JP2013128915A - Method and apparatus for treating dust - Google Patents

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Kazuki Tanihata
一樹 谷端
Kosuke Kimoto
浩介 木本
Hiroshi Fukumura
弘 福村
Yasuo Matsumoto
康夫 松本
Takeshi Miyaji
健 宮地
Toshiaki Murata
逞詮 村田
Seiichi Shigee
誠一 重枝
Junnosuke Tamagawa
準之介 玉川
So Nishimoto
奏 西本
Shigemichi Aoki
成道 青木
Junichiro Hayashi
潤一郎 林
Hiroki Mori
博樹 森
Taisuke Mori
泰助 森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for treating dust, capable of screening, separating and recovering fine coke powder and oxide powder whose main material is iron oxide powder, which are mixed and contained in blast furnace dust, with high accuracy and completeness in industry.SOLUTION: The method for treating dust makes blast furnace dust (a) into slurry c and is adopted in combination with surface reforming treatment and flotation treatment. In other words, the method for treating dust can screen and separate coke powder d and oxide powder e in the blast furnace dust (a), using the difference in wettability between particle surfaces, by performing the following processes: slurrying, oil addition, shearing force application, surface reforming, foaming agent addition, and flotation in order. The apparatus for treating dust can screen and separate coke powder d and oxide powder e in the blast furnace dust (a) by arranging a slurry tank 1, an oil addition means 2, a surface reforming machine 3, a foaming agent addition means 4, and a flotation machine 5 in order.

Description

本発明は、ダスト処理方法およびダスト処理装置に関する。すなわち、高炉ダスト中に混在,含有されたコークス粉と酸化物粉とを、選別,分離する方法および装置に関するものである。   The present invention relates to a dust processing method and a dust processing apparatus. That is, the present invention relates to a method and apparatus for selecting and separating coke powder and oxide powder mixed and contained in blast furnace dust.

《技術的背景》
溶鉱炉では周知のごとく、鉄鉱石やコークスが投入され、熱風導入下でのコークス燃焼に基づき、鉄鉱石の酸化鉄が、一酸化炭素やコークスにて還元されて、金属鉄(銑鉄)が得られる。
そして、このような製鉄に際し、溶鉱炉頂部から排出される炉頂ガス中に含有された高炉ダストは、従来、集塵機で集塵された後、廃棄処分されていた。産業廃棄物等として、埋め立て処理等されていた。
《Technical background》
As is well known in the blast furnace, iron ore and coke are introduced, and iron ore iron oxide is reduced with carbon monoxide and coke based on coke combustion under the introduction of hot air to obtain metallic iron (pig iron). .
In such iron making, the blast furnace dust contained in the furnace top gas discharged from the top of the blast furnace has been conventionally collected by a dust collector and then discarded. Landfill processing was carried out as industrial waste.

ところで、このような高炉ダスト処理については、次の課題が指摘されていた。高炉ダスト中には、コークス粉や酸化鉄粉(鉄鉱石粉)を主体とする酸化物粉が、混在,含有されているが、これらは何ら有効利用されることなく、高炉ダストとして廃棄処分されていた。
すなわち、高炉ダスト中に混在,含有されたコークス粉や酸化鉄粉等は、粉径が数10μm程度の微粒子よりなり、微細過ぎて、比重に基づく選別,分離方法は、工業的に不可能とされていた。コークス粉や酸化鉄粉等は、粒子の単位質量あたりの比表面積が大きく、摩擦抵抗が大であり空中や水中を浮遊し、選別,分離,回収して有効利用することは、従来困難とされており、高炉ダストとして廃棄処分されていた。
By the way, the following subject was pointed out about such blast furnace dust processing. In blast furnace dust, coke powder and oxide powder mainly composed of iron oxide powder (iron ore powder) are mixed and contained, but these are not effectively used and discarded as blast furnace dust. It was.
That is, coke powder, iron oxide powder, etc. mixed and contained in blast furnace dust are composed of fine particles with a powder diameter of several tens of μm, and are too fine to be industrially impossible to select and separate based on specific gravity. It had been. Coke powder, iron oxide powder, etc. have a large specific surface area per unit mass of particles, have high frictional resistance, float in the air or water, and have been conventionally difficult to select, separate and recover. And was disposed of as blast furnace dust.

《本発明について》
本発明のダスト処理方法およびダスト処理装置は、このような実情に鑑み、上述した従来の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、高炉ダスト中のコークス粉と酸化鉄粉等を、精度高く確実に選別,分離,回収可能な、ダスト処理方法およびダスト処理装置を提案することを、目的とする。
<< About the present invention >>
The dust processing method and dust processing apparatus of the present invention have been made in order to solve the above-described conventional problems in view of such a situation.
An object of the present invention is to propose a dust processing method and a dust processing apparatus capable of accurately selecting, separating and recovering coke powder and iron oxide powder in blast furnace dust with high accuracy.

《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
まず、請求項1については、次のとおり。
請求項1のダスト処理方法は、高炉ダスト中に混在,含有されたコークス粉と酸化鉄粉を主体とする酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して、選別,分離する。そして、次のスラリー化工程,油添加工程,剪断力付与工程,表面改質工程,起泡剤添加工程,浮選工程、等を順に有してなることを特徴とする。
スラリー化工程では、該高炉ダストに水を加えてスラリーとする。油添加工程では、該スラリーに油性の捕集剤を添加する。
剪断力付与工程では、該捕集剤が添加された該スラリーに、高速で強力な剪断力を付与し、もって該コークス粉,酸化物粉,捕集剤の油滴について、それぞれ粒子表面の表面エネルギーが高められる。
表面改質工程では、該スラリーへの剪断力付与に基づき、該コークス粉および油滴は、粒子表面の疎水性,親油性が一段と高められ、もって、該コークス粉の粒子表面に、水膜に代え該油滴が油膜となって付着されて、表面エネルギーが低下する。該酸化物粉は、粒子表面の親水性,疎油性が一段と高められ、もって水に一層濡れ馴染んで、表面エネルギーが低下する。
起泡剤添加工程では、表面改質後の該スラリーに起泡剤を添加する。浮選工程では、該起泡剤が添加された該スラリーへの空気の吹き込みや吸い込みにより、気泡を生成する。もって、該気泡周りの起泡剤に付着する該油膜と共に、該コークス粉が浮上するのに対し、水に濡れ馴染んだ該酸化物粉は沈下する。
<About each claim>
The technical means of the present invention for solving such a problem is as follows, as described in the claims.
First, claim 1 is as follows.
The dust treatment method according to claim 1 separates and separates coke powder mixed and contained in blast furnace dust and oxide powder mainly composed of iron oxide powder using the difference in wettability of the particle surface. . And it has the following slurrying process, oil addition process, shearing force provision process, surface modification process, foaming agent addition process, flotation process, etc. in order.
In the slurrying step, water is added to the blast furnace dust to form a slurry. In the oil addition step, an oily scavenger is added to the slurry.
In the shearing force application step, a high-speed and strong shearing force is applied to the slurry to which the scavenger is added, and the coke powder, oxide powder, and oil droplets of the scavenger are respectively surface surfaces of the particles. Energy is increased.
In the surface modification step, the hydrophobicity and lipophilicity of the particle surface of the coke powder and oil droplets are further enhanced based on the application of shearing force to the slurry, so that a water film is formed on the particle surface of the coke powder. Instead, the oil droplets are attached as an oil film, and the surface energy is reduced. The oxide powder is further improved in hydrophilicity and oleophobicity on the particle surface, so that it becomes more wet and adaptable to water, and the surface energy decreases.
In the foaming agent addition step, a foaming agent is added to the slurry after the surface modification. In the flotation step, bubbles are generated by blowing or sucking air into the slurry to which the foaming agent has been added. Accordingly, the coke powder floats together with the oil film adhering to the foaming agent around the bubbles, whereas the oxide powder that has become wet with water and settles down.

請求項2については、次のとおり。
請求項2のダスト処理方法では、請求項1において、該スラリー化工程では、溶鉱炉から排出された該高炉ダストに水を加えて、該高炉ダスト濃度が10重量%以上〜30重量%以下の該スラリーとする。
該油添加工程では、該捕集剤として石油系炭化水素を、該高炉ダストに対し0.5重量%以上〜10重量%以下の添加量で添加する。
該剪断力付与工程では、該スラリーのダイラタンシー性に基づき、該コークス粉,酸化物粉,油滴について、粒子毎に局部充填密度そして表面エネルギーが、それぞれ過渡的に高められる。
表面改質工程では、更に、水分子相互間の極性分子構造に基づく水素結合傾向の影響により、排除された該油滴とコークス粉との疎水性結合が促進される。
該浮選工程では、浮上した該コークス粉が浮遊産物として回収され、沈下した該酸化物粉が沈降産物として回収される。
About Claim 2, it is as follows.
In the dust treatment method of claim 2, in claim 1, in the slurrying step, water is added to the blast furnace dust discharged from the blast furnace, and the blast furnace dust concentration is 10 wt% to 30 wt%. Use slurry.
In the oil addition step, petroleum-based hydrocarbons are added as the scavenger in an addition amount of 0.5 wt% to 10 wt% with respect to the blast furnace dust.
In the shearing force application step, the local packing density and surface energy of each of the coke powder, oxide powder, and oil droplets are transiently increased for each particle based on the dilatancy of the slurry.
In the surface modification step, the hydrophobic bond between the excluded oil droplets and the coke powder is further promoted due to the influence of hydrogen bonding tendency based on the polar molecular structure between water molecules.
In the flotation step, the coke powder that has floated is recovered as a floating product, and the settled oxide powder is recovered as a sedimentation product.

請求項3については、次のとおり。
請求項3のダスト処理装置は、高炉ダスト中に混在,含有されたコークス粉と酸化鉄粉を主体とする酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して、選別,分離する。そして、次のスラリータンク,油添加手段,表面改質機,起泡剤添加手段,浮選機、等を有してなることを特徴とする。
スラリータンクでは、供給された該高炉ダストを水と攪拌,混合,懸濁化して、スラリー化する。油添加手段は、該スラリータンクから表面改質機へと供給される該スラリーに対し、油性の捕集剤を添加する。
表面改質機は、ドラム内の攪拌室に供給された該スラリーに、高速回転する攪拌翼にて強力な剪断力を付与して、粒子表面の表面エネルギーを高める。もって、該コークス粉および捕集剤の油滴は、疎水性,親油性が高められ、該コークス粉の粒子表面に水膜に代え該油滴が油膜となって付着されて、表面エネルギーが低化する。該酸化物粉は、親水性,疎油性が高められ、水に一層濡れ馴染んで、表面エネルギーが低化する。なお、該油滴とコークス粉との疎水性結合も促進される。
起泡剤添加手段は、該表面改質機から浮選機へと供給される該スラリーに対し、起泡剤を添加して攪拌する。
浮選機は、該スラリーが供給されると共に、空気が吹き込みや吸い込みにより供給され、もって、生成された気泡周りの起泡剤に付着する該油膜と共に、該コークス粉が浮上するのに対し、水に濡れ馴染んだ該酸化物粉は沈下する。
About Claim 3, it is as follows.
The dust processing apparatus according to claim 3 separates and separates coke powder mixed and contained in blast furnace dust and oxide powder mainly composed of iron oxide powder by utilizing the difference in wettability of the particle surface. . And it has the following slurry tank, an oil addition means, a surface modifier, a foaming agent addition means, a flotation machine, etc., It is characterized by the above-mentioned.
In the slurry tank, the supplied blast furnace dust is stirred, mixed, and suspended with water to form a slurry. The oil addition means adds an oil-based scavenger to the slurry supplied from the slurry tank to the surface reformer.
The surface reformer imparts a strong shearing force to the slurry supplied to the stirring chamber in the drum with a stirring blade rotating at high speed to increase the surface energy of the particle surface. Accordingly, the oil droplets of the coke powder and the scavenger are improved in hydrophobicity and lipophilicity, and the oil droplets are attached to the surface of the coke powder particles as an oil film instead of a water film, resulting in low surface energy. Turn into. The oxide powder is improved in hydrophilicity and oleophobicity, becomes more wet and adaptable to water, and the surface energy is reduced. In addition, the hydrophobic bond between the oil droplets and the coke powder is also promoted.
The foaming agent addition means adds the foaming agent to the slurry supplied from the surface reformer to the flotation machine and stirs.
The flotation machine is supplied with the slurry, and air is supplied by blowing or sucking, so that the coke powder floats together with the oil film adhering to the foaming agent around the generated bubbles. The oxide powder that has become wet with water and settles down.

《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
(1)高炉ダストは、コークス粉と酸化鉄粉等の酸化物粉とを、含有している。
(2)そして、コークス粉がスラリー化された後、捕集剤が添加される。
(3)それからスラリーは、高速で強力な剪断力が付与され、ダイラタンシー性に基づき、粒子の局部充填密度が高められて、粒子相互間の表面接触摩擦により、粒子表面の表面エネルギーが過渡的に高められる。もって、疎水性,親油性が高められたコークス粉には、捕集剤の油滴が油膜となって付着し、その表面エネルギーが低下、安定化し、親水性,疎油性が高められた酸化物粉は、更に、水に濡れ馴染むことで、その表面エネルギーが低下、安定化する。
(4)それからスラリーは、起泡剤が添加された後、空気が吹き込まれるか吸い込まれて、浮選される。もって、気泡周りの起泡剤と共に、油膜に付着したコークス粉が浮上し、水に濡れ馴染んだ酸化物粉は沈下する。
(5)そして、コークス粉は浮遊産物として回収され、酸化物粉は沈降産物として回収される。
(6)本発明のダスト処理方法は、このようなスラリー化工程,油添加工程,剪断力付与工程,表面改質工程,起泡剤添加工程,浮選工程等を辿ることにより、高炉ダスト中のコークス粉と酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して、精度高く確実に分離可能となる。
(7)同様に、本発明のダスト処理装置も、スラリータンク,油添加手段,表面改質機,起泡剤添加手段,浮選機等を有してなることにより、高炉ダスト中のコークス粉と酸化物粉とを、精度高く確実に分離可能となる。
(8)さてそこで、本発明のダスト処理方法およびダスト処理装置は、次の効果を発揮する。
<About the action>
Since the present invention comprises such means, the following is achieved.
(1) Blast furnace dust contains coke powder and oxide powder such as iron oxide powder.
(2) Then, after the coke powder is slurried, a collecting agent is added.
(3) Then, the slurry is given a high-speed and strong shearing force, the local packing density of the particles is increased based on the dilatancy, and the surface energy of the particle surface becomes transient due to the surface contact friction between the particles. Enhanced. Thus, the hydrophobic and lipophilic coke powder is attached to the oil droplets of the scavenger as an oil film, and its surface energy is reduced and stabilized, and the oxide has improved hydrophilicity and oleophobicity. Furthermore, the surface energy of the powder decreases and stabilizes when wet and become familiar with water.
(4) The slurry is then floated after the foaming agent has been added and air is blown or sucked. As a result, coke powder adhering to the oil film rises together with the foaming agent around the bubbles, and the oxide powder that has become wet with water and settles down.
(5) And coke powder is collect | recovered as a floating product, and oxide powder is collect | recovered as a sedimentation product.
(6) The dust treatment method of the present invention can be used in a blast furnace dust by following such a slurrying step, an oil addition step, a shearing force application step, a surface modification step, a foaming agent addition step, and a flotation step. The coke powder and the oxide powder can be accurately and reliably separated using the difference in wettability of the particle surface.
(7) Similarly, the dust treatment apparatus of the present invention also comprises a slurry tank, an oil addition means, a surface reformer, a foaming agent addition means, a flotation machine, etc., so that coke powder in blast furnace dust is obtained. And oxide powder can be accurately and reliably separated.
(8) The dust processing method and dust processing apparatus of the present invention exhibit the following effects.

高炉ダスト中のコークス粉と酸化鉄粉等とを、精度高く確実に選別,分離,回収可能となる。
すなわち、本発明のダスト処理方法およびダスト処理装置は、高炉ダストをスラリー化すると共に、これに表面改質および浮選を組み合わせて採用したことを、特徴とする。もって、粒子表面の濡れ性の差を利用して、微細なコークス粉と酸化鉄粉等とを、工業的に選別,分離,回収可能となる。
前述したこの種従来例のように、産業廃棄物等として廃棄処分することなく、有効利用への道が開ける。回収されたコークス粉は燃料等として有効利用され、酸化鉄粉も各種対応用途に有効利用でき、溶鉱炉へのフィードバック活用も考えられる。
このように、この種従来技術に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
Coke powder and iron oxide powder in blast furnace dust can be accurately selected and separated with high accuracy.
That is, the dust treatment method and dust treatment apparatus of the present invention are characterized in that blast furnace dust is slurried and combined with surface modification and flotation. Therefore, it is possible to industrially select, separate, and recover fine coke powder and iron oxide powder by utilizing the difference in wettability of the particle surface.
Like this type of conventional example described above, the road to effective use is opened without being disposed of as industrial waste. The recovered coke powder is effectively used as fuel, etc., and iron oxide powder can be effectively used for various applications, and feedback to the blast furnace can be considered.
As described above, the effects exerted by the present invention are remarkably large, such as all the problems existing in this type of prior art are solved.

本発明に係るダスト処理方法およびダスト処理装置について、発明を実施するための形態の説明に供し、処理のシステムブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a system block diagram illustrating a dust processing method and a dust processing apparatus according to the present invention. 同発明を実施するための形態の説明に供し、要部を拡大表示した処理説明図であり、(1)図は、表面改質前の状態、(2)図は、表面改質状態、(3)図は、浮選状態を示す。It is processing explanatory drawing which expanded and displayed the principal part for description of the form for implementing this invention, (1) A figure is a state before surface modification, (2) A figure is a surface modification state, ( 3) The figure shows the flotation state. 同発明を実施するための形態の説明に供し、表面改質機を示し、(1)図は、一部を透視した側面説明図、(2)図は、(1)図のX−X線に沿った矢視図、(3)図は、(1)図のY−Y線に沿った矢視図である。The surface reformer is shown for explanation of an embodiment for carrying out the invention, (1) FIG. 1 is a side view illustrating a part thereof, (2) FIG. 2 is an XX line in FIG. Fig. 3 is a view taken along the line Y-Y in Fig. 1 (1).

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
本発明のダスト処理方法は、高炉ダストaを対象として、スラリー化工程,油添加工程,剪断力付与工程,表面改質工程,起泡剤添加工程,浮選工程等を、順に有しなる。
又、本発明のダスト処理装置は、このダスト処理方法の各工程がそれぞれ適用される、スラリータンク1,油添加手段2,表面改質機3,起泡剤添加手段4,浮選機5等を、順に有してなる。
以下、これらについて説明する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.
The dust treatment method of the present invention has a slurrying step, an oil addition step, a shearing force application step, a surface modification step, a foaming agent addition step, a flotation step and the like in order for the blast furnace dust a.
The dust treatment apparatus of the present invention is a slurry tank 1, an oil addition means 2, a surface reformer 3, a foaming agent addition means 4, a flotation machine 5 and the like to which each step of the dust treatment method is applied. In order.
Hereinafter, these will be described.

《スラリー化工程》
まず、本発明のダスト処理方法のスラリー化工程では、高炉ダストaに水bを加えて、スラリーcとする。
すなわち、図1,図2の(1)図中に示したように、ダスト処理装置のスラリータンク1では、溶鉱炉から排出,供給された高炉ダストaが、水bと攪拌,混合,懸濁化され、もって、高炉ダストa濃度が10重量%以上〜30重量%以下のスラリーcとされる。
<< Slurry process >>
First, in the slurrying step of the dust treatment method of the present invention, water b is added to blast furnace dust a to obtain slurry c.
That is, as shown in FIGS. 1 and 2 (1), in the slurry tank 1 of the dust treatment apparatus, the blast furnace dust a discharged and supplied from the blast furnace is stirred, mixed and suspended with the water b. Thus, a slurry c having a blast furnace dust a concentration of 10 wt% to 30 wt% is obtained.

このようなスラリー化工程について、更に詳述する。スラリータンク1には、高炉ダストaが供給されると共に、水槽6その他の水供給設備から水bが供給され、もって攪拌されて水スラリーc化される。
高炉ダストa中には、コークス粉dや酸化物粉eが、混在,含有されている。コークス粉dは、粘結炭を乾留した高炉コークスの微粒子であり、その粒径が例えば10μmや数10μm程度よりなる。そして、コークス粉dである未燃カーボンは、概略、炭素粒として把握されるが、その化学的実体は、疎水性,親油性の多環芳香族炭化水素である。
酸化物粉eは、酸化鉄粉(FeO,Feの微粒子)を主体とするが、石灰,シリコン,アルミ,その他の酸化物の微粒子、等々も混在している。
このようなコークス粉dおよび酸化物粉eを含有した高炉ダストaは、水bと攪拌されたスラリーc中の濃度が10重量%〜30重量%となるように、供給される。濃度が30重量%を越えると、表面改質機3を用いた表面改質工程において、スラリーcの後述するダイラタンシー性に基づく固化傾向が顕著となって流動性を失い、攪拌翼そしてモータの回転に支障が生じる。これに対し、濃度が10重量%未満の場合は、全体的効率低下が顕著化し、ランニングコストが嵩む等、工業化した場合の採算性,コスト面,経済性の点に問題が生じる。もって、流動性確保および経済性の点から、代表的には濃度15重量%〜20重量%程度に設定される。
スラリー化工程については、以上のとおり。
Such a slurrying process will be further described in detail. Blast furnace dust a is supplied to the slurry tank 1 and water b is supplied from the water tank 6 and other water supply equipment, and is stirred to form a water slurry c.
In the blast furnace dust a, coke powder d and oxide powder e are mixed and contained. The coke powder d is fine particles of blast furnace coke obtained by carbonizing caking coal, and the particle size thereof is, for example, about 10 μm or several tens of μm. The unburned carbon that is the coke powder d is roughly grasped as carbon particles, and its chemical substance is a hydrophobic, lipophilic polycyclic aromatic hydrocarbon.
The oxide powder e is mainly composed of iron oxide powder (FeO, Fe 2 O 3 fine particles), but also contains lime, silicon, aluminum, other oxide fine particles, and the like.
The blast furnace dust a containing such coke powder d and oxide powder e is supplied so that the concentration in the slurry c stirred with water b is 10 wt% to 30 wt%. When the concentration exceeds 30% by weight, in the surface reforming process using the surface reformer 3, the solidification tendency of the slurry c based on the dilatancy described later becomes remarkable and the fluidity is lost. Cause trouble. On the other hand, when the concentration is less than 10% by weight, there is a problem in terms of profitability, cost, and economy when industrialized, such as a significant decrease in overall efficiency and increased running costs. Therefore, the concentration is typically set to about 15% by weight to 20% by weight from the viewpoint of securing fluidity and economy.
The slurrying process is as described above.

《油添加工程》
次に、油添加工程では、スラリーcに油性の捕集剤fが添加される。すなわち、図1,図2の(1)図に示したように、スラリータンク1から表面改質機3へと供給されるスラリーcに対し、油添加手段2により、油性の捕集剤fが添加される。
捕集剤fとしては石油系炭化水素等が、高炉ダストaに対し0.5重量%以上〜10重量%以下の添加量で添加される。
《Oil addition process》
Next, in the oil addition step, an oily scavenger f is added to the slurry c. That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 2 (1), the oil collecting means f is applied to the slurry c supplied from the slurry tank 1 to the surface reformer 3 by the oil adding means 2. Added.
As the scavenger f, petroleum-based hydrocarbons or the like are added in an addition amount of 0.5 wt% to 10 wt% with respect to the blast furnace dust a.

このような油添加工程について、更に詳述する。捕集剤fとしては、石油系炭化水素が代表的に用いられる。すなわち事後、石炭系炭化水素であるコークス粉dを付着対象とすることに鑑み、灯油,軽油,重油等が、代表的に用いられる。
そして捕集剤fは、コレクター油としてスラリーcに添加され、界面張力により油滴gとなって表面改質機3へと供給されるが、油滴gは事後、コークス粉dに付着する油膜g’となる。捕集剤fの添加量は微量であり、スラリーc中の高炉ダストa分に対し、濃度0.5重量%〜10重量%とされる。
濃度が0.5重量%未満の場合は、後述する浮選機5を用いた浮選工程において、コークス粉dに付着すべき油膜g’の量が不足し、コークス粉dの浮選に支障が生じる。濃度が10重量%を越えると、過剰添加された油滴g等にて液面層が形成されて、コークス粉dの浮選の邪魔になり浮選に支障が生じる。更に不経済であり、コスト面にも問題が生じる。図中8は配管、9はポンプである。
油添加工程については、以上のとおり。
Such an oil addition process will be further described in detail. As the scavenger f, petroleum hydrocarbons are typically used. In other words, kerosene, light oil, heavy oil and the like are typically used in view of the fact that the coke powder d, which is a coal-based hydrocarbon, is to be attached.
The collector f is added to the slurry c as a collector oil, and is supplied to the surface reformer 3 as oil droplets g due to interfacial tension. The oil droplets g are subsequently attached to the coke powder d. g ′. The amount of the collection agent f added is very small, and the concentration is 0.5 wt% to 10 wt% with respect to the blast furnace dust a in the slurry c.
When the concentration is less than 0.5% by weight, the amount of the oil film g ′ to be attached to the coke powder d is insufficient in the flotation process using the flotation machine 5 described later, which hinders the flotation of the coke powder d. Occurs. When the concentration exceeds 10% by weight, a liquid surface layer is formed by the excessively added oil droplets g and the like, which hinders the flotation of the coke powder d and hinders the flotation. Furthermore, it is uneconomical and causes problems in terms of cost. In the figure, 8 is a pipe and 9 is a pump.
The oil addition process is as described above.

《剪断力付与工程》
次に、剪断力付与工程では、スラリーcに高速で強力な剪断力を付与することにより、スラリーcのコークス粉d,酸化物粉e,捕集剤fの油滴g等について、それぞれ表面エネルギーが高められるようになる。
すなわち、図1,図3に示したように、捕集剤fが油滴gとして添加されたスラリーcは、表面改質機3の円筒ドラム10内の仕切板11にて分割された攪拌室12に、供給される。もって攪拌により、捕集剤fの油滴gが、スラリーc中に高度に分散,混合されると共に、スラリーcへの剪断力付与により、粒子表面の表面エネルギーが過渡的に高められるようになる。
<< Shearing force application process >>
Next, in the shearing force application step, surface energy is applied to the coke powder d, the oxide powder e, the oil droplet g of the scavenger f, etc. of the slurry c by applying a high-speed and strong shearing force to the slurry c. Will be enhanced.
That is, as shown in FIGS. 1 and 3, the slurry c to which the scavenger f is added as oil droplets g is agitated chamber divided by the partition plate 11 in the cylindrical drum 10 of the surface reformer 3. 12 is supplied. Thus, the oil droplet g of the scavenger f is highly dispersed and mixed in the slurry c by stirring, and the surface energy of the particle surface is transiently increased by applying a shearing force to the slurry c. .

このような剪断力付与工程について、更に詳述する。まず、図3の表面改質機3は、次のミキサー用構成よりなる。すなわち、スラリーcの入口と出口を備えて横設された円筒ドラム10内には、円板環状のバッフル仕切板11が、水平軸方向に等間隔を存しつつ複数個列設されており、各仕切板11にて分割形成された間隔が、それぞれ攪拌室12となっている。
そして、各仕切板11の中央連通穴13を貫遊して、軸方向にシャフト14が設けられている。シャフト14には、各攪拌室12毎に、シャフト穴付の円板リング状の攪拌板15が密嵌着されており、各攪拌板15の前後両面に、略弧状,帯状の攪拌翼16がそれぞれ凸設されている。シャフト14は、減速機17,モータ18に接続されている。
そこで、上流側の攪拌室12から下流側の攪拌室12へと流れるスラリーcは、モータ18にて、各攪拌板15そして攪拌翼16が高速回転することにより、強力な剪断力が付与される。攪拌板15そして攪拌翼16に関し、例えば数1,000rpm程度と高速の攪拌回転数にて、又、単位スラリーc量あたり例えば数1,000kW/m程度の攪拌力となるように、攪拌が実施される。
なお、図示の表面改質機3は、円筒ドラム10内に複数の攪拌室12が分割形成されているが、これによらず、円筒ドラム10内に攪拌室12そして攪拌翼16付の攪拌板15が、1セットのみ設けられたバッチ式の表面改質機3も、勿論可能である。
Such a shearing force application step will be further described in detail. First, the surface reformer 3 of FIG. 3 has the following mixer configuration. That is, in the cylindrical drum 10 provided with an inlet and an outlet for the slurry c, a plurality of disc-shaped baffle partition plates 11 are arranged in rows in the horizontal axis direction at equal intervals. The intervals divided by the partition plates 11 are the stirring chambers 12 respectively.
A shaft 14 is provided in the axial direction through the central communication hole 13 of each partition plate 11. A disc-ring shaped stirring plate 15 with a shaft hole is tightly fitted to the shaft 14 for each stirring chamber 12, and substantially arc-shaped and strip-shaped stirring blades 16 are provided on both front and rear surfaces of each stirring plate 15. Each is convex. The shaft 14 is connected to a speed reducer 17 and a motor 18.
Therefore, the slurry c flowing from the upstream agitating chamber 12 to the downstream agitating chamber 12 is given a strong shearing force when the agitating plates 15 and the agitating blades 16 are rotated at high speed by the motor 18. . With respect to the stirring plate 15 and the stirring blade 16, stirring is performed so that the stirring force is, for example, about several thousand rpm and a high stirring rotational speed, and, for example, about several thousand kW / m 3 per unit slurry c amount. To be implemented.
In the illustrated surface reformer 3, a plurality of stirring chambers 12 are separately formed in the cylindrical drum 10, but regardless of this, the stirring plate with the stirring chamber 12 and the stirring blades 16 is provided in the cylindrical drum 10. Of course, a batch-type surface reformer 3 in which only one set 15 is provided is also possible.

表面改質機3内では、攪拌板15そして攪拌翼16の攪拌回転により、スラリーcのコークス粉d,酸化物粉e,捕集剤fの油滴g等が、攪拌板15,攪拌翼16等の回転部分や、円筒ドラム10内面,仕切板11等の固定部分に対し、強制的に接触,衝突せしめられる。
もって、コークス粉d,酸化物粉e,捕集剤fの油滴g等は、シェアーリングされ高速かつ強力な剪断力が付与される。そして、スラリーcのダイラタンシー性に基づき、各粒子毎に局部充填密度そして表面エネルギーが、それぞれ過渡的に高められるようになる(含.表面エネルギーの生成)。
すなわち、ダイラタント流体であるスラリーcの各粒子は、表面改質機3内で瞬時瞬間的に発生する強剪断力場において、充填密度が高められて高濃度化,高集合化する。もって、相互間の水bが排除されると共に、相互間の表面接触摩擦により削り合って、剪断面,活生面が形成されることにより、粒子表面の表面エネルギーのレベルが高められる。
そこで、スラリーcのコークス粉dや捕集剤fの油滴gは、本来ある粒子表面の疎水性,親油性が、一段と高められる。これに対し酸化物粉eは、本来ある粒子表面の親水性,疎油性が、一段と高められる。
なお、このようなダイラタンシー性が進行すると、スラリーcは流動性を失い固化傾向が強まるが、このスラリーcの各粒子は、対水膨潤性がないので(酸化鉄粉等の酸化物粉eに対水膨潤性がないので)、濃度は、前述したように30重量%程度まで流動性確保が可能である。
剪断力付与工程については、以上のとおり。
In the surface reformer 3, the stirring plate 15 and the stirring blade 16 agitate and rotate so that the coke powder d of the slurry c, the oxide powder e, the oil droplet g of the scavenger f, and the like are mixed into the stirring plate 15 and the stirring blade 16. And the like, and the fixed portion such as the inner surface of the cylindrical drum 10 and the partition plate 11 are forcibly contacted and collided with each other.
Accordingly, the coke powder d, the oxide powder e, the oil droplet g of the scavenger f, and the like are shared and given a high-speed and strong shearing force. Based on the dilatancy of the slurry c, the local packing density and surface energy of each particle are transiently increased (including generation of surface energy).
That is, each particle of the slurry c, which is a dilatant fluid, is increased in concentration and concentration by increasing the packing density in a strong shear force field generated instantaneously in the surface reformer 3. Accordingly, the water b between each other is eliminated, and the surface energy level of the particle surface is increased by forming the shearing surface and the active surface by grinding by surface contact friction between each other.
Therefore, the coke powder d of the slurry c and the oil droplets g of the scavenger f are further improved in the hydrophobicity and lipophilicity of the original particle surface. On the other hand, the oxide powder e further enhances the hydrophilicity and oleophobicity of the original particle surface.
As the dilatancy progresses, the slurry c loses its fluidity and becomes more solidified, but each particle of the slurry c has no water swellability (to the oxide powder e such as iron oxide powder). Since there is no water swellability), the fluidity can be secured up to about 30% by weight as described above.
The shearing force application step is as described above.

《表面改質工程》
そして表面改質工程では、前述した強剪断力場におけるスラリーcへの剪断力付与に基づき、コークス粉dおよび油滴gは、まず、上述したように粒子表面が活性化され、表面エネルギーのレベルが過渡的に高められて、粒子表面の疎水性,親油性が一段と高められる。
もってコークス粉dは、表面改質機3内で強剪断力場と交互に瞬時瞬間的に発生する弱剪断力場において、粒子表面に付着して覆っていた水膜が剥ぎ取られ,剥離されると共に、油滴gを捕捉して濡れ馴染み、油滴gが極めて薄い油膜g’となって、粒子表面に付着して覆う。これにより、コークス粉dや油滴gの油膜g’は、表面エネルギーのレベルを低下させ、安定化する。
これに対し酸化物粉eは、粒子表面の活性化,表面エネルギーの高まりにより親水性,疎油性が一段と高められて、水bに一層濡れ馴染むようになる。これにより酸化物粉eは、表面エネルギーのレベルを低下させ、安定化する。
このようにして、図1,図2の(2)図に示したように、表面改質機3内では、スラリーcへの剪断力が付与に基づき、表面エネルギーが高められたコークス粉dに対し、油滴gが捕捉され薄膜状の油膜g’となり、水膜と置換して付着する。コークス粉dは、油膜g’にて全体的に覆われコーティングされるか、油膜g’が部分的に添着される。
<< Surface modification process >>
In the surface modification step, the coke powder d and the oil droplets g are first activated on the particle surface as described above based on the application of the shearing force to the slurry c in the above-described strong shearing force field, and the surface energy level. Is increased transiently, and the hydrophobicity and lipophilicity of the particle surface are further enhanced.
Thus, the coke powder d is peeled off and peeled off the water film adhering to the particle surface in a weak shear force field generated instantaneously and instantaneously in the surface reformer 3 alternately with a strong shear force field. At the same time, the oil droplets g are trapped and become wet, and the oil droplets g form an extremely thin oil film g ′ that adheres to and covers the particle surface. As a result, the coke powder d and the oil film g ′ of the oil droplets g are stabilized by reducing the level of the surface energy.
On the other hand, the oxide powder e is further improved in hydrophilicity and oleophobicity due to the activation of the particle surface and the increase in surface energy, so that the oxide powder e becomes more familiar with the water b. Thereby, the oxide powder e reduces the surface energy level and stabilizes it.
Thus, as shown in FIG. 1 and FIG. 2 (2), in the surface reformer 3, the coke powder d having a higher surface energy is applied to the slurry c based on the shearing force applied to the slurry c. On the other hand, the oil droplets g are trapped to form a thin oil film g ′, which is replaced with a water film and attached. The coke powder d is entirely covered and coated with an oil film g ′, or the oil film g ′ is partially attached.

