JPH06299266A - 錫を含む鉄鋼スクラップから錫を分離回収する方法 - Google Patents

錫を含む鉄鋼スクラップから錫を分離回収する方法

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JPH06299266A
JPH06299266A JP8483093A JP8483093A JPH06299266A JP H06299266 A JPH06299266 A JP H06299266A JP 8483093 A JP8483093 A JP 8483093A JP 8483093 A JP8483093 A JP 8483093A JP H06299266 A JPH06299266 A JP H06299266A
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JP
Japan
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tin
dust
chloride
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separating
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JP8483093A
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Hiroyuki Katayama
裕之 片山
Kaname Takeda
要 武田
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 錫を含む鉄鋼スクラップから、錫濃度の低い
溶鋼を得ると共に、経済的に錫を資源として利用できる
ように回収する方法を提供する。 【構成】 原料スクラップを、酸素を上吹き可能な溶解
炉により炭材を燃料として、スラグが200kg/t−メタ
ル以上存在し、雰囲気の2次燃焼率が30%以上、かつ
溶融金属中の硫黄濃度が0.03%以上となる条件で溶
解して錫の気化を促進する第1工程、発生したダストを
分離・回収する第2工程、回収されたダストを塩化処理
し、錫を塩化錫として分離・回収する第3工程からな
る。第3工程の条件は、塩化物の塩素としての量が50
kg/t−ダスト以上、加熱温度が800〜1200℃、雰
囲気のCO2 /CO比が1以下である。第3工程の塩化
物源として、塩素を含むダストも用いることができる。
銅と酸化鉄が共存するダストを加えて処理を行うと、錫
と銅を同時にダストから分離・回収できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スクラップから鉄と
錫、あるいは銅を分離して回収してそれぞれ資源として
有効に利用できるようにする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼スクラップのうち、錫を含むものが
増えて問題になっている。錫は主としてメッキ鋼板およ
びそれを用いたスクラップに含まれている。これを鉄鋼
スクラップとして通常の条件で溶解すると、溶鉄中に錫
が溶解し、凝固後の鋼材の加工性や鋼材の性質に悪影響
を及ぼす。したがって、溶解する前に鉄板表面にメッキ
層として存在するものを、電気分解などの湿式法、塩素
や硫黄などのガスと錫を反応させて分離する方法などが
知られているが、最近、技術の進歩によってメッキ層が
薄くなり、このような方法での回収は経済的に成り立ち
にくくなっている。
【0003】また、錫をSnSとして、あるいはSnと
して蒸発・除去する方法が知られているが、その場合に
は、ダストに錫が移行するので、そのダストの処理が問
題になり、実用化されていない。すなわち、ダストをリ
サイクル使用しようとすれば、錫が溶鋼に戻ってしま
う。このような状況は銅についても、類似している。し
たがって、メッキの錫を、経済的にスクラップから分離
する方法、錫として回収する方法はない状態であり、ス
クラップ溶解による鋼材の錫汚染の進行、さらには高価
で貴重な錫がリサイクル使用できていないという2重の
意味で問題である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、缶
スクラップなどの錫を含む鉄鋼スクラップから錫分を除
去し、溶鋼の錫濃度を低下するとともに、経済的に錫を
資源として回収するための方法を提供しようとするもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の通
りである。 (1)錫を含む鉄鋼スクラップを、酸素を上吹き可能な
溶解炉により炭材を燃料として、溶融金属1tに対して
スラグが200kg以上存在し、雰囲気の2次燃焼率が3
0%以上、かつ溶融金属中の硫黄濃度が0.03%以上
となる条件で溶解して錫の気化を促進し、これをダスト
に濃縮させる第1工程、この第1工程で発生したダスト
を分離・回収する第2工程、回収されたダストに塩化物
を加えて加熱し、錫を塩化錫として蒸発させてこれを分
離・回収する第3工程からなる方法。
【0006】(2)上記(1)の第3工程において、ダ
スト1tあたりに加える塩化物の塩素の量が50kg以
上、加熱温度が800〜1200℃の範囲であり、雰囲
気のCO2 /CO比が1以下である方法。 (3)上記(1)または(2)の第3工程の塩化物とし
て、塩素を含むダストを用いる方法。 (4)上記(1)または(2)または(3)のいずれか
の第3工程に、さらに銅と酸化鉄が共存するダストを加
え、これらのダストに塩化物を加えて加熱し、錫と銅を
同時にダストから分離・回収する錫を含む鉄鋼スクラッ
プから錫を分離回収する方法。
【0007】
【作用】以下に、原料として錫メッキ缶スクラップを用
いた場合を例として本発明の実施方法を詳細に説明す
る。本発明の第1工程では、溶解炉を用いて錫を含むス
クラップの溶解を行い、その際錫をダストに濃縮する。
溶解炉としては、酸素を上吹きできる転炉状の容器を用
いる。併せて、コークス、石炭などの炭材が添加され、
その燃焼熱によって、スクラップの溶解が行われる。通
常の転炉を用いるスクラップ溶解法では、スラグが10
0kg/t−メタル以下であり、酸素ジェットが直接、溶融
メタルと接触するのでバブルバースト系の鉄ダスト発生
が多くなり、ダストへの錫の濃縮比を上げることができ
ず、本発明を効率的に実施できない。溶融金属1tに対
してスラグが200kg以上存在すれば、酸素ジェットが
直接溶融メタルと接触することはなくなり、本発明を効
率的に実施できる。
【0008】多量の溶融スラグが存在していると、通常
はスラグの泡立ちが起こって、スラグが炉から溢れ出る
などの問題があって安定操業ができない。その問題に対
しては、スラグ量に対して炭材を5重量%以上存在させ
ておくと、スラグの泡立ちを調整し、スラグ層の見かけ
比重を1前後に保って安定な操業が行われる。炉内雰囲
気の燃焼状況は2次燃焼率[〔(%CO2 )+(%H2
O)〕×100%]/[(%CO)+(%CO2 )+
(%H2 )+(%H2 O)]によって表される。2次燃
焼率を30%以上にすると、ダストの鉄の酸化が進ん
で、第3工程での鉄分の塩化蒸発を抑制するために有効
である。
【0009】硫黄は錫をSnSとして蒸発を促進するた
めに共存することが必要である。ダストの中へ錫濃縮比
を高めて本発明を効率的に実施するためには、溶融メタ
ル中の硫黄濃度として0.03%以上にすることが必要
である。なお、メタルCは、溶解効率を高め、かつダス
トへの錫濃縮の程度を高めるために、3%以上にしてお
くことが望ましい。
【0010】この場合に雰囲気で燃焼して発生した熱を
効率的にスクラップの溶解に用いるためには、溶融物層
(溶融スラグと溶融メタル)を底吹きガスによって撹拌
することが必要である。しかし、撹拌が強すぎると、ス
ラグ層内に吹き上げられて存在する粒鉄の量が増え、そ
れと酸素ジェットが反応して、2次燃焼率の低下、鉄ダ
スト発生量の増加が起こって好ましくない。したがっ
て、適正な底吹き撹拌量はメタル量あたり5〜30Nm3
/hの範囲である。
【0011】本発明の第2工程においては、排ガスから
ダストの分離・回収が行われる。ダストの分離の方法と
しては乾式法、湿式法のいずれでもよく、従来技術を用
いることができる。本発明の第3工程においては、分離
されたダストに塩化物を加えて加熱し、錫を塩化物とし
て蒸発させる。この際、鉄は塩素と反応すると塩化物の
必要量が増え、プロセスの経済性を低下させる。
【0012】鉄が塩素と反応する量を抑えるには、
(1)前述のように、ダスト原料の中の鉄が酸化鉄にな
っているように溶解炉内の雰囲気の2次燃焼率を所定の
値(30%以上)とする。(2)ダストに不可避的に伴
われている炭材、あるいは雰囲気によって酸化鉄の還元
が進行しないようにする。この2点が必要である。
(2)のためには、加熱温度が1200℃を超えないこ
と、およびCO2 /CO比が1以下であることが必要で
ある。
【0013】上記のような条件下で、ダストから錫を除
去するに必要な塩素添加量と加熱温度を実験的に調べ
た。図1に示すように、塩化物として加えられる塩素の
添加量は、ダスト1tあたり50kg以上である。また加
