TW201348454A - 製鐵原料的搬送方法及製鐵原料固化體的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種改善製鐵原料漿料的處理的製鐵原料的搬送方法及製鐵原料固化體的製造方法。製鐵原料的搬送方法包括：使高分子吸水劑接觸形成在製鐵原料收容體中的包含製鐵原料與水的製鐵原料漿料，由此將所述製鐵原料漿料加以固化而製成製鐵原料固化體的步驟；以及將該製鐵原料固化體朝製鐵原料收容體外搬送的步驟。製鐵原料固化體的製造方法包括：在製鐵原料收容體的空間內形成規定量的包含製鐵原料的製鐵原料漿料的步驟；以及將製鐵原料漿料與高分子吸水劑混合來製備製鐵原料固化體的步驟。

Description

製鐵原料的搬送方法及製鐵原料固化體的製造方法

本發明是有關於一種改善經漿料化的製鐵原料的處理的製鐵原料的搬送方法、及製鐵原料固化體的製造方法。

製鐵原料被集聚在散裝貨船(bulk cargo ship)上來運輸至製鐵廠，但在其運輸過程中，製鐵原料所含有的水積存在散裝貨船的船艙的地板上，經集聚的製鐵原料會漿料化，而形成製鐵原料漿料。另外，露天堆放在堆貨場(yard)內的製鐵原料因雨水或防粉塵用的撒水等而漿料化，從而形成製鐵原料漿料。其結果，有時難以從船艙或堆貨場搬出製鐵原料漿料。另外，堆積在製鐵廠的水處理池內的淤渣(sludge)由於是以鐵礦石、煤(coal)、焦炭(coke)、鐵為主體者，因此有時用作製鐵原料，但此種淤渣會漿料化，有時難以從池中搬出。經漿料化的製鐵原料由於難以使用帶式輸送機(belt conveyor)等來搬出，因此製鐵原料漿料中 的製鐵原料一面進行脫水一面透過吊桶(bucket)等來搬出。

再者，該製鐵原料中存在粒徑約小於5 mm的鐵礦石粉、或粒徑約超過5 mm的鐵礦石塊等(參照專利文獻1)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-280849號公報

但是，一面進行脫水一面透過吊桶等來搬出存在耗費勞力及時間這一問題。另外，由於透過太陽光乾燥需要時間，因此若降雨，則存在再次漿料化等問題。

本發明是鑒於以上的實際情况而完成的發明，其目的在於提供一種改善製鐵原料漿料的處理的製鐵原料的搬送方法。

本發明者等人發現製鐵原料漿料與高分子吸水劑的混合物會固化，從而完成了本發明。具體而言，本發明提供以下的製鐵原料的搬送方法。

(1)一種製鐵原料的搬送方法，其特徵在於包括：使高分子吸水劑接觸形成在製鐵原料收容體中的包含製鐵原料與水的製鐵原料漿料，由此將所述製鐵原料漿料加以固化而製成製鐵原料固化體的步驟；以及將所述製鐵原料固化體朝製鐵原料收容體外搬送的步驟。

(2)根據(1)所述的製鐵原料的搬送方法，其特徵在 於：在暴露於室外的狀態下進行至少一部分的步驟。

(3)根據(1)或(2)所述的製鐵原料的搬送方法，其特徵在於：在所述搬送中使用帶式輸送機。

(4)根據(1)至(3)中任一項所述的製鐵原料的搬送方法，其特徵在於：相對於所述製鐵原料漿料100質量份，以0.001質量份以上、2質量份以下包含所述高分子吸水劑。

(5)根據(1)至(4)中任一項所述的製鐵原料的搬送方法，其特徵在於：所述高分子吸水劑為聚丙烯酸鈉鹽。

(6)根據(1)至(5)中任一項所述的製鐵原料的搬送方法，其特徵在於：所述製鐵原料收容體位於船艙中。

(7)一種製鐵原料固化體的製造方法，其特徵在於包括：在製鐵原料收容體的空間內形成規定量的包含製鐵原料的製鐵原料漿料的步驟；以及將製鐵原料漿料與高分子吸水劑混合來製備製鐵原料固化體的步驟。

根據由本發明所提供的製鐵原料的搬送方法，製鐵原料漿料的處理得到改善。

以下，對本發明的製鐵原料的搬送方法進行說明。

本發明的製鐵原料的搬送方法包括：使高分子吸水劑接觸形成在製鐵原料收容體中的包含製鐵原料與水的製鐵原料漿料，由此將所述製鐵原料漿料加以固化而製成製鐵原料固化體的步驟；以及將該製鐵原料固化體朝製鐵原料收容體外搬送的步驟。

