JP6838390B2 - Manufacturing method of zinc oxide ore - Google Patents

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Description

本発明は、酸化亜鉛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鉱に加えて、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材料として用いる場合における、酸化亜鉛鉱の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing zinc oxide ore. More specifically, the present invention uses zinc oxide ore in the case where fine powdered crude zinc oxide having a higher zinc grade is used as an additional raw material in addition to a raw material ore having a relatively low zinc grade such as steel dust. Regarding the manufacturing method of.

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、酸化亜鉛鉱として回収することが行われている。 Steel dust generated from blast furnaces and electric furnaces in the steel industry contains a considerable amount of zinc and lead components in addition to iron oxide, which is the main component of the steel dust. Is being recovered as zinc oxide ore.

この酸化亜鉛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含有の湿式ケーキ(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、酸化亜鉛鉱を得る方法が広く行われている。 As a general method for producing this zinc oxide ore, crude zinc oxide dust obtained by a reduction roasting step (Walez method) is subjected to a wet step to remove halogen components, and a zinc oxide-containing wet cake obtained in the wet step is obtained. A method of obtaining zinc oxide ore by baking (hereinafter referred to as "crude zinc oxide cake") in a dry-heating rotary kiln (DRK) that performs a drying-heating step is widely used.

ここで、上記の酸化亜鉛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材料が、追加的な原材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材料のことを「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。 Here, in the above-mentioned zinc oxide ore manufacturing process, in addition to the main raw materials such as steel dust, the steel dust generated at the steel mill is further on-site treated in the same place using a rotary hearth furnace or the like. A powdered material in the form of fine powder with a higher zinc grade may be used as an additional raw material. In the present specification, such a fine powdered raw material containing zinc oxide will be referred to as "crude zinc oxide fine powder". The crude zinc oxide fine powder derived from steel dust generally has an extremely small particle size of 2 μm or less in terms of the number-based average particle size (d50) and a water content of 3% by weight or less. Is.

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。 As a procedure for treating such crude zinc oxide fine powder, a procedure (P1 in FIG. 1) that involves a step of repulping with crude zinc oxide dust in a wet step can be mentioned. However, in the case of this procedure, the cohesiveness in the sedimentation separation device after repulping is poor and the sedimentation rate is extremely slow, so that only a very small amount can be treated. Therefore, the slurry extracted from the bottom of the sedimentation separator, that is, the slurry concentration at the inlet of the solid-liquid separator could not be increased, and efficient processing could not be performed.

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材料の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)。 On the other hand, the above-mentioned crude zinc oxide fine powder has a high zinc grade and usually has a low content of impurities such as chlorine and fluorine. Therefore, as long as the chlorine concentration is not more than a predetermined concentration, the treatment procedure (P2 in FIG. 1) of directly feeding the crude zinc oxide cake that has undergone the wet step into the DRK that is subjected to the drying and heating step is followed. Can be considered. Each crude zinc oxide raw material such as a crude zinc oxide cake is usually charged into the DRK by a general-purpose quantitative charging device such as a screw feeder (see Patent Document 1).

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、含水ケーキ状の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材料の重量に対する、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。 However, since the crude zinc oxide fine powder has an extremely small particle size and is dried as described above, the crude zinc oxide fine powder and the crude zinc oxide cake can be completely prepared only by the general-purpose charging device as described above. It is difficult to mix with, and the crude zinc oxide cake in the form of a hydrous cake and the dried crude zinc oxide fine powder are mixed and charged into the DRK. Therefore, in the conventional process, the crude zinc oxide fine powder charged into the DRK has been taken away to the exhaust gas with a high carryover rate. In the present specification, the crude zinc oxide cake after the reduction roasting step, the crude zinc oxide fine powder, etc., were taken away in the DRK exhaust gas with respect to the weight of all the raw materials put into the drying and heating furnace such as DRK. The weight ratio of dust is referred to as "carryover rate" in the drying and heating process.

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、酸化亜鉛鉱の製造設備の稼働率が低下することとなっていた。 When the carryover rate in the drying and heating process increases to 8% by weight or more, dust adheres to and accumulates in the exhaust gas stack and the equipment in the DRK exhaust gas treatment equipment due to the increase in the dust concentration in the DRK exhaust gas. Problems such as blockage of the cleaning liquid piping due to an increase in the slurry concentration of the cleaning liquid occurred, which made it necessary to frequently stop the operation of the DRK, resulting in a decrease in the operating rate of the zinc oxide ore production facility.

特開2009−144213号公報JP-A-2009-144213

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材料として用いる酸化亜鉛鉱の製造において、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、酸化亜鉛焼鉱の生産性を高めることができる製造方法を提供することを課題とする。 In view of the above situation, in the production of zinc oxide ore using crude zinc oxide fine powder having a high zinc grade as an additional raw material, zinc oxide is produced by reducing the carryover rate of the input material in the drying and heating step. An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of increasing the productivity of burnt ore.

本発明者らは、粗酸化亜鉛微粉末を、DRKに投入する前に、予め、せん断力を付与しつつ混錬及び造粒して所定の性状を備える粗酸化亜鉛ペレットとすることにより、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。 Before putting the crude zinc oxide fine powder into the DRK, the present inventors knead and granulate the crude zinc oxide fine powder while applying a shearing force in advance to obtain crude zinc oxide pellets having predetermined properties. We have found that the problems can be solved and have completed the present invention. More specifically, the present invention provides the following.

(1) 亜鉛含有原料鉱と、該亜鉛含有原料鉱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重量%以下の粗酸化亜鉛微粉末と、を原材料として用いる酸化亜鉛鉱の製造方法であって、前記亜鉛含有原料鉱を還元焙焼用ロータリーキルンにて還元焙焼することにより前記亜鉛含有原料鉱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、前記粗酸化亜鉛微粉末をペレット化する混錬造粒工程と、前記粗酸化亜鉛ケーキと、前記粗酸化亜鉛微粉末をペレット化してなる粗酸化亜鉛ペレットと、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酸化亜鉛鉱を得る乾燥加熱工程と、を備え、前記混錬造粒工程は、前記粗酸化亜鉛微粉末を、せん断力を付与しつつ水を添加して混錬した後、更にせん断力を付与しつつ造粒してペレット化する工程であり、前記造粒後の前記粗酸化亜鉛ペレットの水分率が14重量%以上19重量%以下であり、粒子径4mm以上の粒子の割合が30重量%以上での粒度分布である、酸化亜鉛鉱の製造方法。 (1) Zinc-containing raw material ore and crude oxidation having a higher zinc grade than the zinc-containing raw material ore, a chlorine concentration of less than 3%, a number-based average particle size (d50) of 2 μm or less, and a water content of 3% by weight or less. A method for producing zinc oxide ore using fine zinc powder as a raw material. The zinc-containing raw material ore is reduced and roasted in a rotary kiln for reduction roasting to reduce zinc contained in the zinc-containing raw material ore. A reduction roasting step of volatilizing to obtain crude zinc oxide dust, and a wet step of wet-treating the crude zinc oxide dust to remove water-soluble impurities contained in the crude zinc oxide dust to obtain a crude zinc oxide cake. And the kneading granulation step of pelletizing the crude zinc oxide fine powder, the crude zinc oxide cake, and the crude zinc oxide pellets obtained by pelletizing the crude zinc oxide fine powder are put into a rotary kiln for drying and heating. A drying and heating step of obtaining zinc oxide ore by firing the zinc oxide ore is provided. In the kneading and granulating step, the crude zinc oxide fine powder is kneaded by adding water while applying a shearing force. Further, it is a step of granulating and pelletizing while applying a shearing force, and the moisture content of the crude zinc oxide pellet after granulation is 14% by weight or more and 19% by weight or less, and particles having a particle diameter of 4 mm or more. A method for producing zinc oxide ore, which has a particle size distribution of 30% by weight or more.

(2) 前記造粒後の前記粗酸化亜鉛ペレットの水分率が15重量%以上である、(1)に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。 (2) The method for producing zinc oxide ore according to (1), wherein the content of the crude zinc oxide pellets after granulation is 15% by weight or more.

(3) 前記混錬を不等速二軸型混錬機により行い、前記造粒を不等速二軸型造粒機で行う(1)又は(2)に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。 (3) The method for producing zinc oxide ore according to (1) or (2), wherein the kneading is performed by a non-uniform speed twin-screw kneader and the granulation is performed by a non-uniform speed twin-screw granulator. ..

(4) 前記亜鉛含有原料鉱が鉄鋼ダストである、(1)から(3)のいずれかに記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。 (4) The method for producing zinc oxide ore according to any one of (1) to (3), wherein the zinc-containing raw material ore is steel dust.

本発明によれば、粗酸化亜鉛微粉末を追加的な原材料として用いる酸化亜鉛鉱の製造において、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、酸化亜鉛焼鉱の生産性を高めることができる製造方法を提供することができる。 According to the present invention, in the production of zinc oxide ore using crude zinc oxide fine powder as an additional raw material, the productivity of zinc oxide burnt ore is increased by reducing the carryover of the input in the drying and heating step. Can provide a manufacturing method capable of

本発明の酸化亜鉛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。It is a flowchart which shows an example of embodiment of the manufacturing method of zinc oxide ore of this invention. 本発明の酸化亜鉛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。It is sectional drawing of the rotary kiln which can carry out the manufacturing method of zinc oxide ore of this invention preferably.

以下、本発明の酸化亜鉛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。 Hereinafter, a preferred embodiment of the method for producing zinc oxide ore of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

<全体プロセス>
図1に示すように、本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法は、ウェルツ法による酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて、鉄鋼ダスト等の一次原材料に加えて、より亜鉛品位の高い粗酸化亜鉛微粉末を併用して酸化亜鉛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。ウェルツ法による酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて行われる全体プロセスは、鉄鋼ダスト等の一次原材料を還元焙焼して粗酸化亜鉛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フッ素及びカドミウム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と粗酸化亜鉛微粉末とを乾燥加熱して酸化亜鉛鉱(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排ガスを固体と気体へ分離する固気分離処理を行う排ガス処理工程S50、及び、湿式工程S20から排出される排出液を分離処理する排水処理工程S60と、を備える。本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法は、特に乾燥加熱工程S40に投入する粗酸化亜鉛微粉末を、DRKに投入する前段階で、所定の性状を有する粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程S30を、更に必須の工程として行うことを特徴とする。尚、本発明の酸化亜鉛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酸化亜鉛鉱の産出量は、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。
<Overall process>
As shown in FIG. 1, in the method for producing zinc oxide ore of the present invention, in addition to primary raw materials such as steel dust, crude zinc oxide fine powder having a higher zinc grade is produced in a zinc oxide ore production plant by the Waelz process. This is a production method that can be applied when the process of producing zinc oxide ore is carried out in combination. The overall process performed in the zinc oxide ore production plant by the Welts method is the reduction roasting step S10 to obtain crude zinc oxide by reducing and roasting primary raw materials such as steel dust, and the crude zinc oxide obtained in the reduction roasting step S10. Wet step S20 to obtain crude zinc oxide cake by separating and removing fluorine and cadmium from dust, and crude zinc oxide fine powder obtained in wet step S20 are dried and heated to produce zinc oxide (burnt ore). Obtaining Drying and Heating Step S40, Exhaust Gas Treatment Step S50 for Solid Air Separation Treatment to Separate DRK Exhaust Emissions Discharged from Drying and Heating Step S40 into Solid and Gas, and Wastewater for Separating Discharged Liquid Discharged from Wet Step S20 The processing step S60 is provided. The method for producing zinc oxide ore of the present invention is a kneading and granulation step in which crude zinc oxide fine powder to be put into the drying and heating step S40 is made into crude zinc oxide pellets having predetermined properties before being put into DRK. S30 is further performed as an indispensable step. The amount of zinc oxide produced in a production plant to which the method for producing zinc oxide ore of the present invention can be preferably applied is generally, for example, about 6 t / h or more and 10 t / h or less.

