JPS5819729B2 - セイコウロヘキヨウキユウスルニ テキスル キヨウカカイジヨウタイノ セイコウミルハイキブツダストカラノ セイゾウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、亜鉛に富む製鋼ミル排煙ダストから、製鋼炉
供給材として適する強化塊状体を製造する方法に関する
ものである。

更に詳述すれば、本発明は、実質上亜鉛および鉛不純物
を含まない上記塊状体を製造する方法に関するものであ
る。

主として経済的理由から、最近の傾向として鋼の製造に
塩基性酸素法の使用が多くなってきている。

かかる方法にあっては、溶融金属の表面にあるいは表面
下に酸素を吹きつける。

このような方法からの排煙は、通常ＢＯＦダストとして
知られているかなりの量の微細酸化鉄物質を含んでいる
。

このダストは機械的あるいは静電気的捕集器（ｐｒｅｃ
ｉｐｉｔａｔｏｒ）により捕集され、大気汚染を減少さ
せると共に排煙から有用物質を回収している。

前記方法にあっては、ある量のスクラップ金属が常に処
理系に供給されている。

これらスクラップのあるものは亜鉛および／または鉛を
典型的に含むため、排煙から回収したダストは、亜鉛お
よび鉛の揮発性の故に、酸化鉛ばかりでなく、ある程度
の亜鉛および鉛を通常含むことになる。

平炉の排煙から回収したダストも亜鉛および／または鉛
を含むことがある。

回収されたダストは、それが余りに微細であるため酸素
吹込みにより炉外へ吹きとばされてしまうので、そのま
＼では、一般に、製鋼炉に戻すことができない。

また、高炉へＢＯＦダストを戻すことも、含有亜鉛およ
び鉛が高炉操業に有害な影響を与えることから、一般に
はできない。

したがって、ＢＯＦ炉にこのＢＯＦダストを戻すに先立
って、ＢＯＦダストを塊状化することが望ましく、そし
てさらには、含有される亜鉛および鉛が有利に除去でき
かつ製鋼炉において鉄分を回収できるような方法でこれ
らの塊状体を調製することが望ましい。

ダストを処理して、それに含まれる鉄、亜鉛および鉛分
を回収・利用しようとして、多くの努力がこれまでなさ
れてきた。

ダストから亜鉛および鉛を除去するために、各種の浸出
法および加熱処理法が提案された。

それらの浸出法は、例えば塩酸、硫酸、および炭酸アン
モニウムなどの各種媒体を使用するものである。

一般的には、浸出法はＢＯＦダストに通常存在するケイ
酸塩およびフェライトから亜鉛を完全に分離するもので
はない。

また、これまで提案されてきた加熱処理法は亜鉛および
鉛の除去をより有効に行なうものであるが、しかし、そ
れらはいずれも実際操業上はいくつかの欠点（不利益）
を有するものである。

例えば、米国特許第３，３８６，８１６号に開示された
ような従来法にあっては、ＢＯＦダストおよび酸および
／またはベントナイトのような結合剤の予め水分を加え
た混合物が、ボール状に成形される。

生ボール輸ｒｅｅｎ ｂａｌｌ）は、乾燥後、回転キル
ンに装入され、そこで粒状の固体還元剤の存在下で転動
される。

このボールはキルン内に８７０〜１３７０℃の温度で４
５分間ないし３時間保持され、酸化鉄を還元すると共に
、亜鉛、鉛およびその他の還元可能な不純物を還元・揮
発させる。

この方法によれは、所望の還元を完結させるためには、
長期間の処理（高温を維持するためにそれに相応する費
用がかかる）が必要である。

また、分離工程を設けて、強化ボールから使用されなか
った固体還元剤を分離することが必要となる。

上記特許の特に教えるところは、少量の固体還元剤をボ
ールの内部に含ませることによって、乾燥ボールの圧縮
強度が、取扱いおよび転勤に耐え得なくなる程度にまで
低下することのないようにすることにある。

また、改質メタンのような還元ガスの存在下で生ペレッ
トを加熱することによって、ペレット化した製鋼ミルダ
ストを還元することも提案された。

供給が不足している天然ガスを使用することが必要であ
るばかりでなく、この方法により製造された強化ペレッ
トはしばしば圧縮強度が小さく、今日の鉱石処理技術に
あって要求されるはけしい取扱い・運搬に耐えることが
できない。

例えば米国特許第３，２６２，７７１号に開示されたよ
うな別の従来法にあっては、製鋼ミルダストは約２５〜
３５％の石炭および０〜１０％の石灰石と混合され、得
られた混合物をペレット化し、その生ペレットを約９８
０〜１２６０’Ｃの温度で移動火格子炉により焼結して
ペレットを炭化、結合すると共に石灰石を力焼しそして
ペレット中の酸化鉄を１部還元する。

このペレットは最終的に電気炉で加熱され、酸化鉄を鉄
に還元し、そして亜鉛を揮発させ頂部から蒸気として取
り出す。

米国特許第３，１４６，０８８号も同様な方法を開示す
るものであり、２０％以上の気孔率を持った生ブリケッ
トが、予定の炭素含有率となるよう予め調節された、高
炉ダストおよび平炉ダストの混合物から成形される。

この多孔質の生ブリケットは次いで１０００〜１２５０
℃で焼成され、そして亜鉛および鉛は頂部から蒸気とし
て回収される。

このような方法にあっては、硬化させていない生ペレッ
トは、破壊してしまわないように、焼結炉に装入する以
前にあっては慎重に取扱わなければならない。

また、かなりの量の石炭を焼結期間中燃焼させるため、
焼結条件を注意深く調節し、最終加熱工程にあって所望
還元を行なわせるために、ペレット中にあって十分な炭
素が利用できるようにしなければならない。

さらに、焼結工程にオイテ高い温度が必要となるため、
所要の熱エネルギー量の点から運転費用が高いものとな
ってし才う。

本発明の第１の目的は、実質上亜鉛および鉛不純物を含
まず、製鋼操業の供給材として適している強度の大きい
塊状体を、亜鉛に富む製鋼ミル廃棄物ダストから製造す
る方法を提供することである。

本発明の別の目的は、固体還元剤を塊状体に配合する方
法を提供することであり、固体還元剤の量を正確に制御
することによって、鉄、亜鉛、鉛および他の還元可能な
不純物を急速にかつ実質上完全に還元でき、そしてしか
も、得られる塊状体が還元に先立つ取扱いおよび輸送に
耐え得るだけの強度を有するようにすることである。

本発明に係る方法は、一般的には、次の工程から成るも
のである： 亜鉛に富む製鋼ミルダスト、微細な固体炭素質物質、お
よび結合剤からの水分添加混合物を調製する工程： 上記ダスト中に含まれる通暁（□ｖｅｒｂｕｒｎｔ）石
灰および／またはスラグを水和するに十分な時間だけ上
記水分添加混合物を熟成する工程；上記熟成混合物を成
形して塊状体とする工程：比較的低い温度でこれら塊状
体を水熱硬化させ、破砕に耐える強化された形態とする
工程：および次いでこの強化塊状体を高温で加熱し、亜
鉛および鉛を揮発させると共に、存在する酸化鉄を金属
化する工程。

上記の水熱硬化は炭素質物質の燃焼温度あるいは分解温
度より実質上低い温度で行ない、中塊状体に配合された
炭素質物質が残留して引き続く還元工程において利用で
きるようにする。

ここで図面について説明すると、微細に分割された粒状
のダストは、静電気捕集器などの慣用の排煙処理装置１
２によってＢＯＦ炉１０からの排煙から分離される。

このダストは代表的には、鉄４０〜７０％、ＣａＯ：３
−１５％、Ｓｉ０１〜５％、Ｚｎ ０．０１〜１５％、
ＰｂＯ，０１〜３％、およびＭｇＯ、ＡＮ２０３などの
他の不純物の少量から成るものである。

高温度で生成することから、このＢＯＦダスト粒子は比
較的微細なものであり、そして最初から球状になってい
る。

代表的には、約８０％がＯ，Ｓミクロン未満であり、約
２０％が約０．１および約ｏ、３ミクロンの間にあると
いう寸法分布を示す。

ＢＯＦダスト粒子のうちには０．０５ミクロンという微
細なものもある。

分離されたダストは、パンクミルのような慣用のミキサ
ー１４に送られ、そこで細かく粉砕した固体炭素質物質
、結合剤および十分な量の水を加えられ、個々の塊状体
に成形できる水分添加混合物を生成させる。

なお、１種または２種以上の強度付与添加剤、および他
の製鋼ミル廃棄微細物（例えは平炉ダスト、スカーフィ
ング砕粒ｓｃａｒｆｅｒｇｒｉｔ −、ミルスケール、
および火花屑−５ｐａｒｋ ｂｏｘ ｆｉｎｅｓ −）
を適宜この混合物に加えることもできる。

平炉ダストはＢＯＦダストと良く似ているが、一般にス
ラグおよび通暁石灰は少ない。

スカーフィング砕粒は、鋼インゴツトの表面を仕上げ処
理に先立って研削して外皮の酸化層を除去する際に生成
する。

このダストには、砂、アルミナ、鋳鉄の微細物などの各
種の研摩剤が加わっているため、その組成は変化するこ
とがある。

ミルスケールはもともと金属鉄から成るものであるが、
鉄酸化物およびホットトップ耐火材からの汚染物も多少
含むものである。

大きな粒子は分離後高炉に戻すことができるが、しかし
微細粒子は再使用に先立って塊状化が必要であり、そし
てＢＯＦダストと共に前記混合物に添加することができ
る。

火花屑の化学組成はＢＯＦダストに非常に似ているが、
その粒子は一般に多少大きく、そして、大部分が不規則
な形状の融解スラグおよび鉄酸化物から成るものである
。

これら他の製鋼ミル廃棄微細物のうちの１種または２種
以上を混合物全体の７５重量％までの範囲の量だけ使用
すると、すぐれた圧縮強度をもった強化塊状体が得られ
ることが分かった。

これら他の製鋼ミル廃棄微細物のうちでスカーフィング
砕粒が好ましい。

湿った混合物は、熟成装置１６に送られ、ＢＯＦダスト
および他の製鋼ミル廃棄微細物に典型的に含まれる通暁
石灰および／またはスラグを水和する。

この熟成された混合物は次いで例えはペレツクイザ−１
８のような慣用の成形装置に送られ、そこで各個別々の
塊状の形態に成形される。

中塊状体は、慣用の分級装置２０によって、製鋼炉に装
入するに有利である予め定めた、実質上均一の寸法に分
級される。

寸法が小さかったペレットはペレツタイザーに戻してさ
らに塊化させる。

寸法を整えた中塊状体は、例えはオートクレーブ２２の
ような反応室に直接装入するか、あるいは最初に慣用の
乾燥機２４に送って少なくとも１部乾燥させ、オートク
レーブに装入するに先立って水分含量の大部分を追い出
すかする。

オートクレーブ内では、生のまたは乾燥した塊状体は加
圧下で高温に加熱され、そして湿分の存在下で各粒子の
硬化・結合を行ない一体となった高強度椀状体とする。

熟成混合物は、°好ましくは、米国特許第３．２３５，
３７１号に開示された方法によって、ペレット化されそ
して一般には水熱硬化させられる。

オートクレーブから取り出した強化塊状体は、冷却する
と、大きな圧縮強度を当然有するが、急速乾燥を行なう
慣用の乾燥機２６に送るとその強度は一層増大する。

いずれにしても、亜鉛および鉛の含有量が、炉損傷およ
び／または望ましくない冶金的特性をもたらさないよう
な予定水準以下であれば、この強化塊状体はそのま５製
鋼操業に供給することもでき、また貯蔵・運搬に耐える
ことができる。

亜鉛および鉛を除去するには、強化塊状体をシャフト炉
２８のような慣用の亜鉛回収炉に装入し、そして高温に
加熱することによって酸化鉄を炭素質物質の還元作用）
こよって金属鉄に転化すると共に、亜鉛、鉛および他の
還元可能な不純物を還元・揮発させる。

亜鉛および鉛はこのシャフト炉からは蒸気として取り出
され、そして凝縮器３０によって慣用の方法でこの頂部
蒸気（ｏｖｅｒｈｅａｄ ｖａｐｏｒ）から回収される
。

このようにして得られた金属化塊状体（実質上すべての
亜鉛および鉛は除去されている）は、ＢＯＦ炉に戻すこ
とができ、そのま５高炉に装入でき、あるいは認め得る
程の量の亜鉛の存在でも通常は許容できない電気製鋼炉
へ装入することすらできるようになる。

使用する固体炭素質物質は、例えばコークス、コークス
殻、無煙炭、瀝青炭、褐炭などの炭素含有物質である。

この炭素質物質は、ミルダストとはＮ゛同じ細かさに微
粉砕されるのが好ましいが、しかし、必要により多少粗
くてもよい。

炭素質物質は遊離炭素を含有し、そして十分な量を供給
することにより、ＢＯＦダスト（もし使用する場合はそ
の他の製鋼ミル廃棄微細物）に含まれる遊離炭素と共に
、還元工程においてすべての酸化鉄を金属鉄に転化し、
そして亜鉛および鉛酸化物を還元するものである。

