JPH0711354A - 鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法 - Google Patents
鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法Info
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- JPH0711354A JPH0711354A JP17468693A JP17468693A JPH0711354A JP H0711354 A JPH0711354 A JP H0711354A JP 17468693 A JP17468693 A JP 17468693A JP 17468693 A JP17468693 A JP 17468693A JP H0711354 A JPH0711354 A JP H0711354A
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- 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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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業にお
いて、鉄鋼ダストからのZn,Pbの回収率を向上し、
炭材原単位を低下させる。 【構成】 鉄鋼ダストに−100メッシュの粉状コーク
スを添加混合して造粒し、この造粒したペレットに平均
粒径1mm以下の粉状コークスを添加し、合計炭素質還
元剤の量が、鉄鋼ダスト中のFe2 O3 とZnOを完全
に金属化する化学量論量を1当量として、1〜1.5当
量となるように調節する。
いて、鉄鋼ダストからのZn,Pbの回収率を向上し、
炭材原単位を低下させる。 【構成】 鉄鋼ダストに−100メッシュの粉状コーク
スを添加混合して造粒し、この造粒したペレットに平均
粒径1mm以下の粉状コークスを添加し、合計炭素質還
元剤の量が、鉄鋼ダスト中のFe2 O3 とZnOを完全
に金属化する化学量論量を1当量として、1〜1.5当
量となるように調節する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼ダスト還元ロータ
リーキルンの操業の改良に関し、特に、Zn,Pbの回
収率を向上し炭材原単位を低下して、安定操業を行なう
方法に関する。
リーキルンの操業の改良に関し、特に、Zn,Pbの回
収率を向上し炭材原単位を低下して、安定操業を行なう
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄鋼ダストが含有するZn,Pb等の有
価金属は、炭素質還元剤とともに還元ロータリーキルン
を用いて還元焙焼することによる還元揮発や、NaCl
等の塩化剤を用いた塩化揮発により回収される。塩化揮
発あるいは還元揮発による厳密な反応メカニズムは、ま
だまだ不明の部分もあるが、還元揮発に関する反応は、
以下の式で示される反応が主反応と考えられる。
価金属は、炭素質還元剤とともに還元ロータリーキルン
を用いて還元焙焼することによる還元揮発や、NaCl
等の塩化剤を用いた塩化揮発により回収される。塩化揮
発あるいは還元揮発による厳密な反応メカニズムは、ま
だまだ不明の部分もあるが、還元揮発に関する反応は、
以下の式で示される反応が主反応と考えられる。
【0003】直接還元 Fe2 O3 +3C=2Fe+3CO (1) ZnO+C=Zn+CO (2) PbO+C=Pb+CO (3) 間接還元 Fe2 O3 +3CO=2Fe+3CO2 (4) ZnO+CO=Zn+CO2 (5) PbO+CO=Pb+CO2 (6)
【0004】Znの還元揮発は、ブードア反応の反応速
度が1000℃付近で急激に速くなること、及びZnの
沸点から、1000℃以上で大部分が間接還元されて揮
発するものと考えられる。
度が1000℃付近で急激に速くなること、及びZnの
沸点から、1000℃以上で大部分が間接還元されて揮
発するものと考えられる。
【0005】またFe2 O3 は、温度及び雰囲気によっ
て、Fe2 O3 →FeO→Feと順次還元されていき、
低温ではCによる直接還元、高温ではCOによる間接還
元が起っていると考えられる。
て、Fe2 O3 →FeO→Feと順次還元されていき、
