JPH0522643B2 - - Google Patents
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- JPH0522643B2 JPH0522643B2 JP5326785A JP5326785A JPH0522643B2 JP H0522643 B2 JPH0522643 B2 JP H0522643B2 JP 5326785 A JP5326785 A JP 5326785A JP 5326785 A JP5326785 A JP 5326785A JP H0522643 B2 JPH0522643 B2 JP H0522643B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は溶銑の脱燐スラグからＰを分離回収す
る方法に関するものである。 （従来の技術） 近年、製鋼スラグの発生量の低減あるいは極低
Ｐ鋼を製造するために溶銑段階であらかじめ脱Ｐ
処理する方法が実用化されている。溶銑脱Ｐスラ
グは転炉スラグに較べP2O5濃度が高いと言う特
徴を有するが、燐肥に含まれるP2O5ほどではな
いので、そのまま燐肥として利用することはでき
ない。また、通常の転炉スラグは道路用材や土木
用材に一部利用されているが、脱Ｐスラグは
CaO／SiO2が高く、風化膨張性ないし崩壊性が
強いため、このような用途にも使用できない。 従来より、スラグの有価元素回収ならびにスラ
グを脱Ｐ再生する試みは種々なされており、例え
ば、脱Ｐスラグを100メツシユ以下に粉砕し、浮
遊選鉱してP2O5濃度が高い部分を分離して例え
ば燐肥として有効利用する方法（特開昭58−
61210）およびスラグのP2O5を還元処理して溶銑
にＰを移行させた後、スラグを炉外へ排除して、
残つた溶鉄にソーダ灰を導入して溶鉄中のＰをソ
ーダ系スラグに移行させてから炉外に排出し、こ
のソーダ系スラグを湿式処理して過リン酸石灰さ
らにはFe−Ｐ合金を得る方法（特開昭57−
177911）が開示されている。 （発明の解決しようとする問題点） しかし、前者は100メツシユ以下にスラグを破
砕する必要があり、後者は脱Ｐスラグから鉄溶融
浴へ、さらに脱溶融浴からソータ系スラグのＰを
移行させるため工程が複雑であり、かつまた温式
回収方法のため特殊な設備が必要であり、いずれ
も能率的でない。また、得られる成品が単独のＰ
ではなく用途が限定される。 （問題点の解決手段） 本発明は、溶銑脱ＰスラグからＰまたはリン酸
を単独の成品にして分離回収することを目的とす
るものであり、その要旨は次のとおりである。 溶銑脱燐処理の工程で脱ＰスラグのMnO含有量
が５％から12％の間となるように処理し、得られ
た溶銑脱Ｐスラグに炭素質還元剤を添加するとと
もに、一方、SiO2、Al2O3ならびにその化合物か
らなるＰの分離促進剤を一種以上を選択的に添加
して、溶融還元処理することを特徴とする溶銑脱
ＰスラグからＰを分離回収する方法である。 （作用） 以下、本発明の詳細について説明する。 本発明は溶銑脱Ｐスラグを原料とする。溶銑脱
Ｐスラグは熱力学的に有利な低温度で反応してい
ること、および高塩基度スラグであることなどか
ら、第１表に示すようにP2O5を多量含有すると
いう特徴がある。そこで、先ずP2O5含有量が高
い溶銑脱ＰスラグのＰの存在形態について調査し
た。
る方法に関するものである。 （従来の技術） 近年、製鋼スラグの発生量の低減あるいは極低
Ｐ鋼を製造するために溶銑段階であらかじめ脱Ｐ
処理する方法が実用化されている。溶銑脱Ｐスラ
グは転炉スラグに較べP2O5濃度が高いと言う特
徴を有するが、燐肥に含まれるP2O5ほどではな
いので、そのまま燐肥として利用することはでき
ない。また、通常の転炉スラグは道路用材や土木
用材に一部利用されているが、脱Ｐスラグは
CaO／SiO2が高く、風化膨張性ないし崩壊性が
強いため、このような用途にも使用できない。 従来より、スラグの有価元素回収ならびにスラ
グを脱Ｐ再生する試みは種々なされており、例え
ば、脱Ｐスラグを100メツシユ以下に粉砕し、浮
遊選鉱してP2O5濃度が高い部分を分離して例え
ば燐肥として有効利用する方法（特開昭58−
61210）およびスラグのP2O5を還元処理して溶銑
