JPH0816002B2 - 鉱物の高温処理方法 - Google Patents
鉱物の高温処理方法Info
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- JPH0816002B2 JPH0816002B2 JP63173771A JP17377188A JPH0816002B2 JP H0816002 B2 JPH0816002 B2 JP H0816002B2 JP 63173771 A JP63173771 A JP 63173771A JP 17377188 A JP17377188 A JP 17377188A JP H0816002 B2 JPH0816002 B2 JP H0816002B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
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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、低質ボーキサイト（SiO2含有率の高い），
粘土，フライアッシュなどの複数の酸化物を含有する鉱
物から有価酸化物を分離回収する鉱物の高温処理方法に
関する。
粘土，フライアッシュなどの複数の酸化物を含有する鉱
物から有価酸化物を分離回収する鉱物の高温処理方法に
関する。
従来の技術を一例としてボーキサイトからアルミナ
（Al2O3）を製造するバイヤー法について説明する。
（Al2O3）を製造するバイヤー法について説明する。
この方法においては、ボーキサイトを粉砕後、カセイ
ソーダ溶液で加圧加温処理し、原鉱中のアルミナ分（Al
2O3）を溶解してアルミン酸ナトリウム溶液とし、同時
に二酸化珪素（SiO2）をアルミノケイ酸ナトリウム（赤
泥）として分離した後、アルミン酸ナトリウム溶液を冷
却し、種子として水酸化アルミニウムを加えて加水分解
反応を促進させ、析出した水酸化アルミニウムを分離
し、焼成してアルミナ（Al2O3）を製造する。
ソーダ溶液で加圧加温処理し、原鉱中のアルミナ分（Al
2O3）を溶解してアルミン酸ナトリウム溶液とし、同時
に二酸化珪素（SiO2）をアルミノケイ酸ナトリウム（赤
泥）として分離した後、アルミン酸ナトリウム溶液を冷
却し、種子として水酸化アルミニウムを加えて加水分解
反応を促進させ、析出した水酸化アルミニウムを分離
し、焼成してアルミナ（Al2O3）を製造する。
従来技術の一例として挙げたアルミナ製造の上記バイ
ヤー法では、ボーキサイトを原料とし、カセイソーダ溶
液を加えて原鉱中のアルミナ分を溶解してアルミン酸ナ
トリウム溶液とし、次いで水酸化アルミニウムを生成さ
せたのち焼成してアルミナ（Al2O3）を製造している
が、原鉱中に含まれる二酸化珪素（SiO2）分はアルミノ
ケイ酸ナトリウム（赤泥）として沈澱除去される。赤泥
はAl2O31t当り約1t発生し、従来は海洋投棄することが
多かったが、海洋汚染を生起するために、その処理に苦
慮している。赤泥はアルカリを含む赤褐色泥状物質で、
バイヤー法発明以来これに関する研究が数多く発表さ
れ、現在においてもその性状，建設資材としての利用
法，またその中に相当量含まれている残留Al2O3,SiO2,
鉄分の回収等について種々研究が進められているが、ま
だ決め手となる解決法は見出されていないのが現状であ
る。
ヤー法では、ボーキサイトを原料とし、カセイソーダ溶
液を加えて原鉱中のアルミナ分を溶解してアルミン酸ナ
トリウム溶液とし、次いで水酸化アルミニウムを生成さ
せたのち焼成してアルミナ（Al2O3）を製造している
が、原鉱中に含まれる二酸化珪素（SiO2）分はアルミノ
ケイ酸ナトリウム（赤泥）として沈澱除去される。赤泥
はAl2O31t当り約1t発生し、従来は海洋投棄することが
多かったが、海洋汚染を生起するために、その処理に苦
慮している。赤泥はアルカリを含む赤褐色泥状物質で、
バイヤー法発明以来これに関する研究が数多く発表さ
れ、現在においてもその性状，建設資材としての利用
法，またその中に相当量含まれている残留Al2O3,SiO2,
鉄分の回収等について種々研究が進められているが、ま
だ決め手となる解決法は見出されていないのが現状であ
る。
さらに、今後ボーキサイト中のアルカリ可溶性SiO2成
分の多い低質原鉱石の増加が予想され、SiO2分離技術が
確立されない限り、バイヤー法での効率低下はさけられ
ない。
分の多い低質原鉱石の増加が予想され、SiO2分離技術が
確立されない限り、バイヤー法での効率低下はさけられ
ない。
