JPH07166252A - ボーキサイト溶解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製造方法 - Google Patents
ボーキサイト溶解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製造方法Info
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- JPH07166252A JPH07166252A JP5313389A JP31338993A JPH07166252A JP H07166252 A JPH07166252 A JP H07166252A JP 5313389 A JP5313389 A JP 5313389A JP 31338993 A JP31338993 A JP 31338993A JP H07166252 A JPH07166252 A JP H07166252A
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ボーキサイトとナトリウム含有溶液とを抽出
装置内に仕込み、ボーキサイトから可溶性のアルミナ分
を抽出しアルミナ濃度の高いアルミン酸ナトリウム溶液
となし、次いで該溶液中より溶解残渣を除去した後、該
溶液に種子としての水酸化アルミニウムを添加して水酸
化アルミニウムを析出せしめる、所謂バイヤー法に於い
て、抽出装置内に仕込んだボーキサイトから可溶性のア
ルミナ分を可能な限り抽出した後、該溶液中より溶解残
渣を分離除去し、分離された溶解残渣を酸処理すること
を特徴とする、溶解残渣中のNa2 O含量が3重量%以
下、Al2 O3 含量が10重量%以下のボーキサイト溶
解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製造方法。 【効果】 従来、放棄又は埋立て等の用途に限られてい
たボーキサイト溶解残渣を製鉄用原料として有効利用し
得ることを可能とした。
装置内に仕込み、ボーキサイトから可溶性のアルミナ分
を抽出しアルミナ濃度の高いアルミン酸ナトリウム溶液
となし、次いで該溶液中より溶解残渣を除去した後、該
溶液に種子としての水酸化アルミニウムを添加して水酸
化アルミニウムを析出せしめる、所謂バイヤー法に於い
て、抽出装置内に仕込んだボーキサイトから可溶性のア
ルミナ分を可能な限り抽出した後、該溶液中より溶解残
渣を分離除去し、分離された溶解残渣を酸処理すること
を特徴とする、溶解残渣中のNa2 O含量が3重量%以
下、Al2 O3 含量が10重量%以下のボーキサイト溶
解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製造方法。 【効果】 従来、放棄又は埋立て等の用途に限られてい
たボーキサイト溶解残渣を製鉄用原料として有効利用し
得ることを可能とした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボーキサイト溶解残渣
よりなる製鉄用原料組成物の製造方法に関する。更に詳
細には、ボーキサイトをナトリウム含有溶液で処理して
アルミナを製造する所謂バイヤー法に於いて、製鉄用原
料または副原料(以下、両者を合わせて製鉄用原料と称
する場合がある)として利用し得るボーキサイト溶解残
渣の製造方法に関するものである。
よりなる製鉄用原料組成物の製造方法に関する。更に詳
細には、ボーキサイトをナトリウム含有溶液で処理して
アルミナを製造する所謂バイヤー法に於いて、製鉄用原
料または副原料(以下、両者を合わせて製鉄用原料と称
する場合がある)として利用し得るボーキサイト溶解残
渣の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】よく知られているように、ボーキサイト
からアルミナ分を抽出するバイヤー法においては、多量
の溶解残渣が排出される。この残渣については過去、種
々の観点から、その有効利用法が営々と研究、検討され
てきた。
からアルミナ分を抽出するバイヤー法においては、多量
の溶解残渣が排出される。この残渣については過去、種
々の観点から、その有効利用法が営々と研究、検討され
てきた。
【0003】例えば溶解残渣を分解し、有価成分を回収
する方法(特開昭63−261350号公報)や溶解残
渣を固めコンクリート、タイル、道路舗装剤等の骨材と
して有効利用する方法(特開昭62−319259号公
報)や、更には溶解残渣中の特殊成分を触媒や触媒担体
として利用する方法等がある。
する方法(特開昭63−261350号公報)や溶解残
渣を固めコンクリート、タイル、道路舗装剤等の骨材と
して有効利用する方法(特開昭62−319259号公
報)や、更には溶解残渣中の特殊成分を触媒や触媒担体
として利用する方法等がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のように
文献上では種々の利用法が教示されているにもかかわら
ず、今日これら溶解残渣は、埋め立て用以外の用途とし
ては道路用材料等としてわずかの量が利用されているに
すぎない。その理由は、この溶解残渣は固形分が通常
300〜600g/l程度のスラリー状であり、脱水が
困難なこと。利用目的に対して相反する種々の成分を
持つ混合物であり、何れの成分の特徴も生かしきること
ができないこと。ソーダ分が多く、耐火物、セラミッ
ク用原料等としては不適であること。粒子が非常に細
かく、ハンドリングが難しいこと。大量の溶解残渣を
一括利用できる用途や技術が必要であること、等が挙げ
られる。それ故、現在では殆どが埋め立て用材料として
使用されている。
