JPH06108173A - 亜鉛付着金属部材の亜鉛除去方法 - Google Patents

亜鉛付着金属部材の亜鉛除去方法

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JPH06108173A
JPH06108173A JP26157592A JP26157592A JPH06108173A JP H06108173 A JPH06108173 A JP H06108173A JP 26157592 A JP26157592 A JP 26157592A JP 26157592 A JP26157592 A JP 26157592A JP H06108173 A JPH06108173 A JP H06108173A
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zinc
coke
heating
vapor
scrap
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JP26157592A
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Yuji Okada
裕二 岡田
Shunichi Fujio
俊一 藤尾
Norio Kawamura
典雄 河村
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Nippon Steel Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84Recycling of batteries or fuel cells

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有害かつ危険な還元性雰囲気を必要とするこ
となく、かつ減圧することなく、亜鉛が付着している金
属部材から高純度の亜鉛を除去回収する。 【構成】 表面に亜鉛が付着している金属部材1を、大
気圧の下で亜鉛の融点よりも低い温度で加熱し、この加
熱によって気化した亜鉛3を強制冷却して亜鉛粉末4を
除去回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面に亜鉛が付着して
いる金属部材から亜鉛を除去する方法に関し、とくに有
害かつ危険な還元雰囲気を利用することなく高純度の亜
鉛を除去回収することが可能な亜鉛除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用亜鉛メッキ鋼板のスクラップ
材、プレス屑等を鋳鉄溶解材料として再利用する場合、
メッキされている亜鉛を鋼材から除去しなければならな
い。鋼材から亜鉛を除去する方法の一つとして、たとえ
ば特公昭56−10974号公報が知られている。本公
報の技術は、鋼スクラップ材をCO2 /COモル比<
0.004の還元性雰囲気の下で約1090〜1250
℃に加熱することにより、スクラップ材中の銅、錫、亜
鉛を除去回収するものである。
【0003】自動車用鋼板の例ではないが、特公昭61
−23858号公報には、加熱炉中において、減圧下で
被処理物を加熱することにより表面の亜鉛を蒸発させ、
蒸発された亜鉛をコレクタに付着させ回収する方法が開
示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにCO2 /COモル比<0.004という高純度の
還元性雰囲気を作り出すことは工業的に非常に難しい。
また、COは人体に有害であるばかりでなく、爆発しや
すい性質を有しているので、設備上の安全対策や高価な
排ガス処理設備を必要とする。したがって、亜鉛を回収
するためには大規模の設備が必要となり、生産コスト的
に問題がある。
【0005】特公昭61−23858号公報のように、
加熱減圧下で亜鉛を蒸発させる方法は、亜鉛の酸化防止
のための真空加熱炉が必要となるので、上述と同様に設
備が大型化し高価なものとなる。
【0006】本発明は、上記の問題に着目し、有害かつ
危険な還元性雰囲気を必要とすることなく、かつ減圧す
ることなく、亜鉛が付着している金属部材から高純度の
亜鉛を除去回収することが可能な亜鉛除去方法を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る亜鉛付着金属部材の亜鉛除去方法は、表
