JPH0941048A

JPH0941048A - 含亜鉛製鉄ダストの脱亜鉛方法

Info

Publication number: JPH0941048A
Application number: JP20927395A
Authority: JP
Inventors: Masanori Nakano; 正則中野; Tadahiro Inasumi; 忠弘稲角; Michiaki Sakakibara; 路晤榊原
Original assignee: KIYOUZAI KOGYO KK; Nippon Steel Corp
Current assignee: KIYOUZAI KOGYO KK; Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】含亜鉛製鉄ダストを脱亜鉛しながら塊成化す
る際、含亜鉛製鉄ダストの充填層表面に酸化亜鉛が沈着
するのを防止する。【解決手段】焼結機２１に含亜鉛製鉄ダストを充填
し、下方から上方に酸素含有ガスを通風して、該含亜鉛
製鉄ダスト中の金属鉄および／またはカーボンの酸化発
熱により、該含亜鉛製鉄ダスト中の亜鉛を還元除去して
塊成化する。含亜鉛製鉄ダストの充填層９の表面に空隙
率が３０〜９５％の亜鉛捕集用層１１を配して、前記含
亜鉛製鉄ダストから還元揮発した亜鉛を沈着させる。亜
鉛捕集用層１１の部材を分離回収し、加振分離器２０で
振動を加えて沈着した酸化亜鉛ダストを回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製鋼湿ダストや高
炉２次灰等の製鉄工程で発生する含亜鉛製鉄ダストを連
続式アップドラフト焼結機で処理して含亜鉛製鉄ダスト
中の金属鉄ないしカーボンを酸化発熱させて塊成化する
際の脱亜鉛方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】製銑工程の溶鉱炉から発生する２次灰は
鉄分４０％、カーボン分３０％を含有し、焼結鉱製造用
原料と成り得るにもかかわらず、亜鉛を含有するため、
その再利用が制限されている。また、製鋼工程において
鋼吹練時に発生するダストは金属鉄を２０％程度含有
し、さらに酸化鉄を３０％以上含有しており、優れた鉄
源であるにもかかわらず、スクラップから混入する亜鉛
が濃縮していることにより、やはり再利用が限定されて
きた。

【０００３】これら含亜鉛製鉄ダストの処理には、従来
より、ウルツ法と呼ばれる含亜鉛製鉄ダストと石炭をロ
ータリーキルンに投入して亜鉛を還元揮発させる方法が
主に採用されてきた。さらに、特開昭５１−３３１０号
公報には、含亜鉛ダストと石炭をペレット化して温度・
焼成雰囲気を制御することで効率化を図ることが記載さ
れている。また、特開平５−６５５４８号公報には、鉄
鉱石焼結鉱製造中に、製鋼湿ダストペレットを焼結ベッ
ド原料層の下層部に集中的に配置する方法が開示されて
いる。

【０００４】それに対し、より安価な処理方法として、
製鋼湿ダスト等を充填した層の一端面に点火し空気を通
風して製鋼湿ダスト中の金属鉄分を酸化発熱させて塊成
化する方法が特開平７−９０３９５号公報に開示され、
さらに、通風するガスの酸素分圧や焼成温度を制御する
ことにより塊成化と同時に脱亜鉛が可能な方法が特願平
５−３１１０３７号明細書に開示されている。しかし、
還元揮発した亜鉛が表層で酸化して表層に再沈着するた
め、脱亜鉛効率が良くなかった。そこで、さらに表層で
の酸化亜鉛の再沈着を防止する方法としてアップドラフ
ト焼結を採用し、表面温度を７００℃以上に保つ方法が
特願平６−１１１８６６号明細書に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特願平６−１１１８６
６号の脱亜鉛量を改善する方法では、表層をガス等で加
熱するためにガス等のエネルギーを必要とする欠点があ
った。そこで本発明は、表面での酸化亜鉛の沈着を防止
する別の方法として、表面温度保持によらない方法を採
用することによりエネルギー消費を低減することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の方法は、
焼結機に含亜鉛製鉄ダストを充填し、下方から上方に酸
素含有ガスを通風して該含亜鉛製鉄ダスト中の金属鉄お
よび／またはカーボンの酸化発熱により該含亜鉛製鉄ダ
スト中の亜鉛を還元除去して塊成化する含亜鉛製鉄ダス
トの脱亜鉛方法において、前記含亜鉛製鉄ダストの充填
層表面に空隙率が３０〜９５％の亜鉛捕集用層を配して
前記含亜鉛製鉄ダストから還元揮発した亜鉛を分離回収
することを特徴とする含亜鉛製鉄ダストの脱亜鉛方法で
ある。

