JPH05287574A - 鉄スクラップから鉄と非鉄金属を分離する方法 - Google Patents
鉄スクラップから鉄と非鉄金属を分離する方法Info
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- JPH05287574A JPH05287574A JP10908992A JP10908992A JPH05287574A JP H05287574 A JPH05287574 A JP H05287574A JP 10908992 A JP10908992 A JP 10908992A JP 10908992 A JP10908992 A JP 10908992A JP H05287574 A JPH05287574 A JP H05287574A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は不純物を多く含むスクラップを原料
とし、銅などを分離し高純度の鉄鋼材料を供給するため
の電解精製法の効率改善を目的とする。 【構成】 円盤状の炉体の中心部に、陰極となる電極と
の間の直流アークによって溶解した溶鉄浴を形成し、そ
の周囲に鉄より卑な金属の酸化物にハロゲン化物を添加
した溶融電解質浴を形成し、前記溶融電解質浴に浸漬し
たスクラップを陽極とし、電解精製と溶解操作を同時に
行い非鉄金属を分離すると同時に溶鉄を得る方法。
とし、銅などを分離し高純度の鉄鋼材料を供給するため
の電解精製法の効率改善を目的とする。 【構成】 円盤状の炉体の中心部に、陰極となる電極と
の間の直流アークによって溶解した溶鉄浴を形成し、そ
の周囲に鉄より卑な金属の酸化物にハロゲン化物を添加
した溶融電解質浴を形成し、前記溶融電解質浴に浸漬し
たスクラップを陽極とし、電解精製と溶解操作を同時に
行い非鉄金属を分離すると同時に溶鉄を得る方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄分を含む金属スクラッ
プを原料とし、鉄鋼材料を製造する方法に関するもので
ある。
プを原料とし、鉄鋼材料を製造する方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】スクラップを原料とする製鋼法において
は、まずスクラップを適当な大きさに破砕し、磁力選
別、手選別等により非金属物質、非鉄金属を除去したの
ち、電気炉あるいは転炉等の燃料燃焼炉で溶解して酸化
精錬を行い、さらに残留する不純物元素を適宜フラック
ス等との化学反応により除去している。
は、まずスクラップを適当な大きさに破砕し、磁力選
別、手選別等により非金属物質、非鉄金属を除去したの
ち、電気炉あるいは転炉等の燃料燃焼炉で溶解して酸化
精錬を行い、さらに残留する不純物元素を適宜フラック
ス等との化学反応により除去している。
【０００３】近年の材料複合化の進展にともない、スク
ラップ原料中に含まれる非鉄金属材料が増え、それらの
分離除去が困難になってきた。特に銅、錫は鋼材中に含
まれるとその加工性を著しく悪化させる元素であるが、
酸化精錬では除去できずその効果的除去方法は確立され
ていない。例えばフラックスとの化学反応による精錬法
では膨大な量のフラックスを必要とし、経済的に鉄鋼材
料を生産する方法が未だ確立されていない。また、この
ような不純物を多く含むために再生処理を行わないスク
ラップの発生量は年々増加し、投棄処理場所の確保が難
しくなっているため、適当な処理方法の開発が望まれて
いる。
ラップ原料中に含まれる非鉄金属材料が増え、それらの
分離除去が困難になってきた。特に銅、錫は鋼材中に含
まれるとその加工性を著しく悪化させる元素であるが、
酸化精錬では除去できずその効果的除去方法は確立され
ていない。例えばフラックスとの化学反応による精錬法
では膨大な量のフラックスを必要とし、経済的に鉄鋼材
料を生産する方法が未だ確立されていない。また、この
ような不純物を多く含むために再生処理を行わないスク
ラップの発生量は年々増加し、投棄処理場所の確保が難
しくなっているため、適当な処理方法の開発が望まれて
いる。
【０００４】一方、金属の電解精製法は不純物を含む合
金から高純度の金属を得るための一般的方法であり、水
溶液を電解質とした銅の電解精製、溶融塩を電解質とし
たアルミニウムの電解精製などに代表される。しかしな
がら、鉄の電解精製に関しては電解質中での鉄イオンの
