JP5554478B2 - Method for producing briquettes, method for producing reduced metals, and method for separating zinc or lead - Google Patents
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Description
本発明は、金属酸化物(特に酸化鉄)を含むダスト原料を用いた塊成化物(ブリケット)の製造方法に関するものであり、得られた塊成化物から還元金属を製造する方法、及び亜鉛や鉛等の揮発性金属を分離回収する方法に適用できるものである。 The present invention relates to a method for producing an agglomerate (briquette) using a dust raw material containing a metal oxide (particularly iron oxide), a method for producing a reduced metal from the obtained agglomerate, and zinc or It can be applied to a method for separating and recovering volatile metals such as lead.
還元鉄を製造するための原料としては、当然のことながら鉄鉱石原料も使用されるが、近年の鉄鉱石原料の需要増加に伴う価格高騰から、製鉄所内で生じる鉄原料を含むダストをリサイクルすることが注目されている。製銑、製鋼過程では、高炉、転炉、溶解炉等において吹き上げられた粉状の鉄および酸化鉄を含むダストが集塵機で回収されている。回収された粉末(以下「製鋼ダスト」と記載する)は、鉄および酸化鉄を含有するため、鉄原料として用いられる。製鋼ダストにも様々なものがあるが、溶鋼から一度揮発した後にガス中で固化する製鋼ダスト、電気炉から発生する電気炉ダスト(電炉ダスト)は、粒径が数μmと非常に小さなものである。 Of course, iron ore raw materials are also used as raw materials for producing reduced iron. However, due to the price increase accompanying the recent increase in demand for iron ore raw materials, dust containing iron raw materials generated in ironworks is recycled. It is attracting attention. In the ironmaking and steelmaking processes, dust containing powdered iron and iron oxide blown up in a blast furnace, converter, melting furnace, etc. is collected by a dust collector. The recovered powder (hereinafter referred to as “steel dust”) contains iron and iron oxide, and thus is used as an iron raw material. There are various types of steelmaking dust, but steelmaking dust that volatilizes once from molten steel and then solidifies in gas, and electric furnace dust (electric furnace dust) generated from electric furnaces have a very small particle size of several μm. is there.
還元鉄の製造設備の一つである回転炉床炉では、還元反応の均一化のため、酸化金属と炭素質物質を含む原料を塊成化物として供給する必要があり、また塊成化物には一定の強度を持たせることが必要である。ところが炭素質物質を含ませる場合、炭素は比較的低温でも燃焼してしまうため、焼結によって塊成化物の強度を高める手法は取れない。このため、澱粉や糖蜜などの高価な結合剤(以下、「バインダー」と記載することもある)を使用することにより塊成化物の強度を高めていた。 In a rotary hearth furnace, one of the production facilities for reduced iron, it is necessary to supply raw materials containing metal oxides and carbonaceous materials as agglomerates in order to make the reduction reaction uniform. It is necessary to have a certain strength. However, when a carbonaceous material is included, carbon burns even at a relatively low temperature, and thus a method for increasing the strength of the agglomerated material by sintering cannot be taken. For this reason, the intensity | strength of the agglomerate was raised by using expensive binders (henceforth a "binder" may be described hereafter), such as starch and molasses.
塊成化物を製造する設備としては、ペレット製造設備、ブリケット製造設備のいずれかを用いるのが一般的であり、そのどちらの設備においてもできるだけ均一な大きさでかつ高強度を持った塊成化物を製造する必要がある。しかしながら、主に以下の2つの理由から、微粉状原料の塊成化物を製造することは非常に困難であった。一つめは、微粉のダスト原料は嵩密度が小さく空隙が多いため、強度を持った塊成化物を製造し難いことである。ブリケットの強度が低ければ、圧力により崩壊する畏れがあるために大量に貯蔵することはできないし、搬送中に割れ等も発生する。二つめは、ブリケットの強度を高めるために微粉原材料にバインダーを混合させるが、バインダーを均一に混合することが困難である。何故ならばバインダーは接着剤の機能を有するものであるから粘性を有し、その粘性のために均一な混合が妨げられるのである。またバインダー材料自体が高価なものであるうえに、接着機能を有するため塊成化物の製造又は供給過程(例えば中間ホッパー等)において材料詰まりを発生してしまう原因ともなる。原料材料が詰まってしまうと、回転炉床炉等への原料の供給が途絶えたり、突然大量に供給されたりと、還元炉の操業が不安定になってしまう。したがって、バインダーの使用量は極力少なくすることが望まれている。 As equipment for producing agglomerated materials, it is common to use either pellet production equipment or briquette production equipment. In both of these equipments, agglomerates having a uniform size and high strength are possible. Need to manufacture. However, it was very difficult to produce an agglomerated material of fine powder material mainly for the following two reasons. The first is that it is difficult to produce a strong agglomerated material because the fine dust raw material has a small bulk density and a large number of voids. If the strength of the briquette is low, it cannot be stored in large quantities because it may collapse due to pressure, and cracks and the like also occur during transportation. Secondly, in order to increase the strength of briquettes, a fine powder raw material is mixed with a binder, but it is difficult to uniformly mix the binder. This is because the binder has the function of an adhesive and thus has a viscosity, which prevents uniform mixing. In addition, the binder material itself is expensive, and since it has an adhesive function, it may cause clogging of the material in the production or supply process (for example, an intermediate hopper) of the agglomerated material. If the raw material is clogged, the supply of the raw material to the rotary hearth furnace or the like is interrupted or suddenly a large amount is supplied, so that the operation of the reduction furnace becomes unstable. Therefore, it is desired to reduce the amount of binder used as much as possible.
以下、従来知られている微粉のダスト原料のペレット製造方法、ブリケット製造方法について例を挙げて説明する。 Hereinafter, a conventionally known method for producing fine dust particles and a method for producing briquettes will be described.
特許文献1には、同特許文献の図1に示されるように、原料備蓄槽から払い出した原料を混練装置で混練し、酸化金属と炭素を含む粒子を原料として、パン式造粒装置でペレットを製造する方法が知られている。詳細には、複数の原料備蓄ビンから、混合比率を決めて、複数の原料を原料コンベア上に切り出す。原料の粒径、化学成分、および、含有水分の混合比率が決められる。特に還元反応を適切に行うためには酸化金属と炭素の比率が調整される。 In Patent Document 1, as shown in FIG. 1 of the same Patent Document, the raw material discharged from the raw material storage tank is kneaded by a kneading apparatus, and particles containing metal oxide and carbon are used as raw materials, and pellets are produced by a bread granulator. A method of manufacturing is known. In detail, a mixing ratio is determined from a plurality of raw material storage bins, and a plurality of raw materials are cut out on a raw material conveyor. The mixing ratio of the raw material particle size, chemical composition, and water content is determined. In particular, in order to appropriately perform the reduction reaction, the ratio of metal oxide to carbon is adjusted.