【０００７】また、本発明の第２の方法は、前記第１の
方法において、前記亜鉛捕集用層が１〜５ｍｍの粒径の
塊成鉱からなり、前記含亜鉛製鉄ダストから還元揮発し
た亜鉛を前記塊成鉱に沈着させた後該塊成鉱を分離回収
し、該塊成鉱を加振して該塊成鉱に沈着した酸化亜鉛を
回収することを特徴とする含亜鉛製鉄ダストの脱亜鉛方
法である。

【０００８】さらに、本発明の第３の方法は、前記第１
の方法において、前記亜鉛捕集用層が可燃性物質からな
り、前記含亜鉛製鉄ダストから還元揮発した亜鉛を前記
可燃性物質に沈着させた後、該可燃性物質を焼却して酸
化亜鉛ダストを回収することを特徴とする含亜鉛製鉄ダ
ストの脱亜鉛方法である。

【０００９】

【作用】本発明は、含亜鉛製鉄ダストの充填層表面にさ
らに亜鉛捕集用層を敷設することにより、充填層表面か
ら排出するガスの流速を充填層表面近傍において充填層
内と同等の大きさに維持して再酸化した亜鉛ダストの沈
降を防止するとともに捕集用層に捕捉することにより、
再酸化した亜鉛ダストの充填層表面への沈着を防止す
る。

【００１０】高炉２次灰や製鋼湿ダスト中に酸化亜鉛と
して存在する亜鉛は、亜鉛の沸点である９０７℃以上の
温度で還元されると亜鉛蒸気として揮発する。含亜鉛製
鉄ダストを充填してカーボンや金属鉄の酸化発熱を利用
して塊成化する方法では、酸化亜鉛は、カーボンの存在
による還元性雰囲気、ないし１１８０℃以上ではさらに
ダスト中の金属鉄により還元されて気化する。アップド
ラフト焼結の場合、この亜鉛蒸気はその上層の低温の原
料帯で再酸化凝集し、表層に向けて蒸発・凝集を繰り返
しながら濃縮し、多くは最後の表層部が高温になる時、
排ガス中に排出される。この過程で充填層から排出され
た亜鉛蒸気は、表面から出た途端にガス温度の低下と酸
素濃度の上昇により酸化して酸化亜鉛となり、ガス流速
の低下と相まって充填層表面に一部再沈着する。この沈
着が脱亜鉛効率を低下させていた。

【００１１】本発明の第１の方法は、充填層表面にさら
に亜鉛捕集用層を配することにより、含亜鉛製鉄ダスト
の充填層表面から排出するガスの流速を充填層表面近傍
において充填層内と同等の大きさに維持して再酸化した
亜鉛ダストの自然重力沈降による充填層表面への沈着を
防止し、さらに、なお沈降するダスト粒子は前記捕集用
層にて捕捉して充填層表面への沈着を防止する。亜鉛捕
集用層の空隙率を規定した理由は、空隙率が３０％未満
になると通気性の阻害によるダスト焼成処理速度の低下
を招き、また、空隙率が９５％を超えると通過ガス流速
維持効果の低下および捕集用層表面積の減少によりダス
ト沈着防止効果が低下するためである。また、この捕集
用層の厚みは、含亜鉛製鉄ダスト充填層の表面との密着
が充分であれば極薄くても充分な効果を発揮する。具体
的には、高温バグ集塵機用濾布として使用されるガラス
ないしステンレス製織布では１枚で充分であり、保温材
として使用されるセラミック製不織布では３ｍｍ厚、直
径３ｍｍのセラミックボールでは２粒子層の厚みで充分
である。

