒人口２９と冷媒出口３Ｏを有する冷媒ジャケ
ット３１が付設されている。上記噴出ノズル１６、１７
は、第２図に矢印で示すように加熱炉１２内で旋回流を
発生するように、炉の中心に対し偏心した方向を備えて
おり、またそのノズル角度及び噴出速度が調整できるよ
うになっている。

次に、上記装置を用いてフライアッシュから二酸化珪素
およびアルミナを分離回収する本発明の第１の実施例に
ついて説明する。

フライアッシュの主成分はＳｉＯ□、Ａｆ２Ｏｓ、酸化
鉄であり、５ｉ０２は５０〜６０％、Ａｆ２Ｏｓは２０
〜３Ｏ％、酸化鉄はＦｅｒｎｓ換算４〜６％が含有され
ている。まず、フライアッシュを磁気分離機（磁束密度
１２　、０００ガウス）４１で処理することによりフラ
イアッシュ中のＦｅ５Ｏａは１．５％（Ｆｅｔｕｓ換算
）まで低下する０次に噴出ノズル１６から０．（流量１
５ＯＮｍ’／Ｈ）と燃料（ＬＰＧ）　（流量３Ｏ８ｍ”
／　Ｈ）　ヲ噴［、？加熱炉１２内で燃焼させ、同炉１
２内の温度をフライアッシュ中の５４０１の沸点（２２
３Ｏ°Ｃ）よりやや高い２６００℃とし、その上で磁気
分離機４１から供給されるフライアッシュ（供給量１０
ｋｇ／　Ｈ）を０□とともに噴出ノズル１７から噴出す
ると、フライアッシュ中のＳｉｎｇおよびＦｅ２Ｏａ　
（分解温度１５５０°Ｃ）は蒸気となり冷却管１８内で
冷却される。これを吸引用ファン２６で吸引して磁気分
離機（磁束密度６．０００ガウス）２３により処理する
。これによって、５ｉ０２中のＦｅ５Ｏａは０．１％（
Ｆｅａｒｓ換算）まで低下する０次にバグフィルタ−式
集しん１２５によって、このＳｉＯ２の粒子（純度８５
％）が回収される。磁気分離機１２３で分離された着磁
物（ＦｅｉＯａ）の粒子は回収槽２４に回収される。

一方、フライアッシュ中のアルミナＡｆｆｉ、ｏｓ（沸
点３５００°Ｃ）は、二酸化珪素にくらべ沸点が高いの
で気化されず、加熱炉１２の底部に付設された回収水槽
２８に分離回収される。

以上のように、本実施例においては、磁気分離機４１に
おいてフライアッシュよりマグネタイトを除去した上、
加熱炉１２で二酸化珪素の粒子を回収し、更に、この二
酸化珪素中に含まれるマグネタイト粒子を磁気分離機２
３で除去することによって、純度の高い二酸化珪素粒子
を回収することができる。

本奪明の第２の実施例に使用される装置を第３図ないし
第５図によって説明する。

１はフライアッシュを微粉砕する湿式ミルで、同ミル１
で微粉砕されたフライアッシュは、ｆｊｌｆｆ機３をも
つ撹拌槽２を経て湿式磁気分離機（磁束密度１２，００
０ガウス）４へ供給されるようになっている。１０は濾
過器７からフライアッシュのスラリか供給される乾燥機
である。

加熱炉１２は、乾燥ｌ１１０で乾燥されたフライアンシ
ュが供給される加熱炉である。同加熱炉１２は、その周
囲を取囲む冷媒用ジャケラ目３、同ジャゲット１３の冷
媒人口１４と冷媒出口１５．０２と燃料との噴出ノズル
１６、および０□とフライアンシュとの噴出ノズル１７
から構成されている。また、加熱炉１２の上部には、水
平方向に延びる冷却管１８、その周囲を取囲む冷媒用ジ
ャケント１９、同ジャケッＨ９の冷媒入口２０と冷媒出
口２１が付設されている。