本発明は、上記の問題を解決し、有価酸化物を分離回
収することができるボーキサイトその他の鉱物の高温処
理方法を提供しようとするものである。
収することができるボーキサイトその他の鉱物の高温処
理方法を提供しようとするものである。
本発明の鉱物の高温処理方法は、燃料と酸化剤が供給
される加熱炉内へ複数の酸化物を含有する鉱物をノズル
から噴出させると共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同特定
の酸化物の蒸気を加熱炉内に誘導して冷却してその粒子
を回収する第一工程と、上記特定の酸化物の沸点より高
い沸点を有し加熱炉内で蒸気化しない他の酸化物を加熱
炉の炉底から分離回収する第二工程からなる。
される加熱炉内へ複数の酸化物を含有する鉱物をノズル
から噴出させると共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同特定
の酸化物の蒸気を加熱炉内に誘導して冷却してその粒子
を回収する第一工程と、上記特定の酸化物の沸点より高
い沸点を有し加熱炉内で蒸気化しない他の酸化物を加熱
炉の炉底から分離回収する第二工程からなる。
また、本発明の鉱物の高温処理方法は、上記方法にお
いて、鉱物を酸化剤及び／又は燃料と共にノズルから加
熱炉内へ噴出させ、ノズルからの鉱物同伴流の噴出速度
とノズル角度を調整して同ノズルからの旋回流を制御す
ることによって上記第二工程で分離回収される酸化物の
形状を変化させるようにした。
いて、鉱物を酸化剤及び／又は燃料と共にノズルから加
熱炉内へ噴出させ、ノズルからの鉱物同伴流の噴出速度
とノズル角度を調整して同ノズルからの旋回流を制御す
ることによって上記第二工程で分離回収される酸化物の
形状を変化させるようにした。
本発明では、鉱物中に含有される特定の酸化物は加熱
炉内で加熱されて蒸気となり、これが加熱炉外に誘導さ
れた上冷却され粒子状となって回収される。
炉内で加熱されて蒸気となり、これが加熱炉外に誘導さ
れた上冷却され粒子状となって回収される。
一方、上記特定の酸化物より高い沸点を有する酸化物
は気化されず加熱炉の炉底に残留し分離回収される。こ
のようにして、鉱物中に含有される酸化物は、沸点の相
違を利用して分離回収されることになる。
は気化されず加熱炉の炉底に残留し分離回収される。こ
のようにして、鉱物中に含有される酸化物は、沸点の相
違を利用して分離回収されることになる。
また、鉱物を酸化剤及び又は燃料と共に加熱炉内に噴
出させ、ノズルからの鉱物同伴流の噴出速度及びノズル
角度を調整して同ノズルからの旋回流を制御することに
よって上記第二工程で分離回収される酸化物は、旋回流
が低速のときは膜状，より速度が上れば繊維状，更に高
速になれば粒子状となり、所望の形状の酸化物が得られ
る。
出させ、ノズルからの鉱物同伴流の噴出速度及びノズル
角度を調整して同ノズルからの旋回流を制御することに
よって上記第二工程で分離回収される酸化物は、旋回流
が低速のときは膜状，より速度が上れば繊維状，更に高
速になれば粒子状となり、所望の形状の酸化物が得られ
る。
本発明の一実施例を第１図及び第２図によって説明す
る。
る。
加熱炉１は、その周囲を取囲む冷媒用ジャケット2,同
ジャケット２の冷媒入口３と冷媒出力4,O2と燃料との噴
出ノズル5,およびO2とフライアッシュとの噴出ノズル６
から構成されている。また、加熱炉１の上部には、水平
方向に延びる冷却管7,その周囲を取囲む冷媒ジャケット
8,同ジャケット８の冷媒入口９と冷媒出口10が付設され
ている。
ジャケット２の冷媒入口３と冷媒出力4,O2と燃料との噴
出ノズル5,およびO2とフライアッシュとの噴出ノズル６
から構成されている。また、加熱炉１の上部には、水平
方向に延びる冷却管7,その周囲を取囲む冷媒ジャケット
8,同ジャケット８の冷媒入口９と冷媒出口10が付設され
ている。
冷却管７の先端には温度型11が設けられ、また同冷却
管７に連設されたサイクロンセパレータ12,バグフィル
ター式集じん機13及び吸引用フアン14が設けられてい
る。加熱炉の１の底部には、加熱炉底部開口部19を介し
て加熱炉に接続された回収用水槽15,及び同水槽15を取
囲み冷媒入口17と冷媒出口18を有する冷媒ジャケット16
が付設されている。上記噴出ノズル5,6は、第２図に矢
印で示すように加熱炉１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。
管７に連設されたサイクロンセパレータ12,バグフィル
ター式集じん機13及び吸引用フアン14が設けられてい
る。加熱炉の１の底部には、加熱炉底部開口部19を介し
