JP2002241850A

JP2002241850A - ロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法

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Publication number: JP2002241850A
Application number: JP2001043863A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kuromame; 伸一黒豆; Kijo Ueno; 紀条上野; Saburo Sato; 三郎佐藤; Hiroyuki Kajioka; 博幸梶岡
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: JP4499306B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リング形成を防止し、なおかつ従来よりも短
時間で亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離して、酸化鉄の固
体還元を行い生産性を高くすることが可能なロータリー
キルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を提供す
る。【解決手段】亜鉛含有酸化鉄をロータリーキルン１２
の炉内２４で加熱し、亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離
し、更に酸化鉄を還元して鉄含有物２５を得るロータリ
ーキルン１２を用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法にお
いて、亜鉛含有酸化鉄と、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化
物及び酸化鉄を還元する炭材とを主体とする混合物原料
１１を作製し、混合物原料１１を炉内雰囲気の温度が１
１００℃以上であるロータリーキルン１２の炉内２４に
装入し、炭材により亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物を還
元し、更に蒸発させ、還元炉に装入可能な鉄含有物２５
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体還元法による
ロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロータリーキルンによる亜鉛含有
酸化鉄の脱亜鉛には、１０００℃以下の還元性の雰囲気
で行う固体還元法が適用されている。しかし、この固体
還元法を亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛に適用した場合、ロー
タリーキルンの炉内壁へのリング（ロータリーキルンの
炉内壁に付着しリング状に成長したＦｅＯ−Ａｌ₂ Ｏ₃
−ＳｉＯ₂ の溶融付着物）の形成は避けられず、そのた
め、ロータリーキルンの炉内壁にリングが形成されるま
で一定期間操業を行った後、ロータリーキルンの炉内壁
に形成されたリングの除去作業を行っていた。この除去
方法としては、操業を停止して炉を冷却し、ブレーカー
等を使用して、形成されたリングを人手によって除去す
る方法や、クリーニング操業と称する高温でのリング溶
解作業を行う方法がとられていた。このため、ロータリ
ーキルンを連続的に使用できなくなり、大幅に生産能力
が低下するという問題や、また炉内を高温にすること
で、ロータリーキルンの炉内壁、即ち耐火物が溶損する
という問題が生じていた。そこで、リング形成を伴わな
い亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法として、近年開発され数
ヶ所で稼動しているロータリーハースファーネス法が適
用されている。このロータリーハースファーネス法は、
亜鉛含有酸化鉄と炭材とを混合した後、この混合物原料
をブリケットやペレットにする事前処理を行い、回転炉
床で亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物を固体還元して、亜
鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離するという方法である。し
かし、このロータリーハースファーネス法は、熱供給が
輻射であることや、層の厚みで生産量が決まること、ま
た固体とガスとの間の反応を利用するため還元速度が遅
く生産性が低いこと、更には温度管理が難しく、急激な
加熱ではブリケットやペレットが爆裂を起こしたり、高
温では回転炉床に対してブリケットやペレットが溶着現
象を起こし易い等の問題があった。そこで、亜鉛含有酸
化鉄をロータリーキルンの炉内に装入した後、ロータリ
ーキルンの炉内壁にリングが生成しないように亜鉛含有
酸化鉄を十分に加熱（昇熱）し、リングの形成を防止す
る固体還元法が考えられた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た固体還元法では、ロータリーキルンの炉内に亜鉛含有
酸化鉄を装入したときから、還元性ガスを用いて炉内雰
囲気を還元性としているため、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛
酸化物及び酸化鉄の還元反応に伴う吸熱反応が生じ、亜
鉛含有酸化鉄を十分に加熱できなかった。このように、
９００〜１１００℃の温度領域をゆっくり通過するため
に、フェアライト（２ＦｅＯ・ＳｉＯ）が生成される。
この結果、ロータリーキルンの炉内壁に付着し、更にこ
の付着したフェアライトが核となり、炉内壁にリング状
の付着物を形成していた。本発明はかかる事情に鑑みて
なされたもので、リング形成を防止し、なおかつ従来よ
りも短時間で亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離して、酸化
鉄の固体還元を行い生産性を高くすることが可能なロー
タリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う第１の発
明に係るロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱
亜鉛方法は、亜鉛含有酸化鉄をロータリーキルンの炉内
で加熱し、亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離し、更に酸化
鉄を還元して鉄含有物を得るロータリーキルンを用いた
亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法において、亜鉛含有酸化鉄
と、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物及び酸化鉄を還元す
る炭材とを主体とする混合物原料を作製し、混合物原料
を炉内雰囲気の温度が１１００℃以上であるロータリー
キルンの炉内に装入し、炭材により亜鉛含有酸化鉄中の
亜鉛酸化物を還元し、更に蒸発させ、還元炉に装入可能
な鉄含有物を得る。このように、炉内雰囲気の温度１１
００℃以上のロータリーキルンの炉内に混合物原料を直
接投入し、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛を除去し、酸化鉄を
還元して還元炉に装入可能な鉄含有物を製造すること
で、ロータリーキルンの炉内壁へのリング形成の原因と
なるフェアライトの生成を防止することが可能となる。
前記目的に沿う第２の発明に係るロータリーキルンを用
いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法は、第１の発明に係る
ロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法
において、混合物原料中の炭材の量は、亜鉛含有酸化鉄
中の亜鉛酸化物及び酸化鉄の還元に必要な理論量の２倍
以上とし、混合物原料の温度が１１００℃以上となるま
で、混合物原料を酸素ガスを用いて直接加熱することに
より、ロータリーキルンの炉内壁へのリングの形成を防
止する。これにより、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物の
還元を十分に行うことが可能となる。また、亜鉛含有酸
化鉄を急速に、しかも十分に加熱することができるた
め、ロータリーキルンの炉内壁へのリングの形成の原因
となるフェアライトの生成を、更に確実に防止すること
ができる。

