JPS6052089B2 - 脱硫滓の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、脱硫滓の処理方法、特に炭酸ソーダ（Ｎａ。

ＣＯ０）を主とする脱硫剤を用いた脱硫処理の際に生成
する滓の無害化と有効成分たるナトリウム分の分離回収
を行う方法に関する。高炉から排出される約１４００〜
１５０００Ｃの溶融物（溶銑および高炉滓）はスキンマ
ーで溶銑と高炉滓とに分離され、溶銑は少量の高炉滓を
伴つて溶銑鍋に受けられる。

溶銑はついで転炉や電気炉等での精錬に付されるが、比
較的多量の硫黄〔Ｓ〕を含有するため、あらかじめ脱硫
処理に付される。この脱硫処理は、溶銑鍋、混銑車ある
いは脱硫炉などにおいて溶銑に脱硫剤を加え、混合・攪
拌することによつて行なわれる。その脱硫反応の際に生
成した硫化物、未反応の脱硫剤およびその他の高炉滓成
分は溶銑との比重差で湯面に浮上し、脱硫滓を形成する
。脱硫処理後、溶銑と脱硫滓は分離され、溶銑は製鋼工
程に付される一方、排滓された脱硫滓は、一般に磁選法
による鉄分回収処理を受けた後、投棄される。この脱硫
滓の性状は、使用される脱硫剤により異なるが、いづれ
の場合も屋外に投棄、放置すると各種の二次公害を引き
起す。

たとえば、昨今脱硫剤として広く採用されている炭酸ソ
ーダ（Ｎａ。

ＣＯ３）とカルシウムカーバイト（Ｃａ。Ｃ０）を用い
た場合についてみると、Ｎａ２ＣＯ。を用いた脱硫滓は
吸湿性に富み、雨水等と反応して、ｐＨ約１２以上の高
アルカリ性ヘドロ状となり、またＣａＣ。を用いた脱硫
滓では、滓中の未反応物質を水分との反応でＮＩ１３や
Ｃ２Ｈ２を発生し、環境汚染やＣ。Ｈ。による火災の危
険をもたらす。そのため、脱硫滓の投棄に伴う二次公害
を防止するための有効な脱硫滓の処理手段が要請されて
いる。その場合、脱硫滓の処理コストは直接脱硫・処理
コストに反映するので、脱硫滓の処理は、単にその無公
害化を目的とするにとどまらず、その再資源化による有
効利用をなし得るような手段が強く要望され、かかる観
点から、各社において種々研究がなされている。ｉ と
ころが脱硫剤としてｃａｃ２を用いた脱硫滓の有効利用
法については、特許文献等にも数多くの提案がなされて
いるもの、Ｎａ。

ＣＯ。を用いた脱硫滓（炭酸ソーダ滓）の無害化・有効
利用に関する提案は殆んど皆無の状態である。本発明は
上記実情に鑑み、炭酸ソーダ （Ｎａ２ＣＯ３）を用いた脱硫処理の際生成する脱硫滓
の無公害化・再資源化を図るための有効な方法を開発せ
んとするものである。

そこで、本発明者等は、まず高炉滓の出滓直後から脱硫
滓が形成されるまでの間の滓の成分組成等について調査
を行つた。

第１表に、スキンマーで分離された高炉滓、溶銑と共に
溶銑鍋あるいは脱硫炉等に持ち越された脱硫処理直前の
高炉滓（以下１溶銑滓ョという。

）およびＮａ２ｃＯ３を脱硫剤とする脱硫処理後の高炉
滓すなわち脱硫滓並びに該脱硫剤の化学成分の分析値を
示す。高炉滓、溶銑滓および脱硫滓の成分値は、時系列
的に３０回測定して得られた値であり、脱硫剤の成分値
は製品規格値である。また、表中、（ ）内の値は各平
均値を示す。上記第１表において、興味深く、かつ重要
な点は、高炉滓と脱硫処理直前の溶銑滓の成分組成が著
しく異なつていることである。高炉滓はＳｌＯ２３Ｏ〜
３２％，ＣａＯ３６〜４０％で塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ
２）約１．２の塩基性スラグであるのに対し、溶銑滓は
ＳｌＯ２３２〜５８％，ＣａＯ５〜２５％で塩基度は約
０．１〜０．７と極めて低く、酸性スラグに変化してい
る。

