CN102016080A - 还原铁的制造方法 - Google Patents

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Abstract

还原铁的制造方法，具有混合原料的准备工序、混合原料装载工序和还原工序。混合原料的准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)和含碳固体还原材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。混合原料装载工序将所述混合原料装载到移动型炉床上。还原工序从炉床上部进行热供给而将移动型炉床上装载的混合原料还原，得到还原产物。

Description

还原铁的制造方法
技术领域
本发明涉及使用移动型炉床进行含铁物的还原的方法，特别涉及由含有高浓度的锌的铁矿石制造还原铁的方法。
背景技术
粗钢生产方法大致分为：由铁矿石生产生铁再制成钢的高炉-转炉法，和将废铁熔解再进行精炼的电炉法。由于中国等新兴国家的兴起，全世界的粗钢生产量急剧增加。特别是高炉-转炉法所使用的铁矿石的需求紧迫，价格高涨，而且难以获得优质的铁矿石。
而且，除上述方法外，还已知使用移动型炉床炉的还原铁的制造方法。移动型炉床炉法是制造以还原铁为代表的还原金属的工艺中的一个步骤。在移动型炉床炉法中，将铁矿石和固体还原材料等装载到沿水平方向移动的炉床上，并通过从上方辐射导热进行加热而将铁矿石还原，在炉床上使该还原产物熔融，将熔渣和金属分离来制造还原铁(例如，参照日本特开平11-335712号公报、日本特开平11-172312号公报)。
另一方面，与铁矿石相同，全世界锌的需求激增，存在价格高涨的问题。精炼锌有各种各样的方法，但通常采用将硫化矿氧化焙烧制作氧化锌，再以湿式或干式的方式进行冶炼，从而得到锌金属的方法。对于这种锌而言，也存在硫化矿、氧化锌等锌原料不足的问题。
在存在铁原料、锌原料等资源不足的问题的情况下，本发明人将目光投向铁矿石中含锌量高于通常的高锌含量铁矿石。希望在高炉-转炉法中使用这种高锌含量铁矿石作为原料，但这种锌含量高的原料基本无法利用。其主要原因为，矿石中含有的锌以炉壁附着物的形式残存在高炉内。矿石中的锌组分经由烧结过程而被带入高炉。被带入高炉的锌在炉内被还原并蒸汽化，在温度低且氧化电位高的部分氧化凝集。特别容易在高炉炉身内壁等上凝集，使周围的焦炭或矿石粘结，从而使填充物固定。这种固定部分被称为“沉积物(アンザツツ)”，炉内填充物质的落下变得不稳定，引发“悬料”、“崩料”等问题。
如上所述，锌是成为高炉操作中的问题的主要原因的成分，但又是有价值的金属。锌是例如作为电池原料、以及作为使钢板表面的耐腐蚀性提高的镀敷材料等不可或缺的金属。如前所述，通常采用将硫化矿氧化焙烧制作氧化锌，再以湿式或干式的方式进行冶炼，从而得到锌金属的方法，但近年来，提出了冶炼炼铁炉灰等，得到粗氧化锌，再制成锌冶炼原料的方法。
例如，对于锌浓度大于10质量％的粗氧化锌而言，通过进行沃尔兹法等处理，能够制成高浓度的粗氧化锌，从而能够作为锌冶炼原料使用。而且，对于锌浓度超过50质量％的粗氧化锌而言，不能作为例如ISP法等锌精炼中使用的粗氧化锌直接使用。
根据如上回收的锌浓度，粗氧化锌的使用用途大不相同，当然，锌浓度越高越具有经济价值，但仍没有提出同时进行还原铁和高浓度粗氧化锌的生产的还原铁的制造方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够有效利用高锌含量铁矿石的还原铁的制造方法。
为了实现上述目的，本发明提供具有以下观点的还原铁的制造方法。
[1].一种还原铁的制造方法，具有：
准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)和含碳固体还原材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁；
混合原料装载工序，将所述混合原料装载到移动型炉床炉的炉床上；以及
还原工序，从炉床上部进行热供给而将移动型炉床上装载的混合原料还原，得到还原产物。
[2].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01～0.5质量％的锌和50～70质量％的铁。
[3].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，所述高锌含量铁矿石(A)相对于铁矿石(X)，具有10～100质量％的混合比例。
[4].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，所述混合原料装载工序，将结块后的混合原料装载到移动型炉床上。
[5].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，所述还原工序，在1200℃以上的加热温度下将混合原料还原。
[6].如[5]所述的还原铁的制造方法，其中，所述加热温度为1250℃以上且低于1400℃。
[7].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，所述还原工序，从炉床上部进行热供给而将移动型炉床上装载的混合原料还原，使所述混合原料不熔融或仅部分熔融，得到还原铁。
[8].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，
还具有回收工序，从所述移动型炉床炉所产生的炉灰中回收粗氧化锌；
所述原料的准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、含锌炉灰和含碳固体还原材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
[9].如[8]所述的还原铁的制造方法，其中，所述混合原料具有0.45质量％以上的平均锌浓度。
[10].如[9]所述的还原铁的制造方法，其中，所述平均锌浓度为0.45～0.60质量％。
[11].如[8]所述的还原铁的制造方法，其中，所述含锌炉灰是选自由高炉产生的炉灰、转炉产生的炉灰和电炉产生的炉灰组成的组的至少一种炉灰。
[12].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，
还具有回收工序，回收移动型炉床炉所产生的炉灰，得到回收炉灰；
所述原料的准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、所述回收炉灰和含碳固体还原材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