本発明の製造方法において原材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35重量%以下、鉛が0.2重量%以上3.5重量%以下、鉄が15重量%以上30重量%以下、塩素が3重量%以上4.5重量%以下、フッ素が0.5重量%以上0.8重量%以下(いずれも乾燥量基準)程度であることが一般的である。尚、18重量%以上35重量%以下の亜鉛含有率は、概ね22重量%以上44重量%以下の酸化亜鉛純度に相当する。 The general composition of the steel dust that can be used as a raw material in the production method of the present invention is as follows: zinc is 18% by weight or more and 35% by weight or less, lead is 0.2% by weight or more and 3.5% by weight or less, and iron. Is generally 15% by weight or more and 30% by weight or less, chlorine is 3% by weight or more and 4.5% by weight or less, and fluorine is 0.5% by weight or more and 0.8% by weight or less (all based on the dry amount). Is the target. The zinc content of 18% by weight or more and 35% by weight or less corresponds to the purity of zinc oxide of approximately 22% by weight or more and 44% by weight or less.

<還元焙焼工程>
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に投入する一次原材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、石炭、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1100〜1200℃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、捕捉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8〜20%程度の塩素等のハロゲン不純物を含有する。
<Reduction roasting process>
As a specific method for performing the reduction roasting step S10, it is common to adopt a reduction roasting method using a reduction roasting rotary kiln (RRK). Further, steel dust is widely used as a primary raw material to be charged into RRK. Steel dust is continuously charged into RRK together with a carbonaceous reducing agent such as coal and coke and limestone. Inside the RRK body, the maximum temperature of the object to be treated is controlled to about 1100 to 1200 ° C. by the combustion of heavy oil and the combustion of the charged carbonaceous reducing agent. Steel dust is reduced and roasted in the RRK body, and the volatilized metallic zinc is reoxidized in the exhaust gas to become powdery zinc oxide. Lead contained in a small amount in steel dust volatilizes as lead oxide. Powdered zinc oxide, lead oxide and the like are introduced into the dust collector together with the exhaust gas from RRK, captured and recovered as crude zinc oxide dust. This crude zinc oxide dust generally contains about 8 to 20% of halogen impurities such as chlorine.

<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を処理液中に分離抽出し、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除去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水分強制脱水装置を用いる。そして不純物を十分に除去した上記のスラリーを、真空吸引型脱水機等によって脱水し、酸化亜鉛含有の湿式ケーキ(粗酸化亜鉛ケーキ)とし、これを次工程の乾燥加熱工程S40に投入する。
<Wet process>
In the wet step S20, the above halogen impurities contained in the crude zinc oxide dust recovered through the reduction roasting step S10 are separated and extracted into the treatment liquid, and further, the impurities are removed from the crude zinc oxide dust by the solid-liquid separation treatment. This is a step of performing a wet treatment. In the wet step S20, crude zinc oxide dust is repulped to obtain a slurry containing crude zinc oxide. By this treatment, halogen impurities such as chlorine and cadmium contained in the crude zinc oxide dust are mainly distributed in the treatment liquid. Then, in this state, the treatment liquid to which impurities are distributed is separated into a discharge liquid by solid-liquid separation. For the dehydration treatment for solid-liquid separation, a gravity settling slurry concentrator such as a thickener or a water forced dehydrator such as a vacuum dehydrator is used. Then, the above slurry from which impurities have been sufficiently removed is dehydrated by a vacuum suction type dehydrator or the like to obtain a wet cake containing zinc oxide (crude zinc oxide cake), which is put into the drying and heating step S40 of the next step.

<混錬造粒工程>
混錬造粒工程S30は、粗酸化亜鉛微粉末を、DRKに投入する前に、予め、本発明特有の「キャリーオーバーしにくい特有の性状」を備える粗酸化亜鉛ペレットとする工程である。この「キャリーオーバーしにくい特有の性状」とは、粗酸化亜鉛ペレットが特定の粒度分布及び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」の状態でペレット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、ペレットの内部に乾燥微粉末が内封されている状態、或いは、乾燥微粉末状態のペレットが粗酸化亜鉛ケーキの中に分散して内封されている状態等である。本発明の製造方法においては、粗酸化亜鉛微粉末のペレット化の手段を、同粉末に強力なせん断力を付与しつつ混錬及び造粒を行うことができる方法に特定することによって、造粒後の粗酸化亜鉛ペレットにこのような「キャリーオーバーしにくい特有の性状」を備えさせることができる。
<Kneading and granulation process>
The kneading and granulating step S30 is a step of converting the crude zinc oxide fine powder into crude zinc oxide pellets having "unique properties that are difficult to carry over" peculiar to the present invention before being charged into the DRK. This "unique property that does not easily carry over" means that the crude zinc oxide pellets have a specific particle size distribution and a specific water content range, and also remain in the pellets in a so-called "lump" state. It means that the amount of crude zinc oxide fine powder to be produced is extremely small. As used herein, the term "lump" refers to a state in which uncontrolled humidity dry fine powder is unevenly present. More specifically, it is a state in which the dry fine powder is sealed inside the pellet, or a state in which the pellet in the dry fine powder state is dispersed and sealed in the crude zinc oxide cake. In the production method of the present invention, the means for pelletizing the crude zinc oxide fine powder is specified as a method capable of kneading and granulating while applying a strong shearing force to the powder, thereby granulating. Later crude zinc oxide pellets can be provided with such "unique properties that are difficult to carry over".

[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鉱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材料である。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、酸化亜鉛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。
[Crude zinc oxide fine powder]
Here, the crude zinc oxide fine powder to be treated by the production method of the present invention has a higher zinc grade and a higher chlorine concentration than the zinc-containing ore which is the primary raw material to be charged into the reduction roasting step S10 in the production method. It is a fine powder raw material of less than 3%. The zinc grade of this crude zinc oxide fine powder is preferably 50% by weight or more based on the dry weight. The number-based average particle size (d50) of the crude zinc oxide fine powder is 2 μm or less, and the water content is 3% by weight or less. For example, coarse zinc oxide dust in the form of fine powder generated by on-site treatment of steel dust generated in a steel mill using a rotary hearth furnace or the like in the steel mill is widely applicable, and zinc oxide ore It is used as a general secondary raw material in the production of. The particle size of the fine powder is a numerical value that can be measured by a laser analysis / scattering method.

