JP5312845B2 - Zinc recovery unit - Google Patents
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Description
本発明は、亜鉛含有の灰から亜鉛を回収する亜鉛回収装置に関する。 The present invention relates to a zinc recovery device that recovers zinc from zinc-containing ash.
製鋼ダストなどの処理に、例えば、特許文献1に記載のロータリーキルンなどの焙焼装置を利用する場合がある。この種の焙焼装置は、還元性雰囲気の中でダストを焙焼する焙焼炉と、焙焼炉から排出された燃焼排ガスを二次燃焼する二次燃焼室とを備えている。焙焼装置の焙焼炉では、ダストに含まれる鉄などの再資源化のため、亜鉛などの低沸点金属を気化させて除去する。気化した亜鉛は飛灰(「フライアッシュ」、「FA」ともいう)となって二次燃焼室を通過し、バグフィルタなどで捕捉されて回収される。
回収した飛灰から亜鉛を取り出して再資源化しようとした場合に、回収される飛灰中に少なくとも50%以上の亜鉛濃度がなければ亜鉛回収に伴う処理負担が大きく亜鉛の回収効率が悪い。しかしながら、従来の焙焼炉では、回収される飛灰中に含まれる亜鉛濃度は低く、特に、亜鉛回収を意図した装置構成にもなっていないため、亜鉛含有の灰から亜鉛を効率良く回収することは困難だった。 When zinc is extracted from the collected fly ash and is to be recycled, if the collected fly ash does not have a zinc concentration of at least 50%, the processing burden associated with zinc collection is large and the zinc collection efficiency is poor. However, in the conventional roasting furnace, the concentration of zinc contained in the recovered fly ash is low, and in particular, since the device configuration is not intended for zinc recovery, zinc is efficiently recovered from zinc-containing ash. It was difficult.
本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、亜鉛含有の灰から亜鉛を効率よく回収できる亜鉛回収装置を提供することを目的とする。 The object of the present invention is to provide a zinc recovery apparatus that can efficiently recover zinc from zinc-containing ash.
本発明は、亜鉛含有の灰から亜鉛を回収する亜鉛回収装置において、灰を収容して加熱し、灰に含まれる金属のうち、少なくとも亜鉛を還元雰囲気の中で気化させる加熱室と、加熱室で気化された亜鉛を回収する回収手段と、を備え、灰は、亜鉛含有物を焙焼する焙焼炉を備えた焙焼装置から排出され、加熱室は、焙焼炉から排出された溶融スラグを収容し、溶融スラグによって灰を加熱することを特徴とする。 The present invention relates to a zinc recovery apparatus for recovering zinc from zinc-containing ash, a heating chamber that contains and heats the ash, and vaporizes at least zinc of the metal contained in the ash in a reducing atmosphere, and a heating chamber Recovery means for recovering zinc vaporized in, ash is discharged from a roasting device including a roasting furnace for roasting zinc-containing material, and the heating chamber is melted discharged from the roasting furnace It is characterized by containing slag and heating ash by molten slag .
本発明では、灰に含まれる金属のうち、少なくとも亜鉛を気化させ、気化した亜鉛を回収手段で回収するため、不純物の混入は少なく、亜鉛を再利用に適した状態で効率よく回収できる。 In the present invention, at least zinc of the metal contained in the ash is vaporized, and the vaporized zinc is recovered by the recovery means, so that there is little contamination with impurities, and zinc can be efficiently recovered in a state suitable for reuse.
さらに、溶融スラグは高温状態で焙焼炉から排出されるため、亜鉛を気化させるための熱源として溶融スラグを利用することで、熱源を得るための新たな燃料の消費を抑え、エネルギー効率よく亜鉛の回収が可能になる。 Furthermore , since molten slag is discharged from the roasting furnace at a high temperature, the use of molten slag as a heat source for vaporizing zinc suppresses the consumption of new fuel to obtain the heat source, and energy efficient zinc Can be recovered.