文献上では種々の利用法が教示されているにもかかわら
ず、今日これら溶解残渣は、埋め立て用以外の用途とし
ては道路用材料等としてわずかの量が利用されているに
すぎない。その理由は、この溶解残渣は固形分が通常
300〜600g/l程度のスラリー状であり、脱水が
困難なこと。利用目的に対して相反する種々の成分を
持つ混合物であり、何れの成分の特徴も生かしきること
ができないこと。ソーダ分が多く、耐火物、セラミッ
ク用原料等としては不適であること。粒子が非常に細
かく、ハンドリングが難しいこと。大量の溶解残渣を
一括利用できる用途や技術が必要であること、等が挙げ
られる。それ故、現在では殆どが埋め立て用材料として
使用されている。
【0005】しかし、昨今では埋立て可能な海岸線や内
陸部は減少しつつあり、加えて溶解残渣は酸化鉄、酸化
珪素等を多量に含有しており資源保護の立場から、ボー
キサイト溶解残渣の有効利用について、一段と真剣な解
決方法が求められている。
陸部は減少しつつあり、加えて溶解残渣は酸化鉄、酸化
珪素等を多量に含有しており資源保護の立場から、ボー
キサイト溶解残渣の有効利用について、一段と真剣な解
決方法が求められている。
【0006】他方、ボーキサイト溶解残渣中のFe2 O
3 含量に着眼し、製鉄用原料又は副原料に適用できない
かとの考えも古くからある。
3 含量に着眼し、製鉄用原料又は副原料に適用できない
かとの考えも古くからある。
【0007】製鉄用原料としては、主原料と副原料(造
サイ剤、希釈剤等)がある。主原料として用いられる鉄
鉱石としては、磁鉄鉱(Fe3 O4 ),赤鉄鉱(α−F
e2 O3 )等の酸化鉄鉱石、針鉄鉱(α−Fe2 O3 ・
H2 O)、鱗鉄鉱(γ−Fe2 O3 ・H2 O)等の水酸
化鉄鉱石その他の硫化鉄鉱石、炭酸鉄鉱石、鉄硅酸塩鉱
石等がある。これらの鉱石の鉄の含有量は通常、酸化鉄
鉱石のFeとして70重量%前後から鉄硅酸塩鉱石のF
eとして20重量%程度まで様々である。
サイ剤、希釈剤等)がある。主原料として用いられる鉄
鉱石としては、磁鉄鉱(Fe3 O4 ),赤鉄鉱(α−F
e2 O3 )等の酸化鉄鉱石、針鉄鉱(α−Fe2 O3 ・
H2 O)、鱗鉄鉱(γ−Fe2 O3 ・H2 O)等の水酸
化鉄鉱石その他の硫化鉄鉱石、炭酸鉄鉱石、鉄硅酸塩鉱
石等がある。これらの鉱石の鉄の含有量は通常、酸化鉄
鉱石のFeとして70重量%前後から鉄硅酸塩鉱石のF
eとして20重量%程度まで様々である。
【0008】また製鉄(製銑、製鋼)用副原料として
は、石灰石(CaO)、ドロマイト(CaCO3 ・Mg
CO3 ),軽焼ドロマイト(CaO・MgO)、マグネ
シアクリンカ(MgO)、カンラン岩、蛇紋岩、蛍石
(CaF)、硅石(SiO2 )、鉄マンガン鉱石及びチ
タン鉄鉱(FeTiO3 )等々の原料があり、それぞれ
に使い分けられている。(鉄鋼便覧(丸善)II巻55頁
参照)
は、石灰石(CaO)、ドロマイト(CaCO3 ・Mg
CO3 ),軽焼ドロマイト(CaO・MgO)、マグネ
シアクリンカ(MgO)、カンラン岩、蛇紋岩、蛍石
(CaF)、硅石(SiO2 )、鉄マンガン鉱石及びチ
タン鉄鉱(FeTiO3 )等々の原料があり、それぞれ
に使い分けられている。(鉄鋼便覧(丸善)II巻55頁
参照)
【0009】従来のバイヤー法では使用するボーキサイ
トやその処理条件によって一義的ではないものの、乾燥
後の溶解残渣(赤泥という場合がある)の組成は、灼熱
減量(LOI)8〜12重量%、Al2 O3 18〜25
重量%、SiO2 15〜20重量%、Fe2 O3 30〜
40重量%、Na2 O8〜12重量%、TiO2 2〜8
重量%程度である(アルミニウム工業、北川二郎著、誠
文堂新光社発行、第76頁参照)。
トやその処理条件によって一義的ではないものの、乾燥
後の溶解残渣(赤泥という場合がある)の組成は、灼熱
減量(LOI)8〜12重量%、Al2 O3 18〜25
重量%、SiO2 15〜20重量%、Fe2 O3 30〜
40重量%、Na2 O8〜12重量%、TiO2 2〜8
重量%程度である(アルミニウム工業、北川二郎著、誠
文堂新光社発行、第76頁参照)。
【0010】しかして、本発明者が調査したところによ
れば、従来のボーキサイト溶解残渣を製鉄用原料又は副
原料として用いる場合、最大の問題点はFe2 O3 含量
の低さではなく、Na2 O含量とAl2 O3 含量の多さ
である。更に乾体としてもなお存在する結晶水を主成分
とする灼熱減量は少ない方が好ましい。製鉄用原料中に
ナトリウム分が存在すると、例えば高炉内で気化し蒸気
となり、これが高炉上部の低温域で析出、蓄積して耐火
物を脆化させる等の悪影響を与えると同時に炉内ガスの
流通を阻害する。この事情は転炉等においても同様であ
る。それ故製鉄用原料又は副原料のNa2 O含量は3重
量%以下、好ましくは1重量%以下ものが要求される。
れば、従来のボーキサイト溶解残渣を製鉄用原料又は副
原料として用いる場合、最大の問題点はFe2 O3 含量
の低さではなく、Na2 O含量とAl2 O3 含量の多さ
である。更に乾体としてもなお存在する結晶水を主成分
とする灼熱減量は少ない方が好ましい。製鉄用原料中に
ナトリウム分が存在すると、例えば高炉内で気化し蒸気
となり、これが高炉上部の低温域で析出、蓄積して耐火
物を脆化させる等の悪影響を与えると同時に炉内ガスの
流通を阻害する。この事情は転炉等においても同様であ
る。それ故製鉄用原料又は副原料のNa2 O含量は3重
量%以下、好ましくは1重量%以下ものが要求される。
【0011】Al2 O3 はその存在量が多いとスラグが
酸性となり、脱硫黄、脱燐が困難となり、生石灰等のア
ルカリ性フラックスを多量に要し、生産性が悪くなる。
またAl2 O3 が多くなると、焼結鉱やペレットの還元
