JP2019172548A - High phosphorus-containing slag, manufacturing method of slag-based fertilizer, and phosphate fertilizer - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method for providing high phosphorus-containing slag easy to use as a phosphorus resource, from steel slag.SOLUTION: A high phosphorus-containing slag is manufactured through: a first process for reduction treating steel slag containing phosphorous generated in a steel-making refining process, and reducing iron oxide in the steel slag to recover the same as a phosphorous-containing molten iron; a second process for dephosphorylation treating the phosphorus-containing molten iron obtained in the first process to recover resulting high phosphorus slag; a third process for heating the high phosphorus slag obtained in the second process at a temperature of 1500°C or higher to separate it into two liquid phases, and recovering ultra high phosphorus slag in an upper layer; and a fourth process for using the ultra high phosphorus slag obtained in the third process as it is, or conducting at least one of methods of a magnetic separation, a floatation separation, and a gravity separation to obtain a slag having phosphoric acid of 30 mass% or more, and an iron component of less than 10 mass% (in terms of Fe).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、高リン含有スラグの製造方法およびスラグ系肥料の製造方法に関するものである。
また、本発明は、スラグ系肥料の製造方法で得られたスラグ系肥料からなる、又は該スラグ系肥料を主原料とするリン酸肥料に関するものである。
The present invention relates to a method for producing a high phosphorus content slag and a method for producing a slag fertilizer.
The present invention also relates to a phosphoric acid fertilizer comprising a slag fertilizer obtained by a method for producing a slag fertilizer or using the slag fertilizer as a main raw material.

リンの利用用途は、農業や食品、電子部品、医薬、自動車産業など多肢にわたる。しかしながら、リンの原料であるリン鉱石は、日本では全量輸入に依存している。
このため、リンを含む製鋼スラグなどの産業副産物からリンを回収する取り組みが盛んに行われている。
There are many uses for phosphorus, including agriculture, food, electronic parts, medicine, and the automobile industry. However, phosphorus ore, the raw material for phosphorus, depends on imports in Japan.
For this reason, efforts are actively made to recover phosphorus from industrial byproducts such as steelmaking slag containing phosphorus.

すなわち、高炉で生産される溶銑中には、リン酸が約0.1質量%含まれているため、溶銑の精錬工程で発生する製鋼スラグのうち、転炉スラグや溶銑予備処理スラグ中には、リン酸が1〜5質量%ほど含まれている。   That is, since the hot metal produced in the blast furnace contains about 0.1% by mass of phosphoric acid, among the steelmaking slag generated in the hot metal refining process, the converter slag and hot metal pretreatment slag are 1 to 5% by mass of phosphoric acid is contained.

このような事情から、製鋼スラグ中のリン酸が潜在的なリン酸含有物質として見直されている。但し、前述したとおり、溶銑中のリン酸濃度は約0.1質量%程度、また製鋼スラグのリン酸濃度は高々5質量%程度であり、リン酸濃度が低すぎるため、そのままではリン酸資源としての活用先はほとんどないのが実情であった。   Under such circumstances, phosphoric acid in steelmaking slag has been reviewed as a potential phosphoric acid-containing substance. However, as mentioned above, the phosphoric acid concentration in the hot metal is about 0.1% by mass, and the phosphoric acid concentration in steelmaking slag is at most about 5% by mass, and the phosphoric acid concentration is too low. The actual situation is that there is almost no utilization place.

製鋼スラグに含まれるリンを濃縮・分離し、肥料化する方法として、以下に述べるような提案がなされている。
例えば、特許文献1には、リンを含有する製鋼スラグを、炭素、珪素、アルミニウムなどの還元剤を用いて還元処理し、前記製鋼スラグ中の鉄酸化物及びリン酸化物をリン含有溶融鉄として還元・回収し、該リン含有溶鉄を脱リン処理し、この脱リン処理で生成する高濃度のリン酸を含有するスラグをリン酸資源として回収する技術が提案されている。そして、脱リンスラグのT.Fe濃度とMnO濃度との和が20質量%を下回ると、リン酸が濃縮されたスラグのク溶性リン酸濃度が高まり、植物の生育試験より、リン酸肥料として優れているとしている。
The following proposals have been made as methods for concentrating and separating phosphorus contained in steelmaking slag and converting it into fertilizer.
For example, in Patent Document 1, steelmaking slag containing phosphorus is reduced using a reducing agent such as carbon, silicon, and aluminum, and iron oxide and phosphorus oxide in the steelmaking slag are used as phosphorus-containing molten iron. There has been proposed a technique for reducing and recovering, dephosphorizing the phosphorus-containing molten iron, and recovering slag containing a high concentration of phosphoric acid produced by the dephosphorization treatment as a phosphoric acid resource. And T. of dephosphorization slag. If the sum of the Fe concentration and the MnO concentration is less than 20% by mass, the slag containing phosphoric acid is increased in slag soluble phosphoric acid concentration, which is superior to a plant growth test as a phosphate fertilizer.

また、特許文献2には、高リンスラグの製造方法が記載されている。
特許文献2に記載された技術は、リン濃度が0.15質量%以下の溶銑を脱リンし、得られたリン含有スラグを溶銑浴に投入し、炭素材ならびに酸化鉄および/または酸素を供給してスラグ中のリンを溶銑浴中に還元抽出して、リン濃度が0.5〜3質量%の溶銑を生成する第1工程と、第1工程で生成したスラグを排滓した後、溶銑に処理後のスラグ塩基度が2〜8になるようにフラックスを添加し、さらに酸化鉄源の添加および/または酸素ガスの吹き込みを行って溶銑中に含まれる炭素濃度を1質量%以下まで低下させる第2工程により、処理後にリン酸濃度が10〜35質量%である高リンスラグを得る方法が提案されている。この方法で得られたスラグは、高濃度のリン酸を含み、直接、肥料として使用できるとしている。
Patent Document 2 describes a method for producing high phosphorus slag.
In the technique described in Patent Document 2, hot metal having a phosphorus concentration of 0.15% by mass or less is dephosphorized, and the obtained phosphorus-containing slag is put into a hot metal bath to supply a carbon material and iron oxide and / or oxygen. Then, the phosphorus in the slag is reduced and extracted into the hot metal bath to produce a hot metal having a phosphorus concentration of 0.5 to 3% by mass, and after the slag produced in the first step is discharged, The flux is added so that the slag basicity after treatment becomes 2 to 8, and the concentration of carbon contained in the hot metal is reduced to 1% by mass or less by adding an iron oxide source and / or blowing oxygen gas. In the second step, a method of obtaining a high phosphorus slag having a phosphoric acid concentration of 10 to 35% by mass after the treatment has been proposed. The slag obtained by this method contains a high concentration of phosphoric acid and can be used directly as a fertilizer.