【０００５】前記目的に沿う第３の発明に係るロータリ
ーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法は、第２
の発明に係るロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄
の脱亜鉛方法において、混合物原料に混合する炭材は１
ｍｍ以下の細粒、１ｍｍを超え５ｍｍ以下の中粒、５ｍ
ｍを超え８ｍｍ以下の粗粒を主体とし、ロータリーキル
ンの炉内での混合物原料の転動性を確保し、及びロータ
リーキルンの炉内壁へのリングの形成を防止するため、
粗粒が炭材中に５重量％以上含まれている。このように
構成することで、炭材は亜鉛含有酸化鉄の表面に接触し
易くなるだけでなく、炭材の粗粒が混合物原料の撹拌を
行う役目を有し、更に、例えばロータリーキルンの炉内
壁に部分的に生成したフェアライトに衝突し、炉内壁に
付着したフェアライトを除去して、炉内壁へのリングの
形成を防止する役目を有することが可能となる。前記目
的に沿う第４の発明に係るロータリーキルンを用いた亜
鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法は、第２、第３の発明に係る
ロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法
において、混合物原料の温度が１１００℃に達した後
は、酸素ガスが混合物原料に直接接触することを避け、
ロータリーキルンの炉内に天然ガス及び／又はコークス
の還元剤を供給し、ロータリーキルンの炉内の還元雰囲
気を強くすると共に、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物及
び酸化鉄の還元を促進させる。ここで、還元剤として、
コークス以外の還元剤を使用することも可能である。こ
れにより、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物の還元を更に
十分に行うことが可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱
亜鉛方法を適用したロータリーキルン方式の脱亜鉛固体
還元設備の説明図、図２は同ロータリーキルンを用いた
亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を適用した他のロータリー
キルン方式の脱亜鉛固体還元設備の説明図、図３は本発
明の実施例に係るロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸
化鉄の脱亜鉛方法を適用した鉄含有物製造時の材料バラ
ンスの説明図である。

【０００７】図１に示すように、本発明の一実施の形態
に係るロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜
鉛方法を適用した脱亜鉛固体還元設備（脱亜鉛設備）１
０は、亜鉛含有酸化物の一例である製鉄所発生ダスト、
炭材の一例であるコークスを主体とする混合物原料１１
が連続的に投入され還元反応が進行する内面が耐火物で
内張りされたロータリーキルン１２と、製鉄所発生ダス
トを貯蔵する定量排出機能を備えたホッパー１３と、コ
ークスを貯蔵する定量排出機能を備えたホッパー１４
と、各ホッパー１３、１４からそれぞれ連絡管１５、１
６を経由して供給される所定量の製鉄所発生ダストとコ
ークスを混合して混合物原料１１を調整する混合物調整
装置１７と、調整された混合物原料１１をロータリーキ
ルン１２に輸送する輸送管１８と、ロータリーキルン１
２の入口１９側に設けられた加熱装置の一例である重油
・酸素バーナー２０と、コークス燃焼用の酸素を供給す
るためにロータリーキルン１２の入口１９側に設けられ
た酸素供給ランス２２とを有している。なお、ロータリ
ーキルン１２の出口２１側には、混合物原料１１を加熱
処理したときに発生し、炉外に排出される排ガス中の未
燃分を再燃焼させるための二次燃焼室２３が設けられて
いる。以下、詳しく説明する。