水熱硬化工程の温度はこの炭素質物質の燃焼温度よりも
実質上低く維持され、そのため塊状体に含まれる実質上
すべての遊離炭素が還元に使用できる。

したがって、所望還元を行なうために必要な炭素質物質
の量、つまり塊状体中の鉄、亜鉛および鉛の酸化物を還
元するための化学量論的必要量の利用可能な炭素に対応
する量を定めることは簡学なことである。

好ましくは、使用する炭素質物質の量は化学量論的必要
量よりわずかに過剰量であるが、しかし、この過剰量は
最少のものとし、塊状体の圧縮強度を不必要に低下させ
たり、また塊状体の得られる鉄含有量の過度の低下を防
止したリレなけれはならない。

一般に、混合物に加える炭素質物質は、十分な炭素を含
み、混合物中の固体分の全乾燥重量をもとに、混合物の
等価固定炭素の総計を５〜２５％、好ましくは１０〜１
５％（重量）とすべきである。

使用する結合剤は、硬化工程における水熱条件下にあっ
てダスト粒子を共に結合することのできる物質であれば
いずれてあってもよい。

好ましい結合剤には、カルシウムおよびマグネシウムの
酸化物、水酸化物および炭酸塩ならひにそれらの混合物
などがあり、そのうち石灰および水利石灰が最も好まし
い。

混合物に配合される結合剤の量は、混合物の乾燥固体分
の全重量を基準に、１％から２５％あるいはそれ以上の
範囲に亘る。

結合剤の濃度が約１受未満の場合、取扱いに不十分な強
度の強化塊状体が得られる。

結合剤の濃度の上限は、捕集されたＢＯＦダストおよび
使用する場合はその他の製鋼ミル廃棄微細物に含まれる
シリカおよび他のスラグ形成不純物の量によって主とし
て定められる。

その範囲を越える量を加えても、強化塊状体の強度を認
めつる程には改善せず、むしろ含まれる鉄の濃度を希釈
する。

好ましくは、混合物中の結合剤の濃度は、混合物の乾燥
固体分の全重量を基準に、１〜１５重量係重量も好まし
くは３〜７重量％の範囲にある。

製鋼ミルダスト、結合剤および炭素質物質の他に、適宜
強化添加剤を混合物に加え、生成強化塊状体の強度を増
すことができる。

例えば、アルカリ金属（例えばカリウムおよびナトリウ
ム）の酸化物、水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、亜硫酸塩
、重硫酸塩、およびホウ酸塩、ならびにそれらの混合物
を、酸化物として計算して、約１％までの範囲の量だけ
加えることができる。

それらのうち、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよ
び重炭酸ナトリウムが好ましい。

これらの物質濃度が１％を越える場合には強度はさらに
向上するが、そのように高い濃度では、引き続いて行な
われる塊状体の溶融期間中に大半の製鋼炉のライニング
を多分に侵食してしまうことになる。

混合物の乾燥固体分の全重量をもとに、０．１０重量骨
節いう小さな濃度でも測定できる程に塊状体の強度を増
加させるが、しかし、一般には、これらの強化剤は約０
．１５〜１重量係だ骨節まれるのが好ましい。

これらの強化剤は、好ましくは、水溶液（約１０〜１５
ミリ係でよく、好ましくは５０％溶液）の形態で混合物
に添加される。

また、この強化剤は微細粒子として乾燥状態で添加する
こともできるが、その吸湿性、毒性および侵食性の点か
ら、水溶液を使用するのが好ましく、取扱いが一層容易
になりかつ混合物全体に均質に分散するなどの利益を更
に与える。

強化剤水溶液の特定の濃度は、最初の生混合物の水分含
有量、およびこの生混合物を成形するのに使用する注形
法、ペレツタイジング、プリケラティグあるいは押出し
法などの成形法の種類により必要とされる最適の水分含
有量などの因子を考慮して変えることができる。

シリカを含む天然または合成のケイ素含有物質（硬化工
程における水熱条件下でフラツクス剤と反応してケイ酸
塩結合を形成する）を、上記強化剤に代えであるいはそ
れに加えて、混合物の固体分の全乾燥重量を基準に、約
０．１〜１０、好ましくは約０．５〜３重量重量節囲の
濃度で使用することができる。

使用できるケイ素含有物質の代表的例としては、ベント
ナイト、ケイソウ士、フラー土、ポルトランドセメント
、ケイ酸ナトリウム、発熱性シリカ、水和シリカ、粉砕
石英、シリカ砂、およびカルシウム、マグネシウム、ア
ルミニウムのケイ酸塩などがある。