て加熱炉に接続された回収用水槽15,及び同水槽15を取
囲み冷媒入口17と冷媒出口18を有する冷媒ジャケット16
が付設されている。上記噴出ノズル5,6は、第２図に矢
印で示すように加熱炉１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一実施例につ
いて説明する。
素およびアルミナを分離回収する本発明の一実施例につ
いて説明する。
フライアッシュの主成分はSiO2,Al2O3,Fe2O3であり、
SiO250〜60％,Al2O320〜30％,Fe2O34〜６％が含有され
ている。噴出ノズル５からO2と燃料を噴出して加熱炉１
内で燃焼させ同炉１内の温度とフライアッシュ中のSiO2
の沸点（2230℃）よりやや高い2600℃とし、その上でフ
ライアッシュをO2とともに噴出ノズル６から噴出すると
フライアッシュ中のSiO2は蒸気となり冷却管８内で冷却
される。これを吸引用フアン14で吸引してサイクロンセ
パレータ12およびバグフィルター式集じん機13で二酸化
珪素SiO2の粒子を回収する。
SiO250〜60％,Al2O320〜30％,Fe2O34〜６％が含有され
ている。噴出ノズル５からO2と燃料を噴出して加熱炉１
内で燃焼させ同炉１内の温度とフライアッシュ中のSiO2
の沸点（2230℃）よりやや高い2600℃とし、その上でフ
ライアッシュをO2とともに噴出ノズル６から噴出すると
フライアッシュ中のSiO2は蒸気となり冷却管８内で冷却
される。これを吸引用フアン14で吸引してサイクロンセ
パレータ12およびバグフィルター式集じん機13で二酸化
珪素SiO2の粒子を回収する。
一方、フライアッシュ中のアルミナAl2O3（沸点3500
℃）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１の底部に付設された回収水槽15に分離回収
される。
℃）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１の底部に付設された回収水槽15に分離回収
される。
なお、本第一の実施例に於いて、まず加熱炉１内を約
1600℃に保持して、同加熱炉内にフライアッシュをO2と
共にノズル６から噴出すると、フライアッシュ中のFe2O
3（沸点1538℃）は蒸気となり、冷却管８内で冷され、
吸引用フアン14で吸引されてサイクロンセパレータ12お
よびバグフィルター式集じん機13でFe2O3の粒子が回収
される。
1600℃に保持して、同加熱炉内にフライアッシュをO2と
共にノズル６から噴出すると、フライアッシュ中のFe2O
3（沸点1538℃）は蒸気となり、冷却管８内で冷され、
吸引用フアン14で吸引されてサイクロンセパレータ12お
よびバグフィルター式集じん機13でFe2O3の粒子が回収
される。
残りのフライアッシュを加熱炉１の底部に付設された
回収水槽15で分離回収し、更にこれを上記のように2600
℃に保持された加熱炉１内に再び噴出ノズル６からO2と
共に供給すると、上記したように、SiO2の粒子がサイク
ロンセパレータ12及びバグフィルター式集じん機13で回
収され、Al2O3が回収水槽15で分離回収される。このよ
うに、２段階に分けてFe2O3,SiO2,Al2O3を分離回収する
ことによって、更に純度の高いFe2O3,SiO2,Al2O3を得る
ことができる。
回収水槽15で分離回収し、更にこれを上記のように2600
℃に保持された加熱炉１内に再び噴出ノズル６からO2と
共に供給すると、上記したように、SiO2の粒子がサイク
ロンセパレータ12及びバグフィルター式集じん機13で回
収され、Al2O3が回収水槽15で分離回収される。このよ
うに、２段階に分けてFe2O3,SiO2,Al2O3を分離回収する
ことによって、更に純度の高いFe2O3,SiO2,Al2O3を得る
ことができる。
また、本第一の実施例では、Al2O3,SiO2,更にこれら
に加えてFe2O3の酸化物を回収しているが、フライアッ
シュ中に含まれる他の酸化物，例えばCaO,TiO2,MgOなど
も同様な方法で回収できることはいうまでもない。
に加えてFe2O3の酸化物を回収しているが、フライアッ
シュ中に含まれる他の酸化物，例えばCaO,TiO2,MgOなど
も同様な方法で回収できることはいうまでもない。
また更に、本第一の実施例ではフライアッシュをO2と
共に噴出ノズルから加熱炉１内に噴出するようにしてい
るが、O2を空気に置換してもよく、更に、燃料と共に、
又は燃料及びO2もしくは空気等と共に噴出ノズルから噴
出するようにしてもよい。
共に噴出ノズルから加熱炉１内に噴出するようにしてい