低温ではCによる直接還元、高温ではCOによる間接還
元が起っていると考えられる。
【0006】以上のように複雑な過程を経て、Fe2 O
3 は還元され、ZnOは還元揮発されると考えられる
が、炭素質還元剤(以下、炭材という)の添加方法及び
添加量については、粉砕した鉄鋼ダストに炭材を添加混
合して造粒する方法(以下、内装という)、あるいは、
鉄鋼ダストと同時に添加する方法(以下、外装という)
によって、鉄鋼ダストに対する物量比や鉄鋼ダスト中の
Fe及びZn品位から換算される添加量などの基準のも
とに配合されている。しかしながら、鉄鋼ダストの成分
の変動や、ZnあるいはFeの存在形態などによって、
炭材の反応性も変化するので、炭材の配合はむずかし
く、これが不適切であればZn,Pbの揮発率、換言す
れば回収率に変動または低下が生じる。
3 は還元され、ZnOは還元揮発されると考えられる
が、炭素質還元剤(以下、炭材という)の添加方法及び
添加量については、粉砕した鉄鋼ダストに炭材を添加混
合して造粒する方法(以下、内装という)、あるいは、
鉄鋼ダストと同時に添加する方法(以下、外装という)
によって、鉄鋼ダストに対する物量比や鉄鋼ダスト中の
Fe及びZn品位から換算される添加量などの基準のも
とに配合されている。しかしながら、鉄鋼ダストの成分
の変動や、ZnあるいはFeの存在形態などによって、
炭材の反応性も変化するので、炭材の配合はむずかし
く、これが不適切であればZn,Pbの揮発率、換言す
れば回収率に変動または低下が生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鉄鋼ダスト
還元ロータリーキルンの操業において、鉄鋼ダストから
のZn,Pbの回収率を向上し、炭材原単位を低下させ
て、安定操業を行なえるようにすることを課題とする。
還元ロータリーキルンの操業において、鉄鋼ダストから
のZn,Pbの回収率を向上し、炭材原単位を低下させ
て、安定操業を行なえるようにすることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は第一に、Zn,Pbを含有する鉄鋼ダスト
を、炭素質還元剤とともに還元ロータリーキルンに装入
して還元焙焼することにより、Zn,Pbを揮発回収す
る操業において、前記鉄鋼ダストに−100メッシュの
粉状コークスを添加混合して造粒し、この造粒したペレ
ットに平均粒径1mm以下の粉状コークスを添加し、合
計の炭素質還元剤の量が、鉄鋼ダスト中のFe2 O3 と
ZnOを完全に金属化する化学量論量を1当量として、
1〜1.5当量となるように調節することを特徴とする
鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法にある。
に、本発明は第一に、Zn,Pbを含有する鉄鋼ダスト
を、炭素質還元剤とともに還元ロータリーキルンに装入
して還元焙焼することにより、Zn,Pbを揮発回収す
る操業において、前記鉄鋼ダストに−100メッシュの
粉状コークスを添加混合して造粒し、この造粒したペレ
ットに平均粒径1mm以下の粉状コークスを添加し、合
計の炭素質還元剤の量が、鉄鋼ダスト中のFe2 O3 と
ZnOを完全に金属化する化学量論量を1当量として、
1〜1.5当量となるように調節することを特徴とする
鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法にある。
【0009】また第二に、添加した炭素質還元剤の40
〜70重量%が、−100メッシュ以下のペレット中に
添加混合造粒された内装炭材であることを特徴とする上
記の鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法にあ
る。
〜70重量%が、−100メッシュ以下のペレット中に
添加混合造粒された内装炭材であることを特徴とする上
記の鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法にあ
る。
【0010】
【作用】本発明を実施するためには、Zn,Feの還元
に寄与する炭材の反応性を考慮する必要がある。Zn,
Fe酸化物と炭材間の直接固体反応あるいは炭材の燃焼
性を考える場合、炭材はできるだけ微細なものであるこ
とが望ましいことから、内装炭材としては100メッシ
ュ以下の粉状コークスを用いる。また、外装炭材につい
ては、発塵や回収亜鉛中へのキャリオーバーを考慮する
必要があるので、内装炭材に比べてやや大きい平均粒径
1mm以下の粉状コークスを用いる。
に寄与する炭材の反応性を考慮する必要がある。Zn,
Fe酸化物と炭材間の直接固体反応あるいは炭材の燃焼
性を考える場合、炭材はできるだけ微細なものであるこ
とが望ましいことから、内装炭材としては100メッシ
ュ以下の粉状コークスを用いる。また、外装炭材につい
ては、発塵や回収亜鉛中へのキャリオーバーを考慮する
必要があるので、内装炭材に比べてやや大きい平均粒径
1mm以下の粉状コークスを用いる。
【0011】炭材量を決定するに当って、Zn及びFe
の還元を前記した(1)式、(2)式を基本反応として
仮定している。 Fe2 O3 +3C=2Fe+3CO (1) ZnO+C=Zn+CO (2) (1),(2)式にしたがって、鉄鋼ダスト中のZnお
よびFeを完全に金属化する化学量論のC量に対する、
鉄鋼ペレット中に含まれる内装C量の比率を内装C当量
(以下、Ciとする)、外装C量の比率を外装C当量
(以下、Coとする)とし、双方の和をトータルC当量
(以下、Ctとする)として炭材量を考える。
の還元を前記した(1)式、(2)式を基本反応として
仮定している。 Fe2 O3 +3C=2Fe+3CO (1) ZnO+C=Zn+CO (2) (1),(2)式にしたがって、鉄鋼ダスト中のZnお
よびFeを完全に金属化する化学量論のC量に対する、
鉄鋼ペレット中に含まれる内装C量の比率を内装C当量
(以下、Ciとする)、外装C量の比率を外装C当量
(以下、Coとする)とし、双方の和をトータルC当量
(以下、Ctとする)として炭材量を考える。
【0012】また、内装炭材と外装炭材の還元反応への
各寄与率の推定、換言するとC消費量であるが、その算
定に当っては、(1),(2)式の外に、Feは完全に
は金属化しないので、金属化されていないFeについて
も考える必要がある。温度及び雰囲気に晒されるFe
は、(1)式にしたがって反応が進行するが、金属化さ
れていないFeは反応途中であるとして(7)式を仮定
している。
各寄与率の推定、換言するとC消費量であるが、その算
定に当っては、(1),(2)式の外に、Feは完全に
は金属化しないので、金属化されていないFeについて
も考える必要がある。温度及び雰囲気に晒されるFe
は、(1)式にしたがって反応が進行するが、金属化さ
れていないFeは反応途中であるとして(7)式を仮定
している。
【0013】 Fe2 O3 +C=2FeO+CO (7)
【0014】金属化されていないFeの全てが(7)式
に従うものとして、(1),(2),(7)式によって
消費されたC量を、Zn,Fe還元に消費されたC量と
し、前記した(1),(2)式でZnおよびFeを完全
に金属化する化学量論C量との比を、Zn,Fe還元に
消費されたC当量(以下、Ceとする)としている。
に従うものとして、(1),(2),(7)式によって
消費されたC量を、Zn,Fe還元に消費されたC量と
し、前記した(1),(2)式でZnおよびFeを完全
に金属化する化学量論C量との比を、Zn,Fe還元に
消費されたC当量(以下、Ceとする)としている。
【0015】これらの仮定によって、CoとCiがZ
n,Feの還元反応によって消費される割合(以下、寄
与率という)をそれぞれα,βとすると(8)式が成り
立つ。
n,Feの還元反応によって消費される割合(以下、寄
与率という)をそれぞれα,βとすると(8)式が成り
立つ。
【0016】Ce=αCo+βCi =αCt+(β−α)Ci (8)
【0017】したがって、ある温度と雰囲気における各
寄与率は、Ctが一定ならば、CeとCiによって算出
でき、それによって、CoとCiの還元反応への重要度
が分かる。本発明においては、後記する実施例で明らか
なように、Ctが1〜1.5、Ci/Ctが0.4〜
0.7を好適な条件とするものである。
寄与率は、Ctが一定ならば、CeとCiによって算出
でき、それによって、CoとCiの還元反応への重要度
が分かる。本発明においては、後記する実施例で明らか
なように、Ctが1〜1.5、Ci/Ctが0.4〜
0.7を好適な条件とするものである。
【0018】
実施例1 試験用小型転動炉(反応管:SUS製125mmφ×2
00mmL)を用い、反応管内に、Ciが0.06〜
0.6になるように100メッシュ以下の粉コークスを
添加混合して造粒し、篩別して得た直径3.5〜6mm
の鉄鋼ダストペレット300g、及び粒径1mm以下の
