JP2003524070A - 製鉄所ダストの処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
たらされる。
。
れた空気によって輸送される。この空気流れ中において、粒子は冷却され、空気
中の酸素の作用によって比較的高度な酸化物になる。
効果によって、これらの揮発性金属は空気で酸化及び冷却され、最終的には遊離
した酸化物又は酸化鉄と混合された構造物の形になる。
ダストは、様々な量の主要な元素、例えば単独の又は混合された酸化物の形の鉄
、亜鉛、カルシウム及びケイ素、及び少量の元素、例えば銅、マンガン、クロム
、カドミウム、鉛及び塩化物を含有する。
金属を含有している。
ッパにおいては500,000T/年のダストがもたらされることが知られてい
る。従ってこのダストの再処理は経済的及び環境的な課題である。
めに、クラス1の廃棄物処理場を備えていなければならなかった。従って鉄及び
鋼鉄産業にとって、廃棄物処理場は無視できない費用をもたらしていた。
意図している。
製鉄産業のダストを使用することによって、この廃棄物をなくすことを意図して
いることによる。この成分の純度は、他の産業、例えば無機顔料産業等において
有益な原料を与えるのに十分なものである。
813号明細書は本発明の従来技術である。
機顔料を調製する方法を示している。この方法は、下記の(a)〜(g)の工程
を含む: (a)ダストを、磁性成分と非磁性成分との2つの画分に分離すること、 (b)非磁性成分に塩基浸出反応を行うこと、 (c)すすぎ、中和及び固体/液体相の分離を行うこと、 (d)装填物を450℃〜650℃の温度でか焼すること、 (e)か焼した装填物を硫酸+触媒で処理すること、 (f)無機顔料を回収すること、 (g)工程(c)及び(e)でもたらされる溶液を再使用して、他の顔料を沈
殿させること。
収のために、製鉄所ダストを処理する方法を示している。この方法は、下記の工
程を含む: ○水中での摩擦、 ○装填物の水力分級、 ○洗浄、 ○加熱条件での処理、 ○240℃〜800℃での熱処理、 ○5%〜8%の濃度の硫酸での処理。
機顔料又はこのタイプの生成物を使用する製造者には許容できない純度の利用可
能元素を提供する。
可能元素を得ることを可能にする製鉄所ダストを処理する方法を提供することに
よってこの問題を解決することを目的とする。
処理する方法である。この方法は、摩擦及び希釈工程、固体/液体の分離及び固
体の洗浄工程、酸浸出工程、セメンテーション反応又はセメンテーション及び脱
石灰化反応を含む酸純化工程を含み、酸化/中和工程を含むことを特徴とする。
この酸化/中和工程は、鉄のオキシ水酸化鉄及び/又は酸化鉄への酸化反応、並
びに反応媒体の中和反応を含む。
より選択される酸化剤によって行う。
、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、アンモニア等の溶液によって行って
、反応媒体のpHを実質的に2.5〜5に維持する。
℃の温度で行う。
度において、実質的に酸が8%〜25%に滴定する硫酸溶液によって行う。
において、実質的に2〜4のpHで行う。
って液体/固体の分離及び固体の洗浄の工程の前に行う。
く塩基浸出工程を含む。
トを、酸化/中和工程でもたらされる液体相から回収する。
及び/又は熱処理の工程を含み、この工程は酸化鉄及び/又はオキシ水酸化鉄を
得ることを可能にする。
分解工程を含み、この工程が金属亜鉛を得ることを可能にする。
を行う。
化工程を行う。
セメンテーション及び脱シリル化反応を含む。
この工程が金属亜鉛及び/又は酸化亜鉛を分離することを可能にする。
る。
る。
ある製鉄所ダストを処理する方法は第1に、水中で原料ダストを摩擦する工程を
含む。
にする。この工程は、装填物を下記の2つの画分に分離する続く分離工程を促進
する: ○40μm超の大きさのダスト ○40μm未満の大きさのダスト
従ってそれ自体本発明の本質的な工程である。これはこの工程が下記のことを可
