JPS6021339A - 粉状鉄鉱石の塊成化方法 - 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】 ｌ：　ｌ）を−挙上の利用分野〕 本ｙＪ１明は、その丑＼では利用価値の少ない粉状鉄鉱
石７．ｙ−非焼成でｈ強度を有する塊成化物とすること
により、製鉄工程、特に製鋼用原料として有効利用する
ものである。

（従来技術〕 粉状鉄鉱石を非焼成で塊成化する方法として従来は、タ
ール又はピッチ系のバインダー、あるいはその他の有機
質バインダー、あるいはポルトランドセメント等の無機
質バインダーを配合し、その結合作用によって塊成化す
るととが一般的であった。ところが前記従来法ではバイ
ンダーの価格が高価であるために塊成化費用に占めるバ
インダー費用の割合が高くなり、製造コストアップの原
因の一つになっていた。又、バインダーとして使用する
タール、ピッチ類は有害な揮発性物質を含んでいるため
に作業環境を悪化させ、又セメント系バインダーでは養
生期間が長いという問題も有していた。

前記養生期間を短縮するために例えば特開昭５８−４８
６４２号が提案されている。この特開昭５８−４８６４
２号は粉粒状鉄源に水硬性結合剤（ポルトランドセメン
ト）を添加して生ペレットケ製造し、前記生ペレットに
対し飽和水蒸気の吹込みによる水和養生と、炭酸ガス含
有ガスの吹込みによる炭酸化養生処理とを施すものであ
る。ところが前記特開昭５８−４８６４２号においても
高価なバインダーが必須であり前記問題点の抜本的な角
ｒ（決にはなっていなかった。

〔目的〕

本発明は前述の従来法における問題点を抜本的に解決し
、極めて低コストで、かつ短期間で高強度を有する塊成
化物を製造しうる方法を提供するものである。

〔構成１作用〕 製鉄工程における転炉においては、その精錬過程で排ガ
スと共に多量の酸化鉄粉を発生することが知られている
。この酸化鉄粉は湿式捕集され。

転炉スラッジとなるがこの転炉スラッジはその成分の一
例を第１表に示すように通常６０〜７２％の鉄分を含有
し、又１０〜３５チの含水率を有している。

第１表 本発明は、安価に得られる前記転炉スラッジを積極的に
利用して粉状鉄鉱石の塊成化に成功したものである。即
ち本発明者等は粉状鉄鉱石の塊成化に前記転炉スラッジ
を利用するため、その性状を詳細に調査した結果１次の
ことが判明した転炉スラッジを電子顕微鏡で観桜した結
果０球形のＦｅ（ＯＨ）２（水酸化鉄）又は球形のＭ−
Ｆｅ　の周辺にＦｅ（ＯＨ）２の存在が認められた。し
かし同じ試別ｌｃ　Ｘ線回折でＦｅ（ＯＨ）２の同定を
試みたか検出されなかった。そこでさらに高倍率の電子
顕微鏡で観Ｖを行ったところ、生成しているＦｅ（ＯＨ
）２の結晶は非常に微細であり、非晶質に近いものであ
ることが判明した。

次に粉鉱石に転炉スラッジを配合した団鉱ｆ　ｐ３造し
、ＣＯ２養生を行って後述する強度が９０％前後になっ
たものを粉砕してＸ線回折を行ったところ−ＦｅＣＯ３
の明らかなピークが確認された。以上のことから転炉ス
ラッジ中に存在する非晶質に近いＦｅ（ＯＨ）２を炭酸
化反応させることにより、鉱石粒子間に存在している活
性度の高いＦｅ（ＯＨ）、２が反応してＦｅ００３　（
炭酸鉄）の架橋を形成し、これがバインダー機能を発揮
し、塊成化物の強度向上を発す−１させると云うことを
知見した。前記反応はｒ−°ｅ（ｏＨ）２＋ｃｏ、、　
少ＦｅＣＯ３＋　Ｈ２Ｏで表わさｉ、　−Ｈ２Ｏは炭酸
化反応過程で系外に出るので転炉スラッジや粉状鉄鉱石
の離水も容易に行われる。