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%(いずれも乾燥量基準)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。 The composition of the above-mentioned crude zinc oxide fine powder derived from steel dust is 52% by weight of zinc, 4% by weight of lead, 12% by weight of iron, 2% by weight of chlorine, and 0.5% by weight of fluorine (any of them). Generally, it is about the dry amount standard). The zinc content of 52% by weight corresponds to approximately 65% by weight of zinc oxide purity.

従来の一般的な酸化亜鉛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、いず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不等速二軸型混錬機によって水を添加して混錬した後、不等速二軸型造粒機によって造粒した「キャリーオーバーしにくい特有の性状」の粗酸化亜鉛ペレットを得て、これを直接DRKに投入することにより、上記いずれの場合の問題についても解決することができる。 In the whole process of conventional general zinc oxide production, the crude zinc oxide fine powder is put into a wet step (P1), or in many cases, the crude zinc oxide cake obtained in the wet step S20. At the same time, it is directly charged into the DRK in which the drying and heating step S40 is performed (P2). As described above, in the former case (P1), the productivity is mainly due to the low processing efficiency of the wet treatment, and in the latter case (P2), the productivity is mainly due to the high carryover rate. There was a problem that it was forced to decline. In the production method of the present invention, crude zinc oxide fine powder is kneaded by adding water with a non-uniform speed twin-screw kneader, and then granulated by a non-uniform speed twin-screw granulator. By obtaining crude zinc oxide pellets having "difficult-to-difficult properties" and directly feeding them into the DRK, the problems in any of the above cases can be solved.

[粗酸化亜鉛ペレット]
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、せん断力を付与しつつ水を添加して混錬後、更にせん断力を付与しつつ造粒して、「特有の性状」を備える粗酸化亜鉛ペレットとすることにより、上述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。せん断力を付与しつつ行う混錬及び造粒は、不等速二軸型混錬機及び不等速二軸型造粒機を用いて行うことができる。
[Crude zinc oxide pellets]
In the production method of the present invention, the above crude zinc oxide fine powder is kneaded by adding water while applying a shearing force, and then granulated while further applying a shearing force to obtain "unique properties". By using the provided crude zinc oxide pellets, the above-mentioned carryover rate can be significantly reduced. Kneading and granulation performed while applying a shearing force can be performed using a non-constant velocity biaxial kneader and a non-constant velocity biaxial granulator.

本発明の製造方法における混錬造粒工程によって造粒される粗酸化亜鉛ペレットは、水分率が14重量%以上19重量%以下、好ましくは15重量%以上19重量%以下である。粗酸化亜鉛ペレットの水分率が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」状態のペレットの強度は極めて低く、DRKにおけるキャリーオーバー率が増加する。又、粗酸化亜鉛ペレット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容易に粉砕されて発塵の原因となる。一方、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が19重量%を超えると、水分過多により造粒できずに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。 The crude zinc oxide pellets granulated by the kneading and granulating step in the production method of the present invention have a water content of 14% by weight or more and 19% by weight or less, preferably 15% by weight or more and 19% by weight or less. If the water content of the crude zinc oxide pellets is less than 14% by weight, the proportion of pellets, so-called "lumps", in which unconditioned humidity dry fine powder is encapsulated increases. The strength of the pellets in the "lump" state is extremely low, increasing the carryover rate in the DRK. Further, when the crude zinc oxide pellets are conveyed, they are easily crushed by a drop impact or the like at the time of transfer between conveyors constituting the transfer device, which causes dust generation. On the other hand, if the water content of the crude zinc oxide pellets exceeds 19% by weight, the proportion of cake-like or paste-like products that cannot be granulated due to excessive water content increases, the amount of adhesion to the transport device increases, or for quantitative cutting. It becomes difficult to transport due to the shelving of the hopper.

又、上記造粒後の粗酸化亜鉛ペレットの粒子径については4mm以上の粒子の割合が30重量%以上での粒度分布となるようにする。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットの粒子径は、造粒時間によって変動するため、例えば造粒機の撹拌翼の回転速度を適宜最適化することによって上記範囲に調整することができる。粗酸化亜鉛ペレットの粒度分布を上記範囲に保持することで、キャリーオーバーの抑制、及び、微粉末状の粗酸化亜鉛粉末の搬送時における、搬送装置コンベアからの発塵も抑制することができる。 Regarding the particle size of the crude zinc oxide pellets after granulation, the particle size distribution should be such that the proportion of particles having a size of 4 mm or more is 30% by weight or more. Since the particle size of the crude zinc oxide pellets after granulation varies depending on the granulation time, it can be adjusted to the above range by, for example, optimizing the rotation speed of the stirring blade of the granulator. By keeping the particle size distribution of the crude zinc oxide pellets in the above range, it is possible to suppress carryover and also suppress dust generation from the conveyor of the transport device during transport of the fine powder of crude zinc oxide powder.

[不等速二軸型混錬機・不等速二軸型造粒機]
本発明の製造方法においては、粗酸化亜鉛微粉末にせん断力を付与しつつ混錬及び造粒を行うためには、不等速二軸型混錬機及び不等速二軸型造粒機を用いてこれらの各処理を行うことが好ましい。
[Non-constant speed twin-screw kneader / non-constant speed twin-screw granulator]
In the production method of the present invention, in order to perform kneading and granulation while applying a shearing force to crude zinc oxide fine powder, a non-uniform speed twin-screw kneader and a non-uniform speed twin-screw granulator It is preferable to carry out each of these treatments using.

不等速二軸型混錬機には、回転軸上に複数の板状又はロッド状の撹拌翼が配列されており、一般的なドラム型混錬機やパン型混錬機と比較して、せん断力が働くために、粉状物の混合能力が高いという特徴を有する。又、それぞれの軸の回転速度が不等速であることにより、より混合能力が高くなる。それぞれの軸の回転速度比は、例えば、4:5に設定される。不等速二軸型混錬機で混錬される粗酸化亜鉛微粉末には、造粒時のバインダーとしての水が添加され、造粒後の粗酸化亜鉛ペレットの水分率が特定の範囲となるように調湿される。 The non-constant speed biaxial kneader has a plurality of plate-shaped or rod-shaped stirring blades arranged on the rotating shaft, which is compared with a general drum-type kneader or pan-type kneader. Since the shearing force works, it has a feature that the mixing ability of powdery substances is high. Further, since the rotation speeds of the respective shafts are unequal, the mixing capacity becomes higher. The rotation speed ratio of each axis is set to, for example, 4: 5. Water as a binder during granulation is added to the crude zinc oxide fine powder kneaded with a non-uniform velocity twin-screw kneader, and the moisture content of the crude zinc oxide pellets after granulation is within a specific range. The humidity is adjusted so that it becomes.

不等速二軸型混錬機と同様に、不等速二軸型造粒機にも、回転軸上に複数の板状又はロッド状の撹拌翼が配列されており、一般的なドラム型造粒機やパン型造粒機と比較して、混合状態が良く、上述したダマが極めて発生しにくいという特徴を有する。又、それぞれの軸の回転速度が不等速であることにより、より混合能力が高くなる。それぞれの軸の回転速度比は、例えば、4:5に設定される。 Similar to the non-constant velocity biaxial kneader, the non-constant velocity biaxial granulator also has a plurality of plate-shaped or rod-shaped stirring blades arranged on the rotating shaft, and is a general drum type. Compared with a granulator or a pan-type granulator, the mixing state is good, and the above-mentioned lumps are extremely unlikely to occur. Further, since the rotation speeds of the respective shafts are unequal, the mixing capacity becomes higher. The rotation speed ratio of each axis is set to, for example, 4: 5.

尚、不等速二軸型混錬機・不等速二軸型造粒機は、必ずしも本発明の必須の構成要件ではないが、本発明の効果を高い確度で発現させるための粗酸化亜鉛ペレットの造粒手段として、現在使用可能な装置は、実質的にこれらの装置にほぼ限定されている。もちろん混錬及び造粒の過程で粗酸化亜鉛微粉末に高いせん断力を付与することができる混錬造粒手段であれば上記装置に準ずる他の手段で行うプロセスであっても本発明の範囲である。 The non-constant velocity twin-screw kneader and the non-constant velocity twin-screw granulator are not necessarily essential constituents of the present invention, but crude zinc oxide for exhibiting the effects of the present invention with high accuracy. The devices currently available as a means of granulating pellets are substantially limited to these devices. Of course, as long as it is a kneaded granulation means capable of imparting a high shearing force to the crude zinc oxide fine powder in the process of kneading and granulation, even if it is a process performed by other means similar to the above apparatus, the scope of the present invention Is.

<乾燥加熱工程>
乾燥加熱工程S40は、湿式工程S20において上記の酸化亜鉛ケーキ、及び混錬造粒工程S30を経て得ることができる、本発明特有の性状を有する粗酸化亜鉛ペレットを、DRKに装入して焼成することにより、カドミウム及びフッ素濃度を更に低減させ、酸化亜鉛鉱(焼鉱)を得る工程である。
<Drying and heating process>
In the drying and heating step S40, the zinc oxide cake and the crude zinc oxide pellets having the properties peculiar to the present invention, which can be obtained through the above-mentioned zinc oxide cake and the kneading and granulating step S30 in the wet step S20, are charged into the DRK and fired. This is a step of further reducing the concentrations of cadmium and fluorine to obtain zinc oxide ore (calcination).

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、1100℃以上1150℃以下となるように維持管理することが好ましい。ここで、DRKに投入される粗酸化亜鉛ケーキ中に尚残留するフッ素の形態は、一般的に、大部分が塩化フッ化鉛(PbFCl)で、一部が、2フッ化カルシウム(CaF)となっている。このうちPbFClは焼鉱の温度を上記温度範囲内に維持することによりほぼ全量が分解揮発され、PbFCl由来の塩素とフッ素は、ほぼ全量が排ガス処理工程S50内の排ガス処理設備に排出される。 The heating temperature in the drying and heating step S40 is preferably maintained and managed so that the temperature of the burnt ore when discharged from the DRK is 1100 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower. Here, the form of fluorine still remaining in the crude zinc oxide cake charged into the DRK is generally mostly lead chloride (PbFCl) and partly calcium difluoride (CaF 2 ). It has become. Of these, almost all of PbFCl is decomposed and volatilized by maintaining the temperature of the burnt ore within the above temperature range, and almost all of chlorine and fluorine derived from PbFCl are discharged to the exhaust gas treatment facility in the exhaust gas treatment step S50.

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61質量%以上68質量%以下、鉛が7質量%以上10質量%以下、塩素が0.3質量%以上0.9質量%以下、フッ素が0.2質量%以上1.5質量%以下(いずれも乾燥量基準)である。この粗酸化亜鉛ケーキは、上述の粗酸化亜鉛微粉末をペレット化してなる粗酸化亜鉛ペレットと共に、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。 The moisture content of the crude zinc oxide cake to be treated in this drying and heating step S40 is generally 20% by mass or more and 30% by mass or less. The general composition of this crude zinc oxide cake is that zinc is 61% by mass or more and 68% by mass or less, lead is 7% by mass or more and 10% by mass or less, and chlorine is 0.3% by mass or more and 0.9% by mass or less. , Fluorine is 0.2% by mass or more and 1.5% by mass or less (both are based on the dry amount). This crude zinc oxide cake is charged into the DRK by a quantitative charging device such as a screw feeder together with the crude zinc oxide pellets obtained by pelletizing the above-mentioned crude zinc oxide fine powder.

DRKに投入された粗酸化亜鉛ケーキ及び粗酸化亜鉛ペレットは、乾燥され、加熱され、排出端側で焼成される。 The crude zinc oxide cake and the crude zinc oxide pellets charged into the DRK are dried, heated, and fired on the discharge end side.

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。 The exhaust gas generated by the DRK is sucked from the charging end side, removed via a wet exhaust gas cleaning facility and a wet electrostatic precipitator, and discharged from the chimney via a blower such as a fan.

乾燥加熱工程において、DRKから排出される酸化亜鉛鉱のサイズは、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(いずれも乾燥量基準)である。 In the drying and heating step, the size of zinc oxide ore discharged from DRK is generally 1 mm or more and 6 mm or less, and its general composition is 60% by mass or more and 70% by mass or less of zinc and 3% by mass or more of lead. 5% by mass or less, chlorine is 0.5% by mass or more and 1.5% by mass or less, and fluorine is about 0.6% by mass or less (all based on the dry amount).

[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、酸化亜鉛ケーキ及び粗酸化亜鉛ペレット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。
[Rotary Kiln]
As the DRK used for performing the drying and heating step S40, a rotary kiln 1 as shown in FIG. 2 can be used. The rotary kiln 1 is a heating device provided near the kiln main body 10 which is a cylindrical kiln having fire resistance, a transport device 20 which is a means for transporting zinc oxide cake and crude zinc oxide pellets, and a discharge port 12 side of the kiln main body 10. Yes The burner section 30, which is the heat source of the rotary kiln 1, the drive gear 40 that transmits the rotational force in the R direction in the figure to the kiln body 10, the fixed hood 50 that prevents the diffusion of exhaust gas discharged from the kiln body 10, and the kiln. It is a rotary heating furnace provided with a kiln support portion (not shown) that supports the main body 10.

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1100℃以上1300℃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、酸化亜鉛ケーキ及び酸化亜鉛ペレットの混合物であるDRK投入原材料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。酸化亜鉛ケーキ及び酸化亜鉛ペレットのDRK投入原材料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。 The rotary kiln 1 having the above configuration heats the inside of the kiln main body 10 to a high temperature of about 1100 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower by the burner portion 30, and conveys the kiln main body 10 in a state of being rotated in the R direction by the drive gear 40. The apparatus 20 continuously charges the DRK charging raw material 2, which is a mixture of zinc oxide cake and zinc oxide pellets, from the charging port 11 in the a direction shown in FIG. The DRK input raw material 2 of the zinc oxide cake and zinc oxide pellets moves in the kiln body 10 toward the discharge port 12 while being stirred and fired along the inclination of the kiln body 10, and the temperature is high from the discharge port 12. It is discharged in the b direction as a product to be fired.

搬送装置20は、キルン本体に投入する酸化亜鉛ケーキを、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。 The transport device 20 is a device for transporting and charging zinc oxide cake to be charged into the kiln main body 10 into the kiln main body 10, and is inserted and arranged in the furnace from the furnace butt side of the kiln main body 10. The transport device 20 is not particularly limited, but as an example, a non-uniform speed twin-screw conveyor that exhibits excellent stirring power particularly during transport of zinc oxide cake can be preferably used.

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、付着性が高い酸化亜鉛ケーキを含むDRK投入原材料2を詰まらせることなく円滑に搬送することができる。 In the non-constant speed biaxial screw conveyor, unlike a belt conveyor and a conventionally known general screw conveyor, two rotating shafts rotate at a non-constant speed. Therefore, a delicate different phase conversion occurs, and the kneaded blades scrape each other's transported objects. As a result, the non-constant velocity twin-screw conveyor can smoothly convey the DRK input raw material 2 containing the highly adhesive zinc oxide cake while self-cleaning without clogging.

ロータリーキルンから排出される酸化亜鉛鉱の焼鉱の温度は、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、酸化亜鉛鉱の焼鉱の温度で、900℃以上1200℃以下の範囲となるように維持管理する。 The temperature of the zinc oxide ore burnt discharged from the rotary kiln is continuously measured and monitored by a radiation thermometer. Here, the firing temperature is maintained and managed so as to be in the range of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower at the firing temperature of zinc oxide ore.

<排ガス処理工程>
排ガス処理工程S50では、乾燥加熱工程S40においてDRKから排出されたDRK排ガスの固気分離処理を行う。分離回収されたDRK排ガスダストは、洗浄して酸化亜鉛含有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る。
<Exhaust gas treatment process>
In the exhaust gas treatment step S50, the solid air separation treatment of the DRK exhaust gas discharged from the DRK is performed in the drying and heating step S40. The separated and recovered DRK exhaust gas dust is washed and recycled as a zinc oxide-containing slurry in the wet step S20, which is an upstream step of the drying and heating step S40, to perform a treatment for effective utilization of metal resources.

<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から分離されたフッ素やカドミウムを高濃度で含有する廃液から、フッ素及び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。
<Wastewater treatment process>
The wastewater treatment step S60 removes fluorine and cadmium from the waste liquid containing high concentrations of fluorine and cadmium separated from crude zinc oxide in the wet step S20, and further neutralizes heavy metals contained in a trace amount in the waste liquid. This is a step of forming a precipitate and finally adjusting the pH to make harmless wastewater.

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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Further, the effects described in the embodiments of the present invention merely list the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are not limited to the above embodiments.

図1に示す全体プロセスを実施可能な粗酸化亜鉛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鉱製造の試験操業を行った。各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。いず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材料として用いた。
測定観察結果については下記表2に記す通りであった。
In a crude zinc oxide production plant capable of carrying out the entire process shown in FIG. 1, a test operation of crude zinc oxide ore production by the production method of the present invention was carried out. The effect of the present invention was verified by measuring the carryover rate of the raw material in the drying and heating step in the test operation of each Example and Comparative Example and observing the state of dust generation during transportation to the DRK. In each operation, steel dust and crude zinc oxide fine powder having the compositions shown in Table 1 below were used as raw materials.
The measurement and observation results are as shown in Table 2 below.

