JPH0637658B2 - 鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法 - Google Patents
鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法Info
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- JPH0637658B2 JPH0637658B2 JP4203090A JP4203090A JPH0637658B2 JP H0637658 B2 JPH0637658 B2 JP H0637658B2 JP 4203090 A JP4203090 A JP 4203090A JP 4203090 A JP4203090 A JP 4203090A JP H0637658 B2 JPH0637658 B2 JP H0637658B2
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- iron ore
- iron
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキン
グ防止方法に関するものである。
グ防止方法に関するものである。
９００℃程度の高温における鉄鉱石の流動層還元は経済
的に有利であり、生産性も高い。しかし、この温度域で
は、その銘柄に強く依存するが、還元によって生成する
金属鉄が繊維状になり易いために鉄鉱石粒子同志の付着
によるスティッキング（不流動化現象）が起こり従来工
業化されたものは僅かであった。
的に有利であり、生産性も高い。しかし、この温度域で
は、その銘柄に強く依存するが、還元によって生成する
金属鉄が繊維状になり易いために鉄鉱石粒子同志の付着
によるスティッキング（不流動化現象）が起こり従来工
業化されたものは僅かであった。
上記スティッキングの防止法としては、従来、コーク
ス、石灰、アルミナ等の異物質を添加する（イ）の方
法、又は鉄鉱石粒子表面に炭素を被覆する（ロ）の方法
により流動化させる手段が採られていた。
ス、石灰、アルミナ等の異物質を添加する（イ）の方
法、又は鉄鉱石粒子表面に炭素を被覆する（ロ）の方法
により流動化させる手段が採られていた。
一方、流動層に撹拌や回転を与えたり、鉄鉱石粒子の運
動量を大きくした循環流動層によってスティッキングを
回避しようとする（ハ）の試みもなされていた。
動量を大きくした循環流動層によってスティッキングを
回避しようとする（ハ）の試みもなされていた。
しかし前者の（イ）及び（ロ）の方法は前記のスティッ
キングの原因である繊維状鉄そのものの生成を防止した
ものではなく、単に異物質の介在によって鉄鉱石粒子間
の結合を阻止するものであった。さらに前者の両方法に
おいては製品である金属鉄と添加した異物質との分離を
行わねばならないという問題があり、又、処理コストが
高くなるという問題もあった。
キングの原因である繊維状鉄そのものの生成を防止した
ものではなく、単に異物質の介在によって鉄鉱石粒子間
の結合を阻止するものであった。さらに前者の両方法に
おいては製品である金属鉄と添加した異物質との分離を
行わねばならないという問題があり、又、処理コストが
高くなるという問題もあった。
同様に後者の（ハ）の試みも、スティッキングの原因で
ある繊維状鉄の生成原因及び生成条件を明確にした上で
の試みではなく、それゆえ良好な対策とはなっていなか
った。
ある繊維状鉄の生成原因及び生成条件を明確にした上で
の試みではなく、それゆえ良好な対策とはなっていなか
った。
本発明の課題はスティッキングの原因となる繊維状鉄を
生成させないようにした、鉄鉱石の高温流動層還元にお
けるスティッキング防止方法を提供することにある。
生成させないようにした、鉄鉱石の高温流動層還元にお
けるスティッキング防止方法を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明は、鉄鉱石の粉粒体