【００１２】本発明の第２の方法は、前記第１の方法に
おいて、前記亜鉛捕集用層の部材を１〜５ｍｍ径の塊成
鉱とする方法である。分級粒度を規定した理由は、粒径
が１ｍｍ以下になると通気性の阻害によるダスト焼成処
理速度の低下を招き、また、粒径が５ｍｍ以上になると
通過ガス流速維持効果の低下および捕集用層表面積の減
少によりダスト沈着防止効果が低下するためである。こ
の塊成鉱が形成する亜鉛捕集用層の空隙率は３５〜４５
％となる。

【００１３】本発明の第１および第２のいずれの方法に
おいても、亜鉛捕集用層の部材は焼結機後端で回収し、
該部材を加振することにより該部材表面に付着した酸化
亜鉛ダストを回収する。具体的には、粒状の部材を使用
する場合は、部材が通過しない１ｍｍ程度の篩目を有す
る振動篩にダストが付着した部材をかけることにより、
該部材の表面より酸化亜鉛ダストを剥離させ、篩下とし
て回収する。また、セラミックファイバー等の布状ない
しフェルト状の部材を使用する場合は、槌打やパルスジ
ェット気流の吹きつけにより酸化亜鉛ダストを回収す
る。これらの酸化亜鉛回収処理後の部材は再循環または
再使用することが、回収ダストの亜鉛含有量を高める
点、また部材コストを低減する点から好ましい。

【００１４】本発明の第３の方法は、前記第１の方法に
おいて、前記亜鉛捕集用層の部材としておがくず、もみ
がら、紙等の可燃性物質を用いる方法である。この方法
は、回収後の酸化亜鉛ダストを乾式亜鉛精錬原料として
供する場合に、部材から酸化亜鉛ダストを分離回収する
必要がない点で優れている。つまり、直接亜鉛溶鉱炉等
に投入しても前記加燃物質は炉内で燃焼し、精錬作用へ
の影響はない。

【００１５】なお、本発明の第１、２および第３のいず
れの方法においても、亜鉛捕集用層は含亜鉛ダストの捕
集を目的とするものでなく、あくまで充填層表面への酸
化亜鉛の沈着を防止するのが目的である。実際、亜鉛捕
集用層でのダスト捕集効率は、発生する酸化亜鉛ダスト
が微細なために２０〜４０％である。従って、完全な酸
化亜鉛ダストの捕集のためには、排ガスをさらに集塵す
る必要がある。

【００１６】以下、図により本発明を説明する。

【００１７】図１は本発明の第１と第２の方法の基本的
な構成を示す図で、含亜鉛製鉄ダストを焼成するアップ
ドラフト焼結機２１と亜鉛捕集用層１１の部材から酸化
亜鉛ダストを分離回収する加振分離器２０とを用い、亜
鉛捕集用層１１の部材は両設備を循環する。

【００１８】図２および図３は、アップドラフト焼結機
に亜鉛捕集用層を敷設する方法を示す。アップドラフト
焼結機では、まず点火用原料１を焼結機移動火格子２の
上に装入して点火装置３で点火した後、含亜鉛製鉄ダス
ト４をシュート５を介して点火用原料の上部に装入す
る。一方、送風機６より押し込まれた空気等の酸素含有
ガスは送風ダクト７、風箱８を通って、焼結機移動火格
子２より含亜鉛製鉄ダストの充填層９に吹き込まれる。
粒状部材を使用する場合は、図２に示すように、さらに
粒状部材１０を充填層９の上に敷設して亜鉛捕集用層１
１を形成し、焼結機後端でスクレーパー１２により排出
する。スクレーパー１２に代えてバキューム吸引機の採
用も可能である。また、布状部材を使用する場合は、図
３に示すように、さらに巻出機１４により布状部材１３
を充填層９上に敷設し、焼結機後端で巻取機１５により
除去する。布状部材１３の送り出し速度は、焼結機移動
火格子２の移動速度と一致させることが好ましいが、充
填層９表面との密着性が確保できれば間欠的に送り出し
てもよい。

