JPS6152324A - 製鋼スラグと製鋼ダスト，スラッジ類との同時処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は製鋼炉から排出される高温溶滓の顕熱を積極的
に利用して、製鋼スラグの改質とダスト、スラッジ類と
の処理とを行う方法に関するものである。

〔従来技術〕

一般に、製鋼スラグは高温の溶融状態で排出され、Ｃａ
Ｏに富んでいるので、その処分については鋭意再資源化
の検討が進められているが、主に、製鋼スラグ中の遊離
石灰、２ＣａＯ−３ｊＯｚ等に起因する膨張崩壊現象の
ため発生全量が利用されるまでに至らず、また特殊鋼の
スラグにおいては、往々にして重金属イオンを溶出する
ものもあって、そのまま廃棄も出来ず、無公害化対策に
はかなりの出費を要していた。

一方、製鋼工場から発生する製鋼ダストスラッジ類（以
下、ダスト類という）は、酸化鉄を主成分とするが、他
にＺｎ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｒ等の有害金属を含むために、
鉄資源としての利用が出来ず、しかも産業廃棄物として
の処分も困難性を有し、その処分にも多額の費用を要し
ていた。

そこで、製鋼スラグの改質化と、ダスト類の処理につい
て種々の研究が成されているが、その概要は高温溶滓中
に適当量の改質剤と適当量のダスト類とを混合し溶滓顕
熱を利用して、製鋼スラグの改質をおこない、更にダス
ト類中に含まれる有価金属を回収するものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、製鋼炉から排出される溶滓は高温状態にある
が、混合される改質剤とダスト類は通常低温状態にあっ
て、該溶滓にこれらの改質剤とダスト類を多く混合する
と、溶滓の温度が下がってしまうので、必然とその処理
量は少量に決まってしまう。しかし、改質剤については
、製鋼スラグを改質するに必要量加えなければ、製鋼ス
ラグの全部が崩壊しない安定鉱物組成に変わらない。従
って、溶滓に上記改質剤を加え、更に処理しようとする
ダスト類を多く混合しようとする場合、なんらかの方法
で溶滓の温度が下がらないようにする必要がある。− この種の研究として、来歴出願人が以前に研究し、出願
した特公昭５５−２７１３９号公報記載の溶滓の処理方
法がある。これは溶滓保温用電極を配設して、補助的に
電力で熱を加え溶滓の温度を保持している。しかし、該
方法を採用するには溶滓保温用電極が出入り自由に配設
された溶滓取鍋と、電力とが必要で、その装置および運
転に費用が掛かる。

本発明は溶滓に所定量の改質剤と、処理しようとするダ
スト類とを混合しても、溶滓の温度が下がらず、かつ、
比較的その装置及び運転に費用の掛からない方法を提供
し、溶滓の持つ莫大な顕熱を反応エネルギーに利用し、
製鋼スラグの安定化のための改質と、多量のダスト類の
無公害化処理、並びに有価金属の回収を同時に行うこと
を目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的に沿う本発明は、製綱スラグ中の不安定鉱物質
を安定化するに必要な改質剤とダスト類とに、該改質剤
及びダス）１を焙焼予熱するに必要な炭素質固体燃料を
加えて混練したのち、所定の大きさに塊成化する工程（
第１工程）と、該炭素質固形燃料を自燃させ該塊成化物
を赤熱高温状態とする工程（第２工程）と、該赤熱化し
た塊成化物を製綱溶滓中に投入し、溶滓との完全な溶滓
化反応を起こさせてスラグの改質をおこなう工程（第３
工程）と、改質処理された溶滓を冷却して凝固させ、こ
れを破砕し通常の選鉱手段によって粒鉄を回収する上程
（第４工程）と、ダスト［に含まれている揮発性物質を
回収する工程（第５工程）とによって構成され、改質剤
とダストｔｉとに炭素質固形燃料を加えて、予備焙焼し
溶滓化反応を完全ならしめる処にその特徴を有する。

第一工程で使用する改質剤としては、製鋼スラグ中に含
まれ膨張崩壊現象の主原因となっている遊離のＣａＯ，
ＭｇＯを無くすような成分や、不安定鉱物２ＣａＯ・５
ｉＯｚ　、３ＣａＯ−３ｉＯ２を土木資材としても使用
可能な安定化合物ＣａＯ・５ｉＯｚ、２ＣａＯ−Ａｌｚ
　Ｏ，・ＳｉＯ。