特許文献2に記載された技術によれば、スラグ中の鉄の濃度を低くすることでリン酸の溶出特性を改善できる余地があるとしている。製鋼スラグを肥料として利用する際、リン酸の可溶性及びク溶性を高めるためには、リンの結晶状態や鉱物相を制御するほか、リン酸濃度を高める必要がある。また、リン酸の溶解特性はAl23やFe23が含有することにより低下することが知られている。しかしながら、スラグには不可避的に前記成分が含まれるため、スラグ中のリン酸濃度を高め、かつAl23やFe23濃度を低くすることが望ましい。 According to the technique described in Patent Document 2, there is room for improving the elution characteristics of phosphoric acid by reducing the concentration of iron in the slag. When using steelmaking slag as a fertilizer, in order to increase the solubility and solubility of phosphoric acid, it is necessary to increase the phosphoric acid concentration in addition to controlling the crystalline state and mineral phase of phosphorus. Further, it is known that the solubility of phosphoric acid is lowered by containing Al 2 O 3 or Fe 2 O 3 . However, since the above components are inevitably contained in the slag, it is desirable to increase the phosphoric acid concentration in the slag and reduce the Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 concentrations.

ところで、非特許文献1や非特許文献2より、溶銑脱リン反応向上を主目的とした基礎研究において、溶銑存在下でCaO-FeO-P25-MgOやCaO-FeO-P25-SiO2から構成される合成スラグを溶融すると二液相状態を呈する性質が知られている。この性質が確認されている組成領域を図1中にAで示す。この二液相状態は、P25含有割合が高く酸化鉄含有割合が低い相(高リン相)と、P25含有割合が低く酸化鉄含有割合が高い相(高鉄相)からなる。 By the way, from Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, in basic research mainly aimed at improving hot metal dephosphorization reaction, CaO—FeO—P 2 O 5 —MgO and CaO—FeO—P 2 O 5 in the presence of hot metal. It is known that when a synthetic slag composed of —SiO 2 is melted, it exhibits a two-liquid phase state. A composition region in which this property is confirmed is indicated by A in FIG. This two-liquid phase state consists of a phase having a high P 2 O 5 content and a low iron oxide content (high phosphorus phase) and a phase having a low P 2 O 5 content and a high iron oxide content (high iron phase). Become.

しかしながら、従来の実脱リンスラグ(P25濃度(図1中B))は、図1中にAで示す組成領域と異なる組成を有しており、現実的に二液相分離状態を利用したリンの回収は困難であると考えられていた。さらに、MgOやSiO2、Al23を含んだ複雑な系である実スラグにおいても、非特許文献1および非特許文献2と類似した組成にしたとしても二液相を利用したリン資源回収方法は開発されていない。 However, the actual dephosphorization slag (P 2 O 5 concentration (B in FIG. 1)) has a composition different from the composition region indicated by A in FIG. 1, and practically utilizes the two-liquid phase separation state. The recovery of phosphorous was considered difficult. Furthermore, even in actual slag, which is a complicated system containing MgO, SiO 2 , and Al 2 O 3 , even if the composition is similar to that of Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, phosphorus resource recovery using two liquid phases A method has not been developed.

また、特許文献3では、酸化鉄を含んで、リン酸濃度が高く、肥料効果が高いリン酸肥料成分組成及び冷却条件を制御することにより、肥料効果の高い鉱物相の晶出を促進させ、肥料効果の低い鉱物相の晶出を抑制することにより、酸化鉄を含有しても肥料効果の高いリン酸肥料を安定的に製造する方法を提案している。   Moreover, in patent document 3, the crystallization of the mineral phase with a high fertilizer effect is accelerated | stimulated by controlling the phosphate fertilizer component composition and cooling conditions which contain iron oxide, a high phosphoric acid concentration, and a high fertilizer effect, It has proposed a method for stably producing a phosphate fertilizer having a high fertilizer effect even if it contains iron oxide by suppressing crystallization of a mineral phase having a low fertilizer effect.

上記特許文献3は、リンの結晶状態や鉱物相を制御しており、鉄を含有していても非晶質体としてリン酸が含有していれば溶出特性を向上できることを述べている。本発明とは異なる手段でリン酸の肥料特性向上を図っている例である。   Patent Document 3 states that the crystalline state and the mineral phase of phosphorus are controlled, and even if iron is contained, elution characteristics can be improved if phosphoric acid is contained as an amorphous material. This is an example in which the fertilizer characteristics of phosphoric acid are improved by means different from the present invention.

特許第5935770号公報Japanese Patent No. 5935770 特開2017−53017号公報JP 2017-53017 A 特開3017−31013号公報JP 3017-31013 A

ISIJ int. 第44号 2004年 476−481頁ISIJ int. 44, 476-481, 2004 Arch. Eisenhuttenwes. 第19号 1948年 111-117頁Arch. Eisenhuttenwes. No. 19 1948, pages 111-117 独立行政法人農林水産消費安全技術センター、「肥料等試験法(2017)」National Agriculture, Forestry and Fisheries Consumption Safety Technology Center, “Fertilizer Testing Method (2017)”

従来のリン濃縮方法では、鉄及びAl23の含有量が高く、リン鉱石代替物やリン酸質肥料などのリン資源として活用しにくいといった問題があった。
本発明は、製鋼精錬工程において発生する溶銑の予備脱リンスラグや転炉脱炭精錬スラグなどのリンを含有する製鋼スラグを活用し、製鋼スラグからリンを回収し、リンの回収された高リンスラグに対して二液相分離処理を施すことにより高リン含有スラグを得ることを第1の目的とする。
また、本発明は、この高リン含有スラグをリン酸質肥料として利用することにより、よりク溶性肥料成分が高く肥料効果の高い製鋼スラグ系肥料を得ることを第2の目的とする。
The conventional phosphorus concentration method has a problem that it has a high content of iron and Al 2 O 3 and is difficult to use as a phosphorus resource such as a phosphate ore substitute or phosphate fertilizer.
The present invention utilizes steelmaking slag containing phosphorus such as preliminary dephosphorization slag of hot metal generated in the steelmaking refining process and converter decarburization refining slag, recovering phosphorus from the steelmaking slag, and recovering high phosphorus slag from which phosphorus has been recovered. The first object is to obtain a high phosphorus content slag by performing a two-liquid phase separation process.
In addition, a second object of the present invention is to obtain a steelmaking slag fertilizer having a higher sol-soluble fertilizer component and a higher fertilizer effect by using the high phosphorus content slag as a phosphate fertilizer.

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
1.高リン含有スラグの製造方法であって、
(1)製鋼精錬プロセスにおいて発生したリンを含有する製鋼スラグを、炭素、アルミニウムおよびシリコンのうちから選んだ少なくとも1つを含む還元剤を用いて還元処理し、該製鋼スラグ中の鉄酸化物を還元しリン含有溶融鉄として回収する第一の工程と、
(2)前記第一の工程で得られたリン含有溶融鉄を脱リン処理し、得られた高リンスラグを回収する第二の工程と、
(3)前記第二の工程で得られた高リンスラグを、1500℃以上の温度に加熱して二液相分離し、上層の超高リンスラグを回収する第三の工程と、
(4)前記第三の工程で得られた超高リンスラグを、そのまま、あるいは磁力選鉱、浮遊選鉱および比重分離のうち少なくともいずれか1つの方法を実施して、リン酸30質量%以上と、鉄分10質量%(Fe換算)未満を含有するスラグを得る第四の工程と
を含む高リン含有スラグの製造方法。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
1. A method for producing high phosphorus content slag,
(1) The steelmaking slag containing phosphorus generated in the steelmaking refining process is reduced using a reducing agent containing at least one selected from carbon, aluminum and silicon, and iron oxide in the steelmaking slag is removed. A first step of reducing and recovering as phosphorus-containing molten iron;
(2) a second step of dephosphorizing the phosphorus-containing molten iron obtained in the first step and recovering the obtained high phosphorus slag;
(3) A third step of heating the high phosphorus slag obtained in the second step to a temperature of 1500 ° C. or higher to perform two-liquid phase separation and recovering the super-high phosphorus slag in the upper layer;
(4) The ultra-high phosphorus slag obtained in the third step is used as it is or by performing at least one method of magnetic separation, flotation and specific gravity separation, and phosphoric acid 30% by mass or more, iron content And a fourth step of obtaining a slag containing less than 10% by mass (in terms of Fe).

2.製鋼精錬プロセスにおいて発生したリンを含有する製鋼スラグから、リンを濃縮すると共に、鉄分を除去してリン酸質肥料を製造する方法であって、
(1)前記製鋼スラグを、炭素、アルミニウムおよびシリコンのうちから選んだ少なくとも1つを含む還元剤を用いて還元処理し、該製鋼スラグ中の鉄酸化物を還元しリン含有溶融鉄として回収する第一の工程と、
(2)前記第一の工程で得られたリン含有溶融鉄を脱リン処理し、得られた高リンスラグを回収する第二の工程と、
(3)前記第二の工程で得られた高リンスラグを、1500℃以上の温度に加熱して二液相分離し、上層の超高リンスラグを回収する第三の工程と、
(4)前記第三の工程で得られた超高リンスラグを、そのまま、あるいは磁力選鉱、浮遊選鉱および比重分離のうち少なくともいずれか1つの方法を実施して、リン酸30質量%以上と、鉄分10質量%(Fe換算)未満を含有するスラグを得る第四の工程と
を含むスラグ系肥料の製造方法。
2. A method for producing phosphate fertilizer by concentrating phosphorus and removing iron from steelmaking slag containing phosphorus generated in a steelmaking refining process,
(1) The steelmaking slag is reduced using a reducing agent containing at least one selected from carbon, aluminum, and silicon, and iron oxide in the steelmaking slag is reduced and recovered as phosphorus-containing molten iron. The first step,
(2) a second step of dephosphorizing the phosphorus-containing molten iron obtained in the first step and recovering the obtained high phosphorus slag;
(3) A third step of heating the high phosphorus slag obtained in the second step to a temperature of 1500 ° C. or higher to perform two-liquid phase separation and recovering the super-high phosphorus slag in the upper layer;
(4) The ultra-high phosphorus slag obtained in the third step is used as it is or by performing at least one method of magnetic separation, flotation and specific gravity separation, and phosphoric acid 30% by mass or more, iron content And a fourth step of obtaining a slag containing less than 10% by mass (in terms of Fe).

3.前記製鋼スラグ系肥料のク溶性リン酸濃度が20質量%以上である前記2に記載のスラグ系肥料の製造方法。 3. The manufacturing method of the slag type fertilizer of said 2 whose slag soluble phosphoric acid concentration of the said steelmaking slag type fertilizer is 20 mass% or more.

4.前記2または3に記載されたスラグ系肥料からなる、又は該スラグ系肥料を主原料とし、結晶構造が多結晶質であることを特徴とするリン酸肥料。 4). A phosphate fertilizer comprising the slag fertilizer described in 2 or 3 above, or comprising the slag fertilizer as a main raw material and having a polycrystalline crystal structure.

本発明によれば、製鋼精錬工程において発生する溶銑の予備脱リンスラグや転炉脱炭精錬スラグなどのリンを含有する製鋼スラグ中からリンを回収し、リン資源として活用しやすい高リン含有スラグを得ることができる。
また、本発明によれば、上記のようにして得られた高リン含有スラグから、より肥料効果の高いスラグ系肥料を得ることができる。
According to the present invention, phosphorus is recovered from steelmaking slag containing phosphorus such as preliminary dephosphorization slag of hot metal generated in the steelmaking refining process and converter decarburization refining slag, and high phosphorus content slag that is easy to utilize as a phosphorus resource is obtained. Obtainable.
Moreover, according to this invention, the slag type fertilizer with a higher fertilizer effect can be obtained from the high phosphorus content slag obtained as mentioned above.

1600℃におけるCaO−FeOn−P25の3元状態図である。なお、図中、黒塗りの□△はリン濃縮スラグ(高リンスラグ)を、白塗り□は本発明の実施例を、白塗り△は比較例を示す。It is a ternary phase diagram of CaO—FeO n —P 2 O 5 at 1600 ° C. In the figure, black squares indicate phosphorus-enriched slag (high phosphorus slag), white squares indicate examples of the present invention, and white triangles indicate comparative examples.

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明では、出発原料として、溶銑予備脱リン処理時に発生する脱リンスラグや転炉での脱炭精錬において発生する転炉スラグなどのリンを含有する製鋼スラグを用いる。
ついで、製鋼スラグ中の鉄酸化物及びリン酸化物を、ロータリーキルンにて炭素、アルミニウム、シリコンのうちから選んだ少なくとも1つを用いて還元し、リン濃度が0.5質量%以上のリン含有溶融鉄を回収する。ここに、還元処理工程に使用する処理容器としては、ロータリーキルンの他、アーク炉、さらには溶銑を熱源及び種湯として保持した取鍋やトピードカーなどを用いることができる。なお、還元剤の投入量は溶融スラグ1トン当たり、炭素を用いる場合は30〜120kg、アルミを用いる場合は45〜180kg、シリコンを用いる場合は35〜145kg程度が好適である。
溶銑を熱源及び種湯として用いる場合は溶銑中の炭素の一部も還元剤として作用するので前記範囲の内で少な目に、溶銑を用いない場合は前記範囲の内で多目が良い。ただし、還元剤の過剰な投入はコストが上昇するのみならず、還元に供されずに余剰となったアルミとシリコンはリン含有融鉄中に溶解して後述する高リンスラグ中にAl23とSiO2として侵入し、P25の濃度を低下せしめたり二液相化を阻害するので望ましくない。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
In the present invention, steelmaking slag containing phosphorus such as dephosphorization slag generated during hot metal preliminary dephosphorization treatment or converter slag generated in decarburization refining in a converter is used as a starting material.
Next, iron oxide and phosphorus oxide in the steelmaking slag are reduced with at least one selected from carbon, aluminum, and silicon in a rotary kiln, and a phosphorus-containing melt having a phosphorus concentration of 0.5% by mass or more. Collect iron. Here, as a processing container used in the reduction treatment step, a rotary kiln, an arc furnace, a ladle holding a hot metal as a heat source and seed water, a topped car, and the like can be used. The amount of reducing agent to be charged is preferably about 30 to 120 kg when using carbon, 45 to 180 kg when using aluminum, and about 35 to 145 kg when using silicon, per ton of molten slag.
When hot metal is used as a heat source and seed hot water, a part of the carbon in the hot metal also acts as a reducing agent. However, excessive charging of the reducing agent not only increases the cost, but the excess aluminum and silicon that are not subjected to reduction are dissolved in the phosphorus-containing molten iron and are added to Al 2 O 3 in the high phosphorus slag described later. And SiO 2, which is not desirable because it lowers the concentration of P 2 O 5 and inhibits the two-liquid phase.

ついで、得られたリン含溶融鉄に石灰を用いて脱リン処理し、CaO含有フラックス中にP25濃度が7質量%以上となるようにリン酸を濃縮させて、高リンスラグとする。なお、高リンスラグ中のP25濃度だけでなく、SiO2濃度や酸化マンガン濃度を制御するため、脱リン処理を行なう前に、脱珪処理や脱マンガン処理を行ってもよい。
ここに、石灰源の供給方法としては特に制約はなく、浸漬ランスによる溶銑中へのインジェクションや上置き装入などの任意の方法で溶銑中への供給を行うことができる。浸漬ランスによる溶銑中へのインジェクションは、固体酸素源とともに行ってもよい。また、脱リン効率を高めるために石灰源を溶銑の浴面上方からキャリアガスを用いて浴面に投射する(吹き付ける)こともできる。このキャリアガスとしては、窒素や不活性ガスあるいは気体酸素を用いることができる。
Subsequently, the phosphorus-containing molten iron obtained is dephosphorized using lime, and phosphoric acid is concentrated in the CaO-containing flux so that the P 2 O 5 concentration is 7% by mass or more to obtain a high phosphorus slag. In addition, in order to control not only the P 2 O 5 concentration in the high phosphorus slag but also the SiO 2 concentration and the manganese oxide concentration, desiliconization treatment and demanganese treatment may be performed before the dephosphorization treatment.
Here, there is no restriction | limiting in particular as a supply method of a lime source, Supply to hot metal can be performed by arbitrary methods, such as injection into hot metal with an immersion lance, and a top loading. The injection into the hot metal by the immersion lance may be performed together with the solid oxygen source. Further, in order to increase the dephosphorization efficiency, a lime source can be projected (sprayed) onto the bath surface from above the hot metal bath surface using a carrier gas. As this carrier gas, nitrogen, inert gas, or gaseous oxygen can be used.

上記のようにして得られた高リンスラグを、スラグ鍋や電気炉等に移し、容器の周辺、上部もしくは下部等から熱を加え、スラグ温度が1500℃以上になる温度まで加熱して、二液相に分離させる。
得られた二液相は、比重差により、上層は、P25>25質量%、酸化鉄(FeO+Fe23:FeO換算)と金属鉄(M.Fe:FeO換算)の和≦15質量%の高リン相となる。他方、下層は、P25<20質量%、酸化鉄(FeO+Fe23:FeO換算)と金属鉄(M.Fe:FeO換算)の和>15質量%の高鉄相になる。ここで、二液相上層を超高リンスラグとする。
The high phosphorus slag obtained as described above is transferred to a slag pan, an electric furnace or the like, heated from the periphery, upper or lower part of the container, and heated to a temperature at which the slag temperature becomes 1500 ° C. or more, Separate into phases.
The resulting two-liquid phase has a specific gravity difference, and the upper layer is P 2 O 5 > 25 mass%, the sum of iron oxide (FeO + Fe 2 O 3 : FeO conversion) and metallic iron (M.Fe: FeO conversion) ≦ 15 It becomes a high phosphorus phase of mass%. On the other hand, the lower layer becomes a high iron phase of P 2 O 5 <20% by mass, the sum of iron oxide (FeO + Fe 2 O 3 : FeO equivalent) and metallic iron (M.Fe: FeO equivalent)> 15% by mass. Here, the upper layer of the two liquid phase is an ultra-high phosphorus slag.

ここに、再加熱の温度を限定する理由について説明すると次のとおりである。
脱リン処理は一般に温度が低い方がよく、1300〜1450℃程度で実施されるが、この温度域ではスラグ中に液相がほとんど生成しないため、高リン溶銑を再脱リン処理しただけではリン濃縮スラグは二液相に分離せず、高リンかつ低鉄相は得られない。リン濃縮スラグすなわち高リンスラグを1500℃以上に加熱することでスラグの液相率は70質量%以上となり二液相に分離させることができる。スラグの加熱コストおよび容器の溶損の点からは、加熱温度は1680℃以下であることが好ましい。
また、加熱時間は、リン濃縮スラグを十分に溶融させるために10分以上とすることが好ましい。また、この加熱保持時間の上限については特に制限はないが120分程度で十分である。
Here, the reason why the reheating temperature is limited will be described.
In general, the dephosphorization treatment is preferably performed at a low temperature, and is performed at about 1300 to 1450 ° C. However, in this temperature range, almost no liquid phase is generated in the slag. The concentrated slag does not separate into two liquid phases, and a high phosphorus and low iron phase cannot be obtained. By heating phosphorus-enriched slag, that is, high phosphorus slag, to 1500 ° C. or higher, the liquid phase ratio of slag becomes 70% by mass or higher and can be separated into two liquid phases. The heating temperature is preferably 1680 ° C. or less from the viewpoint of the heating cost of the slag and the melting loss of the container.
The heating time is preferably 10 minutes or longer in order to sufficiently melt the phosphorus-enriched slag. The upper limit of the heating and holding time is not particularly limited, but about 120 minutes is sufficient.

本発明では、図1Aに示した範囲内で二液相分離が確認されている。しかしながら、リン濃縮スラグ中のP25濃度が7質量%以下では、二液相を含む多相に分離したスラグとして回収する際、リン濃度が満足いくほどの二液相を含む多相に分離したスラグ量を得ることができない。
それ故、リン濃縮スラグ中のP25濃度は7質量%以上とする。好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。
In the present invention, two-liquid phase separation is confirmed within the range shown in FIG. 1A. However, when the concentration of P 2 O 5 in the phosphorus-concentrated slag is 7% by mass or less, when recovering as a slag separated into multi-phases containing two liquid phases, it becomes a multi-phase containing two liquid phases with a satisfactory phosphorus concentration. The amount of separated slag cannot be obtained.
Therefore, the P 2 O 5 concentration in the phosphorus-enriched slag is 7% by mass or more. Preferably it is 10 mass% or more, More preferably, it is 15 mass% or more.

また、リン濃縮スラグ中には、SiO2が混入する。このSiO2濃度が10質量%以上になると、液相が二相に分離せず、高リン相が得られないか、高リン相中の酸化鉄濃度が高くなるため、SiO2濃度は10質量%未満とする。より望ましいSiO2濃度は5質量%以下である。0質量%であっても良い。 Further, the phosphoric concentration slag, SiO 2 is mixed. If the SiO 2 concentration of 10 mass% or more, without separating the liquid phase is biphasic, or high phosphorus phase can not be obtained, since the iron oxide concentration in the high phosphorus phase increases, SiO 2 concentration of 10 mass %. A more desirable SiO 2 concentration is 5% by mass or less. It may be 0% by mass.

さらに、本発明では、リン濃縮スラグ中にさらに、MgOを酸化マンガンと共に、MgO<16質量%で、かつ15質量%<酸化鉄(FeO+Fe23:FeO換算)と金属鉄(M.Fe:FeO換算)と酸化マンガン(MnO+MnO2:MnO換算)の和<80質量%を満足する範囲で含有させることができる。
ここで、MgO濃度が16質量%以上であると、高リン相の冷却後の主要相であるC3P相へのMgOの置換割合が増えるので好ましくない。一般に、リン鉱石は主にリン酸原料として多用されるが、リン鉱石を硫酸で分解した際、MgOの存在下では、不純物であるリン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)が多量に生成してしまう。従って、かようなMAPの発生を防ぐために、MgOは10質量%未満とすることが好ましい。
また、酸化鉄濃度及び酸化マンガン濃度の和が15質量%以下では、二液相分離せず、ほぼ均一な相となるので好ましくなく、一方80質量%以上になると高リン相の生成量が少なく、再加熱コストに対する回収物生成量が少なくなるため、好ましくない。なお、酸化鉄、金属鉄及び酸化マンガンの和は、25質量%以上55質量%以下とすることが好ましい。さらに好ましくは40質量%以上55質量%以下の範囲である。
Further, in the present invention, MgO together with manganese oxide, MgO <16% by mass, and 15% by mass <iron oxide (FeO + Fe 2 O 3 : FeO equivalent) and metallic iron (M.Fe: FeO equivalent) and manganese oxide (MnO + MnO 2 : MnO equivalent) can be contained in a range that satisfies the sum <80% by mass.
Here, if the MgO concentration is 16% by mass or more, the substitution ratio of MgO to the C 3 P phase, which is the main phase after cooling the high phosphorus phase, is not preferable. In general, phosphate ore is mainly used as a phosphoric acid raw material, but when the phosphate ore is decomposed with sulfuric acid, a large amount of impurity magnesium ammonium phosphate (MAP) is produced in the presence of MgO. Therefore, in order to prevent the occurrence of such MAP, MgO is preferably less than 10% by mass.
Further, when the sum of the iron oxide concentration and the manganese oxide concentration is 15% by mass or less, it is not preferable because the two-liquid phase separation does not occur and an almost uniform phase is obtained. This is not preferable because the amount of the collected product with respect to the reheating cost is reduced. The sum of iron oxide, metallic iron and manganese oxide is preferably 25% by mass or more and 55% by mass or less. More preferably, it is the range of 40 mass% or more and 55 mass% or less.

以上、本発明に従うリン濃縮スラグの好適組成について説明したが、当該スラグ中には、その他にもAl23が5質量%以下程度含有されている。 Having described the preferred composition of the phosphorus concentration slag according to the present invention, it is to the slag, Besides Al 2 O 3 is contained degree 5 wt% or less.

上記した超高リンスラグの回収方法としては、溶融状態で下部の出銑口から下層の低リンスラグを抜き取り、容器内に残融した超高リンスラグを回収する方法がある。また、傾倒スラグ畑に出湯後、固体状態で上下層の境界を破断又は切断し、上層を回収するようにしても良い。   As a method for recovering the ultra-high phosphorus slag described above, there is a method in which the lower low-slag slag is extracted from the lower outlet in a molten state and the ultra-high phosphorus slag remaining in the container is recovered. Further, after the hot water is poured into the tilted slag field, the upper and lower layers may be broken or cut in a solid state to recover the upper layer.

溶融混合後、混合スラグを容器から取り出し、冷却固化させる。冷却・固化は、容器から取り出す際に行ってもよいし、取り出した混合スラグを収納した別の容器から取り出す際に行ってもよい。   After melt mixing, the mixed slag is taken out of the container and cooled and solidified. Cooling and solidification may be performed when taking out from the container, or may be carried out when taking out from another container containing the extracted mixed slag.

冷却固化の方法としては、融体又は過冷却液体を冷却する場合には、例えば、生成した混合スラグに高圧空気を吹きつけて飛散させ、冷却するとともに粒状化する方法(風砕法)や、混合スラグに高圧水を吹きつけて飛散させ、冷却するとともに粒状化する方法(水砕法)、厚鋼板上に生成した混合スラグを流出させ、厚鋼板による強制冷却と空気への放熱により冷却する方法、などの方法を採用することができる。また、徐冷する場合には、スラグを滓ポットに受け、その後、スラグ処理場に排滓する方法が考えられる。   As a method of cooling and solidifying, when cooling a melt or a supercooled liquid, for example, a high-pressure air is blown to the generated mixed slag to be scattered, and the mixture is cooled and granulated (wind crushing method) or mixed. A method of spraying high-pressure water on slag to disperse, cooling and granulating (hydrocracking method), a method of causing mixed slag generated on a thick steel plate to flow out, cooling by forced cooling with a thick steel plate and heat radiation to the air, Such a method can be adopted. In the case of slow cooling, a method of receiving slag in a soot pot and then discharging it to a slag treatment plant is conceivable.

かくして得られたスラグは、そのままで、リン酸30質量%以上と、鉄分10質量%(Fe換算)未満を含有する超高リンスラグとすることができるが、さらに磁力選鉱、浮遊選鉱および比重分離のうち少なくともいずれか1つの方法を実施することにより、リン濃度をさらに高めることができる。   The slag thus obtained can be used as it is as an ultra-high phosphorus slag containing 30% by mass or more of phosphoric acid and less than 10% by mass of iron (in terms of Fe). By implementing at least one of these methods, the phosphorus concentration can be further increased.

なお、冷却固化後の形状が塊状等の場合には、破砕(粉砕)処理を行ったのち、磁力選鉱、浮遊選鉱および比重選鉱のうち少なくともいずれか1つの方法を実施して、粒状の超高リンスラグとする。
粉砕処理は、粉砕後の粒径が75μm以下となるように粉砕機を用いて行うこととしている。なお、粉砕機は、スラグをジェットエアーに乗せてスラグ同士を衝突させることにより粉砕するジェットミル方式であってもよく、スラグと共に硬質のボールを容器内に入れて回転させることによってスラグを粉砕するボールミル方式であってもよい。
In addition, when the shape after cooling and solidification is a lump, etc., after carrying out crushing (pulverization) treatment, at least one of magnetic ore flotation and specific gravity beneficiation is performed to obtain a granular ultra-high Rinse slag.
The pulverization is performed using a pulverizer so that the particle size after pulverization is 75 μm or less. The pulverizer may be a jet mill type in which slag is put on jet air and pulverized by causing the slag to collide with each other, and a slag is pulverized by putting a hard ball in the container and rotating the slag. A ball mill method may be used.

次に、スラグ系肥料の製造方法について説明する。
出発原料として、脱リンスラグや転炉スラグなどのリン含有製鋼スラグを用い、これを還元処理してリン含有溶融鉄とし、このリン含有溶融鉄を脱リン処理して高リンスラグとし、この高リンスラグを、1500℃以上の温度に加熱して二液相分離し、上層の超高リンスラグを回収してリン酸30質量%以上と、鉄分10質量%(Fe換算)未満を含有するスラグとするまでは、前述したところと同じである。
そして、このようにして得られた超高リンスラグをリン肥料として活用することにより、より肥料効果の高いスラグ系肥料を得ることができるのである。
Next, the manufacturing method of slag type fertilizer is demonstrated.
Using phosphorus-containing steelmaking slag such as dephosphorized slag and converter slag as a starting material, this is reduced to phosphorus-containing molten iron, and this phosphorus-containing molten iron is dephosphorized to high phosphorus slag. Until it is heated to a temperature of 1500 ° C. or higher and separated into two liquid phases, the super-high phosphorus slag in the upper layer is recovered to make a slag containing 30% by mass or more of phosphoric acid and less than 10% by mass of iron (Fe conversion) The same as described above.
And the slag type fertilizer with a higher fertilizer effect can be obtained by utilizing the ultra-high phosphorus slag obtained in this way as a phosphorus fertilizer.

