TW201925485A - 從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法、從煉鋼爐渣中回收鈣的方法以及從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的是提供一種可容易地將更大量的鈣從煉鋼爐渣中洗提至包含二氧化碳的水溶液中的、從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法。用以達成所述目的的本發明是有關於一種從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法。本發明中，使包含煉鋼爐渣、且導入有二氧化碳的漿料中所包含的煉鋼爐渣於洗提·沈降槽的內部沈降，並提高所述漿料中的所述煉鋼爐渣的濃度，將所述煉鋼爐渣的濃度得以提高的漿料從所述洗提·沈降槽中取出。將所述經取出的漿料中所包含的煉鋼爐渣粉碎、或者將所述經取出的漿料中所包含的煉鋼爐渣的表面磨碎。將包含所述經粉碎或磨碎的煉鋼爐渣的漿料再導入至所述洗提·沈降槽中。

Description

從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法、從煉鋼爐渣中回收鈣的方法以及從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置
本發明是有關於一種從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法、從煉鋼爐渣中回收鈣的方法以及從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置。
煉鋼步驟中產生的煉鋼爐渣（轉爐爐渣、預處理爐渣、二次精煉爐渣及電爐爐渣等）用於包含水泥材料、道路用路基材、土木用材料以及肥料的廣泛用途（參照非專利文獻1～非專利文獻3）。另外，所述用途中未使用的一部分的煉鋼爐渣被填埋處置。
已知於煉鋼爐渣中包含鈣（Ca）、鐵（Fe）、矽（Si）、錳（Mn）、鎂（Mg）、鋁（Al）、磷（P）、鈦（Ti）、鉻（Cr）、硫（S）等元素。該些元素中，煉鋼爐渣中包含最多的元素為於煉鋼步驟中大量使用的鈣，通常其次包含大量的Fe。通常，於煉鋼爐渣的總質量中，20質量%～50質量%左右為鈣，1質量%～30質量%左右為Fe。
煉鋼爐渣中的鈣是以煉鋼步驟中投入的生石灰（CaO）直接殘存或於煉鋼爐渣的凝固過程中析出的游離石灰（CaO）、游離石灰（CaO）與空氣中的水蒸氣或二氧化碳反應而生成的氫氧化鈣（Ca(OH)2 ）或碳酸鈣（CaCO3 ）、或者CaO於凝固過程中與Si或Al等反應而生成的矽酸鈣（Ca2 SiO4 或Ca3 SiO5 等）或氧化鈣鐵鋁（Ca2 (Al1-X FeX )2 O5 ）等的形態存在（以下，亦將煉鋼爐渣中存在的包含所述鈣的化合物總稱為「Ca化合物」）。
碳酸鈣及氧化鈣為煉鐵步驟中的生鐵熔煉步驟以及煉鋼步驟中的主要爐渣形成材，且作為該爐渣的鹼度及黏性的調整劑、以及從熔鋼中的脫磷劑等來使用。另外，對氧化鈣加水而獲得的氫氧化鈣於排水步驟中作為酸等的中和劑來使用。因而，若將所述煉鋼爐渣內所包含的Ca化合物回收而於煉鐵步驟中再利用，則期待可削減煉鐵的成本。
另外預計，今後，用以將煉鋼爐渣用作道路用路基材、土木用材料或水泥材料等的土木工程的數量減少，或者可對煉鋼爐渣進行填埋處置的土地減少。就該觀點而言，亦期待將煉鋼爐渣中所包含的Ca化合物回收，使再利用或者填埋處置的煉鋼爐渣的體積減少。
煉鋼爐渣內的鈣例如可於鹽酸、硝酸或硫酸等酸性水溶液中洗提（elution）而回收。但是，該方法中生成的鈣與所述酸的鹽難以再利用。例如，將煉鋼爐渣內的鈣洗提至鹽酸中而生成的氯化鈣若加熱而形成氧化物，則可再利用，但存在所述加熱過程中產生的有害氯氣的處理成本高的問題。另外，若欲將煉鋼爐渣內的鈣洗提至酸性水溶液中而回收，則亦存在酸的購入及洗提處理後的酸的廢棄成本高的問題。
相對於此，若於含有二氧化碳的水溶液（以下，亦僅稱為「CO2 水溶液」）中，從煉鋼爐渣中洗提鈣而回收，則期待可解決由酸的使用所引起的所述問題（參照專利文獻1～專利文獻3）。再者，於廢氣中包含大量二氧化碳，將廢氣脫硫及脫硝後，獲得除空氣與水蒸氣以外大部分成為二氧化碳的氣體。於工業上，將如非專利文獻4所示般從廢氣中取出二氧化碳的技術付諸實用。
專利文獻1中記載有如下方法：對洗提轉爐爐渣中的鈣的水溶液吹入二氧化碳，將沈澱的碳酸鈣回收。此時，為了抑制於水中的溶解性高的碳酸氫鈣的生成，pH值的下限值維持在10左右。專利文獻1中雖未記載將pH值維持在10以上的具體方法，但推測藉由調整二氧化碳的吹入量而將pH值維持在10以上。
專利文獻2中記載有如下方法：將破碎的煉鋼爐渣分離為鐵濃縮相及磷濃縮相，使磷濃縮相中的Ca化合物溶解於溶解有二氧化碳的清洗水中，然後將清洗水加熱至50℃～60℃左右，使清洗水中的碳酸氫鈣作為碳酸鈣而沈澱、回收。
專利文獻3中記載有如下方法：分多次從煉鋼爐渣中洗提Ca化合物而回收。該方法中記載有，藉由將煉鋼爐渣（預處理爐渣）於吹入有二氧化碳的水中浸漬多次，而2CaO·SiO2 相以及固溶於該相中的磷優先洗提。
另一方面，煉鋼爐渣內的Fe是以鐵系氧化物、氧化鈣鐵鋁、及極少量的金屬鐵的形態存在。該些中，鐵系氧化物除含有Mn或Mg以外，亦含有少量的Ca、Al、Si、P、Ti、Cr及S等元素。另外，氧化鈣鐵鋁亦含有少量的Si、P、Ti、Cr及S等元素。再者，本說明書中，鐵系氧化物亦包含其表面的一部分等藉由空氣中的水蒸氣等而變化為氫氧化物等的化合物，氧化鈣鐵鋁亦包含其表面的一部分等藉由空氣中的水蒸氣及二氧化碳等而變化為氫氧化物或碳酸化物等的化合物。
關於所述鐵系氧化物，其大部分是以方鐵礦（wustite）系氧化物（FeO）的形態存在，除此以外亦以赤鐵礦（hematite）系氧化物（Fe2 O3 ）或磁鐵礦（magnetite）系氧化物（Fe3 O4 ）的形態存在。
該些中，方鐵礦系氧化物及赤鐵礦系氧化物由於其內部分散有作為強磁性體的磁鐵礦系氧化物（Fe3 O4 ），因此可藉由磁選而從煉鋼爐渣中分離。再者，單獨的或者與其他鐵系氧化物共存的磁鐵礦系氧化物亦能夠藉由磁選而從煉鋼爐渣中分離。
另外，專利文獻4～專利文獻6中記載有如下方法：為了藉由磁選將更多的鐵系氧化物分離，而藉由氧化處理等將方鐵礦系氧化物改質為磁鐵礦系氧化物。
所述氧化鈣鐵鋁發生磁化而成為磁性體，因此仍可藉由磁選而從煉鋼爐渣中分離。
鐵系氧化物及氧化鈣鐵鋁（以下，亦將它們彙總稱為「鐵系化合物」。氧化鈣鐵鋁於為Ca化合物的同時，亦為鐵系化合物）的磷含量為少量而為0.1質量%以下，因此，若藉由所述磁選等從煉鋼爐渣中分離並回收，則可作為高爐或燒結的原料來使用。
金屬鐵為於煉鋼步驟中捲入至爐渣中的Fe、或者於煉鋼爐渣的凝固過程中析出的微小的Fe。金屬鐵中的較大者於在大氣中將煉鋼爐渣破碎或粉碎的乾式步驟中，利用磁選及其他方法而被去除。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開昭55-100220號公報 [專利文獻2]日本專利特開2010-270378號公報 [專利文獻3]日本專利特開2013-142046號公報 [專利文獻4]日本專利特開昭54-87605號公報 [專利文獻5]日本專利特開昭52-125493號公報 [專利文獻6]日本專利特開昭54-88894號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]中川雅夫，「鋼鐵爐渣的有效利用的狀況」，第205·206次西山紀念技術講座演講教材，一般社團法人 日本鋼鐵協會，2011年6月，p.25-56 [非專利文獻2]「環境資材 鋼鐵爐渣」，鋼鐵爐渣協會，2014年1月 [非專利文獻3]二塚貴之等人，「從鋼鐵爐渣向人工海水中的成分洗提行為」，鐵與鋼，第89卷，第4期，2014年1月，p.382-387 [非專利文獻4]飯島正樹等人，「作為全球暖化對策技術的CO2 回收技術」，三菱重工技報，第47卷，第1期，2010年，p.47-53
[發明所欲解決之課題]
如上所述，從煉鋼爐渣中回收鈣的優點多，因此欲進一步提高從煉鋼爐渣中的鈣的回收率的要求一直存在。
於專利文獻1所記載的方法中，若吹入大量二氧化碳，則pH值變得低於10，相反，若減少二氧化碳的吹入量，則鈣的析出量減少。因此，若欲提高鈣的回收率，則必須精密地調節二氧化碳的吹入量，因此回收步驟變得繁雜，回收成本變高。
於專利文獻2所記載的方法中，由於使用礦酸，因此，即便將鈣作為碳酸鈣而析出回收，其中亦包含大量的礦酸、以及礦酸與鈣的鹽，為了將該些分離，需要大量的水及高溫的加熱。因此，專利文獻2所記載的方法的步驟變得繁雜，回收成本變高。再者，若藉由含有二氧化碳的清洗水（含有碳酸氫鈣的水溶液）來清洗煉鋼爐渣並使鈣溶解，則溶解有鈣的清洗水由於含有碳酸氫鈣，因此為中性～弱鹼性。若欲將該清洗液與利用礦酸浸出的液體混合，將利用礦酸浸出的液體中和而使碳酸鈣析出，則藉由礦酸，混合液發生酸性化，水溶液的鈣的溶解量（溶解度）變大。因此，即便碳酸鈣析出，亦於混合液中殘存大量的鈣，從而鈣的回收效率變差。
