JPS6127326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶銑に炭酸アルカリを添加し、脱硫、
脱燐の一方または双方を同時に行なう際に生ずる
廃滓を処理してアルカリ分を回収する方法に関す
る。

一般に銑鉄中にはC3.7〜4.8％Si0.3〜1.0％、マ
ンガン0.2〜0.8％、S0.02〜0.05％、P0.10〜0.180
％程度が含有されている。このうち、Ｓは鋼の熱
間加工性、衝撃性能を低下せしめ、Ｐは靭性等を
劣化せしめる。

従つて、Ｓ、Ｐは高級鋼となるほど可及的に除
去するのが好ましい。従来、溶銑の脱硫は炭酸ナ
トリウムまたはカーバイドで炉外で行つていた。

しかるに、この処理の廃滓はソーダ分を多量に
含むため、廃棄するにも厳重な管理を必要として
いた。一方、Ｐは転炉への生石灰投入またはダブ
ルスラグ法等によつて除去していたが、これらの
転炉吹錬の廃滓（以下、転炉滓と称する）はＰを
含むため高炉へ装入することができず、廃棄する
にも十分な管理を必要としていた。

溶銑を炭酸ナトリウムで脱硫する際に生ずる廃
滓から重炭酸ナトリウムを回収する技術が特許第
161054号明細書に開示されている。該技術は、廃
滓に酸素を吹き込む酸化工程、炭酸ガス及び酸素
を作用させつつ熱水で抽出する抽出工程、濾液を
濃縮し分別結晶させる分離工程よりなる。

しかるにこの方法では、酸化工程で廃滓が崩壊
するにつれ粘着性を呈し、撹拌に多大の動力を消
費し、更に廃滓を酸素と十分に接触反応させるた
めの酸素吹込みに要する電力消費も大きく、しか
も反応に長時間を要する。

他方、溶銑の脱硫、脱燐を炭酸ナトリウムで同
時に行なう方法は、例えば特開昭52−127420号公
報に記載の如く公知である。この方法は脱硫のみ
を行なう場合と比べて４〜５倍量の炭酸ナトリウ
ムを必要とし、工業的規模の実施には経済上の問
題がある。従つて、炭酸ナトリウムの使用原単位
を低減し、経済的な実施を可能とするには炭酸ナ
トリウムを回収する技術の開発が望まれる。

ところで廃滓を特許第161054号明細書に開示の
方法で処理する場合、廃滓の粘着、反応時間等の
工業的実施上の問題は前記した通りであり、さら
に炭酸ナトリウムは重炭酸ナトリウムとして回収
されるので、そのままでは再使用できず〓焼しな
ければならないという問題も残る。

本発明者は上記不都合を解消するため炭酸アル
カリによる溶銑の脱硫、脱燐後の廃滓の処理につ
いて鋭意研究した結果、廃滓に炭酸ガスをPHが
9.0〜11.5になるように廃滓に炭酸ガスを吹き込
みつつ熱水で処理すると硫黄分が硫化鉄として析
出除去できること、該処理時に炭酸アルカリは重
炭酸化することなくそのまま存在していることを
知見した。さらに得られた抽出液に鉄イオンを添
加することにより硫化鉄燐酸鉄を析出させて該液
中の硫黄分、燐酸分を殆ど皆無にした後分別結晶
又はフラツシング乾燥により炭酸アルカリを回収
すれば前記たような不都合もなく再使用しうるこ
とを見出し、本発明を完成するに至つた。

すなわち、本発明は溶銑を炭酸アルカリで脱硫
或いは脱燐の少くとも１つを行なつて得られる廃
滓に炭酸ガスをPHが9.0〜11.5になるように吹き
込みつつ熱水で処理、抽出し、該抽出液に鉄イオ
ンを添加処理し析出物を濾過後濾過液を分別結晶
又はフラツシング乾燥させ炭酸アルカリを回収し
て行なう廃滓の処理方法である。

本発明において使用される炭酸アルカリは炭酸
ナトリウム又は炭酸カリウムであるが、経済上の
観点より炭酸ナトリウムが好ましく、以下炭酸ナ
トリウムを例にとり説明する。

本発明を詳細に説明するため第１図で説明す
る。なお説明の都合上炭酸ナトリウムで脱硫、脱
燐を同時に行なつて得られる廃滓について述べ
る。

脱硫、脱燐を同時に行なえば転炉滓は燐を含ま
ないので高炉の装入原料等として再使用できるこ
と及び夫々別個に脱硫、脱燐を行なう場合に比し
工程が簡易化され、しかも精錬プロセスで重要視
される溶銑の温度降下が少ないという利点があ
る。

