JP2005256116A - 金属原料用のブリケット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属粉末を含む粉塵ダストを、有効に再利用することができる金属原料用のブリケット及びその製造方法を提供する。
【解決手段】粉塵ダストＦを圧縮成形する前又は圧縮成形した後に、珪酸ソーダを含む固形化補助剤Ｄを含浸させて、最終的に乾燥させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、金属原料用のブリケット及びその製造方法に関し、特に、製鋼・精錬工程等で発生する金属粉末を含む粉塵ダストを有効利用する技術に関する。

製鋼・精錬工程等で発生する粉塵ダストは、集塵機によって回収することが行われている。この回収された粉塵ダストは、金属粉末を７５〜９５重量％程度含んでいるので、金属原料として有効な資源となり得る。しかしながら、この粉塵ダストは飛散し易いので、運搬、貯蔵等の取り扱いに不便である。特に鉄系金属粉を含む粉塵ダストについては、発火し易くその取り扱いがより一層困難である。
そこで、前記粉塵ダストを例えば紛状石炭中に混合し、バインダーを添加した後、加熱成形してブリケットにすることが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開平１０−２６５７８８号公報（図１）

しかし、前記ブリケットは、粉塵ダストの含有量が１０重量％を超えると強度が低下するので、その成分のほとんどを本来的には不要な紛状石炭で構成する必要がある。このため、粉塵ダストをより有効に再利用するには、コスト的に不利である。したがって、前記粉塵ダストのほとんどは、産業廃棄物として埋め立て処分されているのが実情である。しかし、このような粉塵ダストの埋め立て処分は、資源の有効利用という観点から好ましくない。また、環境悪化を引き起こすとともに、廃棄コストが高くつくという問題もある。
この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、粉塵ダストを容易且つ安価に再利用することができる金属原料用のブリケット及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するためのこの発明の金属原料用のブリケットは、乾燥したブリケットであって、金属粉末を含む粉塵ダストを、珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方を含む固形化補助剤によって固形化してなることを特徴としている。
このような構成のブリケットは、固形化補助剤が、珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方からなるので、適度の機械的強度を発揮することができ、運搬、貯蔵等の取り扱いが容易である。また、少量の前記固形化補助剤で多量の粉塵ダストを固形化することができるので、コストが安く品質の良好なものとなる。しかも、乾燥した固形物であるので、そのまま溶鉱炉等に投入しても突沸が生じたり舞い上がって排出されたりするおそれがない。したがって、粉塵ダストを高品質の金属原料として有効利用することができる。

前記ブリケットは、前記固形化補助剤を０．５〜５．０重量％含むのが好ましく、これにより、金属原料としてさらに高品質なものとなる。
前記金属粉末は鉄系金属粉末であってもよく、この場合には、製鋼原料用のブリケットとして好適なものとなる。

この発明の金属原料用のブリケットの製造方法は、金属粉末を含む粉塵ダストに、水を含浸させる工程と、水を含浸させた粉塵ダストを圧縮成形する工程と、圧縮成形した粉塵ダストに珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方を含む固形化補助剤を含浸させる工程と、固形化補助剤を含浸させた粉塵ダストを乾燥させる工程とを含むことを特徴としている。
このような構成の金属原料用のブリケットの製造方法によれば、粉塵ダストに水を含浸させた状態で圧縮成形を施すことにより、当該粉塵ダストを運搬等の取り扱いに支障がない程度に固めることができる。また、圧縮成形した粉塵ダストに珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方を含む固形化補助剤を含浸させるので、少量の固形化補助剤によって多量の粉塵ダストを強固に固めることができる。

この発明の他の金属原料用のブリケットの製造方法は、金属粉末を含む粉塵ダストに、珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方を含む固形化補助剤を添加する工程と、前記固形化補助剤を添加した粉塵ダストを圧縮成形する工程と、圧縮成形した粉塵ダストを乾燥させる工程とを含むことを特徴としている。
このような構成の金属原料用のブリケットの製造方法によれば、前記粉塵ダストを圧縮成形することにより、当該粉塵ダストに添加した固形化補助剤を、粉塵ダストのほぼ全体に亘って浸透させることができる。このため、少量の固形化補助剤によって多量の粉塵ダストを強固に固めることができる。

前記ブリケットの製造方法においては、前記粉塵ダストを圧縮成形する工程と圧縮成形した粉塵ダストを乾燥する工程との間に、当該粉塵ダストに珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方を含む固形化補助剤を含浸させる工程をさらに含んでいてもよい。この場合には、さらに機械的強度の強いブリケットを得ることができる。
前記いずれの製造方法においても、金属粉末が鉄系金属粉末であってもよく、この場合には、製鋼原料用のブリケットの製造方法として特に好適となる。

この発明の金属原料用のブリケットによれば、粉塵ダストを高品質にて安価な金属原料として再利用が可能であり、環境保全に役立つとともに、粉塵ダストの廃棄コストを削減することができる。
また、この発明の金属原料用のブリケットの製造方法によれば、粉塵ダストに固形化補助剤を含浸させたり、粉塵ダストを圧縮成形したりすることにより、当該粉塵ダストを所望の強度に固形化することができるので、金属原料用のブリケットを容易且つ安価に製造することができる。

以下、この発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１はこの発明の一実施形態に係る金属原料用のブリケットの製造方法を示す工程図である。このブリケットＡの製造においては、まず金属粉末を含む粉塵ダストＦ（図１(a)参照）を、例えばベルトコンベア１によって搬送しながら、当該粉塵ダストＦに対して水Ｗを滴下する（図１(b)参照）。前記粉塵ダストＦは、製鋼工程で発生したものを集塵機によって回収したものであり、鉄系金属粉末を７５〜９５重量％含んでいる。
次に、前記固形化補助剤Ｄが滴下された粉塵ダストＦを、例えば１日放置して、滴下した水Wを粉塵ダストＦ中に十分に浸透させる（図１(c)参照）。

その後、前記水Wを浸透させた粉塵ダストＦを、成形型３を用いてプレスにより圧縮成形する（図１(d)参照）。この圧縮成形によって、粉塵ダストＦが次工程への搬送時等に崩壊しない程度の強度に固められる。
次に、圧縮成形された粉塵ダストＦに固形化補助剤Ｄを含浸させる。この含浸は、例えば、前記粉塵ダストＦをベルトコンベア７にて搬送しながら、タンク８に注入した固形化補助剤Ｄに浸漬させることにより行う（図１(e)参照）。前記タンク８に注入した固形化補助剤Ｄとしては、珪酸ソーダを水で２５〜３５重量％程度に希釈した溶液が用いられる。

そして、固形化補助剤Ｄを含浸させた粉塵ダストＦ（図１(f)参照）を、例えば２日間程養生（乾燥）することにより（図１(g)参照）、当該固形化補助剤Ｄを固化させて、金属原料用のブリケットＡを得る（図１(h)参照）。なお、前記養生に際しては、常温又は冷却されたエアーを吹き付けてこれを急速冷却してもよい。
以上により、乾燥した多孔質のブリケットＡを得ることができる。このブリケットＡは、粉塵ダストＦを９５〜９９．５重量％、固形化補助剤Ｄを０．５〜５．０重量％含むのが好ましく、これにより、製鋼原料としての品質を確保しつつ粉塵ダストＦを容易且つ強固に固形化することができる。すなわち、固形化補助剤Ｄが０．５重量％未満であると、機械的強度が弱く、運搬その他の取り扱い時に破損し易いものとなり、５．０重量％を超えると、その分、鉄系金属の含有量が少なくなって、製鋼原料としての品質が低下する。

以上により得られたブリケットＡは、粉塵ダストＦを固形化した多孔質のものであるので、養生によって含有水分を容易且つ確実に除去することができる。このため、そのまま溶鉱炉に投入しても突沸が生じたり舞い上がって排出されたりするおそれがない。また、固形化補助剤Ｄとして珪酸ソーダを用いたものであるので、適度の機械的強度を発揮することができ、運搬、貯蔵等の取り扱いが容易である。しかも、ブリケットＡ中のほとんどの成分が粉塵ダストＦであるので、鉄系金属を多量に含むとともに、コストも安価なものとなる。したがって、粉塵ダストＦを安価で高品質の製鋼原料として再利用することができる。

図２はこの発明に係るブリケットの製造方法の他の実施の形態を示す工程図である。この実施の形態においては、まず鉄系金属粉末を含む粉塵ダストＦ（図２(a)参照）を、例えばベルトコンベア１によって搬送しながら、当該粉塵ダストＦに対して固形化補助剤Ｄを滴下する（図２(b)参照）。この固形化補助剤Ｄとしては、珪酸ソーダ３０〜５０％の溶液を用いる。

次に、前記固形化補助剤Ｄを添加した粉塵ダストＦを、成形型３を用いてプレスにより圧縮成形する（図２(c)参照）。この際、粉塵ダストＦに添加した固形化補助剤Ｄを、粉塵ダストＦのほぼ全体に亘って浸透させることができる。
そして、固形化補助剤Ｄを含浸させた粉塵ダストＦ（図２(d)参照）を、例えば２日間程養生（乾燥）することにより（図２(e)参照）、当該固形化補助剤Ｄを固化させて、金属原料用のブリケットＡを得る（図２(f)参照）。以上により、乾燥した多孔質のブリケットＡを得ることができる。なお、このブリケットＡについても、粉塵ダストＦを９５〜９９．５重量％、固形化補助剤Ｄを０．５〜５．０重量％含むのが好ましく、これにより、製鋼原料としての品質を確保しつつ粉塵ダストＦを容易且つ強固に固形化することができる。
この製造方法によれば、前記圧縮成形によって固形化補助剤Ｄが粉塵ダストＦのほぼ全体に亘って浸透するので、最終的に得られるブリケットＡの機械的強度をより強くすることができる。

