JP2023161901A - 粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粗酸化亜鉛微粉末を追加的な原料として用いる粗酸化亜鉛焼鉱の製造において、乾燥加熱工程における投入物のキャリーオーバーを低減することにより、粗酸化亜鉛焼鉱の生産性を高めること。【解決手段】高品位の粗酸化亜鉛微粉末と、排ガスダストスラリーを乾燥させて得る排ガスダスト澱物と、を混合して、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物を得る、粗酸化亜鉛微粉末前処理工程Ｓ３０を備え、粗酸化亜鉛微粉末は、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物に含有されている状態で、乾燥加熱工程Ｓ４０に投入される、粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法とする。【選択図】図１

Description

本発明は、粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、鉄鋼ダスト等の相対的に亜鉛品位の低い原料に加えて、より亜鉛品位が高い微粉末状の粗酸化亜鉛を追加的な原料として用いる場合における、粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法に関する。

鉄鋼業における高炉や電気炉から発生する鉄鋼ダストには、その主成分である酸化鉄以外に、亜鉛成分や鉛成分が相当量含有されており、従来からこの鉄鋼ダスト中における亜鉛成分及び鉛成分を、粗酸化亜鉛焼鉱として回収することが行われている。

この粗酸化亜鉛焼鉱の一般的な製造方法として、還元焙焼工程（ウェルツ法）により得られた粗酸化亜鉛ダストを、湿式工程においてハロゲン成分を除去し、湿式工程において得られる酸化亜鉛を含有する脱水ケーキ（以下、「粗酸化亜鉛ケーキ」と言う）を、乾燥加熱工程を行う乾燥加熱ロータリーキルン（ＤＲＫ）にて焼成することにより、粗酸化亜鉛焼鉱を得る方法が広く行われている。

ここで、上記の粗酸化亜鉛焼鉱の製造プロセスにおいては、鉄鋼ダスト等の主原料に加えて、製鉄所において発生した鉄鋼ダストを、更に回転炉床炉等を用いて同所内でオンサイト処理する等してより亜鉛品位の高い微粉末状のダストとした粉末原料が、追加的な原料として用いられる場合がある。本明細書においては、以下、このような酸化亜鉛を含有する微粉末状の原料のことを「粗酸化亜鉛微粉末」というものとする。尚、鉄鋼ダスト由来の粗酸化亜鉛微粉末は、一般に、粒子径が個数基準平均粒子径（ｄ５０）で２μｍ以下と極めて小さく、又、水分率が３重量％以下のものであることが一般的である。

このような粗酸化亜鉛微粉末の処理手順として、これを湿式工程において、粗酸化亜鉛ダストと共にレパルプ処理する工程を経る手順（図１のＰ１）が行いうる手順として挙げられる。しかしながら、この手順による場合、レパルプ後の沈降分離装置での凝集性が悪く、沈降速度が極めて遅いため、極めて少量ずつしか処理することができなかった。そのため、沈降分離装置の底部から抜き取ったスラリー、即ち、固液分離装置入口でのスラリー濃度を増加することができず、効率的な処理を行うことができなかった。

一方、上記の粗酸化亜鉛微粉末は、亜鉛品位が高いことに加えて、通常、塩素、フッ素等の不純物含有率も少ない。よって、特に塩素濃度が所定濃度以下である限りは、湿式工程を経ずに、湿式工程を経た粗酸化亜鉛ケーキと共に乾燥加熱工程を行うＤＲＫに直接投入する処理手順（図１のＰ２）を踏むことが考えられる。尚、粗酸化亜鉛ケーキ等の各粗酸化亜鉛原料のＤＲＫへの投入は、通常、スクリューフィーダ等の汎用的な定量装入装置によってＤＲＫ内に投入されている（特許文献１参照）。