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[実施例1]
(混錬造粒工程)
DRKへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、微粉末状の原材料にせん断力を付与しながら混錬造粒することが可能な下記の混錬及び造粒装置を用いてこれを行った。混錬時のバインダーとしての水の添加量は、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が19重量%となるように調整した。混錬造粒工程における粗酸化亜鉛微粉末の処理量は15t/hとした。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットについて篩分法により測定した粒度分布は、4mm以上の割合が85重量%であった。
不等速二軸型混錬機:株式会社新日南製の「ダウ・ミキサー(登録商標)」
不等速二軸型造粒機:株式会社新日南製の「ダウ・ペレタイザー(登録商標)」
尚、不等速二軸型混錬機の回転数は20RPM及び25RPM(インバータ周波数で60Hz)、不等速二軸型造粒機の回転数も20RPM及び25RPM(インバータ周波数で60Hz)とした。
(乾燥加熱工程)
上記混錬造粒工程で得た粗酸化亜鉛ペレットを、7〜8t/hの酸化亜鉛鉱を製造するDRKに、1〜2t/hの処理量で投入した。
[Example 1]
(Kneading and granulation process)
Regarding the kneading and granulation process in which the crude zinc oxide fine powder to be input to the DRK is used as crude zinc oxide pellets, the following kneading and granulation can be performed while applying shearing force to the fine powdered raw material. This was done using a granulator. The amount of water added as a binder during kneading was adjusted so that the water content of the crude zinc oxide pellets was 19% by weight. The treatment amount of the crude zinc oxide fine powder in the kneading and granulating step was 15 t / h. The particle size distribution of the crude zinc oxide pellets after granulation measured by the sieving method was 85% by weight in a proportion of 4 mm or more.
Non-constant speed twin-screw kneader: "Dow Mixer (registered trademark)" manufactured by Shin Nichinan Co., Ltd.
Non-constant speed twin-screw granulator: "Dow Peletizer (registered trademark)" manufactured by Shin Nichinan Co., Ltd.
The rotation speeds of the non-uniform speed twin-screw kneader were set to 20 RPM and 25 RPM (60 Hz at the inverter frequency), and the rotation speeds of the non-uniform speed twin-screw granulator were also set to 20 RPM and 25 RPM (60 Hz at the inverter frequency).
(Drying and heating process)
The crude zinc oxide pellets obtained in the above kneading and granulation step were put into a DRK for producing 7 to 8 t / h zinc oxide ore at a treatment amount of 1 to 2 t / h.

[実施例2]
(混錬造粒工程)
DRKへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、バインダーとしての水の添加量を、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が15重量%となるように調整した以外は、実施例1と同様の設備及び条件で行った。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットについて篩分法により測定した粒度分布は、4mm以上の割合が70重量%であった。
(乾燥加熱工程)
乾燥加熱工程については、実施例1と同条件で行った。
[Example 2]
(Kneading and granulation process)
In the kneading and granulation step in which the crude zinc oxide fine powder charged into the DRK was used as the crude zinc oxide pellets, the amount of water added as a binder was adjusted so that the water content of the crude zinc oxide pellets was 15% by weight. Except for the above, the same equipment and conditions as in Example 1 were used. The particle size distribution of the crude zinc oxide pellets after granulation measured by the sieving method was 70% by weight in a proportion of 4 mm or more.
(Drying and heating process)
The drying and heating step was carried out under the same conditions as in Example 1.

[実施例3]
(混錬造粒工程)
DRKへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、バインダーとしての水の添加量を、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が14重量%となるように調整した以外は、実施例1と同様の設備及び条件で行った。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットについて篩分法により測定した粒度分布は、4mm以上の割合が35重量%であった。
(乾燥加熱工程)
乾燥加熱工程については、実施例1と同条件で行った。
[Example 3]
(Kneading and granulation process)
In the kneading and granulation step in which the crude zinc oxide fine powder charged into the DRK was used as the crude zinc oxide pellets, the amount of water added as a binder was adjusted so that the water content of the crude zinc oxide pellets was 14% by weight. Except for the above, the same equipment and conditions as in Example 1 were used. The particle size distribution of the crude zinc oxide pellets after granulation measured by the sieving method was 35% by weight in a proportion of 4 mm or more.
(Drying and heating process)
The drying and heating step was carried out under the same conditions as in Example 1.

[比較例1]
(混錬造粒工程)
DRKへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、バインダーとしての水の添加量を、粗酸化亜鉛ペレットの水分率が20重量%となるように調整した以外は、実施例1と同様の設備及び条件で行った。その結果、水分過多で造粒できず含水ケーキ状となり、搬送ベルト、切り出しホッパーへの付着量が増加して、搬送が困難な状態となった。
[Comparative Example 1]
(Kneading and granulation process)
In the kneading and granulation step in which the crude zinc oxide fine powder charged into the DRK was used as the crude zinc oxide pellets, the amount of water added as a binder was adjusted so that the water content of the crude zinc oxide pellets was 20% by weight. Except for the above, the same equipment and conditions as in Example 1 were used. As a result, it became a water-containing cake because it could not be granulated due to excessive water content, and the amount of adhesion to the transport belt and the cut-out hopper increased, which made it difficult to transport.

[比較例2]
(混錬造粒工程)
混錬造粒工程を行わずに、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)
実施例1の条件に準じ、7〜8t/hの酸化亜鉛鉱を製造するDRKに、上記の粗酸化亜鉛微粉末を1〜2t/hの処理量で投入した。
[Comparative Example 2]
(Kneading and granulation process)
The crude zinc oxide fine powder was put into the DRK as it was without performing the kneading and granulating step (procedure of P2 in FIG. 1).
(Drying and heating process)
According to the conditions of Example 1, the above crude zinc oxide fine powder was charged into a DRK for producing 7 to 8 t / h zinc oxide ore at a treatment amount of 1 to 2 t / h.