さらに、焙焼炉から排出された溶融物を比重差によって溶融金属と溶融スラグとに分離すると共に、溶融金属から分離された比重の軽い溶融スラグを加熱室に供給する溶融スラグ分離部を更に備えると好適である。溶融物から溶融金属と溶融スラグとを分離し、溶融スラグのみを加熱室に供給するので、溶融金属は回収して再利用することができる。 Furthermore, the molten material discharged from the roasting furnace is further separated into molten metal and molten slag by a specific gravity difference, and further provided with a molten slag separation unit that supplies molten slag having a light specific gravity separated from the molten metal to the heating chamber. It is preferable. Since the molten metal and the molten slag are separated from the melt and only the molten slag is supplied to the heating chamber, the molten metal can be recovered and reused.
さらに、回収手段は、溶融した亜鉛を収容すると共に、加熱室で気化された亜鉛を凝縮するスプラッシュコンデンサーを有すると好適である。気化した亜鉛をスプラッシュコンデンサーで凝縮させて回収することで、亜鉛の効率的な回収が可能になる。 Furthermore, it is preferable that the recovery means has a splash condenser that contains molten zinc and condenses the zinc vaporized in the heating chamber. By condensing and recovering vaporized zinc with a splash condenser, efficient recovery of zinc becomes possible.
さらに、回収手段は、加熱室で気化された亜鉛を冷却して気体から固体に相転移させる冷却手段を有すると好適である。気化された亜鉛を冷却手段によって凝固させて回収できるため、亜鉛を固体として効率よく回収できる。 Further, it is preferable that the recovery means has a cooling means for cooling the zinc vaporized in the heating chamber to cause a phase transition from gas to solid. Since vaporized zinc can be solidified and recovered by a cooling means, zinc can be efficiently recovered as a solid.
さらに、冷却手段は、気体状の亜鉛に接して亜鉛を気体から固体に相転移させる冷却水を貯留すると共に、冷却水中で亜鉛を沈殿分離する沈殿槽と、沈殿槽から引き抜かれた冷却水を沈殿槽内に噴射するエジェクタと、を備え、気体状の亜鉛は、エジェクタに導入されて冷却水に攪拌混合されると好適である。気体状の亜鉛は、エジェクタによって攪拌されながら冷却水に効率よく接して冷却されるため、気体から固体に効率よく相転移し、さらに、沈殿槽内での沈殿分離されるので、塩素分などは除かれ、純度の高い固体状の亜鉛を効率よく回収できる。 Further, the cooling means stores cooling water that contacts the gaseous zinc and causes the zinc to undergo a phase transition from gas to solid, and also includes a precipitation tank that precipitates and separates zinc in the cooling water, and cooling water drawn from the precipitation tank. It is preferable that the gaseous zinc is introduced into the ejector and stirred and mixed with the cooling water. Gaseous zinc is cooled by being in contact with cooling water efficiently while being stirred by the ejector. Therefore, the phase transition from gas to solid is efficiently performed, and further, precipitation is separated in the precipitation tank. As a result, it is possible to efficiently recover high-purity solid zinc.
本発明によれば、亜鉛含有の灰から亜鉛を効率よく回収できる。 According to the present invention, zinc can be efficiently recovered from zinc-containing ash.
以下、本発明に係る亜鉛回収装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る亜鉛回収システムを概略的に示す図、図2は本実施形態に係るキルン回転炉を模式的に示す断面図、図3は図2のIII−III線に沿った断面図、図4は本実施形態に係る亜鉛回収装置を模式的に示す図、図5は本実施形態に係るスプラッシュコンデンサーを模式的に示す図である。 Hereinafter, a preferred embodiment of a zinc recovery apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a diagram schematically showing a zinc recovery system according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a kiln rotary furnace according to the present embodiment, and FIG. 3 is taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing a zinc recovery device according to this embodiment, and FIG. 5 is a diagram schematically showing a splash condenser according to this embodiment.
(第1実施形態)
図1に示されるように、亜鉛回収システム1Aは、製鋼ダストなどの亜鉛含有物W1を焙焼処理するキルン回転炉(焙焼装置)3Aと、キルン回転炉3Aから排出された亜鉛含有の飛灰(「フライアッシュ」、「FA」ともいう)Faから亜鉛を回収する亜鉛回収装置5Aとを備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, a
キルン回転炉3Aは、縦型キルンもあるが、本実施形態では横型キルンを採用している。図2に示されるように、キルン回転炉3Aは、亜鉛含有物W1を焙焼する円筒形状の焙焼炉7と、焙焼炉7から排出される燃焼排ガスを二次燃焼する二次燃焼室9とを備えている。焙焼炉7及び二次燃焼室9は還元雰囲気に保持され、焙焼炉7では1500℃以上の炉内温度に維持されており、亜鉛などの低沸点金属を燃焼排ガスと一緒に二次燃焼室9に排出する。
The kiln
焙焼炉7の外周には歯車7aが設けられ、焙焼炉7は図示しないモータによって軸線L回りに回転する。焙焼炉7は、亜鉛含有物W1を受入れ側Usから排出側Dsへ移動させることができるように、受入れ側Usから排出側Dsに向けて下方に傾斜されている。焙焼炉7と二次燃焼室9とは、焙焼炉7が回転可能に且つ接合部の気密が保持されるように接合されている。
A
焙焼炉7の受入れ側Usの端面であるフロントウォール7bには、定量供給装置8に連結される受入口が形成されている。また、フロントウォール7bには、助燃バーナ7cが貫通して配置されている。助燃バーナ7cは、フロントウォール7bから焙焼炉7の排出側Dsに向かって火炎を放射する。助燃バーナ7cには、図示しない燃料ポンプによって燃料タンクから重油等の燃料が供給される。
A front wall 7 b that is an end surface on the receiving side Us of the
定量供給装置8は、フロントウォール7bの受入口に接続されたシリンダ部8aと、シリンダ部8a内を往復動する押出部8bと、押出部8bの往復動を駆動制御する供給器8cと、シリンダ部8a内に連通するホッパ8dとを備えている。ホッパ8dには、製鋼ダストなどの亜鉛含有物W1の他、還元剤やダイオキシン吸着のための活性炭などが投入される。ホッパ8d内に堆積する亜鉛含有物W1は、押出部8bの往復動によって定量ずつが焙焼炉7内に供給される。定量供給装置8は、スクリューコンベヤなどによって亜鉛含有物W1等を焙焼炉7内に供給する装置であってもよい。
The fixed
焙焼炉7内へ供給された亜鉛含有物W1は、供給当初から助燃バーナ7cによって加熱される。亜鉛含有物W1は、焙焼炉7内において、攪拌されながら1500℃以上にまで加熱され、受入れ側Usから排出側Dsに移動する。焙焼炉7内では、亜鉛含有物W1中の鉄、その他の沸点の高い金属を含む溶融金属W3や溶融スラグW4が生成され、排出側Dsの出口から排出される。また、亜鉛含有物W1中に含まれている有機物は、焙焼炉7内で熱分解され、ガス状可燃物になり、燃焼排ガスとなって二次燃焼室9に送られる。さらに、焙焼炉7内では、亜鉛などの低沸点金属は蒸発し、燃焼排ガスと一緒に飛灰Faとなって二次燃焼室9に送られる。
The zinc-containing material W1 supplied into the
二次燃焼室9には、補助バーナ(図示せず)が設けられており、燃焼排ガス中のガス状可燃分を完全に燃焼させる。二次燃焼室9の下部には、溶融スラグ分離部11と、飛翔ダスト排出部12とが隣接して設けられている。溶融スラグ分離部11は、焙焼炉7側に設けられ、飛翔ダスト排出部12は二次燃焼室9の傾斜した側面側に設けられている。
The
飛翔ダストは、二次燃焼室9で流速が落ちて落下し、飛翔ダスト排出部12からスクリューコンベヤなどの粉体排出手段16に送り込まれる。飛翔ダストには、未燃焼分が多く含まれており、粉体排出手段16で搬送された飛翔ダストは、再度焙焼炉7に投入される。一方で、二次燃焼室9の上方から排出された亜鉛含有の飛灰Faは、バグフィルタ17によって捕捉され、亜鉛回収装置5AのFA供給器21に送り込まれる。
The flying dust drops at a low flow velocity in the
また、二次燃焼室9には、高温排ガスとの熱交換によって酸素や空気を予熱するための予熱酸素管13と予熱空気管15とが設けられている。予熱酸素管13は、第1移送管13a、第2移送管13b及び第3移送管13cの3方に分岐している。第1移送管13aや第2移送管13bは溶融還元槽19に接続されており、燃焼用酸素や還元用酸素を溶融還元槽19に供給する。第3移送管13cは、二次燃焼室9内で溶融スラグ分離部11の上方まで延びている。また、予熱空気管15は溶融還元槽19に接続され、熱源として予熱空気を利用した熱交換部として機能する。
The
溶融スラグ分離部11は、焙焼炉7の出口下部に隣接して配置された比重分離ホッパ11aと、比重分離ホッパ11aの下に配置された溶融金属回収部11bと、比重分離ホッパ11aからオーバーフローした溶融スラグW4を蓄えるスラグ保持槽11cと、スラグ保持槽11cで蓄えられた溶融スラグW4を亜鉛回収装置5Aに供給する溶融スラグ供給ライン11dとを備えている。
The molten
比重分離ホッパ11aには、溶融物W2の受け入れるためにテーパ穴Thが形成されている。テーパ穴Thは、上部側で広く、底となる下部で狭くなるように縮径している。テーパ穴Thの底には出口が形成され、比重分離ホッパ11aには、その出口を開閉するゲートバルブ11fが設けられている。さらに比重分離ホッパ11aには、テーパ穴Thの上部から溶融スラグW4をオーバーフローさせてスラグ保持槽11cに送り込むための溝(図示せず)が設けられている。
The specific
焙焼炉7から排出された溶融物W2の中には、資源として再利用できる鉄などの溶融金属W3と溶融スラグW4とが含まれている。溶融金属W3は、溶融スラグW4に比べて比重が重いため、この比重差によって溶融金属W3は溶融スラグW4から分離して沈殿する。溶融金属W3から分離した溶融スラグW4はテーパ穴Thからオーバーフローしてスラグ保持槽11cに送り込まれる。比重分離ホッパ11aの上方には、予熱酸素管13の第3移送管13cの噴出し口が配置されており、表層に浮いている余剰の還元剤(カーボン)に向けて高温酸素が吹き付けられて還元剤の燃焼処理に利用される。なお、この還元剤は、後述の溶融還元槽19の還元剤として利用できるため、ここで燃焼処理を行わなくてもよい。
The melt W2 discharged from the
ゲートバルブ11fは、テーパ穴Thの下端の出口を塞いでおり、溶融金属W3がある程度溜るとテーパ穴Thの出口を一時的に開き、溶融金属W3を流出させて再び閉じる。溶融金属W3は、テーパ穴Thの出口から流出して溶融金属回収部11bに送り込まれる。溶融金属回収部11bでは、冷却水によって溶融金属W3を固化させ、メタルコンベヤで搬送する。メタルコンベヤで搬送された鉄などの金属は資源として再利用される。
The
溶融スラグ供給ライン11dには、移送管や開閉弁などが設けられており、スラグ保持槽11cと溶融還元槽19(図4参照)とを接続する。スラグ保持槽11c内に所定量以上の溶融スラグW4が溜ると開閉弁が開き、溶融スラグW4が溶融還元槽19に供給される。なお、本実施形態では、溶融スラグ分離部11は、キルン回転炉3Aを構成する二次燃焼室9の下部に設けられていたが、キルン回転炉3Aとは独立して設け、焙焼炉7から排出された溶融物W2の移送管を介してキルン回転炉3Aに接続された態様であってもよい。溶融スラグ分離部11は、亜鉛回収装置5Aの一部を構成する。
The molten
亜鉛回収装置5Aは、溶融スラグ分離部11から供給された溶融スラグW4を受け入れて収容する溶融還元槽(加熱室)19と、バグフィルタ17によって捕捉された飛灰Faを受け入れて溶融還元槽19に供給するFA供給器21と、溶融還元槽19で気化された亜鉛を凝縮するスプラッシュコンデンサー23と、スプラッシュコンデンサー23から排出された残りの亜鉛を凝固させる亜鉛冷却ユニット(冷却手段)24とを備えている。本実施形態では、スプラッシュコンデンサー23及び亜鉛冷却ユニット24が回収手段に相当する。
The zinc recovery device 5 </ b> A receives a molten slag W <b> 4 supplied from the molten
溶融還元槽19は、左右に隣接した第1部屋19aと第2部屋19bとを有する。第1部屋19aと第2部屋19bとは、下部が連通した状態で上部が隔壁19cによって区画されている。第1部屋19aの天井は開放され、第2部屋19bの天井は閉鎖されている。第1部屋19aの上方には、溶融スラグ供給ライン11dの下流端が配置されている。溶融スラグW4は、溶融スラグ供給ライン11dを通り、溶融還元槽19の熱源として第1部屋19aに供給される。第1部屋19aと第2部屋19bとは、隔壁19cの下方の隙間で連通しており、その隙間を通って溶融スラグW4は第2部屋19bにも流れ込む。第2部屋19b内の上部領域である気相部分Gaは外部から遮断された状態になっている。
The
第2部屋19bの天井には、FA供給器21の飛灰供給管21aが接続されている。FA供給器21は、飛灰Faが投入されるホッパ21bと、ホッパ21bの下端に接続されたスクリューコンベヤ21cとを更に備える。ホッパ21bに投入された飛灰Faは、スクリューコンベヤ21cによって飛灰供給管21aまで移送され、飛灰供給管21aを通って第2部屋19bに供給される。第2部屋19bには、1200℃以上の高温の溶融スラグW4が熱源として収容されており、さらに、還元雰囲気が形成されている。第2部屋19bに飛灰Faを供給することで、飛灰Fa中に含まれる亜鉛は気化する。気化した亜鉛は、第2部屋19bに設けられた亜鉛排出部19dから排ガスと一緒に排出される。なお、溶融還元槽19での還元雰囲気の形成には、溶融スラグW4と共にキルン回転炉3Aから持ち込まれた余剰の還元剤や、ダイオキシン吸着に用いられた飛灰Fa中の活性炭などが有効利用される。
The fly
なお、第2部屋19bには、補助的な加熱のための補助バーナ19fと、キルン回転炉3Aの二次燃焼室9で予熱された酸素を補助バーナ19fの燃焼促進のために部屋内に供給する予熱酸素供給部19gが設けられている。予熱酸素供給部19gは予熱酸素管13に接続されている。さらに、第2部屋19b内には、予熱空気管15が敷設されており、二次燃焼室9で加熱された予熱空気を熱源として利用した熱交換部として機能する。
The
溶融還元槽19内での各金属の状態について図6を参照して説明する。図6は、各金属の融点、沸点及び平衡蒸気圧を示す図である。亜鉛(Zn)の沸点は、100℃以下であり、焙焼炉7で揮発した後にバグフィルタ17によって飛灰Faとして捕捉され、溶融還元槽19の第2部屋19bに供給される。
The state of each metal in the
溶融還元槽19内の温度は、少なくとも亜鉛を気化させて排ガスと一緒に後段のスプラッシュコンデンサー23に供給できる温度にする必要があり、そのためには、溶融還元槽19内の温度を1200℃〜1300℃程度に維持するのが好ましい。溶融スラグW4を熱源として利用することで、この程度の温度状態を保持することは可能になる。溶融還元槽19の温度を1200℃〜1300℃にすることで、溶融還元槽19に供給された飛灰Fa中の亜鉛は溶融還元されて気化し、排ガスと共にスプラッシュコンデンサー23に導入される。一方で、飛灰Fa中の残渣は、溶融スラグW4と一緒にスラグ排出部19hから排出される。
The temperature in the
スプラッシュコンデンサー23は、溶融還元槽19に隣接して設けられている。図5に示されるように、スプラッシュコンデンサー23は、溶融した亜鉛を貯留する貯留槽23aと、貯留槽23a内に気体状の亜鉛を導入する導入部23bとを備えている。導入部23bは亜鉛移送管23c(図4参照)を介して溶融還元槽19の亜鉛排出部19dに接続されており、溶融還元槽19で気化した亜鉛は、亜鉛移送管23c及び導入部23bを通って貯留槽23aに供給される。
The
スプラッシュコンデンサー23は、貯留槽23aに貯留された溶融状態の亜鉛を攪拌して飛散させる複数の攪拌翼23dを備えている。気体状の亜鉛は、飛散された亜鉛に接触することで効率良く凝縮される。貯留槽23a内で凝縮した亜鉛は、粗亜鉛Z1として回収管23fから引き抜かれて回収される。貯留槽23a内で凝縮されなかった亜鉛は、排ガスと一緒に排出部23gから排出される。
The
図1及び図2に示されるように、亜鉛冷却ユニット24は、スプラッシュコンデンサー23に隣接して設けられている。亜鉛冷却ユニット24は、排気ガス中の亜鉛の冷却及び洗浄のためのメイクアップ水(冷却水)Wを貯留する沈澱槽25を備えている。沈澱槽25には、メイクアップ水Wの導入管25a及び排出管25bが接続されている。さらに、亜鉛冷却ユニット24は、沈澱槽25に接続されたメイクアップ水Wの循環ライン26を備えている。循環ライン26は、メイクアップ水Wを沈澱槽25内に噴射するエジェクタ26aと、エジェクタ26aと沈澱槽25の下部とを連通するメイクアップ水移送管26bと、沈澱槽25内のメイクアップ水Wを引き抜いて所定圧でエジェクタ26aに送り込むポンプ26cとを備えている。エジェクタ26aは、ダクト管26dを介してスプラッシュコンデンサー23の排出部23gに接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
気体状の亜鉛はダクト管26dを通ってエジェクタ26aに到達し、エジェクタ26aで攪拌されながらメイクアップ水Wに効率よく接して冷却され、メイクアップ水Wと一緒に沈澱槽25内に噴射される。メイクアップ水Wによって冷却された亜鉛は、気体から固体に相転移、すなわち凝固して沈澱槽25内に沈殿する。沈澱槽25の底部には亜鉛Z2の排出口25cが設けられている。亜鉛冷却ユニット24で回収される亜鉛Z2は純度が高く、後処理の負担も少ないため効率よく再利用を図ることができる。特に、メイクアップ水Wによって塩素分が除去されるため高品質の亜鉛Z2として回収できる。
Gaseous zinc reaches the
次に、亜鉛回収装置5Aを使用した亜鉛回収方法について説明する。キルン回転炉3Aの焙焼炉7では、炉内温度を1500℃程度以上に維持して亜鉛含有物W1を焙焼し、亜鉛含有の燃焼排ガスを二次燃焼室9に排出する。二次燃焼室9では、燃焼排ガス中の可燃物を二次燃焼させ、亜鉛含有の残りの飛灰Faを二次燃焼室9から排出させ、その飛灰Faをバグフィルタ17で捕捉する。
Next, a zinc recovery method using the
一方で、焙焼炉7では、鉄などの比較的沸点の高い金属を含む溶融物W2を溶融スラグ分離部11に排出し、溶融スラグ分離部11では、比重差によって溶融金属W3と溶融スラグW4とを分離し、溶融金属W3は引き抜いて再利用可能に回収する。また、溶融スラグW4は溶融還元槽19の熱源として溶融還元槽19に供給する。
On the other hand, the
バグフィルタ17で捕捉した亜鉛含有の飛灰Faは、溶融還元槽19に供給する。溶融還元槽19は、溶融スラグW4によって1200℃〜300℃程度に維持されており、溶融還元槽19内で飛灰Fa中の亜鉛を気化する(気化工程)。なお、溶融スラグW4のみでは温度が不安定になる場合には、補助バーナ19fや予熱空気を利用した熱交換によって溶融還元槽19を1200℃〜1300℃程度に保持する。さらに、溶融還元槽19を還元雰囲気に保持し、飛灰Fa中の亜鉛を溶融還元した後に気化させ、スプラッシュコンデンサー23に供給する。
The zinc-containing fly ash Fa captured by the
スプラッシュコンデンサー23では、気化した亜鉛を凝縮させ、粗亜鉛Z1として回収する。さらに、スプラッシュコンデンサー23で凝縮できなかった亜鉛は、排ガスと一緒に亜鉛冷却ユニット24に供給して冷却し、亜鉛冷却ユニット24の沈澱槽25で沈殿分離して純度の高い亜鉛Z2として回収する(回収工程)。
In the
以上の亜鉛回収装置5Aによれば、キルン回転炉3Aの二次燃焼室9から排出された飛灰Faに含まれる金属のうち、少なくとも亜鉛を気化させ、気化した亜鉛をスプラッシュコンデンサー23や亜鉛冷却ユニット24で回収するため、不純物の混入は少なく、亜鉛を再利用に適した状態で効率よく回収できる。通常、亜鉛精錬メーカーなどでは、亜鉛濃度が少なくとも50%以上なければ原料として購入しないため、飛灰Faを処理しようとすれば、外部の業者などに有償で処理してもらう必要がある。しかしながら、本実施形態では、飛灰Faから効率よく亜鉛Z1,Z2を回収できるために、80%以上もの高濃度の亜鉛を回収できるようになり、亜鉛精錬メーカーに亜鉛原料として売却できるようになり、コスト面での経済的なメリットも大きい。
According to the above
さらに、高温状態で焙焼炉7から排出される溶融スラグW4を熱源として利用して亜鉛を気化させているので、熱源を得るための新たな燃料の消費を抑え、エネルギー効率よく亜鉛の回収が可能になる。特に、本実施形態では、焙焼炉7から排出された溶融物W2を、溶融スラグ分離部11によって溶融金属W3と溶融スラグW4とに分離し、溶融スラグW4のみを還元溶融槽に供給するので、溶融金属W3は回収して再利用することができる。
Furthermore, since zinc is vaporized by using the molten slag W4 discharged from the
また、本実施形態では、気化した亜鉛が流れる上流側にスプラッシュコンデンサー23を配置し、下流側に亜鉛冷却ユニット24を配置しているため、気化した亜鉛をスプラッシュコンデンサー23で凝縮させて回収し、スプラッシュコンデンサー23で凝縮できなかった残りの亜鉛を亜鉛冷却ユニット24で凝固させて回収するので、気化した亜鉛を逃がすことなく効率良く回収することができる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、亜鉛冷却ユニット24では、メイクアップ水(冷却水)Wで気体状の亜鉛を冷却して凝固させており、メイクアップ水Wによって塩素分を洗浄、除去している。近年では、製鋼プロセスなどにおいて化石燃料の節減と廃棄物有効利用との観点から代替燃料として廃プラを用いる場合も多く、バグフィルタで回収される飛灰Fa中に含まれる塩素分が上昇する傾向にある。塩素分が多いと亜鉛精錬メーカーにて塩素処理の問題が生じ、亜鉛原料としては低品位なものとなってしまう。本実施形態では、亜鉛冷却ユニット24を設けることにより、メイクアップ水Wによって塩素分を洗浄、除去するので、高品質の亜鉛Z2を回収できるようになる。