これらのうちで、粉砕石英およびシリカ砂が好ましい。

混合物の水分含量はかりでなく、この混合物に含まれる
炭素質物質、結合剤および他の固体添加剤の平均寸法お
よび分布は、ダスト粒子の組成および寸法によって、な
らびに混合物を成形して土塊状体とするために採用する
注形法、ペレツタイジング、ブリケツテングあるいは押
出法などの特定の成形方法によって変わることになる。

例えば、ドラムあるいは円板を使って所望寸法の球状ペ
レットを成形するペレツタイジング法を用いる場合には
、一般には、混合物の水分含量を約３〜１０重量％（水
分添加混合物の全重量にもとすく）の範囲内に調節する
ことが好ましい。

一方、ブリケツテング・ロール・プレスを使用する場合
には、約４〜６重骨節の水分含量が好ましく、粒子寸法
およびその分布は余り重要でない。

混合物に含まれる水分の量ばかりでなく、混合物中の粒
子寸法範囲も、ダストのそれぞれの種類および使用する
土塊状体成形法にとって、最適なものとすることができ
ることは分かる。

炭素質物質、結合剤およびその他の固体添加剤の粒子寸
法は、一般に、約６０〜４００メツシユ、好ましくはす
べて約２７０メツシユ未満の範囲とすることができる。

約２０メツシユよりも粗な粒子寸法では、各成分の均質
混合物を得ることがより困難となり、ある場合には、生
成する強化塊状体における所要の高強度結合を得るに十
分な表面積が得られない。

したがって、かかる物質の寸法は、好ましくは、約６０
メツシユ以下の範囲、そしてより好ましくは少なくとも
その半分が２７０メツシユ以下の寸法となるように調節
される。

混合物を完全に混合して各成分を均一に分散させてから
、注形、ブリケツテング、ペレツタイジングあるいは押
出し加工を行ない、最適の強度および溶解特性を与える
形状および所望寸法をもった土塊状体を成形する。

塊状体は、好ましくは、例えば円筒形、球体、タマゴ様
形状体、枕様形状体などであって、取扱い中に崩壊ある
いは破断を受けやすいかも知れない薄肉部あるいは鋭角
部などを実質上持たない比較的緻密な形状体に成形され
る。

この塊状体の形状は、また、一緒に詰め込んだときに過
度に密にならないように、そして後続の水熱硬化工程に
あって湿分を含んだ加熱流体がその塊状体の間を通るの
を妨げないように、設計される。

好ましくは、塊状体は、約５〜４０、最も好ましくは約
１０〜１５ミリメートルの範囲の直径をもった球体であ
る。

塊状体は、通常、取扱いおよび成形期間中にその含有水
分の１部を失う。

水分含量が約３重骨節未満では一般に混合体に十分な凝
集力を与えず、一方約１２重量楚を越えるときは混合体
が過度の塑性を示し、成形された形体を保持できないこ
とから、ときには望ましくないことがある。

したがって、成形工程以前にあって土塊状体の水分含量
は、約３〜１０重量係、より好ましくは約６〜８重骨節
の範囲内にあるように調節するのがよい。

ＢＯＦ塊状体の水熱硬化工程にあってしばしば遭遇する
問題は、このＢＯＦダスト（および使用するときは他の
製鋼ミル廃棄微細物）がしばしば認め得る程の量の通暁
石灰あるいはスラグ粒子を含んでいるということである
。

これらの物質はオートクレーブ処理期間中に塊状体のふ
くれ（ｓｗｅ−１１ｉｎｇ）および劣下をもたらすこと
になる。

このような困難を克服するには、塊状化工程に供給物と
して使用すべき混合物を、土塊状体に成形するに先立っ
て、十分な時間だけ熟成してこの過熱石灰および／また
はスラグがすべて水和されるようにすべきである。

例えば、この水利処理は、湿気を含んだ雰囲気の下で、
約８０〜９０℃、約１２〜２４時間の間、密閉容器を使
って供給混合物を加熱することにより有利に行なわれる
。

もちろん、これより低い加熱温度さらにはより短かい時
間であってもよいが、しかし、水利の程度が低い場合に
は、それだけ小さい強度の塊状体が得られる。

所望の場合、かかる熟成処理は、オートクレーブを使い
、より大きな圧力そしてより高い温度で、より短かい時
間だけ、行なってもよい。

しかし、一般には、この方法を使用することは、運転費
用が高くなってしまうことから、余り好ましくない。

望ましい程度の水利を行なうのに要する温度および時間
は、ＢＯＦダストおよび使用するときには他の製鋼ミル
廃棄微細物に含まれる通暁石灰および／またはスラグの
濃度、さらにはかかる物質の粒子寸法に大きく依存して
おり、濃度が高く、粒子が大きいものであるときは、長
期間の処理が必要であることなどが分かる。