【００１９】図４は、本発明の第２の方法において亜鉛
捕集用層に供する細粒塊成鉱の採取・循環方法を示す。
アップドラフト焼結機２１より排出された成品塊成鉱か
ら篩１６で所要粒度の塊成鉱を分離し、供給ライン１７
により循環ライン１８に供給する。供給量の調節は、循
環ライン１８内に貯蔵槽１９を設け、そのレベルが一定
となる様に行う。また、ダスト回収後の塊成鉱は篩２２
にかけ、振動により塊成鉱表面に付着した微細な酸化亜
鉛ダストを剥離させながら分離し、篩上を捕集用塊成鉱
として循環させる一方、篩下の酸化亜鉛ダストを回収す
る。

【００２０】

【実施例１】有効面積１ｍ²の円形連続アップドラフト
焼結機に、あらかじめ乾燥した点火用の製鋼ダストを３
０ｍｍの厚さで装入し、ガスバーナーにより点火した
後、その上に亜鉛を０．５％含有する製鋼湿ダストを２
５０ｍｍの厚さで充填し、さらにその上に空隙率９０％
の６ｍｍ厚のセラミック性不織布を固定させて敷設し
た。１００ｍｍ水柱×１８００ｍ³毎時にて排風機で１
時間通風運転した後、該不織布を取り外し、圧縮空気を
噴射して付着したダストを分離回収した。

【００２１】不織布の敷設により、製鋼湿ダスト充填層
表面への酸化亜鉛の沈着は解消し、成品塊成鉱中の残留
亜鉛濃度は、不織布を敷設しない場合の０．２％から
０．１％へ低減した。また、回収した酸化亜鉛ダストは
亜鉛含有量が５５％であり、亜鉛原料としてのリサイク
ルが可能なものであった。なお、原料と成品の亜鉛濃度
から計算される脱亜鉛重量に対してここで回収された亜
鉛重量は２３％であった。

【００２２】

【実施例２】有効面積１ｍ²の円形連続アップドラフト
焼結機に、あらかじめ乾燥した点火用の製鋼ダストを３
０ｍｍの厚さで装入し、ガスバーナーにより点火した
後、その上に亜鉛を０．５％含有する製鋼湿ダストを２
５０ｍｍの厚さで充填し、さらにその上に成品塊成鉱よ
り２〜５ｍｍに分級した細粒塊成鉱を厚さ５０ｍｍで装
入充填した。細粒塊成鉱層の空隙率は３７％であった。
排鉱部において該細粒塊成鉱をスクレーパーで回収しな
がら、１３０ｍｍ水柱×１８００ｍ³毎時にて排風機で
１時間通風運転した。運転終了後、回収した該細粒塊成
鉱を１ｍｍの篩で加振し、付着酸化亜鉛ダストを篩下と
して分離回収した。

【００２３】細粒塊成鉱の敷設により、製鋼湿ダスト充
填層表面への酸化亜鉛の沈着は解消し、成品塊成鉱中の
残留亜鉛濃度は、細粒塊成鉱を敷設しない場合の０．２
％から０．１％へ低減した。また、回収した酸化亜鉛ダ
ストは、細粒塊成鉱の粉化による鉄分の混入により亜鉛
含有量が４０％と実施例１に比較して低位であったもの
の、なお亜鉛原料としてのリサイクルが可能なものであ
った。なお、原料と成品の亜鉛濃度から計算される脱亜
鉛重量に対してここで回収された亜鉛重量は２５％であ
った。