[13].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，还具有：
将移动型炉床炉所产生的炉灰回收的工序；
将回收的炉灰装载到所述移动型炉床上的工序；以及
从所述炉床上部进行热供给，由所述移动型炉床炉所产生的炉灰得到粗氧化锌的工序。
[14].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，还具有熔融工序，使所述还原产物熔融。
[15].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，
还具有熔融工序，使所述还原产物熔融；
所述混合原料包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、含碳固体还原材料和造渣材料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
[16].如[14]所述的还原铁的制造方法，其中，所述熔融工序，在1400℃以上的加热温度下使所述还原产物熔融。
[17].如[16]所述的还原铁的制造方法，其中，所述加热温度为1450℃以上且1500℃以下。
[18].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，
还具有：熔融工序，使所述还原产物熔融；以及回收工序，从所述移动型炉床炉所产生的炉灰中回收粗氧化锌，
准备所述原料的准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、含锌炉灰、含碳固体还原材料和造渣材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
[19].如[18]所述的还原铁的制造方法，其中，所述混合原料具有0.45质量％以上的平均锌浓度。
[20].如[19]所述的还原铁的制造方法，其中，所述平均锌浓度为0.45～0.60质量％。
[21].如[18]所述的还原铁的制造方法，其中，所述含锌炉灰是选自由高炉产生的炉灰、转炉产生的炉灰和电炉产生的炉灰组成的组的至少一种炉灰。
[22].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，还具有：熔融工序，使所述还原产物熔融；以及回收工序，回收移动型炉床炉所产生的炉灰，得到回收炉灰，
准备所述原料的准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、所述回收炉灰、含碳固体还原材料和造渣材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
[23].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，还具有：
熔融工序，使所述还原产物熔融；
回收工序，回收移动型炉床炉所产生的炉灰；
装载工序，将所回收的炉灰装载到所述移动型炉床上；以及
从所述炉床上部进行热供给，由所述移动型炉床炉所产生的炉灰得到粗氧化锌的工序。
[24].如[1]所述的还原铁的制造方法，其中，在所述混合原料装载工序之前还具有将碳材料装载到移动型炉床上的碳材料装载工序，用于在移动型炉床上装载了碳材料的基础上层压混合原料。
附图说明
图1是表示实施方式1所使用的转底炉的一个实施方式的概略图。
图2是表示实施方式1所使用的设备流程的一个实施方式的概略图。
图3是表示实施方式1所使用的设备流程的一个实施方式的概略图(回收炉灰利用)。
图4是表示实施方式1所使用的设备流程的一个实施方式的概略图(回收炉灰利用)。
图5是表示实施例1中的、锌浓度相对于混合原料的高锌含量铁矿石的混合比变化的曲线图。
图6是表示实施方式2所使用的转底炉的一个实施方式的概略图。
图7是表示实施方式2所使用的设备流程的一个实施方式的概略图。
图8是表示实施方式2所使用的设备流程的一个实施方式的概略图(回收炉灰利用)。
图9是表示实施方式2所使用的设备流程的一个实施方式的概略图(回收炉灰利用)。
图10是表示实施例2中的、锌浓度相对于混合原料的高锌含量铁矿石的混合比变化的曲线图。
标记的说明
1转底炉、2炉身、2a预热带、2b还原带、2c熔融带、2d冷却带、3旋转炉床、4混合原料、5燃烧炉、6装填装置、7排出装置、8冷却装置、11矿石料斗、12煤料斗、13造渣材料料斗、14混合机、15转底炉、16还原铁排出口、17排气管用袋式过滤器、18粉体搬运用车、19吸引风扇、20烟囱、21回收炉灰搬运传送带、21a第1回收炉灰搬运传送带、21b第2回收炉灰搬运传送带、22第1回收炉灰储存料斗、23炉灰场
具体实施方式
实施方式1：
实施方式1的还原铁的制造方法具有混合原料的准备工序、混合原料装载工序、还原工序和熔融工序。
上述混合原料的准备工序，准备混合了含有高锌含量铁矿石的铁矿石、含碳固体还原材料和造渣材料的混合原料，上述高锌含量铁矿石含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。上述混合原料装载工序，将上述混合原料装载到移动型炉床上。上述还原工序，从炉床上部进行热供给而将移动型炉床上装载的混合原料还原。上述熔融工序使还原产物熔融。
本发明人考虑使用高锌含量铁矿石，并为了有效利用所含有的铁组分和锌组分而使用移动型炉床炉。使用了移动型炉床炉的粒铁的制造方法，是制造还原铁的工艺的一种，将铁矿石和固体还原材料等装载到沿水平方向移动的炉床上，并通过从上方辐射导热进行加热，将铁矿石还原，从而在炉床上使该还原产物熔融，将熔渣和金属分离而制造作为还原铁的粒铁。
该移动型炉床炉是在加热炉的炉床水平移动的过程中实施加热的炉。水平移动的炉床，以具有如图1所示的旋转移动方式的炉床为代表。具有旋转移动方式的移动型炉床炉被特别称为转底炉。在实施方式1中，使用这种移动型炉床炉、特别是转底炉，对高锌含量铁矿石进行还原/熔融处理，制造作为还原铁的粒铁。以下，在使用转底炉作为移动型炉床炉的情况下对实施方式1进行说明。
另外，实施方式1所使用的高锌含量铁矿石，是指锌含量高于作为普通的高炉原料使用的铁矿石，即通常含有0.01质量％以上的锌、50质量％以上的铁的铁矿石。实施方式1所使用的高锌含量铁矿石的锌含量和铁含量的上限没有限制，而由铁矿石自身决定，对于锌而言例如约为0.5质量％以下，对于铁而言例如约为70质量％以下。而且，高锌含量铁矿石的Na2O、K2O等碱性成分的含量，以氧化物换算通常为0.08质量％以上。碱性成分的含量优选为1质量％以下，这对预防转底炉排气系统的堵塞是有效的。