特許文献2では、同特許文献の図1に示されるように製鋼ダストから固形化物を製造する方法が記載されている。同図にみられるように、このシステムでは、鉄鋼生成過程で生じる鉄およびその酸化物を主成分とするダストを、炭素を主成分とする粉体と混ぜ合わせて造粒しペレットとする造粒過程と、この混合造粒体に水を含浸させる水含浸過程と、この水を含浸させたペレットを成形型に入れ加圧成形することで、ブリケットとする固形化過程と、このブリケットを溶融炉の原料として搬送する過程と、前記ダストを前記溶融炉から得て前記固形化過程に至るまでの間に、このダストの亜鉛濃度を濃縮し、この濃縮した状態のダストを脱亜鉛処理する脱亜鉛処理工程を含むものである。さらにこの方法では、成形直前に水を含浸させることにより、混合造粒体の表面を柔らかくし、ブリケット成型時に造粒体の変形を容易とさせ、これにより造粒体同士の接着強度を上げることができる。
還元炉では、均質な還元反応を行う必要があることから、還元炉に供給する塊成化物には大きさの均一性が必要となる。塊成化物の大きさがばらつくと、還元反応が均質にならず、還元鉄の品質が非常に低くなってしまうからである。特許文献1の図1においてペレット篩装置によりペレットを分級することにより、還元炉で要求されるような均一性を保とうとしている。しかし、ペレット篩装置によりペレットの供給効率が悪くなるのは勿論のこと、ペレット篩装置自体のコストデメリットもある。 In the reduction furnace, since it is necessary to perform a homogeneous reduction reaction, the agglomerate supplied to the reduction furnace needs to be uniform in size. This is because if the size of the agglomerated material varies, the reduction reaction does not become homogeneous and the quality of the reduced iron becomes very low. In FIG. 1 of Patent Document 1, the pellets are classified by a pellet sieving apparatus to maintain uniformity as required in a reduction furnace. However, the pellet sieving device not only deteriorates the pellet supply efficiency, but also has a cost demerit of the pellet sieving device itself.
特許文献2の方法ではブリケットを成型している。ブリケットはペレットに比べると均一性は高く、また大きな塊成化物を成型することができる。しかし、ブリケットは圧縮により原料を押し固めるものであるため、通常、上述したようにバインダーを必要とするものである。特許文献2の方法は、できるだけバインダーの使用量を減らすためにブリケットの成形直前に水を含浸させるものであるが、ペレットの集合物の全体にわたって水を均一に含浸させることは実際上難しい。水分が付着しない部分が一部でも残れば、その部分では混合造粒体の表面が柔らかくすることができないため、ブリケット全体での強度が上がらない。また、ブリケット化後、水分の乾燥時間も長くなってしまう。 In the method of Patent Document 2, briquettes are molded. Briquettes are more uniform than pellets and can form large agglomerates. However, since a briquette compresses a raw material by compression, it usually requires a binder as described above. In the method of Patent Document 2, water is impregnated immediately before forming a briquette in order to reduce the amount of binder used as much as possible. However, it is practically difficult to uniformly impregnate water throughout the aggregate of pellets. If even a part where moisture does not adhere remains, the surface of the mixed granulated body cannot be softened at that part, so the strength of the entire briquette does not increase. In addition, after briquetting, the moisture drying time also becomes longer.
かかる事情に鑑み、本発明は、バインダーの使用量も水の使用量も極力減らしても強度が高められるブリケットを製造することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to produce a briquette that can increase the strength even if the amount of binder and the amount of water used are reduced as much as possible.
上記目的を達成し得た本発明のブリケットの製造方法は、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上、及び酸化鉄を含む金属酸化物の粉末を用いて一次粒状物を形成する工程と、前記酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を含んだ状態で、複数の一次粒状物を加圧することにより二次粒状物に成型する工程を含むものである。 The manufacturing method of the briquette of this invention which could achieve the said objective forms a primary granular material using the powder of the metal oxide containing any one or more of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide, and iron oxide. And a step of forming a secondary granular material by pressurizing a plurality of primary granular materials in a state containing any one or more of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide.
上記ブリケットの製造方法において、一次粒状物を転動造粒、混練造粒、もしくは加圧成型の方法により形成することが推奨される。 In the briquette manufacturing method, it is recommended that the primary granular material be formed by rolling granulation, kneading granulation, or pressure molding.
上記ブリケットの製造方法において、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を合計で10質量%以上含有させることが推奨される。 In the manufacturing method of the briquette, it is recommended to contain at least 10% by mass of any one or more of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide.
上記ブリケットの製造方法において、一次粒状物に還元剤及び水分を含有させることが好ましい。 In the briquette manufacturing method, it is preferable to contain a reducing agent and moisture in the primary granular material.
上記ブリケットの製造方法において、二次粒状物への成型前に一次粒状物を乾燥させることにより、一次粒状物の含有水分量を乾燥前に対して50〜95%にすることが好ましい。 In the manufacturing method of the said briquette, it is preferable to make the moisture content of a primary granule into 50 to 95% with respect to before drying by drying a primary granule before shaping | molding into a secondary granule.
上記ブリケットの製造方法に、二次粒状物を乾燥させる工程をさらに追加することが好ましい。 It is preferable to further add a step of drying the secondary granular material to the briquette manufacturing method.
上記ブリケットの製造方法において、一次粒状物の体積を、二次粒状物を成型するための型の内容積の1/500以上にすることが好ましい。 In the briquette manufacturing method, the volume of the primary granular material is preferably set to 1/500 or more of the inner volume of the mold for molding the secondary granular material.
上記ブリケットの製造方法により得られたブリケットを還元することにより、還元金属を製造することができる。 A reduced metal can be produced by reducing the briquette obtained by the above-described briquette production method.
上記ブリケットの製造方法により得られたブリケットであって酸化亜鉛を含有するものを、加熱、還元により亜鉛を揮発させる工程を追加することにより、亜鉛を分離することができる。 Zinc can be separated by adding a step of volatilizing zinc by heating and reducing a briquette obtained by the above briquette manufacturing method and containing zinc oxide.
上記ブリケットの製造方法により得られたブリケットであって酸化鉛を含有するものを加熱もしくは加熱、還元により鉛を揮発させる工程を追加することにより、鉛を分離することができる。 Lead can be separated by adding a step of volatilizing lead by heating, heating, or reduction of a briquette obtained by the above briquette manufacturing method and containing lead oxide.
なお、上記の亜鉛の分離方法においては、加熱と還元の双方を必要としたのは、酸化亜鉛は飽和蒸気圧が低いため、加熱だけではほとんど揮発せず、還元されることが必要であるためである。 In the above-described zinc separation method, both heating and reduction are required because zinc oxide has a low saturated vapor pressure, and therefore hardly volatilizes only by heating and needs to be reduced. It is.
本発明では、金属酸化物に酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を含有させることにより、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上が金属酸化物を含む原料の結合剤として働くため、糖蜜等のバインダーや水をブリケットの成型前に使用する必要はなく、設備を特に複雑化することなく高強度のブリケットを効率よく製造することができる。 In the present invention, by adding at least one of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide to the metal oxide, any one or more of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide is a raw material containing a metal oxide. Since it acts as a binder, it is not necessary to use a binder such as molasses or water before forming the briquette, and a high-strength briquette can be efficiently produced without particularly complicating the equipment.
本発明者らは、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタン等、絵の具等の顔料として使用されている材料を金属酸化物の粉末に含有させておくことにより、これらが金属酸化物の結合剤として働き、バインダーや水分を混合しなくても成型されたブリケットの強度が向上するという知見を得た。また、酸化亜鉛等の含有量を適切に調節すれば、ブリケットを成型した後、ブリケットを乾燥させなくとも強度が十分に向上することが判明した。 The inventors of the present invention have included materials used as pigments such as paints such as zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide in metal oxide powders, so that these work as metal oxide binders. It was found that the strength of the molded briquette is improved without mixing a binder or moisture. Further, it has been found that if the content of zinc oxide or the like is appropriately adjusted, the strength is sufficiently improved without drying the briquette after molding the briquette.