、２ＣａＯ−Ｍｇ０　・２Ｓ　ｊｏｇ　、２ＣａＯ・Ｆ
ｅｘ　Ｏｓ　、４ＣａＯ・Ａｌｚ　Ｏｓ　’Ｆｅｚ　０
３等に変化させる（以上の反応を溶滓化反応という）に
必要な成分を含み、しかも低融点であるものが有効であ
って、例えばＳｉＯ□、Ａ１□０３、Ｆｅ２Ｏ，を主成
分とする珪酸塩質の鉱物、岩石又はその風化物、砂岩、
珪砂、鋳物廃砂、火山灰、石炭灰、赤泥、銅鏡、亜鉛ｎ
、酸性キュポラ滓等が使用される。その使用量は製鋼ス
ラグの塩基度によっても若干変化するが、 とすることが好ましく、通常は溶滓量の５〜１５ｗｔ％
程度である。

次に、炭素質固形燃料には、通常コークス、石炭等が使
用されるが、炭素分が含まれるオガ屑、木皮屑、モミガ
ラ、タイヤ屑等の利用も可能であり、その使用量は熱放
散等もあって上記改質剤とダスト類とを該燃料と共に赤
熱状態に加熱するに必要な理論量の２倍は必要であり、
更に有価金属の回収を強化する場合には、溶滓投入時に
３〜５％の残留炭素があるようにすることが必要である
また、所定の大きさに塊成化するとは、ブリケット化ま
たはベレット化することをいうが、これに限定されるも
のではない。

〔処理手順〕

次に、添付した凹面を参照しながら本発明の処理手順と
その作用とを詳述する。

第１図に示すように、製鋼炉１から排出される高／ＭＬ
溶滓２を受けたスラグ鍋３を集塵フード４内に移動させ
た後に、予め焙焼装置５で焙焼予熱されて赤熱状態とな
った塊成化物６をフィダー７とシュート８とで溶滓２中
に投入して溶滓化反応を起こさせる。この場合、高圧気
体ランスパイプ９にて溶滓２を充分にバブリングして、
反応を均一に促進することが好ましい。この過程にて製
鋼スラグの改質が行われ、一方、ダスト類中に含まれて
いる揮発分が揮化するのである。

なお、上記塊成化物６は、前述の如く、改質剤とダス）
［と炭素質固形燃料とを混練し図示しない製団機によっ
て塊成化物として、焙焼装置５に充填されるのであるが
、炭素質固形燃料への着火は上記工程を経て処理の完了
したスラグ１０上に乗せて行うことが可能である。

ところで、前記工程を経て改質化処理の完了したスラグ
１０は、充分にこれを冷却した後、破砕して磁選処理に
て粒鉄の回収が行われるが、ダスト類中のＦｅ、Ｎｉ等
は塊成化物中の炭素質固形燃料を上述のように多めにし
還元焙焼とすることで、海綿鋏状化され、溶滓中への投
入で凝集粒状化して粒鉄となり回収される。

一方、粒鉄等の回収された残りのスラグは、スラグ安定
化のための改質剤が高温の状態で溶滓と反応しているた
めに、スラグ組成は完全に安定鉱物となり、膨張崩壊現
象を起こす戊はない。

また、ダスト類中のＺｎ、Ｐｂ、Ｃｄは予備焙焼と溶滓
投入時の反応で揮化しフードＩＩで捕捉され、図示しな
い集塵機で捕集されて資源とじて活用される。この揮化
率はＺｎで７０〜９０％、ｐｂで略１００％に達するが
、例えスラグ中に残留しても、完全にスラグ成分と固溶
しているのでその後溶出することはない。

〔実施例〕

続いて本発明の実施例について述べる。

普通鋼電気炉ダスト１００重量部に対し、スラグ改質剤
としての粘板岩１５重量部とコークス粉１０重量部とを
混練して豆炭状のブリケントを作り、縦１３００ｍｍ、
横１３００ｍｍ、深さ７００ｍｍの焙焼装置に１０００
にｇを充填して、冷却途中の電気炉スラグ（表面温度約
摂氏７００度）」−に乗せて着火し、充分に焙焼が進行
して全体が赤熱状態となってから、製鋼炉から排出直後
の高＆溶滓に高圧空気によるバブリングを行いながら投
入して反応させ、更に十記ブリケット投入完了後に酸素
によるバブリングを約１分間行って溶滓中の未溶融物を
完全に無くした。