を還元ガスの流通する高温流動層にて還元して金属鉄と
するための、前記高温流動層の還元工程に硫化鉄が生成
する程度の硫化水素分圧を付与することを特徴とするス
ティッキング防止方法とされる。
を還元ガスの流通する高温流動層にて還元して金属鉄と
するための、前記高温流動層の還元工程に硫化鉄が生成
する程度の硫化水素分圧を付与することを特徴とするス
ティッキング防止方法とされる。
上記高温流動層の還元は鉄鉱石の粉粒体（粉体のみある
いは粒体のみの場合を含む）を耐熱性の筒体（炉体）内
に入れ、還元ガスを流通させかつ内部を例えば９００℃
の高温にして粉粒体を流動化させて還元する工程をい
う。なお、高温流動層の装置は従来のものを用いて実施
することができる。硫化水素分圧の付与は、例えば硫化
水素ガスを還元性ガスとともに、流動層となる還元工程
に導入する方法の他、硫黄分を含有する石炭やコークス
などを還元剤として使用する方法、これは例えば溶融還
元製鉄法における鉄浴から発生する還元性ガスの脱硫を
省いて予備還元工程の流動層に導入する方法等種々の方
法を採り得る。
いは粒体のみの場合を含む）を耐熱性の筒体（炉体）内
に入れ、還元ガスを流通させかつ内部を例えば９００℃
の高温にして粉粒体を流動化させて還元する工程をい
う。なお、高温流動層の装置は従来のものを用いて実施
することができる。硫化水素分圧の付与は、例えば硫化
水素ガスを還元性ガスとともに、流動層となる還元工程
に導入する方法の他、硫黄分を含有する石炭やコークス
などを還元剤として使用する方法、これは例えば溶融還
元製鉄法における鉄浴から発生する還元性ガスの脱硫を
省いて予備還元工程の流動層に導入する方法等種々の方
法を採り得る。
流動層内は硫化水素分圧が付与された還元性ガスの雰囲
気とされる。鉄鉱石の粉粒体は高温下で還元ガスと硫化
水素ガスの作用を受ける。粉粒体は還元ガスにより還元
されて金属鉄となる。粉粒体の還元の際、硫化鉄を生成
し得る硫化水素ガスは金属鉄表面を滑らかにし粉粒体同
志の付着によるスティッキングを防ぐ。
気とされる。鉄鉱石の粉粒体は高温下で還元ガスと硫化
水素ガスの作用を受ける。粉粒体は還元ガスにより還元
されて金属鉄となる。粉粒体の還元の際、硫化鉄を生成
し得る硫化水素ガスは金属鉄表面を滑らかにし粉粒体同
志の付着によるスティッキングを防ぐ。
なお、硫化鉄が生成しない硫化水素分圧が低い場合は、
金属鉄表面に硫黄が化学吸着することにより繊維状鉄が
成長し易くなり、スティッキングが生じ易い。
金属鉄表面に硫黄が化学吸着することにより繊維状鉄が
成長し易くなり、スティッキングが生じ易い。
次に本発明の実施例を説明する。
第１表に示す銘柄の鉄鉱石１５種を用いて高温流動層の
還元処理を行った。用いた鉄鉱石の名称及び組成は第１
表に示す通りである。第１表中、アルファベットＡ〜Ｔ
は各名柄の鉄鉱石の表示を簡単にするために付けた記号
であり、以下において銘柄はこの記号で表示する。そし
て、第１表における数値単位は重量％であり、T.Ｆｅは
トータル鉄量を、ＦｅＯは酸化第一鉄を、ＳｉＯ２は二
酸化ケイ素（シリカ）を、AL2O3はアルミナ（酸化アル
ミニウム）を、Ｓは硫黄を表す。また、主要鉱物相にお
けるへはヘマタイト、マはマグネタイト、ゲはゲーサイ
ト、石は石英、硫は硫化鉄の意味である。
還元処理を行った。用いた鉄鉱石の名称及び組成は第１
表に示す通りである。第１表中、アルファベットＡ〜Ｔ
は各名柄の鉄鉱石の表示を簡単にするために付けた記号
であり、以下において銘柄はこの記号で表示する。そし
て、第１表における数値単位は重量％であり、T.Ｆｅは
トータル鉄量を、ＦｅＯは酸化第一鉄を、ＳｉＯ２は二
酸化ケイ素（シリカ）を、AL2O3はアルミナ（酸化アル
ミニウム）を、Ｓは硫黄を表す。また、主要鉱物相にお
けるへはヘマタイト、マはマグネタイト、ゲはゲーサイ
ト、石は石英、硫は硫化鉄の意味である。
還元工程の処理は図に示す装置にて行った。図におい
