JP2000192165A - 粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法 - Google Patents

粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法

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JP2000192165A
JP2000192165A JP10365016A JP36501698A JP2000192165A JP 2000192165 A JP2000192165 A JP 2000192165A JP 10365016 A JP10365016 A JP 10365016A JP 36501698 A JP36501698 A JP 36501698A JP 2000192165 A JP2000192165 A JP 2000192165A
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zinc oxide
crude zinc
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Koji Tsuzuki
浩二 続木
Nobuyuki Kii
伸之 紀井
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼成温度・時間は従来方法のままにして、十
分な強度を有する粗酸化亜鉛焼鉱を製造する方法を提供
する。 【解決手段】 粗酸化亜鉛ダストおよび粗酸化亜鉛ケー
キのうちの1種または2種を造粒し、1000℃未満の
雰囲気温度で焼成することにより、粗酸化亜鉛焼鉱を製
造する方法において、該1種または2種中のZn量に対
するB23 換算量の割合で2重量%以上の硼酸を該1
種または2種に添加して造粒することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛製錬における
製錬原料となる粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ISP法による亜鉛製錬における製錬原
料は、精鉱、繰返し物などである。繰返し物は、熔鉱炉
に装入する前の焼結工程で生成する返し粉が主なもので
ある。この返し粉の代替原料として、鉄鋼ダストから得
られる粗酸化亜鉛ダストおよび粗酸化亜鉛ケーキのうち
の1種または2種を造粒・乾燥・加熱・焼成して製造し
たペレット状の粗酸化亜鉛焼鉱が知られており、その使
用量が増大しつつある。ここで、粗酸化亜鉛ダストは、
鉄製錬(主として電気炉製錬)で生成した鉄鋼ダストを
コークスや石灰石とともに還元焙焼炉に装入し、該鉄鋼
ダストに含まれる亜鉛を適当な温度および雰囲気下で還
元し揮発させ、他の揮発物とともに電気集塵機で回収す
る際に得られる。また、粗酸化亜鉛ケーキは、粗酸化亜
鉛ダストを精製する目的で、不純物溶解反応、レパルプ
洗浄、濾過などの湿式工程を経た後に得られ、10〜3
0重量%の水分を含む。そのため、粗酸化亜鉛ケーキ
は、輸送を含む取扱いの際の粉化・発塵が防止できる。
【0003】従来の粗酸化亜鉛焼鉱製造方法の一例を以
下に説明する。
【0004】粗酸化亜鉛ダストおよび粗酸化亜鉛ケーキ
のうちの1種または2種をミキシングドラムで混合す
る。次に、パンペレタイザーを用いて水分調整を行うこ
とによって造粒した後、回転炉(ロータリーキルン)に
造粒物を装入する。造粒物は、回転炉内を約1時間かけ
て移動する間に、乾燥・加熱・焼成されて粗酸化亜鉛焼
鉱となる。なお、長さ30m、内径1.2mの回転炉内
の代表的な温度分布は次のようになっている。すなわ
ち、炉前が最高の800〜950℃(焼成温度)、炉尻
が最低の150〜250℃で、炉前と炉尻との間がなだ
らかに傾斜している。
【0005】しかるに、粗酸化亜鉛焼鉱は、熔鉱炉に装
入する前の焼結工程における返し粉の役目、すなわち焼
結塊の骨材としての働きを十分にする、つまり十分な強
度を有する必要がある。
【0006】しかしながら、上記のようにして製造した
粗酸化亜鉛焼鉱は、強度が不十分であるばかりかそのバ
