JPH0747784B2 - Method for recovering zinc and lead from steelmaking dust - Google Patents

Method for recovering zinc and lead from steelmaking dust

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JPH0747784B2
JPH0747784B2 JP32518791A JP32518791A JPH0747784B2 JP H0747784 B2 JPH0747784 B2 JP H0747784B2 JP 32518791 A JP32518791 A JP 32518791A JP 32518791 A JP32518791 A JP 32518791A JP H0747784 B2 JPH0747784 B2 JP H0747784B2
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steelmaking dust
dust
coke
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一義 大西
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姫路鐵鋼リファイン株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は製鋼ダストから亜鉛・鉛
を回収する方法に係り、詳しくは、電気炉などの製鋼炉
から排ガスと共に排出される製鋼ダスト中に含まれるZ
nOおよびPbOを還元揮発させて回収するロータリー
キルンによる還元焙焼方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recovering zinc and lead from steelmaking dust, and more specifically, Z contained in steelmaking dust discharged together with exhaust gas from a steelmaking furnace such as an electric furnace.
The present invention relates to a reduction roasting method using a rotary kiln for reducing and volatilizing and recovering nO and PbO.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気炉などの製鋼炉から発生する製鋼ダ
ストは、Fe分以外に比較的多量のZn分やPb分を含
有している。そのため、資源リサイクリング対象として
また産業廃棄物規制の対象として、Zn,Pb等を回収
しまたは無害化する処理が行われている。この場合、実
際の操業では、ロータリーキルンによる還元焙焼法を採
用するのが一般的である。上記の還元焙焼法において
は、製鋼ダストは必要に応じて予め適当なペレットに成
形され、石炭またはコークス等の還元剤の適当量ととも
にロータリーキルンに連続的に装入される。そして、ロ
ータリーキルン内における反応帯の温度と滞留時間をコ
ントロールしながら還元焙焼し、還元揮発したZn,P
bは排ガスと共に集塵機に導入され、そこで粗酸化亜鉛
などとして回収される。このような方法において、Z
n,Pbの還元収率を最も高くする効果的な方法は、熱
力学的に自明のように、還元温度を高く維持することで
ある。しかし、この還元焙焼方法の最大の欠点は、高収
率を得るべく高温操業を維持すると、反応物が軟化・溶
融してロータリーキルン内壁に付着し、操業時間の経過
とともに付着物が内壁においてリング状に成長し増大す
ることである。その結果、装入された製鋼ダストなどの
反応物がキルン内を移動するときに障害が起こり、遂に
は操業の停止に至ってしまう。この問題を改善するため
に、以下に記すごとく、幾多の提案がある。
2. Description of the Related Art Steelmaking dust generated from a steelmaking furnace such as an electric furnace contains a relatively large amount of Zn and Pb in addition to Fe. Therefore, as a resource recycling target or an industrial waste regulation target, a process of recovering or detoxifying Zn, Pb, etc. is performed. In this case, in actual operation, the reduction roasting method using a rotary kiln is generally adopted. In the above-mentioned reduction roasting method, steelmaking dust is previously formed into suitable pellets, if necessary, and continuously charged into a rotary kiln together with an appropriate amount of a reducing agent such as coal or coke. Then, while controlling the temperature and the residence time of the reaction zone in the rotary kiln, reduction roasting is performed to reduce and volatilize Zn, P.
b is introduced into the dust collector together with the exhaust gas, and is recovered there as crude zinc oxide or the like. In such a method, Z
An effective way to maximize the reduction yield of n, Pb is to keep the reduction temperature high, thermodynamically self-evident. However, the biggest drawback of this reduction roasting method is that when the high temperature operation is maintained to obtain a high yield, the reaction product softens and melts and adheres to the inner wall of the rotary kiln. It is to grow and grow like a shape. As a result, a reaction product such as charged steel-making dust moves in the kiln, which causes an obstacle, and eventually the operation is stopped. There are a number of suggestions to improve this problem, as described below.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】現在一般的に採用され
ているロータリーキルンによる還元焙焼法は、前述のよ
うに避けることのできない欠点を持っている。この問題
