JPS6260832A - 鉄鋼製造における亜鉛および/または鉛を含有する副生物の処理方法 - Google Patents

鉄鋼製造における亜鉛および/または鉛を含有する副生物の処理方法

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JPS6260832A
JPS6260832A JP61212546A JP21254686A JPS6260832A JP S6260832 A JPS6260832 A JP S6260832A JP 61212546 A JP61212546 A JP 61212546A JP 21254686 A JP21254686 A JP 21254686A JP S6260832 A JPS6260832 A JP S6260832A
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ロマン シュミット
アルマン ヴァグナ
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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】 本発明は、製鉄あるいは製鋼プラントにおける鉛や亜鉛
を含んだ副生成物の処理方法に関するもので、特に、こ
のような副生成物から鉛や亜鉛を回収し、処理後の副生
成物をリサイクルする方法に関するものである。
製鉄及び製鋼の際には、亜鉛及び鉛を含有する様々の種
類の副生物が生成する。亜鉛にしろ鉛にしろともにかな
り有害な金属である。このような製鉄プラントの排ガス
から取り出した微粒子は、鉱石や、さらに少量の亜鉛や
鉛を含有する。亜鉛や鉛の含有量は高炉内の原料鉱石、
焼結、製鋼スクラップのほか、製造プロセスにも左右さ
れる。
高炉からの微粒子及びスラグは、一般に亜鉛を1ないし
40%(重重パーセントである。以下同様)含有し、鉛
を0.2ないし10%含有する。製鋼工場においては、
副生物は、亜鉛を0.2ないし5%、場合によっては5
%以上含有し、鉛を0.1ないし2%含有する。
亜鉛は、鉱石によっては含まれているし、亜鉛メッキさ
れたスクラップを加工する際にも存在している。この亜
鉛は、蒸発および還元温度が低いため高炉中に存在して
いると特に問題がある。このため、高炉内で酸化されな
かった亜鉛は、滞留し、蓄積して高炉の内壁面と反応を
起こす。鉛のほうは蒸気圧が非常に高いため高炉内で沈
降し炉床内の溶鉱の下に貯まる。このような状態での鉛
は何の役にもたたない。従って、亜鉛や鉛を含有する微
粒子を製造プロセスに戻すことは、たとえ炭素および/
又は鉄の含有量が多くとも問題外である。この結果、亜
鉛と鉛を含んだ物質は、よりよい方法がないという理由
で単純に蓄積されることになる。亜鉛と鉛は微粒子や、
スラグから分離することが可能であるが、貯蔵は特に面
倒な環境問題となる。さらに、このような物質を役立て
るあてもなく貯蔵したり処分したりすることはかなり多
量の鉄、炭素、亜鉛、鉛を無駄にしていることを意味す
る。明らかに、現行の貯蔵法は短期間の解決法にしかす
ぎず、決して長期の環境保護対策とはならない。
これらの理由から、既に様々の処理方法が試験されてい
る。これらの処理方法によると、上記の物質から亜鉛成
分及び鉛成分を分離し、鉄成分を更に金属化して固体と
することが可能なのでその固体を製鋼工場の製造ライン
に戻すことができる。
たいていの場合、亜鉛及び鉛を含有する微粒子は、酸化
亜鉛及び酸化鉛の還元のための炭素を既に含有している
か、又はそのような炭素含有還元剤を添加されているか
するが、適当な結合剤と共に混合し、次いでペレット化
によって取り扱いおよび処理に十分な強度を有する小成
形体にする。
このようにして得られた成形体は、通常はロータリキル
ンで1000ないし1200℃で十分な時間加熱して、
亜鉛成分を気化させる。こうすることにより酸化亜鉛は
すべて還元されて金属亜鉛となる。金属亜鉛は亜鉛蒸気
として炉内を貫流して、ガス流すなわち廃ガスと共に運
び去られる。通常亜鉛は炉内で酸化され、その結果でき
た酸化亜鉛は飛散微粒子としてガスから分離される。こ
の際鉛は主に塩化物又は硫化物の形で除去される。
除去すべき物質をかなりの割合で含む副生物を処理する
場合や効率のため多量の副生物を連続処理することがで
きる場合には、公知の方法ではあまり効率的な処理はで
きない。このようにして製造されたペレットはさらに処
理を施すには一般に小さずぎる。それ故にペレットは、
例えば高炉に装入することができるようにするには再度
ペレット化しなくてはならない。ところがペレット化工
