JPS6056407B2 - 電気炉ダストの処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気炉製鋼に於て発生する有害重金属を含む
電気炉ダストの一部を製鋼原料と共にあるいは酸化期の
中期以前に投入して製鋼操作を行ないながら、残部のダ
ストを溶融状態の製鋼スラグの顕然を有効利用して、一
部を揮化回収し有効資源として再利用すると共に残留分
を製鋼スラグ中に固定化処理を行なう方法に関するもの
てある。

一般に電気炉ダストは主に鉄、亜鉛、鉛等の有用な酸
化物を含有する産業廃棄物てある。 しかし、その中に
多量の亜鉛と有害金属を含み、このダストを露天に埋立
てた場合、雨水等により有害金属が溶出する。

又、高炉原料とする場合はスラグ中の亜鉛、鉛が金属
状態で高炉炉壁を侵食するため、高炉原料への再利用及
び埋立処分を行なう事が出来ない。

現状ではダスト処理業者、亜鉛製錬メーカー等に送り
、精亜鉛回収原料として処理を依頼している状態である
。 更に、電気炉ダストには鉛を多く含有するものもあ
り、この様な電気炉ダストを溶融状態にある製鋼スラグ
中に添加して多量処理する場合、処理後のスラグから鉛
イオンを０．１〜０、沙μｍ程度溶出することがある。

この様な電気炉ダストの処理方法としては電気炉ダスト
を溶滓の上から投入して溶解する方法がある。

しかし溶滓の表面が硬化被膜にお）われ、溶滓内部に入
らず充分な溶解反応が行なわれない欠点がある。又、電
気炉ダストを前記溶滓内部に圧入して溶解反応を行なわ
せる方法は、溶滓内部へ圧入するのに時間を要する欠点
がある。

本発明は上記の問題点を解消し、電気炉ダストを無害化
し、有効利用することを目的とするものであり、その要
旨は、電気炉ダストの一部を製鋼原料と共にあるいは酸
化期の中期以前に電気炉に装入して製鋼操作を行ない、
残部の電気炉ダストを溶融スラグにバブリングガスを吹
込みつ）、高炉スラグ、赤泥、カラミ、マサ土、粘板岩
の一種若しくは２種以上を添加することを特徴とする電
気炉ダストの処理方法である。

即ち、製鋼スラグの発生量とダスト量から見て、ダスト
の無害化に溶滓顕熱のみで不足する場合や、ダスト中の
亜鉛、鉛品位が低い場合、製鋼一原料と共に、ダストの
一部を投入して製鋼操作を行ないダスト中の亜鉛、鉛品
位を高め、このダストをのろ鍋に受けた溶融状態にある
製鋼溶滓にチッ素、酸素又は空気等のバブリングガスを
吹き込むことにより、溶滓の表面硬化被膜を巻き込んで
，溶滓全体に対流を起しながら新たに熱を加えることな
く溶滓の顕熱を利用し、その中に電気炉ダスト及び高炉
スラグ、赤泥、マサ土、粘板岩、カラミの一種又は二種
以上を投入したり、のろ鍋に排滓する溶滓流に接して、
高炉スラグ、赤泥、粘板岩、マサ土、カラミの一種又は
二種以上を添加し、溶滓の凝固温度、粘度を低下させた
後、バブリングガスを吹き込んで対流を起させながら電
気炉ダストを投入し効果的に溶融反応させるものである
。

又、この反応の際に揮化した亜鉛、鉛は通常の集塵装置
を設置して回収し、製鋼装置の系外へ出して有価資源と
して活用する。

此の結果、反応後の放冷した製鋼スラグは鉛イオンのみ
ならず、他の重金属イオンの溶出も完全に防止され、同
時に崩壊も防止し、路盤材への有効利用が期待される。

又、電気炉ダストにコークス等の還元物質を添加したペ
レット、団鉱等を使用するとＺｎ．．Ｐｂ等の揮化は良
くなるし、還元期スラグの改質についてもなんらさしつ
かえない。以下、本発明の実験結果の数例を示す。

実施例 製鋼スラグ、電気炉ダスト、赤泥、マサ土、カラミ、高
炉スラグ、粘板岩の各試料を１０５〜１１０の恒温乾燥
機て２４時間以上乾燥、次に製鋼スラグ、赤泥、マサ土
、カラミ、高炉スラグ、粘板岩を４Ｔｒｒｍ以下に粗砕
し、製鋼スラグのみ更に磁選処理を行い、有磁物を除去
した後、供試料とした。