このようにして、改質化を行って冷却凝固させたスラグ
を２５ｍｍ以下に破砕して磁力選鉱を行い、更に磁着物
を粉砕して篩分けにより純粒鉄を回収した結果を第１表
に示す。ここにおいて、崩壊率はＡ３７Ｍ法によるオー
トクレーブ処理（摂氏２００度、２０気圧、３時間加熱
）後の粉化率で示す。

以上の結果によると、ダスト中のＺｎ、Ｐｂの＝８７．
２（％） ＝　９３．８　（に） となり、Ｆｅのメタル回収率は、 となる。

更に、選鉱産物の環境庁告示による溶出イオン測定を行
った結果を第２表に示す。ここでＮＤは不検出を示すも
のである。

木表は投入ダストは完全に溶滓中に熔は込み理後のスラ
グは、膨張崩壊と有害成分の溶出と完全に防止されてい
ることを示しており、本発明によって処理されたスラグ
が道路用バラス等の＋木責材として使用できることを明
らかにしたちである。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば、溶滓顕熱を利用し
て製鋼スラグの改質とダスト類の処理をうにあたって、
改質材とダスト類とに所定量の素質固形燃料を加えて、
予熱焙焼を行うことにより、赤熱高温の状態から直接反
応が行われるために反応が確実であり、処理に失敗が無
く、溶滓量たりのダス）ＩＴ処理能力も大きい。従って
溶滓量の比較的少ない製鋼工場においても、自社で発す
るダス＋−ｔａを自社発生の溶滓で無公害処理でると共
に、スラグの土木資材としての活用がでる利点を存する
。

更には真人な電力を必要としないので運転費も

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の概略説明図である。 〔符号の説明〕 １−・−・・−製鋼炉、　　２−−−−一溶滓、３　・
−・−・スラグ鍋、　　４．　　ｉ　１−−−−一集塵
フード、　　５　−−−−一　焙焼装置、６−・・−・
−・塊成化物、　　７−−−−−−フイーダ。 ８　−−−−−シュート、　　９　−−−−一気体ラン
スパイプ。 １０　・−・スラグ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記の各工程より成る製鋼スラグと製鋼ダスト、
   スラッジ類との同時処理方法 第１工程：製鋼スラグの改質に必要な量の改質剤と製鋼
   ダスト、スラッジ類とに、該改質剤と製鋼ダスト、スラ
   ッジ類とを焙焼予熱するに必要な炭素質固体燃料を加え
   て混練した後、所定の大きさに塊成化する。 第２工程：第１工程によって得られた塊成化物を焙焼装
   置に装入した後、該塊成化物に含まれる上記炭素質燃料
   に着火して自燃させ、該塊成化物を赤熱状態に焙焼予熱
   する。 第３工程：第２工程で予熱され赤熱状態となっている上
   記塊成化物を製鋼溶滓中に投入し、上記塊成化物に含ま
   れる揮発性物質を揮化させると共に、溶融滓化反応を起
   こさせてスラグの改質処理を行う。 第４工程：第３工程で処理された溶滓を凝固させた後破
   砕し、通常の選鉱手段で含有する粒鉄を回収する。 第５工程：第２工程及び第３工程で揮化した揮発性物質
   を、集塵装置で吸引回収する。
2. （２）第１工程で用いる製鋼スラグの改質剤は、珪酸塩
   質の鉱物、岩石又はその風化物、砂岩、珪砂、鋳物廃砂
   、火山灰、石炭灰、赤泥、銅■、亜鉛■、酸性キュポラ
   滓の少なくとも一種以上を含む特許請求の範囲第一頂記
   載の製鋼スラグと製鋼ダスト、スラッジ類との同時処理
   方法。
3. （３）第１工程で用いる固体燃料は、コークス、石炭、
   オガ屑、木皮屑、モミガラ、タイヤ屑、重油燃焼灰の少
   なくとも一種以上を含む特許請求の範囲第１頂若しくは
   第２頂記載の製鋼スラグと製鋼ダスト、スラッジ類との
   同時処理方法。
4. （４）第３工程において、製鋼溶滓に気体バブリングを
   行いながら第２工程で予熱された塊成化物を投入する特
   許請求の範囲第１頂、第２頂若しくは第３頂記載の製鋼
   スラグと製鋼ダスト、スラッジ類との同時処理方法。