JPH055133A - めつきされた鉄屑のアルカリ浸出法および装置 - Google Patents

めつきされた鉄屑のアルカリ浸出法および装置

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JPH055133A
JPH055133A JP25806291A JP25806291A JPH055133A JP H055133 A JPH055133 A JP H055133A JP 25806291 A JP25806291 A JP 25806291A JP 25806291 A JP25806291 A JP 25806291A JP H055133 A JPH055133 A JP H055133A
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JP25806291A
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Jerald W Leeker
ジエラルド・ダブリユ・リーカー
Joyce C Neidringhaus
ジヨイス・シー・ニードリングハウス
Ronald D Rodabaugh
ロナルド・デイー・ロダボー
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Armco Steel Co LP
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Armco Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 亜鉛めっきされた鉄屑から亜鉛を効率的に除
去する。 【構成】 めっきされた鉄屑を脱亜鉛する方法はつぎの
段階からなる：多数のタンクを用意し；亜鉛めっきされ
た鉄屑を、該タンクの最初から最後に順次に移動させ；
酸化剤を含有する浸出液を、該タンクの最後から最初に
順次に移動させ；該最初のタンクの浸出液を、該液から
亜鉛を除去する手段に移動させ；該脱亜鉛手段で亜鉛を
浸出液から除去し、該浸出液をリサイクルし；該浸出液
を脱亜鉛手段から最後のタンクに返し；そして、該最後
のタンクから鉄屑を取り出し、ここで該鉄屑は熔解炉の
装入原料としてすぐに使用可能であるように脱亜鉛され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄屑から亜鉛または亜鉛
コーティングを除去し亜鉛を回収する新規で有用な改良
に関するものである。さらに詳しくは本発明は、亜鉛め
っきされた鉄屑を、一連の多数の浸出タンクを移動さ
せ、酸化剤を含有する苛性浸出液を該鉄屑の移動方向と
は逆方向に移動させ、酸化剤が実質的に消費されたとき
に浸出液を亜鉛回収装置に排出し、亜鉛を回収した後に
該液をタンクに返すことに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】塩基性酸素製鋼炉（ＢＯＦ）および電気
製鋼炉（ＥＡＦ）の集塵室や湿式除塵装置からの亜鉛、
カドミウムおよび鉛等の重金属を高濃度で含有する粉塵
の量がますます多くなっているのが、最近の鉄鋼産業に
おける大きな問題である。以前、亜鉛めっきされた鉄鋼
の製造量が少なかった頃は、これらの粉塵は通常のシン
タープラント−熔鉱炉−ＢＯＦ処理ループの中にリサイ
クルされていた。腐食防止のために、自動車ボデー用に
亜鉛めっきされたロール鉄板が多量に使用される傾向が
増大するにつれて、自動車用板金工場には多くの亜鉛め
っき鉄屑が蓄積されている。亜鉛は溶融工程で気化し煙
塵中の亜鉛含量を著しく増大させるので、多量の亜鉛め
っき鉄屑をＢＯＦまたはＥＡＦに直接リサイクルするこ
とは好ましくない。亜鉛はまた、熔鉱炉で還元された後
気化してシンターから逃げるので、高い亜鉛すなわち酸
化亜鉛含量の煙塵を熔鉱炉用のシンターの原料としてリ
サイクルすることは好ましくない。亜鉛の蒸気は炉の耐
火材に凝結し耐火ライニングを破壊するおそれがある。
したがって、多くのリサイクルプロセスは経済的ではな
いので、亜鉛含有のＢＯＦからの煙塵は大量に廃棄物と
して処理されている。このことは、鉄や亜鉛の資源を回