能にすることによる: ○可溶性塩の溶解の促進 ○表面に吸着した酸化物によってマスクされた金属部分の遊離
及び/又は硫酸塩のような塩を、完全に又は部分的に可溶化するのに役立つ。
洗浄と同時に行うことができる。この洗浄の目的は、塩が摩擦及び希釈工程にお
いて可溶化しない場合に、固体相中にまだ存在する塩を可能な限り除去すること
である。最後に、固体相を洗浄水から分離する。
ので重要である。
、例えば硫酸溶液で処理し、それによって鉄、亜鉛、鉛、カドミウム、ニッケル
及びクロムのような金属を完全に又は部分的に溶解する。溶解した金属を含有し
ている液体相を固体相から分離する。
と並んで、利用される他の元素又は化合物からケイ素を分離することを可能にす
る。
びクロム並びに必要な場合にはカルシウムのような金属を完全に又は部分的に除
去する。
加え、それによって必要な場合のカルシウムを沈殿させること、並びに粉末状の
亜鉛及び/又は鉄を加え、それによって鉛、カドミウム、ニッケル及びクロムに
セメンテーション(cementation)を行うことからなる。
い。
、酸化した及び溶解した貴な物質は、粉末状で溶液に加えられた他の金属体によ
って還元される。
鉛を含有している。
る液体相に行う。この工程の目的は、オキシ水酸化鉄及び/又は酸化鉄の形の鉄
を沈殿させ、亜鉛が反応媒体中で溶解したままであるようにすることである。
〜5に維持して、過酸化水素のような液体酸化剤、又は空気若しくは酸素のよう
な気体酸化剤によって行う。このpH条件は、鉄の沈殿と同時に亜鉛が沈殿する
のを避けるために重要である。
ェライト及び金属亜鉛。
用いて行う。これらの数値は限定的なものではない。
た。
相処理工程は、水を使用する摩擦装置で行った。
水溶性部分の溶解を可能にするのに十分な体積の液体を提供しつつ、固体粒子間
の適当な摩擦を可能にするように選択しなければならない。
にわたって行う。
に、下記のことを達成するのに十分な様式で水によって希釈する: ○塩、特に塩素化物及び硫酸塩の溶解を行うこと、 ○非常に微細な粒子を懸濁させること、及び ○水力分級に適当な密度を提供すること。
能にする。
級工程は、投入されるダストのグラニュロメトリーに適合したカットポイント液
体サイクロンにおいて行うことが有利である。
とができる。差圧は実質的に0.6bar〜1barであり、比R2(流入スラ
リー流量/水向流流量)は実質的に100〜200である。
;及び ○液体サイクロンの垂直筒状体の上側部分の重金属に富む上側流れ。
質の回収を可能にし、また上側流れは800kg〜900kgの乾燥物質の回収
を可能にする。
使用することができ、又は抽出の後でマグネタイト画分を利用することができる
。
体/液体の分離工程の課題を行う。この分離は、例えばフィルタープレスによる
ろ過によって行うことができる。固体相はフィルター上で回収する。同時に、固
体を洗浄して、上述の摩擦及び希釈工程の希釈水中に溶解しなかった塩を除去す
ることができる。
濃度は、2つの塩のそれぞれに関して約1,000ppm未満である。
を行うことができる。この工程は、遊離金属、例えば亜鉛、鉛、カドミウム、ニ
ッケル及びクロム、並びにケイ素を可溶化することを可能にする。他方で、鉄は
可溶化されない。
wt%が可溶化される。
トリウムを含む群から選択される。他の塩基を有利に使用することができる。
g/リットルであることが必要とされる。
よい。
、可溶化する化合物の量の関数である。
鉄に富む固体相は酸浸出工程に送り、鉄以外の金属に富み場合によってはケイ素
を含有する液体相は、塩基純化工程に送ることができる。これについては下記で
説明する。
し、またケイ素を不溶性にすることを可能にする。
含有されることがある鉄、亜鉛、鉛、ニッケル、クロム及びカドミウムの可溶化
をもたらし、且つケイ素を不溶性のままにする酸浸出工程を行う。
た鉄を可溶化し、亜鉛をフェライトの形で固定する。
る硫酸である。この酸浸出工程は、実質的に50℃〜100℃の温度で行う。こ