【０００８】混合物原料１１中の製鉄所発生ダストが加
熱され、コークスによる還元が進行するロータリーキル
ン１２は、混合物調整装置１７から輸送管１８を経由し
て混合物原料１１が直接投入されるロータリーキルン１
２の入口１９側から出口２１側に向けて下方に傾斜して
おり、図示しない回転装置により一定の回転速度、例え
ば毎分０．１〜０．５回転で回転する。これにより、ロ
ータリーキルン１２に直接装入（投入）された混合物原
料１１は、ロータリーキルン１２の回転に伴い転動しな
がら入口１９側から出口２１側に徐々に進行する。その
際、ロータリーキルン１２の入口１９側に設けられた重
油・酸素バーナー２０によって混合物原料１１は加熱さ
れ、更にロータリーキルン１２の入口１９側に設けられ
た酸素供給ランス２２から供給された酸素ガスにより混
合物原料１１中の一部のコークスが燃焼する。このとき
発生した燃焼熱や、ロータリーキルン１２の内張り用耐
火物の輻射熱も加わり、混合物原料１１中の製鉄所発生
ダストは急速に加熱され還元される。

【０００９】続いて、本発明の一実施の形態に係るロー
タリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を、
前記した脱亜鉛固体還元設備１０を用いて説明する。本
発明の一実施の形態に係るロータリーキルンを用いた亜
鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法は、製鉄所発生ダストをロー
タリーキルン１２の炉内２４で加熱し、製鉄所発生ダス
トから亜鉛を分離し、更に酸化鉄を還元して鉄含有物２
５を得る方法であり、製鉄所発生ダストと、製鉄所発生
ダスト中の亜鉛酸化物（例えば、ＺｎＯ等）及び酸化鉄
（例えば、ＦｅＯ、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 等）を還元するコークス
とを主体とする混合物原料１１を製造し、混合物原料１
１を炉内雰囲気の温度が１１００℃以上であるロータリ
ーキルン１２の炉内２４に装入し、コークスにより製鉄
所発生ダスト中の亜鉛酸化物を還元し、更に蒸発させ、
還元炉の一例である高炉に装入可能な鉄含有物２５を得
る方法である。なお、混合物原料１１中のコークスの量
は、製鉄所発生ダスト中の亜鉛酸化物及び酸化鉄の還元
に必要な理論量の２倍以上とし、混合物原料１１の温度
が１１００℃以上となるまで、混合物原料１１を酸素ガ
スを用いて直接加熱することにより、ロータリーキルン
１２の炉内壁２６へのリングの形成を防止する。以下、
詳しく説明する。

【００１０】まず、重油・酸素バーナー２０を用いて、
ロータリーキルン１２の炉内雰囲気の温度が１１００℃
以上となるまで予め加熱しておき、製鉄所発生ダスト貯
蔵用のホッパー１３、コークス貯蔵用のホッパー１４か
ら連絡管１５、１６をそれぞれ経由して、製鉄所発生ダ
ストとコークスを所定量ずつ混合物調整装置１７に搬送
する。混合物調整装置１７に搬送された製鉄所発生ダス
トとコークスは、混合物調整装置１７で混合され混合物
原料１１となり、混合物調整装置１７を用いて、この混
合物原料１１をロータリーキルン１２の入口１９側から
炉内２４に装入する。混合物原料１１をロータリーキル
ン１２の炉内２４に装入した後は、混合物原料１１がロ
ータリーキルン１２の炉内壁２６の耐火物に付着してリ
ングを形成しないように、混合物原料１１を重油・酸素
バーナー２０で加熱すると共に、酸素供給ランス２２か
ら供給する酸素ガスで混合物原料１１中のコークスの一
部を燃焼させ、混合物原料１１の温度が１１００℃以上
となるように急速に加熱する。