収することなく、殆ど利用しないことを意味する。
【０００３】コーティング金属は従来、コーティング金
属の回収および剥離された鉄屑を熔鉱炉にリサイクルす
る両方の目的で、鉄屑から除去されていた。米国特許第
3,905,882号は、亜鉛めっき鉄屑からの硫酸による向流
式浸出、およびこの溶液から別の電解槽において亜鉛の
回収を開示している。新しい亜鉛めっき鉄屑は濃酸を含
有する第１のタンクに入れる。この鉄屑が約半分脱亜鉛
されたとき、新しい鉄屑を第２のタンクに入れる。今や
弱い酸となった第１のタンクの酸を第２のタンクに入
れ、電解槽から返ってきた濃酸を第１のタンクに循環す
る。酸は亜鉛コーティングの良い剥離剤ではあるが、一
般的には酸は鉄ベースの材料をひどく腐食し、脱亜鉛装
置の材質にも高価なポリマー質のものが要求され、酸は
また浸出中に鉄屑から鉄を溶解し、これは高純度の亜鉛
副生物を得るためには高価な精製工程を必要とする。
【０００４】カナダ特許第1,193,996号は、亜鉛めっき
鉄屑を脱亜鉛するため、および浸出液から金属亜鉛を回
収するために、電解槽を使用している。このプロセスは
水銀とアルカリ液を含有する電解槽を使用している。鉄
屑は陽極コンベヤー上の浸出液に入れられ、水銀は亜鉛
が析出する陰極として働く。形成された水銀アマルガム
は、他の電解槽に再循環され、そこでは亜鉛は他の陰極
に析出する。
【０００５】米国特許第4,056,450号は、鉄屑から脱チ
タンしてチタンを回収するためのタンクを開示してい
る。このタンクは、回転式の穴明きドラムと苛性浸出溶
液を含有している。裁断された鉄屑はシュウトからドラ
ム中に供給され、螺旋スクリュウでドラム中を移動し、
ここで脱チタンされた鉄屑は他の端からコンベヤーに排
出される。チタンは、タンク中に懸垂している陰極上
に、浸出液から電気採取される。浸出液は、１〜２０％
ＮaＯＨまたは１〜４０％ＫＯＨ濃度であり、操業温度
は８２℃と開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この後者の２つの特許
に開示されているプロセスは、いずれも非常に効率が悪
く、実際的ではない。浸出液中に溶解させて鉄屑からコ
ーティング金属を陽極的に除去するために電流を使用す
ること、および同時に浸出タンク内で浸出液から陰極析
出により溶解金属を電気採取することは、浸出タンクを
流れる電流の使用効率を低下させる。鉄屑からコーティ
ング金属を陽極的に溶解することは、電流効率を高める
ためには、コーティング鉄表面（陽極）と陰極の間の透
視できる（line-of-sight）な配列が必要である。処理
される鉄屑の容積が多きかったり、ベール状に圧縮され
ていたりすると、溶解は効率的ではない。
【０００７】亜鉛コーティング鉄の使用が増加している
ので、未コーティングの鉄屑はますます入手し難くな
り、コストも高くなっている。ＢＯＦやＥＡＦに使用さ
れる亜鉛コーティング鉄屑の量が多くなると、炉排ガス
清浄化装置で捕捉される粉塵中の重金属の濃度も増大す
る。したがって、亜鉛めっき鉄屑から迅速にかつ比較的
に低コストで亜鉛を除去するプロセスの必要性がある。
さらに、環境的にも安全であり、高価で扱いにくい廃棄
副生物を生成しないで、作業員を不快にさせず、操業装
置を腐食しないようなプロセスがもとめられている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化剤を含有
する苛性浸出液を使用して、一連に連結された多数の浸
出タンクの中で、鉄屑から亜鉛を除去することに関する
ものである。亜鉛めっき鉄屑は、順次最初のタンクから
最後のタンクへと移動し、浸出液は最後のタンクから最
初のタンクへと移動する。酸化剤が実質的に消費された
後に、この液は最初のタンクから亜鉛回収装置へと移動
して液をリサイクルし、最後のタンクからの脱亜鉛鉄屑
は溶解炉に装入できる原料として使用できる。リサイク
ル苛性溶液は、亜鉛を除去し酸化剤を添加した後、最後
のタンクに返される。本発明の主たる目的は、環境的に
負担になる廃副生物を生成することなく、鉄屑から亜鉛
コーティングを除去する方法を提供することにある。本
発明の他の目的は、ＢＯＦまたはＥＡＦの煙塵中の亜鉛