るが、O2を空気に置換してもよく、更に、燃料と共に、
又は燃料及びO2もしくは空気等と共に噴出ノズルから噴
出するようにしてもよい。
次に第１図に示す装置を用いて、フライアッシュから
二酸化珪素および粒子状，繊維状又は膜状のアルミナを
得る第二の実施例について説明する。
二酸化珪素および粒子状，繊維状又は膜状のアルミナを
得る第二の実施例について説明する。
上記の通り、フライアッシュの主成分は、SiO250〜60
％,Al2O320〜30％,Fe2O34〜６％である。
％,Al2O320〜30％,Fe2O34〜６％である。
加熱炉１内の温度を2600℃とし、同加熱炉１内にフラ
イアッシュをO2あるいは空気とともにノズル６から噴出
する。第一の実施例の場合と同様に、フライアッシュ中
のSiO2（沸点2230℃）は蒸気となり冷却管８内で冷却さ
れ、吸引用フアン14で吸引されて、サイクロンセパレー
タ12およびバグフィルター式集じん機13により二酸化珪
素の粒子が回収される。
イアッシュをO2あるいは空気とともにノズル６から噴出
する。第一の実施例の場合と同様に、フライアッシュ中
のSiO2（沸点2230℃）は蒸気となり冷却管８内で冷却さ
れ、吸引用フアン14で吸引されて、サイクロンセパレー
タ12およびバグフィルター式集じん機13により二酸化珪
素の粒子が回収される。
一方、フライアッシュ中のアルミナ（沸点3,500℃）
は、第一の実施例の場合と同様に回収水槽15に分離回収
される。この際、フライアッシュ同伴ガス（O2あるいは
空気）の噴出速度およびノズル角度を調整し、ノズルか
らの旋回流を制御すると、アルミナが加熱炉１から底部
開口部19を通過して回収水槽15に入る過程でその形状が
膜状，繊維状又は粒子状となる。即ち、フライアッシュ
同伴ガスの噴出速度が低速（通常10m/sec以下）のとき
は膜状となり、速度を増す（通常20〜30m/sec）と繊維
状となり、更に高速（通常40m/sec以上）にすると粒子
状となり、同伴ガスのノズルからの旋回流を制御するこ
とによって、いづれかの形状のアルミナ製品を得ること
ができる。
は、第一の実施例の場合と同様に回収水槽15に分離回収
される。この際、フライアッシュ同伴ガス（O2あるいは
空気）の噴出速度およびノズル角度を調整し、ノズルか
らの旋回流を制御すると、アルミナが加熱炉１から底部
開口部19を通過して回収水槽15に入る過程でその形状が
膜状，繊維状又は粒子状となる。即ち、フライアッシュ
同伴ガスの噴出速度が低速（通常10m/sec以下）のとき
は膜状となり、速度を増す（通常20〜30m/sec）と繊維
状となり、更に高速（通常40m/sec以上）にすると粒子
状となり、同伴ガスのノズルからの旋回流を制御するこ
とによって、いづれかの形状のアルミナ製品を得ること
ができる。
例えば加熱炉の容量が1ton/hour以上の場合、同加熱
炉内を2600℃の温度とし、フライアッシュ同伴ガスの噴
出速度を50m/sec前後に制御し、噴出ガスが旋回流とな
るようノズル角度を調整したところ、１〜10μ程度のア
ルミナ粒子を得ることができた。
炉内を2600℃の温度とし、フライアッシュ同伴ガスの噴
出速度を50m/sec前後に制御し、噴出ガスが旋回流とな
るようノズル角度を調整したところ、１〜10μ程度のア
ルミナ粒子を得ることができた。
なお、上記第二の実施例では、フライアッシュを、酸
化剤であるO2又は空気と共にノズル６から炉内に供給す
るようにしているが、これを燃料と共に、又は燃料と酸
化剤と共にノズルから噴出するようにしてもよい。
化剤であるO2又は空気と共にノズル６から炉内に供給す
るようにしているが、これを燃料と共に、又は燃料と酸
化剤と共にノズルから噴出するようにしてもよい。
上記実施例では、処理する鉱物としてフライアッシュ
が用いられているが、本発明はこれに限られるものでは
なく、複数の酸化物を含有する鉱物に広く適用すること
ができる。
が用いられているが、本発明はこれに限られるものでは
なく、複数の酸化物を含有する鉱物に広く適用すること
ができる。
以上説明したように、本発明は、同一の装置内で簡単
な工程によって、各種鉱物酸化物を含有する鉱物から含
有される酸化物の沸点の差を利用して酸化物を分離回収
することができ、かつ、同時に蒸気化しない酸化物につ
いては粒子状，繊維状，膜状など任意の形状のものを得
ることができる。従って本発明は、二酸化珪素含有率の
高い低質ボーキサイト，粘土，フライアッシュなどの鉱
物から有価資源回収にきわめて効果的な方法である。
な工程によって、各種鉱物酸化物を含有する鉱物から含
有される酸化物の沸点の差を利用して酸化物を分離回収