この理由はスキンマーでの溶銑とスラグの分離が比重差
て行われるため比重が溶銑に近いＭｎＯやＴｌＯ２など
は溶銑滓に混入しやすくそのためＳｌＯ２，ＣａＯ，Ａ
ｌ２Ｏ３などの低比重物質が高炉滓に比し少なくなるこ
と、そのほかに溶銑が高炉から溶銑鍋へ流動する間の溶
銑樋あるいは溶銑を脱硫工場まで運ふ溶銑鍋内張り煉瓦
として用いられる耐火物（ＳｌＯ２を主成分とし、Ｓｉ
Ｃ，Ａｌ２Ｏ３等を．含む）が溶損し、滓化すること、
および高炉から出銑後、脱硫処理を受けるまでの約１０
〜９吟の間に、溶銑中の〔Ｓｉ〕が酸化され、ＳｉＯ２
となつてスラグ化すること等による。事実、高炉から流
出する溶銑と高炉滓の分離効率は極めて良く、溶銑に・
高炉滓の混入する割合は高々０．５％（通常０．２％程
度）であり、たとえば５５トンの溶銑を受けた場合の混
入量はわずか１１０ｋｇ程度に過ぎないが、この滓に加
わる前記耐火物の溶損による滓化量および溶銑中の〔Ｓ
ｉ）の酸化による滓化量は、本発明者等の実験によると
それぞれ約３ｋ９および２９ｋ９もあり、これらＳｉＯ
２の増量分を合計した溶銑滓約１４２ｋ９に占めるＳｉ
Ｏ２の割合が高まる結果、溶銑滓は前掲第１表に示され
る如き酸性スラグとなる。このような酸性スラグを有す
る溶銑に脱硫剤であるＮａ２ｃＯ３を添加し、脱硫処理
を行うと、下式に示される如く、〔Ｓ〕の除去と共に、
〔ＳＯの酸化反応が生ずる。上記脱硫反応〔１〕で生成
するＳｉＯ２および、未反応Ｎａ２ｃＯ３の分解生成物
であるＮａ２Ｏ等が溶銑滓に移行し、更に酸性化したス
ラグ（脱硫滓）が形成される。

この脱硫反応の際酸化され、滓中に移行するＳｊＯｌ．
量を知るために、前記脱硫反応前後の溶銑中〔Ｓｉ〕量
の分析を行つたところ、脱硫前〔Ｓｉ〕量０．３７〜０
．６４（平均値０．４９８％，α＝０．０７０４％）は
脱硫後〔Ｓｉ〕量０．３０〜０．６１％（平均値０．４
３３％，α＝０．０８１９％〕に大きく減少しているこ
とが認められた（いづれも測定回数ｎ＝３０）。

通常、〔Ｍｎ〕＋〔Ｓ〕一（ＭｎＳ）の反応により脱硫
に寄与する溶銑中〔Ｍｎ〕の挙動を知るため、上記Ｓｉ
の分析と併せて同様の測定を行つたところ、脱硫反応〔
１〕前後における〔Ｍｎ〕量は事実上全く変動しないこ
とが認められた（脱硫前〔Ｍｎ）０．６４〜０．８０％
，平均値０．７０８％，α＝０．０４１６％：脱硫後〔
Ｍｎ〕０．６３〜０．８０％，平均値０．７０１％，α
＝０．０３９４％）。これらの測定結果を第１図に示す
。同図中、（Ｓ）はＳｌについて（ｙ＝１．０６７Ｘ＋
０．０８９，相関係数γ＝０．９１７）、（ｍ）はマン
ガンについて（ｙ＝０．８９３Ｘ＋０．０６９，相関係
数γ＝０．９４２）示す。上述のごとく、Ｎａ２ｃＯ３
による脱硫反応１〕の前後で、〔Ｍｎ〕量は殆んど変化
せぬ一方、〔Ｓｉ〕量は反応前の０．４８９％から、反
応後の０．４３３％まで、約０．０５３％の減少を伴う
。