粉化性が増し、塊の強度劣化を起こし、高炉内で均質か
つ円滑なガスの通過を妨げる結果となり、銑鉄の品質及
び生産性に悪影響を与えることとなる。
酸性となり、脱硫黄、脱燐が困難となり、生石灰等のア
ルカリ性フラックスを多量に要し、生産性が悪くなる。
またAl2 O3 が多くなると、焼結鉱やペレットの還元
粉化性が増し、塊の強度劣化を起こし、高炉内で均質か
つ円滑なガスの通過を妨げる結果となり、銑鉄の品質及
び生産性に悪影響を与えることとなる。
【0012】Al2 O3 は鉄鉱石中の0〜2重量%程度
含まれており、2重量%は高炉のスラグ中Al2 O3 の
適正範囲の上限に近いため、他の原料中のAl2 O3 含
量はより少ない方が好ましい。一般的には、希釈した場
合を考慮しても製鉄原料のAl2 O3 含量は10重量%
以下、好ましくは5重量%以下にすることが要求され
る。
含まれており、2重量%は高炉のスラグ中Al2 O3 の
適正範囲の上限に近いため、他の原料中のAl2 O3 含
量はより少ない方が好ましい。一般的には、希釈した場
合を考慮しても製鉄原料のAl2 O3 含量は10重量%
以下、好ましくは5重量%以下にすることが要求され
る。
【0013】また、灼熱減量が多い場合には、該灼熱減
量は焼結鉱やペレットの焼成設備の炉内温度を下げる方
向に働き、著しいエネルギーの損失となる。これらの理
由より、製鉄用原料又は副原料としての灼熱減量は10
重量%以下、好ましくは8重量%以下のものが要求され
る。
量は焼結鉱やペレットの焼成設備の炉内温度を下げる方
向に働き、著しいエネルギーの損失となる。これらの理
由より、製鉄用原料又は副原料としての灼熱減量は10
重量%以下、好ましくは8重量%以下のものが要求され
る。
【0014】しかるに、上記「アルミニウム工業」に見
られるごとく、従来のボーキサイト溶解残渣はNa2 O
含量は勿論、Al2 O3 含量、灼熱減量においても必ず
しも満足しておらず、組成中のFe2 O3 含量には着目
されるものの適用を断念されていた。
られるごとく、従来のボーキサイト溶解残渣はNa2 O
含量は勿論、Al2 O3 含量、灼熱減量においても必ず
しも満足しておらず、組成中のFe2 O3 含量には着目
されるものの適用を断念されていた。
【0015】
【課題を解決するための手段】以上の事象を鑑み、本発
明者は製鉄用原料又は副原料として利用可能なボーキサ
イト溶解残渣を得るべく鋭意検討した結果、かかる原料
として使用可能なボーキサイト溶解残渣の製造方法を見
出し、本発明を完成するに至った。
明者は製鉄用原料又は副原料として利用可能なボーキサ
イト溶解残渣を得るべく鋭意検討した結果、かかる原料
として使用可能なボーキサイト溶解残渣の製造方法を見
出し、本発明を完成するに至った。
【0016】即ち、本発明はボーキサイトとナトリウム
含有溶液とを抽出装置内に仕込み、ボーキサイトから可
溶性のアルミナ分を抽出しアルミナ濃度の高いアルミン
酸ナトリウム溶液となし、次いで該溶液中より溶解残渣
を除去した後、該溶液に種子としての水酸化アルミニウ
ムを添加して水酸化アルミニウムを析出せしめる、所謂
バイヤー法に於いて、抽出装置内に仕込んだボーキサイ
トから可溶性のアルミナ分を可能な限り抽出した後、該
溶液中より溶解残渣を分離除去し、分離された溶解残渣
を酸処理することを特徴とする、溶解残渣中のNa2 O
含量が3重量%以下、Al2 O3 含量が10重量%以下
のボーキサイト溶解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製
造方法を提供するにある。
含有溶液とを抽出装置内に仕込み、ボーキサイトから可
溶性のアルミナ分を抽出しアルミナ濃度の高いアルミン
酸ナトリウム溶液となし、次いで該溶液中より溶解残渣
を除去した後、該溶液に種子としての水酸化アルミニウ
ムを添加して水酸化アルミニウムを析出せしめる、所謂
バイヤー法に於いて、抽出装置内に仕込んだボーキサイ
トから可溶性のアルミナ分を可能な限り抽出した後、該
溶液中より溶解残渣を分離除去し、分離された溶解残渣
を酸処理することを特徴とする、溶解残渣中のNa2 O
含量が3重量%以下、Al2 O3 含量が10重量%以下
のボーキサイト溶解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製
造方法を提供するにある。
【0017】以下、本発明方法を更に詳細に説明する。
本発明において、製鉄用原料組成物としてのボーキサイ
ト溶解残渣の組成(何れも乾体基準)は、Na2 O含量
が3重量%以下、Al2 O3 含量が10重量%以下であ
る。ボーキサイト原料やアルミナ製造設備等により一義
的ではないが、主要な他の成分含量は、Fe2 O3 含量
が35重量%以上、灼熱減量が10重量%以下、SiO
2 20重量%以下、TiO2 10重量%以下であり、よ
り好ましくはFe2 O3 含量が40重量%以上、Na2
O含量が1重量%以下、Al2 O 3 含量が5重量%以
下、灼熱減量8重量%以下、SiO2 含量15重量%以
下及びTiO2 8重量%以下である。
本発明において、製鉄用原料組成物としてのボーキサイ
ト溶解残渣の組成(何れも乾体基準)は、Na2 O含量
が3重量%以下、Al2 O3 含量が10重量%以下であ
る。ボーキサイト原料やアルミナ製造設備等により一義
的ではないが、主要な他の成分含量は、Fe2 O3 含量
が35重量%以上、灼熱減量が10重量%以下、SiO
2 20重量%以下、TiO2 10重量%以下であり、よ
り好ましくはFe2 O3 含量が40重量%以上、Na2
O含量が1重量%以下、Al2 O 3 含量が5重量%以
下、灼熱減量8重量%以下、SiO2 含量15重量%以