冷却管１８の先端には温度計２２が設けられ、また同冷
却管１８に連設された乾式磁気分離機（ｍ束密度６，０
００ガウス）１２３、マグネタイト回収槽２４、ハゲフ
ィルター式集じん１１２５及び吸引用ファン２６が設け
られている。加熱炉１２の底部には、加熱炉底部開口部
２７を介して加熱炉１２に接続された回収用水槽２８、
及び同水槽２８を取囲み冷媒人口２９と冷媒出口３Ｏを
有する冷媒ジャケット３１が付設されている。上記噴出
ノズル１６．１７は、第５Ｖに矢印で示すように加熱炉
１２内で旋回流を発生するように、炉の中心に対して偏
心した方向を備えており、またそのノズル角度および噴
出速度が調整できるようになっている。

次に上記装置を用いてフライアッシュから高純度のＳｉ
Ｏ□を分離回収する本発明の第２の実施例について説明
する。

フライアッシュの主成分は５ｉＯ１，Ａｌ２Ｏ２，酸化
鉄であるが、その他にＮａ２Ｏ，に、０が含まれている
。含有率ハＳｉＯ２カ５０〜６０％、Ａｌ　１０３ｆ）
＜２０〜３Ｏ％、酸化鉄がＦｅ２Ｏ，換算４〜６％、Ｎ
ａｎｏ、　Ｋ２Ｏがそれぞれ０．５〜２．０％である。

このような成分をもつフライアッシュをまず、湿式ミル
１で微粉砕（２００＃アンダ一８０％）したのち撹拌槽
２に導入して撹拌機３で撹拌してスラリとする。次に前
記の撹拌したフライアッシュのスラリを湿式磁気分離機
（磁束密度１２，０００ガウス）４で処理してＦｅ５０
．５を分離除去する。この処理によって、フライアッシ
ュ中のＦｅ、Ｏ，は１．５％（Ｐｅ！０．換Ｘ）まで低
下する。次に湿式磁気分離機４で処理された非着磁物の
フライアッシュスラリ６を濾過器７で炉遇し、炉液８と
フライアンシュ９に炉別する。炉液８中のＮａ２Ｏ，Ｘ
、Ｏはそれぞれ０．１〜０．５％まで低下する。次にフ
ライアンシュ９を乾燥機１０で乾燥してフライアッシュ
１１を得る。噴出ノズル１６から０□（流量１５ＯＮｍ
３／Ｈ）と燃料（ＬＰＧ）（流量３ＯＮｍ’／　Ｈ）を
噴出して加熱炉１２内で燃焼させ、同炉１２内の温度を
フライアッシュ中のＳｉＯｘの沸点（２２３Ｏ℃）より
やや高い２６００’Ｃとし、その上で前記の乾燥機１０
で乾燥されたフライアッシュ（供給量１０ｋｇ／Ｈ）　
１１を０２とともに噴出ノズル１７から噴出するとフラ
イアンシュ中のＳｉＯ２およびＦｅ１Ｏ，（分解温度１
５５０°Ｃ）は気化して冷却管１８内で冷却される。こ
れを吸引用ファン２６で吸引して乾式磁気分離機（磁束
密度６，０００ガウス）Ｉ２３により処理しマグネタイ
ト（ｐｅ３Ｌ）をマグネタイト回収槽２４に回収する。

次にハゲフィルター式集しん機２５でＳｉＯ□の粒子が
回収される。回収されたＳｉＯ□の純度は９０％であり
、Ｓｉｎ、中のＦｅ３Ｏ＝は０．１％（ＦｅｌＯｓ換算
）まで低下する。

一方フライアッシュ中の八１ｔ（ｈ＜沸点３５００”Ｃ
）は５ｉｎｔにくらべ沸点が高いので気化されず、加熱
炉１２の底部に付設された回収槽２８に分離回収される
。

以上のように、本実施例では、湿式磁気分離機４及び乾
式磁気分離機１２３でフライアッシュ中のマグネタイト
を除去し、また濾過器７でフライアッシュ中のＮａ、Ｏ
，に、Ｏを除去することによって、加熱炉１２を用いて
沸点の差を利用して回収される一酸化珪素（Ｓｉｎｇ）
の純度を高めることができる。