於專利文獻3所記載的方法中，若欲提高鈣的回收率，則需要進一步增加使Ca化合物溶解的步驟的次數。因此，回收步驟以及使所回收的Ca化合物合併的步驟變得繁雜，回收成本變高。
如上所述，於現有的方法中，若欲提高鈣的回收率，則回收步驟變得繁雜，因此存在回收耗費時間、回收成本變高的問題。相對於此，若可使Ca化合物於CO2 水溶液中的洗提量增多，則認為可容易地提高鈣的回收率。
但是，專利文獻1及專利文獻2中，關於用以使Ca化合物於CO2 水溶液中的洗提量增多的工夫並無任何提示。另外，於專利文獻3所記載的方法中認為，若增加使Ca化合物溶解的步驟的次數，則鈣的總洗提量亦增加，但該方法中，如上所述，存在步驟變得繁雜、回收成本變高的問題。
鑒於所述問題，本發明的目的是提供一種可容易地將更大量的鈣從煉鋼爐渣中洗提至CO2 水溶液中的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法、可實施從該煉鋼爐渣中洗提鈣的方法的裝置、以及對藉由該方法而洗提的鈣進行回收的方法。 [解決課題之手段]
鑒於所述目的，本發明是有關於一種從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法，所述從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法包括：使包含煉鋼爐渣、且導入有二氧化碳的漿料（slurry）中所包含的煉鋼爐渣於洗提·沈降槽的內部沈降，並提高所述漿料中的所述煉鋼爐渣的濃度，將所述煉鋼爐渣的濃度得以提高的漿料從所述洗提·沈降槽中取出的步驟；將所述經取出的漿料中所包含的煉鋼爐渣粉碎或者將所述經取出的漿料中所包含的煉鋼爐渣的表面磨碎的步驟；以及將包含所述經粉碎或磨碎的煉鋼爐渣的漿料再導入至所述洗提·沈降槽中的步驟。
另外，本發明是有關於一種從煉鋼爐渣中回收鈣的方法，所述從煉鋼爐渣中回收鈣的方法包括：藉由所述方法而從煉鋼爐渣中洗提鈣的步驟；以及回收所述已洗提的鈣的步驟。
另外，本發明是有關於一種從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置，所述從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置包含：洗提·沈降槽，投入包含煉鋼爐渣的漿料，並取出藉由內部的煉鋼爐渣的沈降而所述煉鋼爐渣的濃度得以提高的漿料；粉碎部，將從所述洗提·沈降槽中取出的漿料中所包含的煉鋼爐渣粉碎或者將所述經取出的漿料中所包含的煉鋼爐渣的表面磨碎；漿料流路，將從所述洗提·沈降槽中取出的、藉由所述沈降而煉鋼爐渣的濃度得以提高的漿料導入至所述粉碎部，且將包含利用所述粉碎部粉碎或磨碎的煉鋼爐渣的漿料再導入至所述洗提·沈降槽中；以及二氧化碳導入部，將二氧化碳導入至所述漿料中。 [發明的效果]
根據本發明，提供一種可容易地將更大量的鈣從煉鋼爐渣中洗提至CO2 水溶液中的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法、可實施從該煉鋼爐渣中洗提鈣的方法的裝置、以及對藉由該方法而洗提的鈣進行回收的方法。
1. 從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法及裝置 [第1實施形態] 於與本發明有關的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法及裝置的第1實施形態中，當於洗提·沈降槽的內部從煉鋼爐渣中洗提鈣時，於洗提·沈降槽內部的底部側區域中進行漿料中的煉鋼爐渣的粉碎或煉鋼爐渣表面的磨碎（以下，亦將該些的粉碎及磨碎一併稱為「粉碎等」）。此時，於洗提·沈降槽內部的接近液面的上部側區域中，抑制漿料的流動並使所述煉鋼爐渣沈降。另外，使以此種方式粉碎等的煉鋼爐渣與CO2 水溶液接觸，並從煉鋼爐渣中洗提鈣。
再者，所謂粉碎，是指機械地對對象粒子（煉鋼爐渣的粒子）賦予能量，進行破壞從而減小其尺寸。於機械地賦予能量的方法中，有使球（ball）等粉碎介質移動並與對象粒子接觸的方法、使輥或鎚（hammer）等裝置的一部分移動並與對象粒子接觸的方法等。即便僅攪拌對象粒子，亦只是對象粒子與漿料的流動一起移動，因此，無法賦予破壞對象粒子並減小其尺寸那樣的能量。
（煉鋼爐渣的粉碎等） 如上所述，煉鋼爐渣中的鈣是以游離石灰、氫氧化鈣（Ca(OH)2 ）、碳酸鈣（CaCO3 ）、矽酸鈣（Ca2 SiO4 、Ca3 SiO5 ）及氧化鈣鐵鋁（Ca2 (Al1-X FeX )2 O5 ）等的形態存在。
該些中，游離石灰雖容易溶解於CO2 水溶液中，但通常僅於煉鋼爐渣中包含未滿10質量%左右。相對於此，矽酸鈣通常於煉鋼爐渣中包含25質量%～70質量%左右，氧化鈣鐵鋁通常於煉鋼爐渣中包含2質量%～30質量%左右。因此，若更容易將游離石灰以外的Ca化合物（矽酸鈣及氧化鈣鐵鋁等）中所包含的鈣洗提至CO2 水溶液中，則認為可使從煉鋼爐渣向CO2 水溶液中的鈣的洗提量增多，亦能夠以更短的時間從煉鋼爐渣中回收鈣。
但是，矽酸鈣及氧化鈣鐵鋁等通常於CO2 水溶液中的溶解速度緩慢。
另外，鈣於CO2 水溶液中的溶解度高，但矽、鋁及鐵等在CO2 水溶液中的溶解度低。因此，當矽酸鈣及氧化鈣鐵鋁溶解於CO2 水溶液中時，雖洗提鈣，但矽、鋁及鐵等有時成為氫氧化物、碳酸化物或水合物而殘存於煉鋼爐渣的表面。另外，於CO2 水溶液中的溶解度低的矽、鋁及鐵等有時會於一次洗提之後析出於煉鋼爐渣的表面。再者，煉鋼爐渣中的氧化鐵或氧化鈣鐵鋁等中所包含的鐵或錳等亦為溶解度低。因此，當所述氧化鐵或氧化鈣鐵鋁等少量地洗提至CO2 水溶液中時，有時鐵或錳等析出於煉鋼爐渣的表面。於煉鋼爐渣的表面殘存或析出的該些物質阻礙CO2 水溶液與煉鋼爐渣的表面的接觸，因此認為鈣的洗提速度較理想狀態而言變得更緩慢。
另外，來自煉鋼爐渣的鈣的洗提是藉由在煉鋼爐渣的表面附近或內部，Ca化合物與水接觸而發生。此處，於煉鋼爐渣的內部雖亦滲透有某種程度的水，但表面附近與水的接觸量多。因此，鈣於煉鋼爐渣的表面附近更容易洗提。另外，若煉鋼爐渣中所包含的成分溶解於用於鈣的洗提的CO2 水溶液中，則如上所述，有時矽、鋁、鐵及錳或者該些的氫氧化物、碳酸化物及水合物等在煉鋼爐渣的表面殘存或析出。若該些殘存或析出的物質阻礙CO2 水溶液向煉鋼爐渣內部的滲透，則難以從煉鋼爐渣的內部洗提鈣。
相對於此，藉由將煉鋼爐渣粉碎等，而形成所述物質尚未殘存或析出的新的表面，且容易使CO2 水溶液從該連續形成的表面滲透至煉鋼爐渣的內部，從煉鋼爐渣的內部亦能夠容易地洗提鈣。另外，藉由將煉鋼爐渣粉碎等，可增大粒子狀的煉鋼爐渣（以下，亦僅稱為「爐渣粒子」。再者，當僅稱為「煉鋼爐渣」時，是指爐渣粒子及未被破碎或粉碎等為粒子狀的煉鋼爐渣此二者）的表面積，從而進一步增大CO2 水溶液與爐渣粒子的接觸面積。另外，藉由將爐渣粒子的表面磨碎，而將所述殘存或析出的物質去除，CO2 水溶液與爐渣粒子的接觸面積變得更大，且CO2 水溶液容易滲透於爐渣粒子的內部。
此時，若使煉鋼爐渣沈降，挑選粒徑大的爐渣粒子並從洗提·沈降槽中取出，且選擇性地將所取出的爐渣粒子粉碎等，則可提高煉鋼爐渣的粉碎等的效率，從而可容易地從煉鋼爐渣中洗提更大量的鈣。
漿料中的爐渣粒子的粒徑越大，越容易沈降。因此，於本實施形態的方法中，因粒徑大而每單位體積的表面積小，來自表面的鈣的洗提以及CO2 水溶液向內部的滲透不易發生的爐渣粒子沈降且移動至洗提·沈降槽的底部側的區域，並從洗提·沈降槽中被取出。該所取出的爐渣粒子於洗提·沈降槽外部的粉碎部中被粉碎等，且有效率地形成藉由與CO2 水溶液的接觸而容易洗提鈣的新的表面。藉由粉碎等而粒徑變小了的爐渣粒子被再導入至洗提·沈降槽中，但變得不易沈降，因此，進一步與CO2 水溶液的接觸時間變得更長，可更有效率地洗提鈣。
因此，若於洗提·沈降槽中使爐渣粒子沈降，則於洗提·沈降槽的底部側且於區域中，煉鋼爐渣的濃度變高，若進一步使其沈降，則煉鋼爐渣於底部堆積。將包含該些沈降的煉鋼爐渣的漿料選擇性地從洗提·沈降槽中取出並導入至粉碎部中，藉此可效率良好地進行粉碎等。即，所述經取出的漿料由於水的比例變少，因此應粉碎等的爐渣粒子藉由粉碎部而被粉碎的頻率變高，從而更有效率地被粉碎等。將以此種方式粉碎等的煉鋼爐渣再導入至洗提·沈降槽中，並使其與CO2 水溶液接觸，藉此，可容易地從煉鋼爐渣中洗提鈣。所洗提的鈣擴散於洗提·沈降槽的整個內部，於洗提·沈降槽的整個內部得到保持。再者，所取出的漿料由於水的濃度相對變低，因此能夠以溶解狀態進行保持的鈣的量有限。但是，於洗提·沈降槽中，由於漿料中的水的濃度相對高，因此，容易以溶解狀態保持更大量的鈣。藉由該些，認為鈣的洗提總體上變得容易。
關於洗提·沈降槽的高度，就使煉鋼爐渣沈降於下部的觀點而言，宜為0.2 m以上、較佳為0.3 m以上、更佳為0.5 m以上。若提高洗提·沈降槽的高度，並提高漿料的高度，則洗提·沈降槽的底部側區域中的漿料的壓力（靜水壓）提高，且二氧化碳於漿料中的溶解量增加。若二氧化碳的溶解量增加，則來自煉鋼爐渣的鈣的洗提量增加。例如，若將漿料高度提高10 m，則二氧化碳的溶解量成為約2倍。就增加二氧化碳的溶解量並增加鈣的洗提量的觀點而言，洗提·沈降槽越高越好。洗提·沈降槽的高度的上限雖無特別限定，但可設為100.0 m。
為了使爐渣粒子容易沈降，以將洗提·沈降槽內的流速設為100 m/min以下為宜，且以較佳為設為50 m/min以下為宜。
另一方面，根據本發明者等人的見解，漿料中的爐渣粒子若粒徑成為某種程度以下的大小，則變得不易沈降。例如，矽酸鈣的粒子於粒徑為1 μm以下的情況下，於漿料中沈降1 m需要24小時以上。因此，所述方法中，以某種程度以上變小且CO2 水溶液容易滲透至粒子的內部、變得容易洗提鈣的爐渣粒子不易沈降，因此長時間滯留於洗提·沈降槽中並持續洗提鈣。再者，矽、鋁、鐵及錳或者它們的氫氧化物、碳酸化物及水合物等在表面析出的爐渣粒子由於粒徑變大，因此再次沈降，被粉碎等而重新露出表面。
藉由以此種方式進行，而將粒徑大且難以洗提鈣的爐渣粒子導入至粉碎部並優先進行粉碎等，另一方面，可使粒徑小且容易洗提鈣的爐渣粒子長時間滯留於洗提·沈降槽的內部，並持續洗提鈣。因此，所述方法與使用球磨機等對漿料中的爐渣粒子整體進行粉碎等的情況相比，可更有效率地進行由與CO2 水溶液的接觸所帶來的來自煉鋼爐渣的鈣的洗提。
若利用如球磨機等般使包含漿料與球在內的整體一面移動一面粉碎的濕式粉碎機，則對漿料整體進行攪拌，因此，煉鋼爐渣以濃度低的狀態與球接觸並被粉碎等。因此，球磨機等濕式粉碎機的對煉鋼爐渣進行粉碎等的效率差，難以增加鈣的洗提量。相對於此，亦認為，若提高爐渣濃度並置於球磨機之類的濕式粉碎機中，則可增加鈣的洗提量。但是，若提高爐渣濃度，則漿料中的水的量相對減少，因此從煉鋼爐渣中洗提的鈣的濃度立刻達到於水中的溶解限度，且難以從煉鋼爐渣中進一步洗提鈣，因此鈣的洗提量不會增多。
因此，若藉由爐渣的沈降而將爐渣粒子集中或貯存於下部，並從下部取出已沈降的漿料來進行粉碎等，則能夠以爐渣濃度高的狀態進行粉碎等，從而可更有效率地進行煉鋼爐渣的粉碎等。根據該方法，即便增加漿料中的水的量，粉碎等的效率亦不會下降。因此，能夠增加漿料中的洗提鈣的承接盤即水的量，藉由該些而能夠增大鈣的總洗提量。
此時，亦可將攪拌葉輪及攪拌螺桿等煉鋼爐渣取出部配置於洗提·沈降槽的底部，並使堆積於洗提·沈降槽底部的煉鋼爐渣同時移動至洗提·沈降槽的取出口。
例如，本實施形態中的用以提高鈣的洗提量的漿料中的煉鋼爐渣的濃度可將相對於煉鋼爐渣的水的比例（水的體積/煉鋼爐渣的質量）設為10 L/kg以上，較佳為30 L/kg以上，更佳為50 L/kg以上，進而佳為100 L/kg以上。所述比例的上限雖無特別限定，但就提高已沈降的爐渣的粉碎等的效率的觀點而言，可設為700 L/kg以下。
所述漿料只要為使煉鋼爐渣懸浮於水中者即可。就縮短藉由二氧化碳的導入來提高CO2 水溶液的二氧化碳濃度的時間，並縮短用以洗提鈣的時間的觀點而言，所投入的漿料亦可為使煉鋼爐渣懸浮於CO2 水溶液中者。
煉鋼爐渣的種類若為煉鋼步驟中排出的爐渣，則並無特別限定。煉鋼爐渣的例子中包含：轉爐爐渣、預處理爐渣、二次精煉爐渣以及電爐爐渣。
煉鋼爐渣可將煉鋼步驟中所排出者直接使用，亦可使用排出後破碎或粉碎（以下，亦僅稱為「預破碎」）而成者。經預破碎的爐渣粒子的最大粒徑較佳為1000 μm以下。若所述最大粒徑為1000 μm以下，則每單位體積的表面積變大，且CO2 水溶液可充分地滲透至煉鋼爐渣的內部，因此，可藉由與CO2 水溶液的接觸來洗提大量的鈣。煉鋼爐渣可藉由公知的破碎機破碎或粉碎至所述範圍。
就同樣的觀點而言，爐渣粒子的最大粒徑較佳為500 μm以下，更佳為250 μm以下，進而佳為100 μm以下。例如可藉由利用包含鎚磨機、輥磨機及球磨機等的粉碎機，將破碎或粉碎的爐渣粒子進一步粉碎，從而將爐渣粒子的最大粒徑縮小至所述範圍。
煉鋼爐渣亦可為過濾殘留爐渣，其是於加入有水的容器中加入煉鋼爐渣，進行游離石灰與氫氧化鈣的浸出、以及Ca化合物表層的鈣的浸出後，進行過濾而獲得。藉由使用過濾殘留爐渣，可使用以某種程度洗提了鈣的爐渣，因此藉由本實施形態可減輕用以洗提更大量的鈣的負荷。
此時同時獲得的鈣浸出的過濾水（以下，亦僅稱為「爐渣浸出水」）是pH值為11以上的高鹼性的水溶液。爐渣浸出水如後述般，可於回收鈣時用於包含鈣的固體成分的析出（析出步驟）。另外，爐渣浸出水可如酸排水的中和劑等般有效用於需要鹼性水溶液的用途。另外，於使用過濾殘留爐渣並藉由後述的含水靜置來實施水合處理的情況下，亦具有不需要水的混練的優點。
就充分洗提煉鋼爐渣中的鈣的觀點而言，漿料中的爐渣的量較佳為1 g/L以上且100 g/L以下，進而佳為2 g/L以上且40 g/L以下。
另外，就充分洗提煉鋼爐渣中的鈣的觀點而言，洗提·沈降槽中的煉鋼爐渣的粉碎等較佳為以爐渣粒子的最大粒徑成為1000 μm以下、較佳為500 μm以下、更佳為250 μm、進而佳為100 μm以下來進行。
（二氧化碳的導入） 經粉碎等的煉鋼爐渣藉由與CO2 水溶液的接觸而洗提鈣。二氧化碳亦可預先導入至向洗提·沈降槽導入前的漿料中。但是，當鈣洗提時，鈣與二氧化碳反應而生成水溶性碳酸氫鈣，因此隨著鈣的溶解而漿料中的二氧化碳減少。因此，就提高鈣的洗提效率的觀點而言，較佳為於使漿料於洗提·沈降槽與粉碎部之間循環的期間，將二氧化碳導入至漿料中。
若利用粉碎等的機構進行粉碎等並出現新的表面，則與包含二氧化碳的水溶液進行反應，且鈣洗提，因此，於從粉碎等的機構返回到洗提·沈降槽的區間內，二氧化碳濃度處於低的狀態。因此，就容易更長時間地從經粉碎等的煉鋼爐渣中洗提鈣的觀點而言，較佳為於從洗提·沈降槽中取出的漿料穿過粉碎部而被再導入至洗提·沈降槽為止的流路中，將二氧化碳導入至漿料中，宜為爐渣粒子得以粉碎等的漿料被再導入至洗提·沈降槽中的再導入口的附近。
當於洗提·沈降槽中將二氧化碳導入至漿料中時，就進一步提高二氧化碳於漿料中的溶解量的觀點而言，較佳為將二氧化碳導入至壓力變高的洗提·沈降槽的底面側的區域中。進而就防止已沈降的爐渣再次漂浮的觀點而言，較佳為於所堆積的爐渣的上方位置導入二氧化碳。
二氧化碳例如可藉由包含二氧化碳的氣體的起泡（bubbling）（吹入）而導入至漿料中。就提高二氧化碳的溶解速度的觀點而言，較佳為將散氣管、微氣泡發生裝置等包含二氧化碳的氣體的氣泡（泡）的微細化裝置設置於包含二氧化碳的氣體的導入口。
就提高來自爐渣粒子的鈣的洗提性的觀點而言，較佳為於CO2 水溶液中溶解有30 mg/L以上的未離子化的二氧化碳（游離碳酸）。再者，一般的自來水中可包含的游離碳酸的量為3 mg/L以上且20 mg/L以下。
所述包含二氧化碳的氣體可為純粹的二氧化碳氣體，亦可為包含二氧化碳以外的成分（例如氧或氮）的氣體。所述包含二氧化碳的氣體的例子包括：燃燒後的排氣、以及二氧化碳、空氣及水蒸氣的混合氣體。就提高CO2 水溶液中的二氧化碳濃度，並提高Ca化合物（矽酸鈣等）從煉鋼爐渣向CO2 水溶液中的洗提性的觀點而言，所述包含二氧化碳的氣體較佳為包含高濃度（例如90%）的二氧化碳。以下，有時將包含二氧化碳的氣體僅記載為二氧化碳。
（裝置的構成） 圖1是表示於本實施形態中用以從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置的構成的示意圖。圖1所示的從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置100包括：洗提·沈降槽110，投入漿料（圖中影線區域），並使煉鋼爐渣沈降；粉碎部120，將從洗提·沈降槽110中取出的漿料中所包含的、於洗提·沈降槽110的內部沈降的煉鋼爐渣粉碎等；二氧化碳導入部130，將二氧化碳導入至漿料中；漿料流路140，將從洗提·沈降槽110中取出的漿料導入至粉碎部120，且將包含利用粉碎部120粉碎等的煉鋼爐渣的漿料再導入至洗提·沈降槽110。
洗提·沈降槽110是投入漿料的容器。洗提·沈降槽110若為可使投入至容器內部的漿料中所包含的煉鋼爐渣中粒徑比較大的爐渣粒子沈降，並將粒徑比較大的爐渣粒子與粒徑比較小的爐渣粒子分離的大小即可。洗提·沈降槽110於底部側具有漿料取出口112，且於漿料取出口112的上部側（液面側）具有將來自粉碎部120的漿料再導入的漿料再導入口114。由於再導入的漿料中所包含的二氧化碳於洗提·沈降槽110中難以從漿料的表面釋放至大氣中，因此較佳為將漿料再導入口114配置於自洗提·沈降槽110的液面起低0.1 m以上、較佳為0.2 m以上、更佳為0.3 m以上的位置。再者，再導入的漿料中所包含的經粉碎等的煉鋼爐渣中沈降緩慢（容易漂浮）的小粒徑的煉鋼爐渣藉由再導入的漿料的流動而亦擴散至洗提·沈降槽110的上部側。洗提·沈降槽110的底面是為了容易將所堆積的煉鋼爐渣取出而以朝向漿料取出口112變深的方式傾斜的傾斜面。
粉碎部120藉由漿料流路142而與洗提·沈降槽110的漿料取出口112連通，並藉由漿料流路144而與洗提·沈降槽110的漿料再導入口114連通。
粉碎部120對從漿料流路142中導入的漿料中所包含的煉鋼爐渣進行粉碎等。例如，如圖2A及圖2B所示，粉碎部120可設為藉由攪拌來使投入至粉碎容器中的粉碎介質流動的構成。藉由設為此種構成，流動的粉碎介質124a或粉碎介質124b與爐渣粒子接觸，且流動並旋轉的粉碎介質124a或粉碎介質124b於爐渣粒子間滑動，從而可更有效率地將爐渣粒子粉碎等。
圖2A是表示使粉碎容器122a旋轉並使粉碎介質124a流動的粉碎部120a的構成例的示意圖。粉碎部120a是一種如下的連續式的粉碎機構：粉碎容器122a的旋轉軸與漿料流路142及漿料流路144一致，藉由粉碎容器122a的旋轉對從漿料流路142導入的漿料進行攪拌，藉由粉碎介質124a將漿料中的煉鋼爐渣粉碎等並排出至漿料流路144中。粉碎介質124a較佳為投入達到粉碎容器122a的高度中的一半以上的量，以便亦能夠將沿著粉碎容器122a的旋轉軸流通的漿料中的煉鋼爐渣充分地粉碎等，例如，較佳為投入相對於粉碎容器122a的體積而成為70體積%的量。
粉碎容器122a的容積雖無特別限定，但可設為1 L以上且500000 L以下。粉碎容器122a的旋轉速度亦無特別限定，但可設為1 rpm以上且200 rpm以下。
圖2B是表示藉由配置於粉碎容器122b內部的攪拌機構126的旋轉而使粉碎介質124b流動的粉碎部120b的構成例的示意圖。粉碎容器122b是一種如下的連續式的粉碎機構：於容器的底部側與漿料流路142連通，且於容器的上部（液面）側與漿料流路144連通，並將經粉碎等的漿料狀的煉鋼爐渣排出至漿料流路144中。粉碎介質124b較佳為投入達到粉碎容器122b的高度中的一半以上的量，以便亦能夠將於粉碎容器122b中流通的漿料中的煉鋼爐渣充分地粉碎等，例如，較佳為投入相對於粉碎容器122b的體積而成為50體積%的量。
攪拌機構126若為對粉碎介質124b進行攪拌並能夠將爐渣粒子粉碎等的機構即可。例如，攪拌機構126可設為圖3A所示的多個攪拌葉輪126a、以及圖3B所示的攪拌螺桿126b等。該些攪拌機構126利用藉由使旋轉軸體126c旋轉而產生的攪拌葉輪126a或攪拌螺桿126b的旋轉而使粉碎介質124b流動，從而可將爐渣粒子粉碎等。就容易使粉碎介質124b流動、且藉由粉碎介質124b的上下移動而更容易將爐渣粒子粉碎等的觀點而言，各個攪拌葉輪126a較佳為相對於與深度方向大致正交的方向（以下，亦僅稱為「水平方向」）而傾斜配置。另外，攪拌葉輪126a如圖3A所示，可僅配置一級，亦可配置為多級，以便能夠於粉碎容器122中的不同深度下對粉碎介質124b進行攪拌。另外，如圖2B所示，旋轉軸體126c可從粉碎容器122的液面側朝底面側方向延伸出，亦可從粉碎容器122的底面側朝液面側方向延伸出。
粉碎介質124a及粉碎介質124b若為具有可將爐渣粒子粉碎等的材質及大小即可，可使用用於球磨機的公知的球以及用於珠磨機的公知的珠（beads）等。
二氧化碳導入部130將從外部的二氧化碳供給源供給的二氧化碳導入至漿料中。二氧化碳導入部130亦可於洗提·沈降槽110（參照圖1）、漿料流路142、粉碎部120及漿料流路144中的任一者中將二氧化碳導入至漿料中。該些中，就向包含經粉碎等而形成新的表面、變得容易洗提鈣且二氧化碳濃度變低了的煉鋼爐渣的漿料中導入充分量的二氧化碳的觀點而言，二氧化碳導入部130較佳為於粉碎部120或漿料流路144中將二氧化碳導入至漿料中，更佳為於漿料流路144（參照圖4）中將二氧化碳導入至漿料中。另外，就向漿料濃度變低（水的量相對變多）且可洗提充分量的鈣的漿料中導入充分量的二氧化碳的觀點而言，較佳為於洗提·沈降槽110中將二氧化碳導入至漿料中。
二氧化碳導入部130於向洗提·沈降槽110導入二氧化碳的導入口處具有用以將二氧化碳的氣泡加以微細化的氣泡微細化裝置131。本實施形態中，氣泡微細化裝置131為具有多個微細孔的散氣管，從所述微細孔將經微細化的二氧化碳的氣泡導入至洗提·沈降槽110的內部。再者，作為氣泡微細化裝置131，除散氣管以外，亦能夠使用公知的微氣泡發生裝置等。另外，當向漿料流路142、粉碎部120及漿料流路144等中導入二氧化碳時，利用藉由漿料中所包含的煉鋼爐渣的流動而產生的剪切力將二氧化碳的氣泡加以微細化，但為了進一步微細化，亦可配置氣泡微細化裝置131。
當於漿料流路144中將二氧化碳導入至漿料中時，較佳為於粉碎部120的附近且粉碎部120與洗提·沈降槽110之間導入二氧化碳。當於洗提·沈降槽110中將二氧化碳導入至漿料中時，就進一步提高二氧化碳於漿料中的溶解量的觀點而言，較佳為將二氧化碳導入至壓力變高的洗提·沈降槽的底面側的區域中。進而就防止已沈降的爐渣再次漂浮的觀點而言，較佳為於所堆積的爐渣的上方位置導入二氧化碳。再者，當於粉碎部120中將二氧化碳導入至漿料中時，例如可從圖2B所示的粉碎部120b的內部所配置的攪拌機構126中將二氧化碳導入至漿料中。
漿料流路140包括：漿料流路142，從洗提·沈降槽110的漿料取出口112中取出藉由煉鋼爐渣的沈降而煉鋼爐渣的濃度得以提高的漿料並導入至粉碎部120；以及漿料流路144，將包含利用粉碎部120粉碎等的煉鋼爐渣的漿料再導入至洗提·沈降槽110中。
漿料流路142若具有可利用泵146等將煉鋼爐渣的濃度得以提高的漿料從洗提·沈降槽的漿料取出口112中取出並使其流通的流路徑即可。例如，漿料流路142中的漿料的流通速度緩慢（流通量小），沈降至漿料取出口112的煉鋼爐渣可堆積（參照圖5A）。另外，即便漿料流路142中的漿料的流通速度快（流通量大），煉鋼爐渣不堆積於洗提·沈降槽110的底部，於洗提·沈降槽110的底部側的區域中，煉鋼爐渣的濃度亦提高，因此不存在問題（參照圖5B）。
漿料流路144將包含利用粉碎部120粉碎等的煉鋼爐渣的漿料再導入至洗提·沈降槽110中。漿料流路144較佳為以將漿料再導入口114配置於自洗提·沈降槽110的液面起低0.1 m以上、較佳為0.2 m以上、更佳為0.3 m以上的位置的方式設置。再者，當於粉碎部120或漿料流路144中將二氧化碳導入至漿料中時（參照圖4），漿料流路144較佳為以將漿料再導入口114配置於如下位置的方式設置，所述位置較相對於洗提·沈降槽110的從最深部至液面為止的高度而成為一半的高度更深。
再者，圖1～圖5所示的裝置的構成終究為例示，當然能夠於本發明的思想範圍內進行各種變形以及各個圖中示出的構成的任意組合。
例如，如圖6所示，為了容易取出堆積於底面的煉鋼爐渣，洗提·沈降槽110可具有於底面附近攪拌漿料的底面葉輪116。另外，如圖7所示，為了容易扒出並取出堆積於底面的煉鋼爐渣，洗提·沈降槽110亦可具有接近底面並沿底面旋轉的底面接近葉輪118。底面葉輪116及底面接近葉輪118的旋轉速度較佳為緩慢到不妨礙更上部側的煉鋼爐渣沈降的程度，例如可設為30 rpm以下，較佳為10 rpm以下。該些底面葉輪116及底面接近葉輪118較佳為藉由在漿料流路142中穿過而配置的旋轉棒119而從洗提·沈降槽110的底面側受到支撐並進行運轉，以使得即便使洗提·沈降槽110大型化，亦容易藉由該些的運轉來取出堆積於底面的煉鋼爐渣。另外，該些底面葉輪116及底面接近葉輪118較佳為僅配置於洗提·沈降槽110的底面，以使得不會妨礙更上部側的煉鋼爐渣的沈降。
圖6及圖7中亦為，粉碎部120可為圖2A及圖2B等所示的任一形態，二氧化碳導入部130可將二氧化碳於洗提·沈降槽110（參照圖1）、漿料流路142、粉碎部120及漿料流路144（參照圖4）中的任一者中將二氧化碳導入至漿料中。
特別是於洗提·沈降槽110大型化、且底面的面積例如成為0.1 m2 以上的情況下，堆積於底面的煉鋼爐渣難以移動至漿料取出口112，因此，圖6及圖7所示的使堆積於底面的煉鋼爐渣向漿料取出口112移動的煉鋼爐渣取出機構的效果顯著。再者，煉鋼爐渣取出機構不限於圖6所示的底面葉輪及圖7所示的底面接近葉輪，既可為刮刷（wiper）、刮刀（scraper）及刮取器等，亦可為使底面振動的機構。
（效果） 根據本實施形態的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法，期待當於除Ca洗提方法以外的條件（水/爐渣比等）相同的情況下進行比較時，來自煉鋼爐渣的Ca化合物的洗提量進一步增加，且來自煉鋼爐渣的鈣的回收率進一步提高。
[第2實施形態] 於與本發明有關的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法的第2實施形態中，藉由所述第1實施形態洗提鈣之前，對煉鋼爐渣進行水合處理。
圖8是表示本實施形態的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法的例示性的步驟的流程圖。本實施形態中，對煉鋼爐渣進行水合處理（步驟S110），然後藉由所述第1實施形態從煉鋼爐渣中洗提鈣（步驟S130）。
（水合處理：步驟S110） 如上所述，煉鋼爐渣中的鈣是以游離石灰、氫氧化鈣（Ca(OH)2 ）、碳酸鈣（CaOH3 ）、矽酸鈣（Ca2 SiO4 、Ca3 SiO5 ）及氧化鈣鐵鋁（Ca2 (Al1-X FeX )2 O5 ）等化合物的形態存在。
若對該煉鋼爐渣實施水合處理，則例如藉由以下的（式1）所示的反應而由矽酸鈣來生成矽酸鈣水合物與氫氧化鈣（Ca(OH)2 ），或者藉由以下的（式2）所示的反應而由氧化鈣鐵鋁來生成氧化鈣系的水合物（以下，亦將可藉由水合處理而生成的包含鈣的化合物總稱為「Ca水合物」）。 2(2CaO·SiO2 ) + 4H2 O → 3CaO·2SiO2 ·3H2 O + Ca(OH)2 （式1） 2CaO·1/2(Al2 O3 ·Fe2 O3 ) +10H2 O → 1/2(4CaO·Al2 O3 ·19H2 O) + HFeO2 （式2） （式（2）表示於氧化鈣鐵鋁（Ca2 (Al1-X FeX )2 O5 ）中X=1/2時的例子）
藉由所述反應等而生成的Ca水合物容易溶解於CO2 水溶液中。因此，藉由實施水合處理，更容易洗提源於煉鋼爐渣中所包含的矽酸鈣及氧化鈣鐵鋁等的鈣。
如上所述，游離石灰雖容易溶解於CO2 水溶液中，但通常僅於煉鋼爐渣中包含未滿10質量%左右。相對於此，矽酸鈣通常於煉鋼爐渣中包含25質量%～70質量%左右，氧化鈣鐵鋁通常於煉鋼爐渣中包含2質量%～30質量%左右。因此，若藉由水合處理，而更容易將游離石灰以外的Ca化合物（矽酸鈣及氧化鈣鐵鋁等）中所包含的鈣洗提至CO2 水溶液中，則認為可增加從煉鋼爐渣向CO2 水溶液的鈣的洗提量，從而亦能夠以更短的時間從煉鋼爐渣中回收鈣。
另外，藉由水合處理而生成的化合物的體積的合計通常大於反應前的化合物的體積的合計。進而，於水合處理中，煉鋼爐渣中的游離石灰的一部分洗提於處理用的水中。因此，若實施水合處理，則於爐渣粒子的內部產生龜裂，以該龜裂為起點，爐渣粒子容易崩解。若如所述般爐渣粒子崩解，則爐渣粒子的粒徑變小，每單位體積的表面積變大，且水或者CO2 水溶液可充分滲透至煉鋼爐渣的內部，因此於本步驟（步驟S110）中可對大量的Ca化合物進行水合，另外，於鈣的洗提步驟（步驟S130）中可洗提更大量的鈣。
水合處理若以煉鋼爐渣中所包含的Ca化合物、較佳為矽酸鈣或氧化鈣鐵鋁能夠水合的方法及條件進行即可。
水合處理的具體例中包括：將浸漬於水中並沈降的煉鋼爐渣靜置的處理（以下，亦僅稱為「浸漬靜置」）、對浸漬於水中的煉鋼爐渣進行攪拌或粉碎等的處理（以下，亦僅稱為「浸漬攪拌等」）、將包含水與爐渣粒子的糊（paste）靜置的處理（以下，亦僅稱為「糊化靜置」）、以及將煉鋼爐渣靜置於具有充分量的水蒸氣的容器中的處理（以下，亦僅稱為「濕潤靜置」）等。根據該些方法，可使煉鋼爐渣與水充分接觸。水合處理可僅實施所述浸漬靜置、浸漬攪拌等、糊化靜置及濕潤靜置等中的一種，亦可按照任意順序進行該些中的兩種以上。就直至爐渣粒子的內部為止更充分地進行水合處理，且更容易洗提鈣的觀點而言，較佳為利用浸漬攪拌等的水合處理。
浸漬攪拌等可於具有攪拌葉輪的容器內部對浸漬於水中的煉鋼爐渣進行攪拌，亦可利用能夠於所述第1實施形態中使用的洗提·沈降槽或球磨機對煉鋼爐渣一面攪拌一面粉碎等。就直至爐渣粒子的內部為止更充分地進行水合處理、且更容易洗提鈣的觀點而言，浸漬攪拌等較佳為對煉鋼爐渣一面攪拌一面粉碎等。
所述利用水合處理的反應是藉由在煉鋼爐渣的表面附近或內部，Ca化合物與水接觸而發生。此處，於煉鋼爐渣的內部雖亦滲透有某種程度的水，但表面附近與水的接觸量多。因此，Ca水合物於煉鋼爐渣的表面附近更容易生成。另外，若煉鋼爐渣中所包含的成分溶解於水合處理所使用的水中，則與溶解於所述CO2 水溶液中時同樣地，有時Fe、Al、Si及Mn或者該些的氫氧化物、碳酸化物及水合物等在煉鋼爐渣的表面殘存或析出。若該些殘存或析出的物質阻礙水向煉鋼爐渣內部的滲透，則於煉鋼爐渣的內部難以生成Ca水合物。
相對於此，於水合處理中，藉由將浸漬於水中的煉鋼爐渣粉碎等，而增大爐渣粒子的表面積，且水與爐渣粒子的接觸面積變得更大。另外，藉由將浸漬於水中的煉鋼爐渣粉碎等，而連續地形成所述物質尚未殘存或析出的新的表面，且水從該連續地形成的表面滲透至煉鋼爐渣的內部，因此，於煉鋼爐渣的內部亦更容易生成Ca水合物。另外，藉由將煉鋼爐渣的表面磨碎，而所述殘存或析出的物質被去除，水與爐渣粒子的接觸面積變得更大，且水更容易滲透於煉鋼爐渣的內部。
水合處理可利用與第1實施形態中使用的洗提·沈降槽不同的處理裝置來進行，但就使步驟變得簡單的觀點而言，亦可進行於第1實施形態中所使用的洗提·沈降槽的內部或者其他濕式粉碎裝置中的藉由浸漬靜置或者浸漬攪拌等的水合處理，例如於第1實施形態中所使用的洗提·沈降槽或者其他濕式粉碎裝置的內部進行藉由浸漬攪拌等的水合處理。此時，若除了導入二氧化碳以外，進行與第1實施形態同樣的處理或者與利用通常的其他濕式粉碎裝置的粉碎同樣的處理，則可進行藉由浸漬攪拌等的水合處理。再者，若於同一洗提·沈降槽的內部進行藉由所述浸漬攪拌等的水合處理、與第1實施形態的鈣的洗提，而其間未夾雜將漿料從洗提·沈降槽中的排出以及向洗提·沈降槽中的再投入，則不需要漿料的移動等，因此可更容易地進行水合及鈣的洗提。
當藉由浸漬靜置、浸漬攪拌等或者糊化靜置來實施水合處理時，水合處理中使用的水較佳為包含未離子化的游離碳酸以及離子化的碳酸氫根離子（HCO3 - ）等的二氧化碳的含量未滿300 mg/L。若所述二氧化碳的含量未滿300 mg/L，則於水合處理中使用的水中難以洗提游離石灰、氫氧化鈣以外的Ca化合物，因此可將煉鋼爐渣中所包含的鈣的大部分於鈣的洗提步驟中洗提至CO2 水溶液中，鈣的回收步驟不易變得煩雜。另外，若水中二氧化碳含量多，則從游離石灰或氫氧化鈣等中洗提的鈣與二氧化碳進行反應而生成及析出的碳酸鈣覆蓋爐渣粒子的表面，水合反應變得難以進行，但若二氧化碳的含量未滿300 mg/L，則難以產生由所述碳酸鈣的析出對水合反應的阻礙。再者，工業用水中的所述二氧化碳的含量通常未滿300 mg/L。因此，藉由所述浸漬靜置或者浸漬攪拌等的水合處理中所使用的水較佳為並未有意地添加或含有二氧化碳的工業用水。
當藉由浸漬靜置、浸漬攪拌等或者糊化靜置來實施水合處理時，水合處理中使用的水的溫度若為水不會劇烈蒸發的溫度即可。例如，當於大致為大氣壓的條件下對煉鋼爐渣實施水合處理時，水的溫度較佳為100℃以下。其中，當使用高壓釜等以更高的壓力進行水合處理時，只要為進行水合處理時的壓力下的水的沸點以下，則所述水的溫度亦可為100℃以上。具體而言，藉由浸漬靜置或浸漬攪拌等來實施水合處理時的水的溫度較佳為0℃以上且80℃以下。當使用高壓釜等以更高的壓力進行水合處理時，溫度並不特別存在上限，但就裝置的耐壓性及經濟性方面而言，較佳為300℃以下。另外，藉由糊化靜置來實施水合處理時的溫度較佳為0℃以上且70℃以下。
進行水合處理的持續時間可根據爐渣的平均粒徑以及進行水合處理的溫度（包含水或水蒸氣的空氣的溫度）等來任意地設定。爐渣的平均粒徑越小，則進行水合處理的持續時間越短越佳，另外，進行水合處理的溫度越高，則進行水合處理的持續時間越短越佳。
例如，當於常溫下對爐渣粒子的最大粒徑為1000 μm以下的煉鋼爐渣實施藉由浸漬靜置或者浸漬攪拌等的水合處理時，水合處理的持續時間可連續地設為8小時左右，較佳為設為3小時以上且30小時以下。當藉由於40℃以上且70℃以下的水中的浸漬來實施所述水合處理時，水合處理的持續時間較佳為連續地設為0.6小時以上且8小時以下。
另外，當於常溫下對爐渣粒子的最大粒徑為1000 μm以下的煉鋼爐渣實施藉由一面粉碎等一面浸漬攪拌等的水合處理時，水合處理的持續時間較佳為連續地設為0.1小時以上且5小時以下，更佳為設為0.2小時以上且3小時以下。或者，當於常溫下實施藉由一面粉碎等一面浸漬攪拌等的水合處理時，水合處理的持續時間較佳為以爐渣粒子的最大粒徑成為1000 μm以下、較佳為500 μm以下、更佳為250 μm、進而佳為100 μm以下來進行。
另外，水合處理較佳為進行至矽酸鈣充分地成為水合物與氫氧化鈣，或者以及氧化鈣鐵鋁充分地成為氧化鈣系的水合物的程度。例如，水合處理較佳為實施至煉鋼爐渣中所包含的矽酸鈣的量成為50質量%以下為止，或者實施至氧化鈣鐵鋁的量成為20質量%以下為止。
（效果） 根據第2實施形態，可使煉鋼爐渣中所包含的Ca化合物、特別是矽酸鈣及氧化鈣鐵鋁進行水合，而形成更容易洗提至CO2 水溶液中的Ca水合物，因此能夠以更短的時間將更大量的鈣洗提至CO2 水溶液中。另外，第2實施形態中的水合處理可容易地進行，因此實施時的成本的負擔少。
[第3實施形態] 於與本發明有關的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法的第3實施形態中，藉由所述第1實施形態洗提鈣之前，對煉鋼爐渣實施磁選。
圖9是表示本實施形態的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法的例示性的步驟的流程圖。本實施形態中，對煉鋼爐渣實施磁選（步驟S120），然後藉由所述第1實施形態從煉鋼爐渣中洗提鈣（步驟S130）。
（磁選：步驟S120） 磁選可使用公知的磁力分選機來實施。磁力分選機可為乾式，亦可為濕式，可根據煉鋼爐渣（是否為乾燥的狀態，是否為漿料狀）的狀態來選擇。另外，磁力分選機可從滾筒（drum）式、帶（belt）式及固定磁鐵間流動式等中適當選擇，但特別是就容易進行漿料中所包含的煉鋼爐渣的分選、且容易提高磁力並增加磁選量而言，較佳為滾筒式。另外，磁力分選機所使用的磁鐵可為永磁鐵，亦可為電磁鐵。
磁鐵的磁通量密度若為可從煉鋼爐渣中所包含的其他化合物中選擇性地捕獲鐵系化合物及金屬鐵的程度即可，例如可設為0.003 T以上且0.5 T以下，較佳為設為0.005 T以上且0.3 T以下，更佳為設為0.01 T以上且0.15 T以下。
另外，磁選無需實施至將煉鋼爐渣中所包含的鐵系化合物全部去除為止。即便利用磁選從煉鋼爐渣中去除的鐵系化合物的量為少量，亦發揮本發明的效果，即相較於以往而更容易將鈣洗提至CO2 水溶液中。因此，磁選的時間及次數等亦可根據磁選對製造成本造成的影響等而適當選擇。
再者，煉鋼爐渣較佳為於實施磁選之前進行加熱處理。若對煉鋼爐渣進行加熱處理，則鐵系化合物及金屬鐵的磁化提高，且可藉由磁選而將更大量的鐵系化合物去除。所述加熱處理較佳為以300℃以上且1000℃以下進行0.01分鐘以上且60分鐘以下。
煉鋼爐渣於磁選時可為乾燥的狀態，但較佳為分散於水中的漿料狀。關於漿料狀的煉鋼爐渣，藉由水分子的極性或水流等而爐渣粒子容易分散，因此，容易藉由磁力來選擇性地捕獲鐵系化合物及金屬鐵。特別是當爐渣粒子的粒徑為1000 μm以下時，於空氣等氣體中，藉由大氣中的水蒸氣的凝縮所帶來的液交聯力、爐渣粒子間的凡得瓦力（van der waals force）、爐渣粒子間的靜電力等而爐渣粒子容易凝聚，但藉由設為漿料狀，可使爐渣粒子充分地分散。另外，煉鋼爐渣中的金屬鐵微小，因此若煉鋼爐渣乾燥，則難以捕獲，但若將煉鋼爐渣製成漿料狀，則分散於水中的金屬鐵亦容易藉由磁選而捕獲。
藉由磁選將鐵系化合物及金屬鐵去除後的漿料可直接用於第1實施形態的鈣的洗提，但當煉鋼爐渣為漿料狀時，較佳為進行固液分離並將煉鋼爐渣與液體成分分離。固液分離可藉由包括減壓過濾及加壓過濾的公知的方法而進行。藉由所述固液分離而獲得的液體成分（以下，亦僅稱為「磁選水」）除用於漿料化的水以外，亦包含從煉鋼爐渣中洗提的鈣，因此成為鹼性。因此，當從後述的與煉鋼爐渣接觸的洗提鈣之後的CO2 水溶液中使鈣析出時，為了提高CO2 水溶液的pH值，可使用所述液體成分。
另外，藉由磁選而從煉鋼爐渣中去除的磁選去除爐渣如所述般包含大量鐵系化合物及含有金屬鐵等Fe的化合物，因此，可作為高爐或燒結的原料進行再利用。
再者，關於水合處理（第2實施形態）及磁選（第3實施形態），於進行該些的情況下，可僅進行其中任一者，亦可進行兩者。於進行所述兩者的情況下，可先進行水合處理及磁選中的任一者，亦可進行濕式的磁選、或者使實施濕式磁選的漿料循環，從而同時進行兩者。於先進行該些中的任一者的情況下，若先進行水合處理（特別是藉由浸漬攪拌的水合處理）、然後進行磁選，則特別是當使裝置大型化時，鈣的回收率進一步提高，此外，能夠以更短的時間進行整體的處理。
（效果） 根據第3實施形態，認為可抑制包含殘存或析出於煉鋼爐渣表面的鐵的化合物對所述CO2 水溶液與煉鋼爐渣表面的接觸的阻礙、或者抑制包含硬度比較高的鐵的化合物對粉碎或磨碎的阻礙等，從而更容易地將煉鋼爐渣中的Ca洗提至CO2 水溶液中。
另外，根據第3實施形態，煉鋼爐渣中所包含的氧化鈣鐵鋁藉由與CO2 水溶液的接觸而Ca洗提之後變得不易磁化，且不容易進行利用磁選的回收。相對於此，認為藉由與CO2 水溶液接觸之前實施磁選，亦能夠回收煉鋼爐渣中的氧化鈣鐵鋁，且源於氧化鈣鐵鋁的鐵亦能夠更容易地再利用。
2. 從煉鋼爐渣中回收鈣的方法 圖10是與本發明有關的從煉鋼爐渣中回收鈣的方法的流程圖。如圖10所示，本方法包括洗提鈣的步驟（步驟S100）及回收鈣的步驟（步驟S200）。
[洗提鈣的步驟] 於洗提鈣的步驟（步驟S100）中，從煉鋼爐渣中洗提鈣。鈣的洗提若藉由作為所述第1實施形態～第3實施形態而記載的方法來進行即可。
從煉鋼爐渣中洗提鈣之後的漿料被移至與進行了鈣的洗提的洗提·沈降槽不同的容器中，並進行鈣的回收（步驟S200），但只要回收未明顯變得困難，則亦可於進行了鈣的洗提的洗提·沈降槽中進行鈣的回收（步驟S200）。
[回收鈣的步驟] 圖11是表示回收鈣的步驟（步驟S200）的一例的流程圖。如圖11所示，回收鈣的步驟（步驟S200）例如可包括：將煉鋼爐渣與CO2 水溶液分離的步驟（步驟S210：以下亦稱為「分離步驟」）、使鈣析出的步驟（步驟S220：以下亦稱為「析出步驟」）、以及將所析出的固體成分回收的步驟（步驟S230：以下亦稱為「回收步驟」）等。
（分離步驟：煉鋼爐渣與CO2 水溶液的分離） 本步驟中，將溶解有鈣的CO2 水溶液（上清液）與煉鋼爐渣分離（步驟S210）。分離可藉由公知的方法來進行。分離方法的例子中包含過濾、以及將CO2 水溶液靜置而使煉鋼爐渣沈澱的方法。當使爐渣沈澱時，可進而僅回收上清液，或者只要後述步驟中析出的固體成分不會與煉鋼爐渣混合，則亦可於包含上清液及沈澱的煉鋼爐渣的2成分體系中，僅對上清液進行以下的步驟。
（析出步驟：包含鈣的固體成分的析出） 本步驟中，使洗提至CO2 水溶液中的鈣作為包含鈣的固體成分而析出（步驟S220）。洗提至CO2 水溶液中的鈣可藉由公知的方法析出。使洗提至CO2 水溶液中的鈣作為固體成分而析出的方法的例子中包含從CO2 水溶液中去除二氧化碳的方法以及提高CO2 水溶液的pH值的方法。
＜二氧化碳的去除＞ 例如，可從於分離步驟（步驟S210）中與煉鋼爐渣分離的CO2 水溶液中去除二氧化碳，並使於洗提鈣的步驟（步驟S100）中洗提至CO2 水溶液中的鈣析出。此時析出的Ca化合物的例子中包含碳酸鈣、碳酸鈣水合物、以及氫氧化鈣。
從CO2 水溶液中去除二氧化碳的方法並無特別限定。去除二氧化碳的方法的例子中包含（1）氣體的導入、（2）減壓及（3）加熱。
（1）氣體的導入 藉由將具有較CO2 水溶液中的二氧化碳的平衡壓力更低的二氧化碳分壓的氣體導入至溶解有鈣的CO2 水溶液中，可將溶解的二氧化碳與導入的氣體進行置換或使二氧化碳擴散（移行）至導入的氣體的氣泡中，從而將二氧化碳從CO2 水溶液中去除。所導入的氣體可為與水反應的氣體（氯氣、亞硫酸氣體等），但就抑制因藉由導入至CO2 水溶液中而生成的離子與洗提至水中的鈣形成鹽而引起的鈣的析出量減少的觀點而言，較佳為與水的反應性低的氣體。導入至CO2 水溶液中的氣體可為無機系氣體，亦可為有機系氣體。該些中，就即便洩漏至外部、燃燒或爆炸的可能性亦少而言，更佳為無機系氣體。與水的反應性低的無機系氣體的例子中包含空氣、氮、氧、氫、氬及氦以及該些的混合氣體。混合氣體中包含以約4：1的比例包含氮與氧的實施本步驟的環境的空氣。與水的反應性低的有機系氣體的例子中包含甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷及氟碳。
（2）減壓 於1氣壓（約100 kPa）附近及其以下的壓力環境下，若對CO2 水溶液施加的壓力降低，則二氧化碳的溶解度減少。因此，藉由將CO2 水溶液放置於減壓環境下，可從CO2 水溶液中去除二氧化碳。例如，藉由將CO2 水溶液加入至密閉容器中，利用泵等將容器內的空氣排出（除氣），使容器內成為減壓環境，可去除二氧化碳。就進一步增加二氧化碳的去除量的觀點而言，除了減壓以外，亦可同時進行超音波對CO2 水溶液的施加、或者CO2 水溶液的攪拌。
（3）加熱 於1氣壓（約100 kPa）附近及其以下的壓力環境下，若CO2 水溶液的溫度升高，則二氧化碳的溶解度減少。因此，藉由對CO2 水溶液進行加熱，可將二氧化碳從CO2 水溶液中去除。此時，就降低加熱成本的觀點而言，較佳為加熱至水的蒸氣壓不超過環境壓力的範圍內的溫度。例如，於環境壓力為1氣壓時，加熱溫度較佳為未滿100℃。若對CO2 水溶液進行加熱，則不僅二氧化碳被去除，Ca化合物（碳酸鈣）的溶解度亦下降，因此鈣更容易析出。
就進一步增加二氧化碳的去除量的觀點而言，可將所述（1）～（3）加以組合而進行。再者，該些的組合只要考慮氣體或熱的供給機制、佈局、工廠內副產生氣體的利用等來選擇最佳組合即可。
例如，藉由一面將氣體導入至CO2 水溶液中，一面排氣至氣體的導入量以上而形成減壓環境，從而獲得由氣體的導入所帶來的二氧化碳的去除效果與攪拌效果、以及由CO2 水溶液的減壓所帶來的二氧化碳的去除效果，可有效率地去除二氧化碳。此時，藉由進一步加熱，從而進一步促進二氧化碳的去除效果。另外，此時，藉由氣體向CO2 水溶液中的導入的效果與CO2 水溶液的減壓的相加效果，可容易地去除二氧化碳，因此無需提高加熱溫度，可削減加熱成本。
＜pH值的上升＞ 藉由提高與煉鋼爐渣分離的CO2 水溶液的pH值，可使包含鈣的固體成分於CO2 水溶液中析出。二氧化碳於水溶液中的存在狀態由（式3）～（式5）表示。至pH值8.5左右為止是處於（式3）～（式4）的平衡關係，於pH值為8.5以上時處於（式4）～（式5）的平衡關係。將各離子與物質的存在比率示於圖12。此處，[H2 CO3 * ]為將[CO2 ]與[H2 CO3 ]合計所得的量。根據以上，若提高pH值，則至pH值8.5左右為止，認為如（式6）所示，鈣離子（Ca2+ ）與碳酸氫根離子（HCO3 - ）鍵結而成為難溶性的碳酸鈣（CaCO3 ），藉此鈣析出。於pH值為8.5以上時，認為如（式7）所示，藉由鈣離子與碳酸根離子的鍵結反應而成為難溶性的碳酸鈣（CaCO3 ），藉此鈣析出。再者，表示該些二氧化碳的存在狀態與pH值的關係的圖12記載於公知的文獻（例如，「腐蝕·防腐手冊」社團法人腐蝕·防腐協會，2000年，p.155）中。 CO2 + H2 O ⇔ H2 CO3 （式3） H2 CO3 ⇔ H+ + HCO3 - （式4） HCO3 - ⇔ H+ + CO3 2- （式5） Ca2+ + HCO3 - ⇔ H+ + CaCO3 （式6） Ca2+ + CO3 2- ⇔ CaCO3 （式7）
於提高了使煉鋼爐渣接觸包含二氧化碳的水溶液並洗提鈣，且進行固液分離而獲得的水溶液的pH值的情況下，至pH值8.5為止，大部分的Ca析出，因此鈣離子與碳酸氫根離子反應佔主導。
若鈣開始析出，則於CO2 水溶液中產生由碳酸鈣引起的白濁。CO2 水溶液的pH值若提高至藉由目視可確認所述白濁的程度則充分。就使鈣更充分地析出並進一步提高鈣的回收率的觀點而言，相對於在分離步驟（步驟S210）中與煉鋼爐渣分離的CO2 水溶液的pH值，較佳為將pH值提高0.2以上，更佳為提高0.3以上，進而佳為提高1.0以上，特佳為提高1.5以上，最佳為提高2.0以上。
此時，較佳為一面測定CO2 水溶液的pH值一面進行。CO2 水溶液的pH值可藉由公知的玻璃電極法進行測定。
本步驟中，不僅包含鈣，亦包含磷等其他元素的固體成分析出，但依據本發明者的見解，使pH值開始上升後即刻析出的固體成分（以下，亦僅稱為「初期析出物」）的包含磷的化合物（以下，亦僅稱為「磷化合物」）的含有比更高，稍後析出的固體成分（以下亦僅稱為「後期析出物」）的磷的含有比更低。因此，藉由在使pH值上升的中途進行後述的回收步驟（步驟S230）而回收初期析出物，可將磷的比率更高的固體成分與磷的比率更低的固體成分分離而回收。
從煉鋼爐渣中回收的磷化合物可作為磷資源而再利用。因此，若將磷化合物的含量多的固體成分回收，則磷的再利用變得容易。另外，從煉鋼爐渣中回收的Ca化合物可作為煉鐵原料而再利用，但若該煉鐵原料包含磷化合物，則鐵變脆。因此，作為煉鐵原料而再利用的固體成分中，磷化合物的含量較佳為少。因此，若從包含磷及鈣的CO2 水溶液中分別獲得磷化合物的含量多的固體成分、以及磷化合物的含量少的固體成分，則回收的固體成分的純化變得容易或者不需要，且可進一步提高使用所回收的固體成分的製品的品質。
此時，直至CO2 水溶液的pH值上升1.0之前磷的大部分析出。因此，就進一步提高初期析出物中的磷的含有比，且進一步提高後期析出物中的鈣的含有比的觀點而言，初期析出物較佳為於pH值上升1.0之前回收，更佳為於上升0.6之前回收，進而佳為於上升0.4之前回收。
CO2 水溶液的pH值例如可藉由在CO2 水溶液中投入鹼性物質而提高。可投入至CO2 水溶液中的鹼性物質的例子中包含氫氧化鈣、氨及氫氧化鈉。當投入氫氧化鈣、氨或氫氧化鈉時，可將使該些物質溶解於水中而成的溶液添加於所述CO2 水溶液中。氫氧化鈣、氨及氫氧化鈉可為市售者，亦可為包含於廢液及其他的液體中者。於投入廢液中的氫氧化鈣的情況下，例如，可將使碳化鈣（calcium carbide）與水進行反應而製造乙炔時所產生的廢液添加於CO2 水溶液中。另外，亦可將使煉鋼爐渣浸漬於水中而準備的爐渣浸出水、所述磁選水或所述水合處理水投入至所述CO2 水溶液中。爐渣浸出水、磁選水及水合處理水可為藉由將欲回收鈣的煉鋼爐渣浸漬於水中、進行磁選或者水合處理而獲得者，亦可為藉由將其他的煉鋼爐渣浸漬於水中、進行磁選或者水合處理而獲得者。於鹼性物質中，可使用氫氧化鈣、氫氧化鈣主體的廢液、爐渣浸出水、磁選水、水合處理水。雖然包含該些，但大部分為氫氧化鈣，因此，藉由使用該些，可減少所獲得的鈣化合物中氨或鈉等不需要的物質的混入量。另外，與使用殘存於水中的氨或氫氧化鈉的情況不同，不需要鈣化合物回收後所殘存的水的再處理。
若提高CO2 水溶液的pH值，則CO2 水溶液中所包含的少量的Fe、Mn及P等亦作為所述固體成分而析出。因此，藉由本實施形態的方法回收了鈣之後的CO2 水溶液可使排水處理簡化或者不需要排水處理，從而抑制排水處理的成本。
回收了鈣之後的CO2 水溶液幾乎不包含Ca、Fe、Mn、Al、P等金屬元素及CO2 ，因此，能夠於步驟內再利用，從而可實現無排水化。
就進一步提高鈣的回收率的觀點而言，可將二氧化碳的去除與pH值的上升組合來進行。
（回收步驟：固體成分的回收） 本步驟中，將析出步驟（步驟S220）中析出的固體成分回收（步驟S230）。所析出的固體成分可藉由包括減壓過濾及加壓過濾的公知的方法來回收。該固體成分中包含源自煉鋼爐渣的鈣。
以下，參照實施例對本發明進行更具體的說明。再者，該些實施例並不將本發明的範圍限定為以下記載的具體方法。 [實施例]
[實驗1] 準備具有表1所記載的成分比率的煉鋼爐渣。再者，煉鋼爐渣的成分藉由化學分析法進行測定。
[表1]
將表1所示的煉鋼爐渣以直徑成為5 mm以下的方式粉碎後，以750℃加熱40分鐘。加熱後進行氣冷直至成為常溫。然後，進一步將煉鋼爐渣粉碎後，使其通過孔徑106 μm的篩子，將使用了通過篩子後的經粉碎的煉鋼爐渣者用於之後的處理中。
（水合處理：利用球磨機的水合） 準備內徑210 mm的球磨機。向該球磨機中投入0.25 kg的未進行磁選的煉鋼爐渣，並投入1 L的水，從而使煉鋼爐渣成為漿料狀。進而向球磨機內投入總體積（bulk volume）（表觀體積）成為1.3 L的量的球（粉碎介質）。球的直徑為10 mm。然後，使球磨機以30 rpm旋轉，使旋轉的球與煉鋼爐渣接觸，從而將煉鋼爐渣粉碎等。未向漿料狀的煉鋼爐渣中導入二氧化碳。
（磁選） 向所述進行了水合處理的漿料狀的煉鋼爐渣中添加水，使漿料中的合計水量成為12.5 L。將該漿料投入至滾筒式的磁選機中，於滾筒表面的最大磁通量密度為0.07 T、滾筒圓周速度為5 m/min的條件下進行磁選。藉由化學分析法對經磁選後的煉鋼爐渣中的鐵濃度進行測定，結果，最初的煉鋼爐渣中所包含的鐵元素中的40質量%被去除。
（Ca洗提-1：一面進行粉碎等一面進行Ca洗提） 使用具有圖7所示的構成的裝置。洗提·沈降槽為內徑180 mm的圓筒狀，設置有以使沈降、堆積的煉鋼爐渣移動至吸入口的方式於底面側沿著底面並靠近底面而旋轉的葉輪。葉輪以5 rpm進行旋轉。將所述磁選步驟中殘存的漿料或者未進行磁選的漿料投入至所述洗提·沈降槽中，以漿料中的水的合計成為50 L的方式添加水。粉碎等使用圖2A所示的連續式的粉碎部。該粉碎部為內徑100 mm的橫型圓筒狀，於內部放入總容積的75%的f10 mm的球。與該些同時地於洗提·沈降槽的內部將15 L/min的二氧化碳導入至漿料中。
（Ca洗提-2：未進行粉碎的Ca洗提） 從具有圖6所示的構成的裝置上拆下粉碎部，將管連接於拆下後的部分，僅使漿料循環。其他條件與Ca洗提-1相同。
（Ca洗提-3：利用球磨機的容器整體中的粉碎等） 向內徑370 mm的球磨機中投入總體積（表觀體積）成為3.7 L的量的球（粉碎介質）。球的直徑為10 mm。
向該球磨機中投入所述進行了水合處理的煉鋼爐渣，並以合計水量成為30 L的方式添加水之後，使球磨機以30 rpm旋轉，使旋轉的球與煉鋼爐渣接觸，從而將煉鋼爐渣粉碎等。同時將9 L/min的量的二氧化碳導入至煉鋼爐渣懸浮於水中的漿料中。
（鈣洗提量的測定） 表2中示出所述進行了水合、磁選的情況下的鈣洗提率（Ca洗提率）。洗提率的算出方法如下所述。進行30分鐘所述Ca洗提-1～Ca洗提-2中的任一處理後，對漿料進行過濾並將漿料中的CO2 水溶液分離，藉由化學分析法來測定CO2 水溶液中的鈣濃度。根據所測定的CO2 水溶液中的鈣濃度來算出洗提量，並除以Ca洗提步驟中帶入的爐渣的鈣量，從而計算出鈣於CO2 水溶液中的洗提率量。
[表2]
使漿料中所包含的煉鋼爐渣於洗提·沈降槽的內部沈降，並將煉鋼爐渣的濃度得以提高的漿料從洗提·沈降槽中取出，利用粉碎部將煉鋼爐渣粉碎等之後再導入至洗提·沈降槽中的試驗No.1～試驗No.3相較於利用其它方法使煉鋼爐渣與CO2 水溶液接觸的試驗No.4～試驗No.5而言，Ca洗提率高。
本申請案是主張基於2017年11月30日申請的日本申請案編號2017-231024號的優先權的申請案，該申請案的申請專利範圍、說明書及圖式中記載的內容被引用至本申請案。 [產業上之可利用性]
本發明的洗提鈣的方法可容易地提高煉鋼爐渣中的鈣於含有二氧化碳的水溶液中的洗提量，因此作為煉鐵中的鈣資源的回收方法而有用。
100‧‧‧從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置
110‧‧‧洗提·沈降槽
112‧‧‧漿料取出口
114‧‧‧漿料再導入口
116‧‧‧底面葉輪
118‧‧‧底面接近葉輪
119‧‧‧旋轉棒
120、120a、120b‧‧‧粉碎部
122a、122b‧‧‧粉碎容器
124a、124b‧‧‧粉碎介質
126‧‧‧攪拌機構
126a‧‧‧攪拌葉輪
126b‧‧‧攪拌螺桿
126c‧‧‧旋轉軸體
130‧‧‧二氧化碳導入部
131‧‧‧氣泡微細化裝置
140、142、144‧‧‧漿料流路
146‧‧‧泵
S100～S130、S200～S230‧‧‧步驟
圖1是表示於本發明的第1實施形態中用以從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置的構成的示意圖。 圖2A是表示用以從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置所具有的粉碎部的例示性的形態的示意圖，圖2B是表示用以從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置所具有的粉碎部的另一例示性的形態的示意圖。 圖3A是表示圖2B所示的粉碎部所具有的攪拌葉輪（impeller）的例示性的形態的示意圖，圖3B是表示圖2B所示的粉碎部所具有的攪拌螺桿（screw）的例示性的形態的示意圖。 圖4是表示於本發明的第1實施形態中用以從煉鋼爐渣中洗提鈣的進而又一裝置的構成的示意圖。 圖5A及圖5B是表示於本發明的第1實施形態中，於用以從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置中變更漿料的取出速度時的情形的示意圖。 圖6是表示於本發明的第1實施形態中用以從煉鋼爐渣中洗提鈣的進而又一裝置的構成的示意圖。 圖7是表示於本發明的第1實施形態中用以從煉鋼爐渣中洗提鈣的進而又一裝置的構成的示意圖。 圖8是表示本發明的第2實施形態的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法的例示性的步驟的流程圖。 圖9是表示本發明的第3實施形態的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法的例示性的步驟的流程圖。 圖10是與本發明有關的從煉鋼爐渣中回收鈣的方法的流程圖。 圖11是表示與本發明有關的從煉鋼爐渣中回收鈣的方法中的回收鈣的步驟的一例的流程圖。 圖12是表示CO2 水溶液中的各碳酸種類存在比例與pH值的關係的圖表。

Claims (13)

  1. 一種從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法，其包括： 使包含煉鋼爐渣、且導入有二氧化碳的漿料中所包含的所述煉鋼爐渣於洗提·沈降槽的內部沈降，並提高所述漿料中的所述煉鋼爐渣的濃度，將所述煉鋼爐渣的濃度得以提高的所述漿料從所述洗提·沈降槽中取出的步驟； 將經取出的所述漿料中所包含的所述煉鋼爐渣粉碎或者將經取出的所述漿料中所包含的所述煉鋼爐渣的表面磨碎的步驟；以及 將包含經粉碎或磨碎的所述煉鋼爐渣的所述漿料再導入至所述洗提·沈降槽中的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法，其中於將所述漿料從所述洗提·沈降槽中取出的步驟中，同時使堆積於所述洗提·沈降槽的底部的所述煉鋼爐渣向用以從所述洗提·沈降槽中取出所述漿料的漿料取出口移動。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法，其中所述二氧化碳被導入至從所述洗提·沈降槽中取出的所述漿料中，且 導入有所述二氧化碳的所述漿料被再導入至所述洗提·沈降槽中。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法，其中所述二氧化碳被導入至包含經粉碎或磨碎的所述煉鋼爐渣的所述漿料中。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法，其中所述二氧化碳於所述洗提·沈降槽的內部被導入至所述漿料中。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法，其包括： 將包含未經過由沈降引起的所述煉鋼爐渣的濃度上升的所述煉鋼爐渣的所述漿料導入至所述洗提·沈降槽中的步驟，且 經導入的所述漿料中所包含的所述煉鋼爐渣為經水合處理的煉鋼爐渣。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法，其包括： 將包含未經過由沈降引起的所述煉鋼爐渣的濃度上升的所述煉鋼爐渣的所述漿料導入至所述洗提·沈降槽中的步驟，且 經導入的所述漿料中所包含的所述煉鋼爐渣為經磁選的煉鋼爐渣。
  8. 一種從煉鋼爐渣中回收鈣的方法，其包括： 藉由如申請專利範圍第1項或第2項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的方法從煉鋼爐渣中洗提鈣的步驟；以及 對已洗提的所述鈣進行回收的步驟。
  9. 一種從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置，其包含： 洗提·沈降槽，投入包含煉鋼爐渣的漿料，並取出藉由內部的所述煉鋼爐渣的沈降而所述煉鋼爐渣的濃度得以提高的所述漿料； 粉碎部，將從所述洗提·沈降槽中取出的所述漿料中所包含的所述煉鋼爐渣粉碎或者將經取出的所述漿料中所包含的所述煉鋼爐渣的表面磨碎； 漿料流路，將從所述洗提·沈降槽中取出的、藉由沈降而所述煉鋼爐渣的濃度得以提高的所述漿料導入至所述粉碎部，且將包含利用所述粉碎部粉碎或磨碎的所述煉鋼爐渣的所述漿料再導入至所述洗提·沈降槽中； 以及二氧化碳導入部，將二氧化碳導入至所述漿料中。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置，其中所述洗提·沈降槽包括：煉鋼爐渣取出機構，使藉由沈降而堆積於底部的所述煉鋼爐渣向用以從所述洗提·沈降槽中取出所述漿料的漿料取出口移動。
  11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置，其中所述二氧化碳導入部於所述漿料流路或所述粉碎部中將所述二氧化碳導入至所述漿料中。
  12. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置，其中所述二氧化碳導入部於所述粉碎部與所述洗提·沈降槽之間的所述漿料流路中將所述二氧化碳導入至所述漿料中。
  13. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的從煉鋼爐渣中洗提鈣的裝置，其中所述二氧化碳導入部於所述洗提·沈降槽中將所述二氧化碳導入至所述漿料中。
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JP5515638B2 (ja) * 2009-10-30 2014-06-11 Ｊｆｅスチール株式会社 硫黄・Ｃａ含有スラグの処理方法
KR100998916B1 (ko) * 2010-05-14 2010-12-15 주식회사 케이비알에너지텍 탄산가스를 활용한 고순도 탄산칼슘의 제조방법
JP2013142046A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 鉱さい燐酸肥料用原料回収方法
KR20180112808A (ko) * 2016-03-24 2018-10-12 닛신 세이코 가부시키가이샤 제강 슬래그로부터 칼슘을 용출시키는 방법, 및 제강 슬래그로부터 칼슘을 회수하는 방법

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