を改善しようとする提案として、特公昭57−1017
0号公報,特開昭58−141345号公報や特公平2
−47529号公報などに記載された還元焙焼法があ
る。これらのうち前二者は、コークスと石炭の配合割合
や燃焼バーナーの機能変更などにより、キルン内反応帯
の温度分布を制御してZnOの還元揮発率を高め、か
つ、内壁付着の抑制を図るようにしたものである。しか
しながら、キルン内壁における付着物の発生を抑制して
いるとは言いがたく、十分な成果を得るまでには至って
いない。後者の特公平2−47529号公報では、ダス
トのCaO/SiO2 重量比を2.5以上に調整するこ
とにより反応物の溶融点を上げ、内壁付着を抑制してロ
ータリーキルンの連続操業期間の延長を図っている。こ
れによって、従来30日間程度であった連続操業を60
日間に延長することを実現している。しかし、実際のダ
ストの還元における反応物の融点は、CaO−FeO−
SiO2 系の状態図を用いた説明では十分な説得力がな
く疑問が残る。本発明者の研究によれば、反応物の溶融
状態は、ダストのコークス比によっても変化する。加え
て、CaOの添加は、付着防止効果を逆に阻害している
場合もあることが明らかとなっている。このようなこと
からして、連続操業は高々90日間程度までであり、そ
の結果、キルンの補修などが必要とされるまでの期間が
短く、還元焙焼の操業における能率は高くないのが現状
である。ところで、従来の還元焙焼法で製鋼ダストから
Zn,Pbを回収した残滓中のZn含有量は一般的に3
〜5%であって、残滓の廃棄処理は公害規制の対象とな
り、その廃棄処理に制約が課せられる。このため、残留
Zn値を1.0%以下となるように回収する新しい技術
としてプラズマアーク法が開発されている。この方法
は、日本国内で実用化するには電力コストが高いために
経済的に成立しにくい難点がある。このようなことから
して、ロータリーキルンによる還元焙焼法を採用しなが
らも、コストダウンが可能で、かつ、Zn,Pbの高収
率が発揮される方法が望まれる。
The rotary roasting reduction roasting method which is generally used at present has the unavoidable drawbacks as described above. As a proposal to improve this problem, Japanese Patent Publication No. 57-1017.
No. 0, JP-A-58-141345 and Japanese Patent Publication No. 2
There is a reduction roasting method described in Japanese Patent Publication No. 47529-475. Of these, the former two aim to control the temperature distribution in the reaction zone in the kiln to increase the reduction volatilization rate of ZnO and suppress the adhesion to the inner wall by changing the mixing ratio of coke and coal and the function of the combustion burner. It was done like this. However, it cannot be said that the generation of deposits on the inner wall of the kiln is suppressed, and sufficient results have not been obtained. In the latter Japanese Patent Publication No. 2-47529, the melting point of the reaction product is raised by adjusting the CaO / SiO 2 weight ratio of dust to 2.5 or more, and the adhesion on the inner wall is suppressed to extend the continuous operation period of the rotary kiln. I am trying to As a result, 60 hours of continuous operation, which was conventionally about 30 days,
It has been realized to extend to days. However, the melting point of the reactant in the actual reduction of dust is CaO-FeO-
The explanation using the phase diagram of the SiO 2 system does not have sufficient persuasive power and leaves a question. According to the research conducted by the present inventor, the molten state of the reaction product also changes depending on the coke ratio of dust. In addition, it has been clarified that the addition of CaO may adversely hinder the anti-adhesion effect. Therefore, the continuous operation is limited to about 90 days at the most, and as a result, the period until the kiln repair is required is short, and the efficiency of the reduction roasting operation is not high. Is. By the way, the Zn content in the residue obtained by recovering Zn and Pb from steelmaking dust by the conventional reduction roasting method is generally 3 or less.
It is ~ 5%, and the disposal processing of the residue is subject to pollution control, and the disposal processing is restricted. Therefore, the plasma arc method has been developed as a new technique for recovering the residual Zn value to be 1.0% or less. This method has a drawback in that it is difficult to be economically viable because the power cost is high for practical use in Japan. Therefore, it is desired to employ a method in which the cost can be reduced and a high yield of Zn and Pb can be exhibited even though the reduction roasting method using a rotary kiln is adopted.