にＰを移行させた後、スラグを炉外へ排除して、
残つた溶鉄にソーダ灰を導入して溶鉄中のＰをソ
ーダ系スラグに移行させてから炉外に排出し、こ
のソーダ系スラグを湿式処理して過リン酸石灰さ
らにはFe−Ｐ合金を得る方法（特開昭57−
177911）が開示されている。 （発明の解決しようとする問題点） しかし、前者は100メツシユ以下にスラグを破
砕する必要があり、後者は脱Ｐスラグから鉄溶融
浴へ、さらに脱溶融浴からソータ系スラグのＰを
移行させるため工程が複雑であり、かつまた温式
回収方法のため特殊な設備が必要であり、いずれ
も能率的でない。また、得られる成品が単独のＰ
ではなく用途が限定される。 （問題点の解決手段） 本発明は、溶銑脱ＰスラグからＰまたはリン酸
を単独の成品にして分離回収することを目的とす
るものであり、その要旨は次のとおりである。 溶銑脱燐処理の工程で脱ＰスラグのMnO含有量
が５％から12％の間となるように処理し、得られ
た溶銑脱Ｐスラグに炭素質還元剤を添加するとと
もに、一方、SiO2、Al2O3ならびにその化合物か
らなるＰの分離促進剤を一種以上を選択的に添加
して、溶融還元処理することを特徴とする溶銑脱
ＰスラグからＰを分離回収する方法である。 （作用） 以下、本発明の詳細について説明する。 本発明は溶銑脱Ｐスラグを原料とする。溶銑脱
Ｐスラグは熱力学的に有利な低温度で反応してい
ること、および高塩基度スラグであることなどか
ら、第１表に示すようにP2O5を多量含有すると
いう特徴がある。そこで、先ずP2O5含有量が高
い溶銑脱ＰスラグのＰの存在形態について調査し
た。
【表】
その結果、Ｐは主に弗素アパタイト、Ca5
（PO4）3Fまたは塩素アパタイト．Ca5（PO4）3Clの
形で存在することを見出した。この脱Ｐ生成物は
Ｐ鉱石の鉱物相と同様であり、次のような還元反
応式によつてＰを分離回収することが可能であ
る。 ４／3Ca5（PO4）3X＋6SiO2＋1OC＝6CaSiO3＋
２／3CaX2＋10CO＋P4 ４／3Ca5（PO4）3X＋4Al2O3＋1OC＝５／
6CaO・Al2O3＋２／５（12CaO・7Al2O3）＋
２／3CaX2＋10CO＋P4 （ただし、Ｘ＝ForClを示す） 上式から、炭素がＰの還元剤、SiO2、Al2O3な
らびにその化合物がＰの分離促進剤の役目を果す
ことが知られるが、反応式自体は公知のものであ
るので特に説明を必要としない。 しかしながら、脱Ｐスラグは鉄分を５〜15％程
度含有するので溶融還元するとＰは鉄中に移行
し、元素リンの回収が実質的に困難となる。そこ
で、本発明者は溶鉄のＰの溶解度に及ぼす元素の
影響に着目して、溶鉄脱Ｐスラグを対象に種々の
溶融還元実験を行ないＰの挙動を調査し、次のよ
うな新知見を得た。 すなわち、上記反応式に準じて溶銑脱Ｐスラグ
に適正量の炭素質還元剤とSiO2、Al2O3ならびに
その化合物からなるＰの分離促進剤を添加して溶
融還元処理すると脱ＰスラグのＰは85〜98％が分
離除去されて、Ｐは溶鉄中ならびに排ガス中に移
行する。しかして、溶鉄中のＰ含有量はMn含有
量の影響を強くうけ、Mn含有量が高いほどＰの
溶解度が低下し、ガス化するＰ分が増大する。 さらに溶鉄のMn含有量は溶銑脱Ｐスラグの
MnO含有量によつてほぼ定まるので、溶銑脱Ｐ
スラグのMnO含有量とＰのガス化率
（ガス化分のＰ／トータルＰ×100）との間に、第１図
に示す ような関係があることが判明した。MnO含有量
が低いと溶鉄のMn含有量が低くなりＰの溶解度
が増大する。一方、MnO含有量が高すぎるとＰ
の溶解度低下よりも溶鉄量増加の影響が強くなり
溶鉄に移行するＰ分が増加し、Ｐのガス化率が低
下することを示している。 本発明は、この新しい知見を利用して溶銑脱Ｐ
スラグから単独のＰもしくはリン酸を分離、回収
する方法である。溶銑脱ＰスラグのMnO含有量
を適正な値とすることにより、溶融還元処理にお
けるＰのガス化率を高めることを特徴とする。溶
融還元によつて分離された排ガス中の元素リンは
例えば次のような方法で回収することができる。 (1) 分離したP4ガスを密閉の非酸化性雰囲気で
補集し、電気収塵または適当な乾式収塵装置を
経由してから、50〜60℃の温水スプレーで冷却
し、液状の黄リンとして回収する。 (2) 分離したP4ガスは空気もしくは酸素で酸化