存在形態に２価と３価の２種類があるため、陽極におい
ては２価イオンの３価イオンへの酸化、陰極においては
３価イオンの２価イオンへの還元という鉄イオンの循環
が起こり、電解電流の精製に用いられる効率が低くな
る。陽極中に不純物元素を多く含む場合は、それらの元
素が鉄と合金を形成し、鉄の活量を低下させ、鉄の溶出
電位が上昇し、２価の鉄イオンの３価への酸化反応がよ
り起こり易い状況となり、電流の効率がさらに低下し易
くなるほか、不純物の陽極からの溶出、陰極への析出も
起こり易くなる。これらの理由により電解精製では電流
をあまり大きくとる事が出来ず、生産能力は低く抑えら
れることになる。
金から高純度の金属を得るための一般的方法であり、水
溶液を電解質とした銅の電解精製、溶融塩を電解質とし
たアルミニウムの電解精製などに代表される。しかしな
がら、鉄の電解精製に関しては電解質中での鉄イオンの
存在形態に２価と３価の２種類があるため、陽極におい
ては２価イオンの３価イオンへの酸化、陰極においては
３価イオンの２価イオンへの還元という鉄イオンの循環
が起こり、電解電流の精製に用いられる効率が低くな
る。陽極中に不純物元素を多く含む場合は、それらの元
素が鉄と合金を形成し、鉄の活量を低下させ、鉄の溶出
電位が上昇し、２価の鉄イオンの３価への酸化反応がよ
り起こり易い状況となり、電流の効率がさらに低下し易
くなるほか、不純物の陽極からの溶出、陰極への析出も
起こり易くなる。これらの理由により電解精製では電流
をあまり大きくとる事が出来ず、生産能力は低く抑えら
れることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような不
純物を多く含むスクラップを原料とし、高純度の鉄鋼材
料を供給するための電解精製法の効率改善を目的とする
ものである。
純物を多く含むスクラップを原料とし、高純度の鉄鋼材
料を供給するための電解精製法の効率改善を目的とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するものであって、鉄を主体とするスクラップから鉄分
を回収精錬する方法において、炉体の中心部に陰極とな
る電極との間の直流アークによって溶解した溶鉄浴を形
成し、その周囲に鉄より卑な金属の酸化物にハロゲン化
物を添加した溶融電解質浴を形成し、前記溶融電解質浴
に浸漬したスクラップを陽極とし、電解精製と溶解操作
を同時に行い非鉄金属を分離すると同時に溶鉄を得るこ
とを特徴とする鉄スクラップから鉄と非鉄金属を分離す
る方法である。
するものであって、鉄を主体とするスクラップから鉄分
を回収精錬する方法において、炉体の中心部に陰極とな
る電極との間の直流アークによって溶解した溶鉄浴を形
成し、その周囲に鉄より卑な金属の酸化物にハロゲン化
物を添加した溶融電解質浴を形成し、前記溶融電解質浴
に浸漬したスクラップを陽極とし、電解精製と溶解操作
を同時に行い非鉄金属を分離すると同時に溶鉄を得るこ
とを特徴とする鉄スクラップから鉄と非鉄金属を分離す
る方法である。
【０００７】
【作用】図１は本発明の方法を実施するための炉の構造
の例を示す断面図であり、図２はこれの蓋を取って炉内
を見た平面図である。耐火物４で内張りされた盤状の炉
の中心上方に陰極となる黒鉛または水冷の銅などの棒状
電極２を設置し、その直下に環状の下堰７で区切られた
炉水平断面の内の一部を占める溶鉄浴５を形成する。溶
鉄浴５の表面を環状の上堰６で内外に２分し、内側の溶
鉄表面を棒状電極２からの直流アークで加熱し、上堰６
の外側表面は下堰７外側から炉内壁までをも満たすシリ
カ、アルミナ、ライム等の鉄よりも卑な金属の酸化物混
合物に少量の酸化鉄と蛍石等のハロゲン化物を加えた溶
融電解質３と接触させる。さらにスクラップを棒状に成
形した成形スクラップ電極１を溶融電解質３中でかつ溶
鉄浴５の上方とならない位置に炉底面に接触しないよう
複数本環状に浸漬させ、陽極とする。
の例を示す断面図であり、図２はこれの蓋を取って炉内
を見た平面図である。耐火物４で内張りされた盤状の炉
の中心上方に陰極となる黒鉛または水冷の銅などの棒状
電極２を設置し、その直下に環状の下堰７で区切られた
炉水平断面の内の一部を占める溶鉄浴５を形成する。溶
鉄浴５の表面を環状の上堰６で内外に２分し、内側の溶
鉄表面を棒状電極２からの直流アークで加熱し、上堰６
の外側表面は下堰７外側から炉内壁までをも満たすシリ
カ、アルミナ、ライム等の鉄よりも卑な金属の酸化物混