(製鐵原料收容體)

製鐵原料收容體具有可收容規定量的製鐵原料漿料的空間，在其底部具備製鐵原料漿料。

製鐵原料收容體並無特別限制，例如可以是用以露天堆放並保管製鐵原料的堆貨場、製鐵原料的運輸船的船艙、運輸車的集裝箱(container)或載台(platform)、如倉庫般的具有可收容大量的製鐵原料的空間的收容體，也可以是收容少量的製鐵原料的小型容器。另外，也可以是製鐵廠的水處理設備的沉澱池或水槽。較佳為收容大量的製鐵原料所必需的堆貨場、運輸船的船艙、運輸車的集裝箱、倉庫等，特佳為運輸船的船艙，但製鐵原料收容體的空間的大小並無特別限制。

(製鐵原料固化體)

製鐵原料固化體含有製鐵原料及高分子吸水劑，製鐵原料含有源自製鐵原料漿料者，且為凝膠狀或固體狀，例如具有固化成塊狀、粒狀、粉狀的形態。再者，製鐵原料漿料也可以含有製鐵原料及高分子吸水劑以外的物質。

製鐵原料固化體是製鐵原料漿料與高分子吸水劑經固化 而成者，不存在如製鐵原料漿料般的處理的困難性，當搬出製鐵原料時，可省略脫水等勞力。

製鐵原料固化體中所含有的製鐵原料可列舉：全部包含在1種製鐵原料漿料中的製鐵原料；將包含在2種以上的製鐵原料漿料中的製鐵原料混合而成者；一部分的製鐵原料包含在製鐵原料漿料中，其他部分未包含在製鐵原料漿料中者等。就製鐵原料固化體的品質的觀點而言，由於容易處理，因此較佳為製鐵原料固化體中所含有的製鐵原料全部包含在1種製鐵原料漿料中者，但也可以是其他製鐵原料。

本發明的製鐵原料固化體在製鐵步驟中可直接進行處理，也可以進行煅燒、乾餾。與漿料狀的製鐵原料相比，透過本發明而獲得的製鐵原料固化體與大氣的接觸面積大，因此水分的蒸發快。因此，可獲得後續步驟中的節能效果。

(製鐵原料)

製鐵原料並無特別限制，其為鐵礦石、煤、粉末(dust)、焦炭或石灰石等，另外，製鐵原料的形狀等並無特別限制。由於製鐵原料固化體的保持或處理變得容易，因此較佳為鐵礦石，鐵礦石特佳為鐵礦石粉，但也可以是鐵礦石塊等，也可以是它們的混合物。

製鐵原料固化體中所含有的製鐵原料的量可根據製鐵原料或高分子吸水劑的種類等而變更，因此並無特別限制，只要是可利用高分子吸水劑使製鐵原料漿料固化的量即可。

(製鐵原料漿料)

製鐵原料漿料包含製鐵原料與水，製鐵原料如上所述，水並無特別限制，可以是源自製鐵原料的水，也可以是雨水或為了防粉塵而撒的水。

(高分子吸水劑)

高分子吸水劑是吸水速度快、且吸水後將水分捕獲至分子結構內而不排水或難以排水的材料。在本發明中，高分子吸水劑可不含其他物質，但也可以含有矽膠、沸石、活性碳等其他吸水材或其他物質。

高分子吸水劑並無特別限制，例如為聚丙烯酸(鹽)、聚丙烯酸酯、聚丙烯醯胺、聚甲基丙烯酸(鹽)、聚甲基丙烯酸酯、聚伸烷基亞胺、聚氧化烯(polyoxyalkylene)、聚順丁烯二酸、它們的單體彼此的共聚物、或它們的單體與其他單體的共聚物等。

聚丙烯酸(鹽)的單體為丙烯酸、丙烯酸鈉、丙烯酸鉀、丙烯酸銨等；聚丙烯酸酯的單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等；聚甲基丙烯酸(鹽)的單體為甲基丙烯酸、甲基丙烯酸鈉等；聚甲基丙烯酸酯的單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯等；聚伸烷基亞胺的單體為伸乙基亞胺、甲基伸乙基亞胺等；聚氧化烯的單體為環氧乙烷(ethylene oxide)等；其他單體為乙烯基磺酸、 苯乙烯磺酸、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、乙烯基吡啶等。