この〔Ｓｉ〕の酸化による（ＳｉＯ２）の増量は、溶銑
５５トンの場合約６２．４ｋ９（５５０００ｋ９×０．
０５３×２．１４／１００）にも達する。一方、前記第
１表に示される脱硫滓の成分組成をみるに、Ｓは２．３
％，Ｎａ２Ｏは３３％であり、Ｎａ２ｃＯ３による脱硫
反応で生成する硫化物がＮａ２ｓのみとする脱硫反応で
消費されたＮａ２Ｏ量は２．３％×６２／３２（Ｎａ２
Ｏ／Ｓ）＝４．５％となり、Ｎａ２Ｏ分の飛散・蒸発・
煉瓦への浸漬等のロスが無ければ、未反応のまま脱硫滓
に移行するＮａ２Ｏ量として２８．５％という値が算出
される。

そこで、高炉から排出された溶銑５５トンを溶銑鍋に受
け、脱硫剤としてＮａ２ｃＯ３を２５０ｋ９（但し、１
ｙ・１０ＳＳ３０％）投入し、溶銑の脱硫処理を行つた
場合の溶銑滓および脱硫滓の重量および成分組成の算定
を試みた。

なお、高炉滓および脱硫剤の成分組成として前記第１表
に示した各平均値を用い、また同計算上、物質バランス
として、溶銑への高炉滓混入率０．２％（１１０ｋ９）
，脱硫処理をうけるまでの間に酸化される溶銑中〔Ｓｉ
〕量を０．０２５％（ＳｌＯ２として２９．４ｋ９）、
Ｎａ２ｃＯ３による脱硫反応の際の溶銑中〔Ｓｉ〕の酸
化量を０．０５３％（ＳｉＯ２として６２．４ｋ９）と
した。なお、前述したように、スキンマーにより比重差
で分離され溶銑に混入するスラグはマンガンやチタンな
どの重金属が多くその結果他成分は相対的に減少する。
そこで溶銑滓となるＳｌＯ２，ＣａＯ，Ａｌ。Ｏ３の値
は第１表高炉滓平均値の９０％とした。計算結果を第２
表に示す。上記第２表に示される計算結果は、前記第１
表に示した溶銑滓および脱硫滓の成分組成の実測値と非
常に良く一致し、高炉からの出滓により脱硫処理完了に
致る間の滓の成分組成の変遷に関する考察の妥当なこと
を示している。このように、脱硫処理後の滓中には多量
のＳｉＯ２と共に未反応のＮａ２Ｏが存在することとな
る結果、滓中のＳｉＯ２とＮａ２Ｏとの間に、の反応を
生じ、脱硫滓は珪酸ナリウムに富む相組成を呈すると考
えられる。

そこで、前記第１表に挙げた各滓についてＸ線回析を行
い、それぞれの構成鉱物相を調べたところ、第３表に示
すごとく、高炉滓がゲーレナイト（Ｇｅｈｌｅｎｊｔｅ
：２Ｃａ０ＩＡ１２０３・ＳｉＯ２）とアケルマナイト
（Ａｋｅｒｍａｎｉｔｅ：２Ｃａ０●ＭｇＯ●２Ｓｉ０
２）の固溶体てあるメリライト（Ｍｅｌｌｌｌｔｅ）を
主とするのに対し、〔Ｓｉ〕の酸化等により酸性スラグ
に変化した溶銑滓はガラス相が主で、鉱物としてアルマ
ンダイト（Ａｌｍａｎｄｉｔｅ：３Ｆ′ＥＯ●，Ａｌ２
Ｏ３●３Ｓｉ０２）やランキナイト（Ｒａｎｋｉｎｉｔ
ｅ：３Ｃａ０●２Ｓｉ０２）等を含む全く異なつた相を
呈し、更にかかる滓にＮａ２ｃＯ３を主成分とする脱硫
剤の添加により生成する脱硫滓は、Ｎａ２Ｏ−ＮｓｉＯ
２，ガラス相、Ｎａ２ｃａ２ｓｉ２Ｏ７等からなる鉱物
相を有することが判明した。