实施方式1是使用这种高锌含量铁矿石制造粒铁的技术，但在通过转底炉还原高锌含量铁矿石时，也可以混合普通的铁矿石使用。即使在与普通的铁矿石混合使用的情况下，也能够在混合矿石总量的约10质量％以上的高锌含量铁矿石的情况下，适当地得到实施方式1的效果。
使用图1对实施方式1所使用的转底炉的一个实施方式进行说明。转底炉1如图1所示，利用划分为预热带2a、还原带2b、熔融带2c及冷却带2d的炉身2覆盖旋转移动的炉床3。在该旋转炉床3上装载例如包括高锌含量铁矿石和固体还原材料的原料4。作为该原料4，使用混合了高锌含量铁矿石、含碳固体还原材料和造渣材料的混合原料。混合原料能够如下所述地结块。覆盖旋转炉床3的炉身2被耐火材料覆盖。而且，为了保护炉床耐火材料，有时将碳材料装载到炉床3上，并在该碳材料上层压原料4。而且，在炉身2的上部设置燃烧炉5，以该燃烧炉5中的燃料燃烧热作为热源，将旋转炉床3上的混合原料4中的铁矿石还原。另外，在图1中，6是向旋转炉床3上装填原料的装填装置，7是将还原物排出的排出装置，8是冷却装置。而且，将炉身2内的气氛气温度设为约1300℃，但通常在熔融带处将温度控制为1450℃左右的高温。
高锌含量铁矿石根据其产地的不同而含有不同量的脉石成分。而且，作为含碳固体还原材料的代表例的煤、煤焦、焦炭中含有灰分。因此，在仅进行还原操作的移动炉床炉法中，与高炉-转炉法不同，脉石不可避免地混入成品还原铁中，而且来自还原材料的灰分还有可能附着在成品上而混入。在转底炉的炉床上使原料还原/熔融时，能够快速地分离由还原生成的金属和作为残渣的熔渣，因而能够得到高密度的成品粒铁。
由实施方式1得到的粒铁，如上地还原、熔融，从而将熔渣成分分离，在由转底炉排出的、进行压缩等之前的状态下，能够使表观密度为5000kg/m3以上。另外，在通常的情况下，成品粒铁经过筛分工序，粒径达到3mm以上且100mm以下。
使用转底炉，对高锌含量铁矿石进行还原处理时，将含碳固体还原材料和造渣材料混合并装载到旋转移动的炉床上。含碳固体还原材料为煤、焦炭、石墨等，造渣材料为石灰粉、白云石、蛇纹石等含有CaO、Na2O等碱性成分的材料。
高锌含量铁矿石为块状矿石时，可以粉碎后形成例如粒径为10mm以下的矿石粉，然后与含碳固体还原材料等混合后装载到旋转炉床上进行还原。
对于高锌含量铁矿石为微粉矿石的情况(粒径为3mm以下)而言，可以与含碳固体还原材料、造渣材料一同结块，作为内装碳材料的球团矿使用。结块后的原料在加热时飞散少，能够使炉灰的锌浓度提高。还可以同样地进行压缩成型，制成型煤后使用。而且，可以在造粒时，混合膨润土等无机粘合剂、糖蜜、玉米淀粉等有机粘合剂，从而进一步提高强度。这些球团矿或型煤也可以在使水分蒸发后使用。另一方面，直接使用粉状的高锌含量铁矿石也是有效的。由于直接使用粉状原料，因此不需要用于制块的设备、电力、粘合剂等的费用，能够有助于提高经济性。
通过转底炉将高锌含量铁矿石还原/熔融时的加热温度优选为1400℃以上。更优选为1450℃以上。通过使转底炉内的最高温度为1450℃以上，炉内及在炉内还原/熔融的原料达到高温。特别是通过使熔融的原料为1450℃，能够确保充分的流动性，容易除去金属铁中的脉石成分，从而能够制造良好性状的粒铁。
将碳材料装载到炉床上，并在该碳材料上层压含有高锌含量铁矿石的混合原料，由此能够防止熔融后的金属和熔渣侵蚀炉床的耐火材料。由于耐火材料侵蚀时铁组分进入耐火材料，因此通过防止炉床的耐火材料的侵蚀能够减少铁组分的损耗，有助于提高粒铁的生产率。
将转底炉产生的排气中含有的炉灰回收。该炉灰与高锌铁矿石相比，使锌富集，因此能够作为粗氧化锌的原料使用。图2表示进行这种炉灰回收的转底炉的一般设备流程的概略图。
在图2中，通过混合机14(根据需要使用造粒机等)混合由矿石料斗11、煤料斗12、造渣材料料斗13排出的铁矿石、煤、造渣材料而制成混合原料，再通过转底炉15加热，将其还原/熔融而制成还原铁，并由还原铁排出口16排出。通过吸引风扇19吸引由转底炉15产生的排气并由烟囱20排出，此时，通过排气管用袋式除尘器17进行炉灰回收。使用粉体搬运用车18等将回收的炉灰运走。在混合原料中混合矿石总量的约10质量％以上的高锌含量铁矿石的情况下，能够使回收的炉灰中的锌浓度为1质量％以上。
再次通过转底炉从炉床上部进行热供给，对如上从转底炉所产生的排气中回收的炉灰(以下，记为“第1回收炉灰”)进行处理，回收由转底炉产生的炉灰，由此能够得到粗氧化锌。回收再次通过转底炉对该第1回收炉灰进行处理时产生的炉灰，这在以下被记为“第2回收炉灰”。在通过转底炉处理第1回收炉灰时，只处理第1回收炉灰即可，但从促进还原反应的观点出发，也可以在第1回收炉灰中混合少量(相对于第1回收炉灰为2质量％以下)的含碳固体还原材料、造渣材料。通过如上利用转底炉再次冶炼炉灰，能够如下所述地将第1回收炉灰中的锌浓缩。第1回收炉灰中的锌浓度为预定量以上时，可以在第1回收炉灰中混合含碳固体还原材料、造渣材料和铁矿石，从而增加粒铁的制造量。在第1回收炉灰中混合铁矿石并进行处理时，若第2回收炉灰中的目标锌浓度相同，则如果使用高锌含量铁矿石就可以使铁矿石混合量增加，因此能够将炉灰中的锌浓缩，并制造更大量的粒铁，因而优选。
炉灰中的锌的浓缩可以如下实施：例如如图3所示，使用粉体搬运用车18等搬运炉灰场23的第1回收炉灰，利用转底炉15进行加热，吸引产生的排气，通过排气管用袋式过滤器17进行炉灰回收。或者，也可以如图4所示，通过与混合原料的料斗11～13并列地设置第1回收炉灰储存料斗22来实施。该设备相对于图2所示的设备，追加了回收炉灰搬运传送带21和第1回收炉灰储存料斗22。回收炉灰搬运传送带21分支为21a和21b，可以通过第1回收炉灰搬运传送带21a向第1回收炉灰储存料斗22搬运第1回收炉灰，利用转底炉15加热而进行再利用，并通过第2回收炉灰搬运传送带21b将第2回收炉灰作为制品选出。被选出的第2回收炉灰是微粉，因此使用例如粉体搬运用车等进行搬运。
在炉灰中混合铁矿石时，将第1回收炉灰储存到第1回收炉灰储存料斗22中，并通过与少量的含碳固体还原材料、造渣材料和铁矿石混合而作为转底炉的原料使用，在通过转底炉15进行加热而将其还原/熔融时作为第2回收炉灰进行回收。
如前所述，含有粗氧化锌的第2回收炉灰的使用用途根据锌浓度而不同，由于通过上述方法生产的第2回收炉灰的锌浓度超过10质量％，因此能够通过沃尔兹法(Waelz method)等中间处理制成高浓度的粗氧化锌，从而能够作为锌冶炼原料使用。
回收第1回收炉灰时的混合原料中，即使在全部矿石都不是高锌含量矿石的情况下，只要矿石中的平均锌浓度为0.005质量％以上，就能够使通过转底炉处理而得到的第2回收炉灰的锌浓度为50质量％以上。如果所得的回收炉灰的锌浓度为50质量％以上，则不需要中间处理，就能够作为锌冶炼中使用的粗氧化锌直接使用，因而优选。