しかしながら、粗酸化亜鉛微粉末は、上記の通り粒径が極めて小さく、又、乾燥しているため、上記のような汎用的な装入装置のみでは粗酸化亜鉛微粉末と粗酸化亜鉛ケーキとを完全に混合させることは困難であり、粗酸化亜鉛ケーキと乾燥した粗酸化亜鉛微粉末が混在した状態で、ＤＲＫに投入される。よって、従来プロセスにおいては、ＤＲＫに投入された粗酸化亜鉛微粉末は高いキャリーオーバー率で排ガスに持ち去られてしまっていた。尚、本明細書においては、還元焙焼工程後の粗酸化亜鉛ケーキや、粗酸化亜鉛微粉末等、ＤＲＫ等の乾燥加熱炉に投入された全原料の重量に対する、ＤＲＫ排ガス中に持ち去られたダストの重量比を、乾燥加熱工程における「キャリーオーバー率」と言うものとする。

乾燥加熱工程におけるキャリーオーバー率が８重量％以上に増加すると、ＤＲＫ排ガス中のダスト濃度の増加に起因するＤＲＫの排ガスの処理設備における、排ガス煙道や装置内へのダストの付着、堆積や、洗浄液のスラリー濃度上昇による洗浄液配管の閉塞等の問題が発生し、これにより頻繁にＤＲＫの運転を停止する必要に迫られ、粗酸化亜鉛焼鉱の製造設備の稼働率が低下することとなっていた。

特開２００９－１４４２１３号公報

上記状況に鑑み、本発明は、亜鉛品位の高い粗酸化亜鉛微粉末を追加的な原料として用いる粗酸化亜鉛焼鉱の製造において、乾燥加熱工程における投入物のキャリーオーバー率を低減することにより、粗酸化亜鉛焼鉱の生産性を高めることを課題とする。

本発明者らは、粗酸化亜鉛微粉末を、ＤＲＫ排ガスから分離した排ガスダスト澱物と混合した状態でＤＲＫに投入することによって、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より、具体的には、本発明は以下のものを提供する。

（１） 亜鉛含有原料と、該亜鉛含有原料よりも亜鉛品位が高くて塩素濃度が３％未満であり、個数基準平均粒子径（ｄ５０）２μｍ以下、水分率３質量％以下の粗酸化亜鉛微粉末と、を原料として用いる粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法であって、前記亜鉛含有原料を還元焙焼することにより前記亜鉛含有原料に含有される亜鉛を還元揮発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を湿式処理することにより前記粗酸化亜鉛ダストに含有される水溶性不純物を除去し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及び前記粗酸化亜鉛微粉末を含んでなる原料を、乾燥加熱用ロータリーキルンに投入して焼成することにより粗酸化亜鉛焼鉱を得る乾燥加熱工程と、前記乾燥加熱工程において前記乾燥加熱用ロータリーキルンから排出された排ガスから亜鉛を含有する排ガスダストを分離し、更に、前記排ガスダストを排ガスダストスラリーとして回収する排ガス処理工程と、前記粗酸化亜鉛微粉末と、前記排ガスダストスラリーを乾燥させて得る排ガスダスト澱物と、を混合して、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物を得る、粗酸化亜鉛微粉末前処理工程と、を備え、前記粗酸化亜鉛微粉末は、前記粗酸化亜鉛微粉末含有澱物に含有されている状態で、前記乾燥加熱工程に投入される、粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。

（２） 前記粗酸化亜鉛微粉末含有澱物は、水分率が水分率１４質量％以上４０質量％以下である、（１）に記載の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。

（３） 前記排ガスダスト澱物の乾燥重量換算での塩素含有量が２．０％以下である、（１）又は（２）に記載の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。

（４） 前記亜鉛含有原料が鉄鋼ダストである、（１）又は（２）に記載の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。

本発明によれば、亜鉛品位の高い粗酸化亜鉛微粉末を追加的な原料として用いる粗酸化亜鉛焼鉱の製造において、乾燥加熱工程における投入物のキャリーオーバーを低減することにより、粗酸化亜鉛焼鉱の生産性を高めることができる。

本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法の実施態様の一例を示すフローチャートである。 本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法を好ましく実施することのできるロータリーキルンの断面模式図である。

以下、本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法の好ましい一実施態様について説明する。但し、本発明は、以下の実施態様に限定されるものではない。

＜全体プロセス＞
本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法は、ウェルツ法による粗酸化亜鉛焼鉱の製造プラントにおいて、鉄鋼ダスト等の一次原料に加えて、より亜鉛品位の高い粗酸化亜鉛微粉末を併用して粗酸化亜鉛焼鉱を製造するプロセスを行う場合に適用可能な製造方法である。ウェルツ法による粗酸化亜鉛焼鉱の製造プラントにおいて行われる全体プロセスは、図１に示すように、鉄鋼ダスト等の一次原料を還元焙焼して粗酸化亜鉛ダストを得る還元焙焼工程Ｓ１０、還元焙焼工程Ｓ１０で得た粗酸化亜鉛ダストから塩素及びカドミウム等を分離除去して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式工程Ｓ２０、湿式工程Ｓ２０で得た粗酸化亜鉛ケーキ及び粗酸化亜鉛微粉末を含んでなる原料を、乾燥加熱して粗酸化亜鉛焼鉱を得る乾燥加熱工程Ｓ４０、乾燥加熱工程Ｓ４０から排出されたＤＲＫ排ガスから排ガスダストを分離し、更に、分離された排ガスダストを排ガスダストスラリーとして回収する排ガス処理工程Ｓ５０、及び、湿式工程Ｓ２０から排出される排出液からカドミウム等を分離する排水処理工程Ｓ６０と、を備える。

本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法は、ウェルツ法による粗酸化亜鉛焼鉱の製造を行う上記の全体プロセスの中で、粗酸化亜鉛微粉末前処理工程Ｓ３０、即ち、乾燥加熱工程Ｓ４０に投入する粗酸化亜鉛微粉末を、予め、排ガス処理工程Ｓ５０で回収される上述の排ガスダストスラリーを乾燥させて得られる排ガスダスト澱物との混合物（粗酸化亜鉛微粉末含有澱物）とする前処理を行う工程を、新たに必須の工程として行うようにしたこと主たる特徴とするプロセスである。本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法においては、粗酸化亜鉛微粉末は、この粗酸化亜鉛微粉末前処理工程Ｓ３０を経ることによって、ＤＲＫ排ガス由来の粗酸化亜鉛微粉末含有澱物に含有されている状態で、乾燥加熱工程Ｓ４０を行うＤＲＫに投入される。

尚、本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法を好ましく適用可能な製造プラントにおける粗酸化亜鉛焼鉱の産出量は、例えば６ｔ／ｈ以上１０ｔ／ｈ以下程度であることが一般的である。又、本発明の製造方法において原料として用いることができる上記の鉄鋼ダストの一般的な組成は、亜鉛が１８重量％以上４５重量％以下、鉛が０．２重量％以上３．５重量％以下、鉄が１０重量％以上３０重量％以下、塩素が３重量％以上１０重量％以下、フッ素が０．２重量％以上２．０重量％以下（何れも乾燥量基準）程度であることが一般的である。尚、１８重量％以上４５重量％以下の亜鉛含有率は、概ね２２重量％以上５７重量％以下の酸化亜鉛純度に相当する。

＜還元焙焼工程＞
還元焙焼工程Ｓ１０は、亜鉛含有原料を還元焙焼することにより当該原料に含有される亜鉛を還元揮発して粗酸化亜鉛ダストを得る工程である。還元焙焼工程Ｓ１０を行う具体的な方法として、還元焙焼ロータリーキルン（ＲＲＫ）による還元焙焼法を採用することが一般的である。又、ＲＲＫに投入する一次原料として鉄鋼ダストが広く用いられている。鉄鋼ダストは、コークス等の炭素質還元剤と石灰石等と共にＲＲＫに連続的に装入される。ＲＲＫ本体内は重油の燃焼と装入した炭素質還元剤の燃焼により、被処理物の最高温度が１１００℃以上１２００℃以下程度にコントロールされている。このＲＲＫ本体内で鉄鋼ダストは還元焙焼され、揮発した金属亜鉛は排ガス中で再酸化されて粉状の酸化亜鉛となる。鉄鋼ダスト中に少量含まれる鉛については酸化鉛として揮発する。粉状の酸化亜鉛及び酸化鉛等は、ＲＲＫからの排ガスと共に集塵機に導入され、捕集されて粗酸化亜鉛ダストとして回収される。この粗酸化亜鉛ダストは、一般に８％以上２０％以下程度の塩素等のハロゲン不純物を含有する。

＜湿式工程＞
湿式工程Ｓ２０は、還元焙焼工程Ｓ１０を経て回収された粗酸化亜鉛ダストに含有される上記のハロゲン不純物等の水溶性不純物を処理液中に抽出し、更に固液分離処理によって粗酸化亜鉛ダストから不純物を分離する湿式処理を行う工程である。湿式工程Ｓ２０においては、粗酸化亜鉛ダストをレパルプすることにより粗酸化亜鉛を含有するスラリーとする。この処理により、粗酸化亜鉛ダストに含有されていた主に塩素等のハロゲン不純物、カドミウムを処理液中に分配する。そして、この状態において、固液分離により、不純物が分配された処理液を分離して排出液とする。尚、固液分離のための脱水処理については、シックナー等の重力沈降式スラリー濃縮装置や真空脱水機等の脱水装置を用いる。そして不純物を十分に除去した上記のスラリーを、真空脱水機等によって脱水し、酸化亜鉛を含有する粗酸化亜鉛ケーキとする。粗酸化亜鉛ケーキは、粗酸化亜鉛微粉末前処理工程Ｓ３０において、以下に詳細を説明する態様での前処理がなされた粗酸化亜鉛微粉末と共に、乾燥加熱工程Ｓ４０に投入される。

＜粗酸化亜鉛微粉末前処理工程＞
粗酸化亜鉛微粉末前処理工程Ｓ３０は、追加的な原料として用いる粗酸化亜鉛微粉末を、乾燥加熱工程Ｓ４０への投入前に、予め「キャリーオーバーしにくい性状」を備える性状の混合物とする処理を行う工程である。この処理は、具体的には、粗酸化亜鉛微粉末を、排ガス処理工程Ｓ５０で回収されるＤＲＫ排ガス由来の排ガスダストスラリーを乾燥させて得る排ガスダスト澱物と混合することによって、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物を得る工程として行われる。

上述の「キャリーオーバーしにくい性状」とは、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物が特定の水分率の範囲であることに加えて、尚且つ、所謂「ダマ」の状態で粗酸化亜鉛微粉末含有澱物中に残存する粗酸化亜鉛微粉末が極めて少ない状態であることを言う。本明細書において「ダマ」とは、未調湿の乾燥微粉末が不均一に存在している状態を言う。より詳細には、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物の内部に乾燥微粉末が内封されている状態である。本発明の製造方法においては、粗酸化亜鉛微粉末を上述の排ガスダスト澱物に均一に分散させるように混合することによって、得られた粗酸化亜鉛微粉末含有澱物にこのような「キャリーオーバーしにくい性状」を備えさせることができる。

粗酸化亜鉛微粉末を上述の排ガスダスト澱物に均一に分散させるように混合する手段は特定の手段に限定されないが、一例として、実施例において詳細を説明するベッティング処理によって行うことができる。

又、上述の排ガスダスト澱物は、排ガス処理工程Ｓ５０に設けられている洗浄塔、湿式電気集塵機等において、乾燥加熱工程Ｓ４０から排出されるＤＲＫ排ガスからスラリーとして回収されるダストを沈降分離した後、乾燥させ澱物状としたものである。排ガスダストスラリーを排ガスダスト澱物とするための乾燥方法は、特に限定されないが、一例として、天日乾燥によることができる。乾燥後の排ガスダスト澱物の水分については、粗酸化亜鉛微粉末と均一に混合し易くすること、及び、脱水機等を使用せずに容易に達成できる水分率である観点から４０％以上６０％以下とすることが好ましい。或いは、脱水設備を使用することが可能であれば、ベルト式の脱水機を使用して水分率２０％以上３０％以下としてもよい。

このようにして得ることができる排ガスダスト澱物は、排ガス処理工程Ｓ５０において行われる上述の各湿式処理において、塩素が水側に抽出されるので、乾燥重量換算での塩素含有量が最大でも２％以下であり、通常は１％以下となっている。単独でＤＲＫに投入した場合には、大量にキャリーオーバーしやすい粗酸化亜鉛微粉末を、このように、塩素品位が十分に低減されている排ガスダスト澱物と混合することにより、粗酸化亜鉛微粉末に含まれる亜鉛成分の塩化揮発によるキャリーオーバーも大幅に抑制することができる。本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法においては、粗酸化亜鉛微粉末は、このような「キャリーオーバーしにくい性状」を有する粗酸化亜鉛微粉末含有澱物に含有されている状態で、乾燥加熱工程Ｓ４０に投入される。尚、排ガスダスト澱物の組成は、通常、亜鉛品位２０％以上５０％以下、カドミウム０．１％以下である。

［粗酸化亜鉛微粉末］
ここで、本発明の製造方法の処理対象である粗酸化亜鉛微粉末は、当該製造方法において還元焙焼工程Ｓ１０に投入する一次原料である亜鉛含有原料よりも亜鉛品位が高く、尚且つ、塩素濃度が３％未満の微粉末状の原料である。この粗酸化亜鉛微粉末の亜鉛品位は乾燥重量基準で５０重量％以上であることが好ましい。又、この粗酸化亜鉛微粉末の個数基準平均粒子径（ｄ５０）は２μｍ以下であり、水分率は３重量％以下である。例えば、製鉄所において発生した鉄鋼ダストを、回転炉床炉等を用いて製鉄所内でオンサイト処理することにより発生するタイプの微粉末状の粗酸化亜鉛ダストが広くこれに該当し、粗酸化亜鉛焼鉱の製造における一般的な二次原料として用いられている。尚、上記微粉末の粒子径は、レーザー解析・散乱法により測定することができる数値である。

又、上述の鉄鋼ダスト由来の粗酸化亜鉛微粉末の組成は、亜鉛が５２重量％、鉛が４重量％、鉄が１２重量％、塩素が２重量％、フッ素が０．５重量％（何れも乾燥量基準）程度であることが一般的である。尚、５２重量％の亜鉛含有率は、概ね６５重量％の酸化亜鉛純度に相当する。

［粗酸化亜鉛微粉末含有澱物］
本発明の製造方法においては、上記の粗酸化亜鉛微粉末を、上述の通り「キャリーオーバーしにくい性状」を備える粗酸化亜鉛微粉末含有澱物とすることにより、乾燥加熱工程に投入する粗酸化亜鉛微粉末のキャリーオーバー率を大幅に低減させることができる。本発明の製造方法における粗酸化亜鉛微粉末前処理工程によって得られる粗酸化亜鉛微粉末含有澱物は、水分率が１４重量％以上４０重量％以下、好ましくは１４重量％以上３０重量％以下である。粗酸化亜鉛微粉末含有澱物の水分率が１４重量％未満であると、内部に未調湿の乾燥微粉末が内封されたペレット、所謂「ダマ」の割合が増えてしまう。「ダマ」状態の粗酸化亜鉛微粉末含有澱物はＤＲＫに装入された後、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物が乾燥することでひび割れ、「ダマ」が現れたところで飛散することから、ＤＲＫにおけるキャリーオーバー率が増加する。又、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物の搬送時に搬送装置を構成するコンベア間の乗移り時の落下衝撃等により「ダマ」が現れて発塵の原因となる。一方、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物の水分率が４０重量％を超えると、水分過多によりケーキ状或いはペースト状のものの割合が増え、搬送装置への付着量が増えたり、定量切り出しのためのホッパーの棚張りが生じたりして搬送困難となる。又、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物の水分率が３０重量％を超えると、乾燥加熱工程での重油原単位が増加してくるので、同水分率は、３０重量％以下であることが好ましい。

従来の一般的な粗酸化亜鉛焼鉱の製造の全体プロセスにおいて、粗酸化亜鉛微粉末は、湿式工程に投入されるか（Ｐ１）、或いは、多くの場合、湿式工程Ｓ２０で得られた粗酸化亜鉛ケーキと共に、乾燥加熱工程Ｓ４０を行うＤＲＫに直接投入されている（Ｐ２）。上述の通り、前者（Ｐ１）の場合は主に湿式処理の処理効率の低さや、後者（Ｐ２）の場合は主にキャリーオーバー率の高さに起因して、何れの場合にも生産性の低下を余儀無くされるという問題が生じていた。本発明の製造方法においては、粗酸化亜鉛微粉末を、乾燥加熱工程Ｓ４０への投入に先行して「キャリーオーバーしにくい性状」の粗酸化亜鉛微粉末含有澱物とするための前処理を行うことにより、上記何れの場合の問題についても解決することができる。

＜乾燥加熱工程＞
乾燥加熱工程Ｓ４０は、粗酸化亜鉛ケーキ、及び、粗酸化亜鉛微粉末を含有する粗酸化亜鉛微粉末含有澱物を、乾燥加熱用ロータリーキルン（ＤＲＫ）に装入して焼成することにより、カドミウム及び塩素濃度を更に低減させ、粗酸化亜鉛焼鉱を得る工程である。

乾燥加熱工程Ｓ４０における加熱温度については、ＤＲＫより排出されるときの焼鉱の温度が、９００℃以上１２５０℃以下となるように維持管理することが好ましい。

この乾燥加熱工程Ｓ４０で処理対象となる粗酸化亜鉛ケーキの水分率は一般的に２０質量％以上３０質量％以下である。又、この粗酸化亜鉛ケーキの一般的な組成は、亜鉛が６０質量％以上７０質量％以下、鉛が３質量％以上１０質量％以下、塩素が０．３質量％以上２．０質量％以下、フッ素が０．２質量％以上１．５質量％以下（何れも乾燥量基準）である。この粗酸化亜鉛ケーキは、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物と共に、スクリューフィーダ等の定量装入装置によって、ＤＲＫに投入される。

ＤＲＫに投入された粗酸化亜鉛ケーキ及び粗酸化亜鉛微粉末含有澱物は、乾燥され、加熱され、排出端側で焼成される。

尚、ＤＲＫで発生する排ガスは、装入端側から吸引され、湿式の排ガス洗浄設備、湿式の電気集塵機を経由して除塵され、ファン等の排風機を経由して煙突から放出される。

乾燥加熱工程Ｓ４０において、ＤＲＫから排出される粗酸化亜鉛焼鉱のサイズは、概ね、１ｍｍ以上６ｍｍ以下であり、その一般的な組成は、亜鉛が６０質量％以上７０質量％以下、鉛が３質量％以上５質量％以下、塩素が０．５質量％以上１．５質量％以下、フッ素が０．６質量％以下程度（何れも乾燥量基準）である。

［ロータリーキルン］
乾燥加熱工程Ｓ４０を行うために用いられるＤＲＫとしては、図２に示すようなロータリーキルン１を用いることができる。ロータリーキルン１は、耐火性を備える円筒形の釜であるキルン本体１０、粗酸化亜鉛ケーキ及び粗酸化亜鉛微粉末含有澱物の搬送手段である搬送装置２０、キルン本体１０の排出口１２側近傍に設けられる加熱装置でありロータリーキルン１の熱源となるバーナー部３０、キルン本体１０に図中のＲ方向への回転力を伝える駆動ギヤ４０、キルン本体１０から排出される排ガスの拡散を防止する固定フード５０、及び、キルン本体１０を支持するキルン支持部（図示せず）を備える回転式の加熱炉である。

以上の構成を有するロータリーキルン１は、バーナー部３０によりキルン本体１０の内部を９００℃以上１２５０℃以下程度の高温に加熱し、駆動ギヤ４０によりキルン本体１０をＲ方向に回転させた状態で、搬送装置２０によって、粗酸化亜鉛ケーキ及び粗酸化亜鉛微粉末含有澱物の混合物である乾燥加熱工程投入原料２を、投入口１１より図１に示すａ方向へと連続的に投入する。粗酸化亜鉛ケーキ及び粗酸化亜鉛微粉末含有澱物等からなる乾燥加熱工程投入原料２はキルン本体１０の傾斜に沿って撹拌、焼成されながらキルン本体１０内を排出口１２の方向に向かって移動してゆき、排出口１２から高温の被焼成物としてｂ方向に排出される。

搬送装置２０は、キルン本体に投入する粗酸化亜鉛ケーキを、キルン本体１０内に搬送し投入する装置であり、キルン本体１０の炉尻側から炉内に挿入配置される。搬送装置２０は、特に限定はされないが、一例として、特に粗酸化亜鉛ケーキの搬送中に優れた撹拌力を発揮する不等速二軸スクリューコンベアを好ましく用いることができる。不等速二軸スクリューコンベアは、ベルトコンベアや従来公知の一般的なスクリューコンベアとは異なり、２つの回転軸が不等速に回転する。そのため、微妙な異相変換が発生し、混錬羽根により相互に搬送物の掻き落としが行われる。その結果、不等速二軸スクリューコンベアは、セルフクリーニングしながら、付着性が高い粗酸化亜鉛ケーキを含む乾燥加熱工程投入原料２を詰まらせることなく円滑に搬送することができる。

ロータリーキルンから排出される粗酸化亜鉛焼鉱の温度は、放射温度計にて、連続的に測定、監視されている。ここで、焼成温度については、粗酸化亜鉛焼鉱の温度で、９００℃以上１２５０℃以下の範囲となるように維持管理する。

＜排ガス処理工程＞
排ガス処理工程Ｓ５０は、乾燥加熱工程Ｓ４０においてＤＲＫから排出された排ガスから亜鉛を含有する排ガスダストを分離し、更に、排ガスダストを排ガスダストスラリーとして回収する工程である。

従来の粗酸化亜鉛焼鉱の製造プロセスにおいては、排ガス処理工程Ｓ５０において分離回収されたＤＲＫ排ガスダストは、酸化亜鉛を含有するスラリーとして、乾燥加熱工程Ｓ４０の上流工程である湿式工程Ｓ２０に繰り返して循環投入することにより、金属資源の有効利用を図る処理が行われていた。本発明の粗酸化亜鉛焼鉱の製造においては、上述の通り、この排ガスダストスラリーの塩素濃度（乾燥重量換算）が最大でも２％以下、多くの場合は１％以下の低濃度となっていることに着目して、これを適度に乾燥させた澱物と粗酸化亜鉛微粉末を混合してＤＲＫに投入することで、処理系内の金属資源の有効利用を促進しつつ、乾燥加熱工程Ｓ４０における粗酸化亜鉛微粉末のキャリーオーバーを低減している。

＜排水処理工程＞
排水処理工程Ｓ６０は、湿式工程Ｓ２０において粗酸化亜鉛ダストから分離された塩素やカドミウムを高濃度で含有する廃液から、カドミウムを除去し、更に、廃液中に微量含まれる重金属を中和処理により沈殿物とし、最終的にｐＨを調整して無害の排水とする工程である。

以上、本発明の実施態様について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。又、本発明の実施態様に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、上記実施態様に限定されるものではない。

図１に示す全体プロセスを実施可能な粗酸化亜鉛焼鉱の製造プラントにおいて、本発明の製造方法による粗酸化亜鉛焼鉱製造を行う試験操業を行った。実施例及び比較例の試験操業における乾燥加熱工程における原材料のキャリーオーバー率を測定し、ＤＲＫへの搬送時における発塵の状態について観察することにより、本発明の効果を検証した。何れの操業においても、以下の表１に示す組成の鉄鋼ダスト及び粗酸化亜鉛微粉末を原料として用いた。又、乾燥加熱工程で処理対象となる粗酸化亜鉛ケーキ、並びに、粗酸化亜鉛微粉末前処理工程において、粗酸化亜鉛微粉末と混合する排ガスダスト澱物の組成も併せて表１に示した。