また、ペレットを製造する造粒機としては、通常、パン型ペレタイザまたはドラム型ペレタイザが用いられる。いずれの造粒機を用いても、その造粒原理から、得られるペレットは比較的広い粒度分布を有する。特許文献1に記載されているようにパン式造粒装置によりペレットを形成した場合には、形成されたペレットを予め定めた複数の粒径範囲に分級する装置が必要となることが通常であった。しかし本発明者らが鋭意検討した結果、ペレットを形成した後さらにペレットを押圧してブリケット化すれば、大きなペレット粒の隙間に小さなペレット粒が入り込み、ペレット径にばらつきがあることがむしろブリケットの密度の増大に寄与することを突き止め、本発明を完成した。 Moreover, as a granulator which manufactures a pellet, a bread-type pelletizer or a drum-type pelletizer is normally used. Whichever granulator is used, the pellets obtained have a relatively wide particle size distribution due to the granulation principle. When pellets are formed by a bread granulator as described in Patent Document 1, it is usually necessary to provide an apparatus for classifying the formed pellets into a plurality of predetermined particle size ranges. It was. However, as a result of intensive studies by the present inventors, if the pellets are further pressed to form briquettes, small pellet grains enter the gaps between the large pellet grains, and the variation in pellet diameter is rather Ascertaining that it contributes to an increase in density, the present invention has been completed.
本発明のブリケットの製造方法は、(1)酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上と金属酸化物を含む粉末を用いて一次粒状物を形成する工程と、(2)酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を含んだままの状態で、複数の一次粒状物を加圧することにより二次粒状物に成型する工程とを含むものである。 The briquette manufacturing method of the present invention includes (1) a step of forming a primary granular material using a powder containing at least one of zinc oxide, lead oxide and titanium oxide and a metal oxide, and (2) zinc oxide. And a step of forming a secondary granular material by pressurizing a plurality of primary granular materials while containing at least one of lead oxide and titanium oxide.
一次粒状物の形成方法には、例えば転動造粒による方法、混練造粒による方法、もしくは加圧成型による方法があるが、ここでは転動造粒により形成された一次粒状物を「ペレット」と呼び、加圧成型した二次粒状物を「ブリケット」と呼ぶことがある。以下、(1)ペレット形成工程、(2)ブリケット成型工程についての説明を中心としながら、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るプロセス図であり、図2は、このプロセスを実施するための設備の一例を示す図である。 Examples of the method for forming the primary granular material include a method by rolling granulation, a method by kneading granulation, or a method by pressure molding. Here, the primary granular material formed by rolling granulation is referred to as “pellet”. The pressure-molded secondary granular material is sometimes called “briquette”. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with a focus on (1) pellet forming step and (2) briquette molding step. FIG. 1 is a process diagram according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an example of equipment for performing this process.
1.プロセス
図1に示すように、(ア)金属酸化物、(イ)酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上、及び必要に応じて(ウ)還元剤、(エ)バインダー、(オ)水分を配合して得られる混合物から(1)ペレットを形成する。次に、必要に応じて更に(カ)水分を加えた後、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を含んだままの状態で(2)加圧圧縮によりブリケットを成型する。更に、必要に応じて(3)ブリケットを乾燥する。その後、(4)得られたブリケットを還元炉に供給すれば還元金属を得ることができるし、(5)供給されたブリケットが亜鉛および/または鉛を含むものである場合は、還元炉での加熱還元によりブリケットから亜鉛および/または鉛を回収することができる。
1. Process As shown in FIG. 1, (a) one or more of metal oxide, (b) zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide, and (c) reducing agent, (d) binder, (if necessary) E) A pellet is formed from a mixture obtained by blending water. Next, after further (f) adding moisture as necessary, a briquette is molded by pressure compression while still containing any one or more of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide. Further, if necessary, (3) the briquette is dried. Thereafter, (4) the reduced briquette can be obtained by supplying the obtained briquette to a reduction furnace, and (5) when the supplied briquette contains zinc and / or lead, heat reduction in the reduction furnace Thus, zinc and / or lead can be recovered from the briquette.
(ア)金属酸化物
金属酸化物に酸化鉄が含まれるため、成型された酸化鉄のブリケットを還元炉で還元することにより還元鉄を製造することができる。酸化鉄としては、製鋼ダストを用いることができる。製鋼ダストとしては、溶鋼から一度揮発した後にガス中で固化するダストや電気炉から発生する電気炉(電炉)ダストなど様々な発生源・形態のものを使用できる。
(A) Metal oxide Since iron oxide is contained in a metal oxide, reduced iron can be manufactured by reducing the iron oxide briquette in a reduction furnace. Steelmaking dust can be used as the iron oxide. As the steelmaking dust, various sources and forms such as dust that volatilizes once from molten steel and solidifies in gas and electric furnace (electric furnace) dust generated from an electric furnace can be used.
(イ)酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上
絵の具等の顔料にも用いられている酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンを金属酸化物中に含有させておくことにより、これらが金属酸化物の結合剤として働き、バインダーや水分を混合しなくても成型されたブリケットの強度が向上する。ブリケットの強度が向上すれば様々な効果をもたらす。例えば、ブリケットを還元する場合には、その還元工程においてもブリケットが粉化し難いため、酸化金属の還元率(還元金属の生成率)が向上する。また、ブリケットに含まれる亜鉛や鉛等の揮発性金属を回収する場合には、その回収率や純度も向上する。さらに、ペレットの造粒の際に材料の混合と脱気が促進されるため、金属酸化物のペレット化において、練り機能のある高価な混合機を必要としない。
(B) One or more of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide By containing zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide, which are also used in pigments for paints, in the metal oxide, It acts as a binder for metal oxides, and the strength of the molded briquette is improved without mixing a binder or moisture. If the strength of briquettes is improved, various effects are brought about. For example, when briquettes are reduced, since the briquettes are not easily pulverized in the reduction step, the metal oxide reduction rate (reduction metal production rate) is improved. Moreover, when recovering volatile metals such as zinc and lead contained in briquettes, the recovery rate and purity are also improved. Furthermore, since mixing and deaeration of materials are promoted during granulation of pellets, an expensive mixer having a kneading function is not required for pelletizing metal oxides.
以上の理由により、本発明では、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を金属酸化物に含有させる。上記の製鋼ダストには、ダスト源の種類によっても量は異なるが、通常、亜鉛メッキ鋼等に由来する酸化亜鉛等の金属を含んでいる。 For the above reasons, in the present invention, at least one of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide is contained in the metal oxide. The steelmaking dust usually contains a metal such as zinc oxide derived from galvanized steel or the like, although the amount varies depending on the type of dust source.
また、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンの合計含有量を適切に調節すれば、一層確実な結合作用が発揮される。具体的な調節方法であるが、上述の通りダスト源の種類によって含有している酸化亜鉛の濃度は異なるため、ダスト源の異なる製鋼ダストを適量混合することにより、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンの合計含有量を調節することが可能である。酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンの合計含有量は、例えば10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上にする。一方、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンの合計含有量に特に制限はないが、工業的に使用し得る範囲を考慮すると、例えば60質量%以下、より好ましくは50質量%以下にする。 Further, if the total content of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide is appropriately adjusted, a more reliable binding action is exhibited. Although it is a specific adjustment method, since the concentration of zinc oxide contained varies depending on the type of dust source as described above, zinc oxide, lead oxide, titanium oxide can be mixed by mixing an appropriate amount of steelmaking dust with different dust sources. It is possible to adjust the total content of. The total content of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide is, for example, 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and further preferably 20% by mass or more. On the other hand, the total content of zinc oxide, lead oxide and titanium oxide is not particularly limited, but considering the range that can be used industrially, it is, for example, 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less.
(ウ)還元剤
成型されたブリケットを移動型還元炉、例えば回転炉床炉に供給して金属酸化物を還元する場合には、還元反応に必要な還元剤をペレットの形成段階で混合させる。還元剤として例えば石炭、褐炭、無煙炭、コークス粉、炭材を含む製鋼ダスト、プラスチック、木材粉等の炭素含有物質を用いることができる。ブリケットの強度保持の観点から一般的には揮発分の少ない還元剤を使用することが好まれるが、本発明のブリケットの製造方法によればブリケットの強度が高くなるため、揮発分の多い石炭でも使用可能となる。
(C) Reducing agent When the molded briquette is supplied to a mobile reduction furnace, for example, a rotary hearth furnace, to reduce the metal oxide, a reducing agent necessary for the reduction reaction is mixed in the pellet forming stage. As the reducing agent, for example, carbon-containing substances such as coal, lignite, anthracite, coke powder, steelmaking dust including carbonaceous material, plastic, and wood powder can be used. From the viewpoint of maintaining the strength of briquettes, it is generally preferred to use a reducing agent with a low volatile content. However, according to the briquette manufacturing method of the present invention, the strength of briquettes is increased. Can be used.
また、還元剤以外に溶解炉で必要な調整剤(石灰、ドロマイトなど)を事前混合する場合にも本発明の方法は有効である。 In addition to the reducing agent, the method of the present invention is also effective when a preconditioner (such as lime or dolomite) necessary for the melting furnace is premixed.
(エ)バインダー
ペレットの強度向上のため、必要により適量の澱粉や糖蜜などのバインダーを混合させてもよい。
(D) Binder In order to improve the strength of the pellet, an appropriate amount of a binder such as starch or molasses may be mixed if necessary.
(オ)水分(ペレット化前、ペレット化工程中)
ペレットの強度向上のため、必要により適量の水分を混合させてもよい。ペレット化前、ペレット化工程中の段階では、比較的容易に水分を均一に混合することができる。また、バインダーの使用量削減の効果もある。
(E) Moisture (before pelletization, during pelletization process)
In order to improve the strength of the pellet, an appropriate amount of water may be mixed as necessary. Before pelletization, at a stage in the pelletization process, water can be mixed uniformly relatively easily. There is also an effect of reducing the amount of binder used.
(カ)水分(ブリケット化前)
本発明は、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれかが上述したようにバインダーの役割を果たすため、基本的にはブリケット化前に水分を添加する必要はない。しかし、ペレットに還元剤が混合される場合、還元剤の量や種類に応じて補助的に水分を加えることはもちろん実施し得る態様の一つである。
(F) Moisture (before briquetting)
In the present invention, since any one of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide serves as a binder as described above, it is basically unnecessary to add moisture before briquetting. However, when a reducing agent is mixed in the pellet, it is of course one of the embodiments that can be practiced to supplementarily add moisture depending on the amount and type of the reducing agent.
ブリケットの乾燥は本発明の必須要件ではないが、乾燥によりブリケットの強度を一層高めることができる。高強度化によりブリケット成型工程後の崩壊による粉化を防止することができ、また乾燥により表面の粘着性を抑えることもできるため、ビンやパイル等の貯蔵庫にて、中間製品であるブリケットを多量に蓄えておくことができる。乾燥手法は、加熱乾燥、通気乾燥、自然乾燥など方法は問わないが、ブリケット内に炭素が含まれる場合には、炭素が自然発火しない温度にしておくことが重要である。 Although drying of briquettes is not an essential requirement of the present invention, the strength of briquettes can be further increased by drying. High strength can prevent powdering due to collapse after the briquette molding process, and it can also suppress surface tackiness by drying, so a large amount of intermediate briquettes can be stored in storage such as bottles and piles. Can be stored. The drying method may be any method such as heat drying, ventilation drying, and natural drying. However, when carbon is contained in the briquette, it is important to set the temperature so that the carbon does not ignite spontaneously.
以上、本発明のブリケットの製造方法について説明したが、ブリケットへの成型前にペレットを乾燥させることが望ましい。ペレットの表面が乾燥していれば、ペレットがブリケット製造装置に供給される際に装置内に付着し難くなるからである。乾燥方法としては、強制乾燥させるか、或いは自然乾燥(例えば4時間、好ましくは1日以上)させることが考えられる。なお、ペレットの表面が乾燥してもブリケットの成型時にはペレットの内部に存在する水分が全体に分散されるため、ブリケットの強度向上に寄与する。乾燥の程度としては、ペレットの含有水分量を乾燥前に対して50〜95%にすることが望ましい。95%以下としたのは、ブリケット製造装置への付着防止効果を有効に得るためであり、90%以下とすることがより好ましい。一方、50%以上としたのはブリケットの強度をある程度保つためであり、70%以上とすることがより好ましい。乾燥の程度を表す指標として用いたペレット含有水分量は、ペレットの表面や内部といった一部分を測定するものではなく、ペレット全体の含有水分量を測定するものとする。 As mentioned above, although the manufacturing method of the briquette of this invention was demonstrated, it is desirable to dry a pellet before shaping | molding into a briquette. This is because, if the surface of the pellet is dry, it is difficult to adhere to the inside of the apparatus when the pellet is supplied to the briquette manufacturing apparatus. As a drying method, forced drying or natural drying (for example, 4 hours, preferably 1 day or more) can be considered. Even if the surface of the pellet is dried, the moisture present inside the pellet is dispersed throughout the briquette, which contributes to the improvement of the briquette strength. As the degree of drying, it is desirable that the moisture content of the pellets is 50 to 95% of that before drying. The reason why it is 95% or less is to effectively obtain the effect of preventing adhesion to the briquette manufacturing apparatus, and it is more preferably 90% or less. On the other hand, 50% or more is for maintaining the briquette strength to some extent, and more preferably 70% or more. The pellet-containing water content used as an index representing the degree of drying does not measure a part such as the surface or inside of the pellet, but measures the water content of the whole pellet.
2.設備例
次に、図2に基づき本発明の実施の形態に係る設備例について説明する。下記の設備はあくまで一例であり、本発明のブリケットの製造方法が下記設備の機能により限定されるものではない。
2. Facility Example Next, a facility example according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The following facilities are merely examples, and the briquette manufacturing method of the present invention is not limited by the functions of the following facilities.
図2に示すように、3つの貯蔵庫1には、製鋼ダスト、還元剤、バインダーがそれぞれ貯蔵されている。貯蔵庫1から排出された各材料は、ミキサー2で混合された後、転動造粒機であるパン式造粒装置3に供給される。パン式造粒装置3は、特許文献1にも記載されているように、中華鍋の形状をした直径が2〜6mの回転するパンからなるものである。パンは約45度傾斜しており、この中を、水分を含んだ製鋼ダストや還元剤が転動し、生成した核の周りに新たな粉体材料がまぶされながらペレットが成長していく。十分に成長したペレットは自重でパンから出てくる。 As shown in FIG. 2, steel storage dust, a reducing agent, and a binder are stored in each of the three storages 1. Each material discharged from the storage 1 is mixed by the mixer 2 and then supplied to the bread granulator 3 which is a rolling granulator. As described in Patent Document 1, the bread granulator 3 is a rotating pan having a diameter of 2 to 6 m in the shape of a wok. The pan is tilted at about 45 degrees, and the steel-making dust and reducing agent containing water roll in this, and pellets grow while new powder material is sprinkled around the generated core. . Fully grown pellets come out of the bread under their own weight.
ペレット状となった材料は、ブリケット装置4に挿入される。ブリケット装置4では、凹部を有する2つのローラーによってペレット材料が加圧圧縮されることにより固形化(ブリケット化)され、順次ブリケットとして排出される。 The pelletized material is inserted into the briquetting device 4. In the briquetting apparatus 4, the pellet material is solidified (briquette) by being pressed and compressed by two rollers having concave portions, and sequentially discharged as briquettes.
なお、ペレット等の一次粒状物の体積が、ブリケットを成型するための型(通常、「ポケット」と呼ばれている)の内容積の1/500以上であることが好ましい。1/500未満になると、ブリケットとポケット内壁との接触面積が大き過ぎ、ポケット内壁への付着が多くなってしまうためである。ブリケット体積の上限は特に制限されないが、実用的にはポケットの内容積以下である。 In addition, it is preferable that the volume of primary granular materials, such as a pellet, is 1/500 or more of the internal volume of the type | mold (usually called a "pocket") for shape | molding a briquette. If it is less than 1/500, the contact area between the briquette and the inner wall of the pocket is too large, and adhesion to the inner wall of the pocket increases. The upper limit of the briquette volume is not particularly limited, but is practically less than the inner volume of the pocket.
