JP2001098339A

JP2001098339A - バナジウム合金鉄及びバナジウム合金鋼の製造方法

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Publication number: JP2001098339A
Application number: JP22727099A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukuoka; 浩福岡
Original assignee: NIPPON CMS KK
Current assignee: NIPPON CMS KK
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】バナジウム含有廃棄物やバナジウム鉱石を原
料に、バナジウムを含有する合金又は合金鋼を安定し
て、歩留まりよく、低コストに製造し、鉄鋼用原料など
として有用に活用する。【解決手段】バナジウム含有廃棄物及びバナジウム鉱
石の一方又は双方からなる原料を、連続サイクロン溶融
炉６に装入して加熱、溶融させた後、還元剤と共に反応
炉１１に装入して金属成分を還元する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、バナジウム
（Ｖ）含有廃棄物やバナジウム鉱石からバナジウム合金
鉄を製造する方法、及び、このバナジウム合金鉄からバ
ナジウム合金鋼を製造する方法に関する。この発明の方
法により得られた合金鉄は、製鋼用原料などに用いるこ
とができる。

【０００２】

【従来の技術】バナジウムは、鉄鋼の耐熱性を向上させ
る有用な成分であり、これまで耐熱鋼や工具鋼などに添
加されてきた。また、バナジウムは、微量の添加で鋼の
強度を効果的に向上させる効果があり、省エネルギー、
地球環境保全の機運が高まっている近年では、車体の軽
量化のために自動車の高強度化を図るべく、自動車用鋼
としての低合金鋼、構造用鋼、パイプ用鋼などにバナジ
ウムが微量添加されるようになってきている。このた
め、近年の鉄鋼用バナジウムの需要は年々増加の一途を
たどってきており、直近の５年間のバナジウム使用量
は、粗鋼トン当たりで0.043kg/t から0.054kg/t と、25
％以上の伸びを示している。

【０００３】製鋼時にバナジウム添加のために用いられ
るフェロバナジウムは、含チタンバナジウム磁鉄鉱など
の鉱石を原料に五酸化バナジウムを抽出し、この五酸化
バナジウムをテルミット法によりアルミニウム還元して
得られるものが主流である。また、近年では重油焚きボ
イラーからの廃棄物、あるいは石油精製業界等から廃棄
処分される使用済み脱硫触媒を原料として、フェロバナ
ジウムを製造することも行われている。すなわち、発電
業界においては、火力発電の燃料コストを低減するため
に、Ｓ量の多い重油、更には減圧残査油（ＶＲＯ）、あ
るいはオリマルジョン（ＯＲＭ）といった重質で低価格
の燃料が使用されるようになってきている。これらの減
圧残査油、オリマルジョンには、多量のバナジウムが含
有されるため、燃焼させると重油焚きボイラーの底に沈
着するスラグや、電気集塵装置にて集塵される煙灰中に
多量のバナジウムが凝縮されることになり、これらのス
ラグや煙灰が新たなＶ資源として脚光を浴びつつある。

【０００４】また、石油精製業界においては、その石油
精製過程で触媒による脱硫装置が設けられている。かか
る脱硫装置に用いられた使用済み触媒（いわゆる廃触
媒）にもバナジウムが凝縮しているので、この使用済み
脱硫触媒をバナジウム資源として活用することが考えら
れるようになってきた。

【０００５】これらの重油焚きボイラーの底に沈着する
スラグや電気集塵装置にて集塵される煙灰、使用済み脱
硫触媒からＶ、Ni、Mo等の有用金属を回収することは、
従来、産業廃棄物として無駄に廃棄処理されていたもの
であるから、原料調達コストが低く済むという利点があ
るばかりでなく、有限な資源を回収するという点でも好
ましい。

【０００６】このようなバナジウム含有廃棄物からバナ
ジウム等の有用金属を回収する従来の方法の一例を、図
３に示す工程図を用いつつ説明する。図示した例は、ア
ルカリ抽出法により中間原料である五酸化バナジウムを
製造し、この五酸化バナジウムからテルミット反応によ
りフェロバナジウムを製造する方法である。

【０００７】原料は電気集塵装置にて集塵された煙灰３
１及びボイラースラグ３２であり、この煙灰３１は、前
処理としてロータリキルン３３等を用いて仮焼を行うこ
とにより、煙灰中の(NH₄)₂SO₄を一定値以下まで分解除
去しておく。前処理後の煙灰３４及びボイラースラグ３
２を粉砕機３５により一定粒度以下に粉砕したのち、混
合機３６にて炭酸ナトリウム（ソーダ灰）３７を加えて
混合してから、焙焼炉３８にてアルカリ焙焼を行う。焙
焼後は水を加えて濾過器３９により濾過し、Ni等のケー
ク４０を得ると共に、バナジン酸ソーダ液を浸出濾過
し、このバナジン酸ソーダ液にpH調整用に酸を加えてか
ら、NH₄Clを加えてバナジン酸アンモンを晶出させる。

【０００８】次いで、濾過装置によりバナジン酸アンモ
ンのケークを回収して脱水機４１により脱水し乾燥さ
せ、その後、得られたメタバナジン酸アンモン４２を焙
焼炉４３で加熱して五酸化バナジウム４４を得る。この
五酸化バナジウムを成形機４５にて成形してフレーク状
五酸化バナジウム４６にしたのち、還元剤であるアルミ
ニウム４７を、鉄源４８と共に加えて、混合機４９によ
り混合し、テルミット反応炉５０で還元してフェロバナ
ジウムを得る。その後、インゴット５１としてから、選
別機５２により選別し、フェロバナジウム製品５３とす
る。

【０００９】従来におけるバナジウム含有廃棄物からバ
ナジウム等の有用金属を回収する他の方法の一例を図４
を用いつつ説明する。図示した例は、二段階の電気炉を
用いてフェロバナジウムを製造する方法である。

【００１０】原料は、電気集塵装置にて集塵された煙灰
６１及びボイラースラグ６２であり、この煙灰６２に
は、前処理としてロータリキルン６３等を用いて仮焼を
行うことにより、煙灰中の(NH₄)₂SO₄を一定値以下まで
分解除去しておくのは、先に説明した方法と同様であ
る。前処理後の煙灰６４及びボイラースラグを粉砕機に
より一定粒度以下に粉砕したのち、混合機６５にてバイ
ンダー６６を加えて混合してから、団鉱機６７を用いて
所定の大きさのブリケット６８とする。

【００１１】このブリケット６８及び炭素質還元剤を第
１の電気炉６９に装入し、加熱、還元してFe、Ni、Moを
含むメタルとＶリッチなスラグとを生成させる。このF
e、Ni、Moを含むメタルは、鋳造装置７０で鋳込んでF
e、Ni、Mo合金インゴット７１を得る一方、このＶリッ
チなスラグは、第２の電気炉７２にてFe−Si等の還元剤
７３を投入してスラグ中のＶを還元しFe−Ｖ合金を得
て、鋳造装置７４で鋳込んでFe−Ｖ合金インゴット７５
を得る。残りのスラグは鋳型７６に鋳込んで塊状スラグ
７７とし、骨材として利用することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法に
は、以下に述べるような問題点があった。まず、図３に
示したようなアルカリ抽出＋テルミット反応による方法
では、工程が長く、かつ、複雑である。したがって、装
置を数多く設けることが必要となり、設備コストが嵩む
し、動力用の電力など、ランニングコストの上昇を招い
ていた。また、工程が複雑である分だけ自動化が難し
く、熟練した作業員が多人数必要であった。しかも、バ
ナジン酸アンモン及び五酸化バナジウムという、２つの
中間物を生成する方法であるから、各中間物を生成する
ごとに原料のロスが生じてしまい、結果的に原料ロスの
量が多くなっていた。

【００１３】また、五酸化バナジウムを生成するため
に、水を多量に使用する湿式プロセスを用いていること
から、排廃水が多量に発生し、その処理コストも嵩んで
いた。更に、五酸化バナジウムからフェロバナジウムを
生成するための還元剤として、高価なアルミニウムを用
いていることから、この点でも生産コストの上昇を招い
ていた。また、製造工程の途中で副産物としてNiケーク
が回収できるが、このNiケークはNi含有量が低いため、
利用価値がほとんどなかった。