製鋼炉に供給するのに有利なように、予め定めた実質上
均一の寸法にフルイ分けした後、形成生塊状体は、オー
トクレーブなどの、反応室つまり圧力容器に直接投入し
て、そこで湿分の存在下で加圧加熱し、各粒子を硬化・
結合して一体となった高強度塊状体とすることができる
。

塊状体を水熱硬化工程に付すに先立って、該土塊状体を
先ず乾燥することによって最大約３重骨節までにその水
分含量を低下させた場合、すぐれた圧縮強度を有する強
化塊状体が得られることが見い出された。

このような乾燥処理は、オーブンあるいは火炎装置（ｏ
ｐｅｎ ｆｌａｍｅ ｄｅｖｉｃｅ）などの慣用の乾燥
装置で行なうことができ、大気中にあって炭素質物質の
燃焼または分解温度より実質止車さい温度で行なわれる
。

得られる塊状体の強度は、水熱硬化工程における圧力、
温度、時間それに湿分含量にある程度依存する。

圧力および／または温度を上げることによって、時間が
同じであってもより強い結合が得られ、あるいは同じ強
さの塊状体であればより短い時間で生成し得る。

特定の製鋼ミルダストから塊状体を得るのに必要とされ
る処理時間、圧力、温度さらには結合剤および／または
他の強化剤の量は、相互に関連を有するもので、それら
の変数は、使用する装置および経済性に従って、望まし
い物理的および化学的特性をもった強化塊状体を与える
に最適なものとしなければならない。

生の、あるいは未硬化の塊状体に熱を加える方法は、数
多くある方法のうちのいずれであってもよい。

熱源となると同時に水熱反応に必要な湿分を与えること
から、蒸気の使用が好ましい。

飽和蒸気あるいは過熱蒸気のいずれを使ってもよい。

しかし、高温度の過熱蒸気を使用すると乾燥状態が生じ
、より弱い塊状体が得られる。

したがって、飽和蒸気のそれに近い温度および圧力で過
熱蒸気を使用することが好ましい。

使用する特定の炭素質物質に応じて、一般に約９３〜３
７０℃の範囲にある温度が、適当な時間内に土塊状体を
硬化するのに使用して満足のゆくものである。

使用する最高温度は、炭素質物質および他の成分の融解
あるいは望ましくない熱分解が起こる温度以下とすべき
である。

使用する炭素質物質が比較的低温度で分解する物質（例
えば瀝青炭）を含有する場合には、最高温度は約２９０
℃を越えないものとすべきである。

炭素質物質として石炭を使用するときは、３７０℃ある
いはそれ以上という高い温度を、望ましくない熱分解を
引き起こすことなく、使用することができる。

水熱反応を開始させるのに適する最も低い温度は約９３
℃である。

許容できる結合強度を得るために必要な硬化時間につい
ての経済性を考えた場合、約１５０℃、好ましくは約２
０５℃の温度が使用される。

水熱反応は大気圧下で行なうことができるが、硬化時間
を短かくし、そして得られる硬化塊状体の強度を上げる
ためには、大気圧より大きい圧力、つまり慣用の圧力容
器の能カ一杯の圧力までの圧力を使用するのが好ましい
。

このような水熱硬化工程を使用するのが特に有利である
のは、低い硬化温度（したがって操業コストがより小さ
くなる）および中性雰囲気によって、確実に、亜鉛、鉛
および炭素質物質が塊状体に保持されるからである。

したがって、ガス状汚染物が放出されることはなく、そ
して硬化塊状体が十分な量の還元剤を一体に含有し、後
続の加熱工程にあって所望の還元を行なう。

さらに、この硬化塊状体は十分な圧縮強度を有しく例え
ば、一般には約４５〜２７２に９）、かなり過酷な条件
下でも取扱いが可能となり、場合によっては、遠方の製
鋼工場までかなりの距離を輸送することができる。

硬化塊状体の圧縮強度は、水熱硬化装置から取り出した
後、周囲条件下で冷却・乾燥する代わりに、直ちに急速
乾燥することによって、向上させることができる。

かかる乾燥処理は約８０〜１０７℃の範囲の温度で５〜
６０分の間で行なうことができ、好ましい温度および時
間はそれぞれ約９３℃および１５分間である。

塊状体中の亜鉛および鉛の存在が、炉中のこれら不純物
の総計含有量を許容限度以上にすることのない、いくつ
かの塩基性製鋼法にあっては、これ以上の処理を行なう
ことなくかかる処理系に再循環させることができる。

この場合、塊状体の鉄分は金属化され、鉄分の残部と共
に回収できる。

塊状体中の亜鉛および鉛は揮発し、再びＢＯＦダストと
なる。

このようなサイクルを創口か繰り返えすと、炉中の亜鉛
および鉛の含有量が実際に許容限度を越えるようになる
。

例えば、ＢＯＦダスト中の亜鉛の通常量が０．５重量％
であるならば、その含有量は２６回のサイクルで約１３
重骨節にまで累積する。

いくつかのＢＯＦ炉にあっては有害な影響を与えること
なく約１３重骨節までの亜鉛を含むダストを使って操業
できることが分かった。

このような限度に到達した後は、スクラップ金属供給材
によってこの処理系に加えられた量に相当する量の亜鉛
を含むダストの１部を、小規模の亜鉛回収プラントに送
って亜鉛、鉛および他の還元可能な不純物を回収するこ
とができる。

このようにして処理した塊状体は、未処理の硬化塊状体
と共に、再びＢＯＦ炉に循環させることができる。

このようにして、ＢＯＦ炉中の亜鉛および鉛含有量は、
決して、許容限度を越えるまで集積することはない。

使用する亜鉛回収プラントは、シャフト炉のような慣用
の亜鉛分離装置から構成してもよい。

この分離工程においては、約１０４０〜１３２０°Ｃ１
好ましくは約１０９０〜１２６０℃の温度に、鉄酸化物
を金属鉄に還元しそして亜鉛、鉛および他の還元可能な
不純物を還元・揮発させるに十分な時間だけこれら塊状
体を加熱する。

塊状体はかかる還元を行なうに十分な量の遊離炭素を内
部に含むので、運動学的には、非常に急速な還元を行な
い得る。

したがって、必要とする熱エネルギーの総量は実質上減
少し、そしてこれに対応して全体の操業コストも減少す
る。

このような還元反応を行なうのに必要な加熱時間は、ま
ず第１に、塊状体に含まれる鉄酸化物、亜鉛、鉛、フラ
ックス剤および炭素含有物質の量、さらには使用する特
定の分離温度に依存する。

１例として、約１２６０°Ｃの分離温度を使用する場合
は、亜鉛および鉛の実質上完全な金属化および揮発化を
行なうに必要な加熱時間は約１５〜３０分の範囲にする
ことになる。

認め得る程の量の亜鉛および／または鉛の存在であって
も許容され得ないような高炉あるいは電気製鋼炉に塊状
体を直接供給するこ吉が望まれる場合には、強化塊状体
は前述の一般的方法でまず分離処理（レトルト処理）を
行なわなければならない。

亜鉛の回収が製鋼プラント施設にあって実施可能と考え
られない場合には、未処理であって亜鉛に富む強化塊状
体は亜鉛溶解施設にまで輸送して分離処理することがで
きる。

以下の実施例は本発明に係る方法を説明するためのもの
であって、伺ら本発明を制限するものではない。

例１ 本発明に従って以下の組成でもって、ＢＯＦダスト、結
合剤、炭素質物質および強化剤から成る湿分含有均質混
合物を調製した。

物 質 重量係ＢＯＦダスト
（１）８７ Ｃａ（ＯＨ）２（３２５メツシユ）
５ＳｉＯ（−３２５メツシユ） ３炭
素（２） （−３２５メツシユ） ４
．３３水
１０（注） （１）ＢＯＦダスト分析値：Ｚｎ５．１重量％Ｆｅ
５７．１重量％ （２）固定炭素７５３％を含有する無煙炭酸細物として
添加した炭素 直径かは”１５ｍｍで湿分含量が１０．４％である球状
に成形した生ペレットを上記混合物から慣用のボール成
形装置を使って得た。

次いて、ペレットは５リツトルのＣｅｎｃｏ−Ｍｅｇｎ
ｅ Ｉ オートクレーブで飽和蒸気雰囲気を使って２
１．１ｋｇ（３００ｐｓｉｇ）１時間硬化させた。

この硬化ペレットは平均圧縮強度が約１０３ｋｇであっ
た。

７個の硬化ペレットをそれぞれ含むジルコニウム製ボー
トをＬｅｃｏ２６００管型炉に入れ、それぞれの温度で
それぞれの時間だけこれらのペレットを加熱した。

これらの試験の結果は次の通りであった。

還元温度（°Ｃ） 還元時間（分） 亜鉛除去（％）
１０４０ ５ ７１０
４０ ３０ ２１１１５０
５ １８１ １ ５０
３０ ４６１２６０
５ ３６１２６０
３０ ６５これらの試験結果から分かる
ことは、短期間で炭素５％未満の混合物から調製したペ
レットから実質的量の亜鉛が除去されるのであるが、ペ
レットを１２６０°Ｃで３０分間加熱してもかなりの亜
鉛が残留することである。

例２ 例１と実質上同様にして２番目のバッチの硬化ペレット
を調製したが、この湿分含有混合物のＢＯＦダスト含量
は７７％であり、炭素含有量は１１．２％であった。

硬化ペレットは平均圧縮強度が９４ｋｇであった。

この硬化ペレットは例１と同様にして還元した。

冷却後、この還元ペレットは分析によって亜鉛除去の程
度を決定し、そして鉄の金属化の程度をいくつかのペレ
ットについて測定した。

これらの試験の結果は次の通りである。

還元温度 還元時間 亜鉛除去 鉄の金属化（°Ｃ）
（分） （％） （％）１０４０
５ １９ ｎ、ａ。

１０４０ １５ ７２ ｎ、ａ。

１１５０ ５ ７１ ７
６１１５０ １５ ９８ ９４
１２６０ ５ ９６ ８６１
２６０ １５ １００ １００これ
らの試験結果から分かることは、出発混合物に１１．２
重量％の炭素質物質を使用することによって、高強度の
硬化ペレット中に十分な量の炭素が残留し、１１５０〜
１２６０℃の温度で１５分以内の加熱時間で実質上すべ
ての亜鉛を除去できることである。

また、これらと同じ条件下にあっては、ペレットは実質
上完全に金属化される。

さらに、これらの実験結果からは、より好ましい温度お
よび時間よりも低い温度そして短い加熱時間で実質的量
の亜鉛除去および金属化が行ない得ることである。

ＢＯＦダストにミルスチールおよび他の製鋼ミル廃棄物
ダストを加えて実験を行なったが、亜鉛除去および金属
化に関して同様な結果を得た。

ある種の製鋼ミル廃棄物ダストは炭素含有量が高いため
、得られる混合物中の同等な固定炭素が約５〜２５重骨
節の範囲内になるように適当な割合でＢＯＦダストに混
合してもよい。

この場合、混合物に追加的に炭素質物質を加える必要は
ない。

以上詳細に説明したことからも理解できるように、本発
明は、亜鉛に富む製鋼ミル廃棄ダストを加工して、破砕
に耐えることのできる強化塊状体とし、容易にしかも急
速に還元して金属化し、亜鉛、鉛および他の還元可能な
不純物を除去し得るものとする安価な方法を提供するの
である。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明に係る方法を示す略式の流れ図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の各工程から成る、製鋼炉へ供給するに適する強
   化塊状体の、製鋼ミル廃棄物ダストからの製造法： （ａ）製鋼炉の排煙から回収した、鉄、亜鉛および過焼
   石灰を含む微細な廃棄物ダスト；微細な固体炭素質物質
   ：および結合剤としてカルシウムおよびマグネシウムの
   酸化物、水酸化物および炭酸塩ならびにそれらの２以上
   の混合物から成る群から選んだもの；さらに湿分を添加
   した混合物を形成し、該混合物の湿分含有量を３〜１５
   重量係重量囲にあるようにし、該炭素質物質は、該混合
   物の乾燥固体分の全重量をもとに、該混合物中の総計の
   同等の固定炭素が５〜２５重量係重量囲になるように十
   分な量の炭素を含むものとし、そして、該結合剤の量を
   、該混合物の乾燥固体分の全重量をもとに、１〜２５重
   量係重量囲にあるようにする工程； （ｂ） （ａ）工程で得られた混合物を、該混合物に
   含まれる実質上すべての過焼石灰を水和するに寸分な時
   間だけ高温下で熟成する工程； （ｃ） 熟成した上記混合物を個々の塊状体に成形す
   る工程： （ｄ） 強固で一体に結合された塊状体を形成するに
   十分な時間だけ、該炭素質物質の燃焼および分解温度よ
   り低い温度で蒸気−圧力の下に該塊状体を水熱硬化させ
   、該強化塊状体が該炭素質物質により該混合物に加えら
   れた遊離炭素の実質上すべてを含有するようにする工程
   ； （ｅ） 該強化塊状体を、該塊状体に含まれる実質上
   すべての亜鉛を揮発するに十分な時間だけ約１０４０〜
   １３２０°Ｇ（１９００〜２４００°Ｆ）の温度範囲に
   加熱する工程；