合物に少量の酸化鉄と蛍石等のハロゲン化物を加えた溶
融電解質３と接触させる。さらにスクラップを棒状に成
形した成形スクラップ電極１を溶融電解質３中でかつ溶
鉄浴５の上方とならない位置に炉底面に接触しないよう
複数本環状に浸漬させ、陽極とする。
【０００８】棒状電極２と溶鉄浴５との間にアークを発
生させ、アーク、溶鉄、溶融電解質を介して棒状電極２
と成形スクラップ電極１の間に電流を通じさせると、陽
極のスクラップ中の鉄が（１）式に従って電解質中にイ
オンとして溶解し、電解質と溶鉄表面で（２）式によっ
て鉄に戻る。
生させ、アーク、溶鉄、溶融電解質を介して棒状電極２
と成形スクラップ電極１の間に電流を通じさせると、陽
極のスクラップ中の鉄が（１）式に従って電解質中にイ
オンとして溶解し、電解質と溶鉄表面で（２）式によっ
て鉄に戻る。
【０００９】Ｆｅ→Ｆｅ2+＋２ｅ- ……（１） Ｆｅ2+＋２ｅ- →Ｆｅ ……（２）
【００１０】陽極スクラップ中のクロム，アルミニウム
など鉄より卑な元素は、電解質中に溶出するが、陰極と
なる溶鉄中には還元されず、電解質中に蓄積される。ま
た銅等の鉄より貴な元素は電解質中に溶出せず、鉄の溶
出に従って陽極から欠落し、陽極残渣１１として電解質
浴底に沈澱する。その結果、炉中心部の溶鉄プールには
高純度の鉄が回収され、鉄より貴な元素は陽極残渣へ、
鉄より卑な元素は電解質中へと分離される。なお、図２
において８は蓋、１０は出湯孔、９はスタータップ電極
で炉の操業開始時に棒状電極２との間で通電し溶鉄浴を
作るためのものである。
など鉄より卑な元素は、電解質中に溶出するが、陰極と
なる溶鉄中には還元されず、電解質中に蓄積される。ま
た銅等の鉄より貴な元素は電解質中に溶出せず、鉄の溶
出に従って陽極から欠落し、陽極残渣１１として電解質
浴底に沈澱する。その結果、炉中心部の溶鉄プールには
高純度の鉄が回収され、鉄より貴な元素は陽極残渣へ、
鉄より卑な元素は電解質中へと分離される。なお、図２
において８は蓋、１０は出湯孔、９はスタータップ電極
で炉の操業開始時に棒状電極２との間で通電し溶鉄浴を
作るためのものである。
【００１１】炉の周辺部に成形スクラップ電極を多数配
置することの利点は、電流の密度が炉中心部から周辺部
へ向かって低下し、ジュール発熱量が低下し、結果とし
て電解質の温度が低下するため、スクラップ電極の温度
をスクラップの融点以下に保持でき、混在する不純物元
素と鉄との合金化を抑制できることにある。電解が進む
と陽極スクラップ中の鉄より貴な不純物は陽極から脱落
し、陽極中への蓄積は防止される。
置することの利点は、電流の密度が炉中心部から周辺部
へ向かって低下し、ジュール発熱量が低下し、結果とし
て電解質の温度が低下するため、スクラップ電極の温度
をスクラップの融点以下に保持でき、混在する不純物元
素と鉄との合金化を抑制できることにある。電解が進む
と陽極スクラップ中の鉄より貴な不純物は陽極から脱落
し、陽極中への蓄積は防止される。
【００１２】
【実施例】図１および図２に示した内径０．７ｍの円盤
状の炉の中央に２５ｋｇの電解鉄を装入し、炉底に埋め
込んだ導電性耐火物をスタータップ電極９とし、上方の
直径５ｃｍの黒鉛電極２との間にアークを発生させ、電
解鉄を溶解し、溶鉄浴５を形成した。上堰６外側に鉄鋼
スクラップを棒状に成形した直径５ｃｍの成型スクラッ
プ電極１を１２本設置し、その間をシリカ３８％、ライ
ム３６％、アルミナ１９％、酸化鉄ＦｅＯ２％、蛍石５
％からなる溶融電解質３で満たし、溶鉄浴５直上の黒鉛
電極２との間で、１１６０Ａの一定電流で電解を行い、
３２時間で約２５ｋｇのスクラップを処理した。スクラ
ップ電解を行ったときの平均電力消費量は鉄１ｋｇあた
り２．２３ｋＷｈであった。
状の炉の中央に２５ｋｇの電解鉄を装入し、炉底に埋め
込んだ導電性耐火物をスタータップ電極９とし、上方の
直径５ｃｍの黒鉛電極２との間にアークを発生させ、電
解鉄を溶解し、溶鉄浴５を形成した。上堰６外側に鉄鋼
スクラップを棒状に成形した直径５ｃｍの成型スクラッ
プ電極１を１２本設置し、その間をシリカ３８％、ライ
ム３６％、アルミナ１９％、酸化鉄ＦｅＯ２％、蛍石５
％からなる溶融電解質３で満たし、溶鉄浴５直上の黒鉛
電極２との間で、１１６０Ａの一定電流で電解を行い、
３２時間で約２５ｋｇのスクラップを処理した。スクラ
ップ電解を行ったときの平均電力消費量は鉄１ｋｇあた
り２．２３ｋＷｈであった。
【００１３】スクラップの組成と初期形成溶鉄プールの
組成、電解後得られた溶鉄の組成を表１に示す。
組成、電解後得られた溶鉄の組成を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】ここで示した実施例の他に、陽極のスクラ
ップ成形体を連続的に挿入し、かつ溶鉄プールから連続
的に溶鉄を排出し、連続的な運転を行っても良い。ま
た、成分調整や温度調整のために溶鉄浴に他の鉄源を投
入しても良い。
ップ成形体を連続的に挿入し、かつ溶鉄プールから連続
的に溶鉄を排出し、連続的な運転を行っても良い。ま
た、成分調整や温度調整のために溶鉄浴に他の鉄源を投
入しても良い。
【００１６】
【発明の効果】本発明の方法により、溶融塩電解の陽極
となる鉄スクラップは鉄の融点より低い温度に維持され
るため、含まれる不純物と鉄との合金化が抑制でき、上
記実施例にみられるように不純物を多く含む原料から純
度の高い鉄を溶融状態で回収する事が出来る。
となる鉄スクラップは鉄の融点より低い温度に維持され
るため、含まれる不純物と鉄との合金化が抑制でき、上
記実施例にみられるように不純物を多く含む原料から純
度の高い鉄を溶融状態で回収する事が出来る。
【図１】本発明の方法を実施するための炉の構造を示す
断面図
断面図
【図２】図１の炉の蓋を取って炉内を見た平面図
１ 成形スクラップ電極（陽極） ２ 棒状電極（陰極） ３ 溶融電解質浴 ５ 溶鉄浴 ６ 上堰 ７ 下堰
Claims (1)
- 【請求項１】 鉄を主体とするスクラップから鉄分を回
収精錬する方法において、炉体の中心部に陰極となる電
極との間の直流アークによって溶解した溶鉄浴を形成
し、その周囲に鉄より卑な金属の酸化物にハロゲン化物
を添加した溶融電解質浴を形成し、前記溶融電解質浴に
浸漬したスクラップを陽極とし、電解精製と溶解操作を
同時に行い非鉄金属を分離すると同時に溶鉄を得ること
を特徴とする鉄スクラップから鉄と非鉄金属を分離する
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10908992A JPH05287574A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 鉄スクラップから鉄と非鉄金属を分離する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10908992A JPH05287574A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 鉄スクラップから鉄と非鉄金属を分離する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05287574A true JPH05287574A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=14501313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10908992A Withdrawn JPH05287574A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 鉄スクラップから鉄と非鉄金属を分離する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05287574A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002246661A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-30 | Toshiba Corp | 熱電素子の処理システム |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP10908992A patent/JPH05287574A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002246661A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-30 | Toshiba Corp | 熱電素子の処理システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |