JPH07508557A - 非鉄金属のドロスからの回収 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 非鉄金属のドロスからの回収 本発明は、非鉄金属を含有し、またそのスクラップも含有することもあるドロス （湯あか）の出発原料及び／又はかようなスクラップからなる出発原料からプノ ４鉄金属を回収する方法であって、該出発原料を耐ゾぐライニングが設けられた 回転炉又は回転自在な転炉に供給し、前記の炉を連続的に又は間欠的に回転させ ながら前記出発原料を非鉄金属の融点を越える温度まで加熱し５次に生成した溶 融非鉄金属を、残留しているドロス残渣から及び／又は生成した固体のドロス残 渣から取出す工程からなる方法に関する。

非鉄金属をドロスから回収する方法は当該技術分野では公知である。例えばカナ ダ特許第１２５５９１４号朗細慢は、非鉄金属を含有するドロスから非鉄金属を 回収する方法について、ドロスを耐火ライニングを具備する回転炉に供給し＋　 Ｆｕ記炉の中にプラズマバーナを導入してドロスを前記非鉄金属の融点を越える 温度まで加熱し、前記炉を連続的又は間欠的に回転させ１次いで溶融し１分離し た非鉄金属を固体のドロス残渣から取出す工程からなる方法を教示している。

塩類の保護層を用いつつ、酸素バーナの補助でもってドロス及び金属廃棄物から 非鉄金属を回収することも公知である。この保護層は、はぼ同重量の塩化ナトリ ウム（Ｎａｃｌ）と塩化カリウム（ＫＣＩ）を含有しかつ例えば水晶石のような 融剤も含有している。アルミニウムのドロスを処理する場合、アルミニウムの小 滴の融合に対する塩の層の作用は１例えばＴｈｅ　ｅｉｎｅｒａｌｓ　ｍＣｔａ ｌｓａｎｄ　ｍａｔｅｒｉａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ第２回国際シシボジウム（１９ ９０年）でのＲｃｙｃｌｊｎｇｏｆ　ｍｅ＋、ａｌｓ　ａｎｄ　ｅｎｇｉｎｅｅ ｒｅｄ　ｗ＋ａｔｅｒｉａｌｓ　６９−８４頁のＲａｙ　Ｄ、　Ｐｅｔｅｒｓｅ ｎによる”Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　５ａｌｔ　ｆｌｕｘ　ａｄｄｉｔｉｖｅｓ。

ｎ　ａｌｕｖｊｎｕｍ　ｄｒｏｐｌｅｔ　ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ’という表題 の論文に記載されている。この文献の８５〜１０３頁に発表された”Ｉｎｔｅｒ ｆａｃｉａｌｐｈｅｎｏｔ＋ｅｎａ　ｒｎ　ｗｏｋｅｎ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａ ｎｄ　５ａｌｔ　ｓｙｓｔｅｍｓ’という表題の論文には＋　Ｆｒａｎｃｉｓ　 Ｋ、　ｌｌｏ及びＹｏ）Ｈｅｓｈ　５ａｈａｉが塩の層の下側でアルミニウム廃 棄物が再溶融することを記載している。

本発明の目的は非鉄金属を含有し、また任意に非鉄金属廃棄物も含有するドロス の出発原器及び／又はこのような廃棄物を含有する出発原料から、酸素バ＝すに よって、塩の保護層なしで、非鉄金属を回収又は収得することである。

本発明の他の目的は、塩の保護層を用いる場合に得られる腐食性の塩の蒸気の生 成を減らし、かつ水浴性の塩を含まない酸化残留生成物を得て、環境のために良 くすることである。

これらの目的は、非鉄金属を含有し、また任意に非鉄金属廃棄物も含有するドロ スの出発原料及び／又はかような廃棄物を含有する出発原料から非鉄金属を回収 又は収得する方法によって達成される。この方法は、前記出発原料を、耐火ライ ニングが設けられた回転炉又は回転自在な転炉に導入し、その炉を連続的に又は 間欠的に回転しなから゛、前記出発原料を非鉄金属のＭ点を越える温度まで加熱 し２次に生成した溶融非鉄金属を」二を覆っているドロス残渣から取出す工程か ら成る。この方法（はアルミニウムを含有するｌ−′ロス及びアルミニウムのス クラ′ンブから、アルミニウムを回収するのに特に適している。

本発明の方法は、塩の保護層なしで、いわゆる酸素）＜−すで出発原料を亡１熱 し、そのバーナには化石燃料と少を工くとも８０％の酸素を含有するガスが供給 され、かつ炉は５ｒｐｍ以下の回転速度で回転されることを特徴とする。

本発明の好都合な実施態様は主請求項の従属請求項に２戴されている。

ここで、添付図面即ち回転自任な転炉及び付属装置の縦断面図である単一の図を 参照して９本発明をさらに詳細に説明する。

この図は、中心軸線２が水平面と鋭角（例えば１０〜２５＠の角度）をなす転炉 １を示す。転炉１はその中心軸線２のまわりを回転自任であり、転炉１の中心軸 線２に直角に延びかつ該中心軸線を通過する水平軸線３のまわりを枢動する。転 炉ｌの上方に向いた末端は狭められて開口４を形成し、その開口の上流側に湾曲 した管状構命体５と合体する保護フード９が取付けられている。フード９の一方 の末端即ち第１末端は１回転自任な転炉Ｉとは実際に接触することなく転炉の開 口４とできるだけ接近して置かれている。管状部材５は湾曲され、その遠位末端 は上方に向いている。この管状部材５は図示されていない装置によって所定の位 置に保持され、かつ転炉１に充填し次いで空にすることができるように転炉の開 口４から容易に取外され得る。

いわゆる酸素バーナ６は管状部材５の湾曲部分即ちひざ形折曲部に設けられた開 口を通じて挿入される。該バーナのノズルオリフィスは管状部月５の第１末端が 転炉の開口４の直前に置かれるとき、転炉１内にわずかに伸びている。必要な燃 料、酸素及び冷却水の連絡部は図示されていない。ランス７は管状部材のひざ形 折曲部に設けられた別の開口を通じて挿入される。

本発明の方法を実施する場合、出発原料８は１例えばアルミニウムのドロス及び ／又はアルミニウムコアプの形態でありうるが、管状部材５．バーナ６及びラン ス７が一方側に移動されて、転炉ｌ内に導入される。次いで管状部材５はバーナ ６とランス７と共に転炉開口の前部にきっちりと置かれる。次いで転炉は５ｒｐ ｍまで回転速度で回転され、そしてバーナが点火され。

出発原料８を加熱する。バーナは通常化石燃料例えばプロパンのような炭化水素 、及び酸素含量が少なくとも８０％で、好ましくは少量の窒素を含有する酸素含 有ガスで作動される。使用される酸素ガスは、　ＰＳＡ−プラントからの酸素濃 度が約９３％でかつガスの残りの部分が一般にアルゴンで構成されている酸素か ら成り、又は空気分離プラントから得られる酸素から成り得る。

バーナの炎は、好ましくは転炉の軸線２から離れた転炉底部の場所に向けられて いる。バーナ６に供給される酸素の量は、化学量論的量より少ないか、又は場合 によっては化学量論酌量に等しく即ち完全燃焼に必要な酸素の８０〜１００％に 相当する量であるから、転炉ｌ内の金属の酸素はＩ！に少量になされる。

出発原料の例えばアルミニウム含有ドロスがアルミニウムの融点を越える温度に 到ると、アルミニウムが溶融し始め、転炉の回転によって、アルミニウムコアを 包みかつ周囲を取囲んでいる酸化アルミニウムの保護シェルを有する球状体が変 形され。

そして保護シェルが破壊され、その結果いまや液体状態になっているアルミニウ ムが流れ落ち出して、他の球状体から流出する溶融アルミニウムと融合する。こ の溶融アルミニウムは転炉の最も低い領域に集められる。アルミニウムの可能な 限り最大量が溶融され上側を覆っているドロス残渣の下側に集められたとき、保 護フード９が取外され、溶融金属は転炉ｌから放出され得るようになる。

本発明の好ましい１つの実施態様によれば、金属が溶融し始めたとき、転炉の回 転速度が２５ｒｐ１１まで上げられ、同時にバーナの出力が原出力の５０〜１０ ％まで低下される。溶融物の温度が７５０〜９５０°Ｃのレベルに到ったとき、 金属の加熱は中止され、その後溶融金属は慣用の方法で転炉から放出される。

本発明の他の実施態様によれば、電力は２５ｒｐｍまでの一段高い回転速度にお いて、転炉に断続的に供・給される。大気中の酸素が転炉内に入り、それに伴っ てドロス又は他のなんらかの残留生成物の層で保護され得ないアルミニウムを酸 化することを防止するため、不活性遮蔽ガスが転炉内に導入され、内部に過圧を 維持する。この不活性ガスとしてはアルゴンが好ましい。

図に示されるように、遮蔽ガスは、遮蔽ガス源に接続されたランスを通して導入 されるか、又は代わりにバーナを通じて例えばその酸素ノズルを通して導入され 、この場合酸素ノズルは酸素綜との接続と遮蔽ガス酢との接続とに交互に切換え られ得る。

図示されていないが、バーナは化石船料給送ラインにも接続される。

実施例 アルミニウム合金、シリーズ３０００の製産過程で得られたアルミニウム含有ド ロスは、縦方向の軸線が水平軸に対して約１７゜の角度をなす転炉に導入される 。純粋なドロス１２４０ｋｇが転炉に装填される。このドロスは６６重量％の金 属アルミニウムと。

