JPH04357117A - 噴霧焙焼による酸化鉄の製造方法及びその噴霧焙焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄鋼業における鋼板等の
鋼材の塩酸酸洗廃液から噴霧焙焼して酸化鉄を製造する
方法及びその噴霧焙焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の塩酸酸洗廃液から酸化鉄を製造
する方法として、噴霧焙焼方法が多く採用されている。 噴霧焙焼方法は一般に焙焼装置の上部側に酸洗廃液スプ
レーノズルを設け、下部側に燃焼ガス吹込みバーナを設
けて、そのスプレーノズルから噴霧された塩酸酸洗廃液
に燃焼ガスを吹き付けて、乾燥と反応を同時に炉内で行
い、生成した酸化鉄粉を焙焼装置の底部から取出す。塩
酸ガスは焙焼装置の上部から取出され、塩酸として回収
される。この場合、燃焼ガス吹込みバーナは拡散型燃焼
バーナが一般的に使用されている。

【０００３】噴霧焙焼装置内では含有水分が蒸発し、含
有鉄塩は水蒸気及び燃焼ガス中の酸素と（１）式に示す
ような反応を行い、酸化鉄となる。 　　２ＦｅＣｌ２　＋２Ｈ２　Ｏ＋１／２Ｏ２　→Ｆｅ
２　Ｏ３　＋４ＨＣｌ──（１）このようにして得られ
た酸化鉄粉は近年フェライト原料として、有効に利用さ
れるようになり、フェライト原料として高純度のものが
要求されている。

【０００４】高純度の酸化鉄を製造する方法については
種々の提案がされている。その一例として特開昭６２−
５９５３２号公報に示すように、鋼材の塩酸酸洗廃液を
濃縮（Ｆｅ濃度２０ｇ／１００ｃｃ以上）して、その濃
縮液から第一塩化鉄あるいは塩化第二鉄以外のＳｉ、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃａ、Ｎａ等の不純物を除去し、噴霧
焙焼に適したＦｅ濃度の精製液に調製し、その精製液を
噴霧焙焼して高純度酸化鉄を製造する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭６２−
５９５３２号公報に示すような高純度酸化鉄を製造する
方法では、それなりの効果が期待できるが、次のような
問題がある。

【０００６】噴霧焙焼装置内では（１）式に示すような
反応が行われているので、生成された酸化鉄（Ｆｅ２　
Ｏ３　）の粒子表面に塩酸被膜を形成し易く、燃焼ガス
の高速吹き込み等を行っても塩酸被膜を破壊することが
充分でなく、得られた酸化鉄粉には残留Ｃｌ濃度のバラ
ツキが大きく、１．０％を超える場合も生じている。こ
のような場合には焙焼効率が悪く、燃料原単位が高い等
の問題がある。

【０００７】燃焼ガス吹込みバーナについては、拡散型
燃焼バーナが一般的に使用されているが、この種のバー
ナでは限界があり、上記問題点を解決することが出来な
い。

【０００８】一方、バーナについては、他分野に使用さ
れているものも含めて多くの種類が存在する。一例とし
て特開平１−２１２８０４号公報に示すようなパルス燃
焼器が提案されている。

【０００９】本発明者等は上記のような問題点の解決を
図るために、パルス燃焼器を噴霧焙焼装置に用いた場合
について、種々の検討を行い、本発明に到達したもので
ある。即ち、残留Ｃｌ濃度の低いかつバラツキの小さい
噴霧焙焼による酸化鉄の製造方法及びその噴霧焙焼装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明は酸洗廃液を噴霧焙焼して酸化鉄を
製造する方法において、前記酸洗廃液を噴霧し、それに
脈動させた燃焼ガスを衝突させて、酸洗廃液を乾燥及び
反応させて酸化鉄を製造する噴霧焙焼による酸化鉄の製
造方法とするものである。

【００１１】本発明では、上記方法を行うために、焙焼
装置の上部に酸洗廃液スプレーノズル、下部にパルス燃
焼器を設け、前記パルス燃焼器を構成する空気供給管に
富化機構を設け、テールパイプの形状をラッパ状とし、
そのテールパイプの先端部を焙焼装置の内壁面に位置さ
せるようにした酸化鉄の噴霧焙焼装置とするものである
。