燃焼させて５酸化燐（P2O5）とし、これを水
に溶解するとリン酸（H3PO4）になるので、
これを回収する。 当然のことながら溶融還元においてＰのガス化
率が低いとＰの回収率が低下する。第１図より、
50％以上のＰのガス化率が得られるのは溶銑脱Ｐ
スラグのMnO含有量が５％〜12％の範囲にある
ことがわかる。このことから、本発明は溶銑脱Ｐ
スラグのMnO含有量を５％〜12％の範囲に限定
したが、さらに好ましくは７％〜10％がよい。ま
た、溶銑脱ＰスラグのMnO含有量は脱Ｐ処理行
程で酸化剤にMn鉱石を使用することで調節でき
るが、Mn鉱石を使用しない場合は通常MnO含有
量が低いので溶融還元処理に際してMn鉱石を添
加してもよい。 一般に、脱Ｐスラグを常温から昇熱、溶融、還
元するには装入原料１トン当り40〜50万Kcalと
大量のエネルギーを必要とする。スラグ溶解には
電気炉が適しているが、電力費が高いため採算性
がしばしば問題になる。本発明は原料の溶銑脱Ｐ
スラグを500℃以上または溶融状態の高温度で溶
融還元炉に装入することを開示する。熱計算によ
りエネルギー配分をみると、原料スラグの昇熱溶
解が約45％、副原料の昇熱、溶解が約32％、Fe、
Mn、Ｐの還元熱が約23％を占めていることが知
られる。そこで、脱Ｐスラグの顕熱利用を狙い脱
Ｐスラグ排出後の温度推移の測定を行なつた。ス
ラグ６Ｔを鉄製容器に排出した場合、スラグの中
心部温度は、排出直後で1100〜1200℃、５時間経
過後で1020〜1150℃、10時間経過後で1000〜1100
℃を示し温度低下が小さいことが確認できた。ス
ラグ排出量、輸送時間などの操業変動を勘案して
も脱Ｐスラグを500℃以上で溶融還元炉に装入す
ることは十分可能である。一方装入温度が500℃
以下になると顕熱利用効果が小さい。また、溶銑
脱Ｐの条件如何によつては脱Ｐスラグを溶融状態
で排出する場合もあるが、溶融状態で装入すれば
顕熱利用の効果が一層大きいことは当然である。
脱Ｐスラグの装入温度を500℃以上または溶融状
態とすることにより、スラグの溶融還元処理のエ
ネルギーが15〜43％低減できる。 （実施例） 次に本発明の実施例について説明する。 容量500KVAの電気炉を用いて第２表に示す組
成の溶銑脱Ｐスラグを第３表の配合によつて溶融
還元処理した。成品スラグのP2O5％、脱Ｐ率、
地鉄のＰ％および排ガス中に移行したＰのガス化
率を第４表に示す。
（PO4）3Fまたは塩素アパタイト．Ca5（PO4）3Clの
形で存在することを見出した。この脱Ｐ生成物は
Ｐ鉱石の鉱物相と同様であり、次のような還元反
応式によつてＰを分離回収することが可能であ
る。 ４／3Ca5（PO4）3X＋6SiO2＋1OC＝6CaSiO3＋
２／3CaX2＋10CO＋P4 ４／3Ca5（PO4）3X＋4Al2O3＋1OC＝５／
6CaO・Al2O3＋２／５（12CaO・7Al2O3）＋
２／3CaX2＋10CO＋P4 （ただし、Ｘ＝ForClを示す） 上式から、炭素がＰの還元剤、SiO2、Al2O3な
らびにその化合物がＰの分離促進剤の役目を果す
ことが知られるが、反応式自体は公知のものであ
るので特に説明を必要としない。 しかしながら、脱Ｐスラグは鉄分を５〜15％程
度含有するので溶融還元するとＰは鉄中に移行
し、元素リンの回収が実質的に困難となる。そこ
で、本発明者は溶鉄のＰの溶解度に及ぼす元素の
影響に着目して、溶鉄脱Ｐスラグを対象に種々の
溶融還元実験を行ないＰの挙動を調査し、次のよ
うな新知見を得た。 すなわち、上記反応式に準じて溶銑脱Ｐスラグ
に適正量の炭素質還元剤とSiO2、Al2O3ならびに
その化合物からなるＰの分離促進剤を添加して溶
融還元処理すると脱ＰスラグのＰは85〜98％が分
離除去されて、Ｐは溶鉄中ならびに排ガス中に移
行する。しかして、溶鉄中のＰ含有量はMn含有
量の影響を強くうけ、Mn含有量が高いほどＰの
溶解度が低下し、ガス化するＰ分が増大する。 さらに溶鉄のMn含有量は溶銑脱Ｐスラグの
MnO含有量によつてほぼ定まるので、溶銑脱Ｐ
スラグのMnO含有量とＰのガス化率
（ガス化分のＰ／トータルＰ×100）との間に、第１図
に示す ような関係があることが判明した。MnO含有量
が低いと溶鉄のMn含有量が低くなりＰの溶解度