の工程の期間は、可溶化する化合物の量に依存している。
0.15である。
素のような不溶性化合物を含有する固体相と、鉄を含有し且つ亜鉛、鉛、カドミ
ウム、ニッケル及びクロムのような可溶化した元素を含有することもある酸性水
相又はろ液とを分離する。
、亜鉛が5g/リットル〜20g/リットルである。
反応及び場合によっては脱石灰反応を含む。
ドミウム、ニッケル及びクロムのようなある種の金属のセメンテーションを行っ
て純化する。添加する亜鉛及び/又は鉄の量は、セメンテーションを行わせる化
合物の量の関数である。
。
の温度で行う。
、この酸純化工程の間に行うこともできる。酸浸出反応からのろ液を脱石灰化す
るためには、フッ素化ナトリウムをこのろ液に加え、それによってカルシウムを
沈殿させる。
、固体相と液体相とに分離する。
ルシウムの合計濃度が実質的に5mg/リットル未満であり、有意の濃度の鉄及
び亜鉛を含有している。
のpHを達成する。この固体相は、鉛、亜鉛等のような重金属を十分な量で含有
するものとしてその後利用することができる。
、鉄の酸化に続いてオキシ水酸化鉄及び/又は酸化鉄の形で鉄を沈殿させること
である。
体酸化剤、又は空気若しくは酸素タイプの気体酸化剤を使用することができる。
のpH範囲へのpHの調節は、実質的に100g/リットル〜200g/リット
ルの濃度の炭酸ナトリウムのような塩基の添加によって、酸化反応と同時に行う
。反応は、実質的に10℃〜100℃の温度で行う。
。これは、オキシ水酸化鉄及び/又は酸化鉄を含有する固体相と、50g/リッ
トルに達することがある濃度の亜鉛を含有している液体相若しくはろ液との分離
を可能にする。
燥し、場合によってはその後で、実質的に400℃〜850℃の温度で熱処理を
行う。乾燥及び/又は熱処理の後で得られる酸化鉄及びオキシ水酸化鉄は、顔料
の分野で販売可能な生成物を構成する。
を使用するために、下記の3つの方法を考慮することができる: ○ろ液を電気分解すること、これによって金属亜鉛を分離することが可能にな
る、 ○亜鉛フェライトを合成すること、 ○酸化亜鉛を得ること。
行うことができる。この純化工程は、セメンテーション反応、及び必要で有れば
脱シリル化(desilylation)反応を含む。
ようなある種の金属の全てにセメンテーションを行うのに十分な量の亜鉛を添加
することによって、これらの金属がないようにする。
加えることによって、セメンテーション反応と同時に行うことができる。
が必要である。
、塩基性固体相と塩基性液体相又は塩基性ろ液とを分離する。
ることがある。またこれはケイ素を含有することもある。塩基性固体相は、中和
及び洗浄する。これは、続く処理によって、含有される金属の利用を可能にする
。
ラデー効率の電気分解の後で回収される生成物は、粉末状亜鉛であり、これは洗
浄及び乾燥した後で、販売可能な生成物である粉末状金属亜鉛及び/又は酸化亜
鉛を得ることを可能にする。
ができる。
開始して、下記のものを得ることができる: ○乾燥及び熱処理の最後での600kgのオキシ水酸化鉄及び/又は酸化鉄 ○300kgの共生成物。
いるので、包括的、 ○クラス1廃棄物処理場でのこのタイプの廃棄物の廃棄と比較して、経済的及
び環境的に有利、 ○従来技術の方法と比較して、この方法によって処理された生成物は比較的純
度が良好、 ○これらの処理生成物が販売可能。
概略の流れ図である。
処理する方法である。この方法は、摩擦及び希釈工程、固体/液体の分離及び固
体の洗浄工程、酸浸出工程、セメンテーション反応又はセメンテーション及び脱
石灰化反応を含む酸純化工程を含み、酸化/中和工程を含むことを特徴とする。
この酸化/中和工程は、鉄のオキシ水酸化鉄及び/又は酸化鉄への酸化反応、並
びに反応媒体の中和反応を含み、またこの中和反応は炭酸ナトリウム、炭酸カリ ウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、アンモニア等の溶液によって行 って、反応媒体のpHを実質的に2.5〜5に維持する。
