JP7099299B2 - Manufacturing method of zinc oxide ore - Google Patents

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Description

本発明は、鉄鋼ダストを原料として酸化亜鉛鉱を製造する酸化亜鉛鉱の製造方法に関する。更に詳しくは、リサイクル品でもあり、通常、その組成にある程度のバラツキがある鉄鋼ダストを原料として用いて酸化亜鉛鉱を製造する場合において、高い亜鉛回収率を安定して保持することができ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, which produces zinc oxide ore from steel dust as a raw material. More specifically, zinc oxide can stably maintain a high zinc recovery rate when zinc oxide ore is produced using steel dust, which is also a recycled product and usually has a certain degree of variation in its composition, as a raw material. Regarding the method of producing ore.

従来、亜鉛製錬所における亜鉛地金の原料として、粗酸化亜鉛等の亜鉛含有鉱から、不純物を分離除去して得た酸化亜鉛鉱が広く用いられている。酸化亜鉛鉱の原料となる粗酸化亜鉛ダストは、例えば、亜鉛含有鉱であり鉄鋼業における高炉や電気炉等から発生する鉄鋼ダストに還元焙焼処理を施すことによって得ることができる。この鉄鋼ダストの還元焙焼処理は、一般に、ロータリーキルンによる還元焙焼処理によって行われる。ロータリーキルンによる還元焙焼処理を行う場合、原料とする鉄鋼ダストは、カーボン等の炭素質還元剤と、組成調整剤である石灰石とともに、ロータリーキルン内に投入される。(特許文献1参照)。 Conventionally, zinc oxide ore obtained by separating and removing impurities from zinc-containing ore such as crude zinc oxide has been widely used as a raw material for zinc bullion in a zinc smelter. Crude zinc oxide dust, which is a raw material for zinc oxide ore, is a zinc-containing ore and can be obtained by subjecting steel dust generated from a blast furnace, an electric furnace, or the like in the steel industry to a reduction roasting treatment. This reduction roasting process of steel dust is generally performed by a reduction roasting process using a rotary kiln. When the reduction roasting process is performed by a rotary kiln, the steel dust as a raw material is put into the rotary kiln together with a carbonaceous reducing agent such as carbon and limestone which is a composition adjusting agent. (See Patent Document 1).

還元焙焼処理を行うロータリーキルン(本明細書において以下、「還元焙焼ロータリーキルン(RRK)」とも称する)内は燃料重油と上記の炭素質還元剤の燃焼により、最高温度が1050~1200℃程度に制御されている。この還元焙焼ロータリーキルン(RRK)内で鉄鋼ダストは還元焙焼され、揮発した金属亜鉛はキルン内で再酸化されて固体化した後、粒子状の粗酸化亜鉛ダストとして電気集塵機等で捕集される。そして、回収された粗酸化亜鉛ダストは、その後の湿式工程や乾燥加熱工程によって更に不純物を分離して必要な程度にまでその亜鉛品位を高めた酸化亜鉛鉱とされ、亜鉛地金の原料となる。 The maximum temperature inside the rotary kiln (hereinafter, also referred to as "reduction roasting rotary kiln (RRK)" in the present specification) to be reduced roasted is about 1050 to 1200 ° C. due to the combustion of the fuel heavy oil and the above-mentioned carbonaceous reducing agent. It is controlled. Steel dust is reduced and roasted in this reduction roasting rotary kiln (RRK), and the volatilized metallic zinc is reoxidized and solidified in the kiln, and then collected as particulate crude zinc oxide dust by an electrostatic collector or the like. To. The recovered crude zinc oxide dust is made into zinc oxide ore in which impurities are further separated by a subsequent wet process or a drying and heating process to improve the zinc grade to a necessary level, and is used as a raw material for zinc bullion. ..

最終製品である酸化亜鉛鉱の亜鉛品位は当然に高いものであることが求められる。酸化亜鉛鉱をISP製錬法等による亜鉛製錬の原料として用いるためには、各製錬工程において許容される値にまで、酸化亜鉛鉱の亜鉛品位を高める必要がある。 Naturally, the zinc grade of the final product, zinc oxide ore, is required to be high. In order to use zinc oxide ore as a raw material for zinc smelting by the ISP smelting method or the like, it is necessary to improve the zinc grade of zinc oxide ore to a value allowed in each smelting process.

ここで、原料として鉄鋼ダストを用いることは、資源リサイクルの促進、コスト削減の観点からは望ましいことではあるが、産業廃棄物としての一面も有する鉄鋼ダストは、通常、銘柄毎、即ち、発生元毎に、化学組成や物理的性状が大きく異なるものとなる。又、同一発生元であっても、搬入単位毎、即ち、ロット毎にある程度の化学組成や物理的性状のバラツキがあることが不可避である。このような鉄鋼ダストを原料として用いる酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいては、時々刻々と搬入されてくる組成の異なる複数種の鉄鋼ダストを、搬入順に単独で、或いは、それらを適宜混合して用いている。 Here, it is desirable to use steel dust as a raw material from the viewpoint of promoting resource recycling and cost reduction, but steel dust, which also has one aspect as industrial waste, is usually generated for each brand, that is, the source. The chemical composition and physical properties of each product differ greatly. Further, even if the sources are the same, it is inevitable that there will be some variation in the chemical composition and physical properties for each delivery unit, that is, for each lot. In a zinc oxide ore manufacturing plant that uses such steel dust as a raw material, a plurality of types of steel dust having different compositions that are carried in from moment to moment are used alone or in a mixed manner in the order of carrying in. There is.

このため、時々刻々と搬入されてくる鉄鋼ダストを原料として用いる酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいては、還元焙焼処理に処す原料の亜鉛含有率や鉄含有率が、鉄鋼ダストの銘柄、ロットの切替え毎や混合比率の変更毎に経時的に変動することが不可避であり、この変動に対応するために、還元焙焼工程に投入する炭素質還元剤の添加量を随時調整していた。 For this reason, in a zinc oxide ore manufacturing plant that uses steel dust as a raw material, which is brought in from moment to moment, the zinc content and iron content of the raw material to be subjected to the reduction roasting process are switched between steel dust brands and lots. It is inevitable that the amount will fluctuate over time each time or every time the mixing ratio is changed, and in order to cope with this change, the amount of the carbonaceous reducing agent added to the reduction roasting step was adjusted as needed.

しかしながら、連続的に操業を行っている還元焙焼工程を行うロータリーキルン内において投入された原料等は一定の滞留時間をかけてキルン内を進行していくため、炭素質還元剤の添加量を随時調整したとしても、ロータリーキルン内の各部分毎においては、炭素質還元剤の過不足が生じてしまうことがある。これに起因して、炭素質還元剤が局部的に不足した場合には、FeOのような低融点相が形成され、半溶融物がキルン内壁に固着・成長し、ベコと称されるリング状の隆起物を生成して、キルン内滞留物の排出不良や反応性の悪化を招くことがあった(以下、ベコと称するリング状の隆起物の生成を指して「ベコ付き」と称することがある)。又、このような溶融物の固着・成長を抑制するために、ロータリーキルンの回転数を増加させると、この場合には、ロータリーキルン内での原料の滞留時間の減少によって、亜鉛の回収率が低下してしまうという問題が認識されるに至っていた。 However, since the raw materials and the like charged in the rotary kiln that performs the reduction roasting process that is continuously operated proceed in the kiln over a certain residence time, the amount of the carbonaceous reducing agent added may be adjusted as needed. Even if adjusted, excess or deficiency of the carbonaceous reducing agent may occur in each part in the rotary kiln. Due to this, when the carbonaceous reducing agent is locally deficient, a low melting point phase such as FeO is formed, and the semi-melt adheres to and grows on the inner wall of the kiln, forming a ring shape called beco. In some cases, the formation of ridges in the kiln caused poor discharge and deterioration of reactivity (hereinafter referred to as "beco" to refer to the formation of ring-shaped ridges called beco. be). Further, if the rotation speed of the rotary kiln is increased in order to suppress the sticking and growth of such a melt, in this case, the zinc recovery rate is lowered due to the decrease in the residence time of the raw material in the rotary kiln. The problem of zinc lnination has come to be recognized.

リサイクル品でもあり組成にバラツキがある鉄鋼ダストを原料として用いる酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて、ベコ付きを防止して、還元焙焼工程における亜鉛の回収率を更に安定的に向上させることのできる酸化亜鉛鉱の製造方法が求められていた。 Oxidation that can prevent sticking and further stably improve the recovery rate of zinc in the reduction roasting process in a zinc oxide ore manufacturing plant that uses steel dust, which is also a recycled product and has variations in composition, as a raw material. There was a need for a method for producing zinc ore.

特開2015-120948公報JP-A-2015-120948

本発明は、鉄鋼ダストを原料として用いる酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて、ベコ付きを防止して、還元焙焼工程における亜鉛の回収率を、安定的に望ましい高さに保持することができる酸化亜鉛鉱の製造方法を提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can prevent sticking and stably maintain the zinc recovery rate in the reduction roasting process at a desired height in a zinc oxide ore manufacturing plant using steel dust as a raw material. It is intended to provide a method for producing ore.

酸化亜鉛鉱を製造するトータルプロセスにおいて、還元焙焼工程に投入される原料として、リサイクル促進の観点から、鉄鋼ダストが好ましく用いられている。本発明者らは、組成の異なる複数種の鉄鋼ダストを、還元焙焼工程に投入する原料として用いる場合において、それらの鉄鋼ダストの混合比を、一定の操業期間内における投入原料中の亜鉛と鉄との含有量比のバラツキが、予め規定した規準値未満に止まるように調整することにより、ベコ付きを防止して、還元焙焼工程における亜鉛の回収率を安定的に向上させることが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。 In the total process of producing zinc oxide ore, steel dust is preferably used as a raw material to be input to the reduction roasting step from the viewpoint of promoting recycling. When a plurality of types of steel dust having different compositions are used as raw materials to be charged in the reduction roasting process, the present inventors set the mixing ratio of the steel dust to zinc in the input raw material within a certain operation period. By adjusting the content ratio with iron so that it stays below the specified standard value, it is possible to prevent sticking and stably improve the zinc recovery rate in the reduction roasting process. The present invention was completed. More specifically, the present invention provides the following.

(1) 亜鉛と鉄との含有量比が異なる複数種類の鉄鋼ダストが順次搬入される酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて、前記鉄鋼ダストのうちから複数種の鉄鋼ダストを順次選択して原料として用いる酸化亜鉛鉱の製造方法であって、複数種類の前記鉄鋼ダストを所定の混合比で混合して還元焙焼工程用調合原料とする調合工程と、前記還元焙焼工程用調合原料に所定量の炭素質還元剤を添加して還元焙焼処理を施すことにより粗酸化亜鉛ダストを得る還元焙焼工程と、を含んでなり、前記調合工程では、単位操業期間毎の前記還元焙焼工程用調合原料中の亜鉛と鉄との含有率比の、予め規定した規準操業期間毎におけるバラツキが、常に所定のバラツキ基準値未満となるように、前記規準操業期間内における前記単位操業期間毎の前記鉄鋼ダストの混合比を決定し、前記還元焙焼工程では、前記還元焙焼工程用調合原料中の亜鉛含有量と鉄含有量に応じて、該亜鉛と該鉄と、を還元するのに必要となる前記炭素質還元剤の必要量を求め、該必要量の前記炭素質還元剤を添加する、酸化亜鉛鉱の製造方法。 (1) In a zinc oxide ore manufacturing plant in which a plurality of types of steel dust having different zinc and iron content ratios are sequentially carried in, a plurality of types of steel dust are sequentially selected from the steel dust and used as a raw material. A method for producing zinc oxide ore, which comprises mixing a plurality of types of the steel dust at a predetermined mixing ratio to prepare a compounding raw material for a reduction roasting process, and a predetermined amount of the compounding raw material for the reduction roasting process. It includes a reduction roasting step of obtaining crude zinc oxide dust by adding a carbonaceous reducing agent and performing a reduction roasting treatment. The steel for each unit operating period within the standard operating period so that the variation in the content ratio of zinc and iron in the raw material in each predetermined operating period is always less than the predetermined variation standard value. The mixing ratio of dust is determined, and in the reduction roasting step, it is necessary to reduce the zinc and the iron according to the zinc content and the iron content in the compounding raw material for the reduction roasting step. A method for producing zinc oxide ore, wherein a required amount of the carbonaceous reducing agent is obtained, and the required amount of the carbonaceous reducing agent is added.

(2) 前記単位操業期間が、1日であって、前記還元焙焼工程用調合原料中の亜鉛と鉄との前記含有率比は、以下で定義される1日平均のZn/Fe比であり、前記規準操業期間が、1月であって、前記バラツキが、前記Zn/Fe比の標準偏差である、(1)に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。
Zn/Fe比=調合原料中の1日平均の亜鉛含有率(重量%)÷調合原料中の1日平均の鉄含有率(重量%)
(2) The unit operating period is one day, and the content ratio of zinc and iron in the compounding raw material for the reduction roasting step is the daily average Zn / Fe ratio defined below. The method for producing zinc oxide ore according to (1), wherein the standard operating period is one month, and the variation is the standard deviation of the Zn / Fe ratio.
Zn / Fe ratio = daily average zinc content in the compounding material (% by weight) ÷ average daily iron content in the compounding material (% by weight)

(3) 前記バラツキ基準値が0.3である、(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 (2), wherein the variation reference value is 0.3.

(4) 前記粗酸化亜鉛ダストに湿式処理を施して、水溶性不純物を除去して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式工程と、前記粗酸化亜鉛ケーキに乾燥加熱処理を施す乾燥加熱工程と、を更に備える、(1)から(3)のいずれかに記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。 (4) Further, a wet step of subjecting the crude zinc oxide dust to a wet treatment to remove water-soluble impurities to obtain a crude zinc oxide cake, and a dry heating step of subjecting the crude zinc oxide cake to a dry heat treatment are further performed. The method for producing zinc oxide ore according to any one of (1) to (3).

本発明によれば、鉄鋼ダストを原料として用いる酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて、ベコ付きを防止して、還元焙焼工程における亜鉛の回収率を、安定的に望ましい高さに保持することができる酸化亜鉛鉱の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, in a zinc oxide ore manufacturing plant using steel dust as a raw material, it is possible to prevent sticking and stably maintain the zinc recovery rate in the reduction roasting step at a desired height. A method for producing zinc oxide ore can be provided.

本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法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 the manufacturing method of zinc oxide ore of this invention.

以下、本発明の一実施態様について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<全体プロセス>
本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法は、本発明特有の組成からなる「還元焙焼工程用調合原料」を得る調合工程S10、この「還元焙焼工程用調合原料」を還元焙焼して粗酸化亜鉛ダストを得る還元焙焼工程S20と、を少なくとも含んでなる製造方法である。
<Overall process>
The method for producing zinc oxide ore of the present invention is a compounding step S10 for obtaining a "compounding raw material for a reduction roasting process" having a composition peculiar to the present invention, and the "compounding material for a reduction roasting process" is subjected to reduction roasting and coarsely prepared. It is a manufacturing method including at least the reduction roasting step S20 for obtaining zinc oxide dust.

又、図1に示すように、本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法は、上記の調合工程S10及び還元焙焼工程S20に加えて、更に、還元焙焼工程S20で得た粗酸化亜鉛ダストから、フッ素等の水溶性不純物を処理液中に分離除去して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式工程S30、湿式工程S30で得た粗酸化亜鉛ケーキを乾燥加熱して酸化亜鉛鉱を得る乾燥加熱工程S40、乾燥加熱工程S40で発生した排ガスダストを洗浄して洗浄後の排ガスダストケーキを得る排ガスダスト洗浄工程S50、及び、排水処理工程S60を備える全体プロセスとしての実施を、その好ましい実施形態とする製造方法である。尚、調合工程S10においては、還元焙焼ロータリーキルン(RRK)に投入する鉄鋼ダストをペレット化し、更に、還元剤等を予め内装することによって、還元焙焼工程における亜鉛の回収率を更に安定的に向上させることもできる。 Further, as shown in FIG. 1, the method for producing zinc oxide ore of the present invention comprises crude zinc oxide dust obtained in the reduction roasting step S20 in addition to the above-mentioned compounding step S10 and reduction roasting step S20. Wet step S30 to obtain crude zinc oxide cake by separating and removing water-soluble impurities such as fluorine in the treatment liquid, and dry heating step S40 to dry and heat the crude zinc oxide cake obtained in the wet step S30 to obtain zinc oxide ore. The preferred embodiment thereof is the implementation as an overall process including the exhaust gas dust cleaning step S50 for cleaning the exhaust gas dust generated in the drying and heating step S40 to obtain the exhaust gas dust cake after cleaning, and the wastewater treatment step S60. The method. In the compounding step S10, the steel dust to be charged into the reduction roasting rotary kiln (RRK) is pelletized, and a reducing agent or the like is preliminarily added to further stabilize the zinc recovery rate in the reduction roasting step. It can also be improved.

本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法は、原料として、亜鉛と鉄との含有量比が異なる複数種類の鉄鋼ダストが順次搬入されてくる状況下にある酸化亜鉛鉱の製造プラントにおける実施を想定する製造方法である。そして、本発明の酸化亜鉛鉱の製造方法は、より詳細には、上記状況下にある酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて、順次搬入されてくる複数種類の鉄鋼ダストのうちから、実際に各操業期間毎において用いる複数種の鉄鋼ダストを順次選択し、原料として用いる酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて、好適に実施することができる製造方法である。尚、「複数種類の鉄鋼ダストが順次搬入されてくる状況下」において「複数種の鉄鋼ダストを順次選択し、原料として用いる」態様の具体的な一例として、後述の実施例において開示されている試験操業での鉄鋼ダスト原料の使用態様を例示することができる。 The method for producing zinc oxide ore of the present invention is assumed to be carried out in a zinc oxide ore production plant in which a plurality of types of steel dust having different content ratios of zinc and iron are sequentially brought in as raw materials. It is a manufacturing method. Then, in more detail, the method for producing zinc oxide ore of the present invention actually includes each operating period from among a plurality of types of steel dust that are sequentially brought in at the zinc oxide ore manufacturing plant under the above conditions. It is a production method that can be suitably carried out in a production plant of zinc oxide ore used as a raw material by sequentially selecting a plurality of types of steel dust to be used in each case. It should be noted that, as a specific example of the embodiment of "selecting a plurality of types of steel dust sequentially and using them as raw materials" in "a situation where a plurality of types of steel dust are sequentially carried in", it is disclosed in the examples described later. The usage mode of the steel dust raw material in the test operation can be exemplified.

尚、上記のような鉄鋼ダストの搬入状況は、鉄鋼ダストを原料として用いる酸化亜鉛鉱の製造においては、決して特殊な状況ではなく、極めて一般的な原料の供給態様でもある。よって、その意味において、本発明の製造方法は十分な実用性と汎用性を有するものでもある。 It should be noted that the above-mentioned carry-in status of steel dust is not a special situation in the production of zinc oxide ore using steel dust as a raw material, but is also a very general supply mode of raw materials. Therefore, in that sense, the manufacturing method of the present invention also has sufficient practicality and versatility.

この製造方法は、調合工程S10において、亜鉛と鉄との含有量比がそれぞれ異なる複数種類の鉄鋼ダストを、以下に詳細を説明する独自の制御規準に則って所定の混合比で混合することを第一の特徴とする。これにより、還元焙焼工程S20における亜鉛の回収率を安定的に向上させることができる。よって、この製造方法によれば、亜鉛製錬に投入する原料鉱となる酸化亜鉛鉱の亜鉛品位を望ましい高い範囲に安定的に保持することができる。 In this production method, in the blending step S10, a plurality of types of steel dust having different content ratios of zinc and iron are mixed at a predetermined mixing ratio according to a unique control standard described in detail below. The first feature. As a result, the zinc recovery rate in the reduction roasting step S20 can be stably improved. Therefore, according to this production method, the zinc grade of zinc oxide ore, which is a raw material ore to be put into zinc smelting, can be stably maintained in a desirable high range.

<調合工程>
調合工程S10は、鉄鋼ダストを所定の混合比で混合して、「還元焙焼工程用調合原料」を得る工程である。より具体的には、この工程は、例えば、図1において概念図として例示するように、亜鉛と鉄との含有率比が、それぞれ、α、β、γである、3種類の銘柄の鉄鋼ダストA~Cを、以下に詳細を説明する独自の操業管理規準に基づいて決定した調合計画に則って混合する工程である。
<Mixing process>
The blending step S10 is a step of mixing steel dust at a predetermined mixing ratio to obtain a “blending raw material for a reduction roasting step”. More specifically, in this step, for example, as illustrated as a conceptual diagram in FIG. 1, the content ratios of zinc and iron are α, β, and γ, respectively, of three brands of steel dust. This is a step of mixing A to C according to a formulation plan determined based on the original operation control standard described in detail below.

尚、この工程においては、鉄鋼ダストの他に、リサイクルカーボン等の炭素質還元剤等を更に混合することが好ましく、又、これらの各原料を造粒したペレット状の原料とすることが、より好ましい。この混合造粒の作業、いわゆるペレタイズは、一般的に用いられるペレタイジング装置を用いて行うことができ、より具体的には、回転式のパン型ペレタイザー、又は、2軸不等速ピン式造粒機を用いて、鉄鋼ダストとリサイクルカーボンとを、所定のペレット組成となるように連続的に供給し、ミスト状の水分を添加しながら上記各原材料を混合造粒することにより行うことができる。 In this step, it is preferable to further mix a carbon reducing agent such as recycled carbon in addition to steel dust, and it is more preferable to use each of these raw materials as a granulated pellet-shaped raw material. preferable. This mixed granulation work, so-called pelletizing, can be performed using a commonly used pelletizing device, and more specifically, a rotary pan type pelletizer or a biaxial non-constant velocity pin type granulation. It can be carried out by continuously supplying steel dust and recycled carbon so as to have a predetermined pellet composition using a machine, and mixing and granulating each of the above raw materials while adding mist-like water.

調合工程S10においては、単位操業期間毎の「還元焙焼工程用調合原料中の亜鉛と鉄との含有率比」について、予め規定した「規準操業期間」毎における「バラツキ」が、所定の「バラツキ基準値」未満となるように、当該「規準操業期間」内における「単位操業期間」毎の各鉄鋼ダストの混合比を決定する。 In the compounding process S10, the "variation" in each "standard operating period" specified in advance with respect to the "content ratio of zinc and iron in the compounding raw material for the reduction roasting process" for each unit operating period is a predetermined "variation". The mixing ratio of each steel dust for each "unit operating period" within the "standard operating period" is determined so as to be less than the "variation standard value".

この製造方法の実施について、具体的な一例としては、規準操業期間を1月、単位操業期間を1日とし、複数の組成の異なる鉄鋼ダストの混合物である「還元焙焼工程用調合原料」中の「亜鉛と鉄との含有率比のバラツキ」について、「標準偏差σ」を「バラツキ基準値」として管理し、この標準偏差σの値が0.3未満となるように、各日における鉄鋼ダストの混合比を、向こう1か月に亘って予め決定して操業を行う例を、好ましい実施態様の一例として挙げることができる。 As a specific example of the implementation of this manufacturing method, the standard operating period is January, the unit operating period is one day, and in the "mixing raw material for the reduction roasting process" which is a mixture of steel dust having different compositions. Regarding the "variation in the content ratio of zinc and iron", the "standard deviation σ" is managed as the "variation reference value", and the standard deviation σ is set to less than 0.3 for steel on each day. An example in which the mixing ratio of dust is determined in advance over the next month and the operation is performed can be given as an example of a preferable embodiment.

「還元焙焼工程用調合原料中の亜鉛と鉄との含有率比」とは、単位操業期間を1日とする場合であれば、具体的に、以下に定義する1日平均のZn/Fe比となる。単位操業期間は操業形態に応じて変更することもできる。
Zn/Fe比=調合原料中の1日平均の亜鉛含有率(重量%)÷調合原料中の1日平均の鉄含有率(重量%)
The "content ratio of zinc and iron in the compounding raw material for the reduction roasting process" is specifically defined below as the daily average Zn / Fe when the unit operation period is one day. It becomes a ratio. The unit operation period can be changed according to the operation form.
Zn / Fe ratio = daily average zinc content in the compounding material (% by weight) ÷ average daily iron content in the compounding material (% by weight)

又、規準操業期間を1月、単位操業期間を1日とする場合に、上記の「Zn/Fe比」のバラツキを示す、標準偏差σは、下記[数1]に示す式により算出することができる。この場合も、規準操業期間及び単位操業期間は、操業形態に応じて変更することができる。 When the standard operating period is January and the unit operating period is one day, the standard deviation σ, which indicates the variation in the above “Zn / Fe ratio”, shall be calculated by the formula shown in the following [Equation 1]. Can be done. In this case as well, the standard operating period and the unit operating period can be changed according to the operating mode.

Figure 0007099299000001
Figure 0007099299000001

リサイクル品でもある鉄鋼ダストを原料として操業する酸化亜鉛鉱の製造においては、順次搬入されてくる複数原料を混合して使用する全過程において、混合物たる「還元焙焼工程用調合原料」中の亜鉛と鉄との含有率比(Zn含有率/Fe含有率)の変動を完全になくすことは、コスト面も考慮するならば、実態として不可能である。しかしながら、上述のように、「還元焙焼工程用調合原料」中の亜鉛と鉄との含有率比(Zn含有率/Fe含有率)の1日平均の値の月間のバラつきを標準偏差σを用いて管理する方法によれば、亜鉛の回収率に重大な影響を与える、上記含有率比(Zn含有率/Fe含有率)の急激な変動を未然に回避しながら、ベコ付きを防止して、亜鉛の回収率を安定的に望ましい高さに保持することができる。 In the production of zinc oxide ore, which operates from recycled steel dust as a raw material, zinc in the "mixed raw material for the reduction roasting process", which is a mixture, is used in the entire process of mixing and using multiple raw materials that are sequentially brought in. It is actually impossible to completely eliminate the fluctuation of the content ratio (Zn content / Fe content) between iron and iron, considering the cost. However, as described above, the standard deviation σ is the monthly variation in the daily average value of the zinc-iron content ratio (Zn content / Fe content) in the “blending material for the reduction roasting process”. According to the method of control using the method, sticking is prevented while avoiding abrupt fluctuations in the above-mentioned content ratio (Zn content / Fe content), which has a significant effect on the zinc recovery rate. , The zinc recovery rate can be stably maintained at a desired height.

<還元焙焼工程>
還元焙焼工程S20を行う具体的な方法としては、還元焙焼ロータリーキルン(RRK)による還元焙焼法が一般的に採用されている。還元焙焼工程S20では、調合工程S10において得た「還元焙焼工程用調合原料」が、還元剤及び石灰石等とともに、還元焙焼ロータリーキルン(RRK)に連続的に投入される。
<Reduction roasting process>
As a specific method for performing the reduction roasting step S20, a reduction roasting method using a reduction roasting rotary kiln (RRK) is generally adopted. In the reduction roasting step S20, the "preparation raw material for the reduction roasting process" obtained in the preparation step S10 is continuously charged into the reduction roasting rotary kiln (RRK) together with the reducing agent, limestone and the like.

還元焙焼工程S20においては、上記の「還元焙焼工程用調合原料」中の亜鉛含有量と鉄含有量に応じて、同原料中に含まれる亜鉛及び鉄を還元するのに必要となる炭素質還元剤の必要量を求め、必要量の炭素質還元剤を添加する。本発明の製造方法においては、「還元焙焼工程用調合原料」の上記含有率比(Zn含有率/Fe含有率)の急激な変動は未然に回避されているため、鉄鋼ダストの銘柄の切替え毎や混合比率の変更毎に発生する計算上の還元剤の必要量とキルン内の還元反応の実際の進行との間の乖離がおきにくい。又、これにより、炭素質還元剤が局部的に不足する状況の発生を抑制することができる。 In the reduction roasting step S20, depending on the zinc content and the iron content in the above-mentioned "prepared raw material for the reduction roasting step", the zinc and carbon required for reducing the zinc and iron contained in the raw material are reduced. The required amount of the quality reducing agent is obtained, and the required amount of the carbonaceous reducing agent is added. In the production method of the present invention, since the sudden fluctuation of the above-mentioned content ratio (Zn content / Fe content) of the "blending material for the reducing roasting process" is avoided in advance, the brand of steel dust is switched. It is unlikely that there will be a discrepancy between the calculated required amount of reducing agent that occurs every time or every change in the mixing ratio and the actual progress of the reduction reaction in the kiln. Further, this can suppress the occurrence of a situation where the carbonaceous reducing agent is locally deficient.

より詳しくは、鉄鋼ダストの主成分はZnOとFeであることから、銘柄によってZn含有率とFe含有率は反比例的に変化することが多い。即ち、Zn含有率が低下すればFe含有率が上昇し、逆にZn含有率が上昇すればFe含有率が低下する。よって、何も制御しなければ、Zn含有率/Fe含有率は二乗的に大きく変動する。ところで、亜鉛及び鉄を還元するのに必要となる炭素質還元剤の必要量は、化学量論に基いて求める。還元焙焼工程では、以下の反応が行われる。
C+O→CO
C+CO→2CO
ZnO+CO→Zn(g)+CO
Fe+CO→2FeO+CO
FeO+CO→Fe+CO
g:気体を表す。
即ち、同じモル数であれば、亜鉛を還元するのに必要となる炭素質還元剤の必要量に対して、鉄を還元するのに必要となる炭素質還元剤の必要量は1.5倍となる。よって、Zn含有率/Fe含有率が大きく変動すると、更に炭素質還元剤の必要量が大きく変動する。
More specifically, since the main components of steel dust are ZnO and Fe 2 O 3 , the Zn content and Fe content often change in inverse proportion depending on the brand. That is, if the Zn content decreases, the Fe content increases, and conversely, if the Zn content increases, the Fe content decreases. Therefore, if nothing is controlled, the Zn content / Fe content will fluctuate significantly squared. By the way, the required amount of carbonaceous reducing agent required for reducing zinc and iron is obtained based on stoichiometry. In the reduction roasting step, the following reactions are carried out.
C + O 2 → CO 2
C + CO 2 → 2CO
ZnO + CO → Zn (g) + CO 2
Fe 2 O 3 + CO → 2 FeO + CO 2
FeO + CO → Fe + CO 2
g: Represents a gas.
That is, if the number of moles is the same, the required amount of the carbonaceous reducing agent required for reducing iron is 1.5 times the required amount of the carbonaceous reducing agent required for reducing zinc. Will be. Therefore, when the Zn content / Fe content fluctuates greatly, the required amount of the carbonaceous reducing agent further fluctuates.

前述の通り、連続的に操業を行っている還元焙焼工程を行うロータリーキルン内において投入された原料等は一定の滞留時間をかけてキルン内を進行していくため、炭素質還元剤の添加量を随時調整したとしても、ロータリーキルン内の各部分毎においては、炭素質還元剤の過不足が生じてしまうことがある。例えば、鉄鋼ダストの銘柄の切替えや混合比率の変更時に、原料組成に応じて炭素質還元剤の添加量を増やしたとしても、ロータリーキルン内で発生するCOガスは、しばらくは少ないままであるから、局部的に還元剤不足となる。ロータリーキルンの滞留時間が3~4時間程度であるときは、ロータリーキルン内の原料が置き換わるまでの3~4時間程度の間、その状態は続く。炭素質還元剤が局部的に不足した場合には、本来は金属鉄にまで還元されるべき鉄がFeOのような低融点相を形成し、半溶融物がキルン内壁に固着・成長し、ベコを生成して、キルン内滞留物の排出不良や反応性の悪化を招くことがあった。 As described above, the amount of the carbonaceous reducing agent added is because the raw materials, etc. input in the rotary kiln that performs the reduction roasting process, which is continuously operated, proceed in the kiln over a certain residence time. Even if the above is adjusted at any time, excess or deficiency of the carbonaceous reducing agent may occur in each part in the rotary kiln. For example, even if the amount of carbonaceous reducing agent added is increased according to the raw material composition when switching the brand of steel dust or changing the mixing ratio, the CO gas generated in the rotary kiln remains small for a while. There is a local shortage of reducing agents. When the residence time of the rotary kiln is about 3 to 4 hours, the state continues for about 3 to 4 hours until the raw materials in the rotary kiln are replaced. When the carbonaceous reducing agent is locally deficient, iron, which should be reduced to metallic iron, forms a low melting point phase such as FeO, and the semi-melt adheres to and grows on the inner wall of the kiln, resulting in beco. May lead to poor discharge of stagnant material in the kiln and deterioration of reactivity.

上述のような溶融物の固着・成長を抑制するために、ロータリーキルンの回転数を増加させると、ロータリーキルン内での原料の滞留時間の減少によって、亜鉛の回収率が低下してしまっていた。このように、炭素質還元剤の添加量の変動は、還元焙焼ロータリーキルン(RRK)の操業を不安定にし、亜鉛の回収率を低下させていた。本発明によれば、Zn含有率/Fe含有率のバラツキを基準値未満に制御することにより、炭素質還元剤の必要量、即ち、添加量の変動を抑え、これをもって、還元焙焼工程における亜鉛の回収率を安定的に向上させることができる。 When the rotation speed of the rotary kiln was increased in order to suppress the sticking and growth of the melt as described above, the zinc recovery rate was lowered due to the decrease in the residence time of the raw material in the rotary kiln. As described above, the fluctuation of the addition amount of the carbonaceous reducing agent destabilized the operation of the reduction roasting rotary kiln (RRK) and lowered the zinc recovery rate. According to the present invention, by controlling the variation of Zn content / Fe content to less than the standard value, the required amount of the carbonaceous reducing agent, that is, the fluctuation of the addition amount is suppressed, and this is used in the reduction roasting step. The zinc recovery rate can be stably improved.

この還元焙焼ロータリーキルン(RRK)の炉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1050℃以上1200℃以下程度の範囲に制御されている。この炉内で鉄鋼ダストを含む上記の「還元焙焼工程用調合原料」は、還元焙焼されて、揮発した金属亜鉛は炉内で再酸化されて粉状の酸化亜鉛となる。粉状の酸化亜鉛は、還元焙焼ロータリーキルン(RRK)からの排出ガスとともに集塵機に導入され、捕捉されて粗酸化亜鉛として回収される。 In the furnace of this reduction roasting rotary kiln (RRK), the maximum temperature of the object to be treated is controlled in the range of about 1050 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower by the combustion of heavy oil and the combustion of the charged carbonaceous reducing agent. The above-mentioned "blending material for the reduction roasting process" containing steel dust in the furnace is reduced and roasted, and the volatilized metallic zinc is reoxidized in the furnace to become powdery zinc oxide. The powdery zinc oxide is introduced into the dust collector together with the exhaust gas from the reduction roasting rotary kiln (RRK), is captured, and is recovered as crude zinc oxide.

本発明の製造方法によれば、この還元焙焼工程S20における亜鉛の回収率を安定的に高めることにより、高品位の粗酸化亜鉛を得ることができる。具体的には、還元焙焼工程S20において用いる「還元焙焼工程用調合原料」中の亜鉛と鉄との含有率比の経時的変動が、上述した本発明特有の制御規準に基づいて特定範囲内に制御されていて、尚且つ、上述のように適切に還元剤が投入されていることにより、例えば、上記の還元焙焼工程における1ヶ月平均の亜鉛の回収率を、目安として、1.0%程度向上させることが可能である。これにより、例えば、電解製錬法による亜鉛製錬にも好ましく用いることができる高品位の酸化亜鉛鉱を、従来よりも低コストで効率よく製造することができるようになる。又、副産物である含鉄クリンカー中の亜鉛品位を低下させることが出来るので、質の良い含鉄クリンカーの安定した生産が可能となる。 According to the production method of the present invention, high-grade crude zinc oxide can be obtained by stably increasing the recovery rate of zinc in the reduction roasting step S20. Specifically, the change over time in the content ratio of zinc and iron in the "blending material for the reduction roasting process" used in the reduction roasting step S20 has a specific range based on the above-mentioned control criteria peculiar to the present invention. By controlling the inside and appropriately adding the reducing agent as described above, for example, the monthly average zinc recovery rate in the above-mentioned reduction roasting step can be used as a guideline. It is possible to improve by about 0%. This makes it possible to efficiently produce, for example, high-grade zinc oxide ore, which can be preferably used for zinc smelting by an electrolytic refining method, at a lower cost than before. Further, since the zinc grade in the iron-containing clinker as a by-product can be lowered, stable production of high-quality iron-containing clinker is possible.

尚、本明細書において「還元焙焼工程における亜鉛の回収率」とは、還元焙焼工程に投入する「還元焙焼工程用調合原料」に含有される亜鉛成分量に対する、還元焙焼ロータリーキルン(RRK)内で揮発して回収された粗酸化亜鉛ダストに含まれる亜鉛成分量の割合のことを言う。又、この「還元焙焼工程における亜鉛の回収率」は、原料である鉄鋼ダスト中の亜鉛含有率と、還元焙焼ロータリーキルン(RRK)から排出された含鉄クリンカー中の亜鉛含有率とを、それぞれ蛍光X線分析装置により測定し、得られた分析値、処理量及び産出量から算出することができる。 In the present specification, the "recovery rate of zinc in the reduction roasting process" is a reduction roasting rotary kiln (reduction roasting rotary kiln) with respect to the amount of zinc component contained in the "formulation raw material for the reduction roasting process" to be input to the reduction roasting process. It refers to the ratio of the amount of zinc component contained in the crude zinc oxide dust that has been volatilized and recovered in RRK). In addition, this "recovery rate of zinc in the reduction roasting process" is the zinc content in the steel dust as a raw material and the zinc content in the iron-containing clinker discharged from the reduction roasting rotary kiln (RRK), respectively. It can be measured by a fluorescent X-ray analyzer and calculated from the obtained analytical values, processing amount and output amount.

尚、上記還元焙焼法によって、揮発せずにキルン中に残った還元焙焼残渣は、含鉄クリンカーと称する製品としてキルン排出端より回収され、還元された鉄分が多く含有されるため、鉄鋼メーカー向けの鉄原料、又は、埋め立て向けに払い出される。 The reduction roasting residue remaining in the kiln without volatilization by the above reduction roasting method is recovered from the kiln discharge end as a product called iron-containing clinker and contains a large amount of reduced iron. Iron raw material for or is paid out for landfill.

<湿式工程>
粗酸化亜鉛ダストに含有されるフッ素等の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水洗浄法により除去して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式処理は、以下の処理工程によって行うことができる。
<Wet process>
Wet treatment to obtain a crude zinc oxide cake by separating and extracting impurities such as fluorine contained in the crude zinc oxide dust into the treatment liquid and then removing the impurities from the crude zinc oxide dust by a water washing method by a solid-liquid separation treatment. Can be carried out by the following processing steps.

還元焙焼工程S20により鉄鋼ダストから回収された粗酸化亜鉛ダストは、工業用水等でレパルプされる。粗酸化亜鉛ダストの回収は、電気集塵機等で行うことができる。スラリーとなった粗酸化亜鉛ダストはpH調整及び凝集処理を行い、その後、脱水を行う。この洗浄脱水により、粗酸化亜鉛ケーキのハロゲン含有率は、フッ素含有率について0.6質量%未満、塩素含有率については、1.0質量%未満にまで低減することが好ましい。又、中性領域でイオンとして存在するカドミウムについても、除去することができる。フッ素等の不純物が処理液中に除去された状態において、固液分離により、不純物が分配された処理液をスラリーから除去する。これにより、粗酸化亜鉛ダストのスラリーがより亜鉛含有率の高い粗酸化亜鉛ケーキとなる。 The crude zinc oxide dust recovered from the steel dust in the reduction roasting step S20 is repulped with industrial water or the like. The crude zinc oxide dust can be recovered by an electrostatic precipitator or the like. The crude zinc oxide dust that has become a slurry is subjected to pH adjustment and aggregation treatment, and then dehydrated. By this washing and dehydration, the halogen content of the crude zinc oxide cake is preferably reduced to less than 0.6% by mass with respect to the fluorine content, and the chlorine content is preferably reduced to less than 1.0% by mass with respect to the chlorine content. In addition, cadmium existing as an ion in the neutral region can also be removed. In a state where impurities such as fluorine are removed in the treatment liquid, the treatment liquid to which the impurities are distributed is removed from the slurry by solid-liquid separation. As a result, the slurry of crude zinc oxide dust becomes a crude zinc oxide cake having a higher zinc content.

<乾燥加熱工程>
湿式工程S30で得た粗酸化亜鉛ケーキを、乾燥加熱ロータリーキルン(DRK)等の加熱炉に装入して焼成・造粒する乾燥加熱工程S40により、フッ素等の残留不純物の含有率を更に低減させつつ、高品位の酸化亜鉛鉱を得ることができる。
<Drying and heating process>
The crude zinc oxide cake obtained in the wet step S30 is charged into a heating furnace such as a dry heating rotary kiln (DRK) and fired / granulated. By the dry heating step S40, the content of residual impurities such as fluorine is further reduced. At the same time, high-grade zinc oxide ore can be obtained.

乾燥加熱処理の焼成温度については、乾燥加熱ロータリーキルン(DRK)等から排出される際の被焼成物の温度が1100℃以上1150℃以下の範囲の温度となるように、炉内温度を保持管理することが好ましい。 Regarding the firing temperature of the drying heat treatment, the temperature inside the furnace is maintained and managed so that the temperature of the object to be fired when discharged from the drying heating rotary kiln (DRK) or the like is in the range of 1100 ° C. or higher and 1150 ° C. or lower. Is preferable.

<排ガスダスト洗浄工程>
乾燥加熱工程S40で発生した排ガスダストを洗浄して洗浄後の排ガスダストケーキを得るための排ガスダスト洗浄工程S50を行うための洗浄設備としては、洗浄塔、湿式電気集塵機の組み合わせが一般的である。又、これらの設備で回収された洗浄後の排ガスダストケーキを、上流工程である乾燥加熱工程S40を行う乾燥加熱ロータリーキルン(DRK)等に繰り返して循環投入することにより、金属資源の有効利用を図る処理が行われている。
<Exhaust gas dust cleaning process>
As a cleaning facility for performing the exhaust gas dust cleaning step S50 for cleaning the exhaust gas dust generated in the drying and heating step S40 to obtain the exhaust gas dust cake after cleaning, a combination of a cleaning tower and a wet electrostatic precipitator is generally used. .. In addition, the exhaust gas dust cake after cleaning collected by these facilities is repeatedly circulated and charged into a dry heating rotary kiln (DRK) or the like that performs the dry heating step S40, which is an upstream process, in order to effectively utilize metal resources. Processing is being performed.

<排水処理工程>
排水処理工程S60は、湿式工程S30において粗酸化亜鉛ダスト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、廃液中に微量に含まれる重金属を中和処理により沈殿除去し、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 the crude zinc oxide dust in the wet step S30, and further neutralizes heavy metals contained in a trace amount in the waste liquid. This is a step of removing the precipitate by treatment and finally adjusting the pH to make harmless wastewater.

<亜鉛回収率測定工程>
本発明においては、還元焙焼工程S20における亜鉛の回収率を、例えば上述した方法によって測定可能な設備によって行う工程である亜鉛回収率測定工程S70を、還元焙焼工程S20の下流工程として設けることが好ましい。この亜鉛回収率測定工程S70によって、上記の亜鉛の回収率を、常時、或いは、随時適当な間隔で測定確認することによって、上記の亜鉛の回収率を、より高い精度で制御することができる。
<Zinc recovery rate measurement process>
In the present invention, the zinc recovery rate measuring step S70, which is a step of measuring the zinc recovery rate in the reduction roasting step S20 by an equipment capable of measuring by, for example, the above-mentioned method, is provided as a downstream step of the reduction roasting step S20. Is preferable. By measuring and confirming the zinc recovery rate at all times or at appropriate intervals at any time by the zinc recovery rate measuring step S70, the zinc recovery rate can be controlled with higher accuracy.

以上、本発明の実施形態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、本発明の実施形態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、本発明の実施例に記載されたもの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 suitable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are limited to those described in the examples of the present invention. is not.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

調合工程において、「還元焙焼工程用調合原料中の亜鉛と鉄との含有率比」について、予め規定した「規準操業期間」毎における「バラツキ」が、所定の「バラツキ基準値」未満となるように、当該「規準操業期間」内における「単位操業期間」毎の各鉄鋼ダストの混合比を決定する本発明の製造方法の実施により、還元焙焼工程における亜鉛の回収率が有意に向上することを確認するために以下の試験を行った。 In the compounding process, the "variation" in each "standard operating period" specified in advance for the "content ratio of zinc and iron in the compounding raw material for the reduction roasting process" becomes less than the predetermined "variation standard value". As described above, by implementing the production method of the present invention for determining the mixing ratio of each steel dust for each "unit operating period" within the "standard operating period", the zinc recovery rate in the reduction roasting step is significantly improved. The following tests were conducted to confirm that.

「還元焙焼工程用調合原料」を調合するための原料として、下記の範囲で組成にバラツキがある12種類の銘柄の鉄鋼ダスト(鉄鋼ダストA~L)を用いた。
Zn:20~40質量%、Pb:0.5~3.0質量%、Fe:10~30質量%、Cr:0.1~1.0質量%、F:0.0~1.0質量%、Cd:0.0~0.1質量%。
As a raw material for blending the "blending raw material for the reduction roasting process", 12 types of steel dust (steel dust A to L) having variations in composition within the following range were used.
Zn: 20-40% by mass, Pb: 0.5-3.0% by mass, Fe: 10-30% by mass, Cr: 0.1-1.0% by mass, F: 0.0-1.0% by mass %, Cd: 0.0 to 0.1% by mass.

先ず、試験操業1として、1ヶ月の間に、1回の受入れ当たり約500tの物量で時々刻々と搬入されて来る8種類の銘柄の鉄鋼ダストのうち、3種類を選定し、調合を行った。調合に当たっては、1ヶ月の間で、調合原料の1日平均のZn/Fe比の標準偏差が0.16となるように、鉄鋼ダストの組合せと混合比を調整した。尚、鉄鋼ダストの選定に当たっては、搬入から約1ヶ月以内に処理が完了するように、原則、搬入されて来る順番に3種類を選定した。3種類の鉄鋼ダストの合計量は、1日当たり240~310tである。鉄鋼ダストの組合せと混合比を調整する「調合変更」は、1ヶ月の間に11回行った。 First, as the test operation 1, 3 types of 8 types of steel dust, which are brought in from time to time in a quantity of about 500 tons per acceptance during one month, were selected and mixed. .. In the compounding, the combination of steel dust and the mixing ratio were adjusted so that the standard deviation of the daily average Zn / Fe ratio of the compounding raw material was 0.16 during one month. In selecting steel dust, in principle, three types were selected in the order in which they were delivered so that the treatment would be completed within about one month after the delivery. The total amount of the three types of steel dust is 240 to 310 tons per day. The "formulation change" for adjusting the combination of steel dust and the mixing ratio was performed 11 times in one month.

試験操業1では、3種類の鉄鋼ダストの他に、炭素質還元剤としてリサイクルカーボンを混合して、新日南株式会社製のダウ・ペレタイザー(登録商標)によって混合造粒し、粒径が5.0~10.0mmの炭素質還元剤内装ペレットを作製した。各調合原料における、鉄鋼ダストの総量に対するリサイクルカーボンの添加量は、炭素含有量が8.0質量%となるように調整した。なお、調合原料中の亜鉛含有量と鉄含有量に応じて、亜鉛と鉄とを還元するのに必要となる炭素質還元剤の必要量が求まるが、炭素質還元剤の必要量に対して、炭素含有量が8.0質量%の炭素質還元剤内装ペレットに含まれる炭素質還元剤量が少なくなるように調整しているので、残りの不足する炭素質還元剤として粉コークスを、炭素質還元剤内装ペレットとともに、直接、還元焙焼ロータリーキルン(RRK)に投入した。上記、炭素質還元剤内装ペレット、粉コークス、組成調整剤としての石灰石、繰返し物を、内径3m、長さ50mの還元焙焼ロータリーキルン(RRK)に投入して還元焙焼工程を実施した。還元焙焼ロータリーキルン(RRK)の焙焼温度については、全ての試験操業において、被処理物の最高温度が1050~1200℃となる範囲とした。 In test operation 1, in addition to the three types of steel dust, recycled carbon was mixed as a carbonaceous reducing agent and mixed and granulated with a Dow Pelletizer (registered trademark) manufactured by Shin-Nippon Minami Co., Ltd., and the particle size was 5. .0 to 10.0 mm carbonaceous reducing agent inner pellets were prepared. The amount of recycled carbon added to the total amount of steel dust in each compounded raw material was adjusted so that the carbon content was 8.0% by mass. Depending on the zinc content and iron content in the compounding raw material, the required amount of the carbonaceous reducing agent required for reducing zinc and iron can be obtained, but with respect to the required amount of the carbonic reducing agent. Since the amount of carbonaceous reducing agent contained in the carbonaceous reducing agent inner pellet having a carbon content of 8.0% by mass is adjusted to be small, powdered coke is used as the remaining insufficient carbonaceous reducing agent. It was directly put into the reduction roasting rotary kiln (RRK) together with the quality reducing agent inner pellets. The above-mentioned carbonaceous reducing agent inner pellets, powdered coke, limestone as a composition adjusting agent, and a repeating material were put into a reduction roasting rotary kiln (RRK) having an inner diameter of 3 m and a length of 50 m to carry out the reduction roasting step. The roasting temperature of the reduction roasting rotary kiln (RRK) was set in the range where the maximum temperature of the object to be treated was 1050 to 1200 ° C. in all test operations.

次に、試験操業2~5として、1ヶ月の間で、調合原料の1日平均のZn/Fe比の標準偏差を変えて、鉄鋼ダストの組合せと混合比を調整する試験を行った。結果として、全12種類の中で使用した鉄鋼ダストの銘柄、1日当たりの3種類の鉄鋼ダストの合計量、1ヶ月の間に行った「調合変更」の回数については若干異なるが、方法、及び条件は、試験操業1と同様にして、試験操業2~5を実施した。 Next, as test operations 2 to 5, a test was conducted in which the standard deviation of the daily average Zn / Fe ratio of the compounding raw material was changed to adjust the combination of steel dust and the mixing ratio during one month. As a result, the brand of steel dust used among all 12 types, the total amount of 3 types of steel dust per day, and the number of "formulation changes" performed in one month are slightly different, but the method and method, and The conditions were the same as in the test operation 1, and the test operations 2 to 5 were carried out.

各々の試験操業において、それぞれ、還元焙焼工程用調合原料中の下記定義による「1日平均のZn/Fe比」の1月間のバラツキを標準偏差σで管理し、その値の許容範囲の上限値でもある「バラツキ基準値」を、試験操業毎に、0.1~0.6の範囲においてそれぞれ異なる値に設定した。その上で、各操業における「1日平均のZn/Fe比」の1ヶ月間のバラツキが「バラツキ基準値」を超えることがないように、試験操業毎に1ヶ月間の鉄鋼ダストの調合計画を決定した。
Zn/Fe比=調合原料中の1日平均の亜鉛含有率(重量%)÷調合原料中の1日平均の鉄含有率(重量%)
In each test operation, the monthly variation of the "daily average Zn / Fe ratio" in the compounding raw material for the reduction roasting process according to the following definition is controlled by the standard deviation σ, and the upper limit of the allowable range of the value is controlled. The "variation reference value", which is also a value, was set to a different value in the range of 0.1 to 0.6 for each test operation. In addition, a one-month steel dust preparation plan for each test operation so that the one-month variation in the "daily average Zn / Fe ratio" in each operation does not exceed the "variation standard value". It was determined.
Zn / Fe ratio = daily average zinc content in the compounding material (% by weight) ÷ average daily iron content in the compounding material (% by weight)

試験操業毎の「1日平均のZn/Fe比」の1ヶ月間の標準偏差σ(以下、単に「Zn/Fe比の標準偏差σ」とも言う)は、各鉄鋼ダスト(A~L)のZn含有率及びFe含有率と調合原料量毎の3種類の鉄鋼ダストの混合比、及び、「調合変更」のスケジュールから算出し、この値が、試験操業毎に予め規定した「バラツキ基準値」未満になるように調合を計画し、調合工程を実施した。各試験操業における実際の「Zn/Fe比の標準偏差σ」は、表1に示す通り(表1においては、単に「σ」と示す)であった。 The standard deviation σ for one month of the "daily average Zn / Fe ratio" for each test operation (hereinafter, also simply referred to as "standard deviation σ of the Zn / Fe ratio") is the standard deviation σ of each steel dust (AL). Calculated from the Zn content and Fe content, the mixing ratio of the three types of steel dust for each compounding raw material amount, and the "formulation change" schedule, this value is the "variation standard value" specified in advance for each test operation. The formulation was planned to be less than, and the formulation process was carried out. The actual "standard deviation σ of the Zn / Fe ratio" in each test operation was as shown in Table 1 (in Table 1, it is simply indicated as "σ").

尚、上記の「試験操業毎の「1日平均のZn/Fe比」の1ヶ月間の標準偏差σ」等を算出するために用いる各鉄鋼ダストのZn含有率とFe含有率の値については、搬入時に分析した各鉄鋼ダストの分析値のうち、直近の値を用いた。又、「調合変更」を実施した日については、変更前と変更後の調合原料中のZn含有率を、更に、調合時間で加重平均した値を、調合原料中の1日平均の亜鉛含有率とした。Fe含有率についても同様である。 Regarding the values of the Zn content and Fe content of each steel dust used to calculate the above-mentioned "standard deviation σ of the" daily average Zn / Fe ratio "for each test operation" for one month, etc. Of the analytical values of each steel dust analyzed at the time of delivery, the latest value was used. On the day when the "formulation change" was carried out, the Zn content in the compounding raw material before and after the change was further weighted and averaged by the compounding time, and the daily average zinc content in the compounding raw material was obtained. And said. The same applies to the Fe content.

そして、試験操業毎に、還元焙焼工程での亜鉛の回収率を測定比較した。結果は表1に示す通りであった。亜鉛の回収率は、上記の鉄鋼ダスト中の亜鉛含有率と、RRKから排出された含鉄クリンカー中の亜鉛含有率とを、それぞれ蛍光X線分析装置により測定し、得られた分析値と処理量及び産出量から算出した。 Then, the recovery rate of zinc in the reduction roasting step was measured and compared for each test operation. The results are as shown in Table 1. For the zinc recovery rate, the zinc content in the steel dust described above and the zinc content in the iron-containing clinker discharged from the RRK were measured by a fluorescent X-ray analyzer, respectively, and the obtained analytical values and the treatment amount were obtained. And calculated from the output.

Figure 0007099299000002
Figure 0007099299000002

尚、キルンの回転数を低下させるほどキルン内の滞留時間が増加し、亜鉛の回収率が向上するが、「Zn/Fe比の標準偏差σ」が増加すると、調合変更時の炉況悪化でキルン炉内への滞留物の固着が進行する。これを抑制するために、試験操業においは、キルン回転数を増加させる操作を行った。この結果キルン内滞留時間が減少し、亜鉛の回収率は低下した。又、「Zn/Fe比の標準偏差σ」を、0.57まで増加させて操業を行った試験操業5においては、キルン回転数の増加にかかわらず、キルン内壁に滞留物が固着・成長してリング状のダムが形成されたため、キルン内残留物の排出不良により操業停止にまで至った。 As the number of rotations of the kiln is reduced, the residence time in the kiln increases and the zinc recovery rate improves, but if the "standard deviation σ of the Zn / Fe ratio" increases, the furnace condition deteriorates when the formulation is changed. The sticking of the stagnant material in the kiln furnace progresses. In order to suppress this, in the test operation, an operation was performed to increase the kiln rotation speed. As a result, the residence time in the kiln decreased and the zinc recovery rate decreased. Further, in the test operation 5 in which the "standard deviation σ of the Zn / Fe ratio" was increased to 0.57, the retained material adhered and grew on the inner wall of the kiln regardless of the increase in the kiln rotation speed. Due to the formation of a ring-shaped dam, the operation was suspended due to poor discharge of residue in the kiln.

表1より、本発明の製造方法においては、「Zn/Fe比の標準偏差σ」を、所定値以下に管理することにより、実操業における亜鉛の回収率を、有意に向上させることができることが分かる。又、「Zn/Fe比の標準偏差σ」を、0.3未満と規定して操業を管理することにより、亜鉛の回収率を95%以上とすることが可能であることも分かる。 From Table 1, in the production method of the present invention, by controlling the "standard deviation σ of the Zn / Fe ratio" to a predetermined value or less, the zinc recovery rate in actual operation can be significantly improved. I understand. It can also be seen that the zinc recovery rate can be 95% or more by controlling the operation by defining the "standard deviation σ of the Zn / Fe ratio" to be less than 0.3.

このような本発明の製造方法によれば、銘柄毎に化学組成のバラツキが大きい鉄鋼ダストを用いた酸化亜鉛鉱の製造において、亜鉛の回収率を95%以上とすることで、最終製品である酸化亜鉛鉱の亜鉛品位を高めて、ISP製錬法等による亜鉛製錬の材料として好適に用いることができる。又、副産物である含鉄クリンカー中の亜鉛含有率を2.0%以下にすることができ、高品質なリサイクル製品として鉄鋼メーカーに販売することができる。以上より、資源リサイクル促進の観点からも、本発明は、産業の発展に大きく寄与する。 According to the production method of the present invention as described above, in the production of zinc oxide ore using steel dust having a large variation in chemical composition for each brand, the zinc recovery rate is 95% or more, which is the final product. It can be suitably used as a material for zinc smelting by an ISP smelting method or the like by enhancing the zinc grade of zinc oxide ore. In addition, the zinc content in the iron-containing clinker, which is a by-product, can be reduced to 2.0% or less, and the product can be sold to steel makers as a high-quality recycled product. From the above, the present invention greatly contributes to the development of industry from the viewpoint of promoting resource recycling.

S10 調合工程
S20 還元焙焼工程
S30 湿式工程
S40 乾燥加熱工程
S50 排ガスダスト洗浄工程
S60 排水処理工程
S70 亜鉛回収率測定工程
S10 Mixing process S20 Reduction roasting process S30 Wet process S40 Drying and heating process S50 Exhaust gas dust cleaning process S60 Wastewater treatment process S70 Zinc recovery rate measurement process

Claims (4)

亜鉛と鉄との含有量比が異なる複数種類の鉄鋼ダストが順次搬入される酸化亜鉛鉱の製造プラントにおいて、前記鉄鋼ダストのうちから複数種の鉄鋼ダストを順次選択して原料として用いる酸化亜鉛鉱の製造方法であって、
複数種類の前記鉄鋼ダストを所定の混合比で混合して還元焙焼工程用調合原料とする調合工程と、
前記還元焙焼工程用調合原料に所定量の炭素質還元剤を添加して還元焙焼処理を施すことにより粗酸化亜鉛ダストを得る還元焙焼工程と、を含んでなり、
前記調合工程では、単位操業期間毎の前記還元焙焼工程用調合原料中の亜鉛と鉄との含有率比の、予め規定した規準操業期間毎におけるバラツキが、常に所定のバラツキ基準値未満となるように、前記規準操業期間内における前記単位操業期間毎の前記鉄鋼ダストの混合比を決定し、
前記還元焙焼工程では、前記還元焙焼工程用調合原料中の亜鉛含有量と鉄含有量に応じて、該亜鉛と該鉄と、を還元するのに必要となる前記炭素質還元剤の必要量を求め、該必要量の前記炭素質還元剤を添加する、酸化亜鉛鉱の製造方法。
In a zinc oxide ore manufacturing plant where multiple types of steel dust having different content ratios of zinc and iron are sequentially carried in, zinc oxide ore is used as a raw material by sequentially selecting multiple types of steel dust from the steel dust. It is a manufacturing method of
A compounding process in which a plurality of types of the steel dust are mixed at a predetermined mixing ratio and used as a compounding raw material for a reduction roasting process.
It includes a reduction roasting step of adding a predetermined amount of a carbonaceous reducing agent to the compounding raw material for the reduction roasting step and performing a reduction roasting treatment to obtain crude zinc oxide dust.
In the compounding process, the variation in the content ratio of zinc and iron in the compounding raw material for the reduction roasting process for each unit operating period for each predetermined standard operating period is always less than the predetermined variation standard value. As described above, the mixing ratio of the steel dust for each unit operating period within the standard operating period is determined.
In the reduction roasting step, the carbonaceous reducing agent required for reducing the zinc and the iron is required according to the zinc content and the iron content in the compounding raw material for the reduction roasting step. A method for producing zinc oxide ore, wherein an amount is determined and a required amount of the carbonaceous reducing agent is added.
前記単位操業期間が、1日であって、前記還元焙焼工程用調合原料中の亜鉛と鉄との前記含有率比は、以下で定義される1日平均のZn/Fe比であり、
前記規準操業期間が、1月であって、前記バラツキが、前記Zn/Fe比の標準偏差である、
請求項1に記載の酸化亜鉛鉱の製造方法。
Zn/Fe比=調合原料中の1日平均の亜鉛含有率(重量%)÷調合原料中の1日平均の鉄含有率(重量%)
The unit operating period is one day, and the content ratio of zinc and iron in the compounding raw material for the reduction roasting step is the daily average Zn / Fe ratio defined below.
The standard operating period is January, and the variation is the standard deviation of the Zn / Fe ratio.
The method for producing zinc oxide ore according to claim 1.
Zn / Fe ratio = daily average zinc content in the compounding material (% by weight) ÷ average daily iron content in the compounding material (% by weight)
前記バラツキ基準値が0.3である、請求項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 2, wherein the variation reference value is 0.3. 前記粗酸化亜鉛ダストに湿式処理を施して、水溶性不純物を除去して粗酸化亜鉛ケーキを得る湿式工程と、
前記粗酸化亜鉛ケーキに乾燥加熱処理を施す乾燥加熱工程と、を更に備える、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。
A wet step of subjecting the crude zinc oxide dust to a wet treatment to remove water-soluble impurities to obtain a crude zinc oxide cake.
The method for producing zinc oxide ore according to any one of claims 1 to 3, further comprising a dry heating step of subjecting the crude zinc oxide cake to a dry heat treatment.
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