なお、脱硫滓には、硅酸ナトリウムの含水塩が認められ
たが、これは空気中の水分を吸収して生成したもので、
脱硫直後には存在しなかつた。また、硅酸ナトリウムの
一般式はＮａ２ＯｎｓｉＯ２・ＭＨ２Ｏで表わされるが
、Ｘ線回析結果によれば、ｎ＝１，ｍ＝６，すなわちＮ
ａ２Ｏ・ＳｉＯ２●６Ｈ２０を主とすることが認められ
た。ところで、上記脱硫滓の主要構成鉱物相であるＮａ
２Ｏ−ＮＳｉＯ２は吸湿性に富み、その水和物であるＮ
ａ２Ｏ・ＳｉＯ２・ＭＨ２Ｏは水ガラスと呼ばれ、水に
可溶である。その水溶液は次式に示されるように加水分
解を生じて強アルカリ性を呈す。
・・・〔〕または、上述のごとく脱硫滓が水に可溶の
Ｎａ２Ｏ−ＮｓｉＯ２ないしは水ガラス等の鉱物相から
構成されているのてあれば、脱硫滓を投棄に先立つて、
水による浸出処理という簡便な処理に付することにより
、有価成分たるナトリウムを水ガラスとして回収・再資
源化し得ると同時に、その後屋外に投棄・放置しても上
記反応式〔〕または〔〕て示される如き反応の生起も伴
なわず、二次公害を有効に防止することが可能となる。

とりわけ、脱硫滓中に存在するＮａ分がほとんどＮａ２
Ｏとして存在し、かつ該滓中に占める硅酸ナトリウムの
割合が該滓全体の半分以上であるという点（Ｎａ２Ｏ−
ＮｓｌＯ２のｎを前記測定結果より１とすれば、第２表
に示される脱硫滓の成分組成から明らかなように、該滓
の６０％以上を硅酸ナトリウムが占めることになる。）
に着目すると、脱硫滓の十分な浸出処理を行なうことに
より、該滓中のナトリウム分の大部分の回収と、前記反
応〔〕，〔〕のほぼ完全な防止をなし得ることに加え、
浸出処理後の滓量は処理前の半分ないしそれ以下に減少
し、運搬・投棄等のハンドリングに要するコストを大幅
に節減し得る等、極めて有力な処理手段となり得る。本
発明はかかる知見に基づいて完成されてものてあり、炭
酸ソーダ（Ｎａ２ＣＯ３）を主とする脱硫剤による溶銑
の脱硫処理の際に生成し、固化した脱硫滓を水て浸出処
理し、該滓中の可溶性物質であるＮａ２Ｏ−ＮｓｉＯ２
等を抽出することにより、滓中のナトリウム分を水ガラ
スとして回収するようにしたものである。十分な浸出処
理を行つた後の残滓は主として鉄、二酸化チタン等から
成り、残存するナトリウム分は非水溶性であるため、そ
のまま投棄しても（この投棄に先立つて残滓から鉄等の
有価金属分を回収するための適当な手段を適宜施して良
い。）二次公害誘発のおそれは全く無く、かつ該浸出処
理により滓量は、処理前の半分以下ないし１Ｂ程度に減
少し、投棄に要するコストは大幅に節減される。浸出処
理に伴う硅酸ナトリウム含有回収液は、そのままガラス
原料あるいは粘結剤として使用しても良く、また適当な
処理に付して所望のナトリウム化合物を得ることもでき
る。次に、本発明について詳しく説明する。

本発明によれば、脱硫滓は固形状態で水による浸出処理
による、硅酸ソーダを主としＮａ２ｓ等の可溶性物質を
含む回収液と、鉄等の金属分およびガラス相、Ｎａ２ｃ
ａ２ｓｉ２Ｏ７等の不溶性物質から成る残滓とに分離さ
れる。

脱硫滓の水による浸出処理は、適当なサイズの塊状に砕
いた脱硫滓の水中への浸漬あるいは水の散布等、水と脱
硫滓とを接触させる適宜の方法で行うことができる。

第２図は、かかる処理工程の具体例を示すフローシート
であり、図中、１は脱硫滓ホッパ、４は脱硫滓を浸出処
理するために水槽、６は該水槽への給水バイブ、９は回
収液排出バイブ、１４は水槽内水温調節機、１５は回収
液容器である。浸出処理用水槽４は、流量計７を有する
バイブ６から供給された所要量の水が満たされており、
一方脱硫滓はホッパ１の下部から定量供給機２上に切出
され、ベルトコンベア３により水槽４内に送り込まれる
。

該槽内で滓からＮａ２ＳｉＯ３等の可溶性物質を溶解さ
せる。この際、攪拌機５の回転により、滓と水の十分な
懸濁状態下で効率良い浸出処理が行なわれる。また、後
述の如く、可溶性物質の浸出回収率は処理水温による影
響を受けるので、たとえばバイブ等から成る水温調節機
１４により処理水温を一定温度に調節することが望まし
い。一定時面浸出処理を行い、滓中の可溶性物質が十分
に抽出された後、攪拌用プロペラの回転を停止させ、ポ
ンプ１０の駆動により回収液排出バイブ９を通して槽４
内の水（回収液）を容器１５内に回収する。槽４内に残
留する未溶解物質（残滓）は、ピンナツプバルブ１２を
開け、残滓容器１３内に回収する。かくしてＮａ２Ｓｉ
Ｏ３等可溶性物質を含む回収液と残滓とは比重差により
固液分離され、それぞれ回収される。かかる浸出処理に
おける処理能率、可溶性物質の回収率等は、滓に対する
水添加割合、水温、滓粒度、その他の因子による影響を
受ける。

以下、これらについて説明する。第２図に示すごとき処
理工程において、粒径５？以下の粒塊状脱硫滓を、水温
２０℃，ペラ攪拌、処理時間３吟の処理条件下、脱硫滓
量を一定とし添加水量を種々変え（すなわち、水槽内で
のスラリー濃度を種々の値に設定し）たときの回収液の
性状等を第３図に示す。

同図中、ＡはＮａ２Ｏ回収率、Ｂは脱硫滓回収率、Ｃは
回収された可溶性物質中のＮａ２Ｏ濃度、Ｄは回収液中
の可溶性物質濃度を示す。ただし、 添加水量比＝Ｍ／Ｗ 上記各式中、Ｗ：脱硫滓重量、Ｍ：添加水量、Ｌ：回収
液重量、Ｓ：残滓重量、ＷしおよびＭＬ：それぞれ回収
液中の溶出物質重量および水重量、ＷｓおよびＭ＄：そ
れぞれ残滓中の未溶解物質重量および水重量。

従つて、ＷとＭの和はＬとＳの和に等しく、またＷ＝Ｗ
し＋Ｗｓ，Ｍ＝ＭＬ＋Ｍｓ，Ｌ＝ＷＬ＋ＭＬ，Ｓ＝Ｗ，
＋ＭＳの関係にある。なお、ａ：脱硫滓中のＮａ２ｑ（
ｗｔ％）、ｂ：回収液中のＮａ２Ｑ量（ｇ／１０ｃ），
ρ：回収液比重。同第３図に示されるように、添加水量
比の増加に伴つて、回収液中の可溶性物質濃度は低下す
るが（図中、Ｄ．．Ｎａ２Ｏ回収率（図中Ａ）、脱硫滓
回収率（図中、Ｂ）および回収された可溶性物質中のＮ
ａ２Ｏ濃度（図中Ｃ）のいづれもほぼ平衝状態となつて
いる。なお図中、斜線部（添加水量比約０．７５以下）
では、脱硫滓はスラリー化せず、ヘドロ状となつて固液
分離することができないことが認められた。ところで、
上記各添加水量比で得られた回収液をビーカに採取して
１昼夜放置すると、Ｎａ２ＳｉＯ３や他の可溶性物質の
溶出した液と水とが、比重差により分離し、溶出液の上
面に浮き水ができる。

