JP2023103823A - Method for manufacturing crude zinc oxide, and flue cinder treatment method - Google Patents

Method for manufacturing crude zinc oxide, and flue cinder treatment method Download PDF

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Abstract

To provide a method for manufacturing a crude zinc oxide using steel dust as a raw material which can effectively utilize flue cinder containing zinc and copper produced in a copper refining furnace as a part of a raw material, while avoiding mixing the copper into a reduced iron pellet that is a by-product and is available as an iron source.SOLUTION: A method for manufacturing a crude zinc oxide includes a reducing and roasting step ST21 of reducing and roasting steel dust, and obtaining crude zinc oxide dust, a wet step ST22 of subjecting the crude zinc oxide dust to wet treatment, and obtaining a crude zinc oxide cake, and a drying and heating step ST23 of firing the crude zinc oxide cake, and obtaining a crude zinc oxide sintered mine, wherein the drying and heating step ST23 fires flue cinder produced and collected in a copper refining furnace, together with the crude zinc oxide cake.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、粗酸化亜鉛の製造方法、及び、煙灰の処理方法に関する。本発明は、詳しくは、銅製錬炉で発生する煙灰を含む原料から粗酸化亜鉛を製造する方法、及び、銅製錬炉で発生する、亜鉛及び銅を含有する煙灰の処理方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing crude zinc oxide and a method for treating flue ash. More specifically, the present invention relates to a method for producing crude zinc oxide from a raw material containing flue generated in a copper smelting furnace, and a method for treating flue containing zinc and copper generated in a copper smelting furnace.

銅製錬炉で発生する排ガスから回収されるに煙灰は、銅精鉱に含まれる銅の他、揮発の容易な亜鉛、ビスマス等が多く含まれている。一般的には、銅製錬工程で発生する煙灰は、製錬目的の金属を含むため、再び、銅製錬炉へ繰り返して処理される。 Flue dust collected from exhaust gas generated in a copper smelting furnace contains a large amount of zinc, bismuth, etc., which are easily volatilized, in addition to copper contained in copper concentrates. In general, the flue dust generated in the copper smelting process is repeatedly processed into the copper smelting furnace again because it contains metals for smelting purposes.

しかしながら、上記の煙灰はビスマスを含有するため、これを銅製錬炉に繰り返すと、銅製錬工程で得られる銅アノード中のビスマス等の不純物品位が増加し、次工程である銅精製工程(電解工程)において得られる電気銅の不純物品位が増加する問題が顕在化する。 However, since the above flue dust contains bismuth, if this is repeated in the copper smelting furnace, the quality of impurities such as bismuth in the copper anode obtained in the copper smelting process will increase, and the next copper refining process (electrolytic process) ), the problem of an increase in the impurity grade of the electrolytic copper obtained becomes apparent.

この問題について、特許文献1には、非鉄金属製錬において発生して回収される高濃度で鉛を含有する煙灰を、塩素を含有する鉄鋼ダストとの混合ペレットとしてから、粗酸化亜鉛製造プロセスにおける還元焙焼工程に投入することにより、従来の還元焙焼工程を有する鉄鋼ダストの処理方法と同様の方法で、煙灰を処理する方法が開示されている。 Regarding this problem, Patent Document 1 discloses that flue dust containing a high concentration of lead generated and recovered in non-ferrous metal smelting is mixed with iron and steel dust containing chlorine as mixed pellets, and then used in a crude zinc oxide production process. A method is disclosed for treating flue ash by subjecting it to a reduction roasting process in a manner similar to the method for treating steel dust with a conventional reduction roasting process.

ここで、粗酸化亜鉛の製造においては、多くの場合に原材料として鉄鋼ダストが用いられている。そして、この鉄鋼ダストを還元焙焼する工程で副産物として得られる還元鉄ペレットは、製鉄メーカーにおいて再び鉄源としてリサイクルされている。しかしながら、上記のように還元焙焼工程で処理される煙灰が、特に「銅」を含んでいる場合には、この銅が、上記の還元鉄ペレットに分配されてしまうことが新たな問題となる。「銅」は、還元鉄ペレットを用いる製鉄メーカーが、鉄源への混入を最も厳しく制限している不純物の一つであるからである。 Here, steel dust is often used as a raw material in the production of crude zinc oxide. The reduced iron pellets obtained as a by-product in the process of reducing and roasting the iron and steel dust are recycled as an iron source again by steel manufacturers. However, when the flue ash processed in the reduction roasting process as described above contains "copper" in particular, this copper is distributed to the reduced iron pellets, which poses a new problem. . This is because "copper" is one of the impurities that steel manufacturers using reduced iron pellets have most severely restricted their inclusion in iron sources.

特開2013-139618号公報JP 2013-139618 A

本発明は、鉄鋼ダストを原材料として用いる粗酸化亜鉛の製造において、副産物であり鉄源として利用可能な還元鉄ペレットへの銅の混入を回避しながら、銅製錬炉で発生する亜鉛及び銅を含有する煙灰を、原材料の一部として有効に利用することができる酸化亜鉛の製造方法を提供することを課題とする。 In the production of crude zinc oxide using iron and steel dust as a raw material, the present invention contains zinc and copper generated in a copper smelting furnace while avoiding copper from being mixed into reduced iron pellets that are by-products and can be used as an iron source. An object of the present invention is to provide a method for producing zinc oxide, which can effectively utilize flue ash generated as part of raw materials.

本発明者らは、従来、一次原材料である鉄鋼ダストと共に粗酸化亜鉛の製造プロセス中の上流側工程である還元加熱工程に投入していた煙灰を、二次原材料として下流側の工程である乾燥加熱工程に直接投入するプロセスとすることにより上記課題を解決することができることに想到し、本発明を完成するに至った。本発明は、具体的に、以下のものを提供する。 The present inventors have found that flue ash, which was conventionally put into the reduction heating process, which is the upstream process in the production process of crude zinc oxide, together with steel dust, which is the primary raw material, is used as a secondary raw material, which is the downstream process, drying. The inventors have conceived that the above problems can be solved by adopting a process in which they are directly introduced into the heating step, and have completed the present invention. The present invention specifically provides the following.

(1) 鉄鋼ダストを還元焙焼して粗酸化亜鉛ダストを得る、還元焙焼工程と、前記粗酸化亜鉛ダストに湿式処理を行って粗酸化亜鉛ケーキを得る、湿式工程と、前記粗酸化亜鉛ケーキを焼成して、粗酸化亜鉛焼鉱を得る、乾燥加熱工程と、を備える、粗酸化亜鉛の製造方法であって、前記乾燥加熱工程において、前記粗酸化亜鉛ケーキと共に、銅製錬炉で発生して回収された煙灰を焼成する、粗酸化亜鉛の製造方法。 (1) A reduction roasting step of obtaining crude zinc oxide dust by reduction roasting of iron and steel dust, a wet treatment of said crude zinc oxide dust to obtain a crude zinc oxide cake, and said crude zinc oxide. a dry heating step of baking a cake to obtain a crude zinc oxide calcined ore, wherein in the dry heating step, together with the crude zinc oxide cake, generated in a copper smelting furnace A method for producing crude zinc oxide by burning the flue ash collected by

(1)の粗酸化亜鉛の製造方法によれば、鉄鋼ダストを原材料として用いる粗酸化亜鉛の製造において、副産物であり鉄源として利用可能な還元鉄ペレットへの銅の混入を回避しながら、銅を含有する煙灰を、原材料の一部として有効に利用することができる。そのため、還元鉄ペレットを製鉄メーカー向けの鉄源として出荷するに際して、銅品位が高いことにより出荷を見送る可能性を、大幅に低減することができる。 According to the method for producing crude zinc oxide in (1), in the production of crude zinc oxide using steel dust as a raw material, copper can be effectively used as part of the raw material. Therefore, when the reduced iron pellets are shipped as an iron source for iron manufacturers, the possibility of postponing the shipment due to the high copper grade can be greatly reduced.

(2) 鉄鋼ダストを還元焙焼して粗酸化亜鉛ダストを得る、還元焙焼工程と、前記粗酸化亜鉛ダストに湿式処理を行って粗酸化亜鉛ケーキを得る、湿式工程と、前記粗酸化亜鉛ケーキを焼成して、粗酸化亜鉛焼鉱を得る、乾燥加熱工程と、を備える、粗酸化亜鉛の製造方法であって、前記乾燥加熱工程において、前記粗酸化亜鉛ケーキと共に、亜鉛と銅を含み、銅の含有率が10%以上である煙灰を焼成する、粗酸化亜鉛の製造方法。 (2) a reduction roasting step of reducing and roasting steel dust to obtain crude zinc oxide dust; a wet step of subjecting the crude zinc oxide dust to a wet treatment to obtain a crude zinc oxide cake; and the crude zinc oxide. a dry heating step of baking a cake to obtain a crude zinc oxide calcined ore, wherein zinc and copper are contained together with the crude zinc oxide cake in the dry heating step. A method for producing crude zinc oxide, which comprises burning smoke ash having a copper content of 10% or more.

(2)の粗酸化亜鉛の製造方法によれば、粗酸化亜鉛の製造現場において、亜鉛と銅を含み、特に銅の含有率が高い煙灰を原材料として用いる場合にも、副産物であり鉄源として利用可能な還元鉄ペレットへの銅の混入を回避しながら、銅を含有する煙灰を、原材料の一部として有効に利用することができる。 According to the method for producing crude zinc oxide in (2), even when flue ash containing zinc and copper, particularly with a high copper content, is used as a raw material at a crude zinc oxide production site, it is a by-product and an iron source. Copper-containing flue dust can be effectively utilized as part of the raw material while avoiding copper contamination of available reduced iron pellets.

(3) 前記銅製錬炉が、銅製錬転炉である、(1)に記載の粗酸化亜鉛の製造方法。 (3) The method for producing crude zinc oxide according to (1), wherein the copper smelting furnace is a copper smelting converter.

(3)の粗酸化亜鉛の製造方法によれば、(1)に記載の粗酸化亜鉛の製造方法において、熔体から揮発して飛散する、沸点の比較的低い、鉛、亜鉛、ビスマス等を多く含む銅製錬転炉で発生する煙灰を用いることにより、鉛、亜鉛、ビスマスをより効率良く回収することができる。 According to the method for producing crude zinc oxide of (3), in the method of producing crude zinc oxide described in (1), lead, zinc, bismuth, etc., which volatilize and scatter from the melt and have a relatively low boiling point, Lead, zinc, and bismuth can be recovered more efficiently by using flue ash generated in a copper smelting converter, which contains a large amount of them.

(4) 前記煙灰は、鉛の含有率が12%以上で、亜鉛の含有率が4%以上である、(1)から(3)の何れかに記載の粗酸化亜鉛の製造方法。 (4) The method for producing crude zinc oxide according to any one of (1) to (3), wherein the flue dust has a lead content of 12% or more and a zinc content of 4% or more.

(4)の粗酸化亜鉛の製造方法によれば、(1)から(3)の何れかに記載の粗酸化亜鉛の製造方法において、目的金属である、亜鉛及び銅、並びに鉛を、高濃度で含有する煙灰を用いることにより、亜鉛及び銅、並びに鉛を、より効率良く、回収することができる。 According to the method for producing crude zinc oxide of (4), in the method of producing crude zinc oxide according to any one of (1) to (3), the target metals, zinc and copper, and lead are added at high concentrations. Zinc and copper, as well as lead, can be recovered more efficiently by using the flue ash contained in .

(5) 銅製錬炉で発生して回収された煙灰であって、鉛の含有率が12%以上である煙灰を処理する煙灰処理方法であって、前記煙灰を粗酸化亜鉛製造プロセスにおける乾燥加熱工程に投入する二次原材料として用いる煙灰処理方法。 (5) A flue ash treatment method for treating flue ash recovered from a copper smelting furnace and having a lead content of 12% or more, wherein the flue ash is dry-heated in a crude zinc oxide production process. A flue ash treatment method used as a secondary raw material to be introduced into the process.

(5)の煙灰処理方法によれば、銅製錬炉で発生した煙灰であって高濃度で鉛を含有する煙灰を、鉄鋼ダストを原材料として用いる粗酸化亜鉛の製造において、副産物であり鉄源として利用可能な還元鉄ペレットへの銅の混入を回避しながら、有効に利用することができる。そのため、還元鉄ペレットを製鉄メーカー向けの鉄源として出荷するに際して、銅品位が高いことにより出荷を見送る可能性を、大幅に低減することができる。又、煙灰を、乾燥加熱工程で処理するため、上流側の工程である、還元焙焼工程、湿式工程を経る必要が無く、工程を削減することにより、煙灰処理にかかるコストを圧縮することができる。 According to the flue ash treatment method of (5), flue ash generated in a copper smelting furnace and containing a high concentration of lead is used as a by-product and iron source in the production of crude zinc oxide using steel dust as a raw material. Copper can be effectively utilized while avoiding copper contamination in available reduced iron pellets. Therefore, when the reduced iron pellets are shipped as an iron source for iron manufacturers, the possibility of postponing the shipment due to the high copper grade can be greatly reduced. In addition, since flue ash is treated in the drying and heating process, there is no need to go through the reduction roasting process and the wet process, which are upstream processes, and the cost of flue ash treatment can be reduced by reducing the number of processes. can.

本発明によれば、鉄鋼ダストを原材料として用いる粗酸化亜鉛の製造において、副産物であり鉄源として利用可能な還元鉄ペレットへの銅の混入を回避しながら、銅を含有する煙灰を、原材料の一部として有効に利用することができる。 According to the present invention, in the production of crude zinc oxide using iron and steel dust as a raw material, while avoiding copper from being mixed into reduced iron pellets that are a by-product and can be used as an iron source, flue containing copper is used as a raw material. It can be used effectively as a part.

銅製錬において発生する煙灰を二次原材料として用いる本発明の粗酸化亜鉛の製造方法の流れを示すフロー図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a flow chart showing the flow of the method for producing crude zinc oxide according to the present invention using flue dust generated in copper smelting as a secondary raw material.

以下、本発明の好ましい実施態様について適宜図面を参照しながら説明する。図1は、銅製錬において発生する煙灰を原材料の一部として用いる本発明の粗酸化亜鉛の製造方法の流れを示すフロー図である。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a flow chart showing the flow of the method for producing crude zinc oxide according to the present invention using flue dust generated in copper smelting as part of the raw material.

<粗酸化亜鉛の製造方法>
本発明の粗酸化亜鉛の製造方法は、鉄鋼業における高炉や電気炉等から発生する亜鉛を含有する鉄鋼ダストを原材料とし、当該原材料から不純物を除去して製品亜鉛の原料となる亜鉛品位65%程度の粗酸化亜鉛を製造するプロセスである。
<Method for producing crude zinc oxide>
In the method for producing crude zinc oxide of the present invention, iron and steel dust containing zinc generated from blast furnaces, electric furnaces, etc. in the steel industry is used as a raw material, impurities are removed from the raw material, and the zinc grade is 65% as a raw material for product zinc. It is a process for producing crude zinc oxide of the order of magnitude.

本発明の粗酸化亜鉛の製造方法は、図1に基本的な流れを示す従来公知の粗酸化亜鉛製造プロセスP2を行うためのプロセスである。本発明の粗酸化亜鉛の製造方法においても、基本的な工程の流れは図1に示す従来方法と同様である。 The method for producing crude zinc oxide of the present invention is a process for carrying out the conventionally known crude zinc oxide producing process P2 whose basic flow is shown in FIG. In the method for producing crude zinc oxide according to the present invention, the basic flow of steps is the same as the conventional method shown in FIG.

但し、本発明の粗酸化亜鉛の製造方法は、図1に示すように、銅製錬プロセスP1において銅製錬炉で発生して回収された煙灰等、亜鉛及び銅を少なくとも含有する煙灰(本明細書において「亜鉛・銅含有煙灰」とも言う。)を、二次原材料の一部として、粗酸化亜鉛製造プロセスP2の下流側の一工程である乾燥加熱工程ST23に直接投入することとした点を従来とは異なる新たな特徴とするプロセスである。 However, the method for producing crude zinc oxide of the present invention, as shown in FIG. (also referred to as "zinc- and copper-containing flue dust") is directly introduced into the drying and heating step ST23, which is one step downstream of the crude zinc oxide production process P2, as part of the secondary raw material. It is a process with a new feature that is different from

本発明は、銅製錬において発生する「亜鉛・銅含有煙灰」を、粗酸化亜鉛製造プロセスP2における乾燥加熱工程ST23に投入することによって、副産物であり鉄源として利用可能な還元鉄ペレットへの銅の混入を回避しながら、高い回収率で亜鉛を回収して、上記の煙灰を二次原材料として有効利用することができるという点において、優れた粗酸化亜鉛の製造方法である。 According to the present invention, by introducing the "zinc-copper-containing smoke dust" generated in copper smelting into the dry heating step ST23 in the crude zinc oxide production process P2, copper is produced into reduced iron pellets that are a by-product and can be used as an iron source. It is an excellent method for producing crude zinc oxide in that zinc can be recovered at a high recovery rate while avoiding the contamination of , and the flue dust can be effectively used as a secondary raw material.

又、本発明は、銅製錬において発生する「亜鉛・銅含有煙灰」を、既存の粗酸化亜鉛製造プロセス用のロータリーキルン等、新たな設備投資を行うまでもなく、既存設備において低コストで処理ができるという点において、優れた煙灰の処理方法でもある。 In addition, according to the present invention, "zinc- and copper-containing flue dust" generated in copper smelting can be treated at low cost in existing facilities without investing in new facilities such as rotary kilns for the existing crude zinc oxide production process. It is also an excellent flue dust disposal method in that it can be used.

<銅製錬プロセスP1>
本発明の粗酸化亜鉛の製造方法において二次原材料として用いる「亜鉛・銅含有煙灰」の供給源となる銅製錬プロセスP1は、銅精鉱から、銅品位98%前後の粗銅を得て最終的に電気銅を得るプロセスである。この銅製錬プロセスP1においては、一般的には、銅製錬の原料である銅精鉱が、先ず、自熔炉で処理されることで、銅品位60%前後のマットとスラグに分離される。ここで得られたマットは次に設けられている転炉工程に送られ、転炉で銅品位98%前後の粗銅となる。この後、次に設けられている精製炉で銅品位99%前後の精製粗銅となり、次に設けられている精製工程で処理するために、アノードとして鋳造される。精製工程では、このアノードから電気銅が得られる。
<Copper smelting process P1>
The copper smelting process P1, which is the supply source of the "zinc-copper-containing smoke dust" used as a secondary raw material in the method for producing crude zinc oxide of the present invention, obtains blister copper with a copper grade of about 98% from the copper concentrate and finally obtains It is a process to obtain electrolytic copper. In the copper smelting process P1, generally, a copper concentrate, which is a raw material for copper smelting, is first treated in a flash furnace to be separated into matte and slag with a copper grade of around 60%. The matte obtained here is sent to the converter process provided next, and becomes blister copper having a copper grade of about 98% in the converter. After that, the blister copper is refined to a copper grade of about 99% in a refining furnace provided next, and cast as an anode for treatment in the refining process provided next. In the refining process, electrolytic copper is obtained from this anode.