粉状コークスをCtが1.3になるように装入し、昇温
時間も含め、雰囲気ガスとしてN2 とCO2 を85:1
5の割合で混合したガスを2 l/分の流量で流し、反
応管は12r.p.mの回転数で回転させ、温度をそれ
ぞれ、900℃,1000℃,1100℃に制御しなが
ら1時間保持し、炉外で冷却後、ペレットを全量粉砕し
て化学分析し、Ceを算出した。
00mmL)を用い、反応管内に、Ciが0.06〜
0.6になるように100メッシュ以下の粉コークスを
添加混合して造粒し、篩別して得た直径3.5〜6mm
の鉄鋼ダストペレット300g、及び粒径1mm以下の
粉状コークスをCtが1.3になるように装入し、昇温
時間も含め、雰囲気ガスとしてN2 とCO2 を85:1
5の割合で混合したガスを2 l/分の流量で流し、反
応管は12r.p.mの回転数で回転させ、温度をそれ
ぞれ、900℃,1000℃,1100℃に制御しなが
ら1時間保持し、炉外で冷却後、ペレットを全量粉砕し
て化学分析し、Ceを算出した。
【0019】表1に、900℃,1000℃,1100
℃におけるCt=1.3の場合のCiとCeの関係を示
し、図1にその関係を図示する。
℃におけるCt=1.3の場合のCiとCeの関係を示
し、図1にその関係を図示する。
【0020】
【表1】
【0021】図1から明らかなように、CiとCeには
直線関係が見られるので、前記(8)式と回帰式とか
ら、以下の関係が導出できる。
直線関係が見られるので、前記(8)式と回帰式とか
ら、以下の関係が導出できる。
【0022】 Ce=αCo+βCi =αCt+(β−α)Ci (8) 回帰式 Ce=0.813+0.129Ci (9)
【0023】(8)式と(9)式とより、 αCt=0.813 , β−α=0.129 Ct=1.3より、 α=0.625 , β=0.754
【0024】従って、1000℃で1時間の焙焼で、C
t=1.3の場合は、 Ce=0.625Co+0.754Ci となる。
t=1.3の場合は、 Ce=0.625Co+0.754Ci となる。
【0025】このことから、Coに比べてCiの方が還
元反応に寄与していることから、Ciが還元反応に重要
なことが判る。
元反応に寄与していることから、Ciが還元反応に重要
なことが判る。
【0026】実施例2 試験用小型転動炉(反応管:SUS製125mmφ×2
00mmL)を用い、Ciが0.1〜1.5になるよう
に100メッシュ以下の粉コークスを添加して造粒し篩
別して得た直径3.5〜6mmの鉄鋼ダストペレット3
00g、および粒径1mm以下の粉状コークスをCtが
0.8〜1.5となるように装入し、昇温時間も含め、
雰囲気ガスとしてN2 とCO2 を85:15の割合で混
合したガスを2 l/分の流量で流し、反応管は12
r.p.mの回転数で回転させ、温度を1100℃に制
御しながら1時間保持し、炉外で冷却後、ペレットを全
量粉砕して化学分析し、Zn,Pb揮発率及び炭材残留
率を求めた。その結果を表2に示す。
00mmL)を用い、Ciが0.1〜1.5になるよう
に100メッシュ以下の粉コークスを添加して造粒し篩
別して得た直径3.5〜6mmの鉄鋼ダストペレット3
00g、および粒径1mm以下の粉状コークスをCtが
0.8〜1.5となるように装入し、昇温時間も含め、
雰囲気ガスとしてN2 とCO2 を85:15の割合で混
合したガスを2 l/分の流量で流し、反応管は12
r.p.mの回転数で回転させ、温度を1100℃に制
御しながら1時間保持し、炉外で冷却後、ペレットを全
量粉砕して化学分析し、Zn,Pb揮発率及び炭材残留
率を求めた。その結果を表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】表2において、No.1〜No.5は、C
t=0.8〜1.5でCiを0.1に固定し、Co=
0.7〜1.4に変化させた結果であり、Znの揮発率
は約90%であり、炭材残留率も14〜47%と高い。
No.6はCt=0.7であり、なお、Ci=0.7と
しCo=0.0としたもので、Zn揮発率は改善されて
いるが未だ不充分である。
t=0.8〜1.5でCiを0.1に固定し、Co=
0.7〜1.4に変化させた結果であり、Znの揮発率
は約90%であり、炭材残留率も14〜47%と高い。
No.6はCt=0.7であり、なお、Ci=0.7と
しCo=0.0としたもので、Zn揮発率は改善されて
いるが未だ不充分である。
【0029】No.7〜No.11はCt=1〜1.
