JPS644572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、製鋼用電気炉より発生するダストを
無公害で処理して有価金属を回収する方法に関す
る。 電気炉製鋼では、主原料にスクラツプを使用
し、溶解、精錬して普通鋼をはじめ各種の特殊鋼
を生産している。この方法では、製鋼時に溶融金
属または金属酸化物が飛散したり揮発して集塵機
にダストとして回収される。このダストの発生量
は、生産された鋼塊に対し1.6〜2.3重量％に達し
ている。 電気炉ダストは、鉄、亜鉛の酸化物を主成分と
し、さらに鉛、カドミウム、マンガン、銅等の金
属酸化物を含有している。電気炉ダストは、特に
有害重金属である鉛、亜鉛、カドミウム等の酸化
物を含有し、しかも粒度が１〜10ミクロン（中心
サイズが３〜５ミクロン）と極めて細かく活性が
あるため水に溶出する特性を有しており、したが
つて埋め立て処分ができず、最も処理の困難な産
業廃棄物である。従来では、電気炉ダストを固形
化処理して廃棄するか、非鉄精錬の工程で処理し
ていた。このため、電気炉ダストの処理費が高価
となり、この分製鋼コストを押し上げていた。 本発明は上記事情に基づきなされたもので、そ
の目的は、電気炉ダストを無公害に処理するとと
もに、電気炉ダスト中の有価金属を回収すること
ができる方法を提供することにある。 本発明方法では、電気炉ダストが酸化金属を多
量に含有した酸化性の産業廃棄物であることと、
アルミ精錬残灰が金属アルミを多量に含有する強
還元性の産業廃棄物であることに着目してなされ
たものである。すなわち、電気炉ダストの金属酸
化物を、アルミ精錬残灰の金属アルミとのテルミ
ツト反応により還元し、この還元した金属を揮発
性金属と不揮発性金属とに分けて回収するもので
ある。 アルミ精錬残灰は、主としてアルミ二次精錬に
おいて残留アルミを回収した残灰である。この残
灰は、粒度が16〜400メツシユ（中心サイズが100
から150メツシユ）であり、アルミナが主成分で
あるが金属アルミを５〜30重量％含有している。
このアルミ精錬残灰の一部は固形化して製鋼用造
滓剤として活用しているが、大部分は廃棄処理し
ている。すなわち、アルミ精錬残灰に水を加えて
窒化アルミ（AlN等）を酸化させ、アンモニア
ガスや水素ガスを自然に抜いた後、埋め立て処分
している。しかしながら、この処分方法では公害
問題が生じるとともにはコストが高く、アルミ二
次精錬における問題点になつていた。 以下、本発明を第１図を参照して説明する。ま
ず、電気炉ダストにアルミ精錬残灰を加えて撹拌
し混合する。アルミ精錬残灰の配合量は、含有金
属アルミの反応効率が約60％と見込んで化学当量
配合する。電気炉ダストの成分比に大きな変動は
ないため、アルミ精錬残灰の配合量は、主に金属
アルミの含有量によつて決定し、金属アルミの含
有率が高ければ少なく、低ければ多くする。例え
ば、アルミ精錬残灰中の金属アルミ含有量が15重
量％の場合には、アルミ精錬残灰の配合量を電気
炉ダストの約2.3重量倍とする。なお、アルミ精
錬残灰中の金属アルミの含有量は、８〜35％が好
ましい。８％以下であると、テルミツト反応の速
度が遅くなるからである。したがつて、実際のア
ルミ精錬残灰の配合量は、電気炉ダストの約1.1
〜4.3重量倍である。 上記混合原料を800〜1200度Ｃで加熱する。加
熱を回転炉または電気炉内で行なう。800度Ｃ近
くになると、電気炉ダストの鉛、亜鉛、カドミウ
ム等の酸化物と、アルミ精錬残灰の金属アルミと
がテルミツト反応を起こし、還元された鉛、亜
鉛、カドミウムがヒユームとなつて揮発する。こ
の反応は1200度Ｃでほぼ完了する。鉛、亜鉛、カ
ドミウムのヒユームはフアンに引かれていく過程
で再酸化して酸化物ヒユームとなり、集塵機で回
収する。集塵機で回収された産物は、亜鉛を多量
に含有するため亜鉛精鉱原料として有効に活用で
きる。以下の説明では、この産物を粗亜鉛精鉱と
称す。 一方、不揮発成分である鉄、マンガン、銅等の
酸化物は、金属アルミとともに800〜1200度Ｃに
加熱され、半溶融状態となる。この半溶融状態の
スラグの中で、上記酸化物が金属アルミとテルミ
ツト反応を起こし、金属鉄、金属マンガン、金属
銅となり、これらは最終的に２〜15mm程度の粒塊
（還元鉄が主成分であるため以下還元鉄粒塊と称
す）になる。 炉から排出される還元鉄粒塊とスラグが冷却し
て固まつて焼結クリンカーとなり、これを破砕し
た後、磁力選鉱によつて還元鉄粒塊を分離回収す
る。この還元鉄粒塊は、電気炉製鋼用の鉄原料と
して再利用できる。また、スラグ砕石は、アルミ
ナを主成分とし、コンクリート用骨材等として無
公害かつ有効に活用できる。 なお、アルミ精錬残灰中に含有される窒化アル
ミAlNは電気炉ダスト中の金属酸化物を還元し
て窒素ガスを発生する。この窒素ガスは炉外へ排
出される。 実験例 原料とする電気炉ダストの成分比を第１表に示
し、アルミ精錬残灰の成分比を第２表に示す。上
記電気炉ダスト100ｇと、アルミ精錬残灰230ｇと
を、ロータリーキルン内に供給して加熱焙焼した
結果、集塵機で第３表の成分比を有する粗亜鉛精
鉱を得た。第３表から明らかなように、粗亜鉛精
鉱中の亜鉛の含有率は52.6と高く、亜鉛原料とし
て有用なものであつた。また、第４表はロータリ
ーキルンから排出されたクリンカーの重量および
成分比を示すとともに、このクリンカーを破砕分
離して得たスラグ砕石と還元鉄粒塊の重量および
成分比を示す。第４表から明らかなように、還元
鉄粒塊中の還元鉄の含有率が87.96％と高く、鉄
原料として有用なものであつた。また、スラグ砕
石には、有毒成分の含有率が極めて少なく、コン
クリート骨材として有用なものであつた。

【表】 （数値は重量％を示す。以下の表も同じ）

【表】

【表】

【表】 装 置 本発明を実施する装置の一例を第２図に示す。
図中１は、傾斜して配置されたロータリーキルン
（炉）である。ロータリーキルン１の装入口１ａ
には、電気炉ダスト用ホツパー２、アルミ精錬残
灰用ホツパー３から、コンベア４、シユート５を
経て、電気炉ダストおよびアルミ精錬残灰を供給
する。ロータリーキルン１内ではこれら原料を撹
拌混合し、さらに、オイルバーナー６によつて加
熱焙焼する。 ロータリーキルン１内でテルミツト反応によつ
て発生した鉛、亜鉛等のヒユームを、フアン７に
より、ロータリーキルン１の装入口１ａに接続さ
れたダクト８を経てバツクフイルター９（集塵
機）に導く。このバツクフイルター９によつて集
めた粗亜鉛精鉱を、コンベア１０を経てホツパー
１１に貯え、ここからトラツク１２等で搬出す
る。 一方、ロータリーキルン１の排出口１ｂから排
出した焼結クリンカーを、ホツパー２０を経てク
ラツシヤー２１に送り、ここで破砕する。この
後、磁力選鉱装置２２に送り、ここで還元鉄粒塊
を選別してヤード２３に供給し、残りのスラグ砕
石を他のヤード２４に供給する。 以上説明したように、本発明によれば、電気炉
ダストの金属酸化物をアルミ精錬残灰を用いて還
元し回収するものである。したがつて、電気炉ダ
ストを無公害かつ安価に処理できるとともに、資
源の有効利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気炉ダスト処理方法を示す
フローシート図であり、第２図は本発明方法を実
施するための装置の一例を示す概略図である。 １…ロータリーキルン（炉）、７…フアン、９
…バツクフイルター（集塵機）、２１…クラツシ
ヤー、２２…磁力選鉱装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気炉ダストにアルミ精錬残灰を混合して炉
   内で加熱し、電気炉ダスト中に含有される鉛、亜
   鉛、鉄、マンガン等の有価金属の酸化物を、アル
   ミ精錬残灰中に含有される金属アルミとのテルミ
   ツト反応により還元し、揮発金属である鉛、亜鉛
   をヒユームとして分離しフアンで導いて集塵機で
   回収するとともに、不揮発金属である鉄、マンガ
   ンを焼結クリンカー中に粒塊として残留させて回
   収することを特徴とする電気炉ダスト処理方法。