【００１２】本発明の方法では脈動させた燃焼ガスを噴
霧した酸洗廃液に衝突させるこが必要であり、反応によ
って生成された酸化鉄の微粒子の表面積に付着した塩酸
被膜が容易に破壊されて、化学量論的に反応を促進する
ことが出来る。

【００１３】本発明の噴霧焙焼装置では、パルス燃焼器
を構成する空気供給管に富化機構を設けることが必要で
ある。ここでは酸洗廃液の噴霧乾燥と、酸化鉄生成の反
応を行うものであり、それらに必要な酸素を供給しなけ
ればならない。これらの酸素を空気中の酸素（容量２１
％）から供給するためには、大量の空気量を必要とする
。そのため、パルス燃焼器が大型化になる。空気供給管
に富化機構を設けることによって、酸素富化空気を供給
出来るので、パルス燃焼器を小型に出来る。

【００１４】本発明では、テールパイプの形状をラッパ
状とし、そのテールパイプの先端部を焙焼装置の内壁面
に位置させることが必要である。これによって脈動した
燃焼ガスを噴霧焙焼装置内で均一に広げることが出来、
噴霧した酸洗廃液と衝突させて、乾燥、反応を短時間に
行う。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明する
。

【００１６】図１は本発明の酸化鉄焙焼装置を酸化鉄の
焙焼工程に設けた状態を示す図である。図において、２
１は焙焼装置、２２はパルス燃焼器、２３は酸洗廃液ス
プレーノズルである。ここでは廃液ストレージタンク１
から廃液ポンプ２によって、酸洗廃液を酸洗廃液スプレ
ーノズル２３を介して焙焼装置２１内に噴霧される。こ
の場合、酸洗廃液はフイルター３によって清浄にされる
。

【００１７】焙焼装置２１内に噴霧された酸洗廃液は、
焙焼装置２１内の下部側壁に対称的に設けた２つのパル
ス燃焼器２２から焙焼装置２１内に噴射した燃焼ガスと
混合衝突させる。

【００１８】この場合、燃焼ガスは脈動しており、燃焼
ガスと混合衝突しながら、短時間に乾燥と反応が行われ
、酸化鉄が形成される。形成された酸化鉄粉は焙焼装置
２１内の下端部からオキサイトビン４に収納される。 この場合酸化鉄は平均粒径０．４５〜０．６５μｍ程度
のものが得られる。

【００１９】一方気化した液体はサイクロン５を経て、
アブソーバー６で酸として回収される。７は回収酸タン
クである。排ガスは排気ファン８によって、スタッフ９
から大気中に放散される。１０はサイクロンホッパーで
あり、１４はスクラバーである。

【００２０】図２は本発明の噴霧焙焼装置のパルス燃焼
器を取付けた要部の一実施例を示す図である。

【００２１】パルス燃焼器２２は一方端２４ｂを閉じ、
他方端２４ａに燃焼ガス排出用のテールパイプ２５を接
続した円筒状の燃焼室２６の胴部に、酸素富化機構を有
する空気供給管２７及び燃料ガス供給管２８を合流させ
てなる可燃混合気供給管２９を、胴部周方向上における
接線方向に接続している。３１は流量計、３２は圧力吸
収器、３４は着火プラグである。

【００２２】ここでは酸素富化機構として、酸素供給管
３０を空気供給管２７に接続している。酸素の富化率は
流量計３１によってバルブ３３操作で的確に調節出来る
。

【００２３】本発明に用いるパルス燃焼器２２では酸素
富化機構を有する空気供給管２７及び燃料ガス供給管２
８を合流させてなる可燃混合気供給管２９から可燃混合
気体が燃焼室２６に送られ、そこでカルマン渦を生じて
、燃焼ガスと酸素富化空気が激しく混合し、良好な可燃
混合気体となる。燃焼室２６ではこれに点火して、パル
ス燃焼が行われる。