就獲得容易性、吸水能力的高低而言，高分子吸水劑較佳為聚丙烯酸或聚丙烯酸鈉鹽，特佳為聚丙烯酸鈉鹽。

製鐵原料固化體中所含有的高分子吸水劑的量可根據製鐵原料或高分子吸水劑的種類等而變更，因此並無特別限制，例如，較佳為相對於製鐵原料漿料100質量份，以約0.001質量份以上、約2質量份以下包含高分子吸水劑，特佳為相對於製鐵原料漿料100質量份，以約0.01質量份以上、約1質量份以下包含高分子吸水劑。當高分子吸水劑的量相對於製鐵原料漿料100質量份為約0.001質量份以下時，存在吸收不完起因於製鐵原料的水分，而無法抑制製鐵原料的漿料化的情况，當高分子吸水劑的量相對於製鐵原料漿料100質量份為約2質量份以上時，會存在過多的高分子吸水劑，就其後的製鐵步驟(燒結、焦炭、高爐)中的熱效率的下降及環境方面而言不佳。再者，也可以將製鐵原料的一部分用作試樣，推測製鐵原料整體的含水量，並根據其推測值來决定高分子吸水劑的使用量。

<製鐵原料固化體的製造方法>

製鐵原料固化體的製造方法包括：在製鐵原料收容體的空間內形成規定量的包含製鐵原料的製鐵原料漿料的步驟；以及將製鐵原料漿料與高分子吸水劑混合的步驟。

通常，高分子吸水劑因在吸水後暴露於紫外線下，而排 出其分子結構內所捕獲的水分。但是，本發明的製鐵原料固化體即便在吸水後暴露於紫外線下，也難以排出分子結構內所捕獲的水分。因此，根據本發明，即便在製鐵原料的搬送時暴露於紫外線下，所捕獲的水分也不被排出，製鐵原料不會成為泥狀或漿料，可將製鐵原料作為製鐵原料固化體進行處理，製鐵原料的處理變得容易。

(製鐵原料漿料的形成形態)

在製鐵原料收容體內形成製鐵原料漿料的形態並無特別限制，例如可列舉：從配置在製鐵原料收容體內的製鐵原料中滲出該製鐵原料所含有的水，並自然地滯留在製鐵原料收容體內，由此形成漿料的形態；在製鐵原料配置於製鐵原料收容體內的狀態下有降雨，透過該雨水而使製鐵原料漿料化的形態；在製鐵原料收容體內配置製鐵原料，且為了防粉塵而添加水分，結果使製鐵原料漿料化的形態；去除製鐵廠的水處理設備(製鐵原料收容體)的上清液，結果使含有製鐵原料的沉澱物漿料化的形態等。

(製鐵原料固化體的製備方法)

製備包含製鐵原料漿料與高分子吸水劑的製鐵原料固化體的方法並無特別限制，例如可列舉：在形成製鐵原料漿料後從空間的上部起散布高分子吸水劑的方法、或將高分子吸水劑散布至下部的方法。混合的方法並無特別限制，例如可列舉：使用攪拌機等來機械式地進行混合的方法、或使用鏟子(shovel)等來人工地進行混合的方法。

只要製鐵原料漿料與高分子吸水劑接觸，便形成製鐵原料固化體，接觸的狀態並無特別限制。因此，形成製鐵原料固化體的方法並無特別限制，例如可在製鐵原料漿料與高分子吸水劑接觸的狀態下靜置，也可以進行攪拌來混合。另外，也可以對混合物交替地進行攪拌及靜置。為了使製鐵原料漿料迅速固化，較佳為對混合物進行攪拌，但並無特別限制。

再者，在本發明中，“固化”是如下的狀態，即從漿料狀固化成塊狀、粒狀、粉狀，直至可透過帶式輸送機或卡車等來搬送的程度為止，若為該狀態，則也可以含有水。

(製鐵原料的搬送方法)

製鐵原料的搬送方法可以是機械式，也可以透過人力來進行。此處，機械式地進行搬送的方法例如可列舉使用帶式輸送機或卡車等來進行搬送的方法。由於可長距離地一次搬送大量的製鐵原料，因此較佳為機械式地進行搬送，特佳為使用帶式輸送機進行搬送。

先前，當在室外使用高分子吸水劑時，高分子吸水劑容易受到紫外線的影響，而存在在幾分鐘至幾小時內使所吸收的水分分離的問題，但製鐵原料固化體即便在室外暴露於紫外線下，也可以不排出所捕獲的水分而穩定地進行處理。可認為其原因在於：透過氧化鐵遮蔽或散射紫外線，紫外線對於高分子吸水劑的影響得以減輕。

[實施例]

以下，利用實施例來說明本發明，但本發明並不受實施例限制。

(固化效果的確認)

