JPH09202927A - 粉粒体の真空熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粉粒体から有価金属を高収率且つ短時間で安定
回収できる粉粒体の真空熱処理装置を提供する。 【解決手段】粉粒体を真空雰囲気下に加熱還元処理し、
該粉粒体から有価金属を回収する装置であって、熱処理
装置本体の上流側に予熱装置を配置し、双方を真空遮断
弁を介して接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は粉粒体の真空熱処理
装置に関する。例えば、水アトマイズ処理で製作した酸
化鉄粉末から水分を蒸発除去し、水分除去後の酸化鉄粉
末を加熱還元処理して、精製した鉄粉末を回収すること
が行なわれる。また例えば、製鋼工場の集塵装置で捕捉
されるダストには酸化鉄、酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸
化物が含まれているので、資源を有効活用するため、か
かるダストを加熱還元処理して、該ダストから鉄、亜
鉛、鉛等の有価金属を回収することが行なわれる。本発
明は上記のような酸化鉄粉末やダスト等の粉粒体を真空
雰囲気下に加熱還元処理して該粉粒体から有価金属を回
収する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉粒体から有価金属を回収する真
空熱処理装置として、密閉系の容器と、該容器内に断熱
材で囲まれて形成された処理室と、該処理室に装備され
たヒータと、該容器に接続された該処理室を真空雰囲気
にする真空ポンプと、該容器と該真空ポンプとの間に介
装された凝縮器とを備えるものが提案されており（特開
平４−２２５８７６）、またかかる真空熱処理装置に使
用される凝縮器として、水冷の凝縮室と、該凝縮室の下
部に形成された第１真空室と、該第１真空室の下部に形
成された第２真空室とを備えるものが提案されている
（実開平５−３０１４９）。この従来装置は、処理室に
粉粒体を供給し、真空雰囲気下に加熱処理して、発生し
た亜鉛や鉛の蒸気を凝縮器で凝縮する一方、鉄を処理容
器に残留させるというものである。ところが、この従来
装置には、粉粒体をバッチ的に熱処理するため、作業性
乃至生産性が悪く、また実際のところ、亜鉛や鉛の回収
率が低かったり或は処理容器に酸化鉄、酸化亜鉛、酸化
鉛が残留したりするため、粉粒体から鉄、亜鉛、鉛等の
有価金属を高収率で安定回収することができないという
欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来装置では、作業性乃至生産性が悪く、
また粉粒体から鉄、亜鉛、鉛等の有価金属を高収率で安
定回収することができない点である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、粉粒
体を真空雰囲気下に加熱還元処理し、該粉粒体から有価
金属を回収する装置であって、熱処理装置本体の上流側
に予熱装置が接続されており、熱処理装置本体と予熱装
置との間に真空遮断弁が介装されていて、予熱装置で粉
粒体中の夾雑物を蒸発させて除去し、引き続き熱処理装
置本体で夾雑物除去後の粉粒体を真空雰囲気下に加熱還
元処理するようにして成ることを特徴とする粉粒体の真
空熱処理装置に係る。

【０００５】本発明では、熱処理装置本体の上流側に予
熱装置が接続されている。予熱装置及び熱処理装置本体
はそれぞれ、密閉系の容器と、該容器内に断熱材で囲ま
れて形成された処理室と、該処理室に装備された加熱源
と、該容器に接続された該処理室を真空雰囲気にする真
空ポンプと、該容器と該真空ポンプとの間に介装された
凝縮器とを備えている。そして好ましくは、各処理室に
処理容器が収納されており、また粉粒体の撹拌手段が装
備されている。予熱装置の処理室と熱処理装置本体の処
理室とは連通可能に接続されており、また双方の処理室
に処理容器が収納されている場合には双方の処理容器は
連通可能に接続されていて、その接続途中に真空遮断弁
が介装されている。

【０００６】上流側の予熱装置において、粉粒体を相対
的に低温で加熱、好ましくは真空加熱することにより、
該粉粒体中の水分や塩化物等の夾雑物を蒸発させて除去
し、引き続き真空遮断弁で上流側の予熱装置から遮断さ
れた下流側の熱処理装置本体において、夾雑物除去後の
粉粒体を相対的に高温で真空雰囲気下に加熱還元するこ
とにより、該粉粒体から代表的には亜鉛や鉛を蒸発さ
せ、その蒸気を凝縮器で凝縮させて回収する。

【０００７】少なくとも熱処理装置本体には還元材及び
／又は還元性ガスを供給し得るようになっている。還元
材としてはカーボンを使用でき、また還元性ガスとして
は水素ガス、一酸化炭素ガス、炭化水素ガス、これらの
混合ガスを使用できる。熱処理装置本体において、かか
る還元材及び／又は還元性ガスの共存下に、夾雑物除去
後の粉粒体を相対的に高温で真空雰囲気下に加熱する
と、該粉粒体中の金属酸化物は亜鉛、鉛、鉄等に還元さ
れ、これらのうちで相対的に低沸点の代表的には亜鉛や
鉛は蒸発するので、その蒸気を上記のように凝縮器で凝
縮させて回収し、その一方で相対的に高沸点の代表的に
は鉄は熱処理装置本体に成るので、これを該熱処理装置
本体から回収する。

【０００８】熱処理装置本体にはその下流側に雰囲気置
換器を接続し、その接続途中に真空遮断弁を介装するの
が好ましい。熱処理装置本体に残った代表的には鉄を高
温のままで該熱処理装置本体から取り出すと、外気によ
り再び酸化されてしまう。かかる再酸化を防止するた
め、引き続き真空遮断弁で上流側の熱処理装置本体から
遮断された下流側の雰囲気置換器において、残った代表
的には鉄を不活性ガスでガス置換した雰囲気に置き、こ
こで冷却して、該雰囲気置換器から回収する。

【０００９】雰囲気置換器には更にその下流側に成形機
を接続し、その接続途中に真空遮断弁を介装するのが好
ましい。雰囲気置換器でガス置換した代表的には鉄は、
粉粒体であるので取扱い性が悪く、また相応に冷却され
ていても表面積が大きいので外気により再び酸化され易
い。その取扱い性を改善し、かかる再酸化をより防止す
るため、引き続き真空遮断弁で上流側の雰囲気置換器か
ら遮断された下流側の成形機において、ガス置換後の粉
粒体である代表的には鉄を造粒する。

【００１０】各真空遮断弁の上流側にはそれぞれ粉粒体
遮断弁を介装するのが好ましい。真空遮断弁と粉粒体遮
断弁とは兼用することもできるが、双方を別個に設ける
と、上流側で粉粒体遮断弁によって粉粒体を遮断するこ
とにより、その下流側における真空遮断弁の機能をより
良く発揮させることができる。粉粒体遮断弁は、予熱装
置と熱処理装置本体との間、熱処理装置本体と雰囲気置
換器との間、雰囲気置換器と成形機との間に取付けるこ
ともできるが、予熱装置の排出口、熱処理装置本体の排
出口、雰囲気置換器の排出口に取付けることもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を例示す
る縦断面図である。上流側から下流側へと、予熱装置
Ａ、熱処理装置本体Ｂ、雰囲気置換器Ｃ及び成形機Ｄが
この順で接続されている。先ず予熱装置Ａについて説明
する。全体として円筒状に形成された密閉系の容器１１
に断熱材２１が内張りされており、断熱材２１で囲まれ
て処理室２２が形成されていて、断熱材２１の内側にパ
ネルヒータ２３が周設されている。容器１１の上部には
処理室２２と連通する供給管３１が接続されており、供
給管３１に真空遮断弁３２が介装されている。供給管３
１の上流側には粉粒体を貯留する密閉系のホッパ３３が
接続されており、ホッパ３３の上面に原料供給管３４が
接続されていて、原料供給管３４に真空遮断弁３５が介
装されている。またホッパ３３の右側面上部には排気管
３６が接続されており、排気管３６の下流側は真空遮断
弁３７を介して真空ポンプ７１へと接続されている。容
器１１の下部には軸線部に向かって下降する傾斜面が形
成されており、該傾斜面の下端部に処理室２２と連通す
る排出口４１が開設されている。排出口４１には軸線部
に向かって上昇する傾斜面の形成された排出管４２が接
続されており、排出管４２の中間部は両端部よりもやや
大径に形成されていて、排出管４２の下流側に真空遮断
弁４３が介装されている。容器１１の右側面上部には処
理室２２と連通する排気管５１が接続されており、排気
管５１に真空遮断弁５２が介装されている。排気管５１
の下流側には凝縮器６１が接続されており、凝縮器６１
の下流側に真空ポンプ７１が接続されている。

【００１２】処理室２２には軸線部に回転筒８１が挿入
されており、回転筒８１に複数の板状の羽根８２が取付
けられている。回転筒８１は容器１１に軸受されてお
り、その上部は容器１１外に取出されていて、駆動モー
タ８３に接続されている。回転筒８１には昇降軸８４が
貫挿されており、その上部は回転筒８１外に取出されて
いて、シリンダ機構８５に接続されている。昇降軸８４
の下部は出口４１を通って排出管４２へと至り、その端
部に軸線部に向かって上昇する傾斜面の形成された粉粒
体遮断弁８６が取付けられている。昇降軸８４が上昇す
ると、粉粒体遮断弁８６の傾斜面が排出管４２の傾斜面
に密接して出口４１を閉じ、逆に昇降軸８４が下降する
と、粉粒体遮断弁８６の傾斜面が排出管４２の傾斜面か
ら離れて出口４１を開く構成である。

【００１３】排出管４２の下流側には熱処理装置本体Ｂ
が接続されている。熱処理装置本体Ｂの構成は前述した
予熱装置Ａとほぼ同じであるので、同じ構成部分につい
ては枝符号ａを付けて示し、説明を省略するが、熱処理
装置本体Ｂを構成する容器１１ａの左上側上部には処理
室２２ａと連通する還元性ガス供給管９１が接続されて
おり、還元性ガス供給管９１の上流側に真空遮断弁９２
を介して図示しない還元性ガス供給源が接続されてい
る。

【００１４】排出管４２ａの下流側には雰囲気置換器Ｃ
が接続されている。雰囲気置換器Ｃは全体として円筒状
に形成された密閉系の容器１２で構成されており、容器
１２の下部は軸線部に向かい絞り込まれていて、絞り込
まれた下端部に排出管４４が接続され、排出管４４に真
空遮断弁４５が介装されている。容器１２の左側面上部
には不活性ガス供給管９３が接続されており、不活性ガ
ス供給管９３の上流側に真空遮断弁９４を介して図示し
ない不活性ガス供給源が接続されている。また容器１２
の右側面上部には排気管５３が接続されており、排気管
５３の下流側に真空遮断弁５４を介して真空ポンプ７２
が接続されている。そして排出管４４の下流側に成形機
Ｄが接続されている。図示した成形機Ｄは所謂ブリケッ
トマシーンである。

【００１５】原料である粉粒体を、ホッパ３３から真空
遮断弁３２を介して予熱装置Ａの処理室２２へ供給し、
処理室２２において、所定の真空雰囲気下、撹拌しつつ
相対的に低温で加熱すると、該粉粒体から水分や塩化物
等の夾雑物が蒸発するので、これを凝縮器６１で捕集す
る。夾雑物を蒸発除去後の粉粒体を、処理室２２から粉
粒体遮断弁８６及び真空遮断弁４３を介して熱処理装置
本体Ｂの処理室２２ａへ供給し、処理室２２ａにおい
て、還元性ガスが共存する所定の真空雰囲気下、撹拌し
つつ相対的に高温で加熱すると、該粉粒体から亜鉛や鉛
が蒸発するので、これらを凝縮器６１ａで回収する。処
理室２２ａには主として鉄の粉粒体が残る。残った鉄の
粉粒体を、処理室２２ａから粉粒体遮断弁８６ａ及び真
空遮断弁４３ａを介して雰囲気置換器１２へ供給し、こ
こで雰囲気を不活性ガスによりガス置換して復圧すると
共に所定時間冷却する。ガス置換し、そして冷却した鉄
の粉粒体を、雰囲気置換器１２から真空遮断弁４５介し
て成形機Ｄへ供給し、造粒する。図１に例示した真空熱
処理装置によると、粉粒体を連続して熱処理できる。

【００１６】

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、作業性乃至生産性良く、粉粒体から有価金属を
高収率且つ短時間で安定回収できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を例示する縦断面図。

【符号の説明】

Ａ・・・予熱装置、Ｂ・・・熱処理装置本体、Ｃ・・・
雰囲気置換器、Ｄ・・・成形機、１１，１１ａ，１２・
・・容器、２３，２３ａ・・・パネルヒータ、３３・・
・ホッパ、４３，４３ａ，４５・・・真空遮断弁、５
１，５１ａ，５３・・・排気管、６１，６１ａ・・・凝
縮器、７１，７１ａ，７２・・・真空ポンプ、８２，８
２ａ・・・羽根、８６，８６ａ・・・粉粒体遮断弁、９
１・・・還元性ガス供給管、９３・・・不活性ガス供給
管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉粒体を真空雰囲気下に加熱還元処理
   し、該粉粒体から有価金属を回収する装置であって、熱
   処理装置本体の上流側に予熱装置が接続されており、熱
   処理装置本体と予熱装置との間に真空遮断弁が介装され
   ていて、予熱装置で粉粒体中の夾雑物を蒸発させて除去
   し、引き続き熱処理装置本体で夾雑物除去後の粉粒体を
   真空雰囲気下に加熱還元処理するようにして成ることを
   特徴とする粉粒体の真空熱処理装置。
2. 【請求項２】 熱処理装置本体の下流側に雰囲気置換器
   が接続されており、熱処理装置本体と雰囲気置換器との
   間に真空遮断弁が介装されていて、雰囲気置換器で真空
   熱処理後の粉粒体をガス置換するようにした請求項１記
   載の粉粒体の真空熱処理装置。
3. 【請求項３】 更に雰囲気置換器の下流側に成形機が接
   続されており、雰囲気置換器と成形機との間に真空遮断
   弁が接続されていて、成形機でガス置換後の粉粒体を造
   粒するようにした請求項２記載の粉粒体の真空熱処理装
   置。
4. 【請求項４】 真空遮断弁の上流側に粉粒体遮断弁が介
   装された請求項１、２又は３記載の粉粒体の真空熱処理
   装置。