や鉛の発生を少なくする改良された鉄屑を製造するプロ
セスを提供することにある。本発明の他の目的は、ＢＯ
Ｆの装入原料としてめっき鉄屑を商業的に入手可能な状
態で使用でき、かつ熔鉱炉の煙塵から鉄分を回収するこ
とを可能にすることにある。本発明の他の目的は、商業
的に入手可能な鉄屑を１時間以内に脱亜鉛することを可
能にすることにある。本発明の他の目的は、副生亜鉛を
商業的に再使用することを可能にすることにある。本発
明の特徴は、亜鉛めっきされた鉄屑を、一連に連結され
た多数の浸出タンクの中で、順次最初のタンクから最後
のタンクへと移動させ、酸化剤を含有する苛性の浸出液
は最後のタンクから最初のタンクへと移動させることに
より、鉄屑を同時に脱亜鉛することである。本発明の他
の特徴は、酸化剤が実質的に消費されたときに、溶液を
亜鉛を除去するための装置に移動して溶液をリサイクル
することにある。本発明の他の目的は、金属亜鉛を陰極
析出させる電解槽である除去装置を包含することにあ
る。本発明の他の目的は、苛性溶液を亜鉛の除去の後に
最後の浸出タンクに再循環することにある。本発明の他
の目的は、浸出溶液の苛性濃度を調節して、溶液が除去
装置に返される時に遊離の苛性を含有することである。
本発明の他の目的は、浸出溶液が少なくとも約５モルの
全遊離苛性濃度を有することである。本発明の他の目的
は、亜鉛を除去した後の浸出液を最後のタンクにリサイ
クルし、その全遊離苛性濃度が少なくとも約３モルであ
ることである。本発明の有利な点としては、次のことが
挙げられる：すなわち、量に限りのある天然資源の環境
的に安全な再使用；商業的に再使用可能な金属亜鉛副生
物の製造；塩基性酸素製鋼炉および電気炉への装入原料
として好適な亜鉛含量の最少な鉄屑の製造；塩基性酸素
製鋼炉および熔鉱炉プロセスループへ亜鉛が導入される
ことの防止；炉ガス清浄化装置での粉塵負荷の軽減；お
よび操業装置用の構築材料として、安価な低炭素鋼の使
用等である。
【０００９】発明の好ましい態様の詳細な説明 本発明は、酸化剤を含有する苛性浸出液を使用して、多
数のタンクの中で、亜鉛めっきされた鉄屑から亜鉛を除
去し、浸出液から亜鉛副生物を回収し、亜鉛の除去の後
にリサイクル液を浸出タンクに返すことに関するもので
ある。鉄屑は順次に浸出タンクを最初から最後の方に移
動し、浸出液は最後のタンクから最初の方に移動し、最
初のタンクの浸出液の亜鉛濃度は最後のタンクより高く
なるようになっている。酸化剤が消費され、したがって
最初のタンクの浸出液の脱亜鉛能力が最小になった後、
この最初のタンクの浸出液は、液のリサイクルのために
亜鉛を除去する装置に移動される。亜鉛を除去し、酸化
剤が添加された後、リサイクルされた液は最後のタンク
に返される。最後のタンクの脱亜鉛された鉄屑は、鉄熔
解炉用の原料として使用されるとができる。この発明
は、浸出液から亜鉛副生物を回収し、リサイクルされた
浸出液を浸出タンクに返すことを包含する。工業的に適
用する場合、亜鉛めっき鉄屑の苛性アルカリによる脱亜
鉛の経済性のためには、浸出液が再使用されることが必
要である。したがって、亜鉛は溶液から、好ましくは販
売可能な副生物として除去、回収されるべきである。
【００１０】本発明は、以下の図面を用いる詳細な記述
によって、さらに完全に理解することができる。図１を
参照すると、番号１０は、苛性浸出液を向流させること
により、めっきされた鉄屑を脱亜鉛する装置、および浸
出液を再生させて亜鉛を取り除く手段の好適な実施態様
を示している。脱亜鉛装置１０は、クリーニングタンク
１２、連続的に内部で連結している浸出タンク１４、１
６、１８、水洗タンク２０および液を再生させるため
の、浸出液から亜鉛を取り除く手段２２を含む。まず、
ルースクリッピング（loose clipping）や圧縮されたベ
ールのような、めっきされた鉄屑が、タンク１４に含ま
れる苛性浸出液に浸漬される。鉄屑は、続いて、タンク
１６、続いてタンク１８に含まれる苛性浸出液に浸漬さ
れる。油、石鹸、ペイントその他でさらにコーティング
されためっきされた鉄屑（浸出液または回収された金属
亜鉛副産物を汚染し望まれない）の場合は、新しい鉄屑
を最初にタンク１２で洗浄し、有機物のコーティング物