この浮水量（回収液全量に対する浮水量の比）と添加水
量比との関係を示すと第４図のごとくになる。添加水量
比が大きくなると固液分離の作業性は非常に良くなるこ
とを示しているが、回収液の運搬時に過剰の水を運ぶこ
とになるため運搬費や浮水処理費の増大を伴ない望まし
くない。また回収液を静置して放置すると、Ｎａ２Ｏ・
ＮｓｌＯ２や他の物質（たとえはＮａ２Ｓ）の含水塩の
生成による自由水の減少、あるいは硅酸コロイドのゲル
化などにより、粘性が増大する。

１昼夜経過すると、添加水量比１以下では膠結状態とな
り流動性を完全に失つてしまう。

添加水量比約１．５でも極めて大きな粘性を呈する。２
昼夜以上静置しても良好な流動性を示すのは、添加水量
比が約２以上の場合である。

このような回収液の放置による粘性の増大は、脱硫滓処
埋設備が停止した場合、バルブやバイブラインを閉塞し
作業性を著しく劣化させる。従つて、脱硫滓の浸出処理
における添加水量比（Ｍ／Ｗ）は、脱硫滓回収率等を高
める必要上、約１．０以上が望ましいが（第４図参照）
、静置時に生ずる浮水量の増大（第５図参照）を抑制し
つつ、適当な流動性の保持が可能なこと等を勘案すると
、約１．５〜１．２の範囲が望ましく、特に約２が最適
条件として採用される。

次に、浸出処理水温の影響を調べるために、脱硫滓粒径
５順以下、ペラ攪拌、処理時間３扮、添加水量比（Ｍ／
Ｗ）２．０の条件下、処理水温を種々の値に設定して浸
出処理を行い、得られる回収液の性状を測定した。

その結果を第５図に示す。同図中ＡはＮａ２Ｏ回収率、
Ｂは脱硫滓回収率、Ｃは回収された可溶性物質中のＮａ
２Ｏ濃度、Ｄは回収液中の可溶性物質濃度を示す。同図
から明らかなように、処理水温の上昇に伴ない、Ｎａ２
Ｏ回収率（図中、Ａ）および脱硫滓回収率（図中Ｂ）共
に減少し、約５０ないし６０℃を越えると急激に低下す
ることが認められる。

このように処理水温を高くすると可溶性物質の回収率が
低下するのは次の如き理由によるものと考えられる。

その１つは、脱硫滓への水添加により生起する水和物の
生成反応が発熱反応であるため（添加水量比２の場合の
水温は２０℃から４０℃に上昇する。）、化学平衝論か
ら処理温度が高くなると、反応生成物が減少することと
なる。また、他の理由として、水分蒸発に伴う添加水量
比の低下が挙げられる。すなわち、温度の上昇と共に水
分の蒸発が顕著となり、第６図（図中、イは可溶性物質
溶出後の１水／脱硫滓ョの比明ま処理後の重量減少率を
示す。）から認められるように３紛攪拌後の水分蒸発に
よる重量減少率は、水温が約６０℃以上になると急激に
増加し（図中、口）、それと共に１水／脱硫滓ョ比は急
激に減少する（図中、イ）。この１水／脱硫滓ョの比（
添加水量比）の低下は前記第３図に見られるように、Ｎ
ａ２Ｏや脱硫滓の回収率の低下を招くことになる。従つ
て処理水温は約６０℃以下、好ましくは約５０℃以下の
範囲に設定されるが、最適条件として常温が採用される
。

更に、浸出処理によるＮａ２Ｏや脱硫滓の回収率等は、
処理時間および脱硫滓の粒度の影響を受ける。

粒度については、反応速度の面から比表面積の大きい程
、すなわち別細な程、短時間での処理が可能になると考
えられるが、微粉砕すれば粉砕コストや粉砕物のハンド
リングに問題を生ずる。そこで、処理時間・粒度が回収
率等に及ぼす影響を調べるために、第４表に示すごとく
脱硫滓を各種の粒径に粉砕し、処理水温２０℃，ペラ攪
拌下、溶解時間を変化させた場合の回収液の性状を調査
した。上記調査の結果を第７図および第８図に示す。