【００１１】ここで、製鉄所発生ダストとは、製銑、製
鋼過程で排ガスから捕集された亜鉛を含有する酸化鉄ダ
ストである。また、コークスは、１ｍｍ以下の細粒、１
ｍｍを超え５ｍｍ以下の中粒、５ｍｍを超え８ｍｍ以下
の粗粒を主体としたものであり、このコークスには、ロ
ータリーキルン１２の炉内２４での混合物原料１１の転
動性を確保し、更にロータリーキルン１２の炉内壁２６
へのリング形成を防止するため、粗粒がコークス中に５
重量％以上含まれている。なお、コークス中に含まれる
粗粒の割合の上限については特に限定していないが、ロ
ータリーキルン１２の炉内２４での混合物原料１１の転
動性を確保し、ロータリーキルン１２の炉内壁２６への
リング形成を防止することが可能であれば、混合物原料
１１の状態（例えば、水分の有無、大きさ等）に応じ
て、粗粒がコークス中に例えば５重量％以上９０重量％
以下、更には５重量％以上８０重量％以下と限定するこ
とも可能である。

【００１２】また、混合物原料１１中のコークスの量
は、製鉄所発生ダスト中の亜鉛酸化物及び酸化鉄の還元
に必要な理論量の２倍以上とした。しかし、より確実に
還元反応を促進させるため、コークスの量を製鉄所発生
ダスト中の亜鉛酸化物及び酸化鉄の還元に必要な理論量
の２．２倍以上、更には２．５倍以上とすることが好ま
しい。一方、コークスの量の上限については特に限定し
ていないが、例えばロータリーキルン１２の炉内２４で
の混合物原料１１の転動性確保、鉄含有物の生産量、コ
ークスの使用量による経済性等を考慮に入れ、コークス
の量を製鉄所発生ダスト中の亜鉛酸化物及び酸化鉄の還
元に必要な理論量の例えば５倍以下、更には４倍以下と
することが好ましい。

【００１３】そして、ロータリーキルン１２の炉内雰囲
気の温度を１１００℃以上としたのは、炉内雰囲気の温
度が１１００℃未満の場合、混合物原料１１中の亜鉛の
蒸発速度、及び酸化鉄の還元速度が緩やかとなり、製鉄
所発生ダストの処理時間が延長されることや、ロータリ
ーキルン１２の炉内壁２６にフェアライトが生成し易く
なること等に起因する。一方、ロータリーキルン１２の
炉内雰囲気の温度の上限については特に限定していない
が、１２００℃以下とすることが好ましい。これは、１
２００℃を超えると脱亜鉛固体還元設備１０にかかる負
荷の点から経済的でないことに起因する。従って、ロー
タリーキルン１２の炉内雰囲気の温度を１１００〜１２
００℃とすることが好ましいが、ロータリーキルン１２
の炉内壁２６にフェアライトを生成させることなく、製
鉄所発生ダストの処理時間を短縮し、しかも経済性を考
慮して、１１２０〜１２００℃、更には１１３０〜１２
００℃とすることが好ましい。

【００１４】更に、混合物原料１１を１１００℃以上に
加熱する加熱速度（昇熱速度）は、リング形成の原因と
なるフェアライトを生成させないため、少なくとも８０
℃／分以上にすることが好ましい。一方、混合物原料１
１の加熱速度の上限は特に限定する必要はないが、混合
物原料１１の熱伝導率、加熱する混合物原料１１の量等
を考慮に入れれば、現実的には２００℃／分以下程度と
なる。なお、リング形成の原因となるフェアライトを生
成させないため、混合物原料１１を１１００℃以上に加
熱する加熱速度を少なくとも８０℃／分以上としたが、
より好ましくは１００℃／分以上、更には１２０℃／分
以上とすることが好ましい。

【００１５】上記した条件で、ロータリーキルン１２の
炉内２４に装入された混合物原料１１を加熱する。この
とき、ロータリーキルン１２には、入口１９側から出口
２１側へ傾斜がついているので、ロータリーキルン１２
の回転により、炉内２４に装入された混合物原料１１
は、入口１９側から出口２１側への移動中にコークスの
燃焼、重油・酸素バーナー２０による加熱、及びロータ
リーキルン１２の炉内壁２６である耐火物からの輻射に
よって加熱され、製鉄所発生ダストの一部において還元
が始まる。なお、還元された亜鉛は、ロータリーキルン
１２の炉内２４が１１００℃以上となっているため蒸発
し、例えば混合物原料１１に付着した水分等と共に、排
ガスとして二次燃焼室２３に送られる。