下及びTiO2 8重量%以下である。
【0018】このような組成を有するボーキサイト溶解
残渣は次のようにして得られる。即ち、ボーキサイトと
ナトリウム含有溶液とを混合しスラリー状となし、該ス
ラリーを抽出装置内に仕込み、可能な限りのアルミナ分
を抽出し、次いで必要に応じて、溶液中に溶出した反応
性シリカを脱珪反応により脱珪生成物として析出させた
後、該スラリー中より溶解残渣(脱珪生成物を含む場合
も総称して溶解残渣と称する)を溶液と分離し、該溶液
からは公知方法により主旨としての水酸化アルミニウム
を添加し、水酸化アルミニウムを析出させる。他方、ス
ラリーより分離された溶解残渣は次いで酸で処理して、
脱珪生成物中のAl2 O3 を酸性アルミニウム溶液とし
て、Na2 Oは酸で中和され、結果として、固体物質は
Al2 O3 含量が10重量%以下、好ましくは5重量%
以下、またNa2 O含量が3重量%以下、好ましくは1
重量%以下の溶解残渣とすることができる。
残渣は次のようにして得られる。即ち、ボーキサイトと
ナトリウム含有溶液とを混合しスラリー状となし、該ス
ラリーを抽出装置内に仕込み、可能な限りのアルミナ分
を抽出し、次いで必要に応じて、溶液中に溶出した反応
性シリカを脱珪反応により脱珪生成物として析出させた
後、該スラリー中より溶解残渣(脱珪生成物を含む場合
も総称して溶解残渣と称する)を溶液と分離し、該溶液
からは公知方法により主旨としての水酸化アルミニウム
を添加し、水酸化アルミニウムを析出させる。他方、ス
ラリーより分離された溶解残渣は次いで酸で処理して、
脱珪生成物中のAl2 O3 を酸性アルミニウム溶液とし
て、Na2 Oは酸で中和され、結果として、固体物質は
Al2 O3 含量が10重量%以下、好ましくは5重量%
以下、またNa2 O含量が3重量%以下、好ましくは1
重量%以下の溶解残渣とすることができる。
【0019】本発明で適用し得るボーキサイトは、アル
ミナ分として一般的にギブサイト(Al2 O3 ・3H2
O)及び/又はベーマイト(γ−Al2 O3 ・H2 O)
を主体として含有し、この他ダイスポア(α−Al2 O
3 ・H2 O)やカオリナイト(Al2 O3 ・2SiO2
・2H2 O)等の粘土鉱物を含む。
ミナ分として一般的にギブサイト(Al2 O3 ・3H2
O)及び/又はベーマイト(γ−Al2 O3 ・H2 O)
を主体として含有し、この他ダイスポア(α−Al2 O
3 ・H2 O)やカオリナイト(Al2 O3 ・2SiO2
・2H2 O)等の粘土鉱物を含む。
【0020】アルミナ抽出の条件としては、抽出温度、
抽出時間、アルカリ濃度、アルミナ濃度及び仕込みモル
比等々があるが、これらの要素はボーキサイト鉱石の影
響を受ける。即ち一水和物のベーマイトタイプでは、抽
出液のNa2 O濃度は80〜200g/l程度、抽出温
度は160〜240℃程度、三水和物のギブサイトタイ
プでは、抽出液のNa2 O濃度は80〜160g/l程
度、抽出温度は110〜160℃程度の条件が採用され
る。抽出時間は使用する反応器の形状(オートクレーブ
又は管状反応器等)、抽出液のNa2 O濃度、抽出温度
等により一義的ではないが、ボーキサイト中の溶解可能
な限りのアルミナ分を抽出する必要があるので、通常管
状反応器で約10分以上、オートクレーブで30分〜1
0時間抽出すればよい。本発明に於いて、ボーキサイト
中の溶解可能な限りのアルミナ分の抽出とは、ボーキサ
イト中に含有されるアルミナ成分の96重量%以上、好
ましくは98重量%以上、より好ましくは99重量%以
上の抽出を意味する。
抽出時間、アルカリ濃度、アルミナ濃度及び仕込みモル
比等々があるが、これらの要素はボーキサイト鉱石の影
響を受ける。即ち一水和物のベーマイトタイプでは、抽
出液のNa2 O濃度は80〜200g/l程度、抽出温
度は160〜240℃程度、三水和物のギブサイトタイ
プでは、抽出液のNa2 O濃度は80〜160g/l程
度、抽出温度は110〜160℃程度の条件が採用され
る。抽出時間は使用する反応器の形状(オートクレーブ
又は管状反応器等)、抽出液のNa2 O濃度、抽出温度
等により一義的ではないが、ボーキサイト中の溶解可能
な限りのアルミナ分を抽出する必要があるので、通常管
状反応器で約10分以上、オートクレーブで30分〜1
0時間抽出すればよい。本発明に於いて、ボーキサイト
中の溶解可能な限りのアルミナ分の抽出とは、ボーキサ
イト中に含有されるアルミナ成分の96重量%以上、好
ましくは98重量%以上、より好ましくは99重量%以
上の抽出を意味する。
【0021】本発明の目的の一つは、ボーキサイト溶解
残渣を製鉄用原料として有効利用するに於いて、該溶解
残渣中のアルミナ含有量を低減させるにあり、バイヤー
法の抽出工程でのアルミナ含有鉱石からの可溶性アルミ
ナ分を可能な限り抽出することにある。従って、ベーマ
イトを5重量%以上含有するギブサイト−ベーマイト混
合ボーキサイトでは、上述したベーマイトを主体として
含有するボーキサイトの処理条件を採用することが必要
である。
残渣を製鉄用原料として有効利用するに於いて、該溶解
残渣中のアルミナ含有量を低減させるにあり、バイヤー
法の抽出工程でのアルミナ含有鉱石からの可溶性アルミ
ナ分を可能な限り抽出することにある。従って、ベーマ
イトを5重量%以上含有するギブサイト−ベーマイト混
合ボーキサイトでは、上述したベーマイトを主体として
含有するボーキサイトの処理条件を採用することが必要
である。
【0022】ボーキサイト中より、可溶性アルミナ及び
可溶性シリカの溶解を終えたスラリー溶液はそのまま保
持し、或いはソーダーライト組成物微粒子又は粉砕した
脱珪生成物を種子として添加保持しスラリー溶液中に抽
出されたシリカ成分を析出させる。この場合、シリカ成