ところで、高濃度のク溶性リン酸源として従来使用されて来た熔成リン肥料は、ガラス質であるために水分が内部に浸透し難いので、粒径によって肥効の発現時期と持続時間が様々に変化する。たとえば、微粉の熔成リン肥料は肥効の発現時期が早く持続時間が短いのに対し、粗大粒の熔成リン肥料は肥効の発現時期が遅く持続時間が長い。そのため、安定した肥効の発現時間と持続時間を得るためには、特定の粒径範囲を単独で使用する場合でも複数の粒径範囲を組み合わせて使用する場合でも、粒径の構成を厳密に管理する必要が有る。   By the way, the molten phosphorus fertilizer that has been used conventionally as a high-concentration soluble phosphonic acid source is vitreous, so it is difficult for water to penetrate inside. It changes variously. For example, fine powdered phosphorus fertilizer has an early onset of fertilization effect and a short duration, whereas coarse granular phosphorous fertilizer has a late onset of fertilizing effect and a long duration. Therefore, in order to obtain a stable fertilization effect onset time and duration, the composition of the particle size must be strictly determined whether a specific particle size range is used alone or in combination with a plurality of particle size ranges. There is a need to manage.

本発明の製造方法は、従来使用されて来た熔成リン肥料の製造方法と異なり、急冷凝固を必要としないので、本発明の製造方法で製造される高リン含有スラグと製鋼スラグ系肥料をいずれも多結晶質の結晶構造を有している。多結晶質では、結晶間の粒界を通して水分が内部に浸透するので、粒径の変化に伴う肥効の発現時期と持続時間の変化が、ガラス質よりも緩やかとなる。   The manufacturing method of the present invention does not require rapid solidification unlike the conventional manufacturing method of molten phosphorus fertilizer, so the high phosphorus content slag and steelmaking slag fertilizer manufactured by the manufacturing method of the present invention are not used. Both have a polycrystalline crystal structure. In the case of polycrystalline, moisture permeates into the inside through the grain boundary between crystals, so that the change in the onset time and duration of the fertilization effect accompanying the change in the particle size becomes more gradual than in the glassy material.

本発明の製造方法で製造された高リン含有スラグと製鋼スラグ系肥料のク溶性リン酸を非特許文献3に示された方法で測定した。ただし、非特許文献3に示された方法は試料を目開き1mmのふるいを全量通過するまで粉砕機で粉砕した後にクエン酸溶液中で1時間撹拌するものであるが、粒径の変化に伴うク溶性リン酸の溶出量の変化を調査するために試料の寸法は目開き1 mmのふるいを全量通過するもの、目開き2.8mmのふるいを通過せず目開き5.6 mmのふるいを全量通過するもの、目開き5.6mmのふるいを通過せず目開き11.2 mmのふるいを全量通過するもの、目開き11.2 mmのふるいを通過しないもの、の4通りの粒径のそれぞれについて測定した。   The high phosphorus content slag manufactured by the manufacturing method of the present invention and the soluble phosphonic acid of the steelmaking slag fertilizer were measured by the method described in Non-Patent Document 3. However, in the method shown in Non-Patent Document 3, the sample is pulverized by a pulverizer until it passes through the sieve having a mesh size of 1 mm and then stirred for 1 hour in a citric acid solution. In order to investigate changes in the amount of soluble phosphoric acid dissolved, the sample size passes through a sieve with a mesh opening of 1 mm, and passes through a sieve with a mesh opening of 5.6 mm without passing through a sieve with a mesh opening of 2.8 mm. The particle size was measured for each of four types of particle size: a sample that did not pass through a sieve with an aperture of 5.6 mm without passing through a sieve with an aperture of 11.2 mm, and a sample that did not pass through a sieve with an aperture of 11.2 mm.

その結果、目開き2.8mmのふるいを通過せず目開き5.6 mmのふるいを全量通過するもの、目開き5.6mmのふるいを通過せず目開き11.2 mmのふるいを全量通過するもの、のク溶性リン酸の溶出量はいずれも目開き1 mmのふるいを全量通過するもののク溶性リン酸の溶出量と同等であった。目開き11.2 mmのふるいを通過しないもののク溶性リン酸の溶出量は目開き1 mmのふるいを全量通過するもののク溶性リン酸の溶出量に比べ、半量以下となり、かつ、不安定であった。   As a result, the total solubility of those passing through a sieve with a mesh opening of 5.6 mm without passing through a sieve with a mesh opening of 2.8 mm, and passing through a sieve with a mesh opening of 11.2 mm without passing through a sieve with a mesh opening of 5.6 mm The amount of phosphoric acid eluted was the same as the amount of soluble phosphoric acid, though all passed through a 1 mm sieve. The elution amount of the soluble phosphoric acid that did not pass through the sieve with a mesh opening of 11.2 mm was less than half the amount of elution of the soluble phosphoric acid that passed through the sieve with a mesh opening of 1 mm, and was unstable. .

これにより、目開き11.2 mmのふるいを全量通過するものであれば、その範囲内で粒径が変化してもク溶性リン酸の溶出速度は変化しないことが判明した。
このように、本発明の製造方法で製造されたスラグ系肥料は、粒径構成の厳密な管理が不要という特徴を有している。
As a result, it was found that the elution rate of the soluble phosphoric acid does not change even if the particle diameter changes within the range as long as it passes through a sieve having an opening of 11.2 mm.
Thus, the slag fertilizer manufactured with the manufacturing method of this invention has the characteristic that the exact management of a particle size structure is unnecessary.

以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
高炉から出銑された高炉溶銑をトピードカーで受銑し、トピードカーに収容された高炉溶銑に脱珪処理及び予備脱リン処理を施し、その後、高炉溶銑を溶銑鍋に移し替え、溶銑鍋内の高炉溶銑に機械攪拌式脱硫装置により脱硫処理を施し、この脱硫処理終了後の高炉溶銑を転炉に装入して転炉にて脱炭精錬を施した。このような高炉溶銑から溶鋼を溶製する製銑−製鋼工程において本発明を適用した。すなわち、出発原料として、上記の製銑−製鋼工程において生成した転炉スラグを用いた。
なお、予め、磁力が3000G、スラグの処理能力が50〜150t/Hrである磁力選別機を用いて転炉スラグを磁気分離し、転炉スラグ中の金属鉄を分離・除去した。
Examples of the present invention will be described below.
Example 1
The blast furnace hot metal discharged from the blast furnace is received by a topped car, the blast furnace hot metal contained in the topped car is subjected to desiliconization treatment and preliminary dephosphorization treatment, and then the blast furnace hot metal is transferred to the hot metal ladle, The hot metal was desulfurized by a mechanical stirring type desulfurization apparatus. The blast furnace hot metal after the desulfurization process was charged into the converter and decarburized and refined in the converter. The present invention was applied in a steelmaking-steelmaking process in which molten steel is produced from such blast furnace hot metal. That is, the converter slag produced | generated in said iron making-steel making process was used as a starting material.
In addition, the converter slag was magnetically separated in advance using a magnetic separator having a magnetic force of 3000 G and a slag treatment capacity of 50 to 150 t / Hr, and the metallic iron in the converter slag was separated and removed.