【００１６】なお、混合物原料１１の温度が１１００℃
に達した後は、酸素ガスが混合物原料１１に直接接触す
ることを避け、ロータリーキルン１２の炉内２４に天然
ガス及び／又はコークスの還元剤を供給し、ロータリー
キルン１２の炉内２４の還元雰囲気を強くすると共に、
製鉄所発生ダスト中の亜鉛酸化物及び酸化鉄の還元を促
進させる。これにより、混合物原料１１中の製鉄所発生
ダストの脱亜鉛が進行すると同時に、製鉄所発生ダスト
中の一部の酸化鉄も還元されるため、ロータリーキルン
１２の出口２１側付近では、１１００℃以上の温度を有
する鉄含有物２５と未反応のコークス２７との混合物２
８が得られる。この鉄含有物２５と未反応のコークス２
７は、ロータリーキルン１２の出口２１から排出された
後、二次燃焼室２３の下側を通って回収され、更に鉄含
有物２５は、ロータリーキルン１２の下流側に配置され
る高炉に装入される。上記したように、ロータリーキル
ンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を適用すること
で、容易に鉄含有物を製造でき、安定した操業を行うこ
とが可能となる。

【００１７】次に、本発明の一実施の形態に係るロータ
リーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を適用
した脱亜鉛固体還元設備２９について説明する。なお、
脱亜鉛固体還元設備１０と同一の部材には同一の番号を
付し、説明を省略する。図２に示すように、この脱亜鉛
固体還元設備２９は、重油・酸素バーナー２０をロータ
リーキルンの出口２１側に設置したものである。また、
ロータリーキルン１２の入口１９側には、混合物原料１
１を加熱処理したときに発生し、炉外に排出される排ガ
ス中の未燃分を再燃焼させるための二次燃焼室３０が設
けられている。従って、混合物原料１１を加熱処理する
ことで得られた鉄含有物２５と未反応のコークス２７
は、ロータリーキルン１２の出口２１側に形成された排
出管３１を通って排出され回収される。上記のように構
成することで、混合物原料１１の流れと、重油・酸素バ
ーナー２０による熱の流れが対向するため、より効率良
く製鉄所発生ダストから鉄含有物を作製することが可能
となる。

【００１８】

【実施例】本発明に係るロータリーキルンを用いた亜鉛
含有酸化鉄の脱亜鉛方法を適用し、試験を行った結果に
ついて説明する。前記した脱亜鉛固体還元設備１０を使
用して、表１に記載される組成を有する製鉄所発生ダス
ト１０００ｋｇとコークス２２２ｋｇとを混合物調整装
置１７を用いて混合物原料１１とした後、炉内雰囲気の
温度が１１００℃以上に加熱されたロータリーキルン１
２の炉内２４に、混合物原料１１を輸送管１８を介して
直接投入し、鉄含有物２５を作製した。なお、コークス
の量は、製鉄所発生ダスト中の亜鉛酸化物と鉄酸化物を
還元するために必要な理論量の２．５倍である。作製し
た鉄含有物の成分を表２に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】図３に示すように、製鉄所発生ダストをロ
ータリーキルン１２を用いて処理することで、製鉄所発
生ダスト中に含まれていた６４ｋｇの亜鉛が１．５ｋｇ
まで減少し、作製した鉄含有物２５に含まれる亜鉛の割
合は０．２重量％となった。ここで、排ガスとして炉外
に排出された亜鉛（Ｚｎ）の量は６２．５ｋｇで、２次
集塵で回収した酸化亜鉛（ＺｎＯ）の量は７７．８ｋｇ
であった。また、製鉄所発生ダスト中に含まれていた酸
化鉄（ＦｅＯ：３７６ｋｇ、Ｆｅ₂Ｏ₃ ：３０９ｋｇ）
も、ロータリーキルン１２を用いて処理することで、２
０．５ｋｇ（ＦｅＯ）まで減少させ、作製した鉄含有物
２５に含まれる割合は３．０重量％となった。ここで、
回収できた金属鉄（Ｍｅ−Ｆｅ）は４８４．１ｋｇで、
鉄含有物２５の７１．４％を占めていた。なお、このと
き、ロータリーキルン１２の炉内壁２６へのリングの形
成は認められなかった。このように、ロータリーキルン
を用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を適用すること
で、製鉄所発生ダスト中の亜鉛を容易に除去でき、製鉄
所発生ダスト中の酸化鉄も還元でき、更にロータリーキ
ルン１２の炉内壁２６へのリングの形成も防止すること
が可能となった。

【００２２】以上、本発明を、実施の形態を参照して説
明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載
の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記
載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の
形態や変形例も含むものである。例えば、前記実施の形
態においては、混合物原料の加熱を重油・酸素バーナー
と酸素ガスを用いて行った場合について示したが、重油
バーナー、酸素バーナー及び酸素ガスにより混合物原料
の加熱を行い、更に、還元反応の促進及び伝熱効率の向
上のため、加熱方式として電気エネルギーによるアーク
加熱を採用することも可能である。また、前記実施の形
態においては、炭材としてコークスを使用した場合につ
いて示したが、他の炭材、例えば廃プラスチック等の炭
素含有物を使用することも可能である。

【００２３】そして、前記実施の形態においては、ロー
タリーキルンの炉内壁へのリングの形成を防止する造滓
剤を、混合物原料中に添加しない場合について示した。
しかし、製鉄所発生ダスト中のＳｉＯ₂ 成分が高い場合
（例えば、１０〜２０重量％程度）には、ロータリーキ
ルンの炉内壁にリングが形成し易くなる可能性があるの
で、混合物原料中に、ＣａＯや、ＭｇＯレンガ屑等の造
滓剤を入れることも可能である。この場合、脱亜鉛固体
還元設備に、造滓剤を貯蔵する定量排出機能を備えたホ
ッパーを設置し、このホッパーと混合物調整装置との間
に連絡管を配設することが好ましい。これにより、ロー
タリーキルンの炉内壁にリングを形成しない程度の造滓
剤を、容易に混合物原料中に添加することが可能とな
る。

【００２４】

【発明の効果】請求項１〜４記載のロータリーキルンを
用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法においては、炉内雰
囲気の温度１１００℃以上のロータリーキルンの炉内に
混合物原料を直接投入し、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛を除
去し、酸化鉄を還元して還元炉に装入可能な鉄含有物を
製造することで、ロータリーキルンの炉内壁へのリング
形成の原因となるフェアライトの生成を防止することが
可能となる。このため、従来使用されてきたロータリー
キルンを使用して、亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離し、
鉄含有物を製造することが可能となるため、生産性が高
く経済性が良好となる。また、ロータリーキルンの炉内
壁へのリングの形成を防止することが可能となるため、
リングの除去作業等を行う必要がなくなり、作業性が良
好で、しかも鉄含有物の生産性も向上させることが可能
となる。従って、処理する亜鉛含有酸化鉄の種類の制約
が少なく、鉄が低品位の亜鉛含有酸化鉄の使用も可能
で、しかも事前処理もほとんど必要ないロータリーキル
ンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を提供すること
が可能となる。なお、亜鉛含有酸化鉄の含水量が多い場
合でも、亜鉛含有酸化鉄のロータリーキルンへの供給速
度を低下させるか、又は炭材の混合量を多くし酸素ガス
で混合物原料を加熱することにより操業可能となる。特
に、請求項２記載のロータリーキルンを用いた亜鉛含有
酸化鉄の脱亜鉛方法においては、亜鉛含有酸化鉄中の亜
鉛酸化物の還元を十分に行うことが可能となるので、従
来の方法より短時間に亜鉛を含まない鉄含有物を容易に
製造することが可能となる。また、亜鉛含有酸化鉄を急
速に、しかも十分に加熱することができるため、ロータ
リーキルンの炉内壁へのリングの形成の原因となるフェ
アライトの生成を、更に確実に防止することができる。
従って、リングの除去作業等を行う必要が更になくなる
ので、作業性が良好となり、しかも鉄含有物の生産性も
向上させることが可能となる。

【００２５】請求項３記載のロータリーキルンを用いた
亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法においては、炭材は亜鉛含
有酸化鉄の表面に接触し易くなるだけでなく、炭材の粗
粒が混合物原料の撹拌を行う役目を有し、更に、例えば
ロータリーキルンの炉内壁に部分的に生成したフェアラ
イトに衝突し、炉内壁に付着したフェアライトを除去し
て、炉内壁へのリングの形成を防止する役目を有するこ
とが可能となる。従って、作業性が良好なロータリーキ
ルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を提供するこ
とが可能となる。請求項４記載のロータリーキルンを用
いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法においては、亜鉛含有
酸化鉄中の亜鉛酸化物の還元を更に十分に行うことが可
能となる。従って、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物を確
実に還元でき、しかも亜鉛含有酸化鉄中から亜鉛を確実
に除去できるため、容易に鉄含有物を作製することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るロータリーキルン
を用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を適用したロータ
リーキルン方式の脱亜鉛固体還元設備の説明図である。

【図２】本発明の同ロータリーキルンを用いた亜鉛含有
酸化鉄の脱亜鉛方法を適用した他のロータリーキルン方
式の脱亜鉛固体還元設備の説明図である。

【図３】本発明の実施例に係るロータリーキルンを用い
た亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法を適用した鉄含有物製造
時の材料バランスの説明図である。

【符号の説明】

１０：脱亜鉛固体還元設備、１１：混合物原料、１２：
ロータリーキルン、１３：ホッパー、１４：ホッパー、
１５：連絡管、１６：連絡管、１７：混合物調整装置、
１８：輸送管、１９：入口、２０：重油・酸素バーナ
ー、２１：出口、２２：酸素供給ランス、２３：二次燃
焼室、２４：炉内、２５：鉄含有物、２６：炉内壁、２
７：コークス、２８：混合物、２９：脱亜鉛固体還元設
備、３０：二次燃焼室、３１：排出管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２２Ｂ 19/30 Ｃ２２Ｂ 19/30 (72)発明者佐藤三郎福岡県北九州市八幡東区大谷１丁目３番１号株式会社アステック入江内 (72)発明者梶岡博幸福岡県北九州市八幡東区大谷１丁目３番１号株式会社アステック入江内Ｆターム(参考） 4K001 AA10 AA30 BA14 GA07 HA01 HA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】亜鉛含有酸化鉄をロータリーキルンの炉
内で加熱し、該亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離し、更に
酸化鉄を還元して鉄含有物を得るロータリーキルンを用
いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法において、前記亜鉛含
有酸化鉄と、該亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物及び酸化
鉄を還元する炭材とを主体とする混合物原料を作製し、
該混合物原料を炉内雰囲気の温度が１１００℃以上であ
る前記ロータリーキルンの炉内に装入し、前記炭材によ
り前記亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物を還元し、更に蒸
発させ、還元炉に装入可能な前記鉄含有物を得ることを
特徴とするロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の
脱亜鉛方法。
【請求項２】請求項１記載のロータリーキルンを用い
た亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法において、前記混合物原
料中の前記炭材の量は、前記亜鉛含有酸化鉄中の前記亜
鉛酸化物及び前記酸化鉄の還元に必要な理論量の２倍以
上とし、前記混合物原料の温度が１１００℃以上となる
まで、該混合物原料を酸素ガスを用いて直接加熱するこ
とにより、前記ロータリーキルンの炉内壁へのリングの
形成を防止することを特徴とするロータリーキルンを用
いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法。
【請求項３】請求項２記載のロータリーキルンを用い
た亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法において、前記混合物原
料に混合する前記炭材は１ｍｍ以下の細粒、１ｍｍを超
え５ｍｍ以下の中粒、５ｍｍを超え８ｍｍ以下の粗粒を
主体とし、前記ロータリーキルンの炉内での前記混合物
原料の転動性を確保し、及び前記ロータリーキルンの前
記炉内壁へのリングの形成を防止するため、前記粗粒が
前記炭材中に５重量％以上含まれていることを特徴とす
るロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方
法。
【請求項４】請求項２又は３記載のロータリーキルン
を用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法において、前記混
合物原料の温度が１１００℃に達した後は、前記酸素ガ
スが該混合物原料に直接接触することを避け、前記ロー
タリーキルンの炉内に天然ガス及び／又はコークスの還
元剤を供給し、該ロータリーキルンの炉内の還元雰囲気
を強くすると共に、前記亜鉛含有酸化鉄中の前記亜鉛酸
化物及び前記酸化鉄の還元を促進させることを特徴とす
るロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方
法。