供試料の化学分析値は第１表に示す通りである。なお、
工場発生の電気炉ダストの環境庁告示に基づく溶出試験
結果を第２表に示す。

第１、２表の例で示した様に、電気炉ダストは電気炉製
鋼での使用原料、操業条件によると思われるが、化学成
分、溶出試験でもかなりの変動がある。

次に、第１表に示す供試料を０．３ＴｍＩｒＬ以下に粉
砕して配合し、ゼーゲル錘を作り溶倒温度を測定した。

その結果を第３表に示す。又、製鋼スラグを電融マグネ
シヤルツボに入れ、１５５０′Ｃに保持したシリコニツ
ト電気炉で再溶融させ、これに窒素ガス、空気又は酸素
を約３ｆ／Ｍｉｎの流量で２分間吹き込み溶滓を対流さ
せながら、その中に、赤泥、マサ土、カラミ、高炉スラ
グ、粘板岩及び電気炉ダスト（約５朋φペレット）を試
料合計２００ｙになる様に添加した。

その後、１５２０〜１５１０℃で１分間保持後、電源ス
イッチを切り、約１２００℃て炉外に出し放冷した。こ
の放冷後のスラグについて環境庁告示に基づく溶出試験
、Ｘ線回析による主含有鉱物の同定、セメント協会法に
よるフリーライムの測定、崩壊率の測定（ＡＳＴＭ規格
のオートクレーフ処理法で５〜１０Ｔｎ！ｎの粒度につ
き行ない、５順以下を崩壊物とした。）等の試験を行つ
た。この結果を第４〜第６表に示す。

又、Ｆ−ＣａＯの測定はセメント協会法（ＪＩＳ）で、
崩壊率の測定はＡＳＴＭ規格のオートクレーブ条件で５
〜１０７０７７！の粒度につき行ない、−５Ｗｒ！ｎを
崩壊物とした。

第５表で明らかな様に鉛の含有量の少い電気炉ダストペ
レットをチッ素又は空気を吹き込みながら溶融状態の製
鋼スラグに添加溶融させた場合、添加量が多いと鉛イオ
ンが若干、溶出することもある。

そこで、溶融状態の製鋼スラグにチッ素又は空気を吹き
込みながら、電気炉ダストペレット及び赤泥、マサ土、
カラミ、高炉スラグ、粘板岩を添加すると製鋼スラグの
溶倒温度度が低下することで明らかな様に融点が下り必
然的に粘度が下る。

この結果、空気又はチッ素の吹き込みによる溶融スラグ
の対流が十分に行われて添加物との反応が完全に行われ
、重金属イオンの溶出がなくなる。又、製鋼スラグの崩
壊原因であるＦ−ＣａＯｌ６−２Ｃａ０−ＳｉＯ２が非
常に少なくなり、安定鉱物あ２ｃａ０４−Ａｌ２Ｏ３●
ＳｌＯ２、２Ｃａ０−ＭｇＯ−２Ｓｉ０２、２ｃａ０−
Ｆｅ２Ｏ３、３Ｃａ０−Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３等が生
成し崩壊しなくなる。次に本発明の実施例を示す。

電気炉操業で発生する電気炉ダストのうち、約４０〜５
０％を製鋼原料と共に電気炉へリターンして処理しなが
ら、製銅溶滓に約５０〜６０％を空気又はチッ素を吹き
欠みながら電気炉ダストを処理した７場合の実施例を示
す。

実施例１ 第１図に示した断面形状を有する公称能力４０ｔ炉蓋旋
回頂装入方式の電気炉１で、製鋼原料と共にダストペレ
ット７００ｋ９を投入し酸化期操業を行・い、集塵ダク
ト２を通して切替バルブ３を開き、４を閉じて、集塵機
（バックフィルター）５に集塵し、酸化期溶滓をのろ鍋
１２に排滓（約４５００ｋ９）し、台車１５に乗せ、ダ
スト処理室１４に入れ、ランス１１をそう入して空気を
１〜３ｋ９／ＣＴＩで送り、バブリングを行なわせなが
ら、ダストホッパー８からペレットを８００ｋ９、添加
材ホッパー９から添加材１００ｋ９を３分３σ秒て投入
し、更にあと吹きとして約３分間空気を吹き込んだ後、
ランスを溶融スラグから引き上げた。

その時には切替バルブ４を全関し、３を約４０％閉じて
、揮化した粗亜鉛を電気集塵機１０て集塵しながら、通
常操業の電気炉１からの発生ダストはバックフィルター
５で集塵した。

実施例２ 第１図に示した断面形状を有する公称能力４０ｔ．炉蓋
旋回炉頂装入方式の電気炉１で製銅作業の途中でダスト
ペレット５００ｋｇをダストペレットホッパー７から投
入し製鋼作業を行ない、集塵ダスト２を通して、切替バ
ルブ３を全関し、４を閉じてバックフィルター５で集塵
した。

そのスラグは他ののろ鍋に排滓し、還元期操業時も同様
に集塵機５に集塵し、その製鋼溶滓を台車１５に乗せた
のろ鍋１２に排滓（約４０００ｋｇ）ダスト処理室１４
に入れ、ランス１１をそう入して空気を１〜３ｋ９／Ｃ
ｆｌで送りプリングを行なわせながら、ダストペレット
ホッパー８から９００ｋｇ、添加材ホッパー９からら添
加材を１５０ｋｇ、４分間で投入し、更にあと吹きとし
ても約３分２叱２空気を吹き込んだ後、ランスを引き上
げた。