如上通过转底炉再次对回收炉灰(第1回收炉灰)进行处理，由此，回收炉灰(第2回收炉灰)中的锌浓度提高，经济性也提高。在此基础上，具有如下优点：不需要建设用于炉灰处理的其它设备(中间处理设备)的成本，而且，不需要将产生的炉灰运送至中间处理设备的成本。
在上述内容中，将由转底炉产生的排气中含有的炉灰回收并进行使用，也可以在通过转底炉还原高锌含量铁矿石时，混合回收炉灰以外的含锌炉灰进行使用。通过混合锌浓度高于高锌含量铁矿石的炉灰，能够如上所述地在从转底炉所产生的排气回收到的炉灰中，得到具有高浓度的粗氧化锌的炉灰。
如前所述，含有粗氧化锌的回收炉灰的使用用途根据锌浓度而不同，无论是本厂产生、外部产生，使用含锌炉灰生产的回收炉灰的锌浓度均能够超过10质量％，因此能够通过沃尔兹法等中间处理制成高浓度的粗氧化锌，进而能够作为锌冶炼原料使用。
与高锌含量铁矿石混合使用的含锌炉灰没有特别限制，能够使用例如由高炉产生的炉灰、由转炉产生的炉灰和由电炉产生的炉灰等钢铁业的炉灰等。
如果混合原料中的平均锌浓度为0.45质量％以上，则能够使通过转底炉处理得到的回收炉灰的锌浓度为50质量％以上。如果所得的回收炉灰的锌浓度为50质量％以上，则不需要中间处理，能够作为锌冶炼中使用的粗氧化锌直接使用，因而优选。
如上所述，在通过转底炉还原高锌含量铁矿石时，混合含锌炉灰进行使用，由此，回收炉灰中的锌浓度提高，经济性也提高。
以下，对本发明的一个实施方式进行详细说明。
将含有高锌含量铁矿石、含碳固体还原材料、造渣材料的混合原料装载到转底炉的炉床上，在使炉床旋转而使炉内移动的同时进行升温加热，向炉内吹入空气或添加了氧气的空气，使由还原反应产生的CO或H2二次燃烧。
产生的排气冷却后，回收排气中含有的炉灰。另一方面，使炉床上残存的混合原料完全熔融而成为液体，然后冷却、固化，得到生铁熔渣分离后的粒铁。通过在移动的炉床上进行加热，
a)矿石中的氧化铁与含碳固体还原材料中的碳反应，能够得到金属铁；
b)铁组分由于渗碳反应，脉石组分(SiO2、Al2O3、MgO等)与石灰粉、白云石、蛇纹石等CaO、Na2O等碱性成分混合，熔点降低而熔融；
c)通过一定时间的熔融状态，能够得到熔融金属铁部分(金属)和熔融脉石组分(熔渣)分离的效果，
从而能够制造作为可以与生铁同样地使用的还原铁的粒铁。
另一方面，矿石中的锌组分以氧化锌的形式存在，通过含碳固体还原材料还原挥发而被排气输送，在冷却的同时氧化凝集，从排气中分离，以炉灰的形式回收。该炉灰的锌富集，直接或通过进行再精制工序而成为锌冶炼的原料。
由于转底炉是不具有填充层的炉，因此没有产生高炉中所发现的、由原料所含的锌组分附着在炉壁上引起的焦炭或矿石的粘结、填充物的固定等现象，不会成为操作的障碍。
转底炉加热时锌成分挥发而被排气输送，与此同时炉床上装载的部分混合原料飞散，混合到回收炉灰中。因此，回收炉灰中的锌浓度是由挥发的锌组分的量和飞散的混合原料的量决定的，混合原料中的锌浓度越高，回收的炉灰的锌浓度越高。根据本发明人的研究，确认了通常在操作中混合原料的飞散量大致一定，为混合原料投入量的约0.5质量％。此外，炉灰中的锌浓度越高，作为锌原料的价值越高。因此，通过实施本发明，能够回收锌浓度高的炉灰，更有效地利用高锌含量铁矿石。
而且，通过转底炉上装载的混合原料全部或部分使用回收的炉灰，能够进一步将上述锌浓度高的炉灰中的锌浓缩并回收。
实施例1
为了确认本发明的有效性，在与图1所示设备相同的转底炉中，使用高锌含量铁矿石及锌含量低的普通矿石进行粒铁的制造试验。而且，回收转底炉所产生的炉灰，进行锌浓度的测定。将转底炉的规格示于表1。另外，在表2中T-Fe是指总Fe含量。
表1
  炉中心直径   7m
  炉宽   1m
  加热温度   1300～1500℃
将使用的矿石的组成示于表2。
表2                                                        (质量％)
  T-Fe   FeO   SiO2   Al2O3   Zn
  矿石A   63.0   23.2   4.28   1.13   0.050
  矿石B   64.0   22.3   4.1   1.00   0.001
矿石A为高锌含量铁矿石，矿石B为锌含量低的普通矿石。脉石含量及铁含量在两种矿石中大致相同，但矿石A的锌浓度约为矿石B的50倍。
将矿石、作为含碳固体还原材料的煤和作为造渣材料的石灰混合而作为混合原料。将使用的煤的组成示于表3，将试验中使用的混合原料的配比示于表4。另外，在表3中，FC为固定碳、VM为挥发组分、Ash为灰分。
表3                                          (质量％)
  FC   VM   Ash   SiO2   Al2O3
  煤   85   7   8   4.5   2.5
表4                                     (kg/t-iron)
  矿石A   矿石B   煤   石灰
  配比1   -   1562   344   171
  配比2   1587   -   343   179
  配比3   145   1420   345   171
使用表4所示的配比1～3，在表5所示条件下操作转底炉。在炉床上铺设层厚达50mm的煤作为碳材料，并将层压混合原料的情况作为“有下层碳材料”，而且，在原料状态的栏中，将不使混合原料结块而装载至层厚约10mm进行使用的情况表示为“粉末”，将结块成粒径10～15mm的球团矿的情况表示为“块”。
表5
  操作No.   温度(℃)   配比   下层碳材料   原料状态   备注
  1   1400   1   无   粉末   比较例
  2   1460   1   无   粉末   比较例
  3   1400   2   无   粉末   本发明例
  4   1400   3   无   粉末   本发明例
  5   1460   2   无   粉末   本发明例
  6   1460   2   有   粉末   本发明例
  7   1460   2   无   块   本发明例
将表5所示条件下制造粒铁时的、炉灰锌浓度和铁组分回收率的结果示于表6。
表6
  操作No.   炉灰锌浓度   铁组分回收率   处理时间   备注
  1   0.20％   97.0％   14分钟   比较例
  2   0.19％   97.0％   13分钟   比较例
  3   7.8％   97.0％   13.5分钟   本发明例
  4   1.0％   97.0％   13.5分钟   本发明例
  5   8.1％   98.0％   13分钟   本发明例
  6   7.9％   99.0％   12分钟   本发明例
  7   9.6％   99.5％   12分钟   本发明例
在表6中，操作No.3为使用了高锌含量铁矿石的本发明例。炉灰中的锌浓度上升至7.8质量％。
操作No.4为普通的矿石中混合了约10质量％的高锌含量铁矿石的情况的例子。即使在这种情况下，炉灰中的锌浓度仍上升至1.0质量％以上。
操作No.5是在1450℃以上的高温下进行加热处理的情况，可知处理时间缩短，生产率提高。
操作No.6是在操作No.5的基础上在炉床上铺设碳材料并层压了混合原料的情况，铁组分的回收率提高。
操作No.7是在操作No.5的基础上使用了块状原料的情况，炉灰中的锌浓度上升。
下面，进行回收后的炉灰的循环利用。
在通过与图1、图4所示设备相同的设备，使用高锌含量铁矿石及锌含量低的普通铁矿石进行粒铁的制造试验时，研究了铁矿石的锌浓度和被回收的炉灰的锌浓度之间的关系。在研究中，混合作为高锌含量铁矿石的矿石A和作为普通铁矿石的矿石B进行使用，使锌浓度连续变化而作为操作No.11～19，将第1次利用转底炉进行处理所产生的炉灰(第1回收炉灰)回收，通过转底炉在1460℃下对回收的全部炉灰进行13分钟的加热处理，回收所产生的炉灰(第2回收炉灰)。
在表7及图5中示出了：混合原料中的矿石锌浓度、第1次利用转底炉进行处理所产生的炉灰(即，成为第2次利用转底炉进行处理的原料的第1回收炉灰)的锌浓度的测定结果、和作为最终制品炉灰的第2回收炉灰的锌浓度的测定结果。
由表7及图5可知，如果混合原料中矿石的锌浓度达到0.005质量％以上，则作为制品炉灰的第2回收炉灰的锌浓度超过50质量％，成为可以在ISP法等锌精炼中直接使用的原料。
表7
Figure BPA00001249900400181
下面，使用混合了高锌含量铁矿石和含锌炉灰的原料。
将使用的含锌炉灰的组成示于表8。这里，使用由转炉产生的炉灰作为含锌炉灰。
表8
  T.Fe   FeO   SiO2   Al2O3   Zn
  含锌炉灰   48   16.29   1.49   1.17   1.4
在通过与图1所示设备相同的设备，使用高锌含量铁矿石及含锌炉灰进行粒铁的制造试验时，研究了混合原料中的锌浓度和被回收的炉灰的锌浓度之间的关系。在研究中，混合作为高锌含量铁矿石的矿石A和含锌炉灰进行使用，使锌浓度连续变化而作为操作No.21～25，通过转底炉在1460℃下对混合原料进行13分钟的加热处理，回收所产生的炉灰。
将混合原料中的含锌炉灰的混合比例、锌浓度及回收炉灰的锌浓度的测定结果示于表9。
表9
Figure BPA00001249900400191
由表9可知，回收炉灰的锌浓度随着混合原料中含锌炉灰的混合比例的上升而上升，如果混合原料中的锌浓度达到0.45质量％以上，则作为制品炉灰的回收炉灰的锌浓度超过50质量％，成为可以在ISP法等锌精炼中直接使用的原料。
实施方式2
实施方式2的还原铁的制造方法具有混合原料的准备工序、混合原料装载工序和还原工序。
混合原料的准备工序，准备混合了含有高锌含量铁矿石和含碳固体还原材料的混合原料，上述高锌含量铁矿石含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。混合原料装载工序，将上述混合原料装载到移动型炉床上。还原工序，从炉床上部进行热供给而将移动型炉床上装载的混合原料还原，使上述混合原料不熔融或仅部分熔融，得到还原铁。
本发明人考虑使用高锌含量铁矿石，并为了有效利用所含有的铁组分和锌组分而使用移动型炉床炉。使用了移动型炉床炉的还原铁的制造方法，是制造还原铁的工艺的一种，将铁矿石和固体还原材料等装载到沿水平方向移动的炉床上，并通过从上方辐射导热进行加热，将铁矿石还原，制造还原铁。
该移动型炉床炉是在加热炉的炉床水平移动的过程中实施加热的炉。水平移动的炉床，以具有如图6所示的旋转移动方式的炉床为代表，该方式的移动型炉床炉被特别称为转底炉。在实施方式2中，使用这种移动型炉床炉、特别是转底炉，对高锌含量铁矿石进行还原处理，制造还原铁。以下，在使用转底炉作为移动型炉床炉的情况下对实施方式2进行说明。
另外，实施方式2所使用的高锌含量铁矿石，是指锌含量高于作为普通的高炉原料使用的铁矿石，即一般含有0.01质量％以上的锌、50质量％以上的铁的铁矿石。实施方式2所使用的高锌含量铁矿石的锌含量和铁含量的上限没有限制，而由铁矿石自身决定，对于锌而言例如约为0.5质量％以下，对于铁而言例如约为70质量％以下。而且，高锌含量铁矿石的Na2O、K2O等碱性成分的含量，以氧化物换算通常为0.08质量％以上。碱性成分的含量优选为1质量％以下，这对预防转底炉排气系统的堵塞是有效的。
实施方式2是使用这种高锌含量铁矿石制造还原铁的技术，但在通过转底炉还原高锌含量铁矿石时，也可以混合普通的铁矿石使用。即使在与普通的铁矿石混合使用的情况下，也能够在混合矿石总量的约10质量％以上的高锌含量铁矿石的情况下，适当地得到实施方式2的效果。
使用图6对实施方式2所使用的转底炉的一个实施方式进行说明。转底炉1如图6所示，利用划分为预热带2a、还原带2b及冷却带2d的炉身2覆盖旋转移动的炉床3。在该旋转炉床3上装载混合了高锌含量铁矿石和含碳固体还原材料的混合原料4。混合原料4能够如下所述地结块。覆盖旋转炉床3的炉身2被耐火材料覆盖。而且，为了保护炉床耐火材料，有时将碳材料装载到炉床3上，并在碳材料上层压混合原料4。而且，在炉身2上设置燃烧炉5，以该燃烧炉5中的燃料燃烧热作为热源，将旋转炉床3上的混合原料4中的铁矿石还原。另外，在图6中，6是向旋转炉床3上装填混合原料的装填装置，7是将还原物排出的排出装置，8是冷却装置。通常，炉温被抑制在约1300℃。这是因为具有延长炉身耐火材料寿命的效果。本发明没有积极地使混合原料熔融，但在还原的过程中部分混合原料熔融的情况也包含在实施方式2的范围内。
高锌含量铁矿石根据其产地的不同而含有不同量的脉石成分。而且，作为含碳固体还原材料的代表例的煤、煤焦、焦炭中含有灰分。因此，在仅进行还原操作的移动炉床炉法中，与高炉-转炉法不同，脉石不可避免地混入成品还原铁中，而且来自还原材料的灰分还有可能附着在成品上而混入。因此，由实施方式2得到的还原铁没有将脉石成分、灰分充分分离，因而为表观密度(由转底炉排出的、进行压缩等之前的状态)小于5000kg/m3的状态。
使用转底炉，对高锌含量铁矿石进行还原处理时，将其与含碳固体还原材料混合并装载到旋转移动的炉床上。含碳固体还原材料为煤、焦炭、石墨等。
高锌含量铁矿石为块状矿石时，可以粉碎后形成例如粒径为10mm以下的矿石粉，然后与含碳固体还原材料等混合后装载到旋转炉床上进行还原。
对于高锌含量铁矿石为微粉矿石的情况(粒径为3mm以下)而言，可以与含碳固体还原材料一同结块，作为内装碳材料的球团矿使用。结块后的原料在加热时飞散少，能够使炉灰的锌浓度提高。还可以同样地进行压缩成型，制成型煤后使用。而且，可以在造粒时，混合膨润土等无机粘合剂、糖蜜、玉米淀粉等有机粘合剂，从而进一步提高强度。这些球团矿或型煤也可以在使水分蒸发后使用。
另一方面，直接使用粉状的高锌含量铁矿石也是有效的。由于直接使用粉状原料，因此不需要用于制块的设备费用和用于制块的电力、粘合剂等的费用，能够有助于提高经济性。
通过转底炉将高锌含量铁矿石还原时的加热温度优选设为1250℃以上。通过使转底炉内的最高温度为1250℃以上，炉内及在炉内还原的原料达到高温。通过设为1250℃以上，还原反应加快，能够快速地制造还原铁。在实施方式2中，加热温度的上限为混合原料没有完全熔融的温度(低于1450℃)，但在通常的操作中控制为低于1400℃。
将碳材料装载到炉床上，并在该碳材料上层压含有高锌含量铁矿石的混合原料，由此能够防止部分熔融后的混合原料侵蚀炉床的耐火材料。由于耐火材料侵蚀时铁组分进入耐火材料，因此通过防止炉床的耐火材料的侵蚀能够减少铁组分的损耗，有助于提高还原铁的生产率。
将转底炉产生的排气中含有的炉灰回收。该炉灰与高锌铁矿石相比，使锌富集，因此能够作为粗氧化锌的原料使用。图7表示进行这种炉灰回收的转底炉的一般设备流程的概略图。
在图7中，通过混合机14(根据需要使用造粒机等)混合由矿石料斗11、煤料斗12排出的铁矿石、煤而制成混合原料，再通过转底炉15加热，将其还原成还原铁，并由还原铁排出口16排出。通过吸引风扇19吸引由转底炉15产生的排气并由烟囱20排出，此时，通过排气管用袋式除尘器17进行炉灰回收。使用粉体搬运用车18等将回收的炉灰运走。在混合原料中混合矿石总量的约10质量％以上的高锌含量铁矿石的情况下，能够使回收的炉灰中的锌浓度为1质量％以上。
再次通过转底炉从炉床上部进行热供给，对如上从转底炉所产生的排气中回收的炉灰(以下，记为“第1回收炉灰”)进行处理，回收由转底炉产生的炉灰，由此能够得到粗氧化锌。回收再次通过转底炉对该第1回收炉灰进行处理时产生的炉灰，这在以下被记为“第2回收炉灰”。在通过转底炉处理第1回收炉灰时，只处理第1回收炉灰即可，但从促进还原反应的观点出发，也可以在第1回收炉灰中混合少量(相对于第1回收炉灰为2质量％以下)的含碳固体还原材料。通过如上利用转底炉再次冶炼炉灰，能够如下所述地将第1回收炉灰中的锌浓缩。第1回收炉灰中的锌浓度为预定量以上时，可以在第1回收炉灰中混合含碳固体还原材料和铁矿石，从而增加还原铁的制造量。在第1回收炉灰中混合铁矿石并进行处理时，若第2回收炉灰中的目标锌浓度相同，则如果使用高锌含量铁矿石就可以使铁矿石混合量增加，因此能够将炉灰中的锌浓缩，并制造更大量的还原铁，因而优选。
炉灰中的锌的浓缩可以如下实施：例如如图8所示，使用粉体搬运用车18等搬运炉灰场23的第1回收炉灰，利用转底炉15进行加热，吸引产生的排气，通过排气管用袋式过滤器17进行炉灰回收。或者，也可以如图9所示，通过与混合原料的料斗11、12并列地设置第1回收炉灰储存料斗22来实施。该设备相对于图7所示的设备，追加了回收炉灰搬运传送带21和第1回收炉灰储存料斗22。回收炉灰搬运传送带21分支为21a和21b，可以通过第1回收炉灰搬运传送带21a向第1回收炉灰储存料斗22搬运第1回收炉灰，利用转底炉15加热而进行再利用，并通过第2回收炉灰搬运传送带21b将第2回收炉灰作为制品选出。被选出的第2回收炉灰是微粉，因此使用例如粉体搬运用车等进行搬运。
在炉灰中混合铁矿石时，将第1回收炉灰储存到第1回收炉灰储存料斗22中，并通过与少量的含碳固体还原材料和铁矿石混合而作为转底炉的原料使用，在通过转底炉15进行加热而将其还原时作为第2回收炉灰进行回收。
如前所述，含有粗氧化锌的第2回收炉灰的使用用途根据锌浓度而不同，由于通过上述方法生产的第2回收炉灰的锌浓度超过10质量％，因此能够通过沃尔兹法等中间处理制成高浓度的粗氧化锌，从而能够作为锌冶炼原料来使用。
回收第1回收炉灰时的混合原料中，即使在全部矿石都不是高锌含量矿石的情况下，只要矿石中的平均锌浓度为0.005质量％以上，就能够使通过转底炉处理而得到的第2回收炉灰的锌浓度为50质量％以上。如果所得的回收炉灰的锌浓度为50质量％以上，则不需要中间处理，就能够作为锌冶炼中使用的粗氧化锌直接使用，因而优选。
如上通过转底炉再次对回收炉灰(第1回收炉灰)进行处理，由此，回收炉灰(第2回收炉灰)中的锌浓度提高，经济性也提高。在此基础上，具有如下优点：不需要建设用于炉灰处理的其它设备(中间处理设备)的成本，而且，不需要将产生的炉灰运送至中间处理设备的成本。
在上述内容中，将由转底炉产生的排气中含有的炉灰回收并进行使用，也可以在通过转底炉还原高锌含量铁矿石时，混合回收炉灰以外的含锌炉灰进行使用。通过混合锌浓度高于高锌含量铁矿石的炉灰，能够如上所述地在从转底炉所产生的排气回收到的炉灰中，得到具有高浓度的粗氧化锌的炉灰。
如前所述，含有粗氧化锌的回收炉灰的使用用途根据锌浓度而不同，无论本厂产生、外部产生，使用含锌炉灰生产的回收炉灰的锌浓度均能够超过10质量％，因此能够通过沃尔兹法等中间处理制成高浓度的粗氧化锌，进而能够作为锌冶炼原料来使用。
与高锌含量铁矿石混合使用的含锌炉灰没有特别限制，能够使用例如由高炉产生的炉灰、转炉产生的炉灰和电炉产生的炉灰等钢铁业的炉灰等。
如果混合原料中的平均锌浓度为0.45质量％以上，则能够使通过转底炉处理得到的回收炉灰的锌浓度为50质量％以上。如果所得的回收炉灰的锌浓度为50质量％以上，则不需要中间处理，能够作为锌冶炼中使用的粗氧化锌直接使用，因而优选。
如上所述，在通过转底炉还原高锌含量铁矿石时，混合含锌炉灰进行使用，由此，回收炉灰中的锌浓度提高，经济性也提高。
以下，对实施方式2的一个实施方式进行详细说明。
将含有高锌含量铁矿石、含碳固体还原材料的混合原料装载到转底炉的炉床上，在使炉床旋转而使炉内移动的同时进行升温加热，向炉内吹入空气或添加了氧气的空气，使由还原反应产生的CO或H2二次燃烧。
产生的排气冷却后，回收排气中含有的炉灰。将炉床上残存的混合原料充分还原而得到还原铁。
另一方面，矿石中的锌组分以氧化锌的形式存在，通过含碳固体还原材料还原挥发而被排气输送，在冷却的同时氧化凝集，从排气中分离，以炉灰的形式回收。该炉灰的锌富集，直接或通过进行再精制工序而成为锌冶炼的原料。
由于转底炉是不具有填充层的炉，因此没有产生高炉中所发现的、由原料所含的锌组分附着在炉壁上引起的焦炭或矿石的粘结、填充物的固定等现象，不会成为操作的障碍。
转底炉加热时锌成分挥发而被排气输送，与此同时炉床上装载的部分混合原料飞散，混合到回收炉灰中。因此，回收炉灰中的锌浓度是由挥发的锌组分的量和飞散的混合原料的量决定的，混合原料中的锌浓度越高，回收的炉灰的锌浓度越高。根据本发明人的研究，确认了通常在操作中混合原料的飞散量大致一定，为混合原料投入量的约0.5质量％。而且，炉灰中的锌浓度越高，作为锌原料的价值越高。因此，通过实施实施方式2，能够回收锌浓度高的炉灰，更有效地利用高锌含量铁矿石。
而且，通过转底炉上装载的混合原料全部或部分使用回收的炉灰，能够进一步将上述锌浓度高的炉灰中的锌浓缩并回收。
实施例2
为了确认实施方式2的有效性，在与图6所示设备相同的转底炉中，使用高锌含量铁矿石及锌含量低的普通矿石进行还原铁的制造试验。而且，回收转底炉所产生的炉灰，进行锌浓度的测定。将转底炉的规格示于表10。
表10
  炉中心直径   7m
  炉宽   1m
  加热温度   1300～1500℃
将使用的矿石的组成示于表11。另外，在表2中，T-Fe是指总Fe含量。
表11(质量％)
  T-Fe   FeO   SiO2   Al2O3   Zn
  矿石A   63.0   23.2   4.28   1.13   0.050
  矿石B   64.0   22.3   4.1   1.00   0.001
矿石A为高锌含量铁矿石，矿石B为锌含量低的普通矿石。脉石含量及铁含量在两种矿石中大致相同，但矿石A的锌浓度约为B矿石的50倍。
将矿石和作为含碳固体还原材料的煤混合而作为混合原料。将使用的煤的组成示于表12，将试验中使用的混合原料的配比示于表13。另外，在表12中，FC为固定碳、VM为挥发组分、Ash为灰分。
表12                                              (质量％)
  FC   VM   Ash   SiO2   Al2O3
  煤   85   7   8   4.5   2.5
表13(kg/t-iron)
  矿石A   矿石B   煤
  配比1   -   1562   344
  配比2   1587   -   343
  配比3   145   1420   345
使用表13所示的配比1～3，在表14所示条件下操作转底炉。在炉床上铺设层厚达50mm的煤作为碳材料，并将层压混合原料的情况作为“有下层碳材料”，而且，在原料状态的栏中，将装载约10mm的混合原料进行使用的情况表示为“粉末”，将结块成粒径10～15mm的球团矿的情况表示为“块”。
表14
  操作No.   温度(℃)   配比   下层碳材料   原料状态   备注
  1   1200   1   无   粉末   比较例
  2   1260   1   无   粉末   比较例
  3   1200   2   无   粉末   本发明例
  4   1200   3   无   粉末   本发明例
  5   1260   2   无   粉末   本发明例
  6   1260   2   有   粉末   本发明例
  7   1260   2   无   块   本发明例
将表14所示条件下制造还原铁时的、炉灰锌浓度和铁组分回收率的结果示于表6。
表15
  操作No.   炉灰锌浓度   铁组分回收率   处理时间   备注
  1   0.18％   97.0％   12分钟   比较例
  2   0.17％   97.0％   11分钟   比较例
  3   7.6％   97.0％   11.5分钟   本发明例
  4   1.0％   97.0％   11.5分钟   本发明例
  5   7.9％   98.0％   10.5分钟   本发明例
  6   7.8％   99.0％   10.5分钟   本发明例
  7   8.8％   99.5％   10.5分钟   本发明例
在表15中，操作No.3为使用了高锌含量铁矿石的本发明例。炉灰中的锌浓度上升至7.6质量％。
操作No.4为普通的矿石中混合了约10质量％的高锌含量铁矿石的情况的例子。即使在这种情况下，炉灰中的锌浓度仍上升至1.0质量％以上。
操作No.5是在1250℃以上的高温下进行加热处理的情况，可知处理时间缩短，生产率提高。
操作No.6是在操作No.5的基础上在炉床上铺设碳材料并层压了混合原料的情况，铁组分的回收率提高。
操作No.7是在操作No.5的基础上使用了块状原料的情况，炉灰中的锌浓度上升。
下面，进行回收后的炉灰的循环利用。
在通过与图6、图9所示设备相同的设备，使用高锌含量铁矿石及锌含量低的普通矿石进行还原铁的制造试验时，研究了铁矿石的锌浓度和被回收的炉灰的锌浓度之间的关系。在研究中，混合作为高锌含量矿石的矿石A和作为普通矿石的矿石B进行使用，使锌浓度连续变化而作为操作No.11～19，将第1次利用转底炉进行处理所产生的炉灰(第1回收炉灰)回收，通过转底炉在1260℃下对回收的全部炉灰进行13分钟的加热处理，回收所产生的炉灰(第2回收炉灰)。
在表16及图10中示出了：混合原料中的矿石锌浓度、第1次利用转底炉进行处理所产生的炉灰(即，成为第2次利用转底炉进行处理的原料的第1回收炉灰)的锌浓度的测定结果、和作为最终制品炉灰的第2回收炉灰的锌浓度的测定结果。
表16
Figure BPA00001249900400301
由表16及图10可知，如果混合原料中的矿石的锌浓度达到0.005质量％以上，则作为制品炉灰的第2回收炉灰的锌浓度超过50质量％，成为可以在ISP法等锌精炼中直接使用的原料。
下面，使用混合了高锌含量铁矿石和含锌炉灰的原料。
将使用的含锌炉灰的组成示于表17。这里，使用由转炉产生的炉灰作为含锌炉灰。
表17
  T.Fe   FeO   SiO2   Al2O3   Zn
  含锌炉灰   48   16.29   1.49   1.17   1.4
在通过与图6所示设备相同的设备，使用高锌含量铁矿石及含锌炉灰进行还原铁的制造试验时，研究了混合原料中的锌浓度和被回收的炉灰的锌浓度之间的关系。在研究中，混合作为高锌含量铁矿石的矿石A和含锌炉灰进行使用，使锌浓度连续变化而作为操作No.21～25，通过转底炉在1260℃下对混合原料进行13分钟的加热处理，回收所产生的炉灰。
将混合原料中的含锌炉灰的混合比例、锌浓度及回收炉灰的锌浓度的测定结果示于表18。
表18
Figure BPA00001249900400311