製鋼工程で生成したリンを含有する50トンの製鋼スラグと、還元剤として4000kgのコークス(炭素)とを、加熱バーナーを備えたロータリーキルン炉に装入し、バーナーによって製鋼スラグ及びコークスを1000℃以上に加熱して、製鋼スラグの還元処理を施した。製鋼スラグ中の酸化鉄はコークスによって還元されて、還元鉄が生成した。また、製鋼スラグ中のリンも還元され、生成するリンと還元鉄とが反応し、すなわち生成するリンが還元鉄に取り込まれて、リンを高濃度に含有するリン含有還元鉄(リン含有溶融鉄)が生成した。なお、上記の還元処理において、還元剤として珪素やアルミニウムを炭素の代わりに用いても、何ら問題なく製鋼スラグ中の酸化鉄及びリン酸化物を還元することができたが、珪素やアルミニウムを用いる場合は還元に必要な量よりも大幅に過剰に使用すると後の脱リン処理でスラグ中のSiO2やAl23が上昇して二液相やク溶性リン酸の生成を阻害するので望ましくない。
上記の還元処理によって得られたリン含有還元鉄は、リンを1.0〜4.0質量%含有していた。このリン含有還元鉄を、溶銑保持容器に収容された高炉溶銑に投入して溶解させ、リン濃度を0.5〜3.0質量%に調整したリン含有溶銑を溶製した。
50 tons of steelmaking slag containing phosphorus produced in the steelmaking process and 4000 kg of coke (carbon) as a reducing agent are charged into a rotary kiln furnace equipped with a heating burner, and the steelmaking slag and coke are heated to 1000 ° C. or more by the burner. To reduce the steelmaking slag. The iron oxide in the steelmaking slag was reduced by coke to produce reduced iron. Moreover, phosphorus in steelmaking slag is also reduced, and the produced phosphorus reacts with reduced iron, that is, the produced phosphorus is taken into the reduced iron, and phosphorus-containing reduced iron containing phosphorus in a high concentration (phosphorus-containing molten iron). ) Produced. In the above reduction treatment, even if silicon or aluminum was used as a reducing agent instead of carbon, iron oxide and phosphorous oxide in steelmaking slag could be reduced without any problem, but silicon or aluminum was used. In this case, it is desirable that the amount of SiO 2 or Al 2 O 3 in the slag rises in the subsequent dephosphorization treatment and the formation of two-liquid phase or soluble phosphoric acid is inhibited if it is used in an excessive amount more than necessary for the reduction. Absent.
The phosphorus-containing reduced iron obtained by the above reduction treatment contained 1.0 to 4.0% by mass of phosphorus. This phosphorus-containing reduced iron was poured into a blast furnace hot metal accommodated in a hot metal holding container and dissolved, and a phosphorus-containing hot metal having a phosphorus concentration adjusted to 0.5 to 3.0% by mass was produced.

このリン含有溶銑を上底吹き転炉型の反応容器に装入し、上吹きランスから酸素ガスをリン含有溶銑に向けて吹き付けると同時に、上吹きランスから酸素ガスを搬送用ガスとして粒径が1mm以下の粉状生石灰(CaO純分:95質量%程度)を、リン含有還元鉄1トン当たり25kg吹き込んで脱リン処理を実施した。なお、使用した媒溶剤は粉状生石灰のみであり、蛍石などのフッ素化合物を混合しないものである。   The phosphorus-containing hot metal is charged into a top-bottom-blown converter type reactor, and oxygen gas is sprayed from the top-blowing lance toward the phosphorus-containing hot metal. Dephosphorization treatment was performed by blowing 25 kg of powdered quicklime (CaO pure content: about 95% by mass) of 1 mm or less per ton of phosphorus-containing reduced iron. In addition, the solvent used was only powdered quicklime and does not mix a fluorine compound such as fluorite.

上記の脱リン処理によって得られた高リンスラグを、スラグ鍋や電気炉等に移し、容器の周辺から加熱を加え、スラグ温度が1550℃以上になる温度まで再加熱して、二液相に分離させた。得られた二液相は、比重差により、上層は、P25>25質量%、酸化鉄と金属鉄(FeO換算)の和≦15質量%の高リン相、下層はP25<25質量%の低リン層となった。なお、SiO2が10質量%以上含まれる試料については、二液相分離は確認されなかった。 The high phosphorus slag obtained by the above dephosphorization treatment is transferred to a slag pan, an electric furnace, etc., heated from the periphery of the container, reheated to a temperature at which the slag temperature becomes 1550 ° C. or higher, and separated into two liquid phases. I let you. The resulting two-liquid phase has a specific gravity difference, the upper layer is P 2 O 5 > 25% by mass, the high phosphorus phase of iron oxide and metal iron (FeO equivalent) ≦ 15% by mass, and the lower layer is P 2 O 5 A low phosphorus layer of <25% by mass was obtained. Note that the samples SiO 2 is contained more than 10 wt%, a two-liquid phase separation was not observed.

試験における主な結果を表1に示す。表1において、水準1及び水準2は、それぞれ高リンスラグの化学組成である。水準3は水準1に対して二液相分離プロセスを実施したスラグの化学組成、水準4は水準2に対して二液相分離プロセスを実施した超高リンスラグの化学組成である。   The main results in the test are shown in Table 1. In Table 1, Level 1 and Level 2 are the chemical compositions of high phosphorus slag, respectively. Level 3 is the chemical composition of the slag that has been subjected to the two-liquid phase separation process for level 1, and level 4 is the chemical composition of the ultra-high phosphorus slag that has been subjected to the two-liquid phase separation process for level 2.

Figure 2019172548
Figure 2019172548

SiO2が10質量%以上含まれる水準1に対して二液相分離プロセスを実施した水準3では、二液相分離が確認されなかった。
これに対し、水準2に対して二液相分離プロセスを実施した水準4では、二液相分離により、P25濃度が27.7質量%、T.Fe濃度が11.3質量%の超高リンスラグを得ることができた。
しかしながら、リン酸の溶解性を阻害するT.Fe濃度が高く、更に低減する余地がある。
In level 3 where the two-liquid phase separation process was performed on level 1 containing 10% by mass or more of SiO 2 , two-liquid phase separation was not confirmed.
On the other hand, in the level 4 where the two-liquid phase separation process was performed on the level 2 , the P 2 O 5 concentration was 27.7% by mass and the T.P. An ultra-high phosphorus slag having an Fe concentration of 11.3% by mass could be obtained.
However, T. cerevisiae, which inhibits the solubility of phosphate. Fe concentration is high and there is room for further reduction.

(実施例2)
本実施例では、超高リンスラグの分離方法による影響の検証を行った。
対象として、水準4に示した超高リンスラグを用いた。
X線回折測定により、水準4の超高リンスラグは、C3P相、(FeMg2)O4相を有することが確認された。
そこで、上記超高リンスラグをボールミルで75μm以下に粉砕を行い、磁力選鉱、比重分離を実施した。
磁力選鉱は、粒子同士の凝集を防ぐため、湿式処理にて行った。また、比重分離は、サイクロン分離を実施した。
以上のようにして超高リンスラグの分離処理を実施した最終的な回収物について、P25濃度とT.Fe濃度を化学分析より測定した。
得られた結果を表2に示す。
(Example 2)
In this example, the effect of the ultra-high phosphorus slag separation method was verified.
As a target, the ultra-high phosphorus slag shown in Level 4 was used.
X-ray diffraction measurement confirmed that the level 4 ultra-high phosphorus slag had a C 3 P phase and a (FeMg 2 ) O 4 phase.
Therefore, the ultra-high phosphorus slag was pulverized to 75 μm or less with a ball mill, and magnetic separation and specific gravity separation were performed.
Magnetic beneficiation was performed by a wet process in order to prevent aggregation of particles. The specific gravity separation was cyclone separation.
With respect to the final recovered material that has been subjected to the separation treatment of ultrahigh phosphorus slag as described above, the P 2 O 5 concentration and the T.O. Fe concentration was measured by chemical analysis.
The obtained results are shown in Table 2.

Figure 2019172548
Figure 2019172548

同表に示したように、少なくとも1つの分離方法を実施することで、回収物中のP25濃度をより一層高くすることができ、併せてT.Fe濃度を10質量%未満に低減することができた。 As shown in the table, the concentration of P 2 O 5 in the recovered product can be further increased by carrying out at least one separation method. The Fe concentration could be reduced to less than 10% by mass.

次に、水準1及び水準5について、肥料成分の分析を行なった。
その結果を表3に示す。
Next, fertilizer components were analyzed for level 1 and level 5.
The results are shown in Table 3.

Figure 2019172548
Figure 2019172548

同表に示したとおり、分離前後でリン酸のク溶性が向上したことが分かる。
このように、本発明のリン酸質肥料の製造方法に従えば、P25濃度が高く、酸化鉄及び地金濃度が低く、肥料効果の高いリン酸肥料を得ることができる。
また、本発明で得られたリン酸質肥料の結晶構造について調べたところ、いずれも多結晶質であることが確認された。
As shown in the table, it can be seen that the solubility of phosphoric acid was improved before and after separation.
Thus, according to the manufacturing method of the phosphate fertilizer of the present invention, high P 2 O 5 concentration, iron oxide and base metal concentration is low, it is possible to obtain a high phosphate fertilizer with fertilizer effect.
Moreover, when the crystal structure of the phosphate fertilizer obtained by this invention was investigated, it was confirmed that all are polycrystalline.

実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。   The conditions in the examples are one condition example adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is not limited to this one condition example. The present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.

Claims (4)

高リン含有スラグの製造方法であって、
(1)製鋼精錬プロセスにおいて発生したリンを含有する製鋼スラグを、炭素、アルミニウムおよびシリコンのうちから選んだ少なくとも1つを含む還元剤を用いて還元処理し、該製鋼スラグ中の鉄酸化物を還元しリン含有溶融鉄として回収する第一の工程と、
(2)前記第一の工程で得られたリン含有溶融鉄を脱リン処理し、得られた高リンスラグを回収する第二の工程と、
(3)前記第二の工程で得られた高リンスラグを、1500℃以上の温度に加熱して二液相分離し、上層の超高リンスラグを回収する第三の工程と、
(4)前記第三の工程で得られた超高リンスラグを、そのまま、あるいは磁力選鉱、浮遊選鉱および比重分離のうち少なくともいずれか1つの方法を実施して、リン酸30質量%以上と、鉄分10質量%(Fe換算)未満を含有するスラグを得る第四の工程と
を含む高リン含有スラグの製造方法。
A method for producing high phosphorus content slag,
(1) The steelmaking slag containing phosphorus generated in the steelmaking refining process is reduced using a reducing agent containing at least one selected from carbon, aluminum and silicon, and iron oxide in the steelmaking slag is removed. A first step of reducing and recovering as phosphorus-containing molten iron;
(2) a second step of dephosphorizing the phosphorus-containing molten iron obtained in the first step and recovering the obtained high phosphorus slag;
(3) A third step of heating the high phosphorus slag obtained in the second step to a temperature of 1500 ° C. or higher to perform two-liquid phase separation and recovering the super-high phosphorus slag in the upper layer;
(4) The ultra-high phosphorus slag obtained in the third step is used as it is or by performing at least one method of magnetic separation, flotation and specific gravity separation, and phosphoric acid 30% by mass or more, iron content And a fourth step of obtaining a slag containing less than 10% by mass (in terms of Fe).
製鋼精錬プロセスにおいて発生したリンを含有する製鋼スラグから、リンを濃縮すると共に、鉄分を除去してリン酸質肥料を製造する方法であって、
(1)前記製鋼スラグを、炭素、アルミニウムおよびシリコンのうちから選んだ少なくとも1つを含む還元剤を用いて還元処理し、該製鋼スラグ中の鉄酸化物を還元しリン含有溶融鉄として回収する第一の工程と、
(2)前記第一の工程で得られたリン含有溶融鉄を脱リン処理し、得られた高リンスラグを回収する第二の工程と、
(3)前記第二の工程で得られた高リンスラグを、1500℃以上の温度に加熱して二液相分離し、上層の超高リンスラグを回収する第三の工程と、
(4)前記第三の工程で得られた超高リンスラグを、そのまま、あるいは磁力選鉱、浮遊選鉱および比重分離のうち少なくともいずれか1つの方法を実施して、リン酸30質量%以上と、鉄分10質量%(Fe換算)未満を含有するスラグを得る第四の工程と
を含む製鋼スラグ系肥料の製造方法。
A method for producing phosphate fertilizer by concentrating phosphorus and removing iron from steelmaking slag containing phosphorus generated in a steelmaking refining process,
(1) The steelmaking slag is reduced using a reducing agent containing at least one selected from carbon, aluminum, and silicon, and iron oxide in the steelmaking slag is reduced and recovered as phosphorus-containing molten iron. The first step,
(2) a second step of dephosphorizing the phosphorus-containing molten iron obtained in the first step and recovering the obtained high phosphorus slag;
(3) A third step of heating the high phosphorus slag obtained in the second step to a temperature of 1500 ° C. or higher to perform two-liquid phase separation and recovering the super-high phosphorus slag in the upper layer;
(4) The ultra-high phosphorus slag obtained in the third step is used as it is or by performing at least one method of magnetic separation, flotation and specific gravity separation, and phosphoric acid 30% by mass or more, iron content And a fourth step of obtaining a slag containing less than 10% by mass (converted to Fe).
前記製鋼スラグ系肥料のク溶性リン酸濃度が20質量%以上である請求項2に記載の製鋼スラグ系肥料の製造方法。   The method for producing a steelmaking slag fertilizer according to claim 2, wherein the slag-soluble phosphoric acid concentration of the steelmaking slag fertilizer is 20% by mass or more. 請求項2または3に記載されたスラグ系肥料からなる、又は該スラグ系肥料を主原料とし、結晶構造が多結晶質であることを特徴とするリン酸肥料。 A phosphate fertilizer comprising the slag fertilizer according to claim 2 or 3, wherein the slag fertilizer is a main raw material, and the crystal structure is polycrystalline.
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