JPS609094B2 - 合金鉄用原料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合金鉄用原料、特にクロム鉱石からクロム酸ソ
ーダを製造する際に創生する含クロム鉱樺に化学的処理
を加えたものをクロム含有合金鉄製造用の原料として有
効利用することに関する。

一般に、クロム酸ソーダの工業的な製造は、クロム鉱石
にソーダ灰苛性ソーダなどのアルカリ剤を配合し、さら
に必要に応じて石灰や不活性充填剤などを添加した混合
物を高温で酸化煩擁し、次いで悟焼物を水で浸水するこ
とによってクロム酸ソーダ水溶液として得る方法が採ら
れる。一方、この際多量の含クロム浸出残澄である含ク
ロム鉱連が劉生し、その成分組成は煩焼条件、鉱石の種
類あるいは石灰添加の有無等により相違するが多くの場
合次の範囲に含まれる。重量％ これらのうちＣｒ２０３成分は主として３価クロムとし
て存在するが、６価クロムも３，０００〜１５，０００
脚程度含まれている。

またＮａ２０成分の大部分は水に難溶性ないし不綾性の
化合物として存在するため通常の浸出操作によっては溶
出しない。従来、このようなクロム鉱蓬は、専ら浸出効
率を高めて可及的にクロム酸塩を回収した後は殆んど実
用的な利用価値は見し、出されていない。従って、該鍵
連中の６価クロムを硫酸第１鉄などの還元剤で３価クロ
ムに還元処理して埋立廃棄するのが通常であるけれども
、含クロム鉱樺の積極的な有効利用については検討され
ていないわけではなく、代表的には次のような提案がな
されている。まず第１として「含クロム鉱樺に珪酸質と
還元剤とを添加混合して造粒した後、該造粒物を高温で
焼成し、粒状多孔質の珪酸塩としたものを軽量骨村とし
て±木用に利用する。（特公昭５２−１００９４号）第
２として、含クロム鉱淳に酸を作用させることによって
「 Ｆｅ２０３，Ａそ２０３およびＭざ０等の成分の一
部を溶解させ、これら塩類の水溶液を下水用水処理剤と
して利用する。（特開昭４７−１１０１０号）しかしな
がらトこれらの利用法のうち「前者の軽量骨材に供する
方法は〜多量の珪酸質を添加し融点に近い高温で加熱す
るために大規模の設備と多量のエネルギーを必要とする
欠点があり〜加えてｔかかる経済的犠牲を要してもなを
付加価値は低く「使用されるとは限らないため工業的な
方法とは云い難い。

また、後者の水処理剤に供する方法はも含クロム鉱淫中
の一成分が利用されるにすぎず合理的な方法ではない。

いずれにせよ「額クロム鉱藻がゆえの特徴を生した積極
的な有効利用はなされていないのである。本発明者等は
〜 このような状況に鑑みもクロム鉱達の特徴を生した
より効果的かつ能率的な利用法について各種の研究。検
討を重ねた結果も該鍵淫に化学的処理を加えることによ
って得られる特定組成の処理物が含クロム合金鉄製造用
の原料として極めて好適であることを見し、出し本発明
を完成した。すなわち、本発明はクロム鉱石からクロム
酸ソーダを製造する際に創生する含クロム鉱律の還元中
和処理物であって、酸化物換算で少なくともクロム分が
１Ｑ重量％以上「 鉄およびクロムの有価成分が２の重
量％以上およびソーダ分が５重量％以下の各成分含有率
を有することを特徴とする合金鉄用原料にかかる。

本発明者等の検討結果によれば、一般に含クロム鉱律に
は箸量の６価クロムやＮａ２０成分が含まれているので
環境汚染の原因となり〜 また多量のＣａ○成分を含有
する場合もあるため、それ自体としては合金鉄用原料と
しては通さない。