第７図はＮａ２Ｏ回収率、回収液中の可溶性物質濃度等
と処理時間との関係を、脱硫滓粒度をパラメータとして
表わしたグラフであり、図中ＡはＮａ２Ｏ回収率、Ｂは
脱硫滓回収率、Ｃは回収された可溶性物質中のＮａ２Ｏ
濃度、Ｄは回収液中の可溶性物質濃度を示し、該Ａ−Ｄ
の各曲線群におけるＩ，ｉｉおよびＩｉｉはそれぞれ第
４表におけるＮＯ．ｌ，ｉｉおよびＩｉｉに示す粒度の
脱硫滓の場合を示す。また、第８図は、Ｎａ２Ｏの回収
率と脱硫滓トップサイズ（Ｔｓｌｔ）の関係を、処理時
間をパラメータとして表わしたグラフであり、図中、×
印を結ふ実線は処理時間６０分、Δ印を結ふ実線は同３
０分、Ｏ印を結ぶ実線は同１紛の場合を示す。両図から
認められるように、処理時間が短かいと粒度の影響が強
く現われ、Ｎａ２Ｏ回収率（第７図中、Ａ）脱硫滓回収
率（同Ｂ）および回収液中の可溶性物質濃度（同Ｄ）と
も、粒径が細かい程、高い値を示している。しかし、処
理時間が約６紛を越えると、いづれもほぼ平衝状態に達
し、粒径の影響は殆んど認められず、いづれもほぼ同様
の値を示している。このように浸出処理に要する時間は
滓粒度に大きく依存し、６Ｃ＠でペラ攪拌する場合には
、脱硫滓がトップサイズ２０ＴＶ！Ｌの粗粒でも十分な
浸出処理が可能てあるが、処理時間は、装置の規模や処
理能力を左右するので出来るだけ短いことが望ましい。

第７図および第８図は脱硫滓をトップサイズ５薗以下に
砕けば、処理時間約３紛程度で十分な処理が可能なこと
を示している。この粒度はボールミルやハンマーミル等
による通常の粉砕方式で容易に得られる粒度範囲である
。次に、浸出手段については、前述のごときペラによる
攪拌方法のほかに、浸出処理槽を揺動させる方法あるい
は静置により溶解させる方法等適宜の方法を採用してよ
いが、操作が容易でしかも短時間内に溶液濃度を飽和に
到達させ得る方法が有利である。

第９図は、ペラ攪拌法および揺動法の二法を比較した結
果を示すグラフである。

浸出条件は、いずれも添加水量比（Ｍ／Ｗ）２．０，水
温２０℃，脱硫滓粒度５顛以下とし、処理時間を変数と
した。同図中、ＡはＮａ２Ｏ回収率、Ｂは脱硫滓回収率
、Ｃは回収された可溶性物質中のＮａ２Ｏ濃度、Ｄは回
収液中の可溶性物質濃度を示し、該Ａ−Ｄの各曲線群に
おけるａはペラ攪拌法、ｂは揺動法による場合を示す。
同図から、処理時間が短かい場合には、ペラ攪拌法の方
かＮａ２Ｏ回収率や脱硫滓回収率も高く、有利なことが
認められる。

また約６紛ないしそれ以上の時間をかけれは、揺動法で
もペラ攪拌と同等の処理効果が得られることを示してい
る。一方、静置法によると、上記と同様の浸出条件下で
３紛間浸出処理後のＮａ２Ｏ回収率は４％程度と低く、
それ以上静置時間を延長しても溶解物質の再沈降を生ず
るため静置法のみでＮａ２Ｏ等の回収率を高めることは
困難である。Ｎａ２Ｏの回収率が低いと、固液分離して
得られる残滓の粘度が高く、浸出処理槽からの排出や残
滓処理が問題となる。従つて、静置法を適用する場合に
はペラ攪拌等他の機械的方法と併用することが望ましい
。なお、浸出処理後、Ｎａ２ＳｉＯ３等の溶解した液と
残滓との固液分離操作は、遠心分離機、真空沖過あるい
はフィルターブレス等の機械的分離手段を用いてもよい
が、単に溶出液と残滓との比重差を利用して分離する方
法が、簡便であかつ能率的である。次に、実施例を挙げ
て本発明方法を具体的に説明する。