ラツキも大きい。従って、従来の粗酸化亜鉛焼鉱製造方
法には次の(1)、(2)の問題点がある。
【0007】(1)粗酸化亜鉛焼鉱を輸送する途中や焼
結工程で使用する際に、該焼鉱の再粉化が起こり、粉塵
が発生して、作業環境が悪化しやすい。
【0008】(2)焼結工程で、脆い焼結塊しか生産さ
れず、その結果繰り返し物の生成量が多く、生産効率が
低い。
【0009】粗酸化亜鉛焼鉱の強度を向上させる方法の
一つは、焼成温度(雰囲気温度)を高くしたり、焼成時
間(滞留時間)を長くすることである。しかし、次の
(1)〜(3)の理由により、焼成温度はできうるかぎ
り低く、焼成時間はできうるかぎり短い方が望ましい。
【0010】(1)回転炉の構造、耐火物の特性などに
より、昇温可能な温度には限界がある。
【0011】(2)焼成温度上昇・焼成時間延長によ
り、エネルギーコストが上がる。
【0012】(3)焼成温度上昇・焼成時間延長によ
り、Pb、Cl分の揮発量が増大して回転炉排ガス洗浄
の負荷が増加する。
【0013】また、粗酸化亜鉛焼鉱の強度のバラツキを
小さくする方法の一つは、回転炉内の焼成物の温度で操
業を管理することである。しかし、この温度を測定する
ことは、回転炉の性格上むずかしい。なお、上記従来方
法による操業では、回転炉内の雰囲気温度と排出焼鉱の
温度で管理していたが、これらの温度は比較的正確に測
温できるが、粗酸化亜鉛焼鉱の強度のバラツキを小さく
するために十分有効な要因ではない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
現状に鑑み、焼成温度・時間は従来方法のままにして、
十分な強度を有するペレット状粗酸化亜鉛焼鉱を製造す
る方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の粗酸化亜鉛焼鉱
の製造方法は、上記目的を達成するために、粗酸化亜鉛
ダストおよび粗酸化亜鉛ケーキのうちの1種または2種
を造粒し、1000℃未満の雰囲気温度で焼成すること
により、粗酸化亜鉛焼鉱を製造する方法において、該1
種または2種中のZn量に対するB23 換算量の割合
で2重量%以上の硼酸を該1種または2種に添加して造
粒することを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明者は、上記目的を達成すべ
く鋭意研究した結果、粗酸化亜鉛焼鉱中に酸化硼素(B
23 )を含ませれば、粗酸化亜鉛焼鉱の強度を大幅に
向上できることがわかり、本発明に至った。
【0017】本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法におい
て、粗酸化亜鉛ダストおよび粗酸化亜鉛ケーキのうちの
1種または2種に添加する硼酸とは、加熱されることに
よって酸化硼素を生成する硼素の酸素酸、または酸化硼
素そのものを意味する。酸化硼素を生成する硼素の酸素
酸の例に、オルト硼酸(H3 BO3 )、メタ硼酸(HB
2 )、四硼酸(H247 )を挙げることができ
る。
【0018】硼酸の添加量は、粗酸化亜鉛ダストおよび
粗酸化亜鉛ケーキのうちの1種または2種中のZn量に
対するB23 換算量(B23 そのものを添加する場
合はB23 純量)の割合で2重量%以上、好ましくは
5重量%以上である。添加量が2重量%未満では、粗酸
化亜鉛焼鉱の強度を十分(例えば、圧壊荷重:5kgf
以上)向上させることができない。また、5重量%以上
では、長時間の混合や特殊な混合機の使用などをせず通
常の混合により、硼酸を十分均一に添加し、粗酸化亜鉛
焼鉱の強度のバラツキをより小さくすることができる。
一方、硼酸の添加量は20重量%以下が好ましい。20
重量%を超えると、製造される粗酸化亜鉛焼鉱の亜鉛品
位が低下し、粗酸化亜鉛焼鉱処理工程の効率が低下しや
すくなる。
【0019】硼酸の粒径は、100mesh以下が好ま
しい。100meshを超えると、不均一な添加の原因
となるばかりか、ペレット状酸化亜鉛焼鉱の割れ発生の
原因となる。
【0020】上記のような硼酸の添加により、粗酸化亜
鉛焼鉱の強度が大幅に向上するのは、約800℃から1
000℃未満までの焼成温度(雰囲気温度)において、
造粒物中のZnO、PbOなど(有価成分)やSiO2
など(脈石成分)と、B23 が低融点化合物を形成
し、液相焼結が起きるためであると考えられる。つま
り、B23 が焼成原料に対して強力なバインダーとし
て作用すると考えられる。焼成温度は従来と同様である
ので、粗酸化亜鉛焼鉱の強度の向上が原子移動、結晶粒
界移動および酸化亜鉛揮発に起因するとは考えにくい。
【0021】
【実施例】[実施例1〜5、比較例2]粗酸化亜鉛ダス
トと粗酸化亜鉛ケーキとを配合・秤取・混合して、表1
に示す化学組成(重量%)を有する原料混合物Aを得
た。
【0022】次に、この原料混合物A中のZn量に対す
るB23 換算量の割合が1.0重量%(比較例2)、
2.0重量%(実施例1)、5.0重量%(実施例
2)、10.0重量%(実施例3)、17.0重量%
(実施例4)および22.0重量%(実施例5)になる
ように、オルト硼酸粉末(試薬H3 BO3 、全量100
mesh未満)を秤取した。そして、原料混合物Aとオ
ルト硼酸粉末とをミキシングドラムで混合して、焼成用
混合物を得た。
【0023】さらに、パンペレタイザーを用いて水分調
整を行うことによって焼成用混合物を造粒した。
【0024】この後、長さ200mm、内径125mm
の試験用回転炉に造粒物を装入し、次のように焼成し
た。すなわち、常温から1時間かけて800℃(焼成温
度)までほぼ一定速度で昇温し、1時間経過後に(80
0℃に達した時点で)造粒物(焼鉱)を炉から取り出し
た。原料混合物(A)、硼酸添加量および焼成温度を表
2に示す。
【0025】以上のようにして製造した粗酸化亜鉛焼鉱
の圧壊荷重を測定し、その結果を表2に示す。また、粗
酸化亜鉛焼鉱の圧壊荷重と硼酸添加量との関係を図1に
プロットした。
【0026】[比較例1]粗酸化亜鉛ダストと粗酸化亜
鉛ケーキとを配合・秤取・混合して、表1に示す化学組
成(重量%)を有する原料混合物Aを得、これを焼成用
混合物とした。
【0027】次に、パンペレタイザーを用いて水分調整
を行うことによって焼成用混合物を造粒した。
【0028】この後、実施例1と同じ試験用回転炉に造
粒物を装入し、焼成した。この際、常温から1時間かけ
て1000℃(焼成温度)までほぼ一定速度で昇温し、
1時間経過後に(1000℃に達した時点で)造粒物
(焼鉱)を炉から取り出した以外は、実施例1と同様に
行った。原料混合物(A)、硼酸添加量(無添加)およ
び焼成温度(1000℃)を表2に示す。
【0029】以上のようにして製造した粗酸化亜鉛焼鉱
の圧壊荷重を測定し、その結果を表2に示す。
【0030】[比較例3、4]焼成の際、常温から1時
間かけて焼成温度(900℃(比較例3)、1000℃
(比較例4))までほぼ一定速度で昇温し、1時間経過
後に(900℃(比較例3)、1000℃(比較例4)
に達した時点で)造粒物(焼鉱)を炉から取り出した以
外は、比較例2と同様に試験した。原料混合物(A)、
硼酸添加量(1.0重量%)、焼成温度および圧壊荷重
を表2に示す。また、粗酸化亜鉛焼鉱の圧壊荷重と硼酸
添加量との関係(比較例4)を図1にプロットした。
【0031】[実施例6〜8]粗酸化亜鉛ダストと粗酸
化亜鉛ケーキとを配合・秤取・混合して、表1に示す化
学組成(重量%)を有する原料混合物Bを得た。
【0032】次に、この原料混合物B中のZn量に対す
るB23 換算量の割合が3.0重量%(実施例6)、
15.0重量%(実施例7)および25.0重量%(実
施例8)になるように、オルト硼酸粉末(試薬H3 BO
3 、全量100mesh未満)を秤取した。そして、原
料混合物Bとオルト硼酸粉末とをミキシングドラムで混
合して、焼成用混合物を得た。
【0033】さらに、パンペレタイザーを用いて水分調
整を行うことによって焼成用混合物を造粒した。
【0034】この後、実施例1と同じ試験用回転炉に造
粒物を装入し、焼成した。この際、常温から1時間かけ
て850℃(焼成温度)までほぼ一定速度で昇温し、1
時間経過後に(850℃に達した時点で)造粒物(焼
鉱)を炉から取り出した以外は、実施例1と同様に行っ
た。原料混合物(B)、硼酸添加量および焼成温度(8
50℃)を表2に示す。
【0035】以上のようにして製造した粗酸化亜鉛焼鉱
の圧壊荷重を測定し、その結果を表2に示す。また、粗
