JP3564035B2 - 金属含有原料の金属とスラグの分離回収方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば製鉄ダスト、ステンレスダスト等の金属含有物の金属とスラグの分離回収方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
通常、鉄製ダストやステンレスダスト等の金属含有物の処理は、ロータリーキルンを使用し、高温の還元雰囲気下で還元処理されて、ロータリーキルンの排出口から金属とスラグが一体となって排出される。還元処理物は金属とスラグが一体または混在しているため付加価値が低くスラグ成分の多い還元回収物は再利用が困難である。
【０００３】
本発明は、上記問題点に鑑みて、鋭意研究開発なされたものであり、その目的はロータリーキルンによって還元処理された回収物を簡単に、かつ、高回収率で、金属とスラグとに分離・回収する金属含有原料の分離回収方法及び装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載の本発明に係る金属含有物の分離回収方法、すなわち、金属含有物をロータリーキルンを用いて金属のみを溶融させ、下流開口端から溶融金属と固体または半溶融状態のスラグを排出する際に、液体と固体の差を利用して、溶融金属を下流開口端の最下部から落下させ、他方、スラグを下流開口端の回転方向後方部から落下させて分離回収することを特徴とする金属含有物の分離回収方法によって、達成される。
【０００５】
また、上記目的は、請求項２に記載の本発明に係る金属含有物の分離回収方法、すなわち、金属含有物をロータリーキルンを用いて金属のみを溶融させ、下流開口端から溶融金属と固体または半溶融状態のスラグを排出する際に、液体と固体の差を利用して、溶融金属を下流開口端の最下部から落下させ、他方、スラグを下流開口端の回転方向後方部から落下させる分離工程と、溶融金属及びスラグを、ロータリーキルンの下流開口端の直下に設置した、貫通孔を有する傾斜板によって、金属は貫通孔を通過し直下へ落下して、共通搬送ラインのロータリーキルン側端近くに載り、他方、スラグは傾斜板に沿って斜め下方へ滑り落ち、共通搬送ラインの先端部に設置した、貫通部を有するダンパーによって、共通搬送ライン上に載っている金属とスラグとを分離して、金属搬送ラインとスラグ搬送ラインに分離搬送するダンパー分離搬送工程と、金属とスラグとを異なるラインを分離搬送する工程と、回転ドラムを用いて、金属側を破砕して、金属側に混入したスラグを細粒化し金属塊または金属片とスラグ細粒とを得る破砕工程と、大と小の目の篩を有する２段篩を用いて、破砕物を分別する篩分工程と、を有することを特徴とする金属含有物の分離回収方法によって、より効果的に達成される。
【０００６】
さらに、上記目的は、請求項４に記載の本発明に係る金属含有物の分離回収装置、すなわち、金属含有物を金属のみを溶融させ、下流開口端から溶融金属と固体または半溶融状態の物を排出するロータリーキルンと、液体と固体の差を利用して、溶融金属を下流開口端の最下部から落下させ、他方、スラグを下流開口端の回転方向後方部から落下させ、ロータリーキルンの下流開口端の下方に冷却水を貯蔵する貯水槽と、貯水槽の冷却水によって、溶融金属及びスラグを冷却し、貫通孔を有する傾斜板と、金属は傾斜板の貫通孔を通過して直下へ落下し、他方、スラグは傾斜板に沿って斜め下方へ滑り落ち、傾斜板の下方に設置した共通搬送ラインと、金属は共通搬送ラインのロータリーキルン側端近くに載り、他方、当該スラグは他の反対側に載り、分離されて搬送され、共通搬送ラインの先端部に設置された、貫通部を有するダンパーと、当該ダンパーによって分離された金属を搬送する金属搬送ラインと、当該ダンパーによって分離されたスラグを搬送するスラグ搬送ラインと、金属搬送ラインによって搬送された金属側を粉砕して、金属側に混入したスラグを細粒化し金属塊と金属片とスラグ細粒を得る回転ドラムと、回転ドラムで得られた粉砕物を篩分する、大と小の目の篩を有する２段篩と、２段篩で篩分された所定粒度の回収物から磁性金属を選択的に吸着するマグネットセパレーターと、を備えた金属含有物の分離回収装置によっても、より効果的に達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明に係る金属含有物の分離回収装置の実施形態についての構成図である。図２は本発明に係る金属含有物の分離回収装置の実施形態についての作業工程図である。
【０００９】
金属含有物の分離回収装置１０は、金属含有物をロータリーキルン１６で還元し、金属のみを溶融させ溶融金属とスラグを得た後に、液体と固体の差を利用して、溶融金属をロータリーキルン１６の排出口１６ａの最下部から落下させ、固体あるいは半溶融状態のスラグを排出口１６ａの回転方向後方部から水槽に落下させて、冷却・固化し、共通の搬送ラインＬ１上に分離供給する手段１１と、略金属とスラグとを異なるラインＬ２、Ｌ３上に分離搬送する手段１２と、所定大きさの金属状スラグとに破砕する手段１３と、２段篩により破砕物を篩分する篩分手段１４と、スラグと金属とをマグネットセパレータ２５により磁性金属を選択抽出する手段１５とを備えている。
【００１０】
分離供給する手段１１は、図３に示すようにロータリーキルン１６とその排出口１６ａの直下に設けられた貫通部１７を有する傾斜板１８とで構成されている。ロータリーキルン１６は、円筒形状であり、排出口１６ａが入口側より若干低く配置され、回転軸のまわりに所定の速度で回転している。この排出口１６ａの直下には、溶融金属（略金属＝スラグ含有金属）ａとスラグｂとを振り分ける切り欠き又は貫通窓からなる貫通部１７を有する傾斜板１８が設けられている。
【００１１】
製鉄ダスト等の金属含有物は、ロータリーキルン１６に投入されて高温還元雰囲気下で還元され、溶融金属ａと固体または半溶融状態のスラグｂが生成されるが、液体と固体の差によって、液体である金属ａは、ロータリーキルン１６の最下部から落下し、一方、固体あるいは半溶融状態であるスラグｂは、ロータリーキルンの回転に引きずられて上り、ロータリーキルン１６の回転方向後方部から落下する。
【００１２】
排出された溶融金属ａは、キルン排出口１６ａの直下に設けられた貫通部１７を有する傾斜板１８の貫通部１７を通過し、冷却水槽の中にに設けられたエプロンコンベアからなる搬送ラインＬ１のロータリーキルン側端近くに載り移送される。その間に、溶融金属ａは冷却水で冷却され固化し固体金属となる。
【００１３】
一方排出されたスラグｂは、貫通部１７を有する傾斜板１８に当接して傾斜に沿って斜め下方へ移動し、共通の搬送ラインＬ１の他方の側端近くに載り移送される。その間に、溶融スラグｂは冷却水で冷却される。
【００１４】
このように固体金属と固体スラグは共通搬送ラインＬ１上に分離される。
【００１５】
異なるラインで分離搬送する手段１２は、図４に示すように共通搬送ラインＬ１の端部に設けられた貫通部１９を有するダンパ２０と金属（略金属）ａとスラグｂを、それぞれ、搬送するスラグ搬送ラインＬ２と金属搬送ラインＬ３で構成されている。
【００１６】
この貫通部１９を有するダンパ２０は、共通搬送ラインＬ１の端部に設けられ、固体金属（略金属）ａと固体スラグｂとを分離する案内板である。傾斜角度が変更可能となっている。
【００１７】
スラグｂは共通搬送ラインＬ１の他方の側端近くに載り搬送され、ダンパ２０の貫通部１９を通過し、スラグ搬送ラインＬ２上に載り移り、スラグピット３０ａへと搬送される。
【００１８】
一方、金属ａは、共通搬送ラインＬ１の一方の側端近くに載り搬送され、貫通部１９を有するダンパ２０に沿って斜め下方に移動し、金属搬送ラインＬ３上に載り移り搬送される。
【００１９】
破砕する手段１３は、図５に示すように固定シュート２１と一定方向に回転する回転ドラム粉砕機２２とで構成される。
【００２０】
金属（略金属）ａは、固定シュート２１を通して回転ドラム粉砕機２２に投入されると、投入された金属（略金属）ａは破砕されバリが取り除かれて、最終的に、大きな硬い塊と所定大きさの金属とスラグ細粒と金属片とになって他端から排出される。そして、これら破砕物は次工程の選別する手段１４へ搬送される。
【００２１】
篩分手段１４は、図６に示すように振動する大きな目の篩（例えば、５０ｍｍ程度の大きさの目）２３ａと、小さな目の篩（例えば、５ｍｍ以下の大きさの目）２３ｂと、三角形シュート２４ａと、矩形シュート２４ｂと、三角形シュート２４ｃとを有する２段篩スクリーンで構成されている。
【００２２】
当該破砕物は篩分手段１４で選別され、大きな目の篩２３ａを通過できない大きな塊は、三角形シュート２４ａを通ってスラグ搬送ラインＬ２上に載り搬送される。溶融金属を水中に落下させた際に凝固した金属の大きさは大部分が１０ｍｍから５０ｍｍ粒度であり、前記の大きな塊の多くは酸化物であるため、スラグ搬送ラインに載せる。
【００２３】
当該破砕物のうち大きな目のスクリーン２３ａを通過したが、小さな目のスクリーン２３ｂを通過できない所定の大きさの金属は、矩形シュート２４ｂを通って金属搬送ラインＬ３上に載り搬送され、金属ピット３０ｂへ堆積される。
【００２４】
他方、当該破砕物のうち細粒スラグ及び金属片は、小さな目の篩２３ｂを通過し、直下に設けられた三角形シュート２４ｃを通ってスラグ搬送ラインＬ２上に載り、大きな塊とともにスラグ搬送ラインＬ２の終端部に設けられた選択抽出する手段１５へ搬送される。
【００２５】
選択抽出する手段１５は、図７に示すようにマグネットベルト２６が回転するマグネットセパレータ２５で構成されている。細粒スラグと金属片と大きな塊は、スラグ搬送ラインＬ２上を搬送されるが、その中に含まれる磁性金属は、マグネットセパレータ２５により吸引され選択・抽出されて、金属ピット３０ｂへ搬送される。
【００２６】
このようにして、大きな塊と所定の大きさの金属と細粒スラグと金属片が選別されて、さらにマグネットセパレータ２５により細粒スラグと金属片と大きな塊の中から磁性金属を選択抽出する。そのために、金属含有物に含まれる磁性金属の回収効率が一層高められる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。 例えば、実施形態では、ロータリーキルンを使用した場合について説明したが、その他の炉を使用してもよい。
【００２８】
また、本実施形態は、製鉄ダストやステンレスダスト等の鉄系金属含有物について説明したが、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒなどの非鉄金属含有物についても適用できる。その場合には、磁気を利用して選別抽出する手段は必要ない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、溶融金属がロータリーキルン下流開口端の最下部から落下し、一方、スラグは、ロータリーキルン下流開口端の回転方向後方部にから落下することに着目して、簡単に金属とスラグとに分離回収することが可能となる。
【００３０】
本発明によれば、金属を破砕し、破砕物を大きな塊と所定の大きさの金属と細粒スラグと金属片に選別するので、金属とスラグとの分離効率が一層高められ、金属の回収率が高まる。
【００３１】
また、本発明によれば、マグネットセパレータにより細粒スラグと金属片と大きな塊の混合物から磁性金属を吸引し選択抽出するため、磁性金属の回収効率がより高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属含有物の分離回収装置の実施形態についての構成図である。
【図２】本発明に係る金属含有物の分離回収装置の実施形態についての作業工程図である。
【図３】本実施形態の分離供給する手段の斜視図である。
【図４】本実施形態の分離搬送する手段の斜視図である。
【図５】本実施形態の粉砕する手段の斜視図である。
【図６】本実施形態の篩分手段の斜視図である。
【図７】本実施形態の選択抽出する手段の斜視図である。
【符号の説明】
１０ 金属含有廃棄物の分離回収装置
１１ 分離供給する手段
１２ 分離搬送する手段
１３ 破砕する手段
１４ 篩分手段
１５ 選択抽出する手段
ａ 金属（略金属）
ｂ スラグ
Ｌ１ 共通の搬送ライン
Ｌ２ スラグ搬送ライン
Ｌ３ 金属搬送ライン

Claims (4)

1. 金属含有原料を処理するロータリーキルンにおいて、金属のみを溶融させ、ロータリーキルンの下流開口端から溶融物を排出する際に、液体と固体の差を利用して、溶融金属をロータリーキルンの下流開口端の最下部から落下させ、他方、固体または半溶融状態であるスラグをロータリーキルンの下流開口端の回転方向後方部から落下させて落下位置が異なることにより分離回収することを特徴とする金属含有原料の金属とスラグの分離回収方法。
2. 前記のロータリーキルンにおいて下流開口端から溶融金属と固体または半溶融状態であるスラグを排出する際に、液体と固体の差を利用して、溶融金属を下流開口端の最下部から落下させ、他方、スラグを下流開口端の回転方向後方部から落下させる分離工程と、
   溶融金属及びスラグを、それぞれ、冷却し固化し金属とスラグを得る冷却固化工程と、
   ロータリーキルンの下流開口端の直下に設置した、貫通孔を有する傾斜板によって、金属は貫通孔を通過し直下へ落下し、他方、スラグは傾斜板に沿って斜め下方へ滑り落ちることで、金属とスラグとを共通搬送ライン上でラインの幅方向に分離して載せ、共通搬送ラインの先端部に設置した、貫通部を有するダンパーによって、共通搬送ライン上に載っている金属とスラグとを分離して、金属搬送ラインとスラグ搬送ラインに分離搬送するダンパー分離搬送工程と、
   回転ドラムを用いて、金属側の回収物を破砕して、金属側に混入したスラグを細粒化し、金属塊または金属片とスラグ細粒とを得る破砕工程と、
   大と小の目の篩を有する２段篩を用いて、破砕物を分別する篩分工程と、を有することを特徴とする金属含有原料の金属とスラグへの分離回収方法。
3. 前記篩分工程の後に、所定の粒度の金属を金属搬送ライン上に載せて搬送し、一方、スラグ細粒と金属小塊または金属片とをスラグ搬送ライン上に載せて搬送して、スラグ搬送ラインの先端部に設置したマグネットセパレーターを用いて磁性金属を選択・吸着する磁選工程を有する請求項２に記載の金属含有原料の金属とスラグの分離回収方法。
4. 金属含有原料中の金属だけを溶融し、下流開口端から溶融金属と固体または半溶融状態のスラグを排出するロータリーキルンと、
   液体と固体の差を利用して、溶融金属を下流開口端の最下部から落下させ、他方、スラグを下流開口端の回転方向後方部から落下させ、
   ロータリーキルンの下流開口端の下方に冷却水を貯蔵する貯水槽と、
   貯水槽の冷却水によって、溶融金属及びスラグを冷却しロータリーキルンの下流開口端直下の貯水槽内に設置した貫通孔を有する傾斜板と、
   金属は傾斜板の貫通孔を通過して直下へ落下し、他方、スラグは傾斜板に沿って斜め下方へ滑り落ち、
   傾斜板の下方に設置した共通搬送ラインと、
   金属は共通搬送ラインのロータリーキルン側端近くに載り、他方、スラグは反対側に載り、分離されて搬送され、
   共通搬送ラインの先端部に設置された、貫通部を有するダンパーと、
   当該ダンパーによって分離された金属を搬送する金属搬送ラインと、
   当該ダンパーによって分離されたスラグを搬送するスラグ搬送ラインと、
   金属搬送ラインによって搬送された金属を破砕して、金属塊または金属片とスラグ細粒を得る回転ドラムと、
   回転ドラムで得られた破砕物を篩分する、大と小の目の篩を有する２段篩と、
   ２段篩で篩分された所定粒度の回収物から磁性金属を選択的に吸着するマグネットセパレーターと、
   を備えた金属含有原料の金属とスラグの分離回収装置。

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