ｉ？ｉｉ　ｌ−、て本発明では、粉状の励鉱石、りるい
は。

その他の鉄鉱石に転炉スラッジを添加混合し、その混合
工程およびもしくは塊成化後の養生工程において前記炭
（’ＩＩ化処理を行い前記Ｆ’ｅＣＯ３のバインダー機
能により塊成化物の強度を高める。次いで：’Ｉ！Ｉ　
ｉ４１：＋塊成化物全大気雰囲気下で養生することによ
す＝　坤）Ｊｊ、化物中に含１れる金属鉄及びその低級
酸イ１１、物の水１１１・９化を含む酸化結合によって
塊成化物はり叫Ｃ強１１が向上する。この大気雰囲気下
、もしくＱｌ、酸化１シ１ガス雰囲気−Ｆでの養生付本
発明では酸化１１ｐ生処叶と云う。

〔実ｌｆ：ｉ　１列　〕 ’ｔ’４＞　１図（：１、本発明に基づく塊成化方法を
実施するだめの設備フローの一実施例を示す図である。

図においてｌは粉状鉄鉱石、２は転炉スラッジである。

３は混合機であり、前記粉状鉄鉱石工に対し所定量の転
炉スラッジ２が添加され混合される。

５は製団機であり、前記混合機３で混合された粉状鉄鉱
石工および転炉スラッジを所定の形状に塊成化する。製
団機５としては周知のペレタイザー又はブリケットマシ
ン等を用いればよい。製団機５で塊成化された塊成化物
の大きさ、形状は特に限定しないが、直径又は長径が５
〜５０朋の球形又は扁平状のものが好ましい。

而して前記大きさ、形状に塊成化できるものであれば前
記実施例に限定するものではなく５例えば造粒機能を有
するっ混和機（ミキサー）等で混合と塊成化を同時に行
わしめることも可能である。

ところで前記塊成化を実施する場合には通常１，５〜１
６％の水分を含んでいることが必要である。

ところが前述のように混式集じんされた転炉スラッジは
１０〜３５チの含水率を有していることから１本発明に
おいてはそれ全積極的に利用することにより前記塊成化
が容易にできる。転炉スラッジや一１粉鉄鉱石等の含水
率が少ないようなときにば−ｌ’ｌｆｌ　名「：製団（
幾５や、混和（幾等で水分を適宜添加すればよい。

さて、製団機５で塊、酸化された直後の塊成化物」ｌの
強度を、その後の輸送過程で補遺しない程度の強度１で
高めておく必要のある場合には、前記粉状鉄鉱石ｌと転
炉スラッジ２の混合工程で炭酸化処理を行えばよい。即
ち、粉状鉄鉱石１と転炉スラッジ２の混合をＣＯ２もし
くはＣＯ２含有ガス雰囲気（以下、該＋　ＣＯ２もしく
はＣＯ２含有ガス雰囲気を総称１７てＣ０２雰囲気と云
う）下で行なうと転炉スラッジ２中の１・’ｃ（ＯＨ）
２の炭１１安化反応により、該混合中にｌＴ’ｅ（：ｊ
（’１３のバインダー機能が発現し、塊成化直後の塊成
化物１１の強度が向上する。ところが原料密度の低い塊
成化前に前記炭酸化反応を充分に行わ１．１−ると塊成
化後に炭酸化処理を行わせたものに比・１１りし、塊成
化物１Ｊの最終強厩は低下する。このため後述する具体
的実１ｉｆｈ例で示すように混合工程で部分的な炭酸化
処理を行わせ、塊成化後の養生工程で残りの炭酸化処理
を行わせることも、塊成化直後の強度に加えて最終強度
もｈめることができ効果的である。

面して第１図において、４は混合機３内にＣＯ２ガスも
しくはＣＯ□含有ガスを供給するガス管を示すものであ
る。前記製団機５で塊成化された塊成物１１は養生用容
器６に装入され、この容器６内での養生工程で炭酸化処
理が行われる。容器６にはＣＯ２ガスめるいはＣＯ２含
有ガスのガス供給管７が接続されており、容器６内を所
定県度のＣＯ２雰囲気に画−盤できるよう構成されてい
る。ＣＯ２含有ガスとしては、加熱炉又はその他の燃焼
炉等の燃焼仙−ガスやこの燃焼排ガスにＣＯ，ガス金適
宜な割合で混合せしめるなどして用いればよい。ｃｏ２
硲疾は５〜１００チで、室温〜１２０℃の温度範囲が炭
酸化処理を効率的に行わせるうえから好ましい。

面して容器６に塊成化物１１を装入したのちガス供給ｙ
　７よりＣＯ２あるいは００２．ｈ有気体を吹込むこと
により塊成化物１１の炭酸化処理が行われる。炭酸化処
理が終ると本実施例では、塊成化物１１を養生用ベッド
８に放出し、大気雰囲気下に曝して、大気中の酸素によ
る酸化養生処理を行わしめ／ζ。該酸化養生処理は容器
６に前記ガス供給管マを介Ｌ７て空気等を吹込み、容器
６内で実施することも勿論可能である。

酸化養生処理が終った塊成化物１土は、所定強度を有し
た原料に再生され、貯留ホッパー９に装入され、必要に
応じて例えば製鋼用原料として供給さ１１る。

仄に不発明に基づいて製造された塊成化物の具体的な実
が見向について説明する。本実施例は平均粒径が５　Ｉ
ｎｍ以下の粉状顯鉱石を塊成化したものでｉ）ｉ前記粉
状Ｍｎ鉱石に−’Ｊ’−Ｆｅ　７２　％　、含水率３０
％の１１ｊｌ、炉スラッジ全添加、混合した。第２には
、粉状Ｍｎ　鉱石に対する転炉スラッジの添加割合と試
料１ｍを示すものである。

第２表 又１本実施例においては巾２０Ｃ１ｍｍ−ドラム径４０
０Ｔｒｕ′ｎ−カップ容積−２０ＣＣの製団機で塊成化
した。第３表は第２表の各試料を大気雰囲気下で混合し
、前記製団機で塊成比した直後の落下強度を２　ｍの筒
さから３回落下さぜた後の５Ｍ篩上割合で表わしたもの
でわる。

この落下強度が１０係以下であると塊成化後の輸送工程
で補遺する等その後のノ・ンドリングに而」えられず実
用に適しないことが判った。第４表は第２表に示す各試
料の混合工程をＣＯ２濃度が８０％の雰囲気下で５分間
（実施に１）および２分間（実施Ｎ［Ｌ　２　）　−実
施し、　塊成化直後の落下強度を第３表 調査した結果を示すものである。第４表から判るように
混合工程でＣＯ２もしくはＣＯ２含有ガスを吹込むこと
により、塊成化直後の強度を一１￥めること第４表 ができる。このため、転炉スラッジの添加割合が少ない
場合や、東す団（奴５より容器６までの輸送距離がＪそ
かったり、その・ｉ・Ａｉ＋送工程で落差の大きなシュ
ート等が配設されているような場合に製団機５で３．１
．．１成化された１１．後の塊成化物］■の強＋５を高
めるうえから効果的である。し力・しながら該混合工程
−Ｃ炭１佼化処理ケ行うと前述したように塊成化物１１
（ｉｌｌ　ｆ：’＞終強度Ｃ」２．塊Ｊ戎化後の養生工
根で炭酸化処理Ｘ１行う、１君舎に比軟して低−トする
。このため混合工・；ｊ”での炭「・１り化処理はでき
るだけ少な目に行うことが好′ましい。面して本発明に
おいてｌＩシ、炉スラッジの少力１目長は、前述した混
合工程で炭１７２化処理を行うことによって塊成化直後
の落下強ｆ５１０　％以上に＝　Ｔ！ｉられる５％以上
が必要であり、好ましくは。

混合］−桿で炭１収化処理を行うことなく前記落下強度
１０係以上の得られる１０係以上が効果的である。

さて次に、製団機で製造した晩成化物を内径４００肪−
ｉさｌ　ｍの容器に装入し、この容器の下部よりＣｏ２
２０　％を含有するガスを吹込み、塊成化後の養生工程
で炭酸化処理を行った。１．５時間の処理を行ったのち
の塊成化物の落下強度を第５表に示す。又、第６表は前
記炭酸化処理を行ったのちの塊成化物を前記容器に貯蔵
したｉ　＞　ｃｏ２含有ガスの吹込みを中止し、大気雰
囲気として酸化養生処理（７２時間）した後の落下強度
を示すものであり１本発明による塊成化物の最終強度に
相当するものである。

柁６表から明らかなように本発明の実施によりセメント
等の高価なバインダーを使用１した従来法による塊成化
物と殆んど変わることのない、寧ろそれより保、い強度
の得られることが確認された。

又、混合工程において００２　濃度８０％の雰囲気下で
２分間の軽度の炭１亥化処理をしたものでは大気雰囲気
下で混合したものに比べて拗１成化直後の落−ト強度を
３〜３７％向上できるうえに最終強度も４１〜９８％ま
で確保できた。

さて本発明で製造された塊成化物は炭１を化処理中に水
分が遊離することから簡単な操作で確実に水分を低下で
きる。このため輪中のＨ２の関係より水分規制のきびし
い製鋼用原料としても元号使用できる。又従来、そのま
＼では利用価値の少なかった粉状鉄鉱石を、７０％前後
の鉄分を廟ず転炉スラッジをバインダーとして塊成化し
ているためその品質低下を招くことなく製＠・１１炉で
有効に利用できる。加えて転炉スラッジの前記鉄分を剰
蛸炉で直接回収できることからその回収効率も高くでき
る。

ところで転炉スラッジの添加７緬は前記第４表〜第６表
より明らかなようにその量が多くなる程落下強度は向上
する。一方粉状鉄鉱石全有効利用するにはその使用）６
・をできるだけ高める必要がある。

而して本発明者等の経験では、転炉スラッジの深加量は
４５φ以下、好ましくは３０〜４０係以下であれば塊成
化物の落下強度を必要以上に高めることなく、かつ粉状
鉄鉱石の製鋼炉でのＭ効消費量を高めることができ効果
的であった。本発明において転炉スラッジの添加量を５
〜４５％に限定したのは上記理由、および前記塊成化直
後の落下強度からである 〔効果〕 本発明は前述のように低価格の転炉スラッジを使用する
ことから製造コストを従来法の５０％以下にすることが
でき、又塊成化に要する全時間も′、２０時間程贋とな
り従来法の４０係程度となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく一実施例を示す設備フロー図で
ある。尚図中。 １は、粉状鉄鉱石、２は転炉スラッジ、３は混合機、４
はガス管、５は製団機、６は養生用容器。 Ｉはガス供給管、８は養生用ベッド、９は貯留ホッパー
−１１は塊成化物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉状鉄鉱石に、ｔｆｆｉ−比で５〜４５％の転炉スラッ
   ジを添加混合し、混合工程およびもしくは塊成化グ・の
   養生工程においてＣＯ，もしくはＣＯ２含有ガス雰囲気
   上で炭酸化処理を行ない１次いで大気雰囲気１・゛て酸
   化養生処理を行わしめ品強１規塊成化物４・印゛昌′＾
   することを峙徴とする粉状鉄鉱石の塊成化力θ、。