酸化亜鉛焼鉱の圧壊荷重と硼酸添加量との関係を図1に
プロットした。
【0036】[実施例9〜10]粗酸化亜鉛ダストと粗
酸化亜鉛ケーキとを配合・秤取・混合して、表1に示す
化学組成(重量%)を有する原料混合物Cを得た。
【0037】次に、この原料混合物C中のZn量に対す
るB23 換算量の割合が17.0重量%(実施例9)
および20.0重量%(実施例10)になるように、オ
ルト硼酸粉末(試薬H3 BO3 、全量100mesh未
満)を秤取した。そして、原料混合物Cとオルト硼酸粉
末とをミキシングドラムで混合して、焼成用混合物を得
た。
【0038】さらに、パンペレタイザーを用いて水分調
整を行うことによって焼成用混合物を造粒した。
【0039】この後、比較例3と同様にして造粒物を焼
成し、製造した粗酸化亜鉛焼鉱の圧壊荷重を測定した。
【0040】原料混合物(C)、硼酸添加量、焼成温度
(900℃)および圧壊荷重を表2に示す。また、粗酸
化亜鉛焼鉱の圧壊荷重と硼酸添加量との関係を図1にプ
ロットした。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】 (注)硼酸添加量:焼成原料中のZn量に対するB23 換算量の割合
【0043】表1、2および図1から次のことが分か
る。
【0044】(1)実施例1〜10において、粗酸化亜
鉛焼鉱の圧壊荷重が5kgf以上と高い。
【0045】(2)実施例1〜10および比較例2、3
において、粗酸化亜鉛焼鉱の圧壊荷重が硼酸添加量の増
大とともに増大する。
【0046】(3)硼酸添加量が1.0重量%、焼成温
度が1000℃未満の場合(比較例2、3)、粗酸化亜
鉛焼鉱の圧壊荷重が極端に低下する。
【0047】(4)硼酸添加量が無いか1.0重量%、
焼成温度が1000℃の場合(比較例1、4)、焼成温
度が高いために粗酸化亜鉛焼鉱の圧壊荷重が5kgf以
上になる。
【0048】
【発明の効果】以上から、本発明によれば、焼成温度が
1000℃未満の比較的低温の焼成においても、十分な
強度を有する粗酸化亜鉛焼鉱を簡便に製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例および比較例において製造された粗酸化
亜鉛焼鉱の圧壊荷重と硼酸添加量との関係を示すグラフ
である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粗酸化亜鉛ダストおよび粗酸化亜鉛ケー
    キのうちの1種または2種を造粒し、1000℃未満の
    雰囲気温度で焼成することにより、粗酸化亜鉛焼鉱を製
    造する方法において、該1種または2種中のZn量に対
    するB23 換算量の割合で2重量%以上の硼酸を該1
    種または2種に添加して造粒することを特徴とする粗酸
    化亜鉛焼鉱の製造方法。
  2. 【請求項2】 焼成は、回転炉で行う請求項1に記載の
    粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。
  3. 【請求項3】 割合は、5〜20重量%である請求項1
    に記載の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012201901A (ja) * 2011-03-23 2012-10-22 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 酸化亜鉛焼鉱の製造方法
CN109554550A (zh) * 2018-11-26 2019-04-02 贵州大学 一种炼钢粉尘综合利用回收锌的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012201901A (ja) * 2011-03-23 2012-10-22 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 酸化亜鉛焼鉱の製造方法
CN109554550A (zh) * 2018-11-26 2019-04-02 贵州大学 一种炼钢粉尘综合利用回收锌的方法
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