【００１４】一方、図４に示したような電気炉法では、
バナジウム原料を溶融、還元させるエネルギー源に、高
価な電力を用いていることから、エキルギーコストが高
くつくのは避けられなかった。また、電気炉では電極を
介して電力を投入しているため、この電極の費用も嵩ん
でいた。しかも、電気炉での操業はバッチ処理にならざ
るを得ないから、少量生産ではエネルギーロスが大きく
なる。そのため、生産効率を高めようとすると、大容量
の電気炉とならざるを得ず、設備は巨大化し、設備投資
額、維持費も高くつくのが現状であった。

【００１５】また、電気炉の操業は、多岐にわたる複雑
な条件の組み合わせの下で行われており、制御が困難
で、熟練した多数のオペレータの経験により操業が行わ
れているため、人件費がかさむばかりでなく、安定した
操業を維持するには労力を必要としていた。加えて、第
１の電気炉に装入する原料は、電気炉内での棚吊り、棚
吊り、吹き上げ等が発生するのを防止するために、団鉱
機を用いて原料をブリケット等の整粒にする手間が必要
であった。

【００１６】そこで、この発明は、上述した問題を有利
に解決し、バナジウム含有廃棄物やバナジウム鉱石から
バナジウムを含有する合金鉄又は合金鋼を安定して、歩
留まりよく、かつ、低コストで製造できる方法を提案す
ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明は、バナジウム
含有廃棄物及びバナジウム鉱石の一方又は双方からなる
原料を、連続サイクロン溶融炉に装入して加熱、溶融さ
せた後、還元剤と共に反応炉に装入して金属成分を還元
することを特徴とするバナジウム合金鉄の製造方法であ
る。

【００１８】また、この発明は、バナジウム含有廃棄物
及びバナジウム鉱石の一方又は双方からなる原料を、連
続サイクロン溶融炉に装入して加熱、溶融、還元させた
後、メタルと、バナジウム含有スラグとを分離し、その
後、このバナジウム含有スラグを還元剤と共に反応炉に
装入して還元することを特徴とするバナジウム合金鉄の
製造方法である。

【００１９】この発明においては、鉄源及び／又は炭素
質還元剤を、上記バナジウム含有廃棄物及びバナジウム
鉱石の一方又は双方からなる原料と共に連続サイクロン
溶融炉に装入することができる。また、この発明のバナ
ジウム合金鋼を製造方法は、上記の方法により製造され
たバナジウム合金鉄に精錬処理を施すことを特徴とす
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】この発明の特徴の一つは、従来法
のようなアルカリ抽出＋テルミット反応による方法や、
電気炉法によりフェロバナジウムを製造するのではな
く、これまでとは全く異なる手段、すなわち、連続サイ
クロン式の溶融炉を用いる方法によりバナジウム原料の
溶融、更には還元を行うことである。この連続サイクロ
ン式溶融炉は、対向旋回式加熱室、サイクロン溶融室、
及び保持室を有するものであり、ごみの焼却灰や重金属
含有廃棄物のガラス化に用いられたことがある。

【００２１】この発明に従い、連続サイクロン溶融炉を
用いてバナジウム原料の溶融、更には還元及び行うこと
より、以下のような利点が得られる。まず、従来のアル
カリ抽出＋テルミット反応法と比較すると、工程が少な
くて済み、装置も簡単である。したがって、操業が容易
で設備コスト少なくて済み、かつ、動力などのランニン
グコストも少ない。また、ドライプロセスであるから、
廃排水の処理が不要である。また、バナジウムの還元剤
に安価なフェロシリコンを用いることができる。また副
産物としてNi含有量の高い合金鉄を回収することができ
る。

【００２２】次に、従来の電気炉法と比較すると、連続
サイクロン溶融炉におけるエネルギー源は、重油、天然
ガス、コークス、石炭等の化石燃料、及びシュレッダー
ダスト、廃プラスチック等の廃棄物の燃焼エネルギーで
ある。したがって、高価な電気エネルギーを必要としな
いため、電気炉法に比べて原料の溶融、還元のためのエ
ネルギーコストを削減することができる。また、上述の
ようにシュレッダーダスト、廃プラスチック等の廃棄物
も使用できるので、熱源が安価であり、廃材が活用でき
るので資源リサイクルの観点からも望ましい。

【００２３】また、熱効率にも優れ、装置自体は簡単な
構造であって操作、管理が容易であり、熟練したオペレ
ータを必要とせず、無人運転も可能である。しかも、電
極等も不要でありランニングコストに優れている他、電
気炉のようなバッチ式の操業ではなく、連続操業が可能
であるため、設備は極めてコンパクトで済み、設備投資
額も小さく、かつ、生産性を上げることができる。