[比較例3]
(混錬造粒工程)
DRKへ投入する粗酸化亜鉛微粉末を粗酸化亜鉛ペレットとする混錬造粒工程については、微粉末状の原材料を、一般的なドラム型混錬機、及びパン型造粒機からなる混錬造粒装置を用いて、せん断力を付与することなく混錬造粒を行った。混錬時のバインダーとしての水の添加量は、実施例1と同じく粗酸化亜鉛ペレットの水分率が19重量%となるように調整した。混錬造粒工程における粗酸化亜鉛微粉末の処理量も実施例と同じく15t/hとした。造粒後の粗酸化亜鉛ペレットについて篩分法により測定した粒度分布は、4mm以上の割合が80重量%であった。
(乾燥加熱工程)
乾燥加熱工程については、実施例1と同条件で行った。
[Comparative Example 3]
(Kneading and granulation process)
In the kneading and granulation process in which the crude zinc oxide fine powder to be input to the DRK is used as crude zinc oxide pellets, the raw material in the form of fine powder is kneaded by a general drum type kneader and a pan type granulator. Using a granulator, kneading and granulation was performed without applying a shearing force. The amount of water added as a binder during kneading was adjusted so that the water content of the crude zinc oxide pellets was 19% by weight as in Example 1. The treatment amount of the crude zinc oxide fine powder in the kneading and granulating step was also set to 15 t / h as in the examples. The particle size distribution of the crude zinc oxide pellets after granulation measured by the sieving method was 80% by weight in a proportion of 4 mm or more.
(Drying and heating process)
The drying and heating step was carried out under the same conditions as in Example 1.

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上記結果より、本発明の製造方法は、酸化亜鉛焼鉱の製造において、DRKへの粗酸化亜鉛微粉末の投入時に、粗酸化亜鉛微粉末を、例えば、不等速二軸型混錬機及び不等速二軸型造粒機からなる混錬造粒装置によって、せん断力を付与しつつ混錬造粒することにより、キャリーオーバー率を低減させることができる製造方法であり、これにより、酸化亜鉛焼鉱の生産性の向上に寄与しうる製造方法であることが分かる。 From the above results, in the production of zinc oxide burnt ore, the production method of the present invention uses a crude zinc oxide fine powder, for example, a non-uniform velocity twin-screw kneader and a non-uniform velocity twin-screw kneader when the crude zinc oxide fine powder is charged into the DRK. It is a manufacturing method that can reduce the carryover rate by kneading and granulating while applying shearing force by a kneading and granulating device consisting of a non-constant velocity twin-screw granulator. It can be seen that this is a production method that can contribute to the improvement of the productivity of zinc oxide ore.

S10 還元焙焼工程
S20 湿式工程
S30 混錬造粒工程
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 DRK投入原材料
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
S10 Reduction roasting process S20 Wet process S30 Kneading and granulation process S40 Drying and heating process S50 Exhaust gas treatment process S60 Wastewater treatment process 1 Rotary kiln 2 DRK Raw material 10 Kiln body 11 Input port 12 Discharge port 20 Conveyor device 30 Burner section 40 Drive gear 50 Fixed hood

Claims (4)

亜鉛含有原料鉱と、該亜鉛含有原料鉱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重量%以下の粗酸化亜鉛微粉末と、を原材料として用いる酸化亜鉛鉱の製造方法であって、
前記亜鉛含有原料鉱を還元焙焼用ロータリーキルンにて還元焙焼することにより前記亜鉛含有原料鉱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、
前記粗酸化亜鉛微粉末をペレット化する混錬造粒工程と、
前記粗酸化亜鉛ケーキと、前記粗酸化亜鉛微粉末をペレット化してなる粗酸化亜鉛ペレットと、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酸化亜鉛鉱を得る乾燥加熱工程と、を備え、
前記混錬造粒工程は、前記粗酸化亜鉛微粉末を、せん断力を付与しつつ水を添加して混錬した後、更にせん断力を付与しつつ造粒してペレット化する工程であり、
前記造粒後の前記粗酸化亜鉛ペレットは、水分率が14重量%以上19重量%以下であり、且つ、粒子径4mm以上の粒子の割合が30重量%以上粒度分布である、酸化亜鉛鉱の製造方法。
Zinc-containing raw material ore and crude zinc oxide fine powder having a higher zinc grade than the zinc-containing raw material ore, a chlorine concentration of less than 3%, a number-based average particle size (d50) of 2 μm or less, and a water content of 3% by weight or less. Is a method for producing zinc oxide ore using
A reduction roasting step in which zinc contained in the zinc-containing raw material ore is reduced and volatilized to obtain crude zinc oxide dust by reducing and roasting the zinc-containing raw material ore in a rotary kiln for reduction roasting.
A wet step of removing water-soluble impurities contained in the crude zinc oxide dust by wet-treating the crude zinc oxide dust to obtain a crude zinc oxide cake.
The kneading and granulating step of pelletizing the crude zinc oxide fine powder and
The crude zinc oxide cake and the crude zinc oxide pellets obtained by pelletizing the crude zinc oxide fine powder are put into a rotary kiln for drying and heating and calcined to obtain zinc oxide ore.
The kneading and granulating step is a step of kneading the crude zinc oxide fine powder by adding water while applying a shearing force, and then granulating and pelletizing the crude zinc oxide fine powder while further applying a shearing force.
The crude zinc oxide pellets after the granulation, the water content is at 19 wt% or less 14 wt% or more and the ratio of particles diameter 4mm or more of the particles is 30 wt% or more of the particle size distribution, zinc oxide ore Manufacturing method.
前記造粒後の前記粗酸化亜鉛ペレットの水分率が15重量%以上である、請求項1に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。 The method for producing zinc oxide ore according to claim 1, wherein the content of the crude zinc oxide pellets after granulation is 15% by weight or more. 前記混錬を不等速二軸型混錬機により行い、前記造粒を不等速二軸型造粒機で行う請求項1又は2に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。 The method for producing zinc oxide ore according to claim 1 or 2, wherein the kneading is performed by a non-uniform speed twin-screw kneader, and the granulation is performed by a non-uniform speed twin-screw granulator. 前記亜鉛含有原料鉱が鉄鋼ダストである、請求項1から3のいずれかに記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。 The method for producing zinc oxide ore according to any one of claims 1 to 3, wherein the zinc-containing raw material ore is steel dust.
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