JPH0770662A

JPH0770662A - 亜鉛含有ダスト中の亜鉛除去装置

Info

Publication number: JPH0770662A
Application number: JP24073193A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Koide; 浩小出
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】亜鉛含有ダスト中の亜鉛を経済的かつ高効率
で除去する。【構成】亜鉛含有ダスト中の亜鉛除去装置であって、
回転炉２２と、該回転炉２２に設けた微粉炭バーナー１
９に亜鉛含有ダストＢと微粉炭混合物を気送する手段
と、微粉炭バーナー１９に連結した燃料ガスＣ供給管お
よび燃焼空気供給管と、回転炉２２の排出側に接続した
窯尻チャンバ２４からの排ガス中の亜鉛および鉛ヒュー
ムを酸化亜鉛および酸化鉛として回収する手段３２と、
窯尻チャンバ２４から還元品Ｄ、Ｅを回収する手段とか
らなる。【効果】極めて経済的に亜鉛含有ダスト中の亜鉛、鉛
を除去し、鉄分を還元処理できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鉄鋼精錬、例えば、
高炉、転炉、電気炉等から発生する亜鉛含有ダストを鉄
鋼原料として再利用するため、亜鉛含有ダスト中の亜鉛
の除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり製鉄所においては、高炉、
転炉、電気炉等から鉄分含有量の高いダストが発生する
が、鉄源として再利用するためには、ダスト中に濃縮さ
れたＺｎ、Ｐｂ、Ｋ、Ｎａ等の鉄鋼精錬に有害な成分を
除去する必要がある。これらの有害成分の中では、最近
の亜鉛めっき鋼板の自動車、電気用品、土木等への幅広
い需要増加に伴い、製鋼プロセスにおいても亜鉛を含む
スクラップの消費量が飛躍的に増大しているため、特に
亜鉛の量が圧倒的に多い。また、脱亜鉛する際には、鉛
等も同時に除去されるため、脱亜鉛に関する技術が種々
提案されている。

【０００３】例えば、ダスト中の亜鉛を除去する方法と
しては、亜鉛含有ダストを酸で処理し、含有する亜鉛分
を溶解除去する方法（特開昭４９−３１５２７号公
報）、含金属粉状体を乾式分級装置で分級処理する第１
工程と、該第１工程から得られたアンダーフロー分を原
料化処理を行う第２工程とからなる方法（特開昭５１−
１２０９０４号公報）、含金属粉状体をスラリー濃度５
０％以下で湿式分級し、該湿式分級のオーバーフローを
そのまま還元処理、溶出処理、酸化焙焼後塩化揮発処理
のいずれかの処理を行うかまたは浮遊処理を介して行
い、一方前記湿式分級のアンダーフローをそのまま原料
化処理するかまたは溶出処理を介して原料化処理する方
法（特開昭５２−６６８０５号公報）、含金属粉ダスト
から造粒された生ペレットをロータリーキルンで連続的
に還元処理する方法において、ロータリーキルンの排ガ
スを２５０℃以下に温度調整し、排ガス中のガス化亜
鉛、ガス化鉛を酸化亜鉛、酸化鉛となしたのち、バグフ
ィルターでダストと共に捕集する方法（特公昭５８−１
１７９号公報）等が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭４９−３１
５２７号公報に開示の方法は、亜鉛含有ダストを酸で処
理し、含有する亜鉛分を溶解除去するため、亜鉛含有ダ
スト中の亜鉛含有率を２０％以上に高めなければ、処理
コストが高くなり経済的に成り立たない。また、特開昭
５１−１２０９０４号公報に開示の方法は、集塵設備の
完全なリプレースが必要であり、多大な設備投資を要す
るばがりでなく、湿式集塵に対してコスト的なデメリッ
トも生じるという問題を有している。さらに、特開昭５
２−６６８０５号公報に開示の方法は、設備規模は比較
的小型となり、処理時間も短くなるが、脱亜鉛率が低
く、比較的粒子の粗い高炉ダスト等で７０％程度、粒子
の細い製鋼ダスト等では５０％以下の脱亜鉛率であり、
製鉄所で発生する亜鉛含有ダストを十分に再利用するこ
とができない。さらにまた、特公昭５８−１１７９号公
報等に開示の還元ペレット法の場合は、脱亜鉛率容易に
９０％以上を達成できるが、ロータリーキルンの内容積
はダスト１Ｔｏｎ／Ｈｒ当たり２０〜３０ｍ³となり、
設備規模が大型化すると共に、処理に比較的長時間を要
し、設備費および運転費が高く経済的に満足できるもの
ではない。その理由は、亜鉛が還元・揮発する１０００
℃以上の温度に達するまでに比較的長時間を要するため
である。例えば、還元ペレット法の場合は、ロータリー
キルン全長のうち、亜鉛が還元・揮発する部分は排鉱端
側の全長の１／５程度の領域のみであり、大部分は昇温
域となっているためである。