【００２４】加えて、連続サイクロン溶融炉において
は、原料の加熱から溶融、還元までを閉じたシステムで
行うから、途中で原料が逸散することがなく、環境に優
しい操業を行うことができる。更に、連続サイクロン式
溶融炉は、電気炉とは異なり、棚吊りや吹き上げなどの
操業不安定性を増す現象を基本的に生じないため、原料
をあらかじめ塊状に成形することを必ずしも要しない。
したがって、製造工程を簡単にすることができる。

【００２５】また、バナジウム含有廃棄物には、NiやMo
が含有していることがあるが、連続サイクロン溶融炉に
バナジウム含有廃棄物とともに炭素質還元剤を装入する
と、NiやMoが優先的に還元されて、Ni−Mo合金鉄が得ら
れる。ここに、この発明では、連続サイクロン溶融炉で
NiやMoの還元を行うので、電気炉でNiやMo等を還元する
従来の方法に比べて還元のためのコストが格段に低い。

【００２６】以下、この発明を、図１に示すこの発明の
一実施例の説明図を用いながら、より具体的に説明す
る。図示した例は、連続サイクロン溶融炉ではバナジウ
ム原料中の金属成分の還元をほとんど行なわず、もっぱ
ら金属成分の溶融させるだけにして、後工程において反
応炉で金属成分を還元させる例である。

【００２７】バナジウム原料は、使用済み脱硫触媒１、
排ガスから電気集塵機により除去、回収される煙灰２や
重油焚きボイラーの底に沈着するスラグ３などのような
バナジウム含有廃棄物及び／又はバナジウム鉱石４であ
る。これらのバナジウム含有廃棄物は、Ｖの他にNi、Mo
等の有用金属を含有していることが多い。

【００２８】これらのバナジウム含有廃棄物のうち、使
用済み脱硫触媒１は、脱硫装置から取り外した時点で
は、多量の油分が付着しており、かつ、多量のＳを吸着
している。したがって、Ｃ量、Ｓ量を低減させるため
に、ロータリキルンなどを用いて仮焼する前処理を行う
ことが好ましい。もっとも、使用済み脱硫触媒中の油分
を、後工程の連続サイクロン溶融炉における溶融時の燃
料の一部に用いて、燃料コストを低減することもでき
る。

【００２９】また、煙灰２は通常、多量の(NH₄)₂SO₄を
含有している。したがって、(NH₄)₂SO₄量を低減させる
ために、ロータリキルンなどを用いて仮焼する前処理を
行うことが好ましい。

【００３０】なお、ボイラースラグ３には、油分、Ｓ、
(NH₄)₂SO₄等が一切含まれていない。したがって、廃触
媒や煙灰のような仮焼処理は不要である。もっとも、ボ
イラースラグは高温で凝集、固化していることが多いた
め、適宜、所定の粒度に粉砕する前処理を行うことが好
ましい。一方、バナジウム鉱石４は、通常、バナジウム
を数％程度の量でしか含有していないため、選鉱を行っ
てバナジウムを富化することが好ましい。

【００３１】これらのバナジウム含有廃棄物やバナジウ
ム鉱石の１種又は２種以上を、粉砕機５で粉砕し、1 mm
程度以下の粒度にして混合する。混合する際に、鉄源と
してスケールや鉄鉱石などを加えることもできるし、ま
た、少量の炭素質還元剤を加えることもできる。

【００３２】次いで、連続サイクロン溶融炉６に装入し
て加熱、溶融させる。この連続サイクロン溶融炉は、通
常、加熱・還元領域７、溶融領域８及び保持・分離領域
９をそなえている。加熱・還元領域７においては円筒形
の燃焼室の上部に２個のバーナーを円筒の接線方向に並
列配置し、これらのバーナーからの火炎により、加熱室
の上方から供給された混合原料を高温加熱する。このよ
うな対向旋回式加熱室において加熱することにより、原
料を連続的かつ熱効率良く加熱することができる。この
加熱室では、熱源１０として、重油、天然ガス、石炭な
どを用いることができ、また廃棄プラスチック等を使用
することもできる。高温加熱されたバナジウム原料は、
装入された原料の粒度にもよるが、原料は加熱室の下部
においてほぼ半溶融状態になる。