第１図は脱硫及び脱燐を同時に行なつた廃滓中
の炭酸ナトリウムの回収を行なう極めて簡単な工
程概念図であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において必要に応じて種々の変更をなしうるも
のであることはもちろんである。

高炉１で得られる溶銑は、脱硫及び脱燐工程２
へ送られる。該工程２において炭酸ナトリウムを
15〜45Kg/T溶銑程度加え約５〜10分撹拌反応さ
せると硫黄は硫化ナトリウム、燐は燐酸ナトリウ
ムになる。こゝで脱硫、脱燐された溶銑は転炉６
に送られ公知の方法例えば生石灰等を加え精錬さ
れ鋳込み工程７に送られる。

本発明においては転炉滓は燐をほとんど含んで
いないのでそのまま高炉に循環使用し得る。また
工程２で炭酸アルカリの代りに重炭酸アルカリを
用いることも考えられるが炭酸アルカリに比して
さらに多量に使用しなければならず好ましくな
い。

又ガス発生も多くなり温度降下もひどくなる。
工程２より得られる廃滓は抽出洗浄工程３に送ら
れる。該工程３では炭酸ガスを含むガスを吹き込
みつゝ熱水で処理、抽出する。

この場合の熱水の用水量としては0.8t/T廃滓以
上であればよいが、あまりに多量に使用すると装
置が過大となり、後処理も面倒なので通常0.8〜
3.5t/T廃滓程度使用される。水としては熱せられ
ていないもの或いは熱水のいずれで供給してもよ
いが、冷水の場合加熱の必要がある。いずれにし
ても80100℃の範囲で抽出、洗浄するのが効率的
である。又水源として冷水或いは熱水と共に蒸気
で供給すると熱源にもなり好ましい。

炭酸ガス吹き込みの目的は炭酸ナトリウムの生
成と共にPHを降下させるためで炭酸ガスを吹き込
みつつ熱水で処理することによりPHが10前後例え
ば一般にはPH9.0〜11.5で安定し硫黄イオンの大
半は硫化鉄として析出し又可溶性ケイ酸分は溶出
しない。その結果溶液の撹拌が容易になり効率よ
く未反応炭酸ナトリウム、リン酸塩及び少量の硫
黄分が抽出でき次工程での濾過も容易となる。炭
酸ガスは10％以上のものを用いるのがよく、連続
的或いは断続的に供給される。ガス源として高炉
の熱風炉からの燃焼廃ガスを用いると熱源にもな
り又経済的にも大変有利である。使用量としては
10〜15％炭酸ガスを1000〜2000Nm³/T廃滓程度に
なるように供給すれば、溶液は不溶残渣の沈降性
が良好なPH10程度に落着き又炭酸アルカリが重炭
酸アルカリに変化することもない。

抽出洗浄装置としては特に限定されないが、回
転円筒型よりもスパイラル羽根送り型の方が作業
性がよく好ましい。又抽出洗浄装置は単機でもよ
いが、より安全に抽出洗浄を行なうため複数個有
列に設置することが望ましい。抽出洗浄後の廃滓
は量的にも少なく無害化されるのでそのまま廃棄
できる。抽出による溶液中には主に炭酸ナトリウ
ムが溶存し、その他少量の硫化ナトリウム、リン
酸ナトリウムを含んでいる。抽出出液には沈殿槽
４で鉄イオンを添加することにより、硫化鉄、燐
酸鉄を析出する。

鉄イオンを加えることによつて硫黄分、燐分を
析出除去せしめる工程４が本発明の１つの特徴で
ある。該工程を設けることにより予め酸化工程を
設ける必要がなく操作も簡単で又分別結晶工程の
前段階で硫黄分、燐分を除去できるので炭酸ナト
リウムを分別結晶する際有利である。普通鉄分と
しては脱硫のみを行なう場合１〜５Kg/t廃滓程度
用いればよく、脱硫、脱燐を同時に行なう場合に
は60〜200Kg/t廃滓程度用いればよい。抽出液の
PHは約9.0〜11.5であるので改めてPH調節するこ
となく鉄イオンにより沈殿を析出できるので大変
有利である。勿論場合によつては、適宜PH調節す
ることも任意に採用される。鉄イオン源としては
特に限定されず硫酸第一鉄又は硫酸第二鉄等の硫
酸鉄、塩化鉄等公知のものが使用されうるが、塩
化鉄を使うと回収炭酸ナトリウム中の塩素含量が
高くなるし価格も高価であるので硫酸鉄を使うの
が好ましい。硫酸鉄を使用すれば液中の硫酸塩が
増えるが回収製品の再利用時に問題になるとすれ
ば分別結晶により硫酸ナトリウムとして除去すれ
ばよい。濾過液は濃縮され分別結晶工程５に送ら
れる。濃縮は炭酸ナトリウム濃度が30％になる程
度行なえばよいが、一部晶出するまで濃縮してお
くと分別結晶させる上で好ましいし、濃縮に際し
て装置は限定されないが、ベンチユリー管濃縮装
置を用いると一部結晶が析出したような懸濁液で
あつても閉塞のおそれもなく効率的に濃縮できる
ので好ましい。