また敢えて使用したとしても多量のＣａ０成分はクロム
および鉄などの有価成分含有率を低下するものであるた
め、合金鉄製造の工程で必要以上にスラグを生成するこ
とになりエネルギーの増大を招く。しかるに「かかる雛
樺であっても鉱酸によって還元中和処理されたものは、
合金鉄の原料としてクロム鉱樺の特徴を生じた有効利用
ができることがわかつた。従って「本発明において含ク
ロム鉱樺の還元中和処理物というのは、含クロム鉱連の
塩基性成分を酸で中和すると同時に含有する６価クロム
を還元して実質的に６価クロムを含有していない処理物
を意味する。

本発明において、上記還元中和処理物のうちも特に合金
鉄用原料として適用できるものはも酸化物換算でクロム
分が約１の重量％以上好ましくは１２重量％以上「鉄お
よびクロムの有価成分が約２の重量％以上好ましくは３
の重量％以上およびソーダ分が約５重量％以下好ましく
は３重量％以下の各成分含有率を有することが必要であ
る。この理由は「本発明にかかる合金鉄用原料がそれ自
体又は他の製鉄用原料と併用されて効果的に有価分を回
収しうるためであり、この範囲からはずれるとスラグ成
分が多すぎたり「炉材の損傷を招くなどして大量使用が
不可となるからである。本発明に適用される含クロム鉱
盤はその履歴を問わず種々のものを用いることは可能で
あるが」その性質上できるだけクロム有価分が多くしか
もアルカリおよびカルシウム分の少し、方が好ましい。

一方〜酸は含クロム鉱律を改質して合金鉄用原料に適応
させるための不可欠な原料であるが、後述する処理方法
の如何によっては、その鉱連中の６価クロムを３価クロ
ムに還元させるために還元剤を併用する。

かかる還元剤としては、例えば硫酸第一鉄、硫化ソーダ
、亜硫酸、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、硫黄、活性炭、グリ
オキザール又はヒドラジン等があげられる。また酸は単
なる水洗では溶出しない灘溶性のＮａ２０成分を溶出さ
せるとともに余剰のＣａ○，Ｍｇ○および、Ａ〆２０３
等のスラグ成分を溶かし去って有価成分であるＣｒ２０
３およびＦｅ２０３含有率を高めるものであり、例えば
、硫酸、塩酸「硝酸などの鉱酸、蟻酸、酢酸等の有機酸
などがあげられる。従って、例えば酸化チタン製造に際
して創生する２価の鉄を含有する廃酸など各種化学工場
又は治金工程から廃出する工業廃液が安価であると共に
省資源の観点からみて実用的で好ましい。本発明にかか
る合金鉄用原料は、次のように工業的に製造することが
できる。

すなわち、含クロム鉱蓬、酸および還元剤をスラリー状
で反応させて改質処理する湿式法と前記鉱律と酸との混
合物を直接仮焼した後、可溶成分を浸出除去する乾式法
の２通りが代表的にあげられる。まず湿式法においては
、含クロム鉱蓬のスラ１′一を濃伴しながら酸および６
価クロムに対する酸化還元当量以上の還元剤を添加して
スラリーの最終ｐＨが４以下となるまで反応を行なった
後、さらに必要に応じてアルカリを添加して中和処理す
る。反応は加温によって促進される。反応終了後は固液
分離し、次いで櫨過ケーキを洗浄した後乾燥して合金鉄
用原料に仕上げる。この乾燥の際、適当な結合剤を添加
して造粒化することができる。次に乾式法は、含クロム
鉱淫に適当量の水分の存在下に酸を添加して擁梓乃至混
練を行って均一に混合した後、この混合物を加熱炉で４
００〜１０００℃に加熱する。

これによって６価クロムは実質的に還元され、加熱後、
水洗してＮａ２０等の可溶成分を分離除去し、さらに前
記と同様に乾燥することによって合金鉄用原料として仕
上げる。従って、この方法では、加熱により６価クロム
が還元されるので還元剤は必ずしも必要薬剤ではないが
、被処理鉱達の性状や焼成条件によって適宜使用するこ
ともできる。