これと共に表面改質工程では、更に、水分子b相互間の極性分子構造に基づく水素結合傾向の影響により、排除された油滴gとコークス粉dとの疎水性結合が促進され、この点からも、コークス粉dへの油滴gの油膜g’化付着が、サポートされつつ進行する。
疎水性分子間結合について更に詳述する。水分子bは、酸素原子の電気陰性度が高く水素原子の電気陰性度が低いと共に、酸素原子の外殻電子構造に、非共有電子対(ローンペア)が2組あることに鑑み、相対的に部分分極が生じている(O=2H)。
そこで各水分子b間では、ある水分子bの酸素原子と、別の水分子bの水素原子とが引き合う、水素結合傾向にある。このような水分子b相互の水素結合傾向が、非極性で親油性の炭化水素である油滴gを排除するので、水分子b間からはじかれた油滴gは、コークス粉d側に集合する。
極く微量である油滴gが、少量に過ぎないコークス粉dに捕捉されて、油膜g’となって付着することが、前述したコークス粉dや油滴gの疎水性,親油性の点や、攪拌,分散される点に加え、この点からもサポートされるようになる。
表面改質工程については、以上のとおり。
At the same time, in the surface modification step, the hydrophobic bond between the excluded oil droplet g and the coke powder d is further promoted by the influence of the hydrogen bond tendency based on the polar molecular structure between the water molecules b. However, the adhesion of the oil droplets g to the coke powder d proceeds while being supported.
The hydrophobic intermolecular bond will be described in further detail. In view of the fact that the water molecule b has a high electronegativity of oxygen atoms and a low electronegativity of hydrogen atoms, and there are two pairs of lone pairs in the outer electron structure of the oxygen atoms. Is partially polarized (O = 2H + ).
Therefore, between each water molecule b, an oxygen atom of one water molecule b and a hydrogen atom of another water molecule b tend to attract each other. Such a tendency of hydrogen bonding between water molecules b eliminates the oil droplets g which are non-polar and lipophilic hydrocarbons, so that the oil droplets g repelled between the water molecules b gather on the coke powder d side. To do.
The extremely small amount of oil droplets g is trapped by the coke powder d which is only a small amount and adheres as an oil film g ′. The hydrophobicity and lipophilicity of the coke powder d and oil droplets g described above. In addition to being stirred and dispersed, this point is also supported.
The surface modification process is as described above.

《起泡剤添加工程》
しかる後、起泡剤添加工程において、表面改質後のスラリーcに起泡剤hが添加される。スラリーcは、コークス粉dや酸化物粉eの粒子表面の表面エネルギーが低下すると共に、表面改質機3から浮選機5へと供給されるが、その途中において、起泡剤添加手段4にて起泡剤hが添加される。
起泡剤hとしては、MIBC(メチルイソブチルカルビノール),その他の高級アルコール類が用いられ、起泡剤槽19から調整槽20へと供給されて、スラリーc中へと少量添加,攪拌され、もってスラリーc中に均一分散する。
起泡剤添加工程については、以上のとおり。
<< Foaming agent addition process >>
Thereafter, the foaming agent h is added to the slurry c after the surface modification in the foaming agent addition step. The slurry c is supplied from the surface reformer 3 to the flotation machine 5 while the surface energy of the coke powder d and oxide powder e particles is reduced. The foaming agent h is added at
As the foaming agent h, MIBC (methyl isobutyl carbinol) and other higher alcohols are used, supplied from the foaming agent tank 19 to the adjustment tank 20, and added in a small amount into the slurry c and stirred. Thus, it is uniformly dispersed in the slurry c.
About the foaming agent addition process, it is as above.

《浮選工程》
そして浮選工程において、起泡剤hが添加されたスラリーcについて、空気iの吹き込みや吸い込みにより気泡jが生成され、もって、気泡j周りの起泡剤hに付着する油膜g’と共に、コークス粉dが浮上する。これに対し、水bに濡れ馴染んだ酸化物粉eは沈下する。
《Flotation process》
Then, in the flotation process, for the slurry c to which the foaming agent h is added, bubbles j are generated by blowing or sucking air i, and thus, together with the oil film g ′ adhering to the foaming agent h around the bubbles j, coke. Powder d rises. On the other hand, the oxide powder e wet and familiar with the water b sinks.

このような浮選(フローテーション)工程について、更に詳述する。図1,図2の(3)図中に示したように、浮選機5には、スラリーcが供給されると共に、空気iが吹き込みや吸い込みにより供給される。この空気iは、浮選機5内に強制的に吹き込まれる方式の空気供給装置によるか、又は、浮選機5内の攪拌板15の回転に伴い吸い込まれる機械攪拌方式の空気供給装置により、浮選機5内に導入される。
このような空気i導入に伴い、生成された空気iの粒について、気液界面に起泡剤hにて薄膜が形成され、もって空気iの気泡jが生成される。そして、気泡j表面周りで薄膜を形成する起泡剤hが、親油性であることに基づき、この起泡剤hの薄膜に油膜g’が付着するが、この油膜g’には前述によりコークス粉dが付着している。つまりコークス粉dは、油膜g’をバインダーとして、気泡j周りの起泡剤hに付着する。
そこで、気泡jの上昇そして液面浮上に伴い、付着した起泡剤h,油膜g’,そしてコークス粉dも、液面浮上する。
これに対し、親水性,疎油性が向上し水bに濡れ馴染んだ酸化物粉eは、気泡jに付着して上昇することなく、スラリーc中に残留,沈下する。
浮選工程については、以上のとおり。
Such a flotation process is further described in detail. As shown in FIGS. 1 and 2 (3), the slurry c is supplied to the flotation machine 5, and the air i is supplied by blowing or sucking. The air i is forcibly blown into the flotation machine 5 or by a mechanical agitation type air supply apparatus that is sucked as the stirring plate 15 in the flotation machine 5 rotates. It is introduced into the flotation machine 5.
Along with the introduction of air i, a thin film is formed with a foaming agent h at the gas-liquid interface of the generated air i particles, and bubbles j of air i are generated. Then, based on the fact that the foaming agent h that forms a thin film around the surface of the bubble j is oleophilic, an oil film g ′ adheres to the thin film of the foaming agent h. Powder d adheres. That is, the coke powder d adheres to the foaming agent h around the bubble j using the oil film g ′ as a binder.
Therefore, as the bubbles j rise and the liquid level floats, the adhering foaming agent h, oil film g ′, and coke powder d also float.
On the other hand, the oxide powder e, which has improved hydrophilicity and oleophobicity and has become familiar with the water b, remains and sinks in the slurry c without adhering to the bubbles j and rising.
The flotation process is as described above.

