JPS6335305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は製鋼炉あるいは焼成炉よりの排ガスの
処理方法に関するものである。詳しくは排ガス中
のダストを磁気分離法により処理する方法に関す
るものである。 高炉、転炉、アーク炉、キユーポラ炉等の製鋼
炉あるいは還元ペレツト製造キルン等の焼成炉か
らは一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、水素等の気
体の他、Fe₃O₄、Fe₂O₃等の酸化鉄のダスト、お
よびZnO、MnO等の非鉄酸化物のダストを含む
排ガスが生じる。この排ガスをそのまま排出した
のでは周囲の環境を汚染するので、ダストは集塵
設備により回収されている。こうして回収された
ダストはそのまま廃棄すると二次公害を引き起す
原因となるので、一定の処理が施された後廃棄さ
れる。近年は、例えば製鉄原料として還元し再利
用したり、または亜鉛、亜鉛華回収の目的で還元
処理したりして、再利用を図ることが多くなつて
きている。ところがこの処理は大規模でコストの
かかるものであつた。一方集塵されたダストは酸
化鉄、非鉄金属酸化物、その他の成分等が微細に
幾何学的に、物理的に混然一体となつているた
め、これを分離することは困難を極め、高額な分
離コストのせいで、成分別に分離し回収すること
は現在行なわれていない。省資源が叫ばれている
今日、その簡単な分離回収方法は強く要望されて
いる。 このような要望に応えるため、鉄と酸化鉄との
粉塵を高温中で固体粒子との直接接触で分離し、
次に搬送ガスを冷却し非鉄金属を凝固し分離する
方法が提案されている。（特開昭55−50440）しか
しながらこの方法には大がかりな装置を必要と
し、コストの割には分離能が悪いという欠点があ
る。 そこで本発明者はかかる上記の欠点を解消した
簡単な分離方法について検討を重ねた。その結果
一旦集塵機に捕捉されたダストは、各種成分が複
雑にからみ合いもはや磁気によつて分離すること
はできないが、集塵機に捕捉され、ホツパに払い
落とされる前の煙道中ならばダストの構成成分は
比較的、個々独立に飛行しており磁気により容易
に分離できることを見出し本発明を完成した。 すなわち本発明の目的は、新規有用なダストの
磁気分離法を提供することにあり、かかる目的は
製鋼炉あるいは焼成炉からの排ガス通路系内に磁
場勾配を発生させ排ガス中のダストから、高濃度
に酸化鉄等を含有する強磁性ダストを吸着分離
し、その結果として非鉄金属酸化物を高濃度に含
有する非磁性ダストを集塵機により捕捉すること
により達成される。 本発明で分離されるダストは、前述のような製
鋼炉あるいは焼成炉からの排ガスに含まれている
ダストであつて、Fe、FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃、
ZnO、MnO、SiO₂、CaO、NiO、Al₂O₃、PbO、
Cr₂O₃、CdO、MgO、Na₂O、K₂O、NaCl、
Kcl、等を構成成分とするもので、製鋼炉の種類
及び炉の操業条件によつても異なるが、本発明は
マグネタイト（Fe₃O₄）等の強磁性成分および非
磁性成分が含有されている限り適用できる。例え
ば製鋼炉よりの排ガスは通常1000℃以上と高温
で、亜鉛とか鉛の非鉄金属は蒸気の形態にあり、
製鋼炉から出て燃焼塔で可燃気体が燃焼される際
に上記のような酸化物のダストになる。次に排ガ
スは冷却塔で約200℃になるまで冷却される。約
300℃よりも高温であると強磁性体の磁化が減少
するので好ましくない。これらの過程によつて酸
化鉄、非鉄金属酸化物は独自の形状の結晶となつ
て、排ガス通路系内を通過する。例えばFe₃O₄、
Fe₂O₃等は第５図イの写真のように球形状、ZnO
は第５図ロの写真のように長さ1μ以上の針状結
晶となる。磁気分離はダストの通過する通路中に
磁場勾配を発生させ、強磁性成分を吸着すること
によつて行われる。小規模および実験室的には煙
道内に磁石を置き、高濃度に強磁性体を含有する
ダストを磁力により吸引しても良いが、第１，２
図のような磁気分離装置を用いることもできる。 すなわち図示磁気分離装置では、排ガスの入口
１と、出口２とを備える筒状フイルタ容器３内
に、中空のドーナツ状フイルタ４が設けられ、そ
のフイルタ中の中空部には鉄心６のまわりにコイ
ル７を巻いた磁界発生装置５が置かれている。コ
イル７に電源１３より通電すると、コイル７の周
囲に磁界が発生し、フイルタ４のフイルタメデイ
ア８に磁界が印加され、フイルタメデイア８は均
一に磁化される。この状態で煙道９の入口１から
製鋼ダストを含む排ガスを導入通過させると、排
ガスはフイルタ容器３と内部容器１０間の空間に
流れ、次にフイルタ４のポールピース１１の流通
孔１１ａからフイルタメデイア８を通つて、出口
側のポールピース１２の流通孔１２ａに流れ出口
２より導出される。この場合、排ガスは磁化され
ているフイルタメデイア８内を通過する為、ダス
ト中のFe、Fe₃O₄等の強磁性粒子は磁力によつて
フイルタメデイア８に吸着除去される。しかし非
鉄金属酸化物等の非磁性ダストは吸着されずその
ままフイルタメデイア８を通過し出口２より排出
される。このようにしてフイルタメデイア８には
高濃度に強磁性体を含有するダストが吸着される
結果、排出されるダストは高濃度に非磁性体酸化
物を含有することになる。 上記の磁気分離装置は本発明で使用され得る装
置の１例であつて、これ以外にも煙道中に磁石を
置き、ダスト成分中の強磁性体粒子と、非磁性体
粒子との飛行軌跡を変えて分離する装置、或いは
集塵機と直結している装置、水処理分野で用いら
れている永久磁石を用いた回転円板装置等も考え
られ、本発明はこれら装置の種類により限定され
るものではない。 分離された高濃度に強磁性体を含有するダスト
は、必要に応じて再磁選され、中低級磁石、フエ
ライト原料、錆止め用ベンガラ等に利用され、非
磁性体酸化物を高濃度に含有するダストは集塵機
により捕捉され、亜鉛、鉛等の貴重な金属が回収
され利用される。この場合の亜鉛、鉛等のダスト
よりの回収は、既に強磁性体のかなりの部分が、
磁気分離されているため亜鉛、鉛等が、ダスト中
高濃度に存在しており、コストも嵩まず行うこと
ができる。こうして従来廃棄されていたダストを
工業的採算ベースに乗せて分離回収し利用するこ
とができ、金属資源の節約を図ることができる。 次に本発明を実施する方法の１例としてアーク
炉よりの排ガスを処理する場合を第３図のフロー
シートと共に説明する。アーク炉AFよりの排ガ
スは燃焼塔FTに導入され、ガス中のCO成分が燃
焼されると共に鉄および非鉄金属が酸化される。
次に冷却塔CTで約200℃に冷却され、煙道９を通
つて磁気分離装置Ｍに入りここで高濃度に強磁性
体を含有するダストは分離され、残りはブロワー
Ｂにより集塵機Ｃに入りここで高濃度にZnOを含
有するダスト１３が集塵され、このダスト１３か
ら亜鉛が回収される。一方高濃度に強磁性体を含
有するダストは、再磁選機MAに入れられここで
より高濃度に強磁性体を含有するダスト１４と、
残渣成分を多く含有するダスト１５とに分離さ
れ、前者のダスト１４は中・低級磁石、フエライ
ト原料、錆止め用ベンガラ等に利用される。 なお磁気分離装置Ｍの周辺は第４図のように構
成するのも良い。すなわちバルブV₁を開けると
煙道９を通つて排ガスが導入され、磁気分離装置
Ｍに入りここで高濃度に強磁性体を含有するダス
トと、高濃度に非磁性酸化物を含有するダストと
に分けられ、後者のダストはバルブV₂を通り集
塵機Ｃに入る。この磁気分離装置Ｍを作動中は、
バルブV₃，V₄、V₅は閉の状態とする。なお磁気
分離装置Ｍに付着している高濃度に強磁性体を含
有するダストを払い落とす際には、バルブV₁，
V₂を閉、バルブV₄，V₅を開とし、コイル７の電
流を切つた後、バルブV₃を開きエアタンクATよ
り磁気分離装置Ｍに空気流が導入され、一方逆流
排ガスはバルブV₄を通過してサイクロンＳ又は
バブフイルターＳに入り、ここでダスト１６が捕
捉され、残りはバルブV₅を通過して集塵機Ｃに
入る。ダスト１６は中・低級磁石、フエライト原
料、錆止め用ベンガラ等に利用される。 以上詳述したように本発明は集塵工程前の排ガ
ス通路系内に磁場勾配を発生させ磁力を利用して
ダストを分離することを特徴としている。分離可
能な理由は排ガス通路系内の通過中ダストの各構
成成分が、第５図イ，ロの写真から明らかなよう
に、他の成分に制約されず自由な状態で飛行して
おり、この自由な状態においてならば磁力で分離
できるからである。この排ガス通路系内のダスト
の飛行状態は本発明者が最初に発見したもので、
本発明はその発見に基づいてなされたものであ
る。一度集塵機等によりダストが集められ各成分
が混合してしまうと、第５図ロで示されるような
針状結晶は球形状の結晶と複雑にからみ合い、も
はや磁力による分離は不可能になる。分離された
ダストは各種用途に供することができ、ダストの
有効利用を図ることができる。 以下に本発明を実施例に従い更に詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。 実施例 第３図のフローシートに従い機械構造用鋼
（SC材）をアーク炉にて製鋼する際、発生する排
ガスを約200℃に冷却し第１図に示す磁気分離装
置を作動させ、この装置で磁気分離ダストを得、
次に集塵機で高ZnOダストを得、磁気分離ダスト
を再磁選機により再磁選し強磁性ダストと、再磁
選残渣ダストを得た。各ダストの磁化および成分
を第１表に示す。なお参考までに磁気分離装置を
作動させずに集塵機で製鋼ダストを集め、この製
鋼ダストの成分も第１表に併せて示す。

【表】 第１表により磁気分離装置により酸化鉄、特に
Fe₃O₄が磁気分離ダスト中に多く含まれ、高ZnO
ダスト中にはZnOが25％も含まれていることが判
る。ZnOが25％含まれていれば、このダストより
ZnOをロータリー・キルン等の手段により還元回
収すれば充分採算に乗りZnO、Znを再利用でき
る。強磁性ダストにはFe₃O₄が68％も含まれ中・
低級磁石、フエライト原料等の用途に充分使用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用される磁気分離装置の１
例を示し、第２図は第１図−線断面図、第３
図は本発明を実施する場合のフローシートの１例
を示し、第４図は磁気分離装置周辺のフローシー
トの１例を示し、第５図は排ガス通路系内のダス
トの状態の１例を示す顕微鏡写真であり、イは
Fe₃O₄、Fe₂O₃等のダストを１万倍の倍率で見た
場合の写真、ロはZnO等のダストを３万倍の倍率
で見た場合の写真である。 ５……磁界発生装置、８……フイルタメデイ
ア、９……煙道、１１，１２……ポールピース、
AF……アーク炉、FT……燃焼塔、Ｍ……磁気分
離装置、Ｂ……ブロワー、MA……再磁選機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化鉄および非鉄金属酸化物のダストを含む
   排ガスを処理するに当り、炉からの排ガス通路系
   内に磁場勾配を発生させ、排ガス中のダストか
   ら、高濃度に酸化鉄等を含有する強磁性ダストと
   高濃度に非鉄金属酸化物を含有する非磁性ダスト
   とに分離し、後者のダストを集塵機により捕捉す
   ることを特徴とするダストの磁気分離法。 ２ 非鉄金属酸化物が酸化亜鉛であり、炉がアー
   ク炉である特許請求の範囲第１項記載の磁気分離
   法。