分SiO2 は溶液中のAl2 O3 及びNa2 Oと反応し
脱珪生成物(ソーダライト組成物)として晶析される。
脱硅処理は溶液中の可溶性シリカが水酸化アルミニウム
の析出時に共沈しなければ良く、特にその条件は制限さ
れないが、通常、溶液温度80℃〜150℃で30分〜
5時間程度保持すればよい。
可溶性シリカの溶解を終えたスラリー溶液はそのまま保
持し、或いはソーダーライト組成物微粒子又は粉砕した
脱珪生成物を種子として添加保持しスラリー溶液中に抽
出されたシリカ成分を析出させる。この場合、シリカ成
分SiO2 は溶液中のAl2 O3 及びNa2 Oと反応し
脱珪生成物(ソーダライト組成物)として晶析される。
脱硅処理は溶液中の可溶性シリカが水酸化アルミニウム
の析出時に共沈しなければ良く、特にその条件は制限さ
れないが、通常、溶液温度80℃〜150℃で30分〜
5時間程度保持すればよい。
【0023】脱硅処理後のスラリー溶液は次いで、通常
のバイヤー工程と同様の方法で溶解残渣とアルミン酸ナ
トリウム溶液に固液分離し、溶解残渣は水洗洗浄する。
のバイヤー工程と同様の方法で溶解残渣とアルミン酸ナ
トリウム溶液に固液分離し、溶解残渣は水洗洗浄する。
【0024】また、本発明方法に於いては、ボーキサイ
トより可能な限りの可溶性アルミナを抽出した溶液は、
上記の如く溶解残渣とのスラリー状態で脱硅処理しても
よいが、脱硅生成物を別途回収することを目的として、
可溶性アルミナ抽出後、直ちに固液分離し、分離後の溶
液を脱硅処理し、脱硅生成物を回収除去した後、水酸化
アルミニウムの析出工程へ導入する方法を採用してもよ
い。この場合固液分離されたボーキサイト溶解残渣中に
はアルミナの抽出過程で既に脱硅生成物が析出し混在し
ているので、該溶解残渣は上記方法と同様に酸処理工程
に導入される。
トより可能な限りの可溶性アルミナを抽出した溶液は、
上記の如く溶解残渣とのスラリー状態で脱硅処理しても
よいが、脱硅生成物を別途回収することを目的として、
可溶性アルミナ抽出後、直ちに固液分離し、分離後の溶
液を脱硅処理し、脱硅生成物を回収除去した後、水酸化
アルミニウムの析出工程へ導入する方法を採用してもよ
い。この場合固液分離されたボーキサイト溶解残渣中に
はアルミナの抽出過程で既に脱硅生成物が析出し混在し
ているので、該溶解残渣は上記方法と同様に酸処理工程
に導入される。
【0025】本発明に於いて溶解残渣は次いで酸で処理
する。該酸処理は脱硅生成物と反応し分解せしめる作用
を有し、Al2 O3 分を塩化アルミニウムや硫酸アルミ
ニウム、硝酸アルミニウム、燐酸アルミニウム等のアル
ミニウム塩或いはこれらの塩基性アルミニウム塩として
液中に溶出し、Na2 Oは塩化ナトリウムや硫酸ナトリ
ウムとして中和され固体残渣中より除去することを目的
とするもので、適用する酸としては塩酸、硫酸、硝酸、
燐酸等が上げられる。これら酸での処理条件は酸の種
類、酸の濃度、接触温度等により一義的ではないが、い
ずれの酸の場合も0.5mol/l〜5mol/l、温
度は室温〜約80℃の範囲で任意適用される。酸処理は
酸と溶解残渣をタンク等の容器中で攪拌下に接触させて
もよいし、両者を混合しスラリー状態で管状反応器中を
通過させることにより接触するいずれの方法でもよい。
これらの接触時間は使用する酸の種類、濃度、温度、適
用する反応器の形状により一義的ではないが約5分〜約
10時間であればよい。但し何れの場合でも脱硅生成物
から溶出したシリカ分がコロイド状物質として沈殿する
までに実施することが好ましい。
する。該酸処理は脱硅生成物と反応し分解せしめる作用
を有し、Al2 O3 分を塩化アルミニウムや硫酸アルミ
ニウム、硝酸アルミニウム、燐酸アルミニウム等のアル
ミニウム塩或いはこれらの塩基性アルミニウム塩として
液中に溶出し、Na2 Oは塩化ナトリウムや硫酸ナトリ
ウムとして中和され固体残渣中より除去することを目的
とするもので、適用する酸としては塩酸、硫酸、硝酸、
燐酸等が上げられる。これら酸での処理条件は酸の種
類、酸の濃度、接触温度等により一義的ではないが、い
ずれの酸の場合も0.5mol/l〜5mol/l、温
度は室温〜約80℃の範囲で任意適用される。酸処理は
酸と溶解残渣をタンク等の容器中で攪拌下に接触させて
もよいし、両者を混合しスラリー状態で管状反応器中を
通過させることにより接触するいずれの方法でもよい。
これらの接触時間は使用する酸の種類、濃度、温度、適
用する反応器の形状により一義的ではないが約5分〜約
10時間であればよい。但し何れの場合でも脱硅生成物
から溶出したシリカ分がコロイド状物質として沈殿する
までに実施することが好ましい。
【0026】酸処理後の溶解残渣は、濾過、遠心分離、
フイルタープレス等の公知の方法により固液分離、水洗
洗浄した後、製鉄用原料組成物として、また固液分離後
の酸溶液、例えば塩酸処理の場合の溶液は、シリカゲル
やアルミナゲル等とし、更には水ガラス、PAC、ゼオ
ライトの原料等として別途有効利用が可能である。
フイルタープレス等の公知の方法により固液分離、水洗
洗浄した後、製鉄用原料組成物として、また固液分離後
の酸溶液、例えば塩酸処理の場合の溶液は、シリカゲル
やアルミナゲル等とし、更には水ガラス、PAC、ゼオ
ライトの原料等として別途有効利用が可能である。
【0027】上記の方法により分離されたボーキサイト
溶解残渣は、固液分離方法にもよるが溶解残渣が非常に
微粒であることより脱水率が悪く、固液分離後も100
〜800g/l、通常300〜600g/l程度のスラ
リー状であるので、天日乾燥或いはロータリーキルンや
ドライヤーにより製鉄用原料組成物として要求される含
水率まで乾燥させればよい。しかしながら、天日乾燥は