が増大する。一方、MnO含有量が高すぎるとＰ
の溶解度低下よりも溶鉄量増加の影響が強くなり
溶鉄に移行するＰ分が増加し、Ｐのガス化率が低
下することを示している。 本発明は、この新しい知見を利用して溶銑脱Ｐ
スラグから単独のＰもしくはリン酸を分離、回収
する方法である。溶銑脱ＰスラグのMnO含有量
を適正な値とすることにより、溶融還元処理にお
けるＰのガス化率を高めることを特徴とする。溶
融還元によつて分離された排ガス中の元素リンは
例えば次のような方法で回収することができる。 (1) 分離したP4ガスを密閉の非酸化性雰囲気で
補集し、電気収塵または適当な乾式収塵装置を
経由してから、50〜60℃の温水スプレーで冷却
し、液状の黄リンとして回収する。 (2) 分離したP4ガスは空気もしくは酸素で酸化
燃焼させて５酸化燐（P2O5）とし、これを水
に溶解するとリン酸（H3PO4）になるので、
これを回収する。 当然のことながら溶融還元においてＰのガス化
率が低いとＰの回収率が低下する。第１図より、
50％以上のＰのガス化率が得られるのは溶銑脱Ｐ
スラグのMnO含有量が５％〜12％の範囲にある
ことがわかる。このことから、本発明は溶銑脱Ｐ
スラグのMnO含有量を５％〜12％の範囲に限定
したが、さらに好ましくは７％〜10％がよい。ま
た、溶銑脱ＰスラグのMnO含有量は脱Ｐ処理行
程で酸化剤にMn鉱石を使用することで調節でき
るが、Mn鉱石を使用しない場合は通常MnO含有
量が低いので溶融還元処理に際してMn鉱石を添
加してもよい。 一般に、脱Ｐスラグを常温から昇熱、溶融、還
元するには装入原料１トン当り40〜50万Kcalと
大量のエネルギーを必要とする。スラグ溶解には
電気炉が適しているが、電力費が高いため採算性
がしばしば問題になる。本発明は原料の溶銑脱Ｐ
スラグを500℃以上または溶融状態の高温度で溶
融還元炉に装入することを開示する。熱計算によ
りエネルギー配分をみると、原料スラグの昇熱溶
解が約45％、副原料の昇熱、溶解が約32％、Fe、
Mn、Ｐの還元熱が約23％を占めていることが知
られる。そこで、脱Ｐスラグの顕熱利用を狙い脱
Ｐスラグ排出後の温度推移の測定を行なつた。ス
ラグ６Ｔを鉄製容器に排出した場合、スラグの中
心部温度は、排出直後で1100〜1200℃、５時間経
過後で1020〜1150℃、10時間経過後で1000〜1100
℃を示し温度低下が小さいことが確認できた。ス
ラグ排出量、輸送時間などの操業変動を勘案して
も脱Ｐスラグを500℃以上で溶融還元炉に装入す
ることは十分可能である。一方装入温度が500℃
以下になると顕熱利用効果が小さい。また、溶銑
脱Ｐの条件如何によつては脱Ｐスラグを溶融状態
で排出する場合もあるが、溶融状態で装入すれば
顕熱利用の効果が一層大きいことは当然である。
脱Ｐスラグの装入温度を500℃以上または溶融状
態とすることにより、スラグの溶融還元処理のエ
ネルギーが15〜43％低減できる。 （実施例） 次に本発明の実施例について説明する。 容量500KVAの電気炉を用いて第２表に示す組
成の溶銑脱Ｐスラグを第３表の配合によつて溶融
還元処理した。成品スラグのP2O5％、脱Ｐ率、
地鉄のＰ％および排ガス中に移行したＰのガス化
率を第４表に示す。
【表】
【表】
【表】
成品スラグのP2O5＝0.07〜0.69％、脱Ｐ率＝88
〜98％、地鉄中のＰ含有量＝1.8〜3.4％でＰのガ
ス化率＝74〜88％の結果を得た。溶銑脱Ｐスラグ
から単独にＰもしくはリン酸を効率よく分離、回
収できることが明らかである。 （発明の効果） 以上、詳述した如く、本発明はP2O5の含有量
が高い溶銑脱Ｐスラグから有価成分のＰを効率よ
く分離、回収する実質的方法を提供するものであ
る。しかして、Ｐを分離、回収した処理後の溶銑
脱Ｐスラグは精錬用フラツクスに再生できる。
〜98％、地鉄中のＰ含有量＝1.8〜3.4％でＰのガ
ス化率＝74〜88％の結果を得た。溶銑脱Ｐスラグ
から単独にＰもしくはリン酸を効率よく分離、回
収できることが明らかである。 （発明の効果） 以上、詳述した如く、本発明はP2O5の含有量
が高い溶銑脱Ｐスラグから有価成分のＰを効率よ
く分離、回収する実質的方法を提供するものであ
る。しかして、Ｐを分離、回収した処理後の溶銑
脱Ｐスラグは精錬用フラツクスに再生できる。
第１図は溶銑脱ＰスラグのMnO含有量と、脱
Ｐスラグの溶融、還元において排ガス中に移行す
るＰのガス化率との関係を示すグラフである。
Ｐスラグの溶融、還元において排ガス中に移行す
るＰのガス化率との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- １ 溶銑脱燐処理の工程で脱ＰスラグのMnO含
有量が５％から12％の間となるように処理し、得
られた溶銑脱燐クラグに炭素質還元剤を添加する
とともに、一方、SiO2、Al2O3ならびにその化合
物からなるＰの分離促進剤を一種以上を選択的に
添加して、溶融還元処理することを特徴とする溶
銑脱燐クラグからＰを分離回収する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326785A JPS61215204A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 溶銑脱燐スラグから燐を分離回収する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326785A JPS61215204A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 溶銑脱燐スラグから燐を分離回収する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61215204A JPS61215204A (ja) | 1986-09-25 |
| JPH0522643B2 true JPH0522643B2 (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=12937983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5326785A Granted JPS61215204A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 溶銑脱燐スラグから燐を分離回収する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61215204A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014017499A1 (ja) | 2012-07-25 | 2014-01-30 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 人工燐鉱石の製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4913023B2 (ja) * | 2007-11-28 | 2012-04-11 | 新日本製鐵株式会社 | スラグの製造方法 |
| JP5667374B2 (ja) * | 2010-04-01 | 2015-02-12 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 製鋼スラグからのリン酸回収方法 |
| CN110484686A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-22 | 华北理工大学 | 一种转炉熔渣脱磷方法以及冶炼方法 |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP5326785A patent/JPS61215204A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014017499A1 (ja) | 2012-07-25 | 2014-01-30 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 人工燐鉱石の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61215204A (ja) | 1986-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |