JP2020049481A - Magnetic separation method for steel-making slag and magnetic separation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製鋼スラグの磁選方法、および磁選装置に関する。 The present invention relates to a magnetic separation method for a steelmaking slag and a magnetic separation apparatus.
製鋼工程で生じる製鋼スラグ(転炉スラグ、予備処理スラグ、二次精錬スラグおよび電気炉スラグなど)は、セメント材料、道路用路盤材、土木用材料および肥料を含む広い用途に用いられる(非特許文献1〜非特許文献3参照)。また、上記用途に用いられない一部の製鋼スラグは、埋め立て処分されている。
Steelmaking slag (such as converter slag, pretreatment slag, secondary refining slag, and electric furnace slag) generated in the steelmaking process is used for a wide range of applications including cement materials, roadbed materials, civil engineering materials, and fertilizers.
製鋼スラグには、リン(P)、カルシウム(Ca)、鉄(Fe)、ケイ素(Si)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、硫黄(S)などの元素が含まれていることが知られている。これらのうち、製鋼スラグに最も多く含まれる元素は、製鋼工程で多量に用いられるCaであり、通常、Feが次に多く含まれる。通常、製鋼スラグの全質量のうち、20質量%〜50質量%程度がCaであり、1質量%〜30質量%程度がFeである。 The steelmaking slag includes phosphorus (P), calcium (Ca), iron (Fe), silicon (Si), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), It is known that elements such as sulfur (S) are contained. Among these, the element most contained in the steelmaking slag is Ca used in a large amount in the steelmaking process, and usually contains Fe second most. Usually, of the total mass of the steelmaking slag, approximately 20% to 50% by mass is Ca, and approximately 1% to 30% by mass is Fe.
製鋼スラグ内のFeは、鉄系酸化物、酸化カルシウム鉄アルミニウム(Ca2(Al1−XFeX)2O5)、および極少量ではあるが金属鉄などとして存在している。これらのうち、鉄系酸化物は、MnまたはMgを含有するほか、Ca、Al、Si、P、Ti、CrおよびSなどの元素を少量ながら含有する。また、酸化カルシウム鉄アルミニウムも、Si、P、Ti、CrおよびSなどの元素を少量ながら含有する。なお、本明細書においては、鉄系酸化物は空気中の水蒸気などによってその表面の一部などが水酸化物などに変化した化合物も含み、酸化カルシウム鉄アルミニウムは空気中の水蒸気および二酸化炭素などによりその表面の一部などが水酸化物または炭酸化物などに変化した化合物も含む。なお、本明細書においては、鉄系酸化物および酸化カルシウム鉄アルミニウムはいずれも、表面の一部などが大気汚染物質である硫黄酸化物(SOx)や窒素酸化物(NOx)との反応物質に変化したこれらの化合物を含む。 Fe in the steelmaking slag exists as iron-based oxides, calcium iron aluminum oxide (Ca 2 (Al 1−X Fe X ) 2 O 5 ), and a small amount of metallic iron. Among them, the iron-based oxide contains Mn or Mg and also contains a small amount of elements such as Ca, Al, Si, P, Ti, Cr and S. Calcium iron aluminum oxide also contains a small amount of elements such as Si, P, Ti, Cr and S. In this specification, iron-based oxides also include compounds in which a part of the surface has been changed to hydroxides or the like by water vapor in the air, and calcium iron aluminum oxide includes water vapor in the air and carbon dioxide. And a compound in which a part of the surface has been changed to a hydroxide or a carbonate. In this specification, both iron-based oxides and calcium iron aluminum oxide have a part of the surface as a reactant with sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx) which are air pollutants. Includes those compounds that are altered.
上記鉄系酸化物は、その多くがウスタイト系酸化物(FeO)として存在し、その他にヘマタイト系酸化物(Fe2O4)やマグネタイト系酸化物(Fe3O4)としても存在する。 Most of the iron-based oxides exist as wustite-based oxides (FeO), and also exist as hematite-based oxides (Fe 2 O 4 ) and magnetite-based oxides (Fe 3 O 4 ).
これらのうち、ウスタイト系酸化物およびヘマタイト系酸化物は、強磁性体であるマグネタイト系酸化物(Fe3O4)がその内部に分散しているため、製鋼スラグを破砕もしくは粉砕して粒子状にした後、磁選によって製鋼スラグから分離して回収できる。なお、単独または他の鉄系酸化物と共存するマグネタイト系酸化物も、磁選によって製鋼スラグから分離して回収できる。 Among these, the wustite-based oxide and the hematite-based oxide are formed by crushing or pulverizing steelmaking slag because the magnetite-based oxide (Fe 3 O 4 ), which is a ferromagnetic substance, is dispersed therein. After that, it can be separated and recovered from the steelmaking slag by magnetic separation. In addition, the magnetite-based oxide alone or coexisting with another iron-based oxide can be separated and recovered from the steelmaking slag by magnetic separation.
上記酸化カルシウム鉄アルミニウムは、磁化して磁性体となるため、やはり磁選によって製鋼スラグから分離して回収できる。 Since the calcium iron aluminum oxide is magnetized to become a magnetic material, it can be separated from the steelmaking slag by magnetic separation and recovered.
鉄系酸化物および酸化カルシウム鉄アルミニウム(以下、これらをまとめて「鉄系化合物」ともいう。)は、リンの含有量が0.1質量%以下とわずかであるため、上述した磁選などによって製鋼スラグから分離して回収すれば、高炉や焼結の原料として用いることができる。 Iron-based oxides and calcium iron aluminum oxide (hereinafter collectively referred to as “iron-based compounds”) have a small phosphorus content of 0.1% by mass or less. If separated and recovered from slag, it can be used as a raw material for blast furnace and sintering.
また、今後、社会環境の変化等により、製鋼スラグを道路用路盤材、土木用材料またはセメント材料などとして使用するための土木工事の数が減少したり、製鋼スラグを埋め立て処分できる土地が減少したりする可能性もある。この観点からも、製鋼スラグに含まれる鉄系化合物を回収して、再利用または埋め立て処分される製鋼スラグの体積を減少させることが期待されている。 In the future, due to changes in the social environment, the number of civil works to use steelmaking slag as roadbed material, civil engineering material, cement material, etc. will decrease, and the land where steelmaking slag can be landfilled will decrease. There is also a possibility. From this viewpoint, it is expected that the iron-based compound contained in the steelmaking slag is recovered to reduce the volume of the steelmaking slag to be reused or landfilled.
さらには、鉄系化合物に含まれるMn、MgおよびCaなどは、製鉄上有用な元素であり、製鉄の材料として活用できる。たとえば、Mnは鋼材の強度向上および強度安定化に寄与する元素であり、Mgは高炉内でのスラグの流動性を高める元素である。Caは高炉、製鋼でのスラグの主要構成元素であり、スラグの塩基度および粘性の調整のための重要元素であるが、溶鋼の脱リン剤としても利用できる。 Further, Mn, Mg, Ca and the like contained in the iron-based compound are useful elements in iron making, and can be used as materials for iron making. For example, Mn is an element that contributes to improving the strength and stabilizing the strength of a steel material, and Mg is an element that enhances the fluidity of slag in a blast furnace. Ca is a main constituent element of slag in blast furnaces and steelmaking, and is an important element for adjusting the basicity and viscosity of slag, but can also be used as a dephosphorizing agent for molten steel.
金属鉄は、製鋼工程でスラグ中に巻き込まれたFeや、製鋼スラグの凝固中に析出する微小なFeである。金属鉄のうち大きいものは、大気中で製鋼スラグを破砕もしくは粉砕する乾式の工程中で、磁選その他の方法で分離されて回収されている。 Metallic iron is Fe entrained in the slag in the steelmaking process and minute Fe precipitated during solidification of the steelmaking slag. Large metallic irons are separated and collected by magnetic separation or other methods in a dry process of crushing or pulverizing steelmaking slag in the atmosphere.
製鋼スラグを破砕または粉砕して得られたスラグ粒子は、水などの液体に懸濁してスラリー化し、ドラム表面に流して磁選されることが多い。大気中では、粒子が小さくなると、凝集するため、磁選で鉄化合物とそれら以外を分離することが難しくなる。しかし、スラリー化すると液体により粒子が凝集することなく分散することが可能になり、磁選で分離できるようになる。 Slag particles obtained by crushing or pulverizing steelmaking slag are often suspended in a liquid such as water to be slurried, and then flowed over the drum surface for magnetic selection. In the atmosphere, when the particles are small, they are agglomerated, so that it becomes difficult to separate the iron compound from the others by magnetic separation. However, when the slurry is formed, the particles can be dispersed by the liquid without agglomeration, and can be separated by magnetic separation.
磁選方法には、特許文献1、特許文献2に記載されるような方法があげられる。上記鉄系化合物および金属鉄を回収するための磁選のように、工業的に大量処理する場合は、磁石を内部に固定した回転式ドラムを用いるドラム式磁選法が多く使われる。ドラム式磁選法では、ドラム内に磁石を固定し、外側のドラムを回転させる。鉄系化合物および金属鉄は、磁石により磁場が形成された回転式ドラムの表面に捕捉され、回転式ドラムの外周に沿って移動する。
Examples of the magnetic separation method include methods described in
上述したように、製鋼スラグから鉄系化合物を回収することによる利点は多いため、製鋼スラグからの磁選による鉄原子(Fe)の回収率ならびに回収効率をより高めたいという要望は常に存在する。特に、回収されたFeを高炉や焼結の原料として用いる観点からは、回収物中のFe濃度はより高いことが望ましい。 As described above, there are many advantages of recovering an iron-based compound from steelmaking slag. Therefore, there is always a demand to increase the recovery rate and recovery efficiency of iron atoms (Fe) by magnetic separation from steelmaking slag. In particular, from the viewpoint of using the recovered Fe as a raw material for a blast furnace or sintering, it is desirable that the Fe concentration in the recovered material is higher.
上記課題に鑑み、本発明は、スラリー状の製鋼スラグから磁選により鉄系化合物および金属鉄を回収するための磁選方法において、回収物中のFe濃度を高めることができる製鋼スラグの磁選方法、および当該方法に使用可能な製鋼スラグ用の磁選装置を提供することを、その目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a magnetic separation method for recovering an iron-based compound and metallic iron by magnetic separation from a slurry-like steelmaking slag, wherein a magnetic separation method for a steelmaking slag capable of increasing the Fe concentration in the recovered material, and An object of the present invention is to provide a magnetic separator for steelmaking slag that can be used in the method.
上記目的に鑑み、本発明は、表面の少なくとも一部に磁場が形成された回転式ドラムの、前記表面に、破砕または粉砕された粒子状の製鋼スラグを含むスラリーを噴射する工程と、前記回転式ドラムの表面のうち、前記磁場が形成されている領域に液体を吹き付けて、前記回転式ドラムの表面に沿って回転移動する、前記スラリーに含まれる液体成分および非磁着物を除去する工程と、を含む、製鋼スラグの磁選方法に関する。 In view of the above object, the present invention provides a rotary drum having a magnetic field formed on at least a part of a surface thereof, wherein a step of injecting a slurry containing crushed or pulverized particulate steelmaking slag onto the surface, Spraying a liquid on the surface of the rotary drum where the magnetic field is formed, and rotating and moving along the surface of the rotary drum, removing a liquid component and non-magnetic particles contained in the slurry. And a magnetic separation method for steelmaking slag.
また、本発明は、表面の少なくとも一部に磁場が形成される回転式ドラム、ならびに、前記回転式ドラムの回転方向にこの順に配置された、前記表面に破砕または粉砕された粒子状の製鋼スラグを含むスラリーを噴射するノズル、前記回転式ドラムに製鋼スラグを含むスラリーを接触させるスラリータンク、および前記回転式ドラムの表面のうち、前記磁場が形成されている領域に液体を吹き付けて、前記回転式ドラムの表面に沿って回転移動する、前記スラリーに含まれる液体成分および非磁着物を除去する液体吹付け部、を有する、製鋼スラグ用の磁選装置に関する。 Further, the present invention provides a rotary drum having a magnetic field formed on at least a part of its surface, and a particulate steelmaking slag crushed or pulverized on the surface, which is arranged in this order in the rotation direction of the rotary drum. A nozzle for injecting a slurry containing the slurry, a slurry tank for bringing the slurry containing the steelmaking slag into contact with the rotary drum, and a liquid on a surface of the rotary drum on which the magnetic field is formed, thereby rotating the rotary drum. The present invention relates to a magnetic separation apparatus for steelmaking slag, comprising: a liquid spraying section that rotates and moves along the surface of a rotary drum and removes liquid components and non-magnetized matters contained in the slurry.
本発明によれば、スラリー状の製鋼スラグから磁選により鉄系化合物および金属鉄を回収するための磁選方法において、回収物中のFe濃度を高めることができる製鋼スラグの磁選方法、および当該方法に使用可能な製鋼スラグ用の磁選装置が提供される。 According to the present invention, in a magnetic separation method for recovering an iron-based compound and metallic iron from a slurry-like steelmaking slag by magnetic separation, a magnetic separation method for a steelmaking slag capable of increasing the Fe concentration in the recovered material, and the method A usable magnetic separator for steelmaking slag is provided.
以下、本発明の例示的な実施形態に係る製鋼スラグの磁選方法を、当該方法に使用する磁選装置とともに説明する。 Hereinafter, a magnetic separation method for a steelmaking slag according to an exemplary embodiment of the present invention will be described together with a magnetic separation apparatus used in the method.
図1は、本実施形態に係る製鋼スラグの磁選方法を示すフローチャートである。 FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for magnetically separating steelmaking slag according to the present embodiment.
(ステップS110)
製鋼スラグに含まれるケイ酸カルシウム、遊離石灰および鉄系化合物などの組織の大きさは、およそ1000μm以下である。そのため、製鋼スラグからの鉄系化合物などの成分の分離および回収は、製鋼スラグを破砕または粉砕して行う。
(Step S110)
The size of the structure such as calcium silicate, free lime, and iron-based compounds contained in the steelmaking slag is about 1000 μm or less. Therefore, separation and recovery of components such as iron-based compounds from steelmaking slag are performed by crushing or pulverizing steelmaking slag.
製鋼スラグの種類は、製鋼工程で排出されるスラグであれば特に限定されない。製鋼スラグの例には、転炉スラグ、予備処理スラグ、二次精錬スラグおよび電気炉スラグが含まれる。 The type of steelmaking slag is not particularly limited as long as it is slag discharged in the steelmaking process. Examples of steelmaking slag include converter slag, pretreatment slag, secondary refining slag, and electric furnace slag.
製鋼スラグは、製鋼工程で排出された後に破砕または粉砕して、粒子状のスラグ粒子にされる。スラグ粒子の最大粒径は、鉄系化合物の組織と同程度以下の大きさであることが好ましく、1000μm以下であることがより好ましい。上記最大粒径が1000μm以下であると、鉄系化合物が単独の粒子として存在し得るため、鉄系化合物を選択的に磁選で選別しやすい。同様の観点からは、スラグ粒子の最大粒径は500μm以下であることが好ましく、250μm以下であることがより好ましく、150μm以下であることがさらに好ましい。スラグ粒子は、たとえば、破砕されたスラグ粒子をハンマーミル、ローラミルおよびボールミルなどを含む粉砕機でさらに粉砕することで、最大粒径が上記範囲となる程度に小さくすることができる。 The steelmaking slag is crushed or pulverized after being discharged in the steelmaking process to form particulate slag particles. The maximum particle size of the slag particles is preferably equal to or less than the size of the structure of the iron-based compound, and more preferably 1000 μm or less. When the maximum particle size is 1000 μm or less, the iron-based compound can exist as a single particle, and thus the iron-based compound can be easily selectively separated by magnetic separation. From the same viewpoint, the maximum particle size of the slag particles is preferably 500 μm or less, more preferably 250 μm or less, and even more preferably 150 μm or less. The slag particles can be reduced to such an extent that the maximum particle size falls within the above range, for example, by further crushing the crushed slag particles with a crusher including a hammer mill, a roller mill, a ball mill and the like.
製鋼スラグは、磁選を施す前に、加熱処理されることが好ましい。製鋼スラグを加熱処理すると、鉄系化合物の磁化が高まり、磁選によってより多量の鉄系化合物を取り除くことができる。上記加熱処理は、300℃以上1000℃以下で0.01分以上180分以下行うことが好ましい。 The steelmaking slag is preferably subjected to a heat treatment before the magnetic separation. When the steelmaking slag is heat-treated, the magnetization of the iron-based compound increases, and a larger amount of the iron-based compound can be removed by magnetic separation. The heat treatment is preferably performed at a temperature of 300 ° C. or more and 1000 ° C. or less for 0.01 minute or more and 180 minutes or less.
製鋼スラグは、製鋼スラグを水中に浸漬させて、遊離石灰と水酸化カルシウムの浸出、およびCa化合物の表層のCaの浸出を行った後に、濾過して得られる、濾過残スラグであってもよい。加えて、または単独で二酸化炭素を含有する水溶液に接触させ、Caを溶出させた後、濾過をして得られる濾過残スラグであっても良い。濾過残スラグを用いると、Caが少ないスラグ粒子を用いるため、回収物中のFe濃度をより高めることが可能であり、また、磁選によって回収されなかったスラグ粒子からのCaの分離および回収もより容易になる。 The steelmaking slag may be a filtration residual slag obtained by immersing the steelmaking slag in water, leaching free lime and calcium hydroxide, and leaching Ca of the surface layer of the Ca compound, and then filtering. . In addition, it may be a filtration residual slag obtained by contacting an aqueous solution containing carbon dioxide alone to elute Ca and then filtering. When the residual slag is used, since the slag particles having a small amount of Ca are used, it is possible to further increase the Fe concentration in the recovered material, and also to separate and recover the Ca from the slag particles not recovered by the magnetic separation. It will be easier.
(ステップS120)
このように小粒径化したスラグ粒子は、空気中では分散性が低く、特に磁選時の磁場によって凝集して塊状になりやすいため、鉄系化合物を多く含むスラグ粒子とその他の化合物をより多く含むスラグ粒子とを分離させにくい。そのため、スラグ粒子は、液体に懸濁させてスラリー化して磁選されることが多い。スラグ粒子を液体に懸濁させると、スラグ粒子中の遊離石灰およびケイ酸カルシウムなどからCaが溶出して、スラリーはアルカリ性になる。アルカリ性の溶液中では、それぞれのスラグ粒子がマイナスに帯電するため、スラグ粒子の分散性が高まり、鉄系化合物を多く含むスラグ粒子とその他の化合物をより多く含むスラグ粒子とを分離して回収しやすい。なお、上記濾過残スラグを液体に懸濁させても、スラグ粒子中に残存したCaが溶出によるスラグ粒子の分散性の向上は奏される。上記液体としては、安価な水が多く使用される。
(Step S120)
Since the slag particles having such a small particle size have low dispersibility in air and are likely to be aggregated by the magnetic field during magnetic separation, the slag particles containing a large amount of iron-based compounds and other compounds are more likely to be formed. It is difficult to separate from the slag particles. Therefore, the slag particles are often suspended in a liquid to be slurried and magnetically selected. When slag particles are suspended in a liquid, Ca is eluted from free lime and calcium silicate in the slag particles, and the slurry becomes alkaline. In an alkaline solution, since each slag particle is negatively charged, the dispersibility of the slag particle is increased, and the slag particle containing a large amount of iron-based compound and the slag particle containing a large amount of other compounds are separated and collected. Cheap. In addition, even if the above-mentioned slag after filtration is suspended in a liquid, the dispersibility of the slag particles is improved due to the elution of Ca remaining in the slag particles. Inexpensive water is often used as the liquid.
スラリーの流動性とFeの回収効率とをともに高める観点からは、製鋼スラグと水との量比は、質量比で、(製鋼スラグ/水)=1/300以上1/2以下であることが好ましく、1/200以上1/5以下であることがより好ましく、1/100以上1/10以下であることがさらに好ましい。 From the viewpoint of improving both the fluidity of the slurry and the recovery efficiency of Fe, the ratio by mass between the steelmaking slag and water is (massmaking slag / water) = 1/300 or more and 1/2 or less in terms of mass ratio. Preferably, it is more preferably 1/200 or more and 1/5 or less, and further preferably 1/100 or more and 1/10 or less.
このようなスラグ粒子を含むスラリー(以下、単に「スラリー」ともいう。)には、鉄系化合物を多く含み磁化が大きいスラグ粒子(以下、「高磁化粒子」ともいう。)、遊離石灰およびケイ酸カルシウムなどを多く含むが鉄系化合物の量が少なく磁化が小さいスラグ粒子(以下、「低磁化粒子」ともいう。)、金属鉄、および液体成分が含まれる。 The slurry containing such slag particles (hereinafter, also simply referred to as “slurry”) includes slag particles (hereinafter, also referred to as “highly magnetized particles”) containing a large amount of iron-based compounds and having high magnetization, free lime, and silica. Includes slag particles (hereinafter also referred to as “low-magnetization particles”), which contain a large amount of calcium acid and the like but have a small amount of iron-based compound and small magnetization (hereinafter, also referred to as “low-magnetization particles”), metallic iron, and liquid components.
(ステップS130)
上記スラリーは、表面の少なくとも一部に磁場が形成された回転式ドラムの、上記表面に、噴射させられる。これにより、高磁化粒子および金属鉄は、回転式ドラムの上記表面に接触し、上記磁場によってドラム表面に捕捉され、回転式ドラムの回転方向に移動され、回収部で回収される。一方で、スラリーに含まれる低磁化粒子および液体成分は、回転式ドラムの上記表面に捕捉されないため回転式ドラムの回転方向に移動せず、回収部では回収されずに排出部から排出される。上記スラリーは、上記回転式ドラムの表面のうち、磁場が形成される領域に噴射させられることが好ましいが、磁場が形成されていない領域に噴射させられて、回転式ドラムの表面に沿った回転移動によって磁場が形成される領域に移動させられてもよい。
(Step S130)
The slurry is sprayed on the surface of a rotary drum having a magnetic field formed on at least a portion of the surface. Thereby, the highly magnetized particles and the metallic iron come into contact with the surface of the rotary drum, are captured on the drum surface by the magnetic field, are moved in the rotation direction of the rotary drum, and are collected by the collection unit. On the other hand, the low-magnetization particles and the liquid component contained in the slurry are not captured by the surface of the rotary drum, and do not move in the rotation direction of the rotary drum, and are discharged from the discharge unit without being recovered by the recovery unit. It is preferable that the slurry is sprayed on a region of the surface of the rotary drum where a magnetic field is formed, but is sprayed on a region where a magnetic field is not formed, and the slurry is rotated along the surface of the rotary drum. The movement may be moved to a region where a magnetic field is formed.
スラリーを回転式ドラムの表面に向けて噴射した場合、スラリー中のスラグ粒子は慣性力によりドラムへ向かって直進する。その結果、ドラムとタンク間の平均距離(以下、スラリー流路という)を拡大しても有効付着面積が低下せず、スラグ回収率が落ちないため、スラリー流路の幅の拡大が可能になる。その結果、単位時間当たりに流せるスラリー量が増え、従来技術と比べて効率の良い磁選が可能になる。 When the slurry is sprayed toward the surface of the rotary drum, the slag particles in the slurry travel straight toward the drum by inertia. As a result, even if the average distance between the drum and the tank (hereinafter, referred to as the slurry flow path) is increased, the effective adhesion area does not decrease, and the slag recovery rate does not decrease, so that the width of the slurry flow path can be increased. . As a result, the amount of slurry that can be flowed per unit time increases, and more efficient magnetic separation can be performed as compared with the related art.
このとき、低磁化粒子および液体成分の一部が、回転式ドラムの表面に沿って回収部まで移動して、高磁化粒子とともに回収されることがある。磁選により分離および回収された回収物に含まれるFe濃度を高めるためには、分離および回収される高磁化粒子および金属鉄の量をより多くし、一方で上記回収される低磁化粒子および液体成分の量をより少なくするように、高磁化粒子と低磁化粒子とを選別することが望ましい。 At this time, the low-magnetization particles and a part of the liquid component may move to the collection section along the surface of the rotary drum, and may be collected together with the high-magnetization particles. In order to increase the Fe concentration contained in the recovered material separated and recovered by the magnetic separation, the amount of the high-magnetic particles and the metallic iron separated and recovered is increased, while the low-magnetic particles and the liquid component recovered above are recovered. It is desirable to sort the high-magnetization particles and the low-magnetization particles so as to reduce the amount of the particles.
(ステップS140)
そのため、本実施形態では、上記スラリーが接触した回転式ドラムの上記表面に液体を吹き付けて、回転式ドラムの表面に沿って移動する液体成分および低Fe濃度スラグを高磁化粒子および金属鉄から分離し、かつ、前記製鋼スラグを磁化の高さに応じて選別する。
(Step S140)
Therefore, in the present embodiment, the liquid is sprayed on the surface of the rotary drum contacted with the slurry to separate the liquid component and the low Fe concentration slag moving along the surface of the rotary drum from the highly magnetized particles and the metallic iron. And, the steelmaking slag is sorted according to the level of magnetization.
次に、図2を用いて、従来の磁選装置100を用いてスラリーを磁選する様子を説明する。図2は、従来の磁選装置100の回転式ドラムの回転方向Xに沿った模式断面図である。
Next, the manner in which the slurry is magnetically selected using the conventional
スラリーは、スラリー供給部110からスラリータンク120に供給されて、スラリータンク120において回転式ドラム130の表面に接触する。このとき、スラリーに含まれる高磁化粒子180は、磁石140によって形成された磁場によって回転式ドラム130の表面に捕捉されて、回転式ドラム130の回転方向に移動され、その後、高磁化粒子とドラム表面の間に存在する水の濡れ性に起因する付着力によりドラム表面に付着して回転式ドラムの表面に沿って回収部160まで移動する。なお、高磁化粒子には金属鉄も含まれる。
The slurry is supplied from the
このとき、スラリーに含まれる液体成分190は、その一部がスラリー排出部150から排出されるものの、別の一部は高磁化粒子180とともに回転式ドラム130の表面に沿って移動して回収部160に回収される。
At this time, a part of the
これは、液体成分190は、スラグ粒子から溶出したCaを含み、回転式ドラム130の表面および高磁化粒子180に対して高い濡れ性を有するためだと考えられる。つまり、液体成分190は、回転式ドラム130の表面に対する濡れ性が高いため、回転式ドラム130の表面から離脱しにくく、回転式ドラム130の外周に沿って移動して、その一部が回収部160にまで到達すると考えられる。また、液体成分190は、高磁化粒子180に対する濡れ性も高いため、回転式ドラム130の表面に捕捉された高磁化粒子180にも付随して回転式ドラム130の外周に沿って移動して、その一部が回収部160にまで到達すると考えられる。
It is considered that this is because the
このようにして液体成分190が回収部160に到達すると、Feを多く含む高磁化粒子180の他に、液体成分190に懸濁した低磁化粒子も回収部160に回収されるため、回収物中のFe濃度は所望の程度にまで高めにくい。また、回転式ドラム130の表面に沿って移動する液体成分190の、単位面積当りの量は、回転式ドラム130の周速の1/2乗に略比例して増える。しかし、回転式ドラムの表面に捕捉される単位面積当たりの高磁化粒子の量は回転式ドラムの周速に依存せず一定である。そのため、回転式ドラム130の周速が上がるほど、液体成分190の付随量が増え、回収物中のFe濃度は低下すると考えられる。なお、高磁化粒子の捕捉量が回転式ドラムの周速に依存しないのは、高磁化粒子の捕捉量が主には回転式ドラムの表面の磁束密度に依存するためであると考えられる。つまり、一定量以上の高磁化粒子がドラム表面に付着すると、磁気遮蔽効果により表面の磁束密度が小さくなり、それ以上の高磁化粒子を捕捉できなくなる。そのため、周速を変化させても、高磁化粒子の捕捉量はさほど変化しない。
When the
次に、本発明の製鋼スラグの磁選方法および製鋼スラグの磁選装置を用いると、回収物中のFe濃度が高まる理由を以下に説明する。 Next, the reason why the use of the magnetic separation method for steelmaking slag and the magnetic separation apparatus for steelmaking slag of the present invention increases the Fe concentration in the recovered material will be described below.
図3Aおよび図3Bは、本実施形態でスラリーを磁選するために用いる磁選装置200の構成を示す、回転式ドラムの回転方向Xに沿った模式断面図である。
FIGS. 3A and 3B are schematic cross-sectional views along the rotation direction X of the rotary drum, showing the configuration of the
磁選装置200は、磁石240が内部に固定されて配置された回転式ドラム230、ならびに、回転式ドラム230の外周に沿って回転式ドラム230の回転方向(図中矢印X方向)にこの順に配置されたスラリー供給部210、スラリータンク220、スラリー排出部250および回収部260を有する。
The
図3Aおよび図3Bに示すように、磁選装置200は、スラリー供給部210からスラリーを噴出させる。スラリーを噴出するとスラリー流れの方向がドラム周方向に変わるが、このとき、スラリー中のスラグ粒子は慣性力によりドラムへ向かって直進する。これにより、より多くのスラグ粒子が磁場を形成されたドラム表面に到達するようになる。また、スラグ粒子がドラムへ向かって直進するため、スラリー流路を拡大しても磁場を形成されたドラム表面に到達するようになる。スラリーの噴出速度(流速)は10m/分以上5,000m/分以下であることが好ましく、100m/分以上3,000m/分以下であることがより好ましい。スラリー流路は1mm以上100mm以下であることが好ましく、2mm以上50mm以下であることがより好ましい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
また、磁選装置200は、スラリー排出部250と回収部260との間に配置された、液体吹付部270を有し、回転式ドラム230の表面に液体吹付部270から液体を吹き付ける。図4は、磁選装置200を用いてスラリーを磁選する様子を示す、回転式ドラムの回転方向に沿った模式断面図である。本実施形態の磁選方法では、図4に示すように、回転式ドラム230の表面に捕捉されない液体成分290および非磁着物を、液体吹付部270からの液体の吹き付けによって回転式ドラム230の表面から除去するとともに、ドラムに磁着した磁着物を洗い流す。洗い流された磁着物のうち、高磁化粒子は液体の流速の低い部分で再度磁着する。これにより、高磁化粒子280は、液体成分290および液体成分290に懸濁した低磁化粒子からより高精度に選別されて分離および回収される。そのため、磁選装置200を用いる本実施形態の磁選方法は、回収物中のFe濃度をより高めることが可能である。
Further, the
スラリー供給部210は、スラリータンク220にスラリーを供給するための噴射装置である。
The
スラリータンク220は、供給されたスラリーを保持し、保持されたスラリーを回転式ドラム230の表面に接触させて、磁石240が形成する磁場によってスラリー中の高磁化粒子を回転式ドラム230の表面に捕捉させるためのタンクである。スラリータンク220は、図3Aに示すようにスラリー供給部210から供給されたスラリーをスラリー排出部250まで流動させる流路であってもよいし、供給されたスラリーを一時的に貯留する貯留槽であってもよい。ドラムに捕捉された粒子中の表面近くの不要な低磁化粒子は、スラリータンクを流れるスラリーの流体抗力により取り除かれる。
The
スラリータンクにおける、スラリーが流動しているときのスラリーの流速は、回転ドラムの周速と同じでもよく、回転ドラムの周速より速くてもよく、回転ドラムの周速より遅くてもよい。低磁化粒子の除去効率をより高める観点からは、スラリーの流速と回転ドラムの周速との差は、5m/min以下であることが好ましい。 The flow rate of the slurry in the slurry tank when the slurry is flowing may be the same as the peripheral speed of the rotary drum, may be higher than the peripheral speed of the rotary drum, or may be lower than the peripheral speed of the rotary drum. From the viewpoint of further improving the efficiency of removing low-magnetization particles, the difference between the flow rate of the slurry and the peripheral speed of the rotating drum is preferably 5 m / min or less.
また、磁選を行っている間、スラリータンク220には所定量のスラリーが貯留されていることが好ましい。これにより、回転式ドラム230とスラリーとの接触面積を広くして、スラグ回収効率を高めることができる。このときのスラリーの貯留量は多ければ多いほどよく、スラリータンク220へのスラリーの最大貯留量に対して30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましい。
It is preferable that a predetermined amount of slurry is stored in the
回転式ドラム230は、表面が回転可能に構成された、回転式の中空ドラムである。回転式ドラム230は、内部に磁石240が非回転に固定配置される。
The
回転式ドラム230の表面は、非磁性の材料、たとえばオーステナイト相安定化オーステナイト系ステンレス鋼、チタン、プラスチックおよびセラミックなどからから形成されればよい。
The surface of the
表面に捕捉された高磁化粒子を回収部260まで移動させる観点からは、磁選中の回転式ドラム230の周速は、0.1m/min以上1000m/min以下であることが好ましく、1m/min以上500m/min以下であることがより好ましく、5m/min以上300m/min以下であることがさらに好ましい。
From the viewpoint of moving the highly magnetized particles trapped on the surface to the
磁石240は、回転式ドラム230の内周に沿って、スラリータンク220が配置された領域と少なくとも部分的に重複する位置に固定して配置される。磁石240は、回転式ドラム230の表面に磁場を形成して、スラリーに含まれる高磁化粒子を回転式ドラム230の表面に捕捉する。磁石240は、固定されて配置されており、回転式ドラム230の表面が回転するときに、上記表面の回転に追随せず、回転式ドラム230の表面のうち、内部に磁石240が固定配置された領域に、磁場を形成する。
The
磁石240は、永久磁石でもよいし、電磁石でもよい。コストを低くし、かつ、磁場分布を制御しやすくする観点からは、永久磁石が好ましい。
The
高磁化粒子と低磁化粒子は、磁化の差はあるものの、いずれも磁化はするので、通常の磁選のように単に磁力をかけるだけでは選別はできない。磁石240は、回転式ドラム230の表面に高磁化粒子をより捕捉させやすくする観点から、回転式ドラム230の表面における垂直方向の磁束密度の最大値を50G以上とする磁石であることが好ましく、100G以上とする磁石であることがより好ましい。また、磁石240は、低磁化粒子を捕捉させにくくして回収物中のFe濃度の低下を抑制する観点からは、回転式ドラム230の表面における垂直方向の磁束密度の最大値を4000G以下とする磁石であることが好ましく、1500G以下とする磁石であることがより好ましい。
Although there is a difference in magnetization between the high-magnetization particles and the low-magnetization particles, both are magnetized, and thus cannot be sorted out by simply applying a magnetic force as in normal magnetic separation. The
磁石240は、複数の磁石を回転式ドラム230の内周に沿って配置することが好ましい。
It is preferable that a plurality of magnets are arranged along the inner circumference of the
このとき、上記複数の磁石は、上記液体が吹き付けられる領域における磁束密度の絶対値の最大値が、その他の領域よりも大きくなるように配置されることが好ましい。なお、上記気体が吹き付けられる領域とは、回転式ドラム230の表面のうち、液体による流れの中心の延長線上に位置する領域を意味する。
At this time, the plurality of magnets are preferably arranged such that the maximum value of the absolute value of the magnetic flux density in the region to which the liquid is sprayed is larger than in other regions. The region to which the gas is blown means a region on the surface of the
また、このとき、上記複数の磁石は、図5Aおよび図5Bに示すよう回転式ドラム230の表面に、回転式ドラム230の回転方向に沿って異なる方向への磁場が交互に形成されるように配置されることが好ましい。なお、図5Aは、磁石240の一部の領域を示す、回転式ドラムの回転方向に沿った模式断面図であり、図5Bは、図5Aに示した領域を磁石240の表面からみたときの様子を示す模式図である。具体的には、上記複数の磁石は、回転式ドラム230の表面にN極を向けて配置された磁石240aと、回転式ドラム230の表面にS極を向けて配置された磁石240bと、を含むことが好ましい。上記N極を向けて配置された磁石240aとS極を向けて配置された磁石240bとは、回転式ドラム230の回転方向に交互に配置されることが好ましい。このような配置とすることで、上記複数の磁石は、回転式ドラム230の表面に捕捉された高磁化粒子を磁場の方向の変化によって移動中に回転させて、高磁化粒子の近傍に紛れ込んだ低磁化粒子を脱離させ、回収物中のFe濃度をより高めることができる。より詳細には、吹付けた液体により脱落した粒子は磁束密度の低い部分を経て、下方の磁束密度の高い複数の部分で再捕捉される。この間に不要な低磁化粒子が除去される。ドラムが回転するため、このような作用が連続的に生じ、高磁化粒子比率が大きくなり回収物のFe濃度が高くなる。図5Cおよび図5Dに示すよう回転式ドラム230の表面に、回転式ドラム230の回転方向に直交する方向に沿って異なる方向への磁場が交互に形成されるように上記複数の磁石を配置したときよりも、図5Aおよび図5Bに示すように上記複数の磁石を配置したときのほうが、上記効果は大きい。
At this time, the plurality of magnets are arranged such that magnetic fields in different directions along the rotation direction of the
また、このとき、吹き付けられる液体による高磁化粒子の脱離を抑制する観点からは、上記複数の磁石は、回転式ドラム230の表面において、垂直方向の磁束密度の絶対値が低い領域が少なくなるように配置されることが好ましい。具体的には、上記複数の磁石は、回転式ドラム230の表面において、垂直方向の磁束密度の絶対値が当該表面における最大値に対して50%以上となる領域間の間隔(以下、単に「50%磁束間隔」ともいう。)が50mm以下となるように配置されることが好ましく、40mm以下となるように配置されることがより好ましく、30mm以下となるように配置されることがさらに好ましい。このような配置とすることで、ある領域に捕捉された高磁化粒子が上記液体の吹き付けなどにより高磁化粒子が移動させられたとしても、他の領域に捕捉されやすくなり、高磁化粒子の脱離が抑制される。
Further, at this time, from the viewpoint of suppressing the desorption of the high-magnetization particles due to the liquid to be sprayed, the plurality of magnets, on the surface of the
スラリー排出部250は、磁場によって回転式ドラム230の表面に捕捉されなかった低磁化粒子および液体成分を磁選装置200の外部に排出するための流路である。スラリー排出部250は、図3Aに示すようにスラリータンク220の末端に配置されてもよいし、図3Bに示すようにスラリータンク220の中間に配置されて、排出弁255によりスラリーの流量を調整してもよい。製鋼スラグと回転式ドラムの接触面積を増やすため、スラリータンク内で回転式ドラムの下部表面がスラリー中に浸かっている状態であることが好ましい。
The
回収部260は、回転式ドラム230の表面に捕捉されて回転式ドラム230の外周に沿って移動してきた高磁化粒子280を回収する。
The
液体吹付部270は、液体を噴出するノズル275を有し、ノズル275から噴出された液体を回転式ドラム230の表面に吹き付ける。これにより、図4に示すように、高磁化粒子280と液体成分290ならびに低磁化粒子とが分離され、液体成分290および液体成分290に懸濁した低磁化粒子は、除去されてスラリー排出部250から排出される。
The
液体吹付部270は、スラリータンク220と回収部260との回転方向Xに沿った中間、つまりは、スラリータンク220と回収部260との間において、回転式ドラム230の表面に上記液体を吹き付ける位置に配置されればよい。
The