上述の自熔炉、転炉、精製炉では、それぞれ組成や性状の異なる煙灰が発生する。自熔炉で発生する煙灰は、フラッシュ・スメルティングであるため、精鉱等のキャリーオーバーも含まれ、銅品位が高いため、自熔炉へ繰り返し処理することが好ましい。又、精製炉で発生する煙灰は量そのものが非常に少ない。これに対して、転炉で発生する煙灰はバス・スメルティングであるため、熔体から揮発して飛散する沸点の比較的低い、鉛、亜鉛、ビスマス等を多く含む。従って、本発明の粗酸化亜鉛の製造方法において、原材料の一部とする「亜鉛・銅含有煙灰」(或いは、本発明の煙灰の処理方法によって処理対象とする「亜鉛・銅含有煙灰」)は、上記の様々な煙灰のうち、転炉から得られる、鉛、亜鉛品位の高い煙灰とすることが特に好ましい。或いは、本発明の粗酸化亜鉛の製造方法においては、このように銅製錬プロセスの転炉(本明細書において「銅製錬転炉」とも言う)で発生した煙灰を、銅製錬工程内で繰り返し処理した後に得られる、更に、鉛・亜鉛品位の増加した煙灰を用いることもできる。 Flue ash having different compositions and properties is generated in the flash furnace, converter, and refining furnace described above. Flue ash generated in a flash furnace is flash smelting, so it contains carry-over of concentrates and the like, and has a high copper grade. In addition, the amount of flue ash generated in the refining furnace is very small. On the other hand, flue ash generated in a converter is bath smelting and contains a large amount of relatively low boiling points such as lead, zinc, and bismuth that evaporate and scatter from the melt. Therefore, in the method for producing crude zinc oxide of the present invention, the "zinc/copper-containing flue dust" that is part of the raw material (or the "zinc-copper-containing flue dust" to be treated by the method for treating flue dust of the present invention) is Among the various flue dusts mentioned above, it is particularly preferable to use the flue dust with high lead and zinc grade obtained from a converter. Alternatively, in the method for producing crude zinc oxide of the present invention, the flue ash generated in the converter of the copper smelting process (herein also referred to as "copper smelting converter") is repeatedly treated in the copper smelting process. It is also possible to use flue ash with increased lead and zinc grades, which is obtained after sintering.

又、本発明の粗酸化亜鉛の製造方法において、原材料の一部とする「亜鉛・銅含有煙灰」(或いは、本発明の煙灰の処理方法によって処理対象とする「亜鉛・銅含有煙灰」)が、亜鉛と銅を含み、銅の含有率が10%以上である場合に、従来技術に対するより顕著な優位性を発揮する。従来においては、このような銅の含有量の大きな煙灰を用いた場合には、還元鉄ペレットへの銅成分の混入により、鉄源としてのリサイクル利用が阻害されるリスクがあったが、上流側工程での煙灰の処理を回避して、下流側の乾燥加熱工程以降で煙灰処理を集中的に行うようにした本発明によれば、そのようなリスクは完全に回避することができる。 Further, in the method for producing crude zinc oxide of the present invention, the "zinc/copper-containing flue dust" (or the "zinc-copper-containing flue dust" to be treated by the flue dust treatment method of the present invention) used as part of the raw materials is , contains zinc and copper, and exhibits a more significant advantage over the prior art when the copper content is 10% or more. In the past, when using flue dust with a high copper content, there was a risk of hindering recycling as an iron source due to the copper component being mixed into the reduced iron pellets. By avoiding the treatment of flue dust in the process and concentrating the flue dust treatment after the downstream drying and heating process, such a risk can be completely avoided.

又、本発明の粗酸化亜鉛の製造方法又は煙灰処理方法においては、上記の「亜鉛・銅含有煙灰」は、鉛の含有率が12%以上で、亜鉛の含有率が4%以上であることが好ましい。高濃度の鉛を含有する煙灰は、銅製錬の現場では繰り返し処理しても、再度揮発してしまい、工程内で循環する物量が大幅に増加してしまう。一方で、このような鉛含有量の大きい「亜鉛・銅含有煙灰」を本発明の製造方法・処理方法に投入することにより、粗酸化亜鉛の製造プロセス、及び、これに引き続く鉛・亜鉛の製造プロセスにおいて、鉛及び亜鉛、並びに銅を、より効率良く、回収することができる。 In the method for producing crude zinc oxide or the method for treating flue dust of the present invention, the "zinc-copper-containing flue dust" should have a lead content of 12% or more and a zinc content of 4% or more. is preferred. Flue dust containing a high concentration of lead volatilizes again even if it is repeatedly processed at the site of copper smelting, resulting in a large increase in the amount of material circulating in the process. On the other hand, by introducing such "zinc-copper-containing smoke dust" having a high lead content into the production method and treatment method of the present invention, the production process of crude zinc oxide and the subsequent production of lead-zinc can be achieved. Lead and zinc as well as copper can be recovered more efficiently in the process.