【００３３】加熱され、半溶融状態になった原料は、溶
融領域８、すなわち、この加熱炉の下方に設けられたサ
イクロン溶融室により最終的な溶融が行われ、溶融状態
の合金およびスラグとが生成される。

【００３４】連続サイクロン溶融炉により生成された溶
融メタルとスラグとの混合物は、保持・分離領域９、す
なわち、保持室に導かれる。次工程である反応炉での還
元反応はバッチ処理であるため、反応炉で１回分の処理
が終了するまで溶融メタルとスラグとの混合物は保持室
に溜められる。

【００３５】次いで、これらの溶融メタルとスラグとの
混合物を反応炉１１に装入する。反応炉１１は、電気炉
を用いることも可能であるが、電気炉に限らず、たとえ
ば、揺動取鍋や底吹き転炉を用いることもできる。揺動
取鍋や底吹き転炉にて行う場合には、高価な電力エネル
ギーを必要とせずにバナジウムを回収することができる
し、この揺動取鍋や底吹き転炉では強力な攪拌を行うこ
とができるために還元材との接触反応が促進され、短時
間に還元反応が完了して生産性が向上する。更に、これ
らの反応炉を蓋により、容器内部を気密あるいは非酸化
性雰囲気の条件下で還元反応を行えば、投入された還元
材の空気酸化が極力防止でき、還元剤をＶの還元のため
に有効に使用することができる。この反応炉６において
還元剤１２、例えばフェロシリコンを投入して還元反応
を起こさせ、Fe、Ni、Mo、Ｖを主成分とするメタルと、
スラグとを生成させる。また、反応炉に装入する還元材
としてはFe−Siが安価であるために有利であるが、Fe−
Siに限らず、Alなどを単独で、又はこれらを組み合わせ
て用いることもできる。

【００３６】このメタルを鋳造装置１３により鋳込んで
Ni−Mo−Ｖ系合金鉄１４を得る。なお、必要に応じて、
鋳造に先立って脱燐処理などを行うことは、不純物の少
ない合金鉄が得られるために好ましい。一方、スラグは
鋳造装置１５を経て固形化し、骨材１６などとして活用
することができる。

【００３７】次に、この発明の他の例を図２に示す。図
示した例は、連続サイクロン溶融炉において、バナジウ
ム原料中の金属成分を溶融させるだけでなく、炭素質還
元剤により還元も行って、原料中のMo、Niを優先的に還
元させる例である。

【００３８】バナジウム原料は、図１に示した例と同様
であり、使用済み脱硫触媒１、排ガスから電気集塵機に
より除去、回収される煙灰２や重油焚きボイラーの底に
沈着するスラグ３などのようなバナジウム含有廃棄物及
び／又はバナジウム鉱石４である。これらの原料は、先
に述べたような仮焼や選鉱等の前処理を行うことが好ま
しいことも、図１に示した例と同様である。もっとも、
図２に示した例においては、溶融サイクロン溶融炉にお
いて炭素質還元剤により金属成分を還元するのであるか
ら、廃触媒１や煙灰２の前処理では、バナジウム含有廃
棄物に含まれる炭素を、ある程度残すような前処理を行
うことにより、この炭素を次工程における還元剤として
活用することもできる。

【００３９】これらのバナジウム含有廃棄物やバナジウ
ム鉱石の１種又は２種以上を、粉砕機５を用いて粉砕
し、1 mm以下の粒度にするとともに、鉄源（スケール、
鉄鉱石等）１７及び炭素質還元剤（コークス、微粉炭
等）１８と混合する。この鉄源１７及び炭素質還元剤１
８は、バナジウム原料中に鉄分や炭素分が十分に含まれ
ている場合には、必ずしも必要としない。

【００４０】混合後は、連続サイクロン溶融炉６に装入
して加熱、溶融、還元させる。この連続サイクロン溶融
炉６は、図１に示したものと同様である。バナジウム原
料とともに炭素質還元剤を装入しているため、連続サイ
クロン溶融炉の加熱・還元領域７において、原料中の
鉄、モリブデン、ニッケル等の成分は溶融しつつ還元さ
れる。その一方で、バナジウムはほとんど還元されな
い。そして装入された原料の粒度にもよるが、原料は加
熱室の下部においてほぼ半溶融状態になる。