[實施例1~實施例3、比較例1~比較例4]

向加入有含水率為7質量%的鐵礦石1140 g的不銹鋼製的托板(pallet)中添加水120 g，而製成含水率為16%的鐵礦石漿料1260 g。

將該鐵礦石漿料投入至砂漿攪拌機(mortar mixer)(容量為3 L)中，將規定量的各種藥劑與鐵礦石漿料攪拌3秒來進行混合。

攪拌混合後，將鐵礦石漿料與高分子吸水劑的混合物移至不銹鋼製的托板中，經過15分鐘後，對進而固化10秒而成的漿料進行攪拌。

從托板中取出固化體，依據JIS R-5201來測定試驗台流動值(下落衝擊次數：0次)。具體而言，將樣品塞進正確地置於流動性試驗台(flow table)上的中央的流錐(flow cone)中，其後立刻正確地朝上方去除流錐，並測定流動值。

對轉動把手而使試驗台下落規定次數後的流動值進行測定。

參考基於JIS R 5201的水泥(cement)的物理性狀試驗，對鐵礦石固化體的流動性進行評價。

透過以下的方法來决定鐵礦石中所含有的水分量。

首先，測定約20 g的鐵礦石的乾燥前的質量，並利用105℃的乾燥器對該鐵礦石進行2小時乾燥。2小時後，測定該鐵礦石的質量，透過“含水率=(乾燥前的質量-乾燥後的質量)÷乾燥前的質量×100”的計算方法來算出含水率。

將作為聚丙烯酸聚合物的KURILINE S-200(栗田工業製造)用作高分子吸水劑。使用矽膠(東海化學工業所股份有限公司製造)、瓜爾膠(guar gum)(平均分子量约30萬)、羧基甲基纖維素(平均分子量約3萬)作為其他藥劑。將結果示於表1。

即便如本次般藥劑與漿料的混合時間短，KURILINE S-200只要與水接觸，便發揮吸水效果，並固化。作為結果，下落衝擊次數0次的流動值小，漿料的流動性下降，而可看到固化效果。在比較例中，固化效果為與未添加藥劑(空白對照)相同的结果。

當進而實施下落衝擊次數15次、50次時，流動值變成110 mm以下者尤其充分地進行了鐵礦石的固化，成為團粒狀的形 態且為穩定的狀態。

(紫外線的影響的確認)

將確認了鐵礦石漿料的固化效果的實施例2的固化體與吸收了純水的高分子吸水劑置於托板上，在室外暴露於紫外線下來觀察外觀的變化，並進行評價。比較例2的吸收了純水的高分子吸水劑是使用與用於鐵礦石漿料的固化效果的確認的水‧KURILINE S-200等量的水及KURILINE S-200來製作。

以在托板上成為塊的方式，利用手調整鐵礦石漿料的固化體及吸收了純水的高分子吸水劑並暴露於紫外線下。將暴露開始後30分鐘後、1小時後、1日後的外觀的評價結果示於表2。

實施例的鐵礦石固化體維持與開始暴露在紫外線下時相同的形狀。僅吸收了水的高分子吸水劑在30分鐘後排出水，在1小時後成為與水相同的外觀。可認為其是鐵礦石的紫外線遮蔽效果或紫外線散射效果得到發揮的高分子吸水劑。

Claims (7)

1. 一種製鐵原料的搬送方法，其特徵在於包括：使高分子吸水劑接觸形成在製鐵原料收容體中的包含製鐵原料與水的製鐵原料漿料，由此將所述製鐵原料漿料加以固化而製成製鐵原料固化體的步驟；以及將所述製鐵原料固化體朝製鐵原料收容體外搬送的步驟。
2. 如申請專利範圍第1項所述的製鐵原料的搬送方法，其中，在暴露於室外的狀態下進行至少一部分的步驟。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的製鐵原料的搬送方法，其中，在所述搬送中使用帶式輸送機。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的製鐵原料的搬送方法，其中，相對於所述製鐵原料漿料100質量份，以0.001質量份以上、2質量份以下包含所述高分子吸水劑。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的製鐵原料的搬送方法，其中，所述高分子吸水劑為聚丙烯酸鈉鹽。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的製鐵原料的搬送方法，其中，所述製鐵原料收容體位於船艙中。
7. 一種製鐵原料固化體的製造方法，其特徵在於包括：在製鐵原料收容體的空間內形成規定量的包含製鐵原料的製鐵原料漿料的步驟；以及將製鐵原料漿料與高分子吸水劑混合來製備製鐵原料固化體的步驟。