なお、スラグ粒子は、Fe以外にもMnおよびMgなどを含有するため、高磁化粒子であっても、金属鉄などと比べて磁化が小さく、回転式ドラム230の表面から脱離しやすい。そのため、液体の吹き付けによる回転式ドラム230の表面からの高磁化粒子の脱離を抑制する観点からは、液体吹付部270は、回転式ドラム230の表面のうち、図6A、図6Bおよび図6Cに示すように、内側に磁石240が配置され、磁石240によって少なくとも一方の磁場が形成される領域に上記液体を吹き付ける位置に配置される。上記観点からは、液体吹付部270は、垂直方向の磁束密度の絶対値が回転式ドラム230の表面における垂直方向の磁束密度の絶対値の最大値に対して50%以上である領域に上記液体を吹き付ける位置に配置されることが好ましい。また、液体吹付部270を図6Dに示す、磁石240による磁場が形成された領域から外れた領域に上記液体を吹き付ける位置に配置することは、回転式ドラム230の表面からの高磁化粒子の脱離を促進するため好ましくない。
Since slag particles contain Mn, Mg, and the like in addition to Fe, even high-magnetization particles have smaller magnetization than metal iron or the like, and are easily detached from the surface of the
また、回転式ドラム230の表面に沿っての移動の途中で、液体成分のほぼ全てが、重力などにより回転式ドラム230の表面から除去されるような場合は、液体吹付部270は、液体成分が回転式ドラム230の表面に存在する領域に上記液体を吹き付ける位置に配置されることが好ましい。このような領域に液体を吹き付けることで、低磁化粒子の除去効率がより高まる。このような領域で上記液体成分に対して気体を吹き付けると、流体抗力によって低磁化粒子の除去効率が高くなる。
In the case where almost all of the liquid component is removed from the surface of the
また、液体の吹付けを行った場合、液体が吹き付けられる位置では水流れにより磁着物が一度脱落する。磁着物のうち、高磁化粒子は流れの勢いの弱い箇所で再度磁着するが、低磁化粒子は回収されることなく流れ去る。この作用により回収部260に到達して回収される回収物のうちの高磁化粒子の比率が大きくなり、回収物のFe濃度が高くなる。粒子の回収率を高めるためには、液体吹付けノズル275の形状、ならびに液体の吹付け方式は図7Aに示す、シャワー方式のような、ドラム表面巾方向に不連続に吹き付けを行うことが好ましい。不連続に吹き付けを行うことにより流れの勢いの弱い場所が増え、高磁化粒子が流れの弱い場所に集中し、粒子回収率が高まる。シャワー方式は、液体吹付けノズル275の形状、ならびに液体の吹付け方式が図7Bに示すスプレー方式のようなドラム表面巾方向に連続に吹き付けを行う方式に比べて、ドラム表面に流れの勢いの弱い部分が発生しやすく、高磁化粒子の再磁着も起こりやすくなり、結果、粒子回収率を高めることができるため好ましい。
In addition, when the liquid is sprayed, the magnetic substance once drops off due to the water flow at the position where the liquid is sprayed. Among the magnetically-deposited materials, the high-magnetization particles re-magnetize at a place where the flow is weak, but the low-magnetization particles flow away without being collected. By this action, the ratio of the high-magnetization particles in the collected material that reaches the collecting
また、液体吹付部270は、図8Aに示すように、液体が吹き付けられる位置における回転式ドラム230の接線(図中破線L)に対して傾斜した方向(図8A中に、d1〜d3として例示)から上記気体を吹き付ける位置に配置されることが好ましい(図8A中に、液体吹付部270a、270bおよび270cとして例示)。なお、本明細書において、気体が吹き付けられる位置における回転式ドラム230の接線とは、回転式ドラムの回転方向に沿った断面図における、気体が吹き付けられる位置における回転式ドラム230の接線を意味する。
Further, as shown in FIG. 8A, the
上記傾斜の角度θは、図8Bに示すように、回転式ドラム230の接線Lに対する角度が90°以下となるように測定した角度(図8Bにおけるθ1またはθ2)とする。上記角度θを設けると、吹き付けられた気体により高磁化粒子が回転式ドラム230の表面に押し付けられるため、液体の吹き付けによる高磁化粒子の脱離、特には磁場の向きが反転する領域間の中間で磁束密度が部分的に弱まっている領域などでの高磁化粒子の脱離、をより抑制することができる。なお、このとき、回転式ドラム230の表面に捕捉されない低磁化成分は、上記流体抗力などにより、液体成分とともに回転式ドラム230の表面から脱離される。
As shown in FIG. 8B, the inclination angle θ is an angle (θ1 or θ2 in FIG. 8B) measured so that the angle of the
なお、液体吹付部270は、回転式ドラム230の接線に対して回収部260側から上記液体を吹き付ける位置に配置されてもよい(図8Aの液体吹付部270a)し、回転式ドラム230の接線に対して垂直に上記気体を吹き付ける位置に配置されてもよい(図8Aの液体吹付部270b)し、スラリータンク220側から上記液体を吹き付ける位置に配置されてもよい(図8Aの液体吹付部270c)。
Note that the
回転式ドラム230の接線に対して回収部260側または回転式ドラム230の接線に対して垂直方向(図8Aおよび図8Bにおけるd1およびd2)から液体を吹き付けるとき、角度θ1を設けて上記液体を吹き付けると、液流れによる高磁化粒子の脱離、および脱離した高磁化粒子が液体成分に混入して液体成分とともに分離されることによるFeの回収効率の低下、が生じにくくなり、かつ、スラリーに含まれる液体成分の飛散による周囲の汚染が生じにくくなる。
When spraying the liquid from the
回転式ドラム230の接線に対してスラリータンク220側から、または回転式ドラム230の接線に対して垂直方向(図8Aにおけるd2およびd3)から、液体を吹き付けるとき、上記角度θ2を設けて上記液体を吹き付けると、回転式ドラム230の回転方向への気体の量を必要以上に増やさないため、液流れによる高磁化粒子の脱離、液体成分および低磁化粒子が吹き付けられる液体によって回収部260側に移動して回収されることによる回収物中のFe濃度の低下、およびスラリーに含まれる液体成分の飛散による周囲の汚染が生じにくくなる。
When the liquid is sprayed from the
上記観点から、上記角度θ1またはθ2は、いずれも、接線に対して40°以上90°以下であることが好ましく、55°以上90°以下であることがより好ましく、70°以上90°以下であることがさらに好ましい。 From the above viewpoint, each of the angles θ1 and θ2 is preferably 40 ° or more and 90 ° or less with respect to a tangent, more preferably 55 ° or more and 90 ° or less, and 70 ° or more and 90 ° or less. It is more preferred that there be.
また、上記液体の吹き付けによる高磁化粒子と液体成分の分離の促進、および高磁化粒子の脱離の抑制の観点からは、液体吹付部270は、流速が、0.4m/s以上4m/s以下である上記気体を吹き付けることが好ましく、0.7m/s以上3.5m/s以下である上記気体を吹き付けることがより好ましい。
In addition, from the viewpoint of promoting the separation of the highly magnetized particles and the liquid component by spraying the liquid and suppressing the desorption of the highly magnetized particles, the
また、上記液体の吹き付けによる高磁化粒子と液体成分の分離の促進、および高磁化粒子の脱離の抑制の観点からは、液体吹付部270は、吹き付け量が0.5l/s・m以上5.5l/s・m以下である上記気体を吹き付けることが好ましく、1.0l/s・m以上5.0l/s・m以下である上記気体を吹き付けることがより好ましい。
Further, from the viewpoint of promoting the separation of the highly magnetized particles and the liquid component by spraying the liquid and suppressing the desorption of the highly magnetized particles, the
上記液体の流速および量は、回転式ドラムの表面に吹き付けられるときの流速および量であるが、上記液体を吹き出すノズルと、上記液体が吹き付けられる表面との間隔が十分に近いとき(たとえば、10mm以下であるとき)は、ノズル出口における上記気体の流速およびノズル出口から出射される上記液体の量を、回転式ドラムの表面に吹き付けられる液体の流速および量であると略見なすことができる。 The flow rate and the amount of the liquid are the flow rate and the amount when the liquid is sprayed on the surface of the rotary drum, and when the distance between the nozzle that blows the liquid and the surface on which the liquid is sprayed is sufficiently short (for example, 10 mm). In the following, the flow rate of the gas at the nozzle outlet and the amount of the liquid ejected from the nozzle outlet can be roughly regarded as the flow rate and the amount of the liquid sprayed on the surface of the rotary drum.
上記吹き付ける液体は特に限定されず、水、ガソリン、アセトンやエタノールなどの有機溶媒などを使用することができる。これらの気体のうち、磁選のコストをより低くする観点からは、水が好ましい。また、スラリーに溶出したCaと気体に含まれる二酸化炭素との反応により生成れる炭酸カルシウムがバインダーとして作用して低磁化粒子を高磁化粒子と凝集させ、上記凝集した低磁化粒子が回収されることによる、回収物中のFe濃度の低下を抑制する観点からは、上記液体は二酸化炭素の濃度が5体積%未満であることが好ましい。また、窒素酸化物および硫黄酸化物などとスラリーとの反応を抑制する観点からは、上記液体は窒素酸化物および硫黄酸化物の濃度がいずれも0.1体積%未満であることが好ましい。 The liquid to be sprayed is not particularly limited, and water, gasoline, and organic solvents such as acetone and ethanol can be used. Among these gases, water is preferable from the viewpoint of lowering the cost of magnetic separation. Further, calcium carbonate generated by the reaction between Ca eluted in the slurry and carbon dioxide contained in the gas acts as a binder to aggregate the low-magnetic particles with the high-magnetic particles, and the aggregated low-magnetic particles are collected. From the viewpoint of suppressing a decrease in the Fe concentration in the recovered material, the liquid preferably has a carbon dioxide concentration of less than 5% by volume. From the viewpoint of suppressing the reaction of the slurry with nitrogen oxides and sulfur oxides, the liquid preferably has a concentration of nitrogen oxides and sulfur oxides of less than 0.1% by volume.