5、Ci=0.7で、Ci/Ctが0.47〜0.7の
範囲であり、本発明例に相当する。Zn揮発率も95%
以上と高く、また、No.7〜No.9は炭材残留率も
低く、炭材が有効に消費されている。この結果から、C
t=1〜1.5、より好ましくはCt=1〜1.2で、
Ci/Ct=0.4〜0.7が好適な条件であることが
判る。
5、Ci=0.7で、Ci/Ctが0.47〜0.7の
範囲であり、本発明例に相当する。Zn揮発率も95%
以上と高く、また、No.7〜No.9は炭材残留率も
低く、炭材が有効に消費されている。この結果から、C
t=1〜1.5、より好ましくはCt=1〜1.2で、
Ci/Ct=0.4〜0.7が好適な条件であることが
判る。
【0030】No.12はCi/Ct=1.0とした場
合であり、Zn,Pbの揮発率は格段に高いが、造粒が
困難であり、実操業に向かない。
合であり、Zn,Pbの揮発率は格段に高いが、造粒が
困難であり、実操業に向かない。
【0031】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法によって、
Zn,Pbの回収率の向上ならびに炭材原単位の低下が
なされ、安定操業が可能となる。
鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法によって、
Zn,Pbの回収率の向上ならびに炭材原単位の低下が
なされ、安定操業が可能となる。
【図1】消費C当量(Ce)と内装C当量(Ci)との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 Zn,Pbを含有する鉄鋼ダストを、炭
素質還元剤とともに還元ロータリーキルンに装入して還
元焙焼することにより、Zn,Pbを揮発回収する操業
において、前記鉄鋼ダストに−100メッシュの粉状コ
ークスを添加混合して造粒し、この造粒したペレットに
平均粒径1mm以下の粉状コークスを添加し、合計の炭
素質還元剤の量が、鉄鋼ダスト中のFe2 O3 とZnO
を完全に金属化する化学量論量を1当量として、1〜
1.5当量となるように調節することを特徴とする鉄鋼
ダスト還元ロータリーキルンの操業方法。 - 【請求項2】 添加した炭素質還元剤の40〜70重量
%が、−100メッシュ以下のペレット中に添加混合造
粒された内装炭材であることを特徴とする請求項1記載
の鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17468693A JPH0711354A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17468693A JPH0711354A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0711354A true JPH0711354A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15982919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17468693A Pending JPH0711354A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 鉄鋼ダスト還元ロータリーキルンの操業方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0711354A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997032048A1 (fr) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Nippon Steel Corporation | Procede et appareil de traitement de poussiere de production de fer |
WO1998004755A1 (en) * | 1996-07-30 | 1998-02-05 | Kcm - S.A. | 'waelz' method for processing of zinc containing materials in pelletized form |
US6090480A (en) * | 1997-04-30 | 2000-07-18 | Nec Corporation | Magnetoresistive device |
JP2006316333A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Nippon Steel Corp | 亜鉛含有ダストペレット及びこれを用いた亜鉛回収方法 |
EP2216419A3 (en) * | 2009-02-10 | 2010-09-01 | Milan Adelt | The technology of refining metallic wastes containing zinc in a rotary furnace |
JP2012233261A (ja) * | 1999-09-28 | 2012-11-29 | Befesa Zinc Freiberg Gmbh | 鉄、亜鉛、鉛を含む二次原料の利用方法 |
JP2015120948A (ja) * | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 住友金属鉱山株式会社 | 酸化亜鉛鉱の製造方法 |
JP2015124389A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | 住友金属鉱山株式会社 | 酸化亜鉛鉱の製造方法 |
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-
1993
- 1993-06-23 JP JP17468693A patent/JPH0711354A/ja active Pending
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JP2016166381A (ja) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 住友金属鉱山株式会社 | 酸化亜鉛鉱の製造方法 |
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