上記の濾過液は該装置のスロート部に吹き込
み、一方、熱風は、該装置のベンチユリー管に導
入される。該装置に送り込む熱風としては硫黄分
が含まれず液に不活性なものであれば限定なく採
用できる。高炉、熱風炉、転炉又は加熱炉からの
排ガスは硫黄分をほとんど含まず好適に使用する
ことができ又極めて経済的である。

場合によつては分別結晶工程５の代りに流動乾
燥造粒機を用いて、炭酸アルカリを回収してもよ
い。

以上説明したように本発明において脱硫、脱燐
を同時に行なうと工程数を減少しうるばかりでな
く脱硫、脱燐を同時に行なうために必要とする多
量の炭酸アルカリについても本発明の実施により
未反応炭酸アルカリを回収再使用することができ
又転炉滓は燐をほとんど含まないので高炉に循環
できるなど技術面のみならず経済性にも優れる。

洗浄抽出工程で得られる廃滓は、可溶性のアル
カリ分、硫黄分、燐分を含まないので任意に廃棄
でき、その量も少なく環境汚染の問題となること
はない。又別にPHを調節するまでもなく抽出液に
鉄イオンを加えれば容易に硫化鉄、燐酸鉄が沈殿
するので炭酸アルカリが高純度で得られる等諸々
の長所を有している。

次に更に具体的に説明するため実施例で説明す
る。

実施例 硫黄400ｇ（0.04％）、燐１Kg（0.10％）含有す
る溶銑１トンを炭酸ナトリウム20Kg加え約20分間
撹拌した後廃滓20Kgを得た。該廃滓には可溶性硫
黄300ｇ、燐612ｇ含まれていた。廃滓をスパイラ
ル羽根送り型の抽出洗浄装置でガス温約300℃、
30％炭酸ガスを吹き込みつつ熱水約50Kgで約30分
間抽出処理した。炭酸ガスの吹き込みによつて硫
黄分は大半（70〜80％）が硫化鉄として析出す
る。一方燐分は燐酸塩として水層に抽出される。
抽出液のPHは10.3であつた。この抽出水溶液に硫
酸鉄4.0Kgを加えると一部溶解した硫黄は硫化
鉄、燐は燐酸鉄としてそれぞれ160ｇ、2660ｇ析
出した。濾過後水層部をベンチユリー管濃縮装置
を用い40Kgまで濃縮した。この時熱風として、
300℃の排ガスを用いた。濃縮液を分別結晶し、
炭酸ナトリウム14Kgを回収した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一態様を説明する工程
概略図である。 １：高炉、２：脱硫、脱燐工程、３：抽出洗浄
工程、４：沈殿槽、５：分別結晶工程、６：転
炉、７：鋳込工程。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭酸アルカリで溶銑の脱硫、脱燐の一方また
   は同時に双方の処理を行う際に生ずる廃滓の処理
   方法であつて、該廃滓を炭酸ガスを吹込みつつ熱
   水で処理してアルカリ分を抽出し、該抽出液に鉄
   イオンを添加して硫化鉄または燐酸鉄を析出させ
   て濾過除去し、該濾過液より炭酸アルカリを回収
   することを特徴とする廃滓の処理方法。 ２ 濾過液を蒸発せしめて個体炭酸アルカリを回
   収する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 濾過液を分別結晶して炭酸アルカリを回収す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 濾過液を濃縮して炭酸アルカリ分が30％以上
   とし、該濃縮液を分別結晶する特許請求の範囲第
   ３項記載の方法。 ５ ベンチユリー管濃縮装置を用い、該ベンチユ
   リー管内へ製鉄所内で発生する廃ガス熱風を導入
   し、該ベンチユリー管のスロート部に濾過液を吹
   込んで濃縮を行う特許請求の範囲第４項記載の方
   法。 ６ 炭酸ガスとして高炉に付帯する熱風炉の廃ガ
   スを用いる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 鉄イオンとして硫酸第１鉄を使用する特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ８ 炭酸アルカリが炭酸ナトリウムまたは炭酸カ
   リウムである特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９ 回収された炭酸アルカリは溶銑の脱硫、脱燐
   の一方または双方の処理に使用するものである特
   許請求の範囲第１項記載の方法。