熱温度は図2に示すように500℃以上、好ましくは8
00℃以上であることが必要である。塩化によって気化
した錫は排ガスを500℃まで冷却すると塩化錫として
凝結してくる。そして、錫を塩化錫として系外に取り出
すことができる。塩化錫は焼成して酸化錫にして乾式精
錬法あるいは塩化物を水に溶かして湿式精錬法など、既
存の技術によって、錫の製造に用いることができる。
【0014】塩化物としてはCaCl2 のようなものを
用いてもよいが、塩素を3〜5%含有する通常の製鋼電
炉ダストを用いることも可能である。通常の電気炉のダ
ストの中には、塩素の外に、主として酸化鉄が含まれて
いる。第3工程では、この酸化鉄を還元して金属鉄にし
ないようにすることが重要であるが、そのための条件は
上に述べたのと同じである。
【0015】溶融金属中の銅や錫は真空精錬すると適正
条件ではかなりの比率で蒸発することが知られている。
この場合には鉄も共に蒸発して酸化鉄になる。このよう
に、銅、錫を含んだ酸化鉄ダストはその処分が通常は問
題となる。すなわち、ダストを鉄鋼原料としてリサイク
ル使用すると、銅や錫が溶融メタルに戻るが、かといっ
て、それを系外に排出することもできないからである。
このダストから銅、錫を除去できれば、電気炉などで鉄
鋼原料として有効に用いることができる。
【0016】銅、錫を除去することは、本発明の第3工
程において、ダスト原料の一部として、そのダストを用
いればよい。上で述べたのと同じ条件で第3工程の処理
を行うと錫と共に銅も塩化物として気化させることがで
きる。なお、気化した銅と錫(それぞれ塩化物である
が)は凝結温度が異なる(塩化銅は470℃、塩化錫は
500℃)ので、温度設定によって分離することができ
る。
【0017】
【実施例】
〔第1工程〕100t規模の上底吹き製鋼転炉で、定常
状態では次の条件で吹錬を行ってスクラップの溶解を行
った。 上吹き酸素量;20000Nm3 /h、スラグ存在量;メタ
ル重量の35wt%、炉内の炭材存在量;メタル重量の8
wt%、底吹き撹拌量;(窒素ガス)7Nm3 /h−tメタ
ル、2次燃焼率;38%、炉内ガス温度1680℃、メ
タルのC;3.9%、メタルのS;0.09%。
【0018】スクラップは、缶スクラップとそれ以外の
通常スクラップに分け、後者は炉を傾けて一括装入し、
前者は酸素を吹いて行う操業濃度定常状態で上から分割
して装入した。1ヒートの装入量の比率は1:1であ
る。炭材は石炭(揮発分;25%、固定炭素分;58
%、Ash分;11%)で上から装入した。炉内のメタ
ル量は、初期の値は、前ヒートの残りのメタル量と初期
に投入されたスクラップ量全量を加えたものとし、以後
は添加したスクラップを累積した値とした。初期のメタ
ルは100tで、吹錬途中で加えたものが50t、1ヒ
ートの処理が終わって出すメタル量が約100t、残す
溶融メタルは約50tである。スラグは生成量の約20
%を排出し残りは繰り返し使用した。フラックスとして
は生石灰をスラグのCaO/SiO2 比が1.2になる
ように添加した。
【0019】得られたメタル成分は次の通りである。
C;3.9%、Si;0.1%、Mn;0.2%、S;
0.09%、Sn;0.021%、スラグ成分は次の通
りである。SiO2 ;35%、CaO;42%、T.F
e;3%、Al2 3 ;5%、MgO;10%、ダスト
の組成はT.Fe;35%、T.Sn;1.2%、S;
0.9%、C;34%である。インプットの錫のうち、
55%がダストに移行した。また、スクラップ溶解の酸
素ガス原単位は210Nm3 /t、石炭原単位は190kg
/tであった。
【0020】〔第2工程〕排ガスをサイクロンで処理し
てダストの98wt%を分離回収した。 〔第3工程〕分離したダストを以下に示す種々の条件で
処理した。 (ケースA)第2工程で得られたダストにCaCl2
7重量%で配合して、ロータリーキルンで最高加熱温度
1000℃で25分に加熱した。金属鉄までの還元量は
1%以下であった。インプットされた錫の94%がダス
トから除かれ、塩化錫として回収された。 (ケースB)第2工程で得られたダスト、電気炉ダスト
(T.Fe;53%、T.Cl;5%)、CaCl2
3つを重量%で80;15;5の比で配合してケースA
と同じ条件で処理した。インプットされた錫の94%が
ダストから除かれ、塩化錫として回収された。 (ケースC)第2工程で得られたダストに20wt%の含
銅ダスト(T.Fe;58%、Cu;0.9%、S;
0.7%)を配合してケースAと他は同じ条件で処理を
した。インプットされた錫の96%、銅の86%がダス
トから除かれ、それぞれ塩化錫、塩化銅として回収され
た。
【0021】得られた塩化錫は加熱して酸化錫にして、
錫精錬の原料として使用した。第3工程処理後のダスト
は後続のロータリーキルンで1200℃まで加熱して亜
鉛を還元蒸発させ、残りは鉄源として製鋼炉に戻して使
用した。トランプエレメントによる溶鋼の汚染、あるい
は操業への悪影響は認められなかった。以上のように本
発明によって、缶スクラップを経済的な方法で溶解しな
がら錫を効率的にダストから除くこと、およびそのダス
トから効率的に錫を濃縮して錫資源として有効に利用で
きる形にできる。
【0022】
【発明の効果】本発明によって、発生量が増えて問題に
なっている缶スクラップを用いて、錫濃度の低い溶鋼を
得ることができると共に、錫も資源として回収すること
が可能になるので、環境、資源の点から効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】ダストからの錫除去率と塩化物中の塩素の配合
量の図表である。
【図2】ダストからの錫除去率と加熱温度の図表であ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 錫を含む鉄鋼スクラップを、酸素を上吹
    き可能な溶解炉により炭材を燃料として、溶融金属1t
    に対してスラグが200kg以上存在し、雰囲気の2次燃
    焼率が30%以上、かつ溶融金属中の硫黄濃度が0.0
    3%以上となる条件で溶解して錫の気化を促進し、これ
    をダストに濃縮させる第1工程、この第1工程で発生し
    たダストを分離・回収する第2工程、回収されたダスト
    に塩化物を加えて加熱し、錫を塩化錫として蒸発させて
    これを分離・回収する第3工程からなることを特徴とす
    る錫を含む鉄鋼スクラップから錫を分離回収する方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の第3工程において、ダスト1
    tあたりに加える塩化物の塩素の量が50kg以上、加熱
    温度が800〜1200℃の範囲であり、雰囲気のCO
    2 /CO比が1以下であることを特徴とする錫を含む鉄
    鋼スクラップから錫を分離回収する方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2の第3工程の塩化物源
    として、塩素を含むダストを用いることを特徴とする錫
    を含む鉄鋼スクラップから錫を分離回収する方法。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかの第3工程
    に、さらに銅と酸化鉄が共存するダストを加え、これら
    のダストに塩化物を加えて加熱し、錫と銅を同時にダス
    トから分離・回収する錫を含む鉄鋼スクラップから錫を
    分離回収する方法。
JP8483093A 1993-04-12 1993-04-12 錫を含む鉄鋼スクラップから錫を分離回収する方法 Withdrawn JPH06299266A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998011263A1 (de) * 1996-09-10 1998-03-19 'holderbank' Financiere Glarus Ag Verfahren zum abtrennen von zinn sowie erforderlichenfalls von kupfer aus schrottschmelzen, insbesondere weissblechschmelzen oder metallischen schmelzen
CN102191385A (zh) * 2011-05-20 2011-09-21 云南锡业集团(控股)有限责任公司 一种四氯化锡的生产方法

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WO1998011263A1 (de) * 1996-09-10 1998-03-19 'holderbank' Financiere Glarus Ag Verfahren zum abtrennen von zinn sowie erforderlichenfalls von kupfer aus schrottschmelzen, insbesondere weissblechschmelzen oder metallischen schmelzen
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