実施例高炉から流出する溶融物をスキンマーで溶銑と高
炉滓との分離し、溶銑５５トンを溶銑鍋に受け、これに
炭酸ソーダを主成分とする脱硫剤３００ｋ９を添加して
脱硫処理し、その際生成した脱硫滓約４０ｋ９を冷却固
化させた後、浸出処理に付した。

浸出処理条件は次のとおりてある。添加水量比（Ｍ／Ｗ
）：２、浸出方法：ペラ攪拌、処理水温：常温（２０℃
）、脱硫滓粒度：ー５瓢、処理時間：３紛。

脱硫滓の化学成分および処理後の回収液と残滓の化学成
分を第５表に、また固液分離結果を第６表に示す。

上記第ｉ表土び第６表に示す結果から明らかなように、
浸出処理の結果、脱硫滓はその６６％が溶解し、回収液
として回収され、溶解せずに残滓として残るのは３３．
８％である。

（第６表） また、回収液中のＮａ２Ｏ量は乾燥ベース
で４２．１４％であ（第５表）、脱硫滓中のＮａ２Ｑ？
量の８２％が回収されたことを示している。なお、回収
液中の可溶性物質は水ガラスの主成分であるＳｉＯ２，
Ｎａ２ＯのほかＭｎＯ，Ｐ等である。一方、残滓として
残る難溶性物質は鉄、ＴｉＯ２等てある。上述のように
溶出せずに残滓として残つて脱硫滓は３３．８％である
が、そのうち約２４％が鉄分であり（第５表）、これを
磁選して回収すると、投棄される脱硫滓（残滓）量は、
処理前のわずか２６％てあり、投棄量は当初の１１３以
下に激減する。しかも、その残滓中のＮａ２Ｏ量は処理
前の１７．８％程度であり（第５表）、かつ難溶性のた
め、雨水にさらされても二次公害を起こすおそれはない
。以上のように、本発明方法によれば、脱硫滓から脱硫
剤として用いたナトリウム分の大部分は水ガラスとして
回収され、ガラス原料や粘結剤としてそのまま使用する
ことができる。また、このナトリウム分の回収により、
脱硫滓の投棄による二次公害を防止し得ると共に、投棄
量は約１１３以下に激減し、投棄費用を大幅に節減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は脱硫処理前後における溶銑中〔Ｓｉ〕および〔
Ｍｎ〕を示すグラフ、第２図は脱硫滓の浸出処理工程を
例示するフローシート、第３図は浸出処理効率に及ぼす
添加水量比の影響を示すグラフ、第４図は回収液の浮水
量と添加水量比との関係を示すグラフ、第５図は浸出処
理効率に及ぼす処理水温の影響を示すグラフ、第６図は
浸出処理後の１水／脱硫滓ョ比および重量減少率と処理
水温の関係を示すグラフ、第７図は脱硫滓の粒度をパラ
メータとし浸出処理効率に及ぼす処理時間の影響を示す
グラフ、第８図は処理時間をパラメータとしてＮａ２Ｏ
回収率に及ぼす脱硫滓粒度の影響を示すグラフ、第９図
は異なる浸出処理手段を用いた場合の浸出処理効率と処
理時間との関係を示すグラフである。 １：脱硫滓ホッパ、２：定量供給機、３：ベルトコンベ
ア、４：浸出処理水槽、５：攪拌機、６：給水バイブ、
９：回収液排出バイブ、１３：残滓容器、１４：水温調
節機、１５：回収液容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭酸ソーダを主とする脱硫剤による溶銑の脱硫処理
   の際に生成し固化した脱硫滓を、水による浸出処理に付
   することにより該脱硫滓から珪酸ソーダを分離回収する
   ことを特徴とする脱硫滓の処理方法。 ２ 水／脱硫滓の重量比１以上の水量で脱硫滓を浸出処
   理する上記第１項の方法。 ３ 温度６０℃以下の水で脱硫滓を浸出処理する上記第
   １項または第２項の方法。 ４ 固化した脱硫滓を２０ｍｍ以下のサイズに砕いて浸
   出処理に付する上記第１項ないし第３項のいづれかの方
   法。