て、１は流動層を形成するための石英管、２はガス通気
用の細孔を多数有する支持板、３は鉄鉱石粉末である。
石英管１は両端が蓋板４にて閉じられ、下方側は混合ガ
ス５とH2Sガス６が供給可能にされている。石英管１の
側部には予熱手段１２及び電気炉１３が配置され、石英
管１内の鉄鉱石粉末３が所定の温度に上昇されるように
なっている。石英管１の上部にはガス排出用導管が配置
され、フィルタ７を経てH2S吸収液８にH2Sが回収され
る。１９は結露防止用のヒータである。H2S回収後のガ
スは０℃のH2Oトラップ９、H2O吸収手段１０、及びガス
流量計１１を経て大気中に放出される。１４は圧力計、
１５は圧力センサ、１６はレコーダである。また、１７
は熱電対、１８は熱電対１７による温度を電気的に記録
するレコーダである。
て、１は流動層を形成するための石英管、２はガス通気
用の細孔を多数有する支持板、３は鉄鉱石粉末である。
石英管１は両端が蓋板４にて閉じられ、下方側は混合ガ
ス５とH2Sガス６が供給可能にされている。石英管１の
側部には予熱手段１２及び電気炉１３が配置され、石英
管１内の鉄鉱石粉末３が所定の温度に上昇されるように
なっている。石英管１の上部にはガス排出用導管が配置
され、フィルタ７を経てH2S吸収液８にH2Sが回収され
る。１９は結露防止用のヒータである。H2S回収後のガ
スは０℃のH2Oトラップ９、H2O吸収手段１０、及びガス
流量計１１を経て大気中に放出される。１４は圧力計、
１５は圧力センサ、１６はレコーダである。また、１７
は熱電対、１８は熱電対１７による温度を電気的に記録
するレコーダである。
すなわち、鉄鉱石Ａは粒度１４９〜２１０μｍの粉末に
粉砕され、これを石英管１の支持板２上に供給した。石
英管１は内径２２mm、長さ７５０mmの透明管であり、管
内の支持板２上に鉄鉱石Ａの粉末を２０ｇ入れ約３０mm
の層とした。支持板２上の粉末層により流動層が形成さ
れる。流動層の還元条件はＮ２ガス３３体積％とＨ２ガ
ス６７体積％よりなる混合ガス５を石英管１に供給し還
元温度９００℃の常圧で還元処理した。混合ガス５の流
量は標準状態において３リットル／分（高温状態の石英
管内ガス流速としては５３cm／秒に相当する）とした。
鉄鉱石Ａの還元処理は、最初は硫化水素分圧を付与しな
い（混合ガス５のみ）で処理し、次いで硫化水素分圧を
付与（混合ガス５と硫化水素ガス６を使用）して処理し
た。硫化水素ガス６の使用量は石英管１に導入する混合
ガス５に対して、例えば１０分の数％の少量である。石
英管１内のガスを分析して硫化水素分圧（ＰＨ２ｓ）及
び水素分圧（ＰＨ２）を測定した。前記還元条件におい
て鉄と硫化鉄とが平衡状態となるＰＨ２ｓ／ＰＨ２の
値、（ＰＨ２ｓ／ＰＨ２）ｅは3.9×１０-3と既知であ
る。これを基にしてガス中の硫黄の活量ａｓをａ３＝
（ＰＨ２ｓ／ＰＨ２）／（ＰＨ２ｓ／ＰＨ２）ｅと定義
した。すなわち硫化水素分圧を付与しない場合はＰＨ２
ｓ＝０であるからａｓ＝０となる。鉄鉱石の還元率Ｒは
再酸化法により求めた。
粉砕され、これを石英管１の支持板２上に供給した。石
英管１は内径２２mm、長さ７５０mmの透明管であり、管
内の支持板２上に鉄鉱石Ａの粉末を２０ｇ入れ約３０mm
の層とした。支持板２上の粉末層により流動層が形成さ
れる。流動層の還元条件はＮ２ガス３３体積％とＨ２ガ
ス６７体積％よりなる混合ガス５を石英管１に供給し還
元温度９００℃の常圧で還元処理した。混合ガス５の流
量は標準状態において３リットル／分（高温状態の石英
管内ガス流速としては５３cm／秒に相当する）とした。
鉄鉱石Ａの還元処理は、最初は硫化水素分圧を付与しな
い（混合ガス５のみ）で処理し、次いで硫化水素分圧を
付与（混合ガス５と硫化水素ガス６を使用）して処理し
た。硫化水素ガス６の使用量は石英管１に導入する混合
ガス５に対して、例えば１０分の数％の少量である。石
英管１内のガスを分析して硫化水素分圧（ＰＨ２ｓ）及
び水素分圧（ＰＨ２）を測定した。前記還元条件におい