【0004】本発明は上述の問題に鑑みなされたもの
で、その目的は、製鋼ダストをロータリーキルンで還元
焙焼する際、ロータリーキルン内壁における付着物の発
生を抑制してロータリーキルンを長期にわたって連続操
業することができること、さらに、ZnO,PbOの還
元揮発率を高めて回収することができることを実現する
製鋼ダストから亜鉛・鉛を回収する方法を提供すること
である。ちなみに、製鋼用の電気炉から排出され製鋼ダ
ストの主成分は、Fe,Zn,Pb,CaO,MgO,
SiO2 ,Al2 3 ,Clなどである。このような製
鋼ダストにコークスを還元剤として添加しロータリーキ
ルンに装入した場合のキルン内の酸化還元反応系は、F
2 3 −Fe3 4 −FeO−Fe−PbO−Pb−
ZnO−Znの多元系で構成され、さらに、軟化・溶融
過程では、この反応系にCaO,MgO,SiO2 ,A
2 3 が重要な因子として作用する。熱力学的にi元
系の相平衡は、ギブズ−デュエム(Gibbs−Duh
em)の式Σni dμi =0によって、自由度が(i−
1)で与えられることからも明らかなように、キルン内
の反応系は極めて複雑である。したがって、観察される
現象を試行錯誤的に解析することが現実的な対応とな
る。本発明者は、上述のような知見に基づいて、四種類
の製鋼ダストを用いて実験室テストを行った。そして、
製鋼ダストに重量比で3%以上のMgOを添加すれば、
還元焙焼過程における反応物の軟化・溶融点を上昇させ
ることができ、キルン内壁における付着物の発生を著し
く抑制できること、加えて、MgOの添加によってZn
O,PbOの還元揮発率を一層高めることができること
を見出したもので、これによって、本発明は完成された
ものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to suppress the generation of deposits on the inner wall of a rotary kiln and continuously operate the rotary kiln for a long period when reducing and roasting steelmaking dust in the rotary kiln. It is another object of the present invention to provide a method for recovering zinc / lead from steelmaking dust, which can achieve the above-mentioned properties and can be further recovered by increasing the reduction volatility of ZnO and PbO. By the way, the main components of the steelmaking dust discharged from the electric furnace for steelmaking are Fe, Zn, Pb, CaO, MgO,
Examples thereof include SiO 2 , Al 2 O 3 and Cl. When the coke is added as a reducing agent to the steelmaking dust and charged into the rotary kiln, the redox reaction system in the kiln is F
e 2 O 3 -Fe 3 O 4 -FeO-Fe-PbO-Pb-
It is composed of ZnO-Zn multi-component system, and further, in the softening / melting process, CaO, MgO, SiO 2 , A
l 2 O 3 acts as an important factor. Thermodynamically, the phase equilibrium of the i-element system is Gibbs-Duhm (Gibbs-Duh).
em) equation Σn ii = 0, the degree of freedom is (i−
As is clear from what is given in 1), the reaction system in the kiln is extremely complicated. Therefore, a realistic approach is to analyze the observed phenomenon by trial and error. The present inventor conducted a laboratory test using four types of steelmaking dust based on the above-described findings. And
If 3% or more by weight of MgO is added to steelmaking dust,
The softening / melting point of the reaction product in the reduction roasting process can be increased, and the generation of deposits on the inner wall of the kiln can be significantly suppressed. In addition, ZnO can be added by adding MgO.
It has been found that the reduction volatility of O and PbO can be further increased, and the present invention has been completed by this.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、製鋼ダストに
還元剤を添加してロータリーキルンに装入し、還元焙焼
して製鋼ダストに含有されるZn,Pbの有価金属を還
元揮発させて回収する方法に適用される。その特徴とす
るところは、還元剤としてコークスを使用すること、装
入された製鋼ダストに、その重量の3%以上のMgOを
添加することとしたもので、これによって、ロータリー
キルン内の装入物の軟化・溶融点を上昇させ、該装入物
がキルン内壁に付着するのを抑制し、また、MgOの触
媒作用によってZn,Pbを高収率で回収するようにし
たことである。上記のMgOとしては、不純物としてS
iO2 が含まれる場合には、それが20%まで混入した
ものが許容され、CaOの場合では30%まで、Al2
3 の場合では70%までとしておけばよい。さらに、
製鋼ダストに還元剤であるコークスの添加を省略するた
めに、製鋼炉体の廃棄耐火物のうちのMgO−C煉瓦屑
を、装入ダスト重量に対して30%以上となるように添
加してもよい。なお、ロータリーキルンに製鋼ダストを
ペレットで装入する際、そのペレットをコークスおよび
MgOが内装された添加剤内装型ペレットにしてもよ
い。
According to the present invention, a reducing agent is added to steelmaking dust, charged in a rotary kiln, and roasted by reduction to reduce and volatilize valuable metals of Zn and Pb contained in the steelmaking dust. Applies to the method of collection. The feature is that coke is used as a reducing agent, and 3% or more by weight of MgO is added to the charged steel-making dust, whereby the charge in the rotary kiln is increased. Is to raise the softening / melting point of the powder, suppress the adhesion of the charged material to the inner wall of the kiln, and recover Zn and Pb in high yield by the catalytic action of MgO. The above MgO includes S as an impurity.
When iO 2 is contained, up to 20% of it can be mixed, and in the case of CaO, up to 30%, Al 2
In the case of O 3 , it may be up to 70%. further,
In order to omit the addition of coke, which is a reducing agent, to the steelmaking dust, MgO-C brick scraps in the waste refractory material of the steelmaking furnace body were added so as to be 30% or more of the charged dust weight. Good. When the steelmaking dust is charged into the rotary kiln as pellets, the pellets may be additive-containing pellets containing coke and MgO.