【０００５】この発明の目的は、亜鉛含有ダストを鉄源
として再利用するために、経済的かつ高効率で亜鉛を除
去できる亜鉛含有ダスト中の亜鉛除去装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を重ねた結果、高い脱亜鉛率
を得るためには、還元ペレット法のように亜鉛を還元・
揮発除去する乾式法が有利であること、亜鉛含有ダスト
を速やかに亜鉛が還元・揮発する１０００℃以上の温度
に昇温するには、亜鉛含有ダストと微粉炭を混合し、微
粉炭バーナーで燃焼させることにより瞬時に１０００℃
以上に昇温でき、炉体の小型化ばかりでなく、還元ペレ
ット法のように亜鉛含有ダストをペレット化する必要が
なく、ペレタイジング設備が不要で設備費、運転費が大
幅に削減できることを究明し、この発明に到達した。

【０００７】すなわちこの発明は、亜鉛含有ダスト中の
亜鉛除去装置であって、回転炉と、該回転炉に設けた微
粉炭バーナーと、該微粉炭バーナーに亜鉛含有ダストと
微粉炭混合物を気送する手段と、微粉炭バーナーに連結
した燃料ガス供給管および燃焼空気供給管と、回転炉の
排出側に接続した窯尻チャンバからの排ガス中の亜鉛お
よび鉛ヒュームを酸化亜鉛および酸化鉛として回収する
手段と、窯尻チャンバから還元品を回収する手段とから
なることを特徴とする亜鉛含有ダスト中の亜鉛除去装置
である。

【０００８】

【作用】この発明の亜鉛除去装置は、回転炉と、該回転
炉に設けた微粉炭バーナーと、該微粉炭バーナーに亜鉛
含有ダストと微粉炭混合物を気送する手段と、微粉炭バ
ーナーに連結した燃料ガス供給管および燃焼空気供給管
と、回転炉の排出側に接続した窯尻チャンバからの排ガ
ス中の亜鉛および鉛ヒュームを酸化亜鉛および酸化鉛と
して回収する手段と、窯尻チャンバから還元品を回収す
る手段とからなり、亜鉛含有ダストと微粉炭混合物を回
転炉の微粉炭バーナーで燃焼させることによって、瞬時
に１０００℃以上に昇温することができ、亜鉛含有ダス
ト中の亜鉛、鉛を還元・揮発させたのち、酸化亜鉛およ
び酸化鉛として回収することができると共に、還元品を
回収することができる。

【０００９】この発明における微粉炭の亜鉛含有ダスト
に対する配合比は、下式によって求められる鉄と亜鉛の
還元に必要な炭素当量の２．０〜２．５倍である。ＦｅＯ＋Ｃ→Ｆｅ＋ＣＯＦｅ２Ｏ３＋３Ｃ→２Ｆｅ＋３ＣＯＺｎＯ＋Ｃ→Ｚｎ＋ＣＯまた、微粉炭バーナーに燃料ガス供給管を接続したの
は、火炎を安定させるためで、燃料ガスとしてはＬＰ
Ｇ、コークス炉ガス等を用いて混焼させる。燃料ガスの
燃焼量は、熱量比で微粉炭の０．５〜１．５倍程度であ
る。微粉炭バーナーの燃焼用空気量は、上式で還元に消
費される炭素を除いた理論空気量の１．０〜１．２倍程
度である。このようにして亜鉛含有ダストを還元炎中で
一気に昇温させれることによって、短時間で還元が行わ
れると共に、ダスト中の亜鉛、鉛が揮発する。火炎中で
未還元のダストは、回転炉内に落下し、未燃微粉炭およ
び炉内雰囲気中のＣＯガスにより還元される。

【００１０】回転炉内で還元ダストは、半溶融状態とな
ってダスト同志が溶着、塊状化して回転炉から排出さ
れ、還元品回収手段により回収される。一方、揮発した
亜鉛、鉛のヒュームは、回転炉の排出側に接続した亜鉛
および鉛ヒュームを酸化亜鉛および酸化鉛として回収す
る手段により回収される。排ガス中の亜鉛および鉛ヒュ
ームを酸化亜鉛および酸化鉛として回収する手段として
は、サイクロン、バクフィルターを組合せ、サイクロン
で排ガス中の鉄分、炭素分を除去したのち、２５０℃以
下に降温してバクフィルターに供給することによって、
高濃度で酸化亜鉛を回収することができる。