広い乾燥面積や搬送費用を必要とするし、勿論ロータリ
ーキルンやドライヤーによる強制乾燥の場合には多大の
設備費とエネルギーを要し、経済性において問題が生じ
る場合がある。
溶解残渣は、固液分離方法にもよるが溶解残渣が非常に
微粒であることより脱水率が悪く、固液分離後も100
〜800g/l、通常300〜600g/l程度のスラ
リー状であるので、天日乾燥或いはロータリーキルンや
ドライヤーにより製鉄用原料組成物として要求される含
水率まで乾燥させればよい。しかしながら、天日乾燥は
広い乾燥面積や搬送費用を必要とするし、勿論ロータリ
ーキルンやドライヤーによる強制乾燥の場合には多大の
設備費とエネルギーを要し、経済性において問題が生じ
る場合がある。
【0028】本発明者は製鉄用原料の使用形態について
検討したところ、製鉄用の主原料、副原料が製鉄に用い
られる場合、通常各種の粉状鉱はブレンドされ塊状化さ
れた後、炉内に投入使用されており、塊状化の方法とし
ては、1)焼結法、2)ペレタイジング法、3)団鉱法
等が知られている。
検討したところ、製鉄用の主原料、副原料が製鉄に用い
られる場合、通常各種の粉状鉱はブレンドされ塊状化さ
れた後、炉内に投入使用されており、塊状化の方法とし
ては、1)焼結法、2)ペレタイジング法、3)団鉱法
等が知られている。
【0029】焼結法としては設備的にも大量生産に適し
た連続式のドワイトロイド式の設備が開発され、主流と
なっている。焼結鉱を製造するドワイトロイド式焼結設
備に於いては、各原料槽から−5mm程度の主原料の鉄
鉱石、各種副原料及び焼結の為のコークス等とバインダ
ーとしての水約5〜10重量%をミルまたはミキサー内
に添加し、混合、造粒し、得られた混合物をサージホッ
パーを経てパレット上に敷き詰め、焼成炉中を通過させ
る間に混合物中のコークスに点火し、自焼させて焼結体
とする。この焼結体を破砕し篩別して、+5mmを高炉
用の原料とする。
た連続式のドワイトロイド式の設備が開発され、主流と
なっている。焼結鉱を製造するドワイトロイド式焼結設
備に於いては、各原料槽から−5mm程度の主原料の鉄
鉱石、各種副原料及び焼結の為のコークス等とバインダ
ーとしての水約5〜10重量%をミルまたはミキサー内
に添加し、混合、造粒し、得られた混合物をサージホッ
パーを経てパレット上に敷き詰め、焼成炉中を通過させ
る間に混合物中のコークスに点火し、自焼させて焼結体
とする。この焼結体を破砕し篩別して、+5mmを高炉
用の原料とする。
【0030】一方、ペレタイジング法では、主として前
述の微粉の鉄鉱石及び副原料である各種鉱石に生ペレッ
トの落下抵抗と乾燥時のバースティングを抑制するため
のベントナイトを添加混合し、原料に対しバインダーと
して水を約5〜10重量%添加して、ディスク型又はド
ラム型造粒機によって造粒し、生ペレットを製造する。
この生ペレットはトラベリン・グレート炉、グレートキ
ルン、シャフト炉及びロータリーキルン等によって焼成
し、高炉用原料に供される。
述の微粉の鉄鉱石及び副原料である各種鉱石に生ペレッ
トの落下抵抗と乾燥時のバースティングを抑制するため
のベントナイトを添加混合し、原料に対しバインダーと
して水を約5〜10重量%添加して、ディスク型又はド
ラム型造粒機によって造粒し、生ペレットを製造する。
この生ペレットはトラベリン・グレート炉、グレートキ
ルン、シャフト炉及びロータリーキルン等によって焼成
し、高炉用原料に供される。
【0031】ここで注目すべきことは、焼成法、ペレタ
イジング法のいずれにおいても、粉鉱を塊鉱にする為、
ある程度の水分を加えて成形し、その後焼成して高炉用
塊状原料を得ている点である。
イジング法のいずれにおいても、粉鉱を塊鉱にする為、
ある程度の水分を加えて成形し、その後焼成して高炉用
塊状原料を得ている点である。
【0032】従って本発明者は、本発明で得られた組成
のボーキサイト溶解残渣を乾燥をせず、水分を含んだま
ま、該ボーキサイト溶解残渣の有する水を焼成法、ペレ
タイジング法の工程で添加使用する水の代わりとして利
用し得ること、即ち、他の製鉄用原料と混合、成形して
使用する場合には、バイヤー工程より洗浄、濾過されて
排出される上記したボーキサイト溶解残渣を予め乾燥す
ることなく使用し得ることを見い出した。
のボーキサイト溶解残渣を乾燥をせず、水分を含んだま
ま、該ボーキサイト溶解残渣の有する水を焼成法、ペレ
タイジング法の工程で添加使用する水の代わりとして利
用し得ること、即ち、他の製鉄用原料と混合、成形して
使用する場合には、バイヤー工程より洗浄、濾過されて
排出される上記したボーキサイト溶解残渣を予め乾燥す
ることなく使用し得ることを見い出した。
【0033】前記したドワイトロイド式焼結機の場合に
は、ミル又はミキサ等での原料の混練時、バインダーと
して添加する水等の代わりに未乾燥のボーキサイト溶解
残渣を用いればよい。勿論、ボーキサイト溶解残渣が含
有する酸化鉄等の成分は鉄鋼用原料組成物として換算使
用すればよい。またペレタイジング法に於いてもドワイ
トロイド式焼結機の場合と略同様に原料の混練時、バイ
ンダーとして水等の代わりに未乾燥のボーキサイト溶解
残渣を用いればよい。即ち、未乾燥のボーキサイト溶解
残渣を他の製鉄用原料と混合、成形して製鉄用原料成形
体として適用するのである。
は、ミル又はミキサ等での原料の混練時、バインダーと
して添加する水等の代わりに未乾燥のボーキサイト溶解
残渣を用いればよい。勿論、ボーキサイト溶解残渣が含
有する酸化鉄等の成分は鉄鋼用原料組成物として換算使
用すればよい。またペレタイジング法に於いてもドワイ
トロイド式焼結機の場合と略同様に原料の混練時、バイ
ンダーとして水等の代わりに未乾燥のボーキサイト溶解
残渣を用いればよい。即ち、未乾燥のボーキサイト溶解
残渣を他の製鉄用原料と混合、成形して製鉄用原料成形
体として適用するのである。
【0034】尚、本発明の実施に際し、ボーキサイトか
らのアルミナの溶解(抽出)工程前に、予め該ボーキサ
イトより可溶性シリカを除去処理し、かかる処理後のボ
ーキサイトを用いて上述した本発明方法を実施すること
も、勿論可能である。この場合にはアルミナ溶解工程で
の可溶性シリカの溶出がないか、或いは僅かとなる為、
溶液中に溶出したシリカ成分が脱硅生成物を形成するこ
とにより消費されるアルミナと苛性ソーダが減少すると
のメリットを有する。
らのアルミナの溶解(抽出)工程前に、予め該ボーキサ
イトより可溶性シリカを除去処理し、かかる処理後のボ
ーキサイトを用いて上述した本発明方法を実施すること
も、勿論可能である。この場合にはアルミナ溶解工程で
の可溶性シリカの溶出がないか、或いは僅かとなる為、
溶液中に溶出したシリカ成分が脱硅生成物を形成するこ
とにより消費されるアルミナと苛性ソーダが減少すると
のメリットを有する。
【0035】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、従来経済
的使途の見出せていなかったボーキサイト溶解残渣を製
鉄用原料として使用可能としたものであり、また、脱硅
生成物も酸に溶解し、これを回収することにより有価成
分として利用し得るとの利点を有し、加えて、これを製
鉄用原料組成物の成形時に混合使用する場合には、特別
な乾燥処理を施すことなく製鉄用原料として適用可能な
らしめるもので、極めて経済的であり、その工業的価値
は頗る大である。
的使途の見出せていなかったボーキサイト溶解残渣を製
鉄用原料として使用可能としたものであり、また、脱硅
生成物も酸に溶解し、これを回収することにより有価成
分として利用し得るとの利点を有し、加えて、これを製
鉄用原料組成物の成形時に混合使用する場合には、特別
な乾燥処理を施すことなく製鉄用原料として適用可能な
らしめるもので、極めて経済的であり、その工業的価値
は頗る大である。
【0036】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれにより限定されるものではない。尚、成分の
分析は蛍光X線分析により、またボーキサイトの鉱物組
成は組成計算法によった。またボ−キサイト溶解残渣の
鉱物の定性分析はX線回折により同定した。
発明はこれにより限定されるものではない。尚、成分の
分析は蛍光X線分析により、またボーキサイトの鉱物組
成は組成計算法によった。またボ−キサイト溶解残渣の
鉱物の定性分析はX線回折により同定した。
【0037】実施例1 表1に示す組成を持つオーストラリア産ボーキサイト
(ゴーブ鉱)180gをオートクレーブ中、220℃、
Na2 O換算150g/lの苛性ソーダ溶液500cc
で2時間処理し、液中で脱珪反応を終了させた後、遠心
分離器で固液分離を行い溶解残渣を分別し、十分洗浄を
行った後、脱水、乾燥し、この溶解残渣の分析を行っ
た。その結果を表2に示す。また、この溶解残渣の乾体
10gを1.4mol/lの塩酸500ccに混合し、
室温で約1時間シェイカーで震盪した。これを遠心分離
器で固液分離し、十分に水で洗浄して脱水、乾燥し、こ
の残渣の分析を行った。その結果を表3に示す。
(ゴーブ鉱)180gをオートクレーブ中、220℃、
Na2 O換算150g/lの苛性ソーダ溶液500cc
で2時間処理し、液中で脱珪反応を終了させた後、遠心
分離器で固液分離を行い溶解残渣を分別し、十分洗浄を
行った後、脱水、乾燥し、この溶解残渣の分析を行っ
た。その結果を表2に示す。また、この溶解残渣の乾体
10gを1.4mol/lの塩酸500ccに混合し、
室温で約1時間シェイカーで震盪した。これを遠心分離
器で固液分離し、十分に水で洗浄して脱水、乾燥し、こ
の残渣の分析を行った。その結果を表3に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
【表3】
【0041】比較例1 実施例1で用いたと同じボーキサイトを用い、オートク
レーブ中での溶解(抽出)温度を150℃とした以外は
実施例1と同様に抽出処理を行った。処理後の溶解残渣
の分析結果を表4に示す。また、この溶解残渣の乾体1
0gを1.4mol/lの塩酸500ccに混合し、約
1時間シェイカーで震盪した。これを遠心分離器で固液
分離し、十分に水で洗浄して脱水、乾燥し、この残渣の
分析を行った。その結果を表5に示す。
レーブ中での溶解(抽出)温度を150℃とした以外は
実施例1と同様に抽出処理を行った。処理後の溶解残渣
の分析結果を表4に示す。また、この溶解残渣の乾体1
0gを1.4mol/lの塩酸500ccに混合し、約
1時間シェイカーで震盪した。これを遠心分離器で固液
分離し、十分に水で洗浄して脱水、乾燥し、この残渣の
分析を行った。その結果を表5に示す。
【0042】
【表4】
【0043】
【表5】
【0044】実施例2 表6に示す組成を持つインドネシア産ボーキサイト(ビ
ンタン鉱)をオートクレーブ中、150℃、Na2 Oと
して150g/lの苛性ソーダ溶液で2時間処理した以
外は実施例1と同様に行った。その結果を表7に示す。
また、この溶解残渣の乾体10gを1.4mol/lの
塩酸500ccに混合し、約1時間シェイカーで震盪し
た。これを遠心分離器で固液分離し、十分に水で洗浄し
て脱水、乾燥し、この残渣の分析を行った。その結果を
表8に示す。
ンタン鉱)をオートクレーブ中、150℃、Na2 Oと
して150g/lの苛性ソーダ溶液で2時間処理した以
外は実施例1と同様に行った。その結果を表7に示す。
また、この溶解残渣の乾体10gを1.4mol/lの
塩酸500ccに混合し、約1時間シェイカーで震盪し
た。これを遠心分離器で固液分離し、十分に水で洗浄し
て脱水、乾燥し、この残渣の分析を行った。その結果を
表8に示す。
【0045】
【表6】
【0046】
【表7】
【0047】
【表8】
Claims (2)
- 【請求項1】ボーキサイトとナトリウム含有溶液とを抽
出装置内に仕込み、ボーキサイトから可溶性のアルミナ
分を抽出しアルミナ濃度の高いアルミン酸ナトリウム溶
液となし、次いで該溶液中より溶解残渣を除去した後、
該溶液に種子としての水酸化アルミニウムを添加して水
酸化アルミニウムを析出せしめる、所謂バイヤー法に於
いて、抽出装置内に仕込んだボーキサイトから可溶性の
アルミナ分を可能な限り抽出した後、該溶液中より溶解
残渣を分離除去し、分離された溶解残渣を酸処理するこ
とを特徴とする、溶解残渣中のNa2 O含量が3重量%
以下、Al2 O3 含量が10重量%以下のボーキサイト
溶解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製造方法。 - 【請求項2】溶液中より溶解残渣を分離除去するに際
し、抽出装置内に仕込んだボーキサイトから可溶性のア
ルミナ分を可能な限り抽出した後、アルカリ溶液中に溶
出した反応性シリカを脱硅反応により脱硅生成物として
析出せしめることを特徴とする請求項1記載のボーキサ
イト溶解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5313389A JPH07166252A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | ボーキサイト溶解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5313389A JPH07166252A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | ボーキサイト溶解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166252A true JPH07166252A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=18040686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5313389A Pending JPH07166252A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | ボーキサイト溶解残渣よりなる製鉄用原料組成物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07166252A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528028B2 (en) | 1999-12-28 | 2003-03-04 | Showa Denko K.K. | Process for treating bauxite in which a desilication product and an insoluble residure are separately precipitated |
| EP3453678A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-13 | Canbekte, Hüsnü Sinan | Treatment and disposal of bauxite residue |
| KR101996946B1 (ko) * | 2019-01-30 | 2019-07-05 | 조은산업 주식회사 | 슬래그 내 유용금속의 선택적 회수방법 |
| WO2025160642A1 (pt) * | 2024-01-31 | 2025-08-07 | Mineração Rio Do Norte Sa | Método de preparo de amostras de bauxita |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP5313389A patent/JPH07166252A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6528028B2 (en) | 1999-12-28 | 2003-03-04 | Showa Denko K.K. | Process for treating bauxite in which a desilication product and an insoluble residure are separately precipitated |
| EP3453678A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-13 | Canbekte, Hüsnü Sinan | Treatment and disposal of bauxite residue |
| KR101996946B1 (ko) * | 2019-01-30 | 2019-07-05 | 조은산업 주식회사 | 슬래그 내 유용금속의 선택적 회수방법 |
| WO2025160642A1 (pt) * | 2024-01-31 | 2025-08-07 | Mineração Rio Do Norte Sa | Método de preparo de amostras de bauxita |
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