を取り除くことができる。亜鉛コーティングがタンク１
４、１６、１８において鉄屑から剥がされた後、タンク
２０において、脱亜鉛された鉄屑を水性溶液で洗浄し、
付着しているすべての浸出液を取り除くのが好ましい。
その後、脱亜鉛された鉄屑は、ＢＯＦまたはＥＡＦのよ
うな鉄熔融炉において、装入材料としてすぐに使用する
ことができる。さらに装置１０は、コンベヤー、バスケ
ット、バケット、フック、マグネットその他のような、
タンクを通って連続的に鉄屑を動かすための運搬具、お
よび浸出タンクを通って浸出液を循環させる手段を含
む。不溶性のポリマー材料を必要とする、酸浸出システ
ムとは異なり、装置１０は、軟炭素鋼のような比較的安
い材料によって構成することができる。好ましくは、矢
印３０により示された方向に材料が動く、連続するコン
ベヤー２８上で、鉄屑はタンクを通って連続的に動かさ
れるのがよい。浸出液は、鉄屑の動く方向とは反対の方
向に、タンク１８、１６、１４を通って循環する（すな
わち、矢印３２によって示したように向流となる）。濃
縮された苛性浸出液は、連続している最後のタンクに用
いられている。図１に示した実施態様において、亜鉛
は、浸出液から取り出され、手段２２によって再生され
る。用意された苛性液は、タンク３６に蓄えられ、浸出
液の酸化剤は、タンク３７から提供され、再生浸出液を
再構成する。用意された苛性液および酸化剤は、パイプ
３８を通って浸出液に添加される。再構成された液は、
続いて、タンク１８に戻される。いくつかの状況におい
て、除去手段２２から再生された液を直ちに戻すことが
望まれないことがある。この場合は、他のタンク（示さ
ず）を、再生した液のための仮の保持タンクとして用い
ることができる。浸出液は、タンク１８、１６、１４を
通って移動する（すなわち、最後から最初に、好ましく
はポンプ３４により連続的に循環される）。タンクの入
口および出口は、図２を参照してさらに完全に説明され
るように、異なった高さであるのが好ましい。除去手段
２２への浸出液の循環は、バルブ４６によって調節する
ことできる。
【００１１】鉄屑は、脱亜鉛タンクを通って連続的にポ
ンピングされる浸出液を通って、連続的に動くのが好適
である。鉄屑の脱亜鉛は、またバッチ法によっても達成
される。例えば、１つの脱亜鉛タンクにおける鉄屑は、
次のタンクへ移るまでのあらかじめ決められた脱亜鉛の
時間の後、直ちにすべて移すことができる１つ以上のバ
スケットに支えられて実施することができる。同様の方
法において、各脱亜鉛タンクにおけるすべての浸出液
は、あらかじめ決められた時間の後、連続的に前方のタ
ンクに移動させることができる。
【００１２】図２は、連続的に内部で連結された図１の
脱亜鉛タンクをさらに詳細に示したものである。新しい
めっきされた鉄屑は、コンベヤー２８ａに沿って第１の
タンク（タンク１４）に入る。タンク１４を通過するこ
とにより、部分的に脱亜鉛された後、鉄屑は、コンベヤ
ー２８ｂによってタンク１６に移される。タンク１６を
通過して動くことにより、ほとんど脱亜鉛された後、鉄
屑は、コンベヤー２８ｃによって、最後のタンク（タン
ク１８）に動く。最後のタンクにおいて脱亜鉛された
後、“黒い”鉄屑をコンベヤー２８ｄによってタンク１
８から取り出す。濃縮された浸出液は、ポンプ３４によ
って除去手段２２からパイプ３８を通ってタンク１８に
戻される。部分的に使用尽くされた浸出液は、出口４０
を通ってタンク１８からタンク１６に流れ、続いて出口
４２を通ってタンク１４に流れる。続いて、酸化剤が使
用尽くされた液は、出口４４を通って除去手段２２に移
される。各タンクは、バッフル５８のような各タンクの
底に向かって浸出液を進入させるような手段を備えてい
る。進入する浸出液（矢印３２）が、低い入口から高い
出口に、脱亜鉛タンクを通る捩れた通路を動くことによ
って、よりよい混合および浸出液に含まれる酸化剤によ
る、より効率的な脱亜鉛が生じる。
【００１３】鉄屑がタンク１８から取り除かれるときま
でに、亜鉛コーティングの少なくとも９０％は、鉄屑か
ら取り除かれると考えられる。好ましくは、亜鉛コーテ
ィングの９５％以上が取り除かれるであろう。きつく圧
縮されたベール積層物のいくつかの内部表面は、浸出液