【００２４】テールパイプ２５は形状をラッパ状とし、
そのテールパイプ２５の先端部を焙焼装置２１の内壁面
に位置させて取付けている。これによって脈動した燃焼
ガスを焙焼装置内で均一に広げることが出来、噴霧した
酸洗廃液と衝突して、乾燥、反応を短時間に行うことが
出来る。

【００２５】テールパイプ２５のラッパ状部２５ａの広
がり角度は、脈動した燃焼ガスがテールパイプ２５の内
壁から離脱しない程度の広がり角度とする。一般には２
０°以内であればよい。通常は１０°程度の広がり角度
を用いる。

【００２６】図１、図２に示すような装置を用いて、含
有鉄イオン濃度が１１．３重量％の塩酸廃液を４．２ｍ
３　／ｈの割合で噴霧し、一方、富化機構を有する空気
供給管２７で、酸素含有量２４容量％にした酸素富化空
気とコークス炉ガスによる燃料ガスの混合気を燃焼させ
て発生した脈動する燃焼ガスを焙焼装置内に噴射させて
、噴霧焙焼させ、酸化鉄を製造した場合、得られた酸化
鉄の残留Ｃｌ濃度が、従来の拡散型燃焼バーナを用いて
、同じ反応時間で比較した場合、従来の方法に比べて、
６０〜７０％低減した。

【００２７】又、本発明方法によって得られた酸化鉄の
微粒子径の分布を図３に示す。ここでは、パルス燃焼器
の燃焼ガスの脈動を調整出来るので、所定の平均微粒径
のものを効率良く形成することが出来る。これに対して
従来の拡散型バーナを用いて、同じ反応時間での平均微
粒径の分布を比較すると、この場合は平均微粒径の値が
高く、かつバラツキが大きい。

【００２８】以上のことから、本発明では、（１）式に
示した反応が従来に比較して、化学量論的に行うことが
出来るので、過剰な水蒸気の生成に要する燃焼ガスの熱
量を防止出来、酸化鉄の燃焼ガス原単位を大きく向上さ
せることが出来る。

【００２９】又実施例ではパルス燃焼器による脈動する
燃焼ガスを用いたが、これに限定されるものではなく、
他の手段によって燃焼ガスに脈動を与えた場合でも、本
発明の方法の範囲とするものである。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、脈動する燃焼ガスを噴
霧焙焼工程に取り入れることによって、酸化鉄の乾燥、
反応の促進をはかり、残留Ｃｌ濃度の低いかつバラツキ
の小さい酸化鉄を製造することが出来る。又本発明の噴
霧焙焼装置を用いれば、脈動する燃焼ガスを容易に装置
内に供給出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の酸化焙焼装置を工程に用いた状態を示
す図である。

【図２】本発明に用いる酸化焙焼装置の一実施例を示す
図である。

【図３】本発明によって得られた酸化鉄の粒度分布を示
す図である。

【符号の説明】

２１　　　　焙焼装置 ２２　　　　パルス燃焼器 ２３　　　　酸洗廃液スプレーノズル ２４ａ　　他方端 ２４ｂ　　一方端 ２５　　　　テールパイプ ２５ａ　　ラッパ状部 ２６　　　　燃焼室 ２７　　　　空気供給管 ２８　　　　燃料ガス供給管 ２９　　　　可燃混合気供給管 ３０　　　　酸素供給管 ３１　　　　流量計 ３２　　　　圧力吸収器 ３３　　　　バルブ ３４　　　　着火プラグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　酸洗廃液を噴霧焙焼して酸化鉄を製造
   する方法において、前記酸洗廃液を噴霧し、それに脈動
   させた燃焼ガスを衝突させて、酸洗廃液を乾燥及び反応
   させて酸化鉄を製造することを特徴とする噴霧焙焼よる
   酸化鉄の製造方法。
2. 【請求項２】　　焙焼装置の上部に酸洗廃液スプレーノ
   ズル、下部にパルス焙焼器を設け、前記パルス焙焼器を
   構成する空気供給管に酸素富化機構を設け、テールパイ
   プの形状をラッパ状とし、そのテールパイプの先端部を
   焙焼装置の内壁面に位置させるようにしたことを特徴と
   する酸化鉄の噴霧焙焼装置。