面に亜鉛が付着している金属部材を、大気圧の下で亜鉛
の融点よりも低い温度で加熱し、該加熱によって気化し
た亜鉛を強制冷却して亜鉛粉末を除去回収する方法から
なる。
【0008】
【作用】このように構成された亜鉛付着金属部材の亜鉛
除去方法においては、大気圧の下で亜鉛の融点よりも低
い温度で金属部材を加熱した場合でも、金属部材の表面
に付着している亜鉛を気化させることが可能となる。通
常、亜鉛を気化させるためには亜鉛の融点よりも高い温
度で金属部材を加熱しなければならないと考えがちであ
るが、実際には亜鉛の融点よりも低い温度で亜鉛が気化
することが実験の結果判明した。
【0009】亜鉛が融点よりも低い温度で気化するの
は、地面にしみ込んだ水が水の沸点に至らない温度で蒸
発するのと同じ作用であると考えられる。亜鉛は加熱さ
れることにより空気中のCO2 と酸化反応してZn+C
2 からZnO+COとなり、ZnO+COはさらに還
元反応によりZn+CO2 となるので、従来のように純
度の高いCOを用いた還元雰囲気が不要となる。
【0010】なお、大気圧の下で亜鉛を気化させても、
還元雰囲気のCO2 濃度が一定値(約15%)以下であ
れば、亜鉛がほとんど酸化しないことが実験により判明
した。したがって、減圧することなく高純度の亜鉛の回
収が可能となる。このCO2濃度はきわめて一般的な加
熱雰囲気における値であるので、このCO2 濃度を維持
するため設備も不要となる。加熱によって気化した亜鉛
は、強制冷却されることにより凝結し、亜鉛粉末として
除去回収される。
【0011】
【実施例】以下に、本発明に係る亜鉛付着金属部材の亜
鉛除去方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明す
る。
【0012】第1実施例 図1ないし図4は、本発明の第1実施例を示しており、
とくにバーナによる加熱に適用した場合を示している。
まず、亜鉛回収装置の構成について説明する。図中、1
0は亜鉛回収装置を示しており、11はその炉体を示し
ている。炉体11の内部には、炉外に向って延びるロー
ラコンベア12が配置されている。炉体11の側面に
は、扉11aが設けられている。
【0013】ローラコンベア12上には、金属部材とし
てのスクラップ材1を収容する台車13が載せられてい
る。スクラップ材1の表面には亜鉛メッキが施されてい
る。ローラコンベア12上の台車13は、扉11aを介
して炉体11内に搬入されるようになっている。炉体1
1内のローラコンベア12の直下には、多数の通気孔1
4aを有する板状のセラミックフィルタ14が配置され
ている。セラミックフィルタ14は、多少傾斜した状態
で炉体11に固定されている。炉体11内のセラミック
フィルタ14の下方には、加熱手段としての複数のバー
ナ15が配置されている。
【0014】炉体11の外側には、コークス供給部16
が設けられている。コークス供給部16には、コークス
2がストックされている。炉体11のコークス供給部1
6の近傍には、扉11bが設けられている。コークス供
給部16のコークス2は、扉11bを介して炉体11内
のセラミックフィルタ14の上面に供給されるようにな
っている。
【0015】セラミックフィルタ14およびセラミック
フィルタ14の上面に供給されたコークス2は、下方に
配置された複数のバーナ15によって加熱されるように
なっている。コークス2およびセラミックフィルタ14
は、台車13内のスクラップ材1を均一に加熱するため
の均一加熱手段としてそれぞれ機能する。
【0016】炉体11の上壁部には、排出管18が接続
されている。排出管18は、炉体11の上壁部から一旦
上方に向って延びその後水平方向に屈曲し、さらに下方
に屈曲している。排出管18の下方に屈曲した部位の外
周には、水冷パイプ等の冷却手段20が設けられてい
る。冷却手段20は、気化した亜鉛3を強制冷却し、凝
結させる機能を有する。
【0017】排出管18の冷却手段20よりも下方に位
置する部位には、水平方向に延びる吸込み管19が接続
されている。吸込み管19には、吸気ポンプ21が接続
されている。吸込み管19の途中には、回収用フィルタ
22が設けられている。吸気ポンプ21は、炉体11内
で気化した亜鉛3やコークス2の燃焼によって生じた燃
焼物5を排出管18に導くためのものであり、とくに炉
体11内を減圧するためのものではない。したがって、
吸気ポンプ21の吸込み力は非常に弱いものとなってい
る。
【0018】排出管18の下端部の下方には、回収パレ
ット23が配置されている。冷却手段30によって凝結
した亜鉛粉末4は、回収パレット23に向って落下する
ようになっている。また、コークス2の燃焼によって生
じた微細な燃焼物5は、吸込み管19側に吸引され回収
フィルタ22によって捕捉されるようになっている。
【0019】つぎに、第1実施例における亜鉛回収方法
および回収手順について説明する。まず、扉11aが開
いた状態でスクラップ材1が収容された台車13が炉体
11内に搬入される。台車13が炉体11内に搬入され
ると、コークス供給部16から扉11bを介してセラミ
ックフィルタ14の上面にコークス2が供給される。
【0020】炉体11内へのコークス2の供給が完了す
ると、複数のバーナ15による加熱が開始される。コー
クス2が加熱されると、コークス2が燃焼するので炉体
11内の温度が上昇し、スクラップ材1が全周方向から
加熱される。また、バーナ15は板状のセラミックフィ
ルタ14も加熱するので、セラミックフィルタ14全体
が加熱源となり、炉体11の下方の温度は全体的にほぼ
均一化される。
【0021】台車13に収容されたスクラップ材1は、
バーナ15およびコークス2の燃焼によって700℃〜
900℃に加熱される。この温度範囲でスクラップ材1
が加熱されると、スクラップ材1の表面に付着している
亜鉛が気化される。図2は、加熱温度と亜鉛の気化との
関係を示している。通常、亜鉛を気化させるためには、
亜鉛の融点よりも高い温度でスクラップ材1を加熱しな
ければならないと考えがちであるが、図2に示すよう
に、スクラップ材1の表面に付着している亜鉛は、70
0℃近傍で気化を開始する。
【0022】スクラップ材1の表面に付着している亜鉛
は、加熱されることにより、空気中のCO2 と酸化反応
してZn+CO2 →ZnO+COとなる。ZnO+CO
はさらに還元反応によりZnO+CO→Zn+CO2
なるので、純度の高いCOを用いた還元雰囲気が不要と
なる。本実施例の場合は、CO2 はバーナによる燃焼お
よびコークス2による燃焼によっても生じる。
【0023】炉体11内で気化した亜鉛は、吸気ポンプ
21による吸い込み力によって排出管18に導かれる。
排出管18の下流側の外周には、冷却手段20が設けら
れているので、排出管18内を通過する気化した亜鉛3
は冷却手段20によって400℃以下に冷却される。こ
れにより、気化した亜鉛3は凝結して亜鉛粉末4とな
り、自重によって回収パレット23に向って落下する。
【0024】炉体11内にはコークス2の燃焼によって
微細な燃焼物5が生じるが、排出管18を通過する際に
は吸込み管19側に吸引され回収フィルタ22によって
捕捉されるので、この燃焼物5が回収パレット23に落
下することは防止される。回収パレット23に回収され
た亜鉛粉末4は約98%という高純度であり、回収され
た亜鉛粉末4をそのまま再利用することが可能となる。
【0025】図3は、CO2 濃度と亜鉛除去率との関係
を示しており、とくにCOを35%に固定した場合のC
2 濃度に対する亜鉛除去率の変化を示している。図3
に示すように、CO2 の濃度が15%以内では、亜鉛除
去率はほぼ100%であり、CO2 の濃度が15%を超
えると亜鉛除去率が急激に低下することがわかる。
【0026】図4は、スクラップ材1の加熱温度と亜鉛
除去率との関係を示している。図4に示すように、亜鉛
除去率は700℃近傍で急激に上昇することがわかる。
亜鉛は図2に示すよう相当低い温度でも気化することが
判明したが、700℃を超えると気化現象が急激に大と
なるので、700℃を超える温度でスクラップ材1を加
熱することにより処理時間の短縮が図れる。
【0027】図4に示すように、純亜鉛の融点よりも僅
かに低い900℃近傍で加熱した場合と、亜鉛の融点を
大幅に超えた1100℃近傍で加熱とでは、亜鉛除去率
がほとんど変わらないことが判明した。したがって、加
熱処理温度をたとえば900℃以下に設定した場合で
も、スクラップ材1に付着している亜鉛をほとんど除去
することが可能となり、亜鉛回収に要する熱量を大幅に
低減することができる。
【0028】第2実施例 図5は、本発明の第2実施例を示している。第2実施例
が第1実施例と異なるところは、加熱手段と均一加熱手
段であり、その他の部分は第1実施例に準じるので、準
じる部分に第1実施例と同一の符号を付すことにより準
じる部分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明
する。
【0029】第1実施例では、加熱手段としてバーナ1
5を用いたが、本実施例では加熱手段は複数の電気ヒー
タ31から構成されている。本実施例では、第1実施例
のように、セラミックフィルタ14やコークス2は用い
られていないが、スクラップ材1を収容する台車3の容
器をセラミックから構成すれば、スクラップ材1全体を
ほぼ均一に加熱することが可能となる。なお、電気ヒー
タ31を高周波コイルから構成し、高周波によってスク
ラップ材1を加熱する構成としてもよい。
【0030】このように構成された第2実施例において
は、電気ヒータ31への通電によってスクラップ材1が
加熱され、スクラップ材1の表面に付着している亜鉛が
気化される。この場合、亜鉛は空気中のCO2 と酸化反
応してZn+CO2 →Zn+COとなる。ZnO+CO
はさらに還元反応によりZnO+CO→Zn+CO2
なる。したがって、この場合も純度の高いCOによる還
元雰囲気が不要となる。
【0031】このように、第1実施例および第2実施例
では従来技術よりも低い加熱温度で、しかもCO2 の濃
度が15%以下という極めて一般的な加熱雰囲気で、亜
鉛の回収が可能となる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。
【0033】(1)表面に亜鉛が付着している金属部材
を、大気圧の下で亜鉛の融点よりも低い温度で加熱し、
この加熱によって気化した亜鉛を強制冷却するようにし
たので、亜鉛を酸化させることなく高純度の亜鉛粉末と
して回収することができる。したがって、回収された亜
鉛粉末をそのまま再利用することができる。
【0034】(2)有害かつ爆発の危険性のあるCOに
よる還元性雰囲気を必要としないので、亜鉛の回収作業
の安全性を著しく高めることができる。したがって、従
来技術のように設備上の安全対策や排ガス処理設備が不
要となり、亜鉛の回収コストを低減することができる。
【0035】(3)一般的な加熱雰囲気におけるCO2
濃度では亜鉛が酸化しないので、金属部材の加熱時に減
圧しなくとも高純度の亜鉛を回収することが可能とな
る。したがって、従来のような真空加熱炉等が不要とな
る。
【0036】(4)亜鉛の融点よりも低い温度で亜鉛の
回収が可能となるので、亜鉛の回収に必要な熱量が少な
くて済み、省エネルギが図れる。
【0037】(5)亜鉛が付着している金属部材から亜
鉛をほぼ完全に除去することが可能となるので、亜鉛が
除去された金属部材をそのまま鋳鉄溶解材料として再利
用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る亜鉛付着金属部材の
亜鉛除去方法が用いられる亜鉛回収装置の概略構成図で
ある。
【図2】図1の装置における金属部材の加熱温度と金属
部材から気化する亜鉛の重量との関係を示す特性図であ
る。
【図3】図1の装置におけるCO2 濃度と亜鉛除去率と
の関係を示す特性図である。
【図4】図1の装置における金属部材の加熱温度と亜鉛
除去率との関係を示す特性図である。
【図5】本発明の第2実施例に係る亜鉛付着金属部材の
亜鉛除去方法が用いられる亜鉛回収装置の概略構成図で
ある。
【符号の説明】
1 金属部材としてのスクラップ材 2 均一加熱手段としてのコークス 3 気化した亜鉛 4 亜鉛粉末 10 亜鉛回収装置 11 炉体 14 均一加熱手段としてのセラミックフィルタ 15 加熱手段としてのバーナ 18 排出管 20 冷却手段 21 吸気ポンプ 22 回収用フィルタ 31 加熱手段としての電気ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河村 典雄 愛知県東海市東海町5丁目3番地 新日本 製鐵株式會社名古屋製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に亜鉛が付着している金属部材を、
    大気圧の下で亜鉛の融点よりも低い温度で加熱し、該加
    熱によって気化した亜鉛を強制冷却して亜鉛粉末を除去
    回収することを特徴とする亜鉛付着金属部材の亜鉛除去
    方法。
JP26157592A 1992-09-30 1992-09-30 亜鉛付着金属部材の亜鉛除去方法 Withdrawn JPH06108173A (ja)

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