【0006】[0006]

【作用】製鋼用電気炉から排出されたダストに還元剤で
あるコークスを添加し、ロータリーキルンに装入して還
元焙焼するとき、キルン内の酸化還元反応系は、Fe2
3 −Fe3 4 −FeO−Fe−PbO−Pb−Zn
O−Znの多元系で構成される。その軟化・溶融過程で
は、反応系にCaO,MgO,SiO2 ,Al23
重要な因子として作用する。還元剤として20重量%の
コークスのみを添加した場合、加熱温度が1220℃に
達すると全ての内装物は半溶融状態もしくは溶融状態と
なる。一方、重量で製鋼ダストの3%のMgOを添加す
ると、そのMgOは、Fe23 を還元してFeOを生
成することを著しく抑制する。全ての製鋼ダストは、ロ
ータリーキルンにおける加熱温度の上限である1260
℃に昇温しても溶融せずに焼結状態で留まり、その融点
が明らかに上昇する。さらに、製鋼ダストは、その発生
過程から分かるように、その成分が特異的に変動するこ
とはないので、MgOを添加することによる融点を上昇
させる現象には普遍性がある。これは、ロータリーキル
ンによる製鋼ダストの処理分野において注目すべきこと
である。同時に、ZnO,PbOの還元揮発率を一層高
めることを見出したことも特徴の一つである。MgOを
添加することによって反応界面の多孔性が維持され、Z
nO,PbOの還元揮発が促進されると考えられるから
である。なお、添加されるMgOには、SiO2 ,Ca
O,Al2 3 の不純物が、それぞれ単独で20%以
下,30%以下,70%以下となるように混入していて
もよい。これらの不純物がそれぞれに反応して、ロータ
リーキルン内で還元焙焼される反応物の溶融点を上昇さ
せるように寄与する。MgOに代えて、製鋼炉の廃棄耐
火物からMgO−C煉瓦屑を選定し、これを粉砕して装
入ダスト重量の30%以上となるように添加すれば、還
元剤であるコークスの使用が省かれる。また、ロータリ
ーキルンに製鋼ダストをペレットで装入する際に、コー
クスおよびMgOを内装させておけば、従来の還元焙焼
法で実現不可能であった100℃低い低温度還元焙焼が
可能になる。
[Function] When coke, which is a reducing agent, is added to the dust discharged from the electric furnace for steelmaking and charged into the rotary kiln for reduction roasting, the redox reaction system in the kiln is Fe 2
O 3 -Fe 3 O 4 -FeO- Fe-PbO-Pb-Zn
It is composed of a multi-element system of O-Zn. In the softening / melting process, CaO, MgO, SiO 2 and Al 2 O 3 act as important factors in the reaction system. When only 20% by weight of coke is added as a reducing agent, when the heating temperature reaches 1220 ° C., all the interior parts are in a semi-molten state or a molten state. On the other hand, when 3% by weight of steelmaking dust of MgO is added, the MgO remarkably suppresses the reduction of Fe 2 O 3 to produce FeO. All steelmaking dust is 1260 which is the upper limit of heating temperature in the rotary kiln.
Even if the temperature is raised to ℃, it does not melt but remains in a sintered state, and its melting point rises obviously. Further, as can be seen from the generation process of steelmaking dust, its components do not change specifically, so that the phenomenon of increasing the melting point by adding MgO is universal. This is remarkable in the field of steel dust processing by rotary kilns. At the same time, it is also one of the characteristics that the inventors have found that the reduction volatility of ZnO and PbO is further increased. The porosity of the reaction interface is maintained by adding MgO, and Z
This is because it is considered that the reduction and volatilization of nO and PbO are promoted. In addition, the added MgO includes SiO 2 , Ca
The impurities of O and Al 2 O 3 may be mixed individually so as to be 20% or less, 30% or less, and 70% or less, respectively. These impurities react with each other and contribute to increase the melting point of the reaction product that is reduced and roasted in the rotary kiln. If instead of MgO, MgO-C brick scraps are selected from the waste refractories of the steelmaking furnace and crushed and added so as to be 30% or more of the weight of the charged dust, the use of coke as a reducing agent becomes possible. Omitted. In addition, by incorporating coke and MgO when the steel dust is charged into the rotary kiln as pellets, it is possible to perform low temperature reduction roasting at a low temperature of 100 ° C. which was not possible with the conventional reduction roasting method. .

【0007】[0007]

【実施例】以下に、詳細に説明する。本発明は、製鋼ダ
ストに還元剤としてコークスを添加してロータリーキル
ンに装入し、還元焙焼して製鋼ダストに含まれるZn
(亜鉛),Pb(鉛)の有価金属を還元揮発させて回収
する際に、MgO(マグネシア)を添加するものであ
る。ここで、還元剤としてコークスを使用することは従
来からなされている通りである。実操業においては、適
当なペレットに成形された製鋼ダストが、コークスとと
もにロータリーキルンへ連続的に装入される。そして、
装入された製鋼ダストの重量の3%以上のMgOを添加
し、還元焙焼する。このMgOの添加によりロータリー
キルン内の装入物の軟化・溶融点が上昇され、その反応
物がキルン内壁に付着するのが抑制される。また、その
MgOの触媒作用によってZnやPbを高収率で回収す
ることができる。
The present invention will be described in detail below. According to the present invention, coke is added to steelmaking dust as a reducing agent, charged into a rotary kiln, and reduction-roasted to obtain Zn contained in the steelmaking dust.
MgO (magnesia) is added when the valuable metals of (zinc) and Pb (lead) are reduced and volatilized and recovered. Here, the use of coke as a reducing agent is as conventionally done. In actual operation, steelmaking dust formed into suitable pellets is continuously charged into a rotary kiln together with coke. And
3% or more of the weight of the steelmaking dust charged is added and MgO is reduced and roasted. The addition of MgO raises the softening / melting point of the charge in the rotary kiln, and suppresses the reaction product from adhering to the inner wall of the kiln. In addition, Zn and Pb can be recovered in high yield by the catalytic action of MgO.