この方法における酸の量は湿式法の場合と同様でスラリ
ーのｐＨが約４以下になる程度である。

なお、還元中和処理において、クロムの酸化物、含水酸
化物を含有する各種の工場から発生する創生物、クロム
を含有する酸性物質は必要に応じて効果的にともに使用
することができる。また、乾燥に当り、いずれの場合に
おいても、コークスの如き炭素材，製鉄，製鋼又は金属
加工の際に発生するダストやスケール類を前記処理物と
混合してべレット化すると副生物が有効に回収されるの
でより好ましい。

かくしていずれの方法によるにせよ、還元中和処理物は
アルカリその他可溶性成分が実質的に分離除去されてク
ロムおよび鉄などの有価成分は含クロム鉱藻よりも濃縮
されたものとなり、一方その他の成分は主としてＡ夕２
０３，Ｍｇ０及びＣａ○等製鋼におけるスラグ形成成分
であるが、これらは特に易溶融性であって流動性に富む
スラグを形成して精錬作業を容易にする傾向が認められ
るなど、合金鉄用原料として効果的に使用することがで
きる。このように、本発明によれば含クロム鉱律の最も
問題とされた６価クロムを初めとするクロム分がＦｅ２
０３分と共に有価物として完全に回収され、更に他の成
分もスラグ形成剤として利用されるため、含クロム鉱律
の単なる無害化に止まらず、その特徴が十分に生されて
有効資源の回収が効果的に達成されうる。

従って省資源が叫けばれている今日、最も合目的であっ
てその工業的意義は大きいと云えよう。

次に本発明の実施例を示す。実施例 第１表に示す含クロム鉱盤粉末（粒度１７５ムの）１０
０重量部と硫酸７．３重量部、硫酸第１鉄９．０重量部
及び水２０の重量部をタンク内で反応させたあと固液を
分離する。

得られた固形物を約５倍量の水で洗浄した後ロータリー
キルンで乾燥する。ロータリーキルンの運転は最高温度
２５０℃、平均総時間１．虫時間の条件であった。これ
を合金鉄用原料Ａとする。尚分離液は通常の排水処理の
条件で処理した。第１表 （数値は重量多） 次に第２表に示す含クロム鉱律粉末（粒度１７５一肌）
１０の重量部と硫酸１２．５重量部を均一に混合し、ロ
ータリーキルンにて最高温度８００℃平均滞留時間２時
間の条件で焼成した。

焼成物を１の音量の水で洗浄した後、固形物をロータリ
ーキルンにて最高温度２５０ｑ０平均滞留時間１．５時
間の条件で乾燥した。これを合金鉄用原料Ｂとする。第
２表 （数値は重量多） 上記で得られた合金鉄用原料ＡおよびＢの各１０の重量
部に対し、それそれ珪石１８重量部、生石灰１の重量部
、およびコークス１０重量部を混合した＊のち、この混
合物をゼーダーベルグ式電気炉に装．入して約１６５０
ｏｏで溶融処理した。

得られた処理物及び回収率は第３表の通りであった。第
３表 以上の結果から明らかな如く、クロム含有鉱連中のクロ
ムの大部分はフェロクロムとして回収され、合金鉄用原
料として効果的であることがわかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クロム鉱石からクロム酸ソーダを製造する際に副生
   する含クロム鉱滓の還元中和処理物であって、酸化物換
   算で少なくともクロム分が１０重量％以上、鉄およびク
   ロムの有価成分が２０重量％以上およびソーダ分が５重
   量％以下の各成分含有率を有することを特徴とする合金
   鉄用原料。 ２ 還元中和処理物は湿式処理されたものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の合金鉄用原料。 ３ 還元中和処理物は乾式処理されたものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の合金鉄用原料。
   ４ 還元中和処理物はペレツト状であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の合金鉄用原料。