【００２４】

【実施例３】有効面積１ｍ²の円形連続アップドラフト
焼結機に、あらかじめ乾燥した点火用の製鋼ダストを３
０ｍｍの厚さで装入し、ガスバーナーにより点火した
後、その上に亜鉛を０．５％含有する製鋼湿ダストを２
５０ｍｍの厚さで充填し、さらにその上にもみがらを厚
さ５０ｍｍで装入充填した。このときの空隙率は８６％
であった。排鉱部においてもみがらを真空吸引機で回収
しながら、１３０ｍｍ水柱×１８００ｍ³毎時にて排風
機で１時間通風運転した。運転終了後、回収したもみが
らを焼却し、酸化亜鉛ダストを焼却灰として分離回収し
た。

【００２５】もみがらは一部炭化するものの亜鉛捕集用
層としての機能を十分果たし、製鋼湿ダスト充填層表面
への酸化亜鉛の沈着は解消し、成品塊成鉱中の残留亜鉛
濃度は、もみがらを敷設しない場合の０．２％から０．
１％へ低減した。また、焼却灰中の酸化亜鉛ダストは、
もみがら経由のアルカリ等灰成分の混入により亜鉛含有
量が３８％と実施例１に比較して低位であったものの、
なお亜鉛原料としてのリサイクルが可能なものであっ
た。

【００２６】

【発明の効果】本発明により、含亜鉛製鉄ダストの充填
層表面への酸化亜鉛の沈着を防止し、効率的に亜鉛を揮
発除去することができ、含亜鉛製鉄ダストの高炉用原料
としてのリサイクルを可能とし、資源のリサイクルを促
進できる。その際、表面保温の方法に比較してエネルギ
ー消費量を格段に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の基本的な構成を示す図である。

【図２】本発明の方法において、アップドラフト焼結機
に亜鉛捕集用層を敷設する方法を示す図である。

【図３】本発明の方法において、アップドラフト焼結機
に亜鉛捕集用層を敷設する方法を示す図である。

【図４】本発明の方法の基本的な構成を示す図である。

【符号の説明】

１点火用原料２焼結機移動火格子３点火装置４含亜鉛製鉄ダスト５シュート６送風機７送風ダクト８風箱９充填層１０粒状部材１１亜鉛捕集用層１２スクレーパー１３布状部材１４巻出機１５巻取機１６篩１７供給ライン１８循環ライン１９貯蔵槽２０加振分離器２１アップドラフト焼結機２２篩

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者榊原路晤君津市君津１新日本製鐵株式会社君津製鐵所構内協材興業株式会社君津事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼結機に含亜鉛製鉄ダストを充填し、下
方から上方に酸素含有ガスを通風して該含亜鉛製鉄ダス
ト中の金属鉄および／またはカーボンの酸化発熱により
該含亜鉛製鉄ダスト中の亜鉛を還元除去して塊成化する
含亜鉛製鉄ダストの脱亜鉛方法において、前記含亜鉛製
鉄ダストの充填層表面に空隙率が３０〜９５％の亜鉛捕
集用層を配して前記含亜鉛製鉄ダストから還元揮発した
亜鉛を分離回収することを特徴とする含亜鉛製鉄ダスト
の脱亜鉛方法。
【請求項２】前記亜鉛捕集用層が１〜５ｍｍの粒径の
塊成鉱からなり、前記含亜鉛製鉄ダストから還元揮発し
た亜鉛を前記塊成鉱に沈着させた後該塊成鉱を分離回収
し、該塊成鉱を加振して該塊成鉱に沈着した酸化亜鉛を
回収することを特徴とする請求項１記載の含亜鉛製鉄ダ
ストの脱亜鉛方法。
【請求項３】前記亜鉛捕集用層が可燃性物質からな
り、前記含亜鉛製鉄ダストから還元揮発した亜鉛を前記
可燃性物質に沈着させた後、該可燃性物質を焼却して酸
化亜鉛ダストを回収することを特徴とする請求項１記載
の含亜鉛製鉄ダストの脱亜鉛方法。