Further, in the
また、スプラッシュコンデンサー23から排出された亜鉛含有の排ガスはエジェクタ26aに導入されるため、気体状の亜鉛は、エジェクタ26aによって攪拌されながらメイクアップ水Wに効率よく接して冷却される。その結果、気体から固体に効率よく相転移し、さらに、沈殿槽25内での沈殿分離されるので、純度の高い固体状の亜鉛Z2を効率よく回収できる。
Moreover, since the zinc-containing exhaust gas discharged from the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る亜鉛回収システムを、図7を参照して説明する。図7は、第2実施形態に係る亜鉛回収システムを概略的に示す図である。なお、第2実施形態において、第1実施形態と実質的に同様の要素については、同一の符号を記して詳細説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a zinc recovery system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram schematically showing a zinc recovery system according to the second embodiment. Note that in the second embodiment, elements substantially similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図7に示されるように、亜鉛回収システム1Bは、焙焼炉7及び二次燃焼室9を備えるキルン回転炉3Aと、亜鉛回収装置5Bとを備えている。亜鉛回収装置5Bは、二次燃焼室9の下部に設けられた溶融スラグ分離部11と、溶融スラグ分離部11から供給された溶融スラグW4を熱源として収容する溶融還元槽19と、溶融還元槽19に亜鉛含有の飛灰Faを供給するFA供給器21と、溶融還元槽19で気化した亜鉛を凝縮して粗亜鉛Z1として回収するスプラッシュコンデンサー23とを備えている。
As shown in FIG. 7, the
本実施形態では、第1実施形態とは異なり、スプラッシュコンデンサー23から排出された残りの亜鉛を凝固させて回収する亜鉛冷却ユニットは設けられておらず、代わりに、スプラッシュコンデンサー23からの排ガスを二次燃焼室9に返送するための排ガス返送ライン27が設けられている。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, there is no zinc cooling unit for solidifying and recovering the remaining zinc discharged from the
本実施形態に係る亜鉛回収装置5Bでも、第1実施形態と同様に、キルン回転炉3Aの二次燃焼室9から排出された飛灰Faに含まれる金属のうち、少なくとも亜鉛を気化させ、気化した亜鉛をスプラッシュコンデンサー23で回収するため、不純物の混入は少なく、亜鉛を再利用に適した状態で効率よく回収できる。
Also in the zinc recovery apparatus 5B according to the present embodiment, at least zinc is vaporized and vaporized among the metals contained in the fly ash Fa discharged from the
3A,3B…キルン回転炉(焙焼装置)、5A,5B,5C,5D,5E…亜鉛回収装置、7,29…焙焼炉、9,31…二次燃焼室、11…溶融スラグ分離部、19…溶融還元槽(加熱室)、37…固体還元槽(加熱室)、23…スプラッシュコンデンサー(回収手段)、24…亜鉛冷却ユニット(回収手段、冷却手段)、25…沈澱槽、26a…エジェクタ、35…予熱空気管(熱交換部)37a…飛灰収容室(収容部)、Fa…飛灰(亜鉛含有の灰)、Z1…粗亜鉛、Z2…亜鉛。 3A, 3B ... Kiln rotary furnace (roasting device), 5A, 5B, 5C, 5D, 5E ... Zinc recovery device, 7, 29 ... Roasting furnace, 9, 31 ... Secondary combustion chamber, 11 ... Molten slag separator , 19 ... Smelting reduction tank (heating chamber), 37 ... Solid reduction tank (heating chamber), 23 ... Splash condenser (recovery means), 24 ... Zinc cooling unit (recovery means, cooling means), 25 ... Precipitation tank, 26a ... Ejector 35 ... Preheated air pipe (heat exchange part) 37a ... Fly ash accommodating chamber (accommodating part), Fa ... Fly ash (ash containing zinc), Z1 ... Crude zinc, Z2 ... Zinc.
Claims (5)
前記灰を収容して加熱し、前記灰に含まれる金属のうち、少なくとも前記亜鉛を還元雰囲気の中で気化させる加熱室と、
前記加熱室で気化された前記亜鉛を回収する回収手段と、
を備え、
前記灰は、亜鉛含有物を焙焼する焙焼炉を備えた焙焼装置から排出され、
前記加熱室は、前記焙焼炉から排出された溶融スラグを収容し、前記溶融スラグによって前記灰を加熱することを特徴とする亜鉛回収装置。 In a zinc recovery device that recovers zinc from zinc-containing ash,
A heating chamber that contains and heats the ash, and vaporizes at least the zinc in a reducing atmosphere among the metals contained in the ash;
Recovery means for recovering the zinc vaporized in the heating chamber;
Equipped with a,
The ash is discharged from a roasting apparatus equipped with a roasting furnace for roasting zinc-containing materials,
The said heating chamber accommodates the molten slag discharged | emitted from the said roasting furnace, and heats the said ash with the said molten slag, The zinc collection | recovery apparatus characterized by the above-mentioned .
前記気体状の亜鉛は、前記エジェクタに導入されて前記冷却水に攪拌混合されることを特徴とする請求項4記載の亜鉛回収装置。 The cooling means is in contact with gaseous zinc and stores cooling water that causes phase transition of the zinc from a gas to a solid, and is extracted from a precipitation tank that precipitates and separates the zinc in the cooling water, and the precipitation tank. An ejector for injecting cooling water into the settling tank,
The zinc recovery apparatus according to claim 4, wherein the gaseous zinc is introduced into the ejector and mixed with stirring in the cooling water.
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