【0008】次に、その詳細を述べる。製鋼用電気炉か
ら排出されるダストの主成分は、重量比で示すと、Fe
が25〜45重量%,Znが10〜29重量%,Pbが
2〜5重量%,CaOが1〜3重量%,MgOが0〜2
重量%,SiO2 が2〜5重量%,Al2 3 が1〜3
重量%,Clが2〜6重量%といったところである。こ
の製鋼ダストに還元剤であるコークスを添加し、ロータ
リーキルンに装入して還元焙焼するとき、キルン内の酸
化還元反応系は、Fe2 3 −Fe3 4 −FeO−F
e−PbO−Pb−ZnO−Znの多元系で構成され
る。さらに、軟化・溶融過程には、この反応系にCa
O,MgO,SiO2 ,Al2 3 が重要因子として作
用する。以上のことを考慮して、本発明者は、表1の左
端欄にA〜Dで示す四種類の製鋼ダスト(異なる四つの
製鋼メーカーで発生したもの)を、実験室で還元焙焼テ
ストした。
Next, the details will be described. The main component of the dust discharged from the electric furnace for steelmaking is Fe
Is 25-45% by weight, Zn is 10-29% by weight, Pb is 2-5% by weight, CaO is 1-3% by weight, MgO is 0-2.
% By weight, 2 to 5% by weight of SiO 2 and 1 to 3 of Al 2 O 3
%, Cl is 2 to 6% by weight. When a coke, which is a reducing agent, is added to the steelmaking dust and charged into a rotary kiln for reduction roasting, the redox reaction system in the kiln is Fe 2 O 3 —Fe 3 O 4 —FeO—F.
It is composed of a multi-element system of e-PbO-Pb-ZnO-Zn. Furthermore, during the softening / melting process, Ca is added to this reaction system.
O, MgO, SiO 2 and Al 2 O 3 act as important factors. In consideration of the above, the present inventor conducted a reduction roasting test in a laboratory with four types of steelmaking dusts A to D shown in the leftmost column of Table 1 (those generated by four different steelmaking makers). .

【表1】 なお、試験においてはMgOに代えてMgO−C煉瓦屑
を使用している。ここで、ロータリーキルンに装入され
る状態を模擬して、製鋼ダストを粒度7.93〜5.6
6mmにペレットしたもの、コークス塊を粒度4.00
〜3.36mmの範囲にしたもの、MgOとしてはMg
O−C(マグネシアカーボン)煉瓦屑を粉砕して粒度を
4.00〜3.36mmにしたものを使用した。そし
て、それぞれの所定量を交互に層状を形成するように坩
堝に装入し、6リットル/分の空気量を通気しながら所
定温度に加熱した。
[Table 1] In the test, MgO-C brick waste was used instead of MgO. Here, simulating the state of being charged into a rotary kiln, the steelmaking dust has a grain size of 7.93 to 5.6.
6 mm pellets, coke lumps with grain size 4.00
In the range of up to 3.36 mm, MgO is Mg
O-C (magnesia carbon) brick scraps were crushed to have a particle size of 4.00 to 3.36 mm. Then, each predetermined amount was charged into the crucible so as to form layers alternately, and heated to a predetermined temperature while aerating 6 liter / min of air.

【0009】坩堝内の反応物の軟化・溶融状態は、Mg
Oの添加により融点は明らかに上昇した。すなわち、 製鋼ダストに重量比20%のコークスのみを添加
し、1050℃(製鋼ダスト中のFe2 3 が還元され
る温度)に加熱して80分間保持した場合、反応物は坩
堝から剥離させることができるが、焼結状態となった。 製鋼ダストに重量比20%のコークスと重量比5%
のMgO−C煉瓦屑粒体とを添加し、1050℃に加熱
して80分間保持した場合は、反応物が粉状となって、
溶融点は明らかに上昇していることが分かった。 製鋼ダストに重量比10%のコークスのみを添加
し、1260℃(製鋼ダスト中のZnOが還元される温
度)に加熱して80分保持した場合、反応物は坩堝に融
着した。 製鋼ダストに重量比10%のコークスと重量比5%
のMgO−C煉瓦屑粒体とを添加し、1260℃に加熱
して80分保持した場合、反応物は焼結するが、坩堝か
ら剥離させることができる程度であった。 製鋼ダストに重量比20%のコークスのみを添加
し、1260℃に加熱して80分保持した場合、反応物
が坩堝に融着した。 製鋼ダストに重量比20%のコークスと重量比5%
のMgO−C煉瓦屑粒体とを添加し、1260℃に加熱
して80分保持した場合も反応物は焼結するが、坩堝か
ら剥離させることができた。
The softening / melting state of the reaction product in the crucible is Mg
The melting point was clearly increased by the addition of O 2. That is, when only 20% by weight of coke is added to the steelmaking dust and heated to 1050 ° C. (the temperature at which Fe 2 O 3 in the steelmaking dust is reduced) and held for 80 minutes, the reaction product is exfoliated from the crucible. It was possible, but it became a sintered state. 20% by weight coke and 5% by weight steelmaking dust
And MgO-C brick waste granules, which was heated to 1050 ° C. and held for 80 minutes, the reaction product becomes powdery.
It was found that the melting point was clearly elevated. When only 10% by weight of coke was added to the steelmaking dust and heated to 1260 ° C. (the temperature at which ZnO in the steelmaking dust is reduced) and held for 80 minutes, the reaction product was fused to the crucible. Steelmaking dust with 10% by weight coke and 5% by weight
When MgO-C brick granules of No. 2 were added, and the mixture was heated to 1260 ° C. and held for 80 minutes, the reaction product was sintered, but could be peeled off from the crucible. When only 20% by weight of coke was added to the steelmaking dust and the mixture was heated to 1260 ° C. and held for 80 minutes, the reaction product was fused to the crucible. 20% by weight coke and 5% by weight steelmaking dust
When the MgO-C brick waste particles were added and heated to 1260 ° C. and held for 80 minutes, the reaction product was sintered, but could be separated from the crucible.

【0010】このことから、例えば5%のMgO−C煉
瓦屑が添加されると、装入物の溶融点が上昇してキルン
内壁における付着物の発生を防止できることが分かる。
すなわち、MgOがFe2 3 を還元して、FeOを生
成することを著しく抑制していることが、表2からも分
かる。
From this, it can be seen that, for example, when 5% of MgO-C brick waste is added, the melting point of the charge rises and the formation of deposits on the inner wall of the kiln can be prevented.
In other words, it can be seen from Table 2 that MgO significantly reduces Fe 2 O 3 to form FeO.

【表2】 四種類の各製鋼ダストの溶融試験で、次のことが得られ
た。コークスのみの添加(20%)では、加熱温度が1
220℃に達すると全て半溶融状態もしくは溶融状態と
なる。しかし、各製鋼ダストにさらに5%のMgOを添
加すると、全てのダストは、ロータリーキルンにおける
加熱温度の上限である1260℃においても溶融せず、
焼結状態に留まる。この反応物の融点上昇は、FeOの
生成を抑止した結果であることは明らかである。また、
ダストはその発生過程からみてその成分が特異的に変動
することはないので(表1参照)、MgOを添加するこ
とによる融点上昇現象には普遍性があることになる。こ
れは、ロータリーキルンによる製鋼ダストの処理分野に
おいて注目すべき効果である。
[Table 2] In the melting test of each of the four kinds of steelmaking dust, the following was obtained. When only coke is added (20%), the heating temperature is 1
When the temperature reaches 220 ° C., all are in a semi-molten state or a molten state. However, when 5% of MgO was added to each steelmaking dust, all the dust did not melt even at 1260 ° C. which is the upper limit of the heating temperature in the rotary kiln,
Stay in the sintered state. It is clear that the increase in the melting point of this reaction product is a result of suppressing the production of FeO. Also,
Since the components of dust do not change specifically in terms of the generation process (see Table 1), the melting point increase phenomenon due to the addition of MgO is universal. This is a remarkable effect in the field of processing steelmaking dust by a rotary kiln.

【0011】同時に、ZnOやPbOの還元揮発率は、
図1に示すように、ダストの重量比5%のMgO−C煉
瓦屑を添加した場合に、それを添加しない場合より向上
することも見出された。これは、MgOの触媒作用によ
るものであり、従来の還元焙焼法に比べて、Znの回収
率は少なくとも5%以上、Pbの回収率も少なくとも1
2%以上それぞれ向上するものである。なお、MgOの
触媒機能は明らかではないが、反応はトポケミカルに進
行すると考えられるから、未反応核モデルによる説明が
可能と思われる。すなわち、MgOを添加することによ
って、Fe2 3 の還元が抑制されることは、反応界面
の多孔性を維持することになり、そのために、ZnO,
PbOの還元揮発が促進されると考察されるからであ
る。
At the same time, the reduction volatility of ZnO and PbO is
As shown in FIG. 1, it was also found that the addition of MgO—C brick waste with a dust weight ratio of 5% was improved over the case where MgO—C brick waste was not added. This is due to the catalytic action of MgO, and the Zn recovery rate is at least 5% or more and the Pb recovery rate is at least 1 as compared with the conventional reduction roasting method.
It is improved by 2% or more. Although the catalytic function of MgO is not clear, it is considered that the reaction proceeds to the topochemical state, so that it can be explained by the unreacted nuclear model. That is, by suppressing the reduction of Fe 2 O 3 by adding MgO, the porosity of the reaction interface is maintained, and therefore ZnO,
This is because it is considered that the reduction and volatilization of PbO is promoted.

【0012】一方、製鋼ダストにコークスまたはMgO
−C煉瓦屑の添加量を変えた場合の結果が図2に示され
る。コークスのみの添加量を増やしていくと、30%重
量比となったところで、ほぼ100%のZn回収率が得
られる。MgO−C煉瓦屑のみの添加量を増やしていく
と、30%重量比となったところでかなりの回収率が得
られるが、40%まで増加させても大幅な回収率の向上
は見られなかった。しかし、コークス30%重量の場合
には及ばないが、90%以上の回収率の得られることが
分かる。このことから、高価なコークスを使用しなくて
も、製鋼電気炉やその他の加熱炉などの補修において産
業廃棄物となる耐火物のうち、MgO−C煉瓦屑(カー
ボン含有量17%以上)を使用すれば、コークスに匹敵
する高い還元揮発率でZn,Pbを回収することができ
る。したがって、コークスの使用を省略することができ
る。なお、添加されるMgOには、その不純物としてS
iO2 が含まれる場合に20%以下とし、CaOの場合
は30%以下とし、Al2 3 の場合は70%以下とし
ておけば、その混入は許容され、ロータリーキルン内で
の還元焙焼反応物の溶融点を上昇させることができるこ
とも確認された。
On the other hand, coke or MgO is added to steelmaking dust.
The results when the amount of -C brick waste added was changed are shown in FIG. When the addition amount of only coke is increased, a Zn recovery rate of almost 100% is obtained at a 30% weight ratio. When the addition amount of only MgO-C brick waste was increased, a considerable recovery rate was obtained at a weight ratio of 30%, but no significant improvement in recovery rate was observed even when the content was increased to 40%. . However, it can be seen that a recovery rate of 90% or more can be obtained, though it is not as high as in the case of 30% by weight of coke. For this reason, MgO-C brick waste (with a carbon content of 17% or more) among refractories that become industrial waste in the repair of steelmaking electric furnaces and other heating furnaces without using expensive coke If used, Zn and Pb can be recovered with a high reduction volatility comparable to coke. Therefore, the use of coke can be omitted. The added MgO contains S as an impurity.
When iO 2 is included, the content is set to 20% or less, the content of CaO is set to 30% or less, and the content of Al 2 O 3 is set to 70% or less, the mixture is allowed and the reduction roasting reaction product in the rotary kiln is allowed. It was also confirmed that it is possible to raise the melting point of.

