JPH06212289A - 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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JPH06212289A
JPH06212289A JP2349793A JP2349793A JPH06212289A JP H06212289 A JPH06212289 A JP H06212289A JP 2349793 A JP2349793 A JP 2349793A JP 2349793 A JP2349793 A JP 2349793A JP H06212289 A JPH06212289 A JP H06212289A
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JP
Japan
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zinc oxide
crude zinc
crude
ore
raw material
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JP2349793A
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English (en)
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Kazuaki Kawanaka
一哲 川中
Yoshiaki Mori
芳秋 森
Yasuhiro Tsugita
泰裕 次田
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粗酸化亜鉛ダスト、或いは水分10〜30重
量%を含む粗酸化亜鉛ケーキを回転キルン炉で造粒・乾
燥・加熱・焼成しペレット状の粗酸化亜鉛焼鉱を製造す
るに際して、焼成温度、滞留時間をできるかぎり低温側
に特定しても充分な強度を得られるようにする。 【構成】 粗酸化亜鉛ダスト、或いは粗酸化亜鉛ケーキ
に、バインダーとして主要化合物としてFe3 4 を含
有する無機質を、粗酸化亜鉛原料中のZn量に対してF
3 4 量で3.5〜9.0重量%添加して焼成を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉄鋼ダストペレットを還
元、揮発して得られる粗酸化亜鉛ダスト、或いは粗酸化
亜鉛ダストを湿式精製したケーキ状の粗酸化亜鉛を造粒
・乾燥・加熱・焼成することにより粗酸化亜鉛焼鉱を製
造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ISP法による亜鉛製錬における焼結工
程での返し粉代替原料として、粗酸化亜鉛ダストあるい
は粗酸化亜鉛ケーキを造粒・乾燥・加熱・焼成した粗酸
化亜鉛焼鉱が知られており、使用が拡大しつつある。こ
の粗酸化亜鉛焼鉱を得るための一例として、現在操業さ
れている回転炉(ロータリーキルン)を用いた方法につ
いて説明する。
【0003】鉄鋼メーカー(主として電気炉メーカー)
から受け入れられた鉄鋼ダストはコークス及び石灰石と
共に還元焙焼炉に装入される。ここで鉄鋼ダスト中に含
まれる亜鉛は適当な温度及び雰囲気下で揮発し他の揮発
物と共に電気集塵機によって回収される。この粗酸化亜
鉛ダストは脱不純物の目的で反応、レバルブ、瀘過、及
びバキュームフィルターなどの湿式工程を経た後、その
後の取扱い及び輸送の際の粉化による発塵を防止するた
めケーキ状のまま回転炉である乾燥・加熱炉に装入され
酸化亜鉛焼鉱となる。乾燥・加熱炉中における代表的な
温度分布は次のようになっている。つまり、長さ30
m、直径1.2mの回転キルン炉におけるガス層の温度
分布は、炉前の800〜900℃を最高に炉尻の150
〜250℃に向かってなだらかに傾斜しており、この中
を約1時間かけて移動することによって装入されたケー
キ状の粗酸化亜鉛が焼成され粗酸化亜鉛焼鉱が得られて
いると考えられている。
【0004】ところが、実際上は、ガス層の温度は、比
較的正確に測温されるが、原料の温度は、回転炉の性格
上、測定が困難である。従来、回転炉における原料の温
度は、排出される焼鉱の温度でのみ管理されているのが
現状であり、このため所定の焼鉱の強度が確保できない
ばかりかバラツキの多いものとなっていた。また、回転
炉においては、昇温可能な温度には、装置及び耐火物等
の限界から起因する要因により上限が存在する。さら
に、熱的な省エネルギーの観点からも、Pb、Clの揮
発による排ガス洗浄工程への負荷を抑える意味からも、
でき得るかぎり焼成温度は低い方が望ましい。
【0005】以上説明したように、従来の粗酸化亜鉛焼
鉱の製造方法は、焼成のための温度、或いは滞留時間に
限界がありこのために焼成されたペレットの有する強度
は非常に小さい。そのため、後工程であるSM(焼結
機)において本来の焼鉱の役目である焼結塊の骨材とし
ての働きが不充分で、その結果として返し粉が増加し生
産効率を低下させる。さらには、再粉化を起こし、輸送
途中及び焼結工程で使用する際の作業環境の悪化を招
く。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の現状に鑑み、粗酸化亜鉛ダスト、或いは水分10〜3
0重量%を含む粗酸化亜鉛ケーキを回転キルン炉で造粒
・乾燥・加熱・焼成しペレット状の粗酸化亜鉛焼鉱を製
造するに際して、焼成のための温度、或いは滞留時間を
できうるかぎり低温側に特定しても充分な強度を有した
粗酸化亜鉛焼鉱を安定に、かつ効率よく製造する製造法
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、粗酸化亜鉛ダ
スト、或いは水分10〜30重量%を含む粗酸化亜鉛ケ
ーキを回転キルン炉で造粒・乾燥・加熱・焼成しペレッ
ト状の粗酸化亜鉛焼鉱を製造する方法において、バイン
ダーとして主要化合物としてFe3 4 を含有する無機
質を、粗酸化亜鉛原料中のZn量に対してFe3 4
で3.5〜9.0重量%(添加したFe3 4 量/粗酸
化亜鉛中のZn量×100=3.5〜9.0重量%)添
加して焼成を行なうことを特徴とする粗酸化亜鉛焼鉱の
製造方法にある。
【0008】以下、この発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方
法について詳述する。本発明者らは、粗酸化亜鉛ダス
ト、或いは水分10〜30重量%を含む粗酸化亜鉛ケー
キを回転キルン炉で造粒・乾燥・加熱・焼成しペレット
状の粗酸化亜鉛焼鉱を製造するに際して、粗酸化亜鉛焼
鉱の強度を向上すべく、鋭意研究を重ねた。
【0009】焼鉱強度の向上の原因は、粒子同士の結合
による焼結であることは、想像しうるが、本来、主成分
である酸化亜鉛(ZnO)の融点は、高温であるので原
子の移動あるいは結晶粒界の移動さらには揮発はきわめ
て起こりにくいと考えられる。
【0010】従来、回転キルン中の焼成帯の温度及び滞
留時間を管理していたのは、充分な強度を有した粗酸化
亜鉛焼鉱を得るために、ペレットの焼成時に高温で一定
時間以上保持し、粗酸化亜鉛原料中のZnO粒子同士を
焼結させることが必要であるとされていたからである。
【0011】しかし、研究を進めたところ、Fe3 4
を主要化合物として含有する無機質、例えば銅製錬の転
炉工程から生成するスラグを浮選または磁選して銅分を
回収した後に生成する鉄精粉を少量添加することによっ
て、高温で焼成した場合と同等の強度が得られることが
判った。従って、粗酸化亜鉛焼鉱の強度を容易に向上さ
せることが可能となる。
【0012】そこで、Zn品位の異なる数種の粗酸化亜
鉛原料に2種類の鉄精粉を添加率を変化させて配合し、
粗酸化亜鉛焼鉱を製造する実験を行なった。そして、直
ちに焼成サンプルの圧壊荷重を測定した。
【0013】その結果、Fe3 4 を主要化合物とする
鉄精粉を粗酸化亜鉛原料中のZn量に対してFe3 4
量で3.5〜9.0重量%添加すれば、粗酸化亜鉛焼鉱
の強度を大幅に向上できることが判った。
【0014】
【作用】図1は、粗酸化亜鉛原料中のZn量に対するF
3 4 の添加率と得られた粗酸化亜鉛焼鉱の圧壊荷重
との関係を示すグラフである。図1に示されるように、
粗酸化亜鉛の圧壊荷重は、Zn量に対するFe3 4
添加率が大きくなるにつれて向上しており、Fe3 4
添加率が3.5〜9.0重量%の範囲内では、5kg以
上と高い。しかし、Fe3 4 の添加率が3.5重量%
より小さくなると、圧壊荷重は5kgを下廻り、急激に
低下する。
【0015】なお、圧壊荷重を粗酸化亜鉛原料のZn量
に対するバインダー中のFe3 4量の添加率で評価し
てきたのは、今回、バインダーとして着目した、鉄精粉
の主成分がFe3 4 であり、このFe3 4 が空気中
で焼成される際に空気中の酸素をもらうのと同時に、酸
化亜鉛からも酸素をもらうごとく反応し、粒子の結合が
進行するものと考えたためである。事実、X線回折の解
析結果によると酸化亜鉛と酸化鉄の化合物、とりわけジ
ンクフェライト(ZnO・Fe2 3 )が検出されてい
る。予想される反応としては、粒子界面に化1のような
反応が起こっていると考えられる。
【0016】
【化1】
【0017】また、ここまでで、Fe3 4 の添加率の
上限を9.0重量%としたのは、バインダーの過剰な添
加は、結果的に、見かけ上のZn品位の低下をまねき、
後工程での効率の低下を引き起こす可能性があるためで
ある。
【0018】従って、粗酸化亜鉛焼鉱中のZn品位を低
下させずに、圧壊荷重を5kg以上とするためには、焼
成に使用する粗酸化亜鉛原料として、鉄精粉のような主
要化合物としてFe3 4 を含有する無機質を、粗酸化
亜鉛原料中のZn量に対してFe3 4 量で3.5〜
9.0重量%添加した、粗酸化亜鉛原料を用いるべきで
ある。
【0019】この発明においては、以上のように、焼成
に使用する粗酸化亜鉛原料として、鉄精粉のような主要
化合物としてFe3 4 を含有する無機質を、粗酸化亜
鉛原料中のZn量に対してFe3 4 量で3.5〜9.
0重量%添加した、粗酸化亜鉛原料を使用して、粗酸化