【００１１】

【実施例】

実施例１以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図１に基づい
て説明する。図１はこの発明の亜鉛含有ダスト中の亜鉛
除去装置の系統図である。図１において、１は石炭Ａの
石炭貯槽、２は石炭貯槽１から石炭Ａを切出すチエンコ
ンベア、３はチエンコンベア２で切出された石炭Ａを微
粉砕するローラーミル、ボールミル等の粉砕機で、粉砕
機３で微粉砕された微粉炭は、熱風により乾燥されバグ
フィルター４の出側に設けた吸引ファン５により吸引さ
れ、バグフィルター４で捕集分離され、ロータリーバル
ブ６を介して微粉炭貯槽７に貯蔵される。８は亜鉛含有
ダストＢのダスト貯槽、９は微粉炭貯槽７の下部に設け
た微粉炭払出しのためのテーブルフィーダ、１０はダス
ト貯槽８の下部に設けた亜鉛含有ダストＢ払出しのため
のテーブルフィーダで、所定量の微粉炭と亜鉛含有ダス
トＢが払出され、スクリューコンベア１１、１２を介し
て混合機１３に装入混合され、混合粉貯槽１４に貯蔵さ
れる。微粉炭の亜鉛含有ダストＢに対する混合比は、前
記したとおり、鉄と亜鉛の還元に必要な炭素当量の２．
０〜２．５倍である。

【００１２】１５は混合粉貯槽１４の下部に設けた混合
粉払出しのためのテーブルフィーダ、１６は混合粉を搬
送するための搬送ファンで、テーブルフィーダ１５で払
出された混合粉をエゼクター１７、混合粉搬送ダクト１
８を介して微粉炭バーナー１９に気流搬送する。微粉炭
バーナー１９には、燃料ガスＣの供給管と燃焼用空気フ
ァン２０からの空気供給管が接続され、燃料ガスＣと微
粉炭とを混焼し、火炎を安定させている。２１は補助ガ
スバーナーである。２２は回転炉で、微粉炭バーナー１
９から吹き込まれた混合粉は、還元炎中で一気に昇温
し、混合粉中のＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｎＯが短時間に微
粉炭と反応して還元され、火炎中で未還元のダストは、
回転炉２２内に落下し、未燃炭および炉内雰囲気中のＣ
Ｏガスと反応して還元される。還元反応により発生した
余剰のＣＯガスは、回転炉２２に備えられた空気ファン
２３により空気を吹込んで燃焼させ、回転炉２２内の温
度を調整する。回転炉２２内の温度は、１１００〜１２
００℃で、還元されたＺｎやＰｂは直ちに揮発して亜鉛
ヒュームや鉛ヒュームとして排ガスと共に排出される。

【００１３】一方、混合粉中の還元されたダストは、半
溶融状態となってダスト同志が溶着、塊状化して回転炉
２２の排出側に接続した窯尻チャンバ２４に排出され、
グリズリー２５によって粗粒還元品Ｄおよび細粒還元品
Ｅに分級される。細粒還元品Ｅは、バケットコンベア２
６によって水冷式クーラー２７で冷却されたのち、粗粒
還元品Ｄと共に鉄源として再利用される。回転炉２２の
内容積は、ダスト１Ｔｏｎ／Ｈｒ当たり約５ｍ³であ
り、従来の還元ペレット法の１／５程度である。窯尻チ
ャンバ２４から排出される排ガス中には、亜鉛ヒューム
や鉛ヒュームが含有されているので、吸引ファン２８に
より吸引されて冷却用空気取入れ弁２９からの空気と共
に約５００℃でサイクロン３０に導き鉄分、炭素分を除
去したのち、冷却用空気取入れ弁３１からの空気と共に
２５０℃以下でバグフィルター３２に導入し、酸化亜
鉛、酸化鉛として捕集する。この場合亜鉛ヒュームは、
大部分サイクロン３０を通過しバグフィルター３２で酸
化亜鉛として捕集されるので、サイクロン３０下部のロ
ータリーバルブ３３から排出されるサイクロンダストＦ
は、比較的亜鉛が少なく鉄分、炭素分からなるのでダス
ト貯槽８にリサイクルする。バグフィルター３２下部の
ロータリーバルブ３４から排出されるバグフィルターダ
ストＧは、高濃度で亜鉛を含有しているため、亜鉛精錬
原料とする。バグフィルター３２の排ガスの一部は、熱
風ファン３５によりローラーミル３に送られ、微粉炭乾
燥用ガスとして使用され、残部は煙突３６から大気中に
放出されるよう構成されている。

【００１４】上記のとおり構成したことによって、亜鉛
含有ダストＢは、微粉炭と所定割合で混合されて微粉炭
バーナー１９に供給され、燃料ガスＣと微粉炭とが混焼
して還元炎中で一気に１０００℃以上に昇温し、混合粉
中のＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＺｎＯが短時間に微粉炭と反応
して還元される。したがって、回転炉２２には、昇温域
が不要となり、炉体を従来の１／５程度に小型化でき
る。還元炎中で未還元の混合粉中のＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、
ＺｎＯは、回転炉２２内に落下し、未燃焼微粉炭および
炉内雰囲気中のＣＯガスと反応して還元される。還元反
応により発生した余剰のＣＯガスは、回転炉２２に備え
られた空気ファン２３から吹込まれる空気によって燃焼
し、回転炉２２内の温度を１１００〜１２００℃に保持
することによって、還元されたＺｎやＰｂは、直ちに揮
発して亜鉛ヒュームや鉛ヒュームとして排ガスと共に窯
尻チャンバ２４に排出される。一方、混合粉中のＺｎや
Ｐｂが揮発した還元されたＦｅ等のダストは、ＺｎやＰ
ｂが低濃度となって回転炉２２で半溶融状態となってＦ
ｅ等のダスト同志が溶着、塊状化して回転炉２２の排出
側に接続した窯尻チャンバ２４に排出され、グリズリー
２５によって粗粒還元品Ｄおよび細粒還元品Ｅに分級さ
れる。細粒還元品Ｅは、バケットコンベア２６によって
水冷式クーラー２７で冷却されたのち、粗粒還元品Ｄと
共に鉄源として製鉄所内で再利用される。

【００１５】窯尻チャンバ２４に排出された亜鉛ヒュー
ムや鉛ヒュームを含む排ガスは、吸引ファン２８により
吸引されて冷却用空気取入れ弁２９からの空気と共にサ
イクロン３０に導かれ、次いで冷却用空気取入れ弁３１
からの空気と共にバグフィルター３２に導入され、酸化
亜鉛、酸化鉛として捕集される。この場合亜鉛ヒューム
は、大部分サイクロン３０を通過しバグフィルター３２
で酸化亜鉛として捕集されるので、サイクロン３０下部
のロータリー弁３３から排出されるサイクロンダストＦ
は、比較的亜鉛が少なくダスト貯槽８にリサイクルす
る。バグフィルター３２下部のロータリー弁３４から排
出されるバグフィルターダストＧは、高濃度で亜鉛を含
有しているため、亜鉛精錬原料とすることができる。

【００１６】実施例２実施例１の亜鉛含有ダストの脱亜鉛装置を使用し、製鉄
所で発生する亜鉛含有ダストＢを処理した場合のマテリ
アルバランスおよび還元品の粒度分布を測定した。その
結果を表１および表２に示す。なお、表１中のＡは石
炭、Ｂは亜鉛含有ダスト、Ｄ、Ｅは粗粒還元品および細
粒還元品、Ｆはサイクロンダスト、Ｇはバグフィルター
ダストを示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】表１に示すとおり、還元品Ｄ、Ｅは、亜鉛
の含有率が０．０５％以下と脱亜鉛率は約９５％であ
り、鉄は約８７％が金属鉄まで還元されており、高品位
の鉄源として製鉄所内で再利用可能である。しかも、バ
グフィルターダストＧは、亜鉛含有率が３０％を超えて
おり、亜鉛精錬原料として有用であった。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
亜鉛含有ダストをペレット化することなく、しかも還元
炉における昇温域を要することなく、亜鉛含有ダスト中
の亜鉛、鉛を除去して還元処理できるから、極めて経済
的に処理でき、環境問題を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の亜鉛含有ダスト中の亜鉛除去装置の
系統図である。

【符号の説明】

１石炭貯槽２チエンコンベア３粉砕機４バグフィルター５、２８吸引ファン６、３３、３４ロータリーバルブ７微粉炭貯槽８ダスト貯槽９、１０、１５テーブルフィーダ１１、１２スクリューコンベア１３混合機１４混合粉貯槽１６搬送ファン１７エゼクター１８混合粉搬送ダクト１９微粉炭バーナー２０燃焼用空気ファン２１補助ガスバーナー２２回転炉２３空気ファン２４窯尻チャンバ２５グリズリー２６バケットコンベア２７水冷式クーラー２９、３１冷却用空気取入れ弁３０サイクロン３２バグフィルター３５熱風ファン３６煙突Ａ石炭Ｂ亜鉛含有ダストＣ燃料ガスＤ粗粒還元品Ｅ細粒還元品ＦサイクロンダストＧバグフィルターダスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】亜鉛含有ダスト中の亜鉛除去装置であっ
て、回転炉と、該回転炉に設けた微粉炭バーナーと、該
微粉炭バーナーに亜鉛含有ダストと微粉炭混合物を気送
する手段と、微粉炭バーナーに連結した燃料ガス供給管
および燃焼空気供給管と、回転炉の排出側に接続した窯
尻チャンバからの排ガス中の亜鉛および鉛ヒュームを酸
化亜鉛および酸化鉛として回収する手段と、窯尻チャン
バから還元品を回収する手段とからなることを特徴とす
る亜鉛含有ダスト中の亜鉛除去装置。