と接触しないので、ベール状の鉄屑を脱亜鉛するとき、
１００％未満の脱亜鉛となる。
【００１４】図３は、除去手段２２の好適な実施態様の
図である。示した除去手段２２は、電解槽４８であり、
連続的な陰極プレート５２と、平行に交互に設置された
複数の陽極プレート５０を含む。陽極５０は、導体５４
と連結しており陰極５２は、導体５４から絶縁されてい
る導体５６と連結している。陽極５０は、鉄、または非
鉄金属あるいは非鉄金属でコーティングした鉄基底金属
とすることができる。この目的のための好適な金属は、
ニッケル、ステンレス鋼、コバルト、白金その他のよう
な苛性溶液に溶性ではないものである。また、陰極５２
は、鉄、または非鉄金属あるいは非鉄金属でコーティン
グした鉄基底金属とすることができる。このコーティン
グに好適な金属は、鉛、チタン、ニッケルその他を含
む。直流が、電力源（示さず）から陽極５０に供給さ
れ、鉛が溶解された液を通過する。金属鉛粉末は、陰極
５２上に沈着する。定期的に、陰極５２は、槽４８から
取り出され、沈着した亜鉛が取り出される。
【００１５】装置１０の操作を、実施例によってとくに
詳細に記述する。平衡状態で、３つのタンクの連続する
脱亜鉛プラントの操作をシミュレートするために、３つ
の６００ml容の脱亜鉛タンクおよび６００ml容の電解槽
を用いて、研究室レベルの実験を行った。電解槽は、対
のニッケルでコーティングした鉄プレートの陽極の間の
均一な空間に、鉛でコーティングした鉄プレートの陰極
をおいた。総濃度が５モルのＮａＯＨを含む脱亜鉛溶液
を、用いられる３つのタンクのそれぞれに入れ、脱亜鉛
タンク１４、１６、１８をシミュレートした。酸化剤と
してＮａＮＯ3および亜鉛イオンの異なる量を、各タン
クに加え、タンク１４、１６および１８のそれぞれが、
約０.０２モルＮａＮＯ3と約３５g／lの亜鉛、０.０４
モルのＮａＮＯ3と約３０g／lの亜鉛、および０.０８モ
ルのＮａＮＯ3と約２０g／lの亜鉛を含む脱亜鉛溶液を
形成させた。電解槽、すなわち槽４８の液は、約４０g
／lの濃度の亜鉛および０.０１モル未満のＮａＮＯ3を
含む。３つのタンクのすべての液を、約６６℃に維持し
た。３つの脱亜鉛タンクのそれぞれに、熱浸漬めっき鉄
の小さいコイルを用いることによりシミュレートされ
る、小さい鉄屑を装填した。１５分後、脱亜鉛を、コイ
ルを取り出すことにより停止させた。各コイルの重量を
測定し、３つの脱亜鉛タンクのそれぞれで失った亜鉛の
重量を測定した。続いて、最初のタンク１４からのコイ
ルを、第２のタンク１６に入れた。次に、タンク１６か
らのコイルを最後のタンク１８に入れた。次に、新しい
コイルをタンク１４に入れた。タンク１８からのコイル
は、完全に脱亜鉛されていた。コイルを再度、１５分間
脱亜鉛し、重量を測定し、失った亜鉛を測定し、上記の
手順によって脱亜鉛タンクに戻した。この連続手順は、
タンク１４から出るコイルの重量の損失が、完全な脱亜
鉛と思われる、総重量損失の約１０％である、０.５g未
満に減少するまで続けた。同時に、脱亜鉛操作を行って
いるとき、亜鉛濃度が、約４０g／lから約２０g／lに減
少するように、亜鉛を電解槽４８において電気めっきし
た。タンク１４から出るコイルの亜鉛重量の損失が、
０.５g未満に減少したとき、電解槽４８の液を、保持タ
ンクに移し、タンク１４からの液を電解槽４８に移し
た。タンク１６からの液をタンク１４に移し、タンク１
８からの液をタンク１６に移した。ＮａＮＯ3（３.７４
g）を、保持タンクの溶液に加え、このときのタンク１
８の液は、約２０g／lおよび約０.０８モルのＮａＮＯ3
を含有していた。亜鉛を溶解するためのこの“操作手
段”は、実験のすべての間維持された。総苛性濃度は、
約５モルで残った。
【００１６】ＮａＯＨおよびＮａＮＯ3を用いるときの
脱亜鉛に考えられる化学反応式は、以下のとおりであ
る：
【００１７】 NaNO3＋7NaOH＋4Zn＋6H2O＝4Na2Zn(OH)4＋NH3(g) 2NaNO3＋8NaOH＋5Zn＋6H2O＝5Na2Zn(OH)4＋N2(g)
【００１８】硝酸ナトリウムの１kgあたりの亜鉛コーテ
ィングの量は、反応の化学量論に依存する。（１）か
ら、硝酸ナトリウムの１kgは、亜鉛コーティングの３.