亜鉛焼鉱の強度を大幅に向上させるものである。
【0020】この発明において、Zn量に対するFe3
4 の添加率は、4〜8重量%とするのが好ましい。こ
れは、実操業において、粗酸化亜鉛原料に対してバイン
ダーを均一に添加することは、殆ど困難であり、4重量
%以下の添加率では、部分的に3.5重量%以下の添加
率となって、圧壊荷重5kgを満たさない粗酸化亜鉛焼
鉱が大量に産出される可能性があるためである。
【0021】この発明において、使用する鉄精粉中のF
3 4 品位は、高いほうが好ましい。この理由は次の
通りである。即ち、不要な成分の添加による、Zn品位
の低下を防止する。のみならず、不必要な成分の混入に
よる、後工程への悪影響を低減する。
【0022】この発明において、粗酸化亜鉛原料および
バインダーとする添加物は粒径が100mesh以下の
ものを使用することが好ましい。これは、粒径が100
meshより大きいと、不均一な混合の要因となるばか
りか、粗酸化亜鉛焼鉱の割れの発生原因となるためであ
る。
【0023】
【実施例】表1に示す化学組成を有した3種類の粗酸化
亜鉛原料と表2に示す2種類のFe3 4 を主要化合物
とする鉄精粉を、この発明に従い、Zn量に対するFe
34 量の添加率が3.5〜9.0重量%となるよう、
表3に示すように、適宜の割合で配合した。比較のため
に、Zn量に対するFe3 4 量の添加率が3.5重量
%より小さくなるよう、同じく、表3に示すように、適
宜の割合で配合した。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】
【0027】次いで、ここで得られた混合物を回転キル
ン炉に装入して、キルン炉の造粒帯・乾燥帯・加熱帯・
焼成帯を順次移動させ、粗酸化亜鉛焼鉱に焼成した。こ
のようにして得られた、粗酸化亜鉛焼鉱の粒度分布を表
4に、Zn量に対するFe34 量の添加率および得ら
れた粗酸化亜鉛焼鉱の圧壊荷重等を表5に示す。
【0028】
【表4】
【0029】
【表5】
【0030】表4に示す粒度分布は、圧壊荷重ととも
に、焼鉱の重要な性質のひとつである。一般に、返し粉
代替として使用される焼鉱の理想的な粒径は5〜7mm
であると言われているが、この発明の範囲内である本発
明No.1〜10においても比較例11に比べ、特に粒
径が小さくなるなどの悪影響はみられず、むしろ理想粒
径の焼鉱がふえていることがわかる。
【0031】表5に示されるように、粗酸化亜鉛原料中
のZn量に対するFe3 4 量の添加率がこの発明の範
囲内である本発明No.1〜10においては、いずれも
粗酸化亜鉛焼鉱の圧壊荷重が向上されている。これに対
し、粗酸化亜鉛原料中のZn量に対するFe3 4 品位
の添加率がこの発明の範囲外である本発明No.11,
13,14においては、いずれも粗酸化亜鉛焼鉱の圧壊
荷重が悪化している。ここで、比較例No.12は焼成
温度が高い場合の粗酸化亜鉛の圧壊荷重を示したもの
で、本発明No.5は低い温度での焼成にもかかわら
ず、Fe3 4 を主成分とする鉄精粉の添加によって、
同等の強度が得られていることがわかる。
【0032】
【発明の効果】この発明によれば、比較的低温の焼成に
おいても、粗酸化亜鉛焼鉱の強度を容易に向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】粗酸化亜鉛原料のZn量に対するバインダー中
のFe3 4 量の添加率と得られた粗酸化亜鉛焼鉱の圧
壊荷重との関係を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粗酸化亜鉛ダスト、或いは水分10〜3
    0重量%を含む粗酸化亜鉛ケーキを回転キルン炉で造粒
    ・乾燥・加熱・焼成しペレット状の粗酸化亜鉛焼鉱を製
    造する方法において、バインダーとして主要化合物とし
    てFe3 4を含有する無機質を、粗酸化亜鉛原料中の
    Zn量に対してFe3 4 量で3.5〜9.0重量%
    (添加したFe3 4 量/粗酸化亜鉛中のZn量×10
    0=3.5〜9.0重量%)添加して焼成を行なうこと
    を特徴とする粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。
JP2349793A 1993-01-20 1993-01-20 粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法 Pending JPH06212289A (ja)

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Cited By (1)

* 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

Cited By (1)

* 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

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