［実施例］
（粗酸化亜鉛微粉末前処理工程）
ＤＲＫへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を、排ガス処理工程で回収された排ガスダストスラリーを乾燥させて得た排ガスダスト澱物と混合して、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物を得た。具体的には、ショベルローダーを使用して、水分率５０％とした排ガスダスト澱物２ｔを場面に高さ１００ｍｍの層で敷いた後、この層の上から、粗酸化亜鉛微粉末２ｔを高さ１００ｍｍの層で敷いた。この後、この２層について、ショベルローダーで掬った後、場面に落下させることで反転させた。この処理（ベッティング処理）を、粗酸化亜鉛微粉末が排ガスダスト澱物のマトリックス中に均一に混じるまで繰り返し行った。このようにして得られた粗酸化亜鉛微粉末含有澱物の水分率は２６％であった。
（乾燥加熱工程）
上記の粗酸化亜鉛微粉末前処理工程で得た粗酸化亜鉛微粉末含有澱物を、７～８ｔ／ｈの粗酸化亜鉛焼鉱を製造するＤＲＫに、２～４ｔ／ｈの処理量、粗酸化亜鉛微粉末の処理量としては１～２ｔ／ｈの処理量で投入した。

［比較例］
（粗酸化亜鉛微粉末前処理工程）
粗酸化亜鉛微粉末前処理工程を行わずに、粗酸化亜鉛微粉末をそのままの状態でＤＲＫに投入した（図１のＰ２の手順）。
（乾燥加熱工程）
乾燥加熱工程については、実施例と同条件で行った。

上記結果より、本発明の製造方法は、粗酸化亜鉛焼鉱の製造において、亜鉛品位の高い二次原料である粗酸化亜鉛微粉末について、乾燥加熱工程を行うＤＲＫに投入する前に、本発明独自の工程である粗酸化亜鉛微粉末前処理工程による前処理を行うことによって、亜鉛を含有する系内の中間物を有効に再利用しながら、粗酸化亜鉛微粉末のＤＲＫ投入時におけるキャリーオーバー率を大幅に低減させることができる製造方法であること、及び、これにより、酸化亜鉛焼鉱の生産性の向上に有意に寄与しうる製造方法であることが分かる。

Ｓ１０ 還元焙焼工程
Ｓ２０ 湿式工程
Ｓ３０ 粗酸化亜鉛微粉末前処理工程
Ｓ４０ 乾燥加熱工程
Ｓ５０ 排ガス処理工程
Ｓ６０ 排水処理工程
１ ロータリーキルン
２ 乾燥加熱工程投入原料
１０ キルン本体
１１ 投入口
１２ 排出口
２０ 搬送装置
３０ バーナー部
４０ 駆動ギヤ
５０ 固定フード

Claims (4)

1. 亜鉛含有原料と、該亜鉛含有原料よりも亜鉛品位が高くて塩素濃度が３％未満であり、個数基準平均粒子径（ｄ５０）２μｍ以下、水分率３質量％以下の粗酸化亜鉛微粉末と、を原料として用いる粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法であって、
   前記亜鉛含有原料を還元焙焼することにより前記亜鉛含有原料に含有される亜鉛を還元揮発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を湿式処理することにより前記粗酸化亜鉛ダストに含有される水溶性不純物を除去し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及び前記粗酸化亜鉛微粉末を含んでなる原料を、乾燥加熱用ロータリーキルンに投入して焼成することにより粗酸化亜鉛焼鉱を得る乾燥加熱工程と、
   前記乾燥加熱工程において前記乾燥加熱用ロータリーキルンから排出された排ガスから亜鉛を含有する排ガスダストを分離し、更に、前記排ガスダストを排ガスダストスラリーとして回収する排ガス処理工程と、
   前記粗酸化亜鉛微粉末と、前記排ガスダストスラリーを乾燥させて得る排ガスダスト澱物と、を混合して、粗酸化亜鉛微粉末含有澱物を得る、粗酸化亜鉛微粉末前処理工程と、を備え、
   前記粗酸化亜鉛微粉末は、前記粗酸化亜鉛微粉末含有澱物に含有されている状態で、前記乾燥加熱工程に投入される、
   粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。
2. 前記粗酸化亜鉛微粉末含有澱物は、水分率が水分率１４質量％以上４０質量％以下である、
   請求項１に記載の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。
3. 前記排ガスダスト澱物の乾燥重量換算での塩素含有量が２．０％以下である、
   請求項１又は２に記載の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。
4. 前記亜鉛含有原料が鉄鋼ダストである、
   請求項１又は２に記載の粗酸化亜鉛焼鉱の製造方法。

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