このブリケット装置4に挿入されるペレットは、次の2つの特徴を有する。
(1)酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を含んだ状態で
ペレットは、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を含んだ状態のままでブリケット装置4に挿入される。したがって、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンの結合作用により生成されるブリケットの強度が向上する。したがって、バインダーの使用量を削減することが可能である。バインダー使用量の削減は、中間ホッパー等、設備内壁への材料付着を防止することに繋がる。また、金属酸化物に炭素質物質等の還元剤を配合する場合にはブリケットの強度が低下しやすいため、酸化亜鉛等の含有効果により強度を向上することができる本発明の方法が特に有用である。
The pellet inserted into the briquetting apparatus 4 has the following two characteristics.
(1) In a state containing any one or more of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide, the pellets remain in the briquette apparatus 4 while containing any one or more of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide. Inserted. Therefore, the strength of the briquette produced by the binding action of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide is improved. Therefore, it is possible to reduce the amount of binder used. Reduction of the amount of binder used leads to prevention of material adhesion to the inner wall of the facility such as an intermediate hopper. In addition, when a reducing agent such as a carbonaceous material is blended with a metal oxide, the strength of briquettes tends to decrease, so the method of the present invention that can improve the strength due to the inclusion effect of zinc oxide or the like is particularly useful. is there.
(2)造粒されたペレットのままで
本発明の好ましい実施態様として、造粒されたペレットをその大きさにより分級することなく造粒(ペレット化)したままでブリケット装置4に挿入することが推奨される。上述したようにペレットには粒径にかなりのばらつきが存在しているため、通常は、ペレット篩装置を用いて粒径を均一なものにする。本実施の形態における粒径のばらつきが大きいペレットの集合体では、大きなペレットの隙間に小さなペレットが入り込み、嵩密度が大きく空隙の少ない状態のものである。このようなペレットの集合体を加圧圧縮する(ブリケット化する)ことにより、嵩密度が高く強度の高いブリケットを得ることができる。また上記のようにペレット篩装置を設置する必要がなく、しかも分級に伴って不要となるペレットをリサイクルする設備を設ける必要もなくなる。
(2) As granulated pellets As a preferred embodiment of the present invention, the granulated pellets can be inserted into the briquette apparatus 4 without being classified according to their size without being classified (pelletized). Recommended. As described above, since there are considerable variations in the particle size of the pellets, the particle size is usually made uniform using a pellet sieving apparatus. In the aggregate of pellets having a large variation in particle size in the present embodiment, small pellets enter the gaps between the large pellets, and the bulk density is large and the voids are small. By pressure-compressing (aggregating) such an aggregate of pellets, a briquette having a high bulk density and high strength can be obtained. Further, there is no need to install a pellet sieving apparatus as described above, and there is no need to provide equipment for recycling pellets that are no longer necessary for classification.
以上のように成型されたブリケットは、乾燥機5により水分を蒸発させた後に回転炉床炉6に投入され、炉床上で加熱されることにより、還元剤(炭素)の働きで還元金属(還元鉄)が生成される。回転炉床炉6は、バーナー7により加熱されている。回転炉床炉6での加熱により気化された亜鉛または鉛はダスト回収装置8(例えば、バグフィルターを装備するもの)により回収され、亜鉛原料または鉛原料としてリサイクルされる。残りのガスは排気ファン9により排気される。排気経路の途中には熱交換器10が設けられており、乾燥機5及びバーナー7に供給される熱風の熱源として有効利用されている。 The briquettes molded as described above are evaporated into the rotary hearth furnace 6 after the moisture is evaporated by the dryer 5 and heated on the hearth, thereby reducing metal (reduction) by the action of the reducing agent (carbon). Iron) is produced. The rotary hearth furnace 6 is heated by a burner 7. Zinc or lead vaporized by heating in the rotary hearth furnace 6 is recovered by a dust recovery device 8 (for example, one equipped with a bag filter) and recycled as a zinc raw material or a lead raw material. The remaining gas is exhausted by the exhaust fan 9. A heat exchanger 10 is provided in the middle of the exhaust path, and is effectively used as a heat source for hot air supplied to the dryer 5 and the burner 7.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前記・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and appropriate modifications are made within a range that can be adapted to the above-described purpose. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.
(実施例1)
製鋼ダスト原料として、全鉄分22.7質量%(以下、単に「%」と記載する場合もある)、酸化亜鉛分38.4質量%、酸化鉛分2.1質量%、酸化チタン分0.1質量%が含まれる電炉ダスト原料(以下、単に「ダスト原料」と記載する場合がある)を使用した。このダスト原料の粒度分布は図3に示す通りであり、ピーク粒子径は4.3μm程度である。また、この電炉ダスト原料の嵩密度は0.76g/cm3であった。還元剤としてコークス粉(固定炭素86%)を配合した。ダスト原料の配合量は85.7%、コークス粉の配合量は14.3%とした。
Example 1
As a steelmaking dust raw material, the total iron content is 22.7% by mass (hereinafter sometimes simply referred to as “%”), the zinc oxide content is 38.4% by mass, the lead oxide content is 2.1% by mass, and the titanium oxide content is 0.8%. An electric furnace dust raw material containing 1% by mass (hereinafter sometimes simply referred to as “dust raw material”) was used. The particle size distribution of this dust raw material is as shown in FIG. 3, and the peak particle size is about 4.3 μm. Moreover, the bulk density of this electric furnace dust raw material was 0.76 g / cm < 3 >. Coke powder (86% fixed carbon) was blended as a reducing agent. The amount of the dust raw material was 85.7%, and the amount of the coke powder was 14.3%.
ペレット化工程前の原料混合工程では、二軸式リボン攪拌機(ケミカルエンジニアリング株式会社製)で5分間混合し、水を4%とバインダー(糖蜜)を2%加えてさらに5分間混合した。攪拌機の容器は幅45cm、長さ36cm、高さ35cmのものであり、回転速度は77rpmとした。 In the raw material mixing step before the pelletizing step, mixing was performed for 5 minutes with a twin-screw ribbon stirrer (manufactured by Chemical Engineering Co., Ltd.), and 4% water and 2% binder (molasses) were added and further mixed for 5 minutes. The stirrer container had a width of 45 cm, a length of 36 cm, and a height of 35 cm, and the rotation speed was 77 rpm.
ペレット化工程では、混合された原料を、直径:900mm、リム高さ:160mm、傾斜角度:47°、回転速度:17rpmのパンペレタイザー(摩耶特殊工業株式会社製)に供給しながら、さらに水も加えペレットを製造した。ペレットの粒度は、直径3.0〜6.0mmの範囲に属するものが15.2%、直径6.0〜9.5mmの範囲に属するものが84.8%であった。ペレットの嵩密度は1.39g/cm3(参考に見掛け密度:2.44g/cm3であった)と、原料段階での0.76g/cm3よりも増大していた。またペレットの含水率は10.8質量%であった。またペレットの酸化亜鉛分は32.9質量%、酸化鉛分は1.8質量%、酸化チタン分は0.09質量%となっていた。 In the pelletizing step, the mixed raw material is supplied to a pan pelletizer (manufactured by Maya Special Industrial Co., Ltd.) having a diameter of 900 mm, a rim height of 160 mm, an inclination angle of 47 °, and a rotation speed of 17 rpm. In addition, pellets were produced. As for the particle size of the pellets, 15.2% belonged to a diameter range of 3.0 to 6.0 mm, and 84.8% belonged to a diameter range of 6.0 to 9.5 mm. The bulk density of the pellets (apparent reference density: 2.44 g was / cm 3) 1.39g / cm 3 and had increased than 0.76 g / cm 3 at the raw material stage. The moisture content of the pellets was 10.8% by mass. The zinc oxide content of the pellet was 32.9% by mass, the lead oxide content was 1.8% by mass, and the titanium oxide content was 0.09% by mass.
以上のように製造されたペレットを分級せず、また特許文献2とは異なり脱亜鉛処理もせずに、そのまま、スクリューフィーダー付のブリケット成型機(新東工業株式会社製、成型圧力:160kg/cm2(線圧約4t/cm)、ロール回転速度:2.5rpm)に供給し、加圧圧縮することによりブリケットを得た。 The pellets produced as described above are not classified, and, unlike Patent Document 2, without being dezinced, a briquette molding machine with a screw feeder (manufactured by Shinto Kogyo Co., Ltd., molding pressure: 160 kg / cm) 2 (linear pressure about 4 t / cm), roll rotation speed: 2.5 rpm), and pressure compression to obtain a briquette.
ここで製造されたブリケットの見掛け密度は2.61g/cm3であった。ブリケットの強度は、貯蔵した状態で輸送しても粉化の起こりにくい程度であることが必要であるが、落下強度(45cmの高さから繰り返し落下させたとき、ブリケットに崩壊が起こるまでの回数)は22回という十分な強度を示した。また、圧潰強度は49kN/Pであった。 The apparent density of the briquette produced here was 2.61 g / cm 3 . The strength of the briquette should be such that it is difficult to powder even when transported in a stored state, but the drop strength (the number of times until the briquette collapses when repeatedly dropped from a height of 45 cm) ) Showed a sufficient strength of 22 times. The crushing strength was 49 kN / P.
このブリケットを105℃で一昼夜乾燥させると強度は更に増加し、落下強度は30回となった。なお、落下強度30回は、ブリケットの運搬、貯蔵等の必要性からみて十分なものであるので、これを上回る回数の落下試験は行っていない。 When this briquette was dried at 105 ° C. all day and night, the strength further increased and the drop strength was 30 times. Note that the drop strength of 30 times is sufficient in view of the necessity of transportation and storage of briquettes, and therefore, the drop test exceeding the number of times is not performed.
また、乾燥後のブリケットの圧潰強度は、765kN/Pと飛躍的に向上した。このことから、後述する比較例1〜4で用いたバインダー量と同じバインダー量(2%)でも、ブリケットの強度は向上することが確認された。 Moreover, the crushing strength of the briquettes after drying was dramatically improved to 765 kN / P. From this, it was confirmed that the strength of the briquette was improved even with the same binder amount (2%) as the binder amount used in Comparative Examples 1 to 4 described later.
(実施例2)
実施例1と同様の方法にてペレットを製造し、ペレットからブリケットを得た。実施例1と異なる点は、実施例1では、ペレット化工程前の原料混合工程において水4%とバインダー(糖蜜)を2%混合させたのに対して、実施例2ではバインダーを使用せず、水6%を混合したことである。
(Example 2)
Pellets were produced in the same manner as in Example 1, and briquettes were obtained from the pellets. The difference from Example 1 is that in Example 1, 4% of water and 2% of binder (molasses) were mixed in the raw material mixing step before the pelletizing step, whereas in Example 2, no binder was used. , 6% water was mixed.
製造されたペレットの粒度は、直径3.0〜6.0mmの範囲に属するものが23.0%、直径6.0〜9.5mmの範囲に属するものが77.0%であった。実施例2ではバインダーを使用していないためか、ペレットの嵩密度は1.36g/cm3(参考に見掛け密度は2.48g/cm3)となり、この値は実施例1のもの(1.39g/cm3)に比べると若干低かった。それでもダスト原料の段階で0.76g/cm3であったことからすると十分に増大した。ペレットの含水率は実施例1に比べて若干多い11.0%であった。 The particle size of the produced pellets was 23.0% in the range of 3.0 to 6.0 mm in diameter, and 77.0% in the range of 6.0 to 9.5 mm in diameter. Or because it does not use a binder in Example 2, the bulk density of the pellets (apparent reference density 2.48g / cm 3) 1.36g / cm 3 , and this value is that of Example 1 (1. Compared to 39 g / cm 3 ), it was slightly lower. Nevertheless, it was sufficiently increased because it was 0.76 g / cm 3 at the dust raw material stage. The moisture content of the pellets was 11.0%, which was slightly higher than that of Example 1.
実施例2において製造されたブリケットの見掛け密度は2.65g/cm3であった。ブリケットの強度は、上記の通り貯蔵した状態で輸送しても粉化の起こりにくい程度であることが必要であるが、落下強度は20回という十分な強度を示した。また、圧潰強度は98kN/Pであった。 The apparent density of the briquette produced in Example 2 was 2.65 g / cm 3 . The briquette strength is required to be such that powdering is unlikely to occur even when transported in a stored state as described above, but the drop strength was 20 times. The crushing strength was 98 kN / P.
このブリケットを105℃で一昼夜乾燥させると、強度は更に増加し、落下強度は30回となった。なお、落下強度30回は、ブリケットの運搬、貯蔵等の必要性からみて十分なものであるので、これを上回る回数の落下試験は行っていない。 When this briquette was dried at 105 ° C. all day and night, the strength further increased and the drop strength became 30 times. Note that the drop strength of 30 times is sufficient in view of the necessity of transportation and storage of briquettes, and therefore, the drop test exceeding the number of times is not performed.
また、乾燥後のブリケットの圧潰強度は、729kN/Pと実施例1と同様に飛躍的に向上した。このことから、バインダーを用いずとも、ブリケットの強度は向上することが確認された。 Further, the crushing strength of the briquettes after drying was 729 kN / P, which was dramatically improved as in Example 1. From this, it was confirmed that the strength of the briquette was improved without using a binder.
実施例1及び実施例2では、図3に示す粒度分布を持つ原料を使用したが、平均粒径約100ミクロンメートルの鉄鉱石に酸化亜鉛5質量%程度を混合した原料においても同様の効果が得られることが判明している。また、ペレット径が3.0〜9.5mmである場合の結果を示したが、加圧成型機のポケットの型よりも小さい容積であればペレットが良好にポケットに納まるため、同様の効果が得られた。 In Example 1 and Example 2, the raw material having the particle size distribution shown in FIG. 3 was used, but the same effect can be obtained by mixing about 5% by mass of zinc oxide with iron ore having an average particle diameter of about 100 μm. It has been found that it can be obtained. Moreover, although the result when a pellet diameter is 3.0-9.5 mm was shown, since a pellet fits in a pocket favorably if it is a volume smaller than the type | mold of the pocket of a pressure molding machine, the same effect is shown. Obtained.
また、ペレット製造時に還元剤を添加する方法を記載したが、これに限定されずペレット製造後に還元剤、もしくはバインダー、もしくは還元剤およびバインダーの両方を混合した後に加圧成型しても良い。 Moreover, although the method to add a reducing agent at the time of pellet manufacture was described, it is not limited to this, You may press-mold after mixing a reducing agent, a binder, or both a reducing agent and a binder after pellet manufacture.
また、実施例1及び実施例2ではブリケットを加熱することにより乾燥したが、乾燥方法を限定するものではなく、通気乾燥(強制乾燥)、自然乾燥でも良く、また、乾燥後の含水率を6%以下とすることにより、或いは、含水率を乾燥前の半分以下とすることにより強度向上が見られた。 In Examples 1 and 2, the briquette was dried by heating. However, the drying method is not limited, and air drying (forced drying) or natural drying may be used. Strength improvement was seen by making it into% or less, or by making a water content into half or less before drying.
(実施例3)
実施例2と同様の方法にてペレットを製造し、ペレットからブリケットを得た。実施例2と異なる点は、原料となる製鋼ダストの種類を種々変えたことである。
(Example 3)
Pellets were produced in the same manner as in Example 2, and briquettes were obtained from the pellets. The difference from Example 2 is that various types of steelmaking dust as a raw material were changed.
表1は、ダスト原料の種類の異なる13種類を用いて実施例2と同様の実験を行った結果を示すものである。 Table 1 shows the results of experiments similar to Example 2 using 13 types of dust raw materials.
表1からわかるように、ダスト原料の種類を問わず、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を含む金属酸化物の粉末を用いることにより、バインダーを用いずとも乾燥後のブリケットが落下強度6回以上と、輸送するのに問題のない3回以上の強度が示された。 As can be seen from Table 1, regardless of the type of dust raw material, briquette after drying without using a binder by using a metal oxide powder containing at least one of zinc oxide, lead oxide and titanium oxide. Showed a drop strength of 6 times or more, and a strength of 3 times or more without any problem in transportation.
さらに、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンを10質量%以上含有することにより、乾燥後のブリケットが落下強度10回以上と十分に高強度化され、しかもブリケットの乾燥前でも輸送するのに問題のない3回以上の強度が示された。 Furthermore, by containing 10% by mass or more of zinc oxide, lead oxide and titanium oxide, the briquette after drying is sufficiently strengthened with a drop strength of 10 times or more, and there is a problem in transporting the briquette even before drying the briquette. Not more than 3 times strength was shown.
(実施例4)
実施例2において試作したペレットの一部を残しておき、これを7日間自然乾燥したものを用いてブリケットを得た。ブリケット化前にペレットの含有水分量を測定したところ、6.7質量%であった。製造されたブリケットの見掛け密度は2.83g/cm3であった。ブリケットの落下強度は平均8回であり、輸送するのに問題のない強度を示した。また、圧潰強度は303kN/Pであった。
(Example 4)
A part of the pellet produced in Example 2 was left, and a briquette was obtained using the pellet which was naturally dried for 7 days. It was 6.7 mass% when the moisture content of the pellet was measured before briquetting. The apparent density of the manufactured briquette was 2.83 g / cm 3 . The average drop strength of the briquettes was 8 times, indicating that there was no problem in transportation. The crushing strength was 303 kN / P.
このブリケットを105℃で一昼夜乾燥させると、強度は更に増加し、落下強度は30回となった。実施例1〜3の場合と同様、落下強度30回はブリケットの運搬、貯蔵等の必要性からみて十分なものであるので、これを上回る回数の落下試験は行っていない。また、乾燥後のブリケットの圧潰強度は、1416kN/Pと飛躍的に向上した。 When this briquette was dried at 105 ° C. all day and night, the strength further increased and the drop strength became 30 times. As in the case of Examples 1 to 3, the drop strength of 30 times is sufficient in view of the necessity for transportation and storage of briquettes, and therefore, the drop test exceeding the number is not performed. Moreover, the crushing strength of the briquettes after drying was dramatically improved to 1416 kN / P.
またブリケットの成型後にブリケット装置の内部を確認してみたが、装置内部への材料の付着は殆どみられなかった(実施例2では、若干付着していた)。 In addition, when the inside of the briquette apparatus was confirmed after the briquette was molded, almost no material adhered to the inside of the apparatus (in Example 2, it was slightly adhered).
(実施例5)
実施例2と同様の条件にてペレットを製造し、ペレットからブリケットを得た。実施例2とは使用した還元剤が異なる。還元剤としては、揮発分28.0質量%を含む石炭(固定炭素61.6質量%)を使用した。ダスト原料の配合量は80.9質量%、石炭の配合量は19.1質量%とした。
(Example 5)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 2, and briquettes were obtained from the pellets. The reducing agent used is different from Example 2. As the reducing agent, coal containing 28.0% by mass of volatile matter (61.6% by mass of fixed carbon) was used. The amount of the dust raw material was 80.9% by mass, and the amount of coal was 19.1% by mass.
ペレットの粒度は、直径3.0〜6.0mmの範囲に属するものが21.4%、直径6.0〜9.5mmの範囲に属するものが78.6%であった。ペレットの嵩密度は1.29g/cm3と増大していた。またペレットの含水率は12.7質量%であった。これをブリケット化したものの見掛け密度は2.33g/cm3であった。ブリケットの落下強度は平均14回であり、輸送するのに問題のない強度を示した。また、圧潰強度は122kN/Pであった。 The particle size of the pellets was 21.4% in the range of diameter 3.0 to 6.0 mm, and 78.6% in the range of diameter 6.0 to 9.5 mm. The bulk density of the pellets increased to 1.29 g / cm 3 . The moisture content of the pellets was 12.7% by mass. The apparent density of the briquette was 2.33 g / cm 3 . The average drop strength of the briquette was 14 times, indicating that there was no problem in transportation. The crushing strength was 122 kN / P.
このブリケットを105℃で一昼夜乾燥させると、強度は更に増加し、落下強度は平均19回となった。また、乾燥後のブリケットの圧潰強度は、1031kN/Pと飛躍的に向上した。したがって、揮発分の多い石炭を用いてもブリケットの強度が十分に向上することが分かった。 When this briquette was dried at 105 ° C. all day and night, the strength further increased and the drop strength averaged 19 times. Moreover, the crushing strength of the briquettes after drying was dramatically improved to 1031 kN / P. Therefore, it was found that the briquette strength was sufficiently improved even when coal with a large amount of volatile matter was used.
(実施例6)
実施例2と同様の条件にてペレットを製造し、ペレットからブリケットを得た。実施例2とは使用した還元剤が異なる。還元剤としては、揮発分43.6質量%を含む石炭(固定炭素51.9質量%)を使用した。ダスト原料の配合量は78.1質量%、石炭の配合量は21.9質量%とした。
(Example 6)
Pellets were produced under the same conditions as in Example 2, and briquettes were obtained from the pellets. The reducing agent used is different from Example 2. As the reducing agent, coal containing 43.6% by mass of volatile matter (fixed carbon 51.9% by mass) was used. The amount of the dust raw material was 78.1% by mass, and the amount of coal was 21.9% by mass.
ペレットの粒度は、直径3.0〜6.0mmの範囲に属するものが31.6%、直径6.0〜9.5mmの範囲に属するものが68.4%であった。ペレットの嵩密度は1.28g/cm3と増大していた。またペレットの含水率は12.1質量%であった。これをブリケット化したものの見掛け密度は2.17g/cm3であった。ブリケットの落下強度は平均4回であり、輸送するのに問題のない強度を示した。また、圧潰強度は113kN/Pであった。 The particle size of the pellets was 31.6% in the range of 3.0 to 6.0 mm in diameter, and 68.4% in the range of 6.0 to 9.5 mm in diameter. The bulk density of the pellets increased to 1.28 g / cm 3 . The moisture content of the pellets was 12.1% by mass. The apparent density of this briquette was 2.17 g / cm 3 . The average drop strength of the briquettes was four times, indicating that there was no problem in transportation. The crushing strength was 113 kN / P.
このブリケットを105℃で一昼夜乾燥させると、強度は更に増加し、落下強度は平均15回となった。また、乾燥後のブリケットの圧潰強度は、575kN/Pと飛躍的に向上した。したがって本実施例からも、揮発分の多い石炭を用いてもブリケットの強度が十分に向上することが分かった。 When this briquette was dried at 105 ° C. all day and night, the strength further increased and the drop strength averaged 15 times. Moreover, the crushing strength of the briquettes after drying was dramatically improved to 575 kN / P. Therefore, also from this example, it was found that the briquette strength was sufficiently improved even when coal with a large amount of volatile matter was used.
(実施例7)
実施例1〜6では、ダスト原料をまずペレット化し、次にブリケット化した試験について説明したが、この参考例では、このペレット化の代わりにブリケット化を行なった。すなわち加圧成型を2回施すことにより、ダスト原料、還元剤、バインダーの混合物から直接ブリケットを成型した。その結果、ブリケットの見掛け密度は平均して2.3g/cm3であり、落下強度は、ブリケットの乾燥前でも乾燥後でも30回を達成できた。なお、この実施例ではバインダーとして糖蜜を12質量%含有させた。
(Example 7)
In Examples 1 to 6, the dust material was first pelletized and then briquetted, but in this reference example, briquetting was performed instead of pelletizing. That is, the briquette was directly molded from a mixture of the dust raw material, the reducing agent, and the binder by applying pressure molding twice. As a result, the apparent density of the briquette was 2.3 g / cm 3 on average, and the drop strength could be achieved 30 times before and after the briquette was dried. In this example, 12% by mass of molasses was contained as a binder.
(比較例1) (Comparative Example 1)
実施例3で示した13種類のダスト原料を用いてブリケットを成型する試験を行った。但し、この比較例1の試験では、ダスト原料からペレットを形成せずに、ダスト原料から直接ブリケットを成型した。ペレット化工程を省略したこと以外は、実施例3と同じ条件を適用した。その結果、全ダスト原料において、ブリケット形状は一応成型されたが、非常に脆く、表2に示すように落下強度等の物性試験を行うことすらできなかった。 The test which shape | molds a briquette using 13 types of dust raw materials shown in Example 3 was done. However, in the test of Comparative Example 1, briquettes were directly molded from the dust raw material without forming pellets from the dust raw material. The same conditions as in Example 3 were applied except that the pelletizing step was omitted. As a result, the briquette shape was formed once in all dust raw materials, but it was very brittle, and even physical properties tests such as drop strength could not be performed as shown in Table 2.
(比較例2)
比較例2として、比較例1と同様の試験を行った。すなわち、ダスト原料からペレットを形成せずに、ダスト原料から直接ブリケットを成型した。比較例1と異なるところは、実施例1と同様に2%のバインダー(糖蜜)を用いたことである。比較例2では還元剤やバインダーと共に混合されたダスト原料の嵩密度は0.80g/cm3と微増していたが、この混合物をスクリューフィーダー付のブリケット成型機(実施例1〜6、比較例1と同じ条件)に供給した結果、ブリケットは一応成型されたが、非常に脆く、落下強度等の物性試験を行うことすらできなかった。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, the same test as Comparative Example 1 was performed. That is, briquettes were directly molded from dust raw materials without forming pellets from the dust raw materials. The difference from Comparative Example 1 is that 2% binder (molasses) was used as in Example 1. In Comparative Example 2, the bulk density of the dust raw material mixed with the reducing agent and the binder was slightly increased to 0.80 g / cm 3 , but this mixture was used as a briquette molding machine with a screw feeder (Examples 1 to 6, Comparative Examples). As a result, the briquette was once molded, but it was very brittle and could not even be tested for physical properties such as drop strength.
(比較例3)
比較例3として、比較例2と同じ配合での試験を行った。比較例2との違いは次の通りである。比較例2では原料ダスト、還元剤、バインダー等の混合が十分にできていない可能性があると考え、水を4%とバインダー(糖蜜)を2%加えた後の混合時間を30分間に延長した。その混合後の原料の嵩密度は0.81g/cm3と比較例2の場合に比べて微増していた。この混合物を、比較例2と同様にペレットを経由せずにスクリューフィーダー付のブリケット成型機(実施例1〜6、比較例1〜2と同じ条件)に供給した。その結果は比較例2と同じで、ブリケットは一応成型されたが非常に脆く、落下強度等の物性試験を行うことすらできなかった。したがって、混合時間を増加させても、大幅な強度向上に繋がらなかった。
(Comparative Example 3)
As Comparative Example 3, a test with the same composition as Comparative Example 2 was performed. Differences from Comparative Example 2 are as follows. In Comparative Example 2, the mixing of the raw material dust, reducing agent, binder, etc. may be insufficient, and the mixing time after adding 4% water and 2% binder (molasses) is extended to 30 minutes. did. The bulk density of the raw material after the mixing was 0.81 g / cm 3 , which was slightly increased as compared with the case of Comparative Example 2. This mixture was supplied to a briquette molding machine with a screw feeder (the same conditions as in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2) without passing through the pellets as in Comparative Example 2. The result was the same as that of Comparative Example 2, and the briquette was once molded but very brittle and could not even be tested for physical properties such as drop strength. Therefore, increasing the mixing time did not lead to a significant improvement in strength.
(比較例4)
比較例4として、比較例2と同じ配合での試験を行った。但し、二軸式リボン攪拌機(実施例1〜3、比較例1〜3で用いた混合機)を変更し、より混練能力の高いミックスマラー混合機(容器サイズ:直径254mm×幅73mm、圧縮荷重:181〜275N、スプリング加重方式、回転速度:44rpm)を使用した。原料ダストの配合及び混合の手順は比較例2と同じである。
(Comparative Example 4)
As Comparative Example 4, a test with the same composition as Comparative Example 2 was performed. However, a twin-screw type ribbon stirrer (mixer used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3) was changed, and a mixed muller mixer (container size: diameter 254 mm × width 73 mm, compressive load) with higher kneading ability. : 181 to 275 N, spring load system, rotation speed: 44 rpm). The procedure for blending and mixing the raw material dust is the same as in Comparative Example 2.
つまり、微粉のダスト原料85.7%とコークス粉14.3%を二軸式リボン攪拌機で5分間混合し、水を4%とバインダー(糖蜜)を2%加えさらに5分間混合した。その混合後のダスト原料の嵩密度は1.01g/cm3と微増していた。この混合物をミックスマラー混合機で、さらに15分間混合した。そしてペレットを経由せずに、スクリューフィーダー付のブリケット成型機(実施例1と同じ条件)に供給した。結果は、比較例2、3と同じであり、ブリケットは一応成型されたが、非常に脆く、落下強度等の物性試験を行うことすらできなかった。したがって、混練能力の高いミックスマラー混合機を用いても、大幅な強度向上に繋がらなかった。 That is, 85.7% of fine dust raw material and 14.3% of coke powder were mixed for 5 minutes with a biaxial ribbon stirrer, 4% of water and 2% of binder (molasses) were added and further mixed for 5 minutes. The bulk density of the dust raw material after the mixing was slightly increased to 1.01 g / cm 3 . This mixture was further mixed for 15 minutes in a mix muller mixer. And it supplied to the briquette molding machine with the screw feeder (same conditions as Example 1) without going through the pellet. The results were the same as those of Comparative Examples 2 and 3, and the briquette was molded once, but it was very brittle and could not even be tested for physical properties such as drop strength. Therefore, even if a mix muller mixer having a high kneading capacity was used, the strength was not significantly improved.
1 貯蔵庫
2 ミキサー
3 パン式造粒装置
4 ブリケット装置
5 乾燥機
6 回転炉床炉
7 バーナー
8 ダスト回収装置
9 排気ファン
10 熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage 2 Mixer 3 Bread granulator 4 Briquette apparatus 5 Dryer 6 Rotary hearth furnace 7 Burner 8 Dust collection apparatus 9 Exhaust fan 10 Heat exchanger
Claims (9)
前記酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を含んだ状態で、複数の一次粒状物を加圧することにより二次粒状物に成型する工程を含み、
前記酸化亜鉛、酸化鉛、酸化チタンのいずれか1種以上を合計で10質量%以上含有するブリケットの製造方法。 Forming a primary particulate using a powder of a metal oxide containing at least one of zinc oxide, lead oxide, and titanium oxide, and iron oxide;
The zinc oxide, lead oxide, in a state of containing any one or more of titanium oxide, see contains a step of molding the secondary granules by pressurizing a plurality of primary granules,
A method for producing briquettes containing at least 10% by mass of any one or more of zinc oxide, lead oxide and titanium oxide .
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