《作用等》
本発明のダスト処理方法およびダスト処理装置は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
(1)溶鉱炉頂部から排出される炉頂ガス中に含有され、集塵機で集塵された高炉ダストaは、コークス粉dと、酸化鉄粉(鉄鉱石粉)を主体とした酸化物粉eとを、混在,含有している。
《Action etc.》
The dust processing method and dust processing apparatus of the present invention are configured as described above. Therefore, it becomes as follows.
(1) Blast furnace dust a contained in the furnace top gas discharged from the top of the blast furnace and collected by the dust collector includes coke powder d and oxide powder e mainly composed of iron oxide powder (iron ore powder). , Mixed, contained.

(2)そして、このようなコークス粉dが、水と懸濁されてスラリーc化された後、油性の捕集剤fが、スラリーcに微量添加されて油滴gとなる(図2の(1)図を参照)。   (2) Then, after such coke powder d is suspended in water to form a slurry c, an oil-based scavenger f is added in a small amount to the slurry c to form oil droplets g (FIG. 2). (1) Refer to the figure).

(3)それからスラリーcは、強高剪断力場において、高速で強力な剪断力が付与され、もって、そのダイラタンシー性に基づき、粒子の局部充填密度が高められて、粒子相互間の表面接触摩擦により、各粒子表面の表面エネルギーが過渡的に高められる。
もって、スラリーc中のコークス粉dおよび油滴gは、疎水性,親油性が一段と高められ、弱剪断力場において、粒子間の相互作用により、コークス粉dに油滴gが油膜g’となって付着し、自己の表面エネルギーを低下させ、安定化する(疎水性結合もこれをサポートする)。親水性,疎油性が一段と高められたスラリーc中の酸化物粉eは、更に、水に濡れ馴染むことで、自己の表面エネルギーを低下させ、安定化する(図2の(2)図を参照)。
(3) Then, the slurry c is given a high-speed and strong shearing force in a strong and high shearing force field, so that the local packing density of the particles is increased based on the dilatancy, and the surface contact friction between the particles is increased. Thus, the surface energy of each particle surface is transiently increased.
Accordingly, the coke powder d and the oil droplets g in the slurry c are further improved in hydrophobicity and lipophilicity, and the oil droplets g and the oil film g ′ are formed on the coke powder d by the interaction between particles in a weak shear force field. It adheres and lowers and stabilizes its own surface energy (hydrophobic bonds also support this). The oxide powder e in the slurry c, whose hydrophilicity and oleophobicity are further enhanced, is further reduced in its own surface energy and stabilized by being wet-accustomed to water (see FIG. 2 (2)). ).

(4)スラリーcは、このように表面改質され、粒子表面の表面エネルギーが低下すると共に、起泡剤hが添加された後、空気iが吹き込まれるか吸い込まれて、浮選処理される。
もって、生成された気泡jと共に、起泡剤hや油膜g’そしてコークス粉dが、浮上するのに対し、水bに濡れ馴染んだ親水性の酸化物粉eは、沈下する。
コークス粉dは、油膜g’の付着により疎水性が一段と向上しており、その撥水性に鑑み、選別精度の高い浮選処理が実現される(図2の(3)図を参照)。
(4) The surface of the slurry c is modified in this way, and the surface energy of the particle surface is reduced. After the foaming agent h is added, the air i is blown or sucked and subjected to a flotation process. .
Accordingly, the foaming agent h, the oil film g ′, and the coke powder d rise together with the generated bubbles j, while the hydrophilic oxide powder e that has become wet and familiar with the water b sinks.
The coke powder d is further improved in hydrophobicity due to the adhesion of the oil film g ′, and a flotation process with high sorting accuracy is realized in view of its water repellency (see FIG. 2 (3)).

(5)浮上したコークス粉dは、浮選フロスの浮遊産物として回収され、沈下した酸化物粉eは、浮選テーリングの沈降産物として回収される。
このように回収されたコークス粉dや酸化鉄粉(FeO,Feの微粒子)は、濾過機,濃縮機,フィルタープレス等にて水bと固液分離され脱水,乾燥された後、有効利用される。
(5) The floated coke powder d is recovered as a floating product of the flotation floss, and the settled oxide powder e is recovered as a sedimentation product of the flotation tailing.
The coke powder d and iron oxide powder (FeO, Fe 2 O 3 fine particles) recovered in this way are solid-liquid separated from water b by a filter, a concentrator, a filter press, etc., dehydrated and dried, It is used effectively.

(6)本発明のダスト処理方法は、このようなスラリー化工程,油添加工程,剪断力付与工程,表面改質工程,起泡剤添加工程,浮選工程等のプロセスを、順に辿ることにより、高炉ダストa中に混在,含有されたコークス粉dと、酸化鉄粉を主体とする酸化物粉eとを、それぞれの粒子表面の濡れ性の差を利用して、精度高く確実に選別,分離可能である。
スラリーc中のコークス粉dや酸化物粉eの酸化鉄粉等は、微粒子よりなり、単位質量あたりの比表面積が大きく、そのままでは空中や水中を浮遊して、それぞれを選別,分離して集合させることは困難である。しかしこのように、スラリー化し表面改質処理してから浮選処理することにより、濡れ性の差を利用して選別,分離可能となる。
(6) The dust treatment method of the present invention follows such a process such as a slurrying step, an oil addition step, a shearing force application step, a surface modification step, a foaming agent addition step, and a flotation step in order. The coke powder d mixed and contained in the blast furnace dust a and the oxide powder e mainly composed of iron oxide powder are accurately and reliably selected using the difference in wettability of each particle surface. Separable.
The coke powder d in the slurry c and the iron oxide powder of the oxide powder e are made of fine particles and have a large specific surface area per unit mass. It is difficult to make it. However, as described above, by slurrying and surface modification treatment and then flotation treatment, it becomes possible to select and separate using the difference in wettability.

(7)本発明のダスト処理装置も、同様である。すなわち、このダスト処理装置は、スラリータンク1,油添加手段2,表面改質機3,起泡剤添加手段4,浮選機5等を、順に配設してなることにより、高炉ダストa中のコークス粉dと酸化物粉eを、精度高く確実に選別,分離可能となる。
本発明の作用等については、以上のとおり。
(7) The same applies to the dust treatment apparatus of the present invention. In other words, this dust treatment apparatus comprises a slurry tank 1, an oil addition means 2, a surface reformer 3, a foaming agent addition means 4, a flotation machine 5 and the like arranged in this order in the blast furnace dust a. Coke powder d and oxide powder e can be accurately and reliably selected and separated.
The operation of the present invention is as described above.