０８kgを取り除くであろう。（２）から、硝酸ナトリウ
ムの１kgは、亜鉛コーティングの１.９２kgを取り除く
であろう。
【００１９】電解槽４８は、亜鉛が陰極プレート５２の
両側上に沈着されるように、陰極プレート５２のそれぞ
れの側から、約３２mmの距離で、アノートプレート５０
がおかれることにより構成した。整流器は、電力源とし
て使用された。電流は、１.２７時間、７.９アンペアに
セットされ、上記の操作手段を維持した。金属亜鉛粉末
が、陰極５０上に沈着した。副産物の亜鉛粉末は、陰極
から容易に取り出され、微細粒であり、高い純度をも
ち、貯蔵および移動のために、高い密度のペレットに容
易に圧縮できた。化学的分析によって、この粉末を測定
したところ、亜鉛または亜鉛化合物が少なくとも９９％
であり、金属亜鉛を９０〜９９％含んでいた。また、沈
着効率を計算すると、９０〜９９％に変化していた。め
っき効率が変化した主な原因は、使用された浸出液が、
タンク１４から電解槽４８に移動したときの、液に残る
酸化剤の量であった。酸化剤濃度は、０〜０.０８モル
の間で変化した。
【００２０】ＮａＯＨおよびＮａＮＯ3を用いたとき
の、溶解した亜鉛を電解採取するための方程式を以下に
示す：
【００２１】陰極反応： Na2Zn(OH)4＋2e-＝Zn＋2NaOH＋2OH- 陽極反応： H2O＝2H+＋1/2O2＋2e- 全反応： Na2Zn(OH)4＝Zn＋2NaOH＋1/2O2(g)＋H2O
【００２２】我々の実験から、とくに鉄屑が圧縮された
ベールの形状にあるとき、めっきされた鉄屑の脱亜鉛化
を、実際に工業的に使用するためには、苛性液は、酸化
剤を含有していなければならないことが判った。典型的
な鉄屑のベールは、約７０％のボイドスペースをもち、
約８１５kgの重量を有する。ＮａＯＨ苛性液の場合、酸
化剤としてＮａＮＯ3が使用されるとき、最後の脱亜鉛
タンクにおける浸出液の初期酸化剤は、少なくとも約
０.０８モルであるべきである。この酸化剤の初期濃度
は、十分な量の酸化剤が最初の脱亜鉛タンク１４に循環
し、鉄屑が最後のタンク１８から取り出されるときまで
に、完全に脱亜鉛できるものである。最後のタンクに必
要な脱亜鉛が、過度に負担のかかるものとはならないよ
うに、各タンクの鉄屑に強制的に予め決められた浸漬時
間の範囲内で、幾分かの脱亜鉛が第１および第２タンク
において行われなければならない。もし、浸出液がタン
ク１４の内部に循環するよりも前に、酸化剤が使い尽く
されるならば、鉄屑は、タンク１４に浸漬しているとし
ても、不十分な脱亜鉛となるか、または脱亜鉛が全く生
じない。３つの脱亜鉛タンクシステムを用いる場合、第
１のタンクにおいて、亜鉛コーティングの約２５％を超
えて取り除かれないことが必要であることが判った。酸
化剤濃度は、実質上第２の亜鉛タンクにおいて高いもの
であるので、より多くの脱亜鉛が生じると思われる。鉄
屑が第２の脱亜鉛タンクから取り出されるときまでに、
少なくとも亜鉛コーティングの７５％が取り除かれるべ
きである。最後のタンクに含浸されるとき、最初の亜鉛
コーティングの僅か２５％が、鉄屑上に残っている場
合、最後のタンクの内部に循環される濃縮された浸出液
は、鉄屑が最後のタンクから取り除かれるよりも前に、
残っている亜鉛コーティングを容易にすべて取り除くこ
とができる。
【００２３】上記の実験において、総ＮａＯＨ濃度が約
５モルである液を含み、タンク１４、１６、および１８
には、それぞれ、０.０２モルのＮａＮＯ3と約３５g／l
の亜鉛、０.０４モルのＮａＮＯ3と約３０g／lの亜鉛お
よび０.０８モルのＮａＮＯ3と約２０g／lの亜鉛がおか
れた。連続する３つのタンクの脱亜鉛操作において、こ
れらは、タンク１６、１８および電解槽４８のそれぞれ
から、タンク１４、１６、１８に入る浸出液の正確な濃
度であると思われる。浸出液が脱亜鉛タンクを通って循
環され、例えば、タンク１８〜タンク１６およびタンク
１６〜タンク１４の連続的に脱亜鉛タンクに移されると
きまで、タンク１４から出る浸出液は、約０.０１モル
のＮａＮＯ3、さらに約４０g／lの亜鉛未満の濃度を有
し、タンク１６から出る浸出液は、約０.０２モルのＮ
ａＮＯ3、さらに約３５g／lの亜鉛を有し、およびタン
ク１８から出る浸出液は、約０.０４モルのＮａＮＯ3、
さらに約３０g／lの亜鉛を有すると考えられる。タンク
１４から出る使用尽くされた浸出液は、電解槽４８に移
される。使用尽くされた、または排出された浸出液は、
第１タンクの鉄屑の最初の亜鉛コーティング重量の約１
０％を超えて取り除くことができない酸化剤濃度（例え
ば約０.０１モル未満のＮａＮＯ3）であることが理解さ
れる。
【００２４】上記に示したように、沈着効率は、浸出液
が、第１タンクの外部に移されるとき残る酸化剤濃度の
関数であった。いくつかの酸化剤は、浸出液がタンク１
４の内部に循環されるとき、存在するべきである。タン
クの内部に最初に存在する酸化剤の量は、浸出液がタン
クの外部を通って循環し、電解槽に移されときまで、実
質上消費され、すなわち約０.０１モル未満のＮａＮＯ3
となるにちがいない。我々は、電解槽に移されるときの
浸出液に存在する酸化剤濃度は、電解槽での沈着効率が
少なくとも９０％となるような、０.００８モル未満、
好ましくは酸化剤濃度が０.００５モル未満となるよう
にするべきである。また、沈着効率は、タンク１８に戻
る液を戻す前に、液から取り除かれた亜鉛の量の関数で
ある。好ましくは、約２０g／lを超えない亜鉛が溶液に
残るまで、沈着を続けるのがよい。タンク１８に液が移
すことが、電気的沈着効率を減少させるときは、さらに
亜鉛濃度を減少させる。亜鉛濃度は、５〜１０g／lと、
低い値に減じることができるが、効率は９０％未満に減
少するであろう。
【００２５】存在する酸化剤の量に加え、他の考慮され
る脱亜鉛効率は、浸出液に存在する苛性液の最大濃度で
ある。苛性液の少なくとも５モルの総濃度が、液の約５
０g／lの亜鉛を維持するのに必要である。しかし、さら
に重要なことは；脱亜鉛反応を維持するために、浸出液
には、少なくとも約３モルの遊離ＮａＯＨが存在するべ
きであることが判った。もし脱亜鉛が完了する前に、い
くつかの遊離苛性液が存在しないならば、亜鉛表面は、
不動態化され、脱亜鉛反応は停止する。遊離ＮａＯＨと
は、溶液中の亜鉛または他の金属と結合していないＮａ
ＯＨを意味する。最後のタンクに入る浸出液は、少なく
とも約３モル、最適には少なくとも約５モルの遊離苛性
液濃度を有するのがさらに好適である。
【００２６】本発明の精神および範囲を逸脱しない限
り、様々な変化が本発明になされることが理解できる。
例えば、めっきされた鉄屑が、熱浸漬、電気的めっきそ
の他によって鉄基体上にコーティングされた亜鉛、亜鉛
ベース合金、亜鉛鉄合金および亜鉛ニッケル合金を含む
ことが理解される。用いた唯一の苛性液は、ＮａＯＨ、
および用いた唯一の酸化剤はＮａＮＯ3であったが、Ｋ
ＯＨのようなアルカリ金属の水酸化物を、苛性液として
使用でき、およびアルカリ金属硝酸塩および亜硝酸塩か
らなる群の酸化剤を使用できる（例えばＫＮＯ3、ＨＮ
Ｏ3、ＮａＮＯ2およびＫＮＯ2）。苛性液および酸化剤
の濃度は、亜鉛コーティングの種類、亜鉛コーティング
を行うために使用されるコーティング法、亜鉛コーティ
ングの厚さ、浸出液温度、浸出液中の鉄屑の浸漬時間、
亜鉛除去方法その他の因子によって変化する。従って、
本発明の限定は、記載した特許請求の範囲によって決定
されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】脱亜鉛プラントにおける鉄屑の移動および浸出
液の循環を示す系統図である。
【図２】図１における脱亜鉛タンクを示す系統立面図で
ある。
【図３】浸出液から亜鉛を除去するための電解槽を示す
系統平面図である。
【符号の説明】
１０ 鉄屑の脱亜鉛装置 １２ クリーニングタンク １４ 浸出タンク ２０ 水洗タンク ２２ 亜鉛除去装置 ２８ コンベヤー ３６ 苛性液 ３７ 酸化剤 ４８ 電解槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨイス・シー・ニードリングハウス アメリカ合衆国、オハイオ州、ミドルタウ ン、ノース・マーシヤル・ロード 1829 (72)発明者 ロナルド・デイー・ロダボー アメリカ合衆国、オハイオ州、ミドルタウ ン、モツシマン・ロード 5323

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 次の段階を包含する鉄屑を脱亜鉛する方
    法：多数のタンクを用意し；めっきされた鉄屑を、該タ
    ンクの最初から最後に順次に移動させ；酸化剤を含有す
    る浸出液を、該タンクの最後から最初に順次に移動さ
    せ；該最初のタンクの浸出液を、該液から亜鉛を除去す
    る手段に移動させ；該脱亜鉛手段で亜鉛を浸出液から除
    去し、該浸出液をリサイクルし；該浸出液を脱亜鉛手段
    から最後のタンクに返し；そして、該最後のタンクから
    鉄屑を取り出し、ここで該鉄屑は熔解炉の装入原料とし
    てすぐに使用可能であるように脱亜鉛される。 【請求項２】 苛性溶液はアルカリ金属から形成される