することができ、かつ、同時に蒸気化しない酸化物につ
いては粒子状，繊維状，膜状など任意の形状のものを得
ることができる。従って本発明は、二酸化珪素含有率の
高い低質ボーキサイト，粘土，フライアッシュなどの鉱
物から有価資源回収にきわめて効果的な方法である。
第１図及び第２図は本発明の第一及び第二の実施例に使
用される装置の説明図である。 １……加熱炉,2……冷媒用ジャケット， ３……冷媒入口,4……冷媒出口， ５……O2と燃料の噴出ノズル， ６……O2又は空気とフライアッシュの噴出ノズル， ７……冷却管,8……冷媒ジャケット， ９……冷媒入口,10……冷媒出口， 11……温度計,12……サイクロンセパレータ， 13……バグフィルタ式集じん機,14……吸引用ファン， 15……回収水槽,16……冷媒ジャケット， 17……冷媒入口,18……冷媒出口， 19……底部開口部。
用される装置の説明図である。 １……加熱炉,2……冷媒用ジャケット， ３……冷媒入口,4……冷媒出口， ５……O2と燃料の噴出ノズル， ６……O2又は空気とフライアッシュの噴出ノズル， ７……冷却管,8……冷媒ジャケット， ９……冷媒入口,10……冷媒出口， 11……温度計,12……サイクロンセパレータ， 13……バグフィルタ式集じん機,14……吸引用ファン， 15……回収水槽,16……冷媒ジャケット， 17……冷媒入口,18……冷媒出口， 19……底部開口部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｂ 1/00
Claims (2)
- 【請求項１】燃料と酸化剤が供給される加熱炉内へ複数
の酸化物を含有する鉱物をノズルから噴出させると共に
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同特定の酸化物の蒸気を加
熱炉外に誘導して冷却してその粒子を回収する第一工程
と、上記特定の酸化物の沸点より高い沸点を有し加熱炉
内で蒸気化しない他の酸化物を加熱炉の炉底から分離回
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。 - 【請求項２】上記鉱物を酸化剤及び／又は燃料と共にノ
ズルから加熱炉内へ噴出させ、ノズルからの鉱物同伴流
の噴出速度とノズル角度を調整して同ノズルからの旋回
流を制御することによって上記第二工程で分離回収され
る酸化物の形状を変化させることを特徴とする請求項
（１）に記載の鉱物の高温処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173771A JPH0816002B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 鉱物の高温処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63173771A JPH0816002B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 鉱物の高温処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226809A JPH0226809A (ja) | 1990-01-29 |
| JPH0816002B2 true JPH0816002B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=15966844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63173771A Expired - Fee Related JPH0816002B2 (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 鉱物の高温処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0816002B2 (ja) |
-
1988
- 1988-07-14 JP JP63173771A patent/JPH0816002B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0226809A (ja) | 1990-01-29 |
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Legal Events
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