Claims (15)
- 【請求項1】 摩擦及び希釈工程、固体/液体の分離及び固体の洗浄工程、
酸浸出工程、セメンテーション反応又はセメンテーション及び脱石灰化反応を含
む酸純化工程を含む、産業的に再利用可能な化合物の回収のために製鉄所ダスト
を処理する方法であって、酸化/中和工程を含み、この酸化/中和工程は、鉄を
酸化してオキシ水酸化鉄及び/又は酸化鉄にする酸化反応、並びに反応媒体の中
和反応を含むことを特徴とする、産業的に再利用可能な化合物の回収のために製
鉄所ダストを処理する方法。 - 【請求項2】 前記酸化反応を、過酸化水素、酸素及び空気を含む群より選
択される酸化剤によって行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記中和反応を、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素
ナトリウム、炭酸水素カリウム、又はアンモニア等の溶液によって行って、反応
媒体のpHを実質的に2.5〜5に維持することを特徴とする、請求項1又は2
に記載の方法。 - 【請求項4】 前記酸化及び中和工程を、実質的に10℃〜100℃の温度
で行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 前記酸浸出工程を、実質的に50℃〜100℃の温度におい
て、実質的に酸が8%〜25%に滴定する硫酸溶液によって行うことを特徴とす
る、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 前記酸純化を、実質的に20℃〜100℃の温度において、
実質的に2〜4のpHで行うことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載
の方法。 - 【請求項7】 前記水力分級工程を、摩擦及び希釈工程の後であって液体/
固体の分離及び固体の洗浄の工程の前に行うことを特徴とする、請求項1〜6の
いずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 前記液体/固体の分離及び固体の洗浄の工程に続く塩基浸出
工程を含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 金属亜鉛、酸化亜鉛及び/又は亜鉛フェライトを、酸化/中
和工程でもたらされる液体相から回収することを特徴とする、請求項1〜8のい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項10】 前記酸化/中和工程でもたらされる固体相の乾燥及び/又
は熱処理の工程を含み、この工程が酸化鉄及び/又はオキシ水酸化鉄を得ること
を可能にすることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。 - 【請求項11】 前記酸化/中和工程でもたらされる液体相の電気分解工程
を含み、この工程が金属亜鉛を得ることを可能にすることを特徴とする、請求項
1〜10のいずれかに記載の方法。 - 【請求項12】 前記塩基浸出工程でもたらされる固体相に酸浸出工程を行
うことを特徴とする、請求項8に記載の方法。 - 【請求項13】 前記塩基浸出工程でもたらされる液体相に塩基純化工程を
行うことを特徴とする、請求項8に記載の方法。 - 【請求項14】 前記塩基純化工程が、セメンテーション反応又はセメンテ
ーション及び脱シリル化反応を含むことを特徴とする、請求項13に記載の方法
。 - 【請求項15】 前記塩基純化工程に続いて電気分解工程を行い、この工程
が金属亜鉛及び/又は酸化亜鉛の分離を可能にすることを特徴とする、請求項1
3又は14に記載の方法。
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