て鉄と硫化鉄とが平衡状態となるＰＨ２ｓ／ＰＨ２の
値、（ＰＨ２ｓ／ＰＨ２）ｅは3.9×１０-3と既知であ
る。これを基にしてガス中の硫黄の活量ａｓをａ３＝
（ＰＨ２ｓ／ＰＨ２）／（ＰＨ２ｓ／ＰＨ２）ｅと定義
した。すなわち硫化水素分圧を付与しない場合はＰＨ２
ｓ＝０であるからａｓ＝０となる。鉄鉱石の還元率Ｒは
再酸化法により求めた。
同様に石英管内に硫化水素ガスを導入して硫化水素分圧
（ＰＨ２ｓ）を付与した場合におけるＲの値の変化を調
べた。
（ＰＨ２ｓ）を付与した場合におけるＲの値の変化を調
べた。
鉄鉱石Ｂ〜Ｔも前記鉄鉱石Ａと全く同様にしてそれぞれ
個別に高温流動層の還元を行い、かつ各個別の処理ごと
の石英管内のガスを分析し、還元率Ｒを求めた。
個別に高温流動層の還元を行い、かつ各個別の処理ごと
の石英管内のガスを分析し、還元率Ｒを求めた。
鉄鉱石Ａ〜Ｔの還元処理の結果は第２表に示す通りであ
る。第２表中、鉄鉱石Ａ〜Ｔは第１表の鉄鉱石の各名柄
のＡ〜Ｔと対応している。また還元率の数値単位は％で
あり、還元時間の数値単位は分である。これらの後のカ
ッコ内に示すＳ又はＦは流動化の状況を表している。す
なわち（Ｓ）はスティッキングが生じた場合を示し、
（Ｆ）は流動化した場合を示している。
る。第２表中、鉄鉱石Ａ〜Ｔは第１表の鉄鉱石の各名柄
のＡ〜Ｔと対応している。また還元率の数値単位は％で
あり、還元時間の数値単位は分である。これらの後のカ
ッコ内に示すＳ又はＦは流動化の状況を表している。す
なわち（Ｓ）はスティッキングが生じた場合を示し、
（Ｆ）は流動化した場合を示している。
スティッキングは圧力計１４や圧力センサ１５による圧
力差の急降下などにより検知できるが、スティッキング
したものはその時点で還元を中断して還元率と還元時間
を求めた。流動化のもので還元率が１００％になってい
ないものは、例えば鉄鉱石Ｔのａｓ＝1.28では還元率６
２％の低い値であるが、さらに還元を進めれば還元率１
００％にすることができる。
力差の急降下などにより検知できるが、スティッキング
したものはその時点で還元を中断して還元率と還元時間
を求めた。流動化のもので還元率が１００％になってい
ないものは、例えば鉄鉱石Ｔのａｓ＝1.28では還元率６
２％の低い値であるが、さらに還元を進めれば還元率１
００％にすることができる。
第２表中、ａｓ＝０の場合は硫化水素分圧を付与しない
従来の高温流動層還元の結果に対応する。ａｓ＝０の場
合においてスティッキング（Ｓ）が生じているため還元
率Ｒの低かった鉄鉱石Ｅ，Ｇ，Ｈ，Ｍ，Ｏに対して硫化
鉄が生成しない条件のａｓ＝0.256の硫化水素ガスを導
入ガス中に付与しても流動化（Ｆ）しないが、硫化鉄が
生成する条件のａｓ＝1.28の硫化水素ガスを導入ガス中
に付与すると流動層の状態がスティッキング（Ｓ）から
流動化（Ｆ）へと変化し、それに応じて還元率Ｒがほぼ
１００％まで上昇することが理解される。
従来の高温流動層還元の結果に対応する。ａｓ＝０の場
合においてスティッキング（Ｓ）が生じているため還元
率Ｒの低かった鉄鉱石Ｅ，Ｇ，Ｈ，Ｍ，Ｏに対して硫化
鉄が生成しない条件のａｓ＝0.256の硫化水素ガスを導
入ガス中に付与しても流動化（Ｆ）しないが、硫化鉄が
生成する条件のａｓ＝1.28の硫化水素ガスを導入ガス中
に付与すると流動層の状態がスティッキング（Ｓ）から
流動化（Ｆ）へと変化し、それに応じて還元率Ｒがほぼ
１００％まで上昇することが理解される。
従って、石英管内に硫化鉄を生成し得る硫化水素ガスを
導入するという簡単な方法により高温流動層還元におい
てほとんどの銘柄の鉄鉱石のスティッキングを防止し、
安定した流動化状態を得ることができ、その結果、還元
率をほぼ１００％まで上げることができる。
導入するという簡単な方法により高温流動層還元におい
てほとんどの銘柄の鉄鉱石のスティッキングを防止し、
安定した流動化状態を得ることができ、その結果、還元
率をほぼ１００％まで上げることができる。