〔発明の効果〕

（１）請求項（１）の本発明によれば、複数の酸化物を
含有する鉱物、例えばフライアンシュ中のＦｅ３Ｏａを
まず磁気分離によって分離除去したのち、加熱炉におい
て沸点の差を利用して回収した特定の酸化物、例えばＳ
ｉｎ、に混入している残りのＦｅ、０．を磁気分離によ
って再び分離除去するため、回収される特定の酸化物の
微粒子の純度を著しく向上させることができる。したが
って、請求項（１）の本発明は低質ボーキサイト、粘土
、フライアッシュなどの鉱物から高純度の有価資源回収
方法として極めて有効である。

（２）請求項（２）の本発明によれば、複数の酸化物を
含有する鉱物、例えばフライアッシュのスラリを撹拌し
た上磁気分離によってＦｅ１ｇ４を分離除去し、次にフ
ライアッシュスラリ中のＮａｇＯ，Ｋ、０等をろ液に溶
解して除去したのち、濾過後の鉱物を乾燥した上、加熱
炉において沸点の差を利用して回収した特定の酸化物、
例えばＳｉＯ□に混入している残りのＦｅ２Ｏａを磁気
分離機によって再び分離除去するため、回収される特定
の酸化物の微粒子の純度向上させることができる。した
がって、本発明は低質ボーキサイト、粘土、フライアッ
シュなどの鉱物から高純度の有価資源回収方法として極
めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に使用される装置の説明
図、第２図は同実施例に使用される加熱炉の断面図、第
３図は本発明の第２の実施例に使用される装置の湿式ミ
ルから乾燥機に至る部分のブロック図、第４図は同実施
例に使用される装置の加熱炉及びそれ以降の部分の説明
図、第５図は同実施例に使用される加熱炉の断面図であ
る。１・・・湿式ミル、　　　　２・・・撹拌槽、３・・・
撹拌機、　　　　　４・・・湿式磁気分離機、５・・・
マグネタイト、６・・・非着磁フライアッシエスラリ、７・・・炉遇器
、　　　　　８・・・炉液、９・・・フライアッシュ、
　１０・・・乾燥機、１１・・・フライアッシュ、　１
２・・・加熱炉、１３・・・冷媒用ジャケット、１６・・・０□と燃料の噴出ノズル、１７・・・Ｏｌとフライアッシュの噴出ノズル１８・・
・冷却管、　　　　　２３・・・磁気分離機、２４・・
・マグネタイト回収槽、２５・・・バグフィルタ−式夷じん機、２６・・・吸引
用ファン、　　４１・・・磁気分離機、４２・・・着磁
物（ＦｅｓＯａ）回収槽、１２３・・・乾式磁気分離機
。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の酸化物を含有する鉱物の粒子を磁気分離処
理することにより鉱物中のマグネタイト（Ｆｅ＿３Ｏ＿
４）を分離除去したのち、磁気分離処理後の鉱物を燃料
と酸化剤が供給される加熱炉内へノズルから噴出させる
とともに加熱炉内温度を特定の酸化物の沸点以上の温度
に維持し、これによって生成された前記特定の酸化物の
蒸気を加熱炉外に誘導して冷却して粒子としたのち、前
記特定の酸化物中に含まれる残りのマグネタイト粒子を
磁気分離処理して分離除去した上前記特定の酸化物粒子
を回収することを特徴とする鉱物の高温処理方法。
（２）複数の酸化物を含有する鉱物粒子に水を加えたス
ラリを撹拌し、これを磁気分離処理して鉱物中に含有さ
れるマグネタイト（Ｆｅ＿３Ｏ＿４）を分離除去し、磁
気分離処理後のスラリをろ過して鉱物中の酸化ナトリウ
ム（Ｎａ＿２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ＿２Ｏ）などの可
溶性成分をろ液中に溶解除去した上、ろ過後の鉱物を乾
燥させる第一工程と、同第一工程で得られた鉱物を燃料
と酸化物が供給される加熱炉内へノズルから噴出させる
とともに加熱炉内温度を特定の酸化物の沸点以上の温度
に維持し、これによって生成した前記特定の酸化物の蒸
気を加熱炉外に誘導して冷却して粒子としたのち、前記
特定の酸化物に含まれる残りのＦｅ＿３Ｏ＿４粒子を磁
気分離処理して分離除去した上前記特定の酸化物粒子を
回収する第二工程からなることを特徴とする鉱物の高温
処理方法。