図３はこの発明に係るブリケットの製造方法のさらに他の実施の形態を示す工程図である。この実施の形態が図２に示す実施の形態と異なる点は、粉塵ダストＦを圧縮成形する工程と圧縮成形した粉塵ダストＦを乾燥する工程との間に、当該粉塵ダストＦに固形化補助剤Ｄをさらに含浸させる工程を追加した点である。
この固形化補助剤Ｄの含浸は、例えば圧縮成形された粉塵ダストＦを、ベルトコンベア７にて搬送しながら、タンク８に注入した前記固形化補助剤Ｄに浸漬させることにより行う（図３(d)参照）。前記タンク８に注入した固形化補助剤Ｄとしては、珪酸ソーダを水によって希釈したものを用いており、これにより、圧縮成形された粉塵ダストＦに対する固形化補助剤Ｄの浸透性を良好に確保している。この実施の形態によれば、ブリケットＡの機械的強度をさらに高めることができる。

なお、前記何れの実施の形態においても、固形化補助剤Ｄとして、前記珪酸ソーダの他に、コロイダルシリカを用いたり、珪酸ソーダとコロイダルシリカとの混合物を用いたりすることができ、これらのいずれについても、粉塵ダストＦを容易且つ強固に固形化することができる。

前記ブリケットＡの形状としては、図１〜図３に示した円柱形状のほか、卵形、アーモンド形、ラグビーボール形等のような、周縁部に丸みを有し、周縁部から中央部に向かって肉厚が漸次厚くなるほぼピロー形状であってもよい（図４参照）。このような形状に成形することにより、圧縮荷重に強く崩壊し難いとともに、角部等における部分的な破損が生じ難いブリケットＡを得ることができる。

また、前記ブリケットＡは、銅、鉛、酸化錫、黄銅等の金属の精錬時等に発生する各種金属粉末を含む粉塵ダストＦを、固形化補助剤Ｄによって固形化したものであってもよく、この場合には、金属粉末の種類に応じた金属原料として有効に再利用することができる。
さらに、いずれのブリケットＡについても、粉塵ダストＦを７５重量％以上含むのが、金属原料としての品質を確保する上で好ましい。

この発明の一実施形態に係る金属原料用のブリケットの製造方法を示す工程図である。 この発明の他の実施形態に係る金属原料用のブリケットの製造方法を示す工程図である。 ブリケットの製造方法のさらに他の実施形態を示す工程図である。 ブリケットの一部欠截斜視図である。

符号の説明

Ａ ブリケット
Ｄ 固形化補助剤
Ｆ 粉塵ダスト

Claims (7)

1. 乾燥したブリケットであって、金属粉末を含む粉塵ダストを、珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方を含む固形化補助剤によって固形化してなることを特徴とする金属原料用のブリケット。
2. 前記固形化補助剤を０．５〜５．０重量％含む請求項１記載の金属原料用のブリケット。
3. 前記金属粉末が鉄系金属粉末である請求項１記載の金属原料用のブリケット。
4. 金属粉末を含む粉塵ダストに、水を含浸させる工程と、
   水を含浸させた粉塵ダストを圧縮成形する工程と、
   圧縮成形した粉塵ダストに珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方を含む固形化補助剤を含浸させる工程と、
   固形化補助剤を含浸させた粉塵ダストを乾燥させる工程と
   を含むことを特徴とする金属原料用のブリケットの製造方法。
5. 金属粉末を含む粉塵ダストに、珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方を含む固形化補助剤を添加する工程と、
   前記固形化補助剤を添加した粉塵ダストを圧縮成形する工程と、
   圧縮成形した粉塵ダストを乾燥させる工程と
   を含むことを特徴とする金属原料用のブリケットの製造方法。
6. 前記粉塵ダストを圧縮成形する工程と圧縮成形した粉塵ダストを乾燥する工程との間に、当該粉塵ダストに珪酸ソーダ及びコロイダルシリカの少なくとも一方を含む固形化補助剤を含浸させる工程をさらに含む請求項５記載の金属原料用のブリケットの製造方法。
7. 前記金属粉末が鉄系金属粉末である請求項４又は５に記載の金属原料用のブリケットの製造方法。

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