<粗酸化亜鉛製造プロセスP2>
粗酸化亜鉛製造プロセスP2は、以下に詳細を説明する、還元焙焼工程ST21、湿式工程ST22、及び、乾燥加熱工程ST23が順次行われるプロセスである。
<Crude zinc oxide production process P2>
The crude zinc oxide production process P2 is a process in which a reduction roasting step ST21, a wet process ST22, and a drying heating step ST23, which will be described in detail below, are sequentially performed.

[還元焙焼工程ST21]
還元焙焼工程ST21では、鉄鋼ダスト等の一次原材料を還元雰囲気中で適当な温度と滞留時間を選んで焙焼することにより、亜鉛、鉛等を還元揮発させて分離し、更に再酸化させることにより粗酸化亜鉛ダストを得る工程である。又、その一方で、この工程では、鉄を固体の還元鉄ペレットとして回収する。この工程を行う還元焙焼炉としてはロータリーキルンを好適に用いることができる。
[Reduction roasting step ST21]
In the reduction roasting step ST21, primary raw materials such as iron and steel dust are roasted in a reducing atmosphere by selecting an appropriate temperature and residence time, thereby reducing and volatilizing zinc, lead, etc., separating them, and further reoxidizing them. This is a step of obtaining crude zinc oxide dust. On the other hand, this process also recovers the iron as solid reduced iron pellets. A rotary kiln can be suitably used as the reduction roasting furnace for this step.

[湿式工程ST22]
湿式工程ST22は、還元焙焼工程ST21を経て再酸化され、酸化亜鉛及び酸化鉛を含む粗酸化亜鉛ダストから、湿式処理により、更に、塩素、フッ素等の他の残存不純物を除去して粗酸化亜鉛の脱水ケーキ(本明細書において「粗酸化亜鉛ケーキ」とも言う)を得る工程である。湿式工程ST22は、従来公知の方法を用いて行なうことができる。
[Wet process ST22]
In the wet process ST22, the crude zinc oxide dust, which is re-oxidized through the reduction roasting process ST21 and contains zinc oxide and lead oxide, is further subjected to wet treatment to remove other residual impurities such as chlorine and fluorine, thereby obtaining crude oxidation. It is a process to obtain a zinc dehydrated cake (also referred to herein as a "crude zinc oxide cake"). The wet process ST22 can be performed using a conventionally known method.

[乾燥加熱工程ST23]
乾燥加熱工程ST23は、湿式工程ST22を経た粗酸化亜鉛ケーキを焼成して粗酸化亜鉛焼鉱を得る工程である。この工程により、亜鉛品位65%程度の粗酸化亜鉛の焼鉱(本明細書において「粗酸化亜鉛焼鉱」とも言う)を得ることができる。
[Drying and heating step ST23]
The drying and heating step ST23 is a step of baking the crude zinc oxide cake that has undergone the wet process ST22 to obtain crude zinc oxide calcined ore. Through this process, a crude zinc oxide calcined ore (also referred to herein as a "crude zinc oxide calcined ore") having a zinc grade of about 65% can be obtained.

乾燥加熱工程ST23は、ロータリーキルンを使用し、このロータリーキルンの装入端から原料である粗酸化亜鉛ケーキ、及び、その他の二次原材料を装入する。ロータリーキルンの排出端側にはバーナーが設けられており、このバーナーにより、ロータリーキルン内の原料を乾燥、加熱、焼成し、排出端側では800℃から900℃程度に焼成された粗酸化亜鉛焼鉱を得る。 The drying and heating step ST23 uses a rotary kiln, and charges raw zinc oxide cake and other secondary raw materials from the charging end of the rotary kiln. A burner is provided on the discharge end side of the rotary kiln, and this burner dries, heats, and calcines the raw material in the rotary kiln, and the crude zinc oxide calcined at about 800 to 900°C is produced on the discharge end side. obtain.

本発明の粗酸化亜鉛の製造方法において、原材料の一部として用いられる上述の銅を含有する煙灰は、この乾燥加熱工程ST23に二次原材料の一部として投入される。 In the method for producing crude zinc oxide of the present invention, the above-mentioned copper-containing flue ash used as part of the raw material is fed to this drying and heating step ST23 as part of the secondary raw material.

尚、煙灰を処理するにあたり、この煙灰に多く含まれる、銅、錫、ビスマスについて、得られる粗酸化亜鉛中の品位を不純物バランスから予想し、粗酸化亜鉛の製造工程の更に下流側の工程として設けられている鉛・亜鉛製錬の脱銅工程で回収されることを前提とした工程基準内となるように、煙灰の処理量を決める。又、乾燥加熱工程ST23において得られた粗酸化亜鉛についても、一定の頻度で分析を行い、上記基準内であることを確認する。 In treating flue ash, the grades of copper, tin, and bismuth, which are abundant in flue ash, in the crude zinc oxide obtained are predicted from the impurity balance, and are further downstream of the crude zinc oxide manufacturing process. Determine the amount of flue ash to be processed so that it is within the process standards on the premise that it will be recovered in the decopperization process of the lead and zinc smelting that has been established. In addition, the crude zinc oxide obtained in the drying and heating step ST23 is also analyzed at a certain frequency to confirm that it is within the above criteria.

又、上記の煙灰を、そのままの形状で乾燥加熱工程に投入すると搬送設備での発塵やロータリーキルンからの排ガスと共にキャリーオーバーしてロータリーキルンに続けて設けられている煙道や洗浄塔の多孔板に付着、これらを閉塞させてしまう。そこで、これを避けるために、煙灰を事前に造粒してペレット状にするか、或いは、事前に、乾燥加熱工程で処理される脱水ケーキ以外の澱物(水分20%~50%)等の原料とローダーで混練して処理することが好ましい。 In addition, if the above-mentioned flue ash is put into the drying and heating process as it is, it will be carried over together with the dust generated by the transportation equipment and the exhaust gas from the rotary kiln, and will be carried over to the perforated plate of the flue and washing tower that are continuously provided in the rotary kiln. Adhesion, blocking these. Therefore, in order to avoid this, it is necessary to granulate the flue dust in advance into a pellet form, or to prepare sediment (water content 20% to 50%) other than the dehydrated cake processed in the drying and heating process in advance. It is preferable to knead and process the raw material and the loader.

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例]
図1に示す流れで酸化亜鉛製造の試験操業を行った。二次原材料の一部として用いる煙灰としては、銅製錬工場で転炉において発生して回収された煙灰を用いた。この煙灰の組成は下記表1の通りであった。乾燥加熱工程では、上記煙灰を1t/日と、粗酸化亜鉛ケーキ170t/日を、温度800℃~900℃で乾燥、加熱して粗酸化亜鉛焼鉱を得た。粗酸化亜鉛焼鉱の銅品位は、0.21%、錫品位は0.09%、ビスマス品位は0.10%であり、鉛・亜鉛製錬原料として出荷した。又、銅、錫、ビスマスについては、粗酸化亜鉛の製造に続いて行われる、鉛・亜鉛製錬の脱銅工程において、分離・回収した。尚、還元焙焼工程では、鉄鋼ダスト200t/日を、温度1100℃~1200℃で還元焙焼して、酸化亜鉛を含む粗酸化亜鉛ダストと還元鉄ペレットを得て、製鉄メーカー向けの鉄源として出荷した。
[Example]
A test operation for producing zinc oxide was carried out according to the flow shown in FIG. As the flue ash used as part of the secondary raw material, flue ash generated in a converter in a copper smelting plant and recovered was used. The composition of this smoke ash was as shown in Table 1 below. In the drying and heating step, 1 t/day of the smoke dust and 170 t/day of crude zinc oxide cake were dried and heated at a temperature of 800° C. to 900° C. to obtain crude zinc oxide calcined ore. The crude zinc oxide calcined ore had a copper grade of 0.21%, a tin grade of 0.09%, and a bismuth grade of 0.10%, and was shipped as a raw material for smelting lead and zinc. Copper, tin, and bismuth were separated and recovered in the decoppering step of lead/zinc smelting, which follows the production of crude zinc oxide. In the reduction roasting process, 200 t/day of iron and steel dust is reduced and roasted at a temperature of 1100° C. to 1200° C. to obtain crude zinc oxide dust containing zinc oxide and reduced iron pellets, which are iron sources for iron manufacturers. shipped as

Figure 2023103823000002
Figure 2023103823000002

[比較例]
上記の煙灰を、従来プロセスと同様、鉄鋼ダスト等の原材料と共に、還元焙焼工程に投入して処理したことの他については、実施例と同一条件で試験操業を行った。還元焙焼工程では、上記煙灰を1t/日と、鉄鋼ダスト200t/日を、温度1100℃~1200℃で還元焙焼して、酸化亜鉛を含む粗酸化亜鉛ダストと還元鉄ペレットを得た。還元鉄ペレットの銅品位は、0.46%、錫品位は0.053%、ビスマス品位は0.092%であり、製鉄メーカー向けの鉄源としての出荷を見送った。
[Comparative example]
A test operation was performed under the same conditions as in the example, except that the flue ash was put into the reduction roasting process together with raw materials such as steel dust in the same manner as in the conventional process. In the reduction roasting step, 1 t/day of the smoke dust and 200 t/day of steel dust were reduced and roasted at a temperature of 1100° C. to 1200° C. to obtain crude zinc oxide dust containing zinc oxide and reduced iron pellets. The reduced iron pellets had a copper grade of 0.46%, a tin grade of 0.053%, and a bismuth grade of 0.092%.

本発明の粗酸化亜鉛の製造方法によれば、既存のプロセス及び設備の流用により、銅製錬において発生する亜鉛及び銅を含有する煙灰処理に要するコストを大幅に削減できる。又、銅による既存プロセスへの悪影響も防止できるため、既存の粗酸化亜鉛製造の操業において、還元鉄ペレットの品質も保持することができ、その上で、煙灰に含有される亜鉛及び銅、並びに鉛を高い回収率で回収することができることが分かる。 According to the method for producing crude zinc oxide of the present invention, it is possible to greatly reduce the cost required for treating flue containing zinc and copper generated in copper smelting by using existing processes and equipment. In addition, since it is possible to prevent adverse effects of copper on existing processes, it is possible to maintain the quality of reduced iron pellets in existing crude zinc oxide production operations. It can be seen that lead can be recovered with a high recovery rate.

P1 銅製錬プロセス
P2 粗酸化亜鉛製造プロセス
ST21 還元焙焼工程
ST22 湿式工程
ST23 乾燥加熱工程
P1 Copper smelting process P2 Crude zinc oxide production process ST21 Reduction roasting process ST22 Wet process ST23 Dry heating process

Claims (5)

鉄鋼ダストを還元焙焼して粗酸化亜鉛ダストを得る、還元焙焼工程と、
前記粗酸化亜鉛ダストに湿式処理を行って粗酸化亜鉛ケーキを得る、湿式工程と、
前記粗酸化亜鉛ケーキを焼成して、粗酸化亜鉛焼鉱を得る、乾燥加熱工程と、
を備える、粗酸化亜鉛の製造方法であって、
前記乾燥加熱工程において、前記粗酸化亜鉛ケーキと共に、銅製錬炉で発生して回収された煙灰を焼成する、
粗酸化亜鉛の製造方法。
a reduction roasting step of reducing and roasting steel dust to obtain crude zinc oxide dust;
a wet process of subjecting the crude zinc oxide dust to a wet process to obtain a crude zinc oxide cake;
a drying and heating step of calcining the crude zinc oxide cake to obtain a crude zinc oxide calcined ore;
A method for producing crude zinc oxide, comprising
In the drying and heating step, together with the crude zinc oxide cake, the flue ash generated and recovered in the copper smelting furnace is burned.
A method for producing crude zinc oxide.
鉄鋼ダストを還元焙焼して粗酸化亜鉛ダストを得る、還元焙焼工程と、
前記粗酸化亜鉛ダストに湿式処理を行って粗酸化亜鉛ケーキを得る、湿式工程と、
前記粗酸化亜鉛ケーキを焼成して、粗酸化亜鉛焼鉱を得る、乾燥加熱工程と、
を備える、粗酸化亜鉛の製造方法であって、
前記乾燥加熱工程において、前記粗酸化亜鉛ケーキと共に、亜鉛と銅を含み、銅の含有率が10%以上である煙灰を焼成する、
粗酸化亜鉛の製造方法。
a reduction roasting step of reducing and roasting steel dust to obtain crude zinc oxide dust;
a wet process of subjecting the crude zinc oxide dust to a wet process to obtain a crude zinc oxide cake;
a drying and heating step of calcining the crude zinc oxide cake to obtain a crude zinc oxide calcined ore;
A method for producing crude zinc oxide, comprising
In the drying and heating step, together with the crude zinc oxide cake, burn ash containing zinc and copper and having a copper content of 10% or more.
A method for producing crude zinc oxide.
前記銅製錬炉が、銅製錬転炉である、
請求項1に記載の粗酸化亜鉛の製造方法。
The copper smelting furnace is a copper smelting converter,
The method for producing crude zinc oxide according to claim 1.
前記煙灰は、鉛の含有率が12%以上で、亜鉛の含有率が4%以上である、
請求項1から3の何れかに記載の粗酸化亜鉛の製造方法。
The smoke dust has a lead content of 12% or more and a zinc content of 4% or more.
The method for producing crude zinc oxide according to any one of claims 1 to 3.
銅製錬炉で発生して回収された煙灰であって、鉛の含有率が12%以上である煙灰を処理する煙灰処理方法であって、
前記煙灰を粗酸化亜鉛製造プロセスにおける乾燥加熱工程に投入する二次原材料として用いる煙灰処理方法。
A flue ash treatment method for treating flue ash generated and recovered in a copper smelting furnace and having a lead content of 12% or more,
A method for treating flue ash, wherein the flue ash is used as a secondary raw material to be introduced into the drying and heating step in the crude zinc oxide manufacturing process.
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