３０爪川％の二酸化アルミニウムを含有し、残りはケイ素、鉄及びカルシウムの 酸化物から成るものであった。

塩の保護層なしでドロスを導入した後、酸素バ〜すが取付けられ！こ保護フード が転炉の開口の前方に、該開口から少し距屏をおいて置かれる。バーナはＩＭＷ の電力出力を有し、プロパン支び純酸−ＸＩＪＩＪちｐなくとも９９．ｓｑ、５ の酸素を含有する酸素含有ガスで作動される。転炉はアルミニウムが溶融する１ 品度までドロスｉＪ：　’”；熱さ１１すなわち転炉内の原オ・↓の温度が約７ ５０°Ｃに到るまで、約１ｒｐｍの回転速度で回転され、バーナは全出力で作動 される。

次いでバーナの電力出力が約２００ｋｗに低下され、転炉は連続的に８ｒｐｍで 回転される。この低下された電力で転炉内の原料が２０分間にわたって加熱され た後、金属アルミニウムがドロスから分離し、モしてドロスが溶融金属を覆う被 覆層中にあることが認められた。

純粋なアルミニウム７１１ｋｇが得られ、これは５７％の収率に相当しかつ（装 填された金属アルミニウムの量と、得られた純粋なアルミニウムの量に対して） ８８％の工程効率に相当する。化石燃料の消ｆｌ量は導入されたドロス１トン当 り２５２ｋｖｈに相当し、一方酸素の消費量は導入されたドロスｌトン当り４４ 脂３に相当した。全工程時間は３２分間であった。得られた残留生成物は、前記 金属及びアルミニウムの純粋な酸化物で構成されていた。

転炉に装填された出発原料が、ドロスに含有されているのと同じ金属を含有して いるスクラップから部分的に構成されていた場合に、非常に満足すべき結果が得 られた。

スクラップだけが転炉に装填された場合、特にアルミニウムのスクラップだけが 装填されると、この金属は容易に酸化する傾向があるので、熱エネルギーを発生 するのに必要な燃焼工程を不足当量的条件下で行う必要がある。燃焼熱ガスの供 給が周期的に中断されるときは、大気中の酸素が金属中に浸透するのを防止する 措置を行うことが特に必要である。先に記述されたように、アルゴンのようｔよ 遮蔽ガスを転炉に供給することによって、過圧が転炉内に′ａ持されることが好 ましい。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成６年８月１９日

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．非鉄金属を含有し，任意に非鉄金属廃棄物も含有するドロスの出発原料及び ／又は前記廃棄物からなる出発原料から非鉄金属を回収する方法であって，前記 出発原料を耐火ライニングを有する回転炉又は回転自在な伝炉内に導入し，前記 の炉を連続的に又は間欠的に回転させながら前記出発原料を非鉄金属の融点を越 える温度まで加熱し，次に生成した溶融非鉄金属を，上を覆っている残渣から取 出す諸工程からなる方法において，更に前記出発原料を塩の保護層なしで，化石 燃料及び少なくとも８０％の酸素を含有するガスで作動されるいわゆる酸素バー ナでもつて加熱し，前記炉を５ｒｐｍ以下の回転速度で回転させる工程を含むこ とを特徴とする回収方法。
2. ２．バーナの電力出力を５０〜１０％まで低下させ，かつ炉の回転速度を５〜２ ５ｒｐｍまで増大し及び前記非鉄金属の融点を越える温度まで到達した後，該非 鉄金属が溶融するまでエネルギーの供給を続けることを特徴とする，請求項１に 記載の回収方法。
3. ３．炉を５〜２５ｒｐｍの回転速度で連続的に回転させている間に低下された電 力で間欠的に熱を供給し，及び熱の供給を中断しているあいだに不活性ガスをバ ーナ又はうンスのいずれかを通じて炉内に導入することを特徴とする，請求項２ に記載の回収方法。
4. ４．不活性ガスがアルゴンであることを特徴とする，請求項３に記載の回収方法 。
5. ５．炉内充填物に熱を送るとき，酸素バーナに燃料と酸素を化学量論的関係で供 給するか又は酸素が化学量論的量よりせいぜい２０％少ない量で存在している関 係で供給することを特徴とする請求項１ないし４の１つ以上に記載の回収方法。
6. ６．回転炉又は転炉内に燃焼ガスの過圧を維持することを特徴とする，請求項１ ないし５の１つ以上に記載の回収方法。
7. ７．金属の温度が７５０〜９５０℃の範囲内にあるときに加熱を中止し，回転炉 又は転炉から金属を放出させることを特徴とする，請求項１ないし６の１つ以上 に記載の回収方法。
8. ８．前記の回転炉又は転炉の回転速度を増大させた時点から５〜６０分間経過し た後，加熱工程を終了し，回転炉又は転炉から金属を放出させることを特徴とす る，請求項１ないし６の１つ以上に記載の方法。