【００４１】加熱され、半溶融状態になった原料は、溶
融領域８、すなわちこの加熱炉の下方に設けられたサイ
クロン溶融室により最終的な溶融及び還元が行われ、溶
融状態の合金鉄およびスラグが生成される。

【００４２】連続サイクロン溶融炉により生成された溶
融メタルとスラグとの混合物は、保持・分離領域９、す
なわち、保持室に導かれて、この保持室においてスラグ
を浮上させることでNi−Mo−Fe系の成分になる溶融メタ
ルと、バナジウムが富化されたスラグとに分離される。
次いで、このメタルを、鋳造装置１９により鋳造してNi
−Mo合金鉄２０が得られる。なお、このNi−Mo合金鉄の
鋳造に先立って、脱燐処理等の溶銑処理を行うこともで
きるのは云うまでもない。脱燐処理を行えば、得られた
メタルを高合金鋼の原料などとしても使用できるように
なり、得られたメタルの応用範囲が広がる。この脱燐な
どの溶銑処理手段は特に限定されないが、ＡＯＤ炉や転
炉等は、大量のメタルを処理することができる点で有利
である。

【００４３】一方、原料中のバナジウムは、連続サイク
ロン溶融炉６においてはほとんど還元されず、スラグ中
に移行していることから、このバナジウムリッチなスラ
グを反応炉１１に移注して、この反応炉１１に還元剤１
２を投入することでスラグ中のバナジウムを還元させ
る。反応炉１１は、図１に示したのと同様であり、電気
炉、あるいは強攪拌機能を有する容器、例えば揺動取鍋
や底吹き転炉にて行うことができる。還元反応終了後
は、Fe−Ｖが主要成分になるメタルとスラグとを比重に
より分離し、メタルは鋳造装置１３により鋳造してFe−
Ｖ合金インゴット２１とし、一方スラグは鋳造装置１５
をへて固形化し、骨材１６などとして活用することがで
きる。

【００４４】かくして得られたFe−Ｖ合金は、五酸化バ
ナジウムからテルミット法により生成したフェロバナジ
ウムと比べて、バナジウム含有率が低く、また、Mo、Ni
などが混入する。しかし、この発明に従い得られたFe−
Ｖ合金を鉄鋼原料として使用する場合を考えると、鋼中
のＶ量を所定の値とするにはFe−Ｖ合金の添加量を単に
増やせばいいだけの話であって、特に不具合は生じな
い。むしろ、Ｖ量が少ないほど融点が低くなるので、溶
鋼中に容易に融解するという利点がある。そして、この
Fe−Ｖ合金は五酸化バナジウムからテルミット法により
生成したフェロバナジウムよりも格段に安価に製造でき
るため、仮に添加量を増加させたとしても、五酸化バナ
ジウムからテルミット法により生成したフェロバナジウ
ムを鉄鋼原料と使用した場合に比べてＶ添加コストは低
い。

【００４５】また、この発明に従い得られたFe−Ｖ合金
は、Mo、Ni等の含有量が相対的に多い点に関しては、か
かるFe−Ｖ合金中のMo、Niが、バナジウムを添加するよ
うな鋼種では特に有害な作用を示さず、むしろ強度や耐
食性を向上させるので有用であることから、この発明に
従い得られたFe−Ｖ合金は、鉄鋼原料として用いる場合
には何ら問題を生じない。また、自動車用鋼材のように
Ｖを、鋼中に微量添加する場合には、その微量添加され
るFe−Ｖ合金中に含まれるMo、Niの添加量も僅少とな
り、これらMo、Niの作用効果はほとんど無視できる。こ
の点でも、この発明に従い得られたFe−Ｖ合金は、鉄鋼
原料として用いる場合には何ら問題を生じない。

【００４６】また、この発明に従いバナジウム合金鋼を
製造する場合には、上述の方法により得られたバナジウ
ム合金鉄に精錬を施すことより得られる。精錬方法は、
従来公知の一般的な方法を採ればよく、また、ＡＯＤ
法、ＶＯＤ法等も用いることができる。

【００４７】この発明は、図示した例に限定されない。
例えば、バナジウム合金鉄におけるバナジウム含有量を
調整するために、連続サイクロン溶融炉あるいは反応炉
にバナジウム含有物質を装入することができる。このよ
うなバナジウム含有物質を装入すれば、廃棄物の種類、
廃棄物中のＶ含有量などの変動があっても、最終的に得
られるバナジウム合金鉄中のバナジウム含有量を一定に
調整するのが容易になる。このバナジウム含有物質に
は、粗な五酸化バナジウムや、純度の高い五酸化バナジ
ウム、メタバナジン酸アンモニウムなどがあり、これら
の１種又は２種以上を用いることができる。

【００４８】

【実施例】バナジウム原料として発電所の重油焚きボイ
ラーから集塵された煙灰及びボイラースラグを用意し
た。これらの廃棄物のうち、煙灰は(NH₄)₂SO₄の分解除
去を目的としてあらかじめロータリーキルンにより仮焼
を行った。仮焼後の煙灰及びボイラースラグの使用量及
び成分組成を表１に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】仮焼後の煙灰及びボイラースラグは、ボー
ルミルにより粒径1 mm以下に粉砕混合し、約30トンの混
合物を得た。この混合物を6000 kgずつに分け、連続サ
イクロン溶融炉にて５回に分けて溶融させた。溶融に供
した原料混合物の組成を表２に示す。

【００５１】

【表２】

【００５２】バナジウム原料の溶融、還元に用いた連続
サイクロン溶融炉は、加熱室、溶融炉及び保持炉を一体
にそなえる溶融炉であり、加熱還元室の大きさは直径10
00mm、高さ4000mm、溶融炉の大きさは直径1000mm、長さ
2000mmであり、１時間当たり約1000kgの溶融能力があ
る。天然ガスを燃料に用いて、各混合物を約6時間かけ
て溶融させた後、保持炉に導いてメタルとスラグとに分
離させた。保持炉の底部からメタルを取り出した。

【００５３】煙灰は炭素を含有しているため、連続サイ
クロン溶融炉により混合物を溶融させると、この炭素が
還元剤として作用し、原料中のニッケル酸化物や鉄酸化
物を還元する。したがって、メタルはFe−Ni合金となっ
ていた。このメタルの量と成分を表３に示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】保持炉からメタル分を取り出した後、スラ
グを取り出して低周波誘導加熱炉に装入し、保持しなが
ら、還元剤としてFe−シリコンを120 kg投入し、バナジ
ウムの還元を行った。この還元後に得られたメタルはFe
−Ｖ合金であった。このメタルの量及び成分組成を表４
に示す。一方、低周波誘導加熱炉における還元反応の後
のスラグの量及び成分を表５に示す。

【００５６】

【表４】

【００５７】

【表５】

【００５８】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、バナジウム
含有廃棄物から、高級鋼の原料として用いることのでき
るＰ含有量の少ないFe−Ni−Mo合金及びFe−Ｖ合金を、
多大な製造コストを要することなく製造することができ
ることから、当該廃棄物のリサイクルの途を開くもので
あり、その工業上の効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の製造方法の工程の一例を説明する
図である。

【図２】この発明の製造方法の工程の他の一例を説明
する図である。

【図３】従来の製造方法工程をの一例を説明する図で
ある。

【図４】従来の製造方法工程をの一例を説明する図で
ある。

【符号の説明】６連続サイクロン溶融炉１１反応炉

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バナジウム含有廃棄物及びバナジウム鉱
石の一方又は双方からなる原料を、連続サイクロン溶融
炉に装入して加熱、溶融させた後、還元剤と共に反応炉
に装入して金属成分を還元することを特徴とするバナジ
ウム合金鉄の製造方法。
【請求項２】バナジウム含有廃棄物及びバナジウム鉱
石の一方又は双方からなる原料を、連続サイクロン溶融
炉に装入して加熱、溶融、還元させた後、メタルと、バ
ナジウム含有スラグとを分離し、その後、このバナジウ
ム含有スラグを還元剤と共に反応炉に装入して還元する
ことを特徴とするバナジウム合金鉄の製造方法。
【請求項３】鉄源及び／又は炭素質還元剤を、上記バ
ナジウム含有廃棄物及びバナジウム鉱石の一方又は双方
からなる原料と共に連続サイクロン溶融炉に装入するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載のバナジウム合金鉄
の製造方法。
【請求項４】請求項１又は２記載のバナジウム合金鉄
に精錬を施すことを特徴とするバナジウム合金鋼の製造
方法。