1 スラリータンク
2 油添加手段
3 表面改質機
4 起泡剤添加手段
5 浮選機
6 水槽
7 油槽
8 配管
9 ポンプ
10 円筒ドラム
11 仕切板
12 攪拌室
13 中央連通穴
14 シャフト
15 攪拌板
16 攪拌翼
17 減速機
18 モータ
19 起泡剤槽
20 調整槽
a 高炉ダスト
b 水
c スラリー
d コークス粉
e 酸化物粉
f 捕集剤
g 油滴
g’油膜
h 起泡剤
i 空気
j 気泡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slurry tank 2 Oil addition means 3 Surface reformer 4 Foaming agent addition means 5 Flotation machine 6 Water tank 7 Oil tank 8 Piping 9 Pump 10 Cylindrical drum 11 Partition plate 12 Stirring chamber 13 Central communication hole 14 Shaft 15 Stirring plate 16 Stirring Blade 17 Reduction gear 18 Motor 19 Foaming agent tank 20 Adjustment tank a Blast furnace dust b Water c Slurry d Coke powder e Oxide powder f Collection agent g Oil droplet g 'Oil film h Foaming agent i Air j Bubble

Claims (3)

高炉ダスト中に混在,含有されたコークス粉と酸化鉄粉を主体とする酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して選別,分離するダスト処理方法であって、
該高炉ダストに水を加えてスラリーとするスラリー化工程と、該スラリーに油性の捕集剤を添加する油添加工程と、
該捕集剤が添加された該スラリーに、高速で強力な剪断力を付与し、もって該コークス粉,酸化物粉,捕集剤の油滴について、それぞれ粒子表面の表面エネルギーを高める剪断力付与工程と、
該スラリーへの剪断力付与に基づき、該コークス粉および油滴は、粒子表面の疎水性,親油性が一段と高められ、もって該コークス粉の粒子表面に水膜に代え該油滴が油膜となって付着されて、表面エネルギーが低下し、又、該酸化物粉は、粒子表面の親水性,疎油性が一段と高められ、もって水に一層濡れ馴染んで表面エネルギーが低下する、表面改質工程と、
表面改質後の該スラリーに起泡剤を添加する起泡剤添加工程と、該起泡剤が添加された該スラリーへの空気の吹き込みや吸い込みにより気泡を生成し、もって、該気泡周りの起泡剤に付着する該油膜と共に、該コークス粉が浮上するのに対し、水に濡れ馴染んだ該酸化物粉が沈下する、浮選工程と、を有してなること、を特徴とするダスト処理方法。
A dust treatment method for selecting and separating coke powder mixed and contained in blast furnace dust and oxide powder mainly composed of iron oxide powder using the difference in wettability of the particle surface,
A slurrying step of adding water to the blast furnace dust to form a slurry; an oil addition step of adding an oil-based scavenger to the slurry;
Giving a high-speed and strong shearing force to the slurry to which the scavenger is added, and imparting a shearing force to increase the surface energy of the particle surface of the coke powder, oxide powder, and oil droplets of the scavenger, respectively. Process,
Based on the application of shearing force to the slurry, the coke powder and oil droplets are further improved in hydrophobicity and lipophilicity on the particle surface, so that the oil droplets become oil films on the coke powder particle surfaces instead of water films. The surface energy is reduced, and the oxide powder is further improved in the hydrophilicity and oleophobicity of the particle surface, so that the surface energy is reduced by being more wet and familiar with water. ,
A foaming agent addition step of adding a foaming agent to the slurry after the surface modification, and bubbles are generated by blowing or sucking air into the slurry to which the foaming agent is added. The coke powder floats together with the oil film adhering to the foaming agent, while the oxide powder that has become wet with water settles down, and has a flotation step. Processing method.
請求項1において、該スラリー化工程では、溶鉱炉から排出された該高炉ダストに水を加えて、該高炉ダスト濃度が10重量%以上〜30重量%以下の該スラリーとし、
該油添加工程では、該捕集剤として石油系炭化水素が、該高炉ダストに対し0.5重量%以上〜10重量%以下の添加量で添加され、
該剪断力付与工程では、該スラリーのダイラタンシー性に基づき、該コークス粉,酸化物粉,油滴について、粒子毎に局部充填密度そして表面エネルギーが、それぞれ過渡的に高められ、
表面改質工程では、更に、水分子相互間の極性分子構造に基づく水素結合傾向の影響により、排除された該油滴とコークス粉との疎水性結合が促進され、
該浮選工程では、浮上した該コークス粉が浮遊産物として回収され、沈下した該酸化物粉が沈降産物として回収されること、を特徴とするダスト処理方法。
In claim 1, in the slurrying step, water is added to the blast furnace dust discharged from the blast furnace to form the slurry having a blast furnace dust concentration of 10 wt% to 30 wt%.
In the oil addition step, petroleum-based hydrocarbons are added as the scavenger in an addition amount of 0.5 wt% to 10 wt% with respect to the blast furnace dust,
In the shearing force application step, on the basis of the dilatancy of the slurry, the local packing density and surface energy of each of the coke powder, oxide powder, and oil droplets are transiently increased for each particle,
In the surface modification step, the hydrophobic bond between the excluded oil droplets and the coke powder is further promoted by the influence of the hydrogen bonding tendency based on the polar molecular structure between water molecules,
In the flotation step, the raised coke powder is collected as a floating product, and the settled oxide powder is collected as a precipitated product.
高炉ダスト中に混在,含有されたコークス粉と酸化鉄粉を主体とする酸化物粉とを、粒子表面の濡れ性の差を利用して選別,分離するダスト処理装置であって、
供給された該高炉ダストを水と攪拌,混合,懸濁化して、スラリー化するスラリータンクと、該スラリータンクから表面改質機へと供給される該スラリーに対し、油性の捕集剤を添加する油添加手段と、
ドラム内の攪拌室に供給された該スラリーに、高速回転する攪拌翼にて強力な剪断力を付与して、粒子表面の表面エネルギーを高め、もって、該コークス粉および捕集剤の油滴は、疎水性,親油性が高められ、該コークス粉の粒子表面に水膜に代え該油滴が油膜となって付着されて、表面エネルギーが低化し、該酸化物粉は、親水性,疎油性が高められ、水に一層濡れ馴染んで表面エネルギーが低化し、更に、該油滴とコークス粉との疎水性結合も促進されるようになる、該表面改質機と、
該表面改質機から浮選機へと供給される該スラリーに対し、起泡剤を添加して攪拌する起泡剤添加手段と、
該スラリーが供給されると共に、空気が吹き込みや吸い込みにより供給され、もって、生成された気泡周りの起泡剤に付着する該油膜と共に、該コークス粉が浮上するのに対し、水に濡れ馴染んだ該酸化物粉が沈下する浮選機と、を有してなること、を特徴とするダスト処理装置。
A dust treatment device that separates and separates coke powder mixed and contained in blast furnace dust and oxide powder mainly composed of iron oxide powder using the difference in wettability of the particle surface,
The supplied blast furnace dust is agitated, mixed and suspended with water to make a slurry tank, and an oil-based collector is added to the slurry supplied from the slurry tank to the surface reformer. Oil adding means to
The slurry supplied to the stirring chamber in the drum is given a strong shearing force by a high-speed rotating stirring blade to increase the surface energy of the particle surface. , Hydrophobicity and lipophilicity are enhanced, the oil droplets are attached to the surface of the coke powder particles instead of a water film, and the surface energy is reduced, and the oxide powder is hydrophilic and oleophobic. The surface modifier, wherein the surface energy is reduced by being more wet and familiar with water, the surface energy is reduced, and the hydrophobic bond between the oil droplets and the coke powder is also promoted.
A foaming agent adding means for adding and stirring a foaming agent to the slurry supplied from the surface reformer to the flotation machine,
As the slurry is supplied, air is supplied by blowing or sucking, so that the coke powder floats along with the oil film adhering to the foaming agent around the generated bubbles, and wets and adjusts to the water. And a flotation device for sinking the oxide powder.
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