由表18可知，回收炉灰的锌浓度随着混合原料中含锌炉灰的混合比例的上升而上升，如果混合原料中的锌浓度达到0.45质量％以上，则作为制品炉灰的回收炉灰的锌浓度超过50质量％，成为可以在ISP法等锌精炼中直接使用的原料。

Claims (24)

1.一种还原铁的制造方法，具有：
准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)和含碳固体还原材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁；
混合原料装载工序，将所述混合原料装载到移动型炉床炉的炉床上；以及
还原工序，从炉床上部进行热供给而将移动型炉床上装载的混合原料还原，得到还原产物。
2.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01～0.5质量％的锌和50～70质量％的铁。
3.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，所述高锌含量铁矿石(A)相对于铁矿石(X)，具有10～100质量％的混合比例。
4.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，所述混合原料装载工序，将结块后的混合原料装载到移动型炉床上。
5.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，所述还原工序，在1200℃以上的加热温度下将混合原料还原。
6.如权利要求5所述的还原铁的制造方法，其中，所述加热温度为1250℃以上且低于1400℃。
7.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，所述还原工序，从炉床上部进行热供给而将移动型炉床上装载的混合原料还原，使所述混合原料不熔融或仅部分熔融，得到还原铁。
8.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，
还具有回收工序，从所述移动型炉床炉所产生的炉灰中回收粗氧化锌；
所述准备原料的准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、含锌炉灰和含碳固体还原材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
9.如权利要求8所述的还原铁的制造方法，其中，所述混合原料具有0.45质量％以上的平均锌浓度。
10.如权利要求9所述的还原铁的制造方法，其中，所述平均锌浓度为0.45～0.60质量％。
11.如权利要求8所述的还原铁的制造方法，其中，所述含锌炉灰是选自由高炉产生的炉灰、转炉产生的炉灰和电炉产生的炉灰组成的组的至少一种炉灰。
12.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，
还具有回收工序，回收移动型炉床炉所产生的炉灰，得到回收炉灰；
所述准备原料的准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、所述回收炉灰和含碳固体还原材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
13.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，还具有：
将移动型炉床炉所产生的炉灰回收的工序；
将回收的炉灰装载到所述移动型炉床上的工序；以及
从所述炉床上部进行热供给，由所述移动型炉床炉所产生的炉灰得到粗氧化锌的工序。
14.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，还具有熔融工序，使所述还原产物熔融。
15.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，
还具有熔融工序，使所述还原产物熔融；
所述混合原料包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、含碳固体还原材料和造渣材料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
16.如权利要求14所述的还原铁的制造方法，其中，所述熔融工序，在1400℃以上的加热温度下使所述还原产物熔融。
17.如权利要求16所述的还原铁的制造方法，其中，所述加热温度为1450℃以上且1500℃以下。
18.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，
还具有：
熔融工序，使所述还原产物熔融；以及
回收工序，从所述移动型炉床炉所产生的炉灰中回收粗氧化锌，
所述准备原料的准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、含锌炉灰、含碳固体还原材料和造渣材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
19.如权利要求18所述的还原铁的制造方法，其中，所述混合原料具有0.45质量％以上的平均锌浓度。
20.如权利要求19所述的还原铁的制造方法，其中，所述平均锌浓度为0.45～0.60质量％。
21.如权利要求18所述的还原铁的制造方法，其中，所述含锌炉灰是选自由高炉产生的炉灰、转炉产生的炉灰和电炉产生的炉灰组成的组的至少一种炉灰。
22.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，
还具有：
熔融工序，使所述还原产物熔融；以及
回收工序，回收移动型炉床炉所产生的炉灰，得到回收炉灰，
所述准备原料的准备工序，准备包含含有高锌含量铁矿石(A)的铁矿石(X)、所述回收炉灰、含碳固体还原材料和造渣材料的混合原料，所述高锌含量铁矿石(A)含有0.01质量％以上的锌和50质量％以上的铁。
23.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，还具有：
熔融工序，使所述还原产物熔融；
回收工序，回收移动型炉床炉所产生的炉灰；
装载工序，将所回收的炉灰装载到所述移动型炉床上；以及
从所述炉床上部进行热供给，由所述移动型炉床炉所产生的炉灰得到粗氧化锌的工序。
24.如权利要求1所述的还原铁的制造方法，其中，在所述混合原料装载工序之前还具有将碳材料装载到移动型炉床上的碳材料装载工序，用于在移动型炉床上装载了碳材料的基础上层压混合原料。
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