    水酸化物である、請求項１に記載の方法。 【請求項３】 酸化剤はアルカリ金属の硝酸塩または亜
    硝酸塩から形成される、請求項１に記載の方法。 【請求項４】 苛性溶液はＮａＯＨであり酸化剤はＮａ
    ＮＯ3である、請求項１に記載の方法。 【請求項５】 最初のタンクから亜鉛除去手段に移動さ
    れる溶液は約０.０１モルより少ない酸化剤濃度であ
    る、請求項１に記載の方法。 【請求項６】 最初のタンクから亜鉛除去手段に移動さ
    れる溶液は約０.００８モルより多くないＮａＮＯ3濃度
    である、請求項４に記載の方法。 【請求項７】 溶液は少なくとも約５モルの全苛性濃度
    を有する、請求項１に記載の方法。 【請求項８】 返される溶液は少なくとも約３モルの遊
    離苛性濃度を有する、請求項７に記載の方法。 【請求項９】 返される溶液は約２０ｇ／ｌより多くな
    い亜鉛濃度を有する、請求項１に記載の方法。 【請求項１０】 最初のタンクから脱亜鉛手段に移動さ
    れる溶液は有利の苛性アルカリを含有する、請求項１に
    記載の方法。 【請求項１１】 次の追加の段階を有する請求項１に記
    載の方法：清浄化タンクを準備し；亜鉛除去を始める前
    に、鉄屑を該清浄化タンクを移動させる。 【請求項１２】 次の追加の段階を有する請求項１に記
    載の方法：水洗タンクを準備し；浸出液を除去するため
    に、脱亜鉛された鉄屑を該水洗タンクを移動させる。 【請求項１３】 鉄屑が圧縮されたベールである請求項
    １に記載の方法。 【請求項１４】 酸化剤を返された液に添加する追加段
    階を包含する請求項１に記載の方法。 【請求項１５】 鉄屑がタンクの中をコンベヤーで移動
    し、浸出液が亜鉛回収手段にポンプで移動される、請求
    項１に記載の方法。 【請求項１６】 鉄屑がタンクの中を連続的に移動し、
    浸出液が該タンクおよび亜鉛回収手段を連続的に循環す
    る、請求項１に記載の方法。 【請求項１７】 次の段階を包含する鉄屑を脱亜鉛する
    方法：少なくとも３つのタンクを用意し；亜鉛めっきさ
    れた鉄屑を、該タンクの最初から最後に順次に移動さ
    せ；酸化剤を含有する浸出液を、該タンクの最後から最
    初に順次に移動させ；該最初のタンクの浸出液を、該液
    から亜鉛を除去する電解槽に移動させ；該電解槽に移動
    された浸出液は遊離の苛性アルカリおよび約０.０１モ
    ルより少ない酸化剤を含有し；浸出液から亜鉛を電気採
    取し、該浸出液をリサイクルし；該浸出液を電解槽から
    最後のタンクに返し；該返された液は少なくとも約５モ
    ルの全苛性および約２０ｇ／ｌの亜鉛を含有し；およ
    び、該最後のタンクから鉄屑を取り出し、ここで該鉄屑
    は熔解炉の装入原料としてすぐに使用可能であるように
    脱亜鉛される。 【請求項１８】 第１のタンクで鉄屑から約２５％より
    多くない亜鉛コーティングが除去され、第２のタンクで
    ５０％の亜鉛コーティングが除去される、請求項１７に
    記載の方法。 【請求項１９】 次のものを包含する鉄屑を脱めっきす
    る装置：浸出液を入れる多数のタンク；めっき金属を浸
    出液から除去し、該浸出液をリサイクルする手段；めっ
    きされた鉄屑を、該タンクの最初から最後に順次に移動
    させる手段；浸出液を、該タンクの最後から最初に順次
    に移動させる手段；該最初のタンクの浸出液を、該除去
    手段に移動させる手段；およびリサイクルされた浸出液
    を該除去手段から最後のタンクに返す手段。 【請求項２０】 該除去手段が電解槽である請求項１９
    に記載の装置。 【請求項２１】 鉄屑を移動させる手段がコンベヤーで
    ある請求項１９に記載の装置。 【請求項２２】 清浄化タンクおよび水洗タンクをさら
    に有する請求項１９に記載の装置。 【請求項２３】 次のものを包含する鉄屑を脱めっきす
    る装置：浸出液を入れる少なくとも３つのタンク；めっ
    き金属を浸出液から除去し、該浸出液をリサイクルする
    電解槽；めっきされた鉄屑を、該タンクの最初から最後
    に順次に移動させる手段；浸出液を、該タンクの最後か
    ら最初に順次に移動させる手段；該最初のタンクの浸出
    液を、該電解槽に移動させる手段；およびリサイクルさ
    れた浸出液を該電解槽から最後のタンクに返す手段。
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