この時に切替バルブ４を全関し、３を約５０％開き、１
４からの揮化粗亜鉛を電気集塵機１０で捕集し、通常操
業ダストはバックフィルター５で集塵した。

以下、実施例１、２で行なつた試料の試験結果をのべる
。

有価金属酸化物（粗亜鉛）回収物の化学分析値を第７表
に示す。

又、同上処理で生成した酸化期、還元期スラグを破砕、
磁選処理後、環境庁告示方法で溶出し溶出試験結果を第
８表に、スラグの分析結果を第９表に、路盤材試験（Ｊ
ＩＳ法）、崩壊率（ＡＳＴＭ規格で１０〜２５Ｔｆｒ！
ｎの粒度で行ない、１０ＴｆｒＩｎ以下を崩壊物とした
）、Ｆ−ＣａＯ（ＪＩＳｌセメント協会法）の測定を行
い、主含有鉱物はＸ線回析て調べた結果を第１咳に示す
。

又、酸化期操業の途中および酸化期操業開始前の製鋼原
料と共に、ダストペレットを炉頂より投入し、操業用集
塵機５で回収したダストを分析しても通常ダストとダス
トペレットからの揮化物が混合し、第１１表に示す如く
、淡褐色のダストで亜鉛も若干高くなる（約２．５〜４
．５）程度で、通常ダストとほとんど変らない。

実施例３ 第２図に示す様に、連鋳終了後の取鍋からのろ鍋に受け
た製鋼溶滓（４０００ｋ９）に空気を吹き込みながら電
気炉ダストペレットを１５％（７００ｋ９）投入し、引
き続き空気を４分間吹き込んで激しく反応させ、揮化し
た亜鉛主体物は集塵機で回収した。

反応が終了した製鋼スラグは冷却後、破砕、磁選処理を
行なつた後、環境庁告示方法に基づく溶出試験、路盤材
試験等を行なつた。

その結果を第１法に示す。

又、使用した製鋼スラグ、ダストペレット及び処理後の
スラグの化学分析値を第１３表に示す。

実施例４第２図に示す様に、連鋳終了後の取鍋からのろ
鍋に受ける製鋼溶滓（４０００ｋ９）に、粘板岩、カラ
ミ、赤泥等を配合した物を約３．７％（１５０ｋｇ）投
入し、空気を吹き込んで製鋼溶滓を攪拌しながら電気炉
タストペレツトを約１８％（９００ｋｇ）投入し、引き
続き空気を４分間吹き込んで激しく反応させ、揮化した
亜鉛主体物は集塵機で回収した。

反応が終了した製鋼スラグは冷却後、破砕、磁選処理を
した後、環境庁告示方法に基づく溶出試験、路盤材試験
等を行なつた。その結果を第１４表に示す。

又、使用した製鋼スラグ、ダストペレット及び処理後の
スラグの化学分析値、揮化回収物の化学分析値を第１俵
に示す。

以上説明した如く、本発明は有害金属酸化物及ひその塩
類等を含む産業廃棄物として、その処理に困難性を有し
ている電気炉ダストを製鋼原料と共に投入して電気炉で
処理しながら、他方、残部の電気炉ダストを溶融状態に
ある製鋼スラグの顕熱を有効利用して発生物の全量を無
公害化処理を簡単かつ容易に行なう事が出来ると共に有
価金属の回収を行ない、併せて製鋼スラグの崩壊防止を
行ない得て、路盤材等への有効利用を計ることがてきる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１並びに実施例２の概要説明図、第２図
は実施例３並びに実施例４の概要説明図。 図中、１・・・・・電気炉、２・・・・・・操業用集塵
ダクト、３，４・・・・・切替ダンパー、５・・・・・
・操業用集塵機（バックフィルター）、６・・・・・ペ
レタイザー、７，８・・・・・・ダストペレットホッパ
ー、９・・・・・添加材ホッパー、１０・・・・・・電
気集塵機、１１・・・・・・ランス、１２・・・・のろ
鍋、１３・・・・・・溶融スラグ、１４・・・・ダスト
処理室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気炉ダストの一部を製鋼原料と共にあるいは酸化
   期の中期以前に電気炉に装入して製鋼操作を行ないつゝ
   、亜鉛、鉛が濃縮されたダストを炉直引集塵装置により
   捕集し、残部の電気炉ダストを電気炉から排出された溶
   融スラグにバブリングガスを吹込みつゝ、高炉スラグ、
   赤泥、カラミ、マサ土、粘板岩の一種若しくは２種以上
   と共に混入し、この際に発生する酸化亜鉛、酸化鉛から
   成る揮化物を上記炉直引集塵装置とは別途に設けた集塵
   装置により回収することを特徴とする電気炉ダストの処
   理方法。