また、上記角度範囲内であれば、図9Aおよび図9Bに示すよう液体の吹付けに加え、更に回収物濃度を高めるため、気体吹付部300から気体の吹付けを行っても良い。図9Aに示すよう、液体の吹付けを行い低磁化粒子を洗い流した後に気体を吹きつけることは、高磁化粒子に付着している、低濃度粒子が多少混合した液体を吹き飛ばすことが可能になり、更にFe濃度が向上するため好ましい。液体を吹き付けた後に気体を吹き付けることは、図9Bに示すよう、気体の吹付けを行ってから液体の吹付けを行うときに比べて、高磁化粒子に付着している、低濃度粒子が多少混合した液体を吹き飛ばしやすく、Fe濃度が向上しやすいため好ましい。
9A and 9B, the gas may be blown from the
また、上記気体の吹き付けによる高磁化粒子と液体成分の分離の促進、および高磁化粒子の脱離の抑制の観点からは、気体吹付部300は、流速が、10m/s以上330m/s以下である上記気体を吹き付けることが好ましく、20m/s以上90m/s以下である上記気体を吹き付けることがより好ましい。
In addition, from the viewpoint of promoting the separation of the liquid component from the highly magnetized particles by spraying the gas and suppressing the desorption of the highly magnetized particles, the
また、上記気体の吹き付けによる高磁化粒子と液体成分の分離の促進、および高磁化粒子の脱離の抑制の観点からは、気体吹付部300は、吹き付け量が5l/s・m以上165l/s・m以下である上記気体を吹き付けることが好ましく、10l/s・m以上45l/s・m以下である上記気体を吹き付けることがより好ましい。
In addition, from the viewpoint of promoting the separation of the liquid component from the highly magnetized particles by spraying the gas and suppressing the desorption of the highly magnetized particles, the
上記気体の流速および量は、回転式ドラムの表面に吹き付けられるときの流速および量であるが、上記気体を吹き出すノズルと、上記気体が吹き付けられる表面との間隔が十分に近いとき(たとえば、10mm以下であるとき)は、ノズル出口における上記気体の流速およびノズル出口から出射される上記気体の量を、回転式ドラムの表面に吹き付けられる気体の流速および量であると略見なすことができる。 The flow velocity and the flow rate of the gas are the flow velocity and the flow rate when the gas is blown onto the surface of the rotary drum, and when the distance between the nozzle that blows out the gas and the surface to which the gas is blown is sufficiently close (for example, 10 mm). In the following, the flow rate of the gas at the nozzle outlet and the amount of the gas emitted from the nozzle outlet can be roughly regarded as the flow rate and the amount of the gas blown to the surface of the rotary drum.
上記吹き付ける気体は特に限定されず、空気(大気)、窒素、酸素、水素、水蒸気、およびフロンガスなどを使用することができる。これらの気体のうち、磁選のコストをより低くする観点からは、空気(大気)が好ましい。また、スラリーに溶出したCaと気体に含まれる二酸化炭素との反応により生成される炭酸カルシウムがバインダーとして作用して低磁化粒子を高磁化粒子と凝集させ、上記凝集した低磁化粒子が回収されることによる、回収物中のFe濃度の低下を抑制する観点からは、上記気体は二酸化炭素の濃度が5体積%未満であることが好ましい。また、窒素酸化物および硫黄酸化物などとスラリーとの反応を抑制する観点からは、上記気体は窒素酸化物および硫黄酸化物の濃度がいずれも0.1体積%未満であることが好ましい。 The gas to be blown is not particularly limited, and air (atmosphere), nitrogen, oxygen, hydrogen, water vapor, chlorofluorocarbon gas and the like can be used. Of these gases, air (atmosphere) is preferable from the viewpoint of lowering the cost of magnetic separation. Further, calcium carbonate generated by the reaction between Ca eluted in the slurry and carbon dioxide contained in the gas acts as a binder to aggregate the low-magnetic particles with the high-magnetic particles, and the aggregated low-magnetic particles are collected. From the viewpoint of suppressing a decrease in the Fe concentration in the recovered material, the gas preferably has a carbon dioxide concentration of less than 5% by volume. Further, from the viewpoint of suppressing the reaction between the slurry and nitrogen oxides and sulfur oxides, the concentration of the nitrogen oxides and sulfur oxides in the gas is preferably less than 0.1% by volume.
なお、回転式ドラムの表面を撥水性のウレタン樹脂またはフッ素樹脂などの樹脂で被覆しても、高磁化粒子に付随して回転式ドラムの外周に沿って移動する液体成分および非磁着物を除去することができないため、回収物中のFe濃度を本実施形態ほど高めることはできない。また、上記撥水性の樹脂で被覆した回転式ドラムの表面に球状の水滴が形成されて、この水滴に高磁化粒子が取り込まれると、高磁化粒子が水滴と共に除去されてしまい、Feの回収効率が低下することがある。上記Feの回収効率の低下は、回転式ドラムの表面の磁力が弱い(磁束密度が低い)場合に特に生じやすい。 Even when the surface of the rotary drum is coated with a resin such as a water-repellent urethane resin or a fluororesin, liquid components and non-magnetically attached substances that move along the outer circumference of the rotary drum accompanying the highly magnetized particles are removed. Therefore, the Fe concentration in the recovered material cannot be increased as in the present embodiment. Further, when spherical water droplets are formed on the surface of the rotary drum coated with the water-repellent resin, and the high-magnetization particles are taken into the water droplets, the high-magnetization particles are removed together with the water droplets. May decrease. The decrease in the Fe recovery efficiency is particularly likely to occur when the magnetic force on the surface of the rotary drum is weak (low magnetic flux density).
また、回転式ドラムの表面にロールを押し当てて液体成分および非磁着物を絞り落とそうとしても、除去しようとする液体成分および低磁化粒子が回転式ドラムの表面とロールの表面との間を通過してしまうため、回収物中のFe濃度を本実施形態ほど高めることはできない。特に、通常高磁化粒子が磁着した後の表面は凹凸があるため、凹部の液体成分および低磁化粒子を効率よく除去することは困難である。さらには、液体成分および低磁化粒子の除去効率を維持するためには、ロールの表面に付着するスラグ粒子を除去するためのメンテナンスが必要であり、磁選の作業効率が低下する。 In addition, even if a liquid is pressed against the surface of the rotary drum to squeeze out liquid components and non-magnetic particles, the liquid component and the low-magnetization particles to be removed are moved between the surface of the rotary drum and the surface of the roll. Since it passes through, the Fe concentration in the recovered material cannot be increased as in the present embodiment. In particular, since the surface after the high-magnetization particles have been magnetized usually has irregularities, it is difficult to efficiently remove the liquid component and the low-magnetization particles in the concave portions. Furthermore, in order to maintain the removal efficiency of the liquid component and the low-magnetization particles, maintenance for removing the slag particles adhered to the roll surface is required, and the operation efficiency of the magnetic separation is reduced.
磁選によって鉄系化合物および金属鉄を取り除いた後の固体またはスラリー状の製鋼スラグは、鉄系酸化物および金属鉄をより十分に回収するため、再度上述の工程による磁選を行ってもよい。 The solid or slurry-like steelmaking slag from which the iron-based compound and metallic iron have been removed by magnetic separation may be subjected to the above-described magnetic separation again in order to more sufficiently recover the iron-based oxide and metallic iron.
磁選後のスラリー状の製鋼スラグは、必要に応じて公知の方法でCaおよびPなどを回収した後、セメント材料、道路用路盤材、土木用材料および肥料などに利用することができる。 The slurry-like steelmaking slag after the magnetic separation can be used as a cement material, a roadbed material, a civil engineering material, a fertilizer, and the like after recovering Ca and P by a known method as necessary.
また、磁選によって回収された回収物は、鉄系化合物および金属鉄などのFeを含む化合物を多く含むため、高炉や焼結の原料として再利用することができる。 In addition, the recovered material collected by the magnetic separation contains a large amount of a compound containing Fe such as an iron-based compound and metallic iron, and can be reused as a raw material for a blast furnace or sintering.
以下、本発明について実施例を参照してより具体的に説明する。なお、これらの実施例は、本発明の範囲を以下に記載の具体的方法に限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. It should be noted that these examples do not limit the scope of the present invention to the specific methods described below.
表1に記載の成分(表1の数値は質量%)の製鋼スラグを用意した。なお、製鋼スラグに含まれる成分の種類およびその量は、化学分析法により測定した。 A steelmaking slag having the components shown in Table 1 (the numerical values in Table 1 are mass%) was prepared. The types and amounts of the components contained in the steelmaking slag were measured by a chemical analysis method.
製鋼スラグは、750℃の大気中で60分加熱して磁化を高めた後、粉砕した。粉砕は、乾式ボールミルで200μm以下に粉砕後、湿式ボールミルで50μm以下に粉砕した。 The steelmaking slag was pulverized after heating in a 750 ° C. atmosphere for 60 minutes to increase the magnetization. The pulverization was performed to 200 μm or less by a dry ball mill, and then to 50 μm or less by a wet ball mill.
図4に示す構成の磁選装置を使用した。なお、ドラム内にはネオジウム系の永久磁石を、ドラムの回転方向Xに沿って、NとSの磁極が変わるように配置した。なお、磁石は、ドラムの内側の、スラリー供給口から液体(気体)吹付部までに対応する部位に配置されていた。吹き付けられる水の流れの中心、ならびに気流の中心が、吹き付けられる領域の内側に配置された磁石による垂直方向の磁束密度が最大値となる位置の真上に来るようにした。 The magnetic separation device having the configuration shown in FIG. 4 was used. A neodymium-based permanent magnet was arranged in the drum so that the N and S magnetic poles changed along the rotation direction X of the drum. The magnet was disposed at a position inside the drum corresponding to the portion from the slurry supply port to the liquid (gas) spraying portion. The center of the flow of the water to be blown and the center of the airflow were made to be directly above the position where the magnetic flux density in the vertical direction by the magnet arranged inside the area to be blown was maximum.
[実験1]
スラリー投入方法、ドラムの周速および吹き付けられた水の流速、スラリー流路と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を調査した。それらの条件を含め、実験条件は表2に示すとおりとした。なお、スラリー流路は容器とドラム間の距離とし、スラリー流速は、当該スラリー流路でスラリーを流した場合の計算値とした。
[Experiment 1]
The relationship between the slurry charging method, the peripheral speed of the drum and the flow rate of the sprayed water, the slurry flow path, the Fe concentration of the magnetically separated product, and the slag recovery weight per minute was investigated. The experimental conditions including those conditions were as shown in Table 2. The slurry flow path was a distance between the container and the drum, and the slurry flow rate was a calculated value when the slurry was flowed through the slurry flow path.
上記磁選装置への上記スラリーの供給を行った後、回収物の重量、回収物中に含まれる成分の種類およびその量を化学分析法により測定し、回収物中のFe量を測定した。加えて、回収効率の指標として、回収物の重量とスラリー供給開始から終了までに要した時間(磁選時間)から、1分あたりのスラグ回収重量を計算した。 After the supply of the slurry to the magnetic separation apparatus, the weight of the recovered material, the types and amounts of components contained in the recovered material were measured by a chemical analysis method, and the amount of Fe in the recovered material was measured. In addition, as an index of the recovery efficiency, the slag recovery weight per minute was calculated from the weight of the recovered material and the time required from the start to the end of slurry supply (magnetic separation time).
ドラムの周速および吹き付けられた水の流速、スラリー流路幅と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を表3に示す。Fe濃度が33%以上である物を合格レベルとした。 Table 3 shows the relationship between the peripheral speed of the drum, the flow rate of the sprayed water, the width of the slurry flow path, the Fe concentration of the magnetically separated product, and the slag recovery weight per minute. Those having an Fe concentration of 33% or more were regarded as acceptable levels.
回転式ドラムに水を吹き付けると、吹き付けないとき(試験6)よりも回収物中のFe濃度が高くなった。これは、ドラムに付着して回転移動する液体成分および低磁化粒子が除去され、高磁化粒子とともに回収される液体成分および低磁化粒子の量が減ったためである。 When water was sprayed on the rotary drum, the Fe concentration in the recovered material was higher than when water was not sprayed (Test 6). This is because the liquid component and low-magnetization particles that adhere to the drum and rotate and move are removed, and the amounts of the liquid component and low-magnetization particles collected together with the high-magnetization particles are reduced.
これに対し、回転式ドラムに水を吹付けると、ドラム周速が早くなっても、安定してFe濃度が33%以上となった。 On the other hand, when water was sprayed on the rotary drum, the Fe concentration stably increased to 33% or more even when the peripheral speed of the drum was increased.
容器側面からスラリーを噴射すると、スラリー流路を拡大して1分あたりのスラグ回収重量を増加させたときのスラグ回収重量が、容器沿いにスラリー投入したとき(試験5)よりも高くなっていた。これは、容器側面からスラリーを噴射する方法(図4)は、容器側面からスラリーを投入する方法と異なり、ドラム近傍へ向かうスラリー流れができて、磁束密度が高いドラム近傍を通過する粒子量が増加したためである。 When the slurry was sprayed from the side of the container, the slag recovery weight when the slurry flow path was expanded to increase the slag recovery weight per minute was higher than when the slurry was charged along the container (Test 5). . This is because the method of injecting slurry from the container side (FIG. 4) is different from the method of injecting slurry from the container side, in that the slurry flows toward the vicinity of the drum and the amount of particles passing near the drum having a high magnetic flux density is reduced. It is because it increased.
[実験2]
スラリータンク内のスラリー量と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を調査した。実験条件は、表4に示すように変更し、排出弁を操作することで、実験中のタンク内のスラリー貯蔵量に変化をつけた。
[Experiment 2]
The relationship between the amount of slurry in the slurry tank, the Fe concentration of the magnetically collected product, and the slag recovery weight per minute was investigated. The experimental conditions were changed as shown in Table 4 and the amount of slurry stored in the tank during the experiment was changed by operating the discharge valve.
上記磁選装置への上記スラリーの供給を所定時間連続して行った後、回収物の重量、回収物中に含まれる成分の種類およびその量を化学分析法により測定し、回収物中のFe量を測定した。加えて、回収物の重量と磁選時間から、1分あたりのスラグ回収重量を計算した。 After continuously supplying the slurry to the magnetic separation device for a predetermined time, the weight of the recovered material, the type and the amount of the components contained in the recovered material were measured by a chemical analysis method, and the amount of Fe in the recovered material was measured. Was measured. In addition, the slag recovery weight per minute was calculated from the weight of the recovered material and the magnetic separation time.
スラリータンク中のスラリー貯蔵量と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を表5に示す。Fe濃度が33%以である物を合格レベルとした。 Table 5 shows the relationship between the amount of slurry stored in the slurry tank, the Fe concentration of the magnetically separated product, and the slag recovery weight per minute. Those having an Fe concentration of 33% or more were regarded as acceptable levels.
排出弁の開度が低くなるほど、1分あたりのスラグ回収重量が高くなった。これは、排出弁の開度が低くなってスラリータンク中のスラリー量が多くなるほど、回転式ドラムとスラリーとの接触面積が広くなるためである。 The lower the opening of the discharge valve, the higher the slag collection weight per minute. This is because, as the opening of the discharge valve decreases and the amount of slurry in the slurry tank increases, the contact area between the rotary drum and the slurry increases.
[実験3]
磁石の配置方法と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を調査した。実験条件は、表6に示すように変更した。
[Experiment 3]
The relationship between the arrangement method of the magnets, the Fe concentration of the magnetically collected material, and the slag recovery weight per minute was investigated. The experimental conditions were changed as shown in Table 6.
上記磁選装置への上記スラリーの供給を所定時間連続して行った後、回収物の重量、回収物中に含まれる成分の種類およびその量を化学分析法により測定し、回収物中のFe量を測定した。加えて、回収物の重量と磁選時間から、1分あたりのスラグ回収重量を計算した。 After continuously supplying the slurry to the magnetic separation device for a predetermined time, the weight of the recovered material, the type and the amount of the components contained in the recovered material were measured by a chemical analysis method, and the amount of Fe in the recovered material was measured. Was measured. In addition, the slag recovery weight per minute was calculated from the weight of the recovered material and the magnetic separation time.
磁石の配置方法と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を表7に示す。Fe濃度が33%以上である物を合格レベルとした。 Table 7 shows the relationship between the arrangement method of the magnets, the Fe concentration of the magnetically separated product, and the slag recovery weight per minute. Those having an Fe concentration of 33% or more were regarded as acceptable levels.
回転式ドラムの周方向に周方向に磁場を交互に形成すると、1分あたりのスラグ回収重量がより高くなった。これは、回転式ドラムの表面に捕捉された高磁化粒子を磁場の方向の変化によって移動中に回転させて、高磁化粒子の近傍に紛れ込んだ低磁化粒子を脱離させたためである。 When the magnetic field was formed alternately in the circumferential direction of the rotary drum, the slag recovery weight per minute was higher. This is because the high-magnetization particles captured on the surface of the rotary drum are rotated during movement by a change in the direction of the magnetic field, and the low-magnetization particles that have entered near the high-magnetization particles are desorbed.
[実験4]
ドラム表面における磁石間の垂直方向の磁束密度の絶対値が、それぞれの磁石により形成される垂直方向の磁束密度の絶対値の最大値に対して、常に50%以上となるよう磁石間の間隔を変更した場合の、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との変化を調査した。実験条件は、表8に示すように変更した。磁束密度はドラム表面に磁力計を当てることで測定した。
[Experiment 4]
The interval between the magnets is set so that the absolute value of the magnetic flux density in the vertical direction between the magnets on the drum surface is always 50% or more of the maximum value of the absolute value of the magnetic flux density in the vertical direction formed by each magnet. The change in the Fe concentration of the magnetically separated product and the slag recovery weight per minute was investigated. The experimental conditions were changed as shown in Table 8. The magnetic flux density was measured by applying a magnetometer to the drum surface.
上記磁選装置への上記スラリーの供給を所定時間連続して行った後、回収物の重量、回収物中に含まれる成分の種類およびその量を化学分析法により測定し、回収物中のFe量を測定した。加えて、回収物の重量と磁選時間から、1分あたりのスラグ回収重量を計算した。 After continuously supplying the slurry to the magnetic separation device for a predetermined time, the weight of the recovered material, the type and the amount of the components contained in the recovered material were measured by a chemical analysis method, and the amount of Fe in the recovered material was measured. Was measured. In addition, the slag recovery weight per minute was calculated from the weight of the recovered material and the magnetic separation time.
磁石間隔と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を表9に示す。Fe濃度が33%以上である物を合格レベルとした。 Table 9 shows the relationship between the magnet spacing, the Fe concentration of the magnetically separated product, and the slag recovery weight per minute. Those having an Fe concentration of 33% or more were regarded as acceptable levels.
垂直方向の磁束密度の大きさが50%以上となる磁石間隔が50mm以下であると、水の吹き付けによる磁着物の移動は生じなかった。 When the distance between the magnets at which the magnitude of the magnetic flux density in the vertical direction became 50% or more was 50 mm or less, the movement of the magnetically attached material due to spraying of water did not occur.
[実験5]
水吹付けを行う場所の磁場と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を調査した。実験条件は、表10に示すように変更した。
[Experiment 5]
The relationship between the magnetic field at the place where water spraying was performed, the Fe concentration of the magnetically collected material, and the slag recovery weight per minute was investigated. The experimental conditions were changed as shown in Table 10.
上記磁選装置への上記スラリーの供給を所定時間連続して行った後、回収物の重量、回収物中に含まれる成分の種類およびその量を化学分析法により測定し、回収物中のFe量を測定した。加えて、回収物の重量と磁選時間から、1分あたりのスラグ回収重量を計算した。 After continuously supplying the slurry to the magnetic separation device for a predetermined time, the weight of the recovered material, the type and the amount of the components contained in the recovered material were measured by a chemical analysis method, and the amount of Fe in the recovered material was measured. Was measured. In addition, the slag recovery weight per minute was calculated from the weight of the recovered material and the magnetic separation time.
水吹付けを行う場所の磁場と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を表11に示す。Fe濃度が33%以上である物を合格レベルとした。 Table 11 shows the relationship between the magnetic field at the place where water spraying is performed, the Fe concentration of the magnetically collected material, and the slag recovery weight per minute. Those having an Fe concentration of 33% or more were regarded as acceptable levels.
水を吹付ける部分に磁場がない場合、磁着物が洗い流されたため回収できなかった。一方、磁場がある部分に水の吹き付けを行った場合、Fe濃度が高い回収物が安定して得られた。 When there was no magnetic field in the area where water was sprayed, the magnetized material could not be recovered because it was washed away. On the other hand, when water was sprayed on a portion where a magnetic field was present, a recovered material having a high Fe concentration was stably obtained.
[実験6]
ノズル形状と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を調査した。実験条件は、表12に示すように変更した。
[Experiment 6]
The relationship between the nozzle shape, the Fe concentration of the magnetically collected product, and the slag collection weight per minute was investigated. The experimental conditions were changed as shown in Table 12.
上記磁選装置への上記スラリーの供給を所定時間連続して行った後、回収物の重量、回収物中に含まれる成分の種類およびその量を化学分析法により測定し、回収物中のFe量を測定した。加えて、回収物の重量と磁選時間から、1分あたりのスラグ回収重量を計算した。 After continuously supplying the slurry to the magnetic separation device for a predetermined time, the weight of the recovered material, the type and the amount of the components contained in the recovered material were measured by a chemical analysis method, and the amount of Fe in the recovered material was measured. Was measured. In addition, the slag recovery weight per minute was calculated from the weight of the recovered material and the magnetic separation time.
ノズル形状と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を表13に示す。Fe濃度が33%以上である物を合格レベルとした。 Table 13 shows the relationship between the nozzle shape, the Fe concentration of the magnetically collected product, and the slag collection weight per minute. Those having an Fe concentration of 33% or more were regarded as acceptable levels.
ノズル形状がシャワー状、スプレー状のいずれであっても、水を吹付けた部位からは磁着物が脱落したことを確認した。ノズル形状をシャワーとした場合は、脱落した磁着物が水の当っていない箇所に移動し、再磁着したことを確認した。 Regardless of the shower shape or the spray shape of the nozzle, it was confirmed that the magnetically attached material fell off from the portion sprayed with water. When the nozzle shape was a shower, it was confirmed that the dropped magnetic substance moved to a location not exposed to water and was re-magnetized.
[実験7]
水を吹付ける角度と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を調査した。実験条件は、表14に示すように変更した。
[Experiment 7]
The relationship between the angle at which water was sprayed, the Fe concentration of the magnetically collected material, and the slag recovery weight per minute was investigated. The experimental conditions were changed as shown in Table 14.
上記磁選装置への上記スラリーの供給を所定時間連続して行った後、回収物の重量、回収物中に含まれる成分の種類およびその量を化学分析法により測定し、回収物中のFe量を測定した。加えて、回収物の重量と磁選時間から、1分あたりのスラグ回収重量を計算した。 After continuously supplying the slurry to the magnetic separation apparatus for a predetermined time, the weight of the recovered material, the type and amount of the components contained in the recovered material were measured by a chemical analysis method, and the amount of Fe in the recovered material was measured. Was measured. In addition, the slag recovery weight per minute was calculated from the weight of the recovered material and the magnetic separation time.
水吹付けを行う場所の磁場と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を表15に示す。Fe濃度が33%以上である物を合格レベルとした。 Table 15 shows the relationship between the magnetic field at the place where the water spraying is performed, the Fe concentration of the magnetically collected product, and the slag recovery weight per minute. Those having an Fe concentration of 33% or more were regarded as acceptable levels.
なお、表15において、水吹付角度が正の値であるときは、回転式ドラムの回収部260側から、回転式ドラムの接線に対して記載の角度を設けて水を吹き付けたこと、水吹付角度が負の値であるときは、回転式ドラムのスラリータンク220側から、回転式ドラムの接線に対して記載の角度を設けて水を吹き付けたこと、をそれぞれ示す。
In Table 15, when the water spray angle is a positive value, it is determined that water is sprayed from the collecting
特に、回転式のドラムに対して90°付近の角度で水を吹付けると、吹き付けによる衝撃を無駄なくドラムに伝えられ低品位磁着物が効率よく除去され、かつ磁着物と水との接触時間が短くなり脱落する高品位磁着物が少なくなった。 In particular, when water is sprayed on the rotary drum at an angle of about 90 °, the impact of the spray is transmitted to the drum without waste, thereby efficiently removing low-grade magnetic particles and the contact time between the magnetic particles and water. And the number of high-grade magnetic deposits falling off was reduced.
[実験8]
水と空気を吹付けた場合の、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との変化を調査した。実験条件は、表16に示すように変更した。
[Experiment 8]
The changes in the Fe concentration of the magnetically collected material and the slag recovery weight per minute when water and air were sprayed were investigated. The experimental conditions were changed as shown in Table 16.
上記磁選装置への上記スラリーの供給を所定時間連続して行った後、回収物の重量、回収物中に含まれる成分の種類およびその量を化学分析法により測定し、回収物中のFe量を測定した。加えて、回収物の重量と磁選時間から、1分あたりのスラグ回収重量を計算した。 After continuously supplying the slurry to the magnetic separation device for a predetermined time, the weight of the recovered material, the type and the amount of the components contained in the recovered material were measured by a chemical analysis method, and the amount of Fe in the recovered material was measured. Was measured. In addition, the slag recovery weight per minute was calculated from the weight of the recovered material and the magnetic separation time.
水吹付け、空気吹付けの条件の磁場と、磁選回収物のFe濃度、1分あたりのスラグ回収重量との関係を表17に示す。Fe濃度が33%以上である物を合格レベルとした。 Table 17 shows the relationship between the magnetic field under the conditions of water spraying and air spraying, the Fe concentration of the magnetically collected product, and the slag recovery weight per minute. Those having an Fe concentration of 33% or more were regarded as acceptable levels.
回転式ドラムに水を吹きつけた場合、空気のみを吹付けた場合よりも回収物中のFe濃度が高くなった。水を吹付けてから空気を吹付けた場合、水のみを吹付けた場合よりも更に回収物中のFe濃度が高くなった。特に、水を吹付けてから空気を吹付けた場合、空気を吹付けてから水を吹付けた場合よりも1分あたりのスラグ回収重量が高くなった。 When water was sprayed on the rotary drum, the Fe concentration in the recovered material was higher than when only air was sprayed. When air was sprayed after water was sprayed, the Fe concentration in the recovered material became higher than when only water was sprayed. In particular, when air was sprayed after water was sprayed, the slag recovery weight per minute was higher than when air was sprayed and then water.
本発明は、磁選により製鋼スラグからより高濃度のFeを回収することができるため、製鉄におけるFe資源の回収方法として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can recover a higher concentration of Fe from steelmaking slag by magnetic separation, and thus is useful as a method for recovering Fe resources in ironmaking.
100、200 磁選装置
110、210 スラリー供給部
120、220 スラリータンク
130、230 回転式ドラム
140、240 磁石
150、250 スラリー排出部
160、260 回収部
180、280 高磁化粒子
190、290 液体成分
240a 回転式ドラムの表面にN極を向けて配置された磁石
240b 回転式ドラムの表面にS極を向けて配置された磁石
255 排出弁
270、270a、270b、270c 液体吹付部
275 液体吹付けノズル
300 気体吹付部
100, 200
Claims (8)
前記回転式ドラムの表面のうち、前記磁場が形成されている領域に液体を吹き付けて、前記回転式ドラムの表面に沿って回転移動する、前記スラリーに含まれる液体成分および非磁着物を除去する工程と、
を含む、製鋼スラグの磁選方法。 Injecting a slurry containing crushed or pulverized particulate steelmaking slag to the surface of a rotary drum having a magnetic field formed on at least a portion of the surface,
A liquid is sprayed onto a region of the surface of the rotary drum where the magnetic field is formed to remove a liquid component and non-magnetically attached matter contained in the slurry, which rotate and move along the surface of the rotary drum. Process and
A magnetic separation method for steelmaking slag, including:
前記液体は、前記回転式ドラムの表面のうち、前記異なる方向への磁場の少なくとも一方が形成されている領域に吹き付けられる、請求項1に記載の製鋼スラグの磁選方法。 The rotary drum has a region in which magnetic fields in different directions are alternately formed along a circumferential direction of the rotary drum,
The magnetic separation method for a steelmaking slag according to claim 1, wherein the liquid is sprayed on a surface of the rotary drum on which at least one of the magnetic fields in the different directions is formed.
前記回転式ドラムの回転方向にこの順に配置された、
前記表面に破砕または粉砕された粒子状の製鋼スラグを含むスラリーを噴射するノズル、
前記回転式ドラムに製鋼スラグを含むスラリーを接触させるスラリータンク、および
前記回転式ドラムの表面のうち、前記磁場が形成されている領域に液体を吹き付けて、前記回転式ドラムの表面に沿って回転移動する、前記スラリーに含まれる液体成分および非磁着物を除去する液体吹付け部、
を有する、製鋼スラグ用の磁選装置。 A rotary drum on which a magnetic field is formed on at least a part of the surface; and
Arranged in this order in the direction of rotation of the rotary drum,
Nozzle for injecting a slurry containing steel slag in the form of particles crushed or pulverized on the surface,
A slurry tank for bringing a slurry containing steelmaking slag into contact with the rotary drum; and, of the surface of the rotary drum, spraying a liquid on a region where the magnetic field is formed, and rotating along the surface of the rotary drum. Moving, a liquid spraying unit for removing liquid components and non-magnetic particles contained in the slurry,
A magnetic separator for steelmaking slag, comprising:
前記液体吹付部は、前記回転式ドラムの表面のうち、前記異なる方向への磁場の少なくとも一方が形成されている領域に前記液体を吹き付ける、
請求項5に記載の製鋼スラグ用の磁選装置。 The rotary drum has a region where magnetic fields in different directions are formed along a circumferential direction of the rotary drum,
The liquid spraying unit sprays the liquid to a region on the surface of the rotary drum where at least one of the magnetic fields in the different direction is formed.
A magnetic separator for steelmaking slag according to claim 5.
請求項5〜7のいずれか1項に記載の製鋼スラグ用の磁選装置。 Having a gas blowing unit for blowing gas to the surface of the rotary drum,
The magnetic separator for steelmaking slag according to claim 5.
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