本発明は高温流動層の還元工程において硫化水素分圧を
付与するので、鉄鉱石の粉粒体は還元ガスにより還元さ
れて金属鉄となるとともに、還元の際は硫化水素ガスが
金属鉄表面を滑らかにすることによって、粉粒体同志の
付着によるスティッキングを防ぐことができる。
付与するので、鉄鉱石の粉粒体は還元ガスにより還元さ
れて金属鉄となるとともに、還元の際は硫化水素ガスが
金属鉄表面を滑らかにすることによって、粉粒体同志の
付着によるスティッキングを防ぐことができる。
したがって、本発明によれば、ほとんどの銘柄の鉄鉱石
の高温流動層還元を処理操作の面及び処理コストの面か
ら有利に行うことができて都合がよい。
の高温流動層還元を処理操作の面及び処理コストの面か
ら有利に行うことができて都合がよい。
図は本実施例において使用した流動層装置の概略図であ
る。 １……石英管 ３……鉄鉱石粉末 ５……混合ガス ６……H2Sガス １１……ガス流量計 １３……電気炉 １７……熱電対
る。 １……石英管 ３……鉄鉱石粉末 ５……混合ガス ６……H2Sガス １１……ガス流量計 １３……電気炉 １７……熱電対
Claims (1)
- 【請求項１】鉄鉱石の粉粒体を還元ガスの流通する高温
流動層にて還元して金属鉄とするための、前記高温流動
層の還元工程に硫化水素分圧を付与することを特徴とす
る鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203090A JPH0637658B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4203090A JPH0637658B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03247714A JPH03247714A (ja) | 1991-11-05 |
| JPH0637658B2 true JPH0637658B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=12624771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4203090A Expired - Lifetime JPH0637658B2 (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 鉄鉱石の高温流動層還元におけるスティッキング防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637658B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3299063B2 (ja) * | 1995-01-20 | 2002-07-08 | 義章 井口 | 炭化鉄の製造法 |
| KR100332927B1 (ko) * | 1999-12-23 | 2002-04-20 | 이구택 | 유동환원로의 백업가스 공급장치 |
| LU90972B1 (fr) * | 2002-10-11 | 2004-04-13 | Wurth Paul Sa | Procédé de réduction de poudre fine d'oxyde métallique |
| JP7323345B2 (ja) * | 2019-06-19 | 2023-08-08 | 株式会社フジタ | 吸着材及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP4203090A patent/JPH0637658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03247714A (ja) | 1991-11-05 |
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