程は高くつく。というのはペレットが再び製造プロセス
に戻される前に熱が失われるからである。
上記の方法の他、浸出法のような方法では、環境問題を
満足のゆくように解決することができない。副生物のう
ちのかなりの量は経済的に効果的に処理するに十分な量
の物質を含んでいないため、貯蔵しておかなくてはなら
ないからである。それ故に、これらの副生物中に含有さ
れている炭素及び鉄は利用されないまま埋もれてしまう
従って本発明の目的は、製鋼、製鉄工場の、亜鉛や鉛を
含んだ副生物を処理する改良された方法を提供すること
である。
本発明の別の目的は、上記の問題点を解決する、亜鉛、
鉛含有副生物の処理方法、すなわち、貴重な亜鉛並びに
鉛を効果的に除去し、製鋼、製鉄工場で非常に有害な上
記金属の含有量が比較的少ない微粒子あるいは微粒子状
のものを処理することのできる方法を提供することであ
る。
さらに別の目的は、製鋼、製鉄工場の副生物からアルカ
リ分を大部分除去することのできる方法を提供すること
である。
本発明によれば、微細さらには極微細な粒状の亜鉛及び
鉛を含有する副生物を熱的に不活性な添加物質と混合し
て、かつ粘結炭またはコークスを結合剤に用いて450
℃〜530℃の温度で加熱してブリケットにする。この
際炭素分は、副生物の全金属成分を還元するのに必要な
量とする。続いて上記のブリケット化した副生物を70
0℃以上に加熱して、その温度に所定時間保持し、ブリ
ケット化した副生物中の酸化物、特に亜鉛酸化物、鉛酸
化物、鉄酸化物を還元、すなわち脱酸する。高炉ガスの
湿式洗浄システムの場合に標準的に実施されるように、
副生物が乾燥していない場合、スラリーは本発明の方法
で処理される前に乾燥させる必要がある。
本発明では炭素分としては、粘結炭を微粒子の形で添加
し、その炭素量は少なくとも20重量%にする。この量
は25ないし35%の範囲にあり、さらには40%以下
であることが好ましい。加熱してブリケット化する際に
結合剤として粘結炭を、様々な他の熱的に不活性な微粒
状物質とともに使用すると効果的に副生物から亜鉛を除
去できる。このように、リサイクルのために脱亜鉛した
後生ずるブリケット化副生物の組成を変えること、また
は、製鋼工場の他の副生物を処理す、ることが可能であ
る。従って圧延スケーノベ鉄屑、又は鉄鉱石を混合して
ブリケット化副生物中の鉄含有量を高めることができる
。更に、結合作用のない炭素質材料として、j■煙炭、
石油コークス又はコークス粉炭のような微粒状の燃料を
使用することができる。
本発明の上記の特徴および他の利点は添付の図面を参照
しての以下の説明によりより明らかになるはずである。
添付の図面に示すように、ブリケット用の混合物を製造
するには、一方では不活性物質を必要に応じて添加して
製鋼工場の副生物を燃焼ガスを用いて550ないし70
0℃の温度に予熱し、他方では目的とする混合を行なう
前に軟化点以下の温度である280ないし360℃で粘
結炭を予熱する。次いでこのように別々に予熱した物質
を集合させ混合する。タール分を一部除去するために、
混合物を490±40℃に加熱してブリケットとする。
続いてそのブリケットを、上記のブリケット化温度範囲
に少なくとも30分間保持して、タール分を十分に除去
し、しかも部分的に脱ガスも行なう。完全に脱ガスする
ために、ブリケットを冷却することなく700℃以上、
好ましくは900ないし1000℃の温度に加熱する。
これはブリケットを、例えばガス加熱キルン内で所望の
温度に間接加熱することによって実施することができる
。ブリケットが電気伝導性物質を含有している場合やブ
リケットに電気伝導性成分を混合した場合には、直接加
熱により誘導加熱キルンで脱ガスできる。
よく知られているように、このように温度を上昇させる
と、炭素の働きとあいまって、酸化亜鉛が還元され、酸
化鉄もある程度還元される。亜鉛は蒸気圧が高いために
、この処理温度では熱分解ガス及び−酸化炭素と共に、
金属の形で層数する。
この亜鉛は冷却して濃縮分離する。本発明の方法では1
300℃およびそれ以上の温度−鉛が金属として蒸発す
る温度−に加熱しないので、蒸気圧の低い鉛は金属とし
て蒸発することはない。その代わり、主に硫化鉛、塩化
鉛の形で蒸発し、ある程度は酸化鉛の形でも蒸発する。
鉄は部分的に又は完全に金属化した後ブリケット中に残
る。
本発明の方法ではかなり過剰の炭素が使われているが、
その過剰な炭素が積極的に有害な金属を分離する作用が
あることが明らかとなった。分離は、混合物に高塩基度
のCaO+MgO/Si○2を添加することにより、ま
たは塩化物、主に塩化カルシウムを加えて鉛及びアルカ
リ物の蒸発に影響を与えることで積極的な影響を受けう
る。
亜鉛及び鉛を除去されたブリケットは、製鉄や製鋼工場
の副生物を公知の他の方法によって処理するのとは違っ
て大きさと強度が、高炉、転炉、電気炉で直接使用しう
るちのであり、そうでない場合には粉砕後焼結装置内で
使用できるか、さらには高炉に吹込んで使用できるもの
であるという有利な点がある。連続工程でしかも高エネ
ルギー効率で製造した上記のブリケットは、炭素担体又
は固体燃料としても使用することができるような炭素含
有量である。上述のように塩基度を調整すると、有害な
金属を分離するのに好都合であると共に、還元工程及び
焼結工程で使用される際に有利に働く。
本発明の方法では、主として熱分解ガス及び−酸化炭素
から成るガスは、冷却して亜鉛及び鉛を除去後、加熱さ
れたブリケットに混合される物質を加熱するための燃料
として分離することができる。不活性ガス流を用いて加
熱ブリケットを冷却することで、更にエネルギーを回収
することができる。
本発明の方法ではブリケット化した後すぐに700℃以
上に加熱し、脱ガスして、さらに、還元工程で生成した
高温ガスをすぐに燃焼させるか、または高温ガス中に金
属蒸気の形で含有されている亜鉛を水蒸気又は二酸化炭
素(高炉ガス)を用いて酸化亜鉛に選択的に酸化するこ
とも可能である。この場合、凝縮可能なガス成分、特に
亜鉛蒸気は前もって凝縮して除去することはない。この
ようにして亜鉛と鉛は酸化物の形で高炉等の排ガスから
分離することができる。
本発明に従う方法によれば、従って、亜鉛工業及び鉛工
業に用いる有用な物質を回収することができるだけでな
く、製鉄業の廃棄物質を直接再利用することができる。
これと同時に、本発明ではエネルギーを有効に利用する
ことができるために、わずかな有害物質を含有する副生
物は少量ずつ局所的あるいは地域的に効率よく処理する
ことができる。このため、危険性のあるこれらの副生物
を長期にわたって貯蔵する必要がなくなる。
本発明の方法に従う別の態様では、脱亜鉛及び脱鉛後の
加熱ブリケットを少なくとも一部脱ガスする。そのブリ
ケットは、鉄およびある程度の量の炭素を含有するので
精錬工程に戻される。
ガス化に際しては、ガス化手段の一部として高炉ガスを
利用し、高炉ガス中に含まれる二酸化炭素と水蒸気の少
なくとも一部を一酸化炭素と水素に転化するのがよい。
こうすると高炉ガスの熱効率を著しく高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の処理方法の流れ図である。 特許出願人   ラボルリュ ニス、アー。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)製鋼または製鉄工場で生成する、亜鉛および/ま
    たは鉛を含有する微粒状副生物の処理方法であって、以
    下の工程からなることを特徴とする方法。 a)上記副生物を加熱して熱的に不活性な添加物質と混
    合する、 b)炭素が上記混合物内の亜鉛と鉛を還元するのに必要
    な量以上含まれる粘結炭を結合 剤として用いて該混合物を450℃乃至530℃の範囲
    の温度でブリケット化する、 c)上記ブリケット化副生物を700℃以上に加熱して
    その温度に所定の時間保持し、亜鉛酸化物を金属亜鉛に
    還元して、亜鉛と鉛をブリケット化した副生物から分離
    する、 d)亜鉛と鉛が分離除去されたブリケット化副生物を製
    鋼または製鉄工場にリサイクル する。
  2. (2)上記粘結炭は、微粒子状の上記副生物に20ない
    し40重量%、好ましくは25乃至35重量%混合し、
    上記添加物質に25ないし50重量%混合することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  3. (3)以下の工程をさらに含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 a′)上記副生物を、上記不活性添加物質なしに、ある
    いは該不活性添加物質とともに、550乃至700℃に
    加熱する。
  4. (4)以下の工程をさらに含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 a″)上記粘結炭を上記副生物と混合する前に280な
    いし360℃で予熱する。
  5. (5)以下の工程をさらに含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 a′″)上記不活性添加物質を上記副生物と混合する前
    に550ないし700℃で予熱する。
  6. (6)上記不活性添加物質は、揮発性が低く、無煙炭、
    コークス粉炭、石油コークス等の炭素担体の微粒子であ
    り、および/又は、鉄鉱石、鉄屑、圧延スケール等の鉄
    含有微粒状物質であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。
  7. (7)上記不活性添加物質は酸化物および/又はアルカ
    リ土類であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載の方法。
  8. (8)上記工程a)の混合物を少なくとも30秒間連続
    的に動かして450℃乃至530℃で加熱することによ
    り、タール分を一部除去し、脱ガスも一部行なうことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  9. (9)工程b)の後でしかも工程c)の前に以下の工程
    をさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載の方法。 b′)上記ブリケット化副生物を少なくとも30分間4
    50℃乃至530℃に保持する。
  10. (10)工程c)で燃焼成分の豊富なガスが生成し、本
    方法は以下の工程をさらに含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 e)上記燃焼成分の豊富なガスを再循環させ、該ガスを
    工程a)、b)および/又はc) で熱を供給するために用いる。
  11. (11)工程c)ではガスが、加熱されたブリケット化
    副生物から追い出され、工程c)が工程b)のすぐ後に
    続くことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方
    法。
  12. (12)工程c)における加熱は誘導加熱であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  13. (13)工程c)における加熱はガスを燃料とするキル
    ンで行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の方法。
  14. (14)工程c)ではガスが、加熱されたブリケット化
    副生物から追い出され、以下の工程をさらに含むことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 c′)工程c)で生成したガスを、該工程で生成した金
    属を凝縮させることなく燃焼して亜鉛と鉛を酸化させる
    、 c″)亜鉛と鉛の酸化物を排ガスから分離する。
  15. (15)工程c)では亜鉛の蒸気を含んだガスは加熱さ
    れたブリケット化副生物から追い出され、本方法は、以
    下の工程をさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。 c′″)工程c)の亜鉛蒸気を酸化する。
  16. (16)工程d)において、ブリケット化副生物は還元
    のため高炉および/又は電気炉に供給されることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  17. (17)工程d)において、ブリケット化副生物は転炉
    および/又は電気炉内の熱平衡を制御するために炭化剤
    および/または脱酸素剤として用いられることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  18. (18)工程d)においてブリケット化副生物は、製鋼
    、製鉄工場にリサイクルする前に粉砕されることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  19. (19)工程d)においてブリケット化副生物は、粉砕
    されて、製鋼、製鉄工場の高炉に吹き込まれることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  20. (20)工程d)においてブリケット化副生物は、ガス
    化され、燃焼ガスは循環させられることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の方法。
JP61212546A 1985-09-09 1986-09-09 鉄鋼製造における亜鉛および/または鉛を含有する副生物の処理方法 Pending JPS6260832A (ja)

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