【0013】このようなことから、MgO−C煉瓦など
の産業廃棄物の有効利用の途が図られ、かつ、実機のロ
ータリーキルンに適用しても、それを実現させることが
確認された。また、ロータリーキルンに製鋼ダストをペ
レットで装入する際に、そのペレットをコークスおよび
MgOが内装された添加剤内装型ペレットにしておく
と、従来の還元焙焼法で実現不可能であった100℃低
い温度の還元焙焼が可能となることも判明した。これに
よっても、ロータリーキルンの寿命を延ばすことがで
き、また、残滓中のZnの含有量を1.0%以下とする
ことができるような高収率が得られることも確認され
た。
From the above, it was confirmed that industrial waste such as MgO-C bricks can be effectively utilized and that it can be realized even when applied to an actual rotary kiln. Further, when the steelmaking dust is charged into the rotary kiln as pellets, if the pellets are made into additive-containing pellets containing coke and MgO, it is impossible to achieve the conventional reduction roasting method at 100 ° C. It has also been found that low temperature reduction roasting is possible. It was also confirmed by this that the life of the rotary kiln can be extended and a high yield can be obtained in which the Zn content in the residue can be 1.0% or less.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明によれば、還元焙焼される反応物
の融点を上げることができるので、キルン内壁における
リング状の付着物の発生は著しく抑制される。その結
果、ロータリーキルンの連続操業が長くても90日間程
度に留まっていた従来の還元焙焼法に比べて、少なくと
も300日以上の連続操業が期待される。さらに、従来
の還元焙焼法に比べて、MgOの触媒作用によって、Z
nの回収率を少なくとも5%以上、Pbの回収率を少な
くとも12%以上それぞれ向上させることができる。な
お、MgOを含有すれば、例えばアルミナ系煉瓦を70
%混合させたものまで使用することができる。したがっ
て、資源リサイクリングの観点からも好適である。ま
た、製鋼ダストに添加されるMgOとして、産業廃棄物
となるマグネシア系煉瓦を採用することができる。これ
は、MgO−C煉瓦屑の実際的な回収量にもよるが、ロ
ータリーキルンに装入した製鋼ダスト重量の30%以上
の使用済みMgO−C煉瓦屑を添加すれば、コークス添
加を省略することができ、産業廃棄物による公害発生の
低減も図られる。また、ダストをコークスおよびMgO
が内装したペレットにしておけば、低温還元焙焼法が実
現されてロータリーキルンの延命化と、残滓中における
Znの含有量を1.0%以下とするZnの高収率化が図
られ、電力コストが嵩むプラズマアーク法に比べて極め
て低廉化された操業が実現される。
According to the present invention, since the melting point of the reaction product to be reduced and roasted can be increased, the generation of ring-shaped deposits on the inner wall of the kiln is significantly suppressed. As a result, it is expected that the rotary kiln will be continuously operated for at least 300 days or more, as compared with the conventional reduction roasting method in which continuous operation has been limited to about 90 days at the longest. Furthermore, as compared with the conventional reduction roasting method, due to the catalytic action of MgO, Z
It is possible to improve the recovery rate of n by at least 5% or more and the recovery rate of Pb by at least 12% or more. If MgO is contained, for example, alumina brick
% Mixed can be used. Therefore, it is also suitable from the viewpoint of resource recycling. Further, as MgO added to the steelmaking dust, a magnesia-based brick that becomes industrial waste can be adopted. This depends on the actual amount of recovered MgO-C brick waste, but if the used MgO-C brick waste of 30% or more of the weight of steelmaking dust charged in the rotary kiln is added, coke addition can be omitted. It also helps reduce pollution caused by industrial waste. In addition, dust is coke and MgO.
If the pellets are embedded in, the low temperature reduction roasting method is realized, the life of the rotary kiln is extended, and the Zn content in the residue is 1.0% or less, and the Zn yield is increased, and the power consumption is increased. An extremely low-priced operation is realized as compared with the costly plasma arc method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 ダスト中のZnO,PbOの還元揮発率がM
gOを添加すると増大することを示すZn,Pbの回収
率と焙焼温度との関係を表したグラフ。
FIG. 1 shows that the reduction volatility of ZnO and PbO in dust is M
The graph showing the relation between the recovery rate of Zn and Pb and the roasting temperature which shows that it increases when gO is added.

【図2】 ダストにコークスのみを添加した場合と、M
gO−C煉瓦屑のみを添加した場合のZn回収率とそれ
ぞれの添加量との関係を表したグラフ。
FIG. 2 shows the case where only coke is added to the dust and M
The graph which showed the Zn recovery rate when adding only gO-C brick waste, and the relationship of each addition amount.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 製鋼ダストに還元剤を添加してロータリ
ーキルンに装入し、還元焙焼して上記製鋼ダストに含ま
れるZn,Pbの有価金属を還元揮発させて回収する方
法において、 前記還元剤はコークスであり、 上記ロータリーキルン内の装入物の軟化・溶融点を上昇
させ、該装入物がキルン内壁に付着するのを抑制するた
めに、装入した前記製鋼ダスト重量の3%以上のMgO
を添加し、該MgOの触媒作用によってZn,Pbを高
収率で回収することを特徴とする製鋼ダストから亜鉛・
鉛を回収する方法。
1. A method for recovering valuable metals of Zn and Pb contained in the steelmaking dust by reducing and volatilizing them by adding a reducing agent to the steelmaking dust, charging the rotary kiln, and reducing and roasting it. Is a coke, and in order to raise the softening / melting point of the charge in the rotary kiln and prevent the charge from adhering to the inner wall of the kiln, 3% or more of the weight of the steelmaking dust charged is used. MgO
Is added to recover Zn and Pb in high yield by the catalytic action of MgO.
How to recover lead.
【請求項2】 前記MgOにおける不純物は、SiO2
の場合で20%以下であり、CaOの場合で30%以下
であり、Al2 3 の場合で70%以下であることを特
徴とする請求項1に記載された製鋼ダストから亜鉛・鉛
を回収する方法。
2. The impurities in the MgO are SiO 2
20% or less in the case of CaO, 30% or less in the case of CaO, and 70% or less in the case of Al 2 O 3 , zinc / lead from the steelmaking dust according to claim 1 characterized. How to collect.
【請求項3】 前記還元剤として、上記コークスに代え
て、各種炉体の補修時に廃棄される耐火物のうちMgO
−C煉瓦屑を採用し、該MgO−C煉瓦屑を装入ダスト
重量の30%以上となるように添加することを特徴とす
る請求項1に記載された製鋼ダストから亜鉛・鉛を回収
する方法。
3. As the reducing agent, instead of the coke, MgO among refractory materials discarded when repairing various furnace bodies is used.
The zinc-lead is recovered from the steelmaking dust according to claim 1, characterized in that -C brick waste is adopted and the MgO-C brick waste is added so as to be 30% or more of the weight of the charged dust. Method.
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