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JP7750320B2 - Treatment method for ironmaking dust - Google Patents
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JP7750320B2 - Treatment method for ironmaking dust - Google Patents

Treatment method for ironmaking dust

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JP7750320B2 JP2024016625A JP2024016625A JP7750320B2 JP 7750320 B2 JP7750320 B2 JP 7750320B2 JP 2024016625 A JP2024016625 A JP 2024016625A JP 2024016625 A JP2024016625 A JP 2024016625A JP 7750320 B2 JP7750320 B2 JP 7750320B2
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Description

本発明は、製鉄ダストの処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating ironmaking dust.

高炉工程、転炉工程といった製鉄工程で発生するダスト(製鉄ダスト)は、主として鉄を含むため、再び製鉄プロセスに戻してリサイクルする取り組みが古くから行われている。 Dust (steel dust) generated during steelmaking processes such as the blast furnace and converter processes primarily contains iron, so efforts have long been made to recycle it by returning it to the steelmaking process.

しかしながら、製鉄ダストに鉄とともに含まれる亜鉛により、ダストのリサイクル量には亜鉛による制限が課せられている。なぜなら、亜鉛は高炉内で付着物を形成し、高炉操業に悪影響を及ぼすためである。したがって、製鉄ダストのリサイクル推進のためには、製鉄ダストから亜鉛を除去することが必要となる。 However, due to the zinc contained in steelmaking dust along with the iron, the amount of dust that can be recycled is limited by the zinc content. This is because zinc forms deposits inside blast furnaces and has a negative impact on blast furnace operation. Therefore, in order to promote the recycling of steelmaking dust, it is necessary to remove the zinc from the dust.

また、製鉄プロセスにおけるCO削減要求の高まりにより、近年鉄スクラップの利用が増加している。鉄スクラップの表面には亜鉛を含むめっきが施されているため、今後は特に、転炉ダストに含まれる亜鉛が増加することが予想される。 Furthermore, due to growing demands for CO2 reduction in the steelmaking process, the use of scrap iron has increased in recent years. Because scrap iron is coated with zinc, the amount of zinc contained in converter dust is expected to increase in the future.

製鉄ダストから亜鉛を分離する方法は多種多様であるが、例えば簡便な設備で亜鉛を分離できる湿式サイクロン法が広く用いられている。この方法は、製鉄ダスト中の亜鉛は主として微細粒子であるため、製鉄ダストの粗大粒子と微細粒子とを遠心力で篩い分ける(分級する)ことにより、亜鉛を分離回収する方法である。 There are a wide variety of methods for separating zinc from steel dust, but one widely used method is the hydrocyclone method, which can separate zinc using simple equipment. Since the zinc in steel dust is mainly in the form of fine particles, this method separates and recovers zinc by using centrifugal force to sift (classify) the steel dust into coarse and fine particles.

より亜鉛の分離効率を高めることを目的に、例えば特許文献1には、スラリー状の高炉湿ダストに超音波処理を施した後に湿式サイクロンに通し、上側回収物を亜鉛主体回収物、下側回収物を再度湿式サイクロン処理ならびに磁選処理を行うことにより、亜鉛主体回収物と、鉄主体回収物と、カーボン主体回収物とに分別する方法が提案されている。 With the aim of further increasing the efficiency of zinc separation, Patent Document 1, for example, proposes a method in which slurry-like wet blast furnace dust is subjected to ultrasonic treatment and then passed through a wet cyclone, with the upper recovered material being mainly zinc, and the lower recovered material being subjected to wet cyclone treatment and magnetic separation again, thereby separating the material into mainly zinc, mainly iron, and mainly carbon.

特開2013-023720号公報JP 2013-023720 A

特許文献1の亜鉛回収方法は、亜鉛の分離のために多段の湿式分級処理が必要であり、処理が煩雑である。また、2段目の湿式分級処理前に希釈が必要であるが、1段目の分級処理の結果に応じて適切な希釈濃度を設定しないと期待した亜鉛分離能が得られない懸念がある。さらに、磁着物である金属鉄(M.Fe)や酸化第一鉄(FeO)粒子の表面に物理的もしくは化学的に結合した亜鉛は、磁力選別の際にM.FeやFeOに随伴して鉄主体回収物側に移行して、亜鉛の分離効率が低下することが懸念される。 The zinc recovery method described in Patent Document 1 requires multiple wet classification stages to separate zinc, making the process cumbersome. Furthermore, dilution is required before the second-stage wet classification stage, and there is a concern that the expected zinc separation performance may not be achieved unless an appropriate dilution concentration is set based on the results of the first-stage classification stage. Furthermore, there is a concern that zinc physically or chemically bound to the surface of magnetic metallic iron (M.Fe) or ferrous oxide (FeO) particles may migrate to the iron-based recovered product along with M.Fe or FeO during magnetic separation, reducing the zinc separation efficiency.

そこで、本発明の目的は、簡便かつ低コストで製鉄ダストに含まれる亜鉛を分離することができる製鉄ダストの処理方法を提案することにある。 The object of the present invention is to propose a method for treating ironmaking dust that can easily and inexpensively separate the zinc contained in ironmaking dust.

本発明者らは、上記課題を解決する方途について鋭意検討した。その結果、まず高炉ダストと転炉ダストとを混合し、次いで前記混合ダストを湿式分級することにより細粒ダストと粗粒ダストとに分級することが極めて有効であることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The inventors conducted extensive research into ways to solve the above problems. As a result, they discovered that it was extremely effective to first mix blast furnace dust and converter dust, and then wet classify the mixed dust into fine and coarse dust particles, which led to the completion of the present invention.

本発明の要旨構成は以下の通りである。
[1]転炉ダストを含む転炉ダストスラリーと高炉ダストを含む高炉ダストスラリーとを混合して混合ダストスラリーとするダスト混合工程と、
前記混合ダストスラリーを亜鉛の少ない粗粒ダストを含む粗粒ダストスラリーと、亜鉛の多い細粒ダストを含む細粒ダストスラリーとに分離する湿式分級工程と、
分離した前記細粒ダストスラリーを濃縮して濃縮細粒ダストスラリーとする細粒ダスト濃縮工程と、
分離した前記粗粒ダストスラリーに水を混合して希釈して希釈粗粒ダストスラリーとする粗粒ダスト希釈工程と、
前記濃縮細粒ダストスラリーを脱水して細粒ダスト脱水ケーキを得る細粒ダスト脱水工程と、
前記希釈粗粒ダストスラリーを脱水して粗粒ダスト脱水ケーキを得る粗粒ダスト脱水工程と、
を含むことを特徴とする製鉄ダストの処理方法。
The gist and configuration of the present invention are as follows.
[1] A dust mixing step of mixing a converter dust slurry containing converter dust and a blast furnace dust slurry containing blast furnace dust to form a mixed dust slurry;
a wet classification step of separating the mixed dust slurry into a coarse dust slurry containing coarse dust with a low zinc content and a fine dust slurry containing fine dust with a high zinc content;
a fine dust concentrating step of concentrating the separated fine dust slurry to form a concentrated fine dust slurry;
a coarse dust dilution step of mixing the separated coarse dust slurry with water to dilute it to form a diluted coarse dust slurry;
a fine dust dehydration step of dehydrating the concentrated fine dust slurry to obtain a dehydrated fine dust cake;
a coarse dust dewatering step of dewatering the diluted coarse dust slurry to obtain a coarse dust dewatered cake;
A method for treating ironmaking dust, comprising:

[2]前記ダスト混合工程は、得られる前記混合ダストスラリーのトータルFe(T.Fe)の濃度が25質量%以上60質量%以下になるように行う、前記[1]に記載の製鉄ダストの処理方法。 [2] The method for treating iron manufacturing dust described in [1], wherein the dust mixing step is carried out so that the total Fe (T.Fe) concentration of the resulting mixed dust slurry is 25% by mass or more and 60% by mass or less.

[3]前記ダスト混合工程は、得られる前記混合ダストスラリーの濃度が5質量%以上40質量%以下になるように行う、前記[1]または[2]に記載の製鉄ダストの処理方法。 [3] The method for treating ironmaking dust described in [1] or [2], wherein the dust mixing step is carried out so that the concentration of the resulting mixed dust slurry is 5% by mass or more and 40% by mass or less.

[4]前記湿式分級工程は、湿式サイクロンを用いて行う、前記[1]~[3]のいずれか一項に記載の製鉄ダストの処理方法。 [4] The method for treating iron manufacturing dust described in any one of [1] to [3] above, wherein the wet classification step is carried out using a wet cyclone.

[5]前記細粒ダスト濃縮工程は、得られる前記濃縮細粒ダストスラリーの濃度が10質量%以上50質量%以下になるように行う、前記[1]~[4]のいずれか一項に記載の製鉄ダストの処理方法。 [5] The method for treating ironmaking dust described in any one of [1] to [4], wherein the fine dust concentration step is carried out so that the concentration of the resulting concentrated fine dust slurry is 10% by mass or more and 50% by mass or less.

[6]前記粗粒ダスト希釈工程は、得られる前記希釈粗粒ダストスラリーの濃度が10質量%以上50質量%以下になるように行う、前記[1]~[5]のいずれか一項に記載の製鉄ダストの処理方法。 [6] The method for treating ironmaking dust described in any one of [1] to [5], wherein the coarse dust dilution step is carried out so that the concentration of the resulting diluted coarse dust slurry is 10% by mass or more and 50% by mass or less.

[7]前記粗粒ダスト希釈工程において用いる前記水は、前記細粒ダスト濃縮工程において生じた水である、前記[1]~[6]のいずれか一項に記載の製鉄ダストの処理方法。 [7] The method for treating iron manufacturing dust described in any one of [1] to [6], wherein the water used in the coarse dust dilution process is water produced in the fine dust concentration process.

[8]前記細粒ダスト脱水工程は、得られる前記細粒ダスト脱水ケーキの含水率が35質量%以下となるように行う、請求項前記[1]~[7]のいずれか一項に記載の製鉄ダストの処理方法。 [8] The method for treating iron manufacturing dust described in any one of claims [1] to [7], wherein the fine dust dewatering step is carried out so that the moisture content of the resulting fine dust dewatered cake is 35% by mass or less.

[9]前記粗粒ダスト脱水工程は、得られる前記粗粒ダスト脱水ケーキの含水率が35質量%以下となるように行う、請求項前記[1]~[8]のいずれか一項に記載の製鉄ダストの処理方法。 [9] The method for treating iron manufacturing dust described in any one of claims [1] to [8], wherein the coarse dust dewatering step is carried out so that the moisture content of the resulting coarse dust dewatered cake is 35% by mass or less.

[10]前記粗粒ダスト脱水工程において得られた前記粗粒ダスト脱水ケーキを、焼結機もしくは回転炉床炉もしくはロータリーキルンに投入し、鉄源として再利用する、前記[1]~[9]のいずれか一項に記載の製鉄ダストの処理方法。 [10] A method for treating ironmaking dust described in any one of [1] to [9] above, in which the coarse dust dewatered cake obtained in the coarse dust dewatering step is fed into a sintering machine, a rotary hearth furnace, or a rotary kiln, and reused as an iron source.

[11]前記粗粒ダスト脱水工程において得られた前記粗粒ダスト脱水ケーキに、前記細粒ダスト脱水工程において得られた前記細粒ダスト脱水ケーキの少なくとも一部を混練して混合脱水ケーキとし、該混合脱水ケーキを焼結機もしくは回転炉床炉もしくはロータリーキルンに投入して、鉄源として再利用する、前記[1]~[9]のいずれか一項に記載の製鉄ダストの処理方法。 [11] A method for treating iron manufacturing dust according to any one of [1] to [9], wherein the coarse dust dewatered cake obtained in the coarse dust dewatering step is mixed with at least a portion of the fine dust dewatered cake obtained in the fine dust dewatering step to form a mixed dewatered cake, and the mixed dewatered cake is fed into a sintering machine, a rotary hearth furnace, or a rotary kiln to be reused as an iron source.

本発明によれば、簡便かつ低コストで製鉄ダストに含まれる亜鉛を分離することができる。 This invention makes it possible to separate zinc contained in steelmaking dust easily and at low cost.

本発明による製鉄ダストの処理方法の好適な一例のフローチャートを示す図である。FIG. 1 is a flowchart showing a preferred example of a method for treating iron manufacturing dust according to the present invention. 混合ダストスラリーのT.Fe濃度と転炉ダストに対する高炉ダストの質量比との相関を示す図である。1 is a graph showing the correlation between the T.Fe concentration of the mixed dust slurry and the mass ratio of blast furnace dust to converter dust. 混合ダストスラリーのT.Fe濃度と粗粒ダストスラリーのT.Fe濃度との相関を示す図である。1 is a diagram showing the correlation between the T.Fe concentration of a mixed dust slurry and the T.Fe concentration of a coarse dust slurry. 本発明による製鉄ダストの処理方法の好適な別の例のフローチャートを示す図である。FIG. 10 is a flowchart showing another preferred example of a method for treating iron manufacturing dust according to the present invention. 本発明による製鉄ダストの処理方法の好適なさらに別の例のフローチャートを示す図である。FIG. 10 is a flowchart showing yet another preferred example of a method for treating iron manufacturing dust according to the present invention. 比較例に用いた製鉄ダストの処理方法のフローチャートを示す図である。FIG. 1 is a flowchart showing a method for treating iron manufacturing dust used in a comparative example.

(製鉄ダストの処理方法)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明による製鉄ダストの処理方法の好適な一例のフローチャートを示している。本発明による製鉄ダストの処理方法は、転炉ダストを含む転炉ダストスラリーと高炉ダストを含む高炉ダストスラリーとを混合して混合ダストスラリーとするダスト混合工程(ステップS1)と、混合ダストスラリーを亜鉛の少ない粗粒ダストを含む粗粒ダストスラリーと、亜鉛の多い細粒ダストを含む細粒ダストスラリーとに分離する湿式分級工程(ステップS2)と、分離した細粒ダストスラリーを濃縮して濃縮細粒ダストスラリーとする細粒ダスト濃縮工程(ステップS3)と、分離した粗粒ダストスラリーに水を混合して希釈して希釈粗粒ダストスラリーとする粗粒ダスト希釈工程(ステップS4)と、濃縮細粒ダストスラリーを脱水して細粒ダスト脱水ケーキを得る細粒ダスト脱水工程(ステップS5)と、希釈粗粒ダストスラリーを脱水して粗粒ダスト脱水ケーキを得る粗粒ダスト脱水工程(ステップS6)とを含むことを特徴とする。
(Method for treating ironmaking dust)
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. Figure 1 shows a flowchart of a preferred example of a method for treating iron manufacturing dust according to the present invention. The method for treating steelmaking dust according to the present invention includes a dust mixing step (Step S1) of mixing a converter dust slurry containing converter dust with a blast furnace dust slurry containing blast furnace dust to form a mixed dust slurry; a wet classification step (Step S2) of separating the mixed dust slurry into a coarse dust slurry containing coarse dust with little zinc and a fine dust slurry containing fine dust with a lot of zinc; a fine dust concentration step (Step S3) of concentrating the separated fine dust slurry to form a concentrated fine dust slurry; a coarse dust dilution step (Step S4) of mixing the separated coarse dust slurry with water to dilute it to form a diluted coarse dust slurry; a fine dust dewatering step (Step S5) of dewatering the concentrated fine dust slurry to form a dewatered fine dust cake; and a coarse dust dewatering step (Step S6) of dewatering the diluted coarse dust slurry to form a dewatered coarse dust cake.

本発明者らは、簡便かつ低コストで製鉄ダストに含まれる亜鉛を分離する方法について鋭意検討した。高炉ダストならびに転炉ダストは通常、スクラバー等でスラリーとして回収される。本発明者らは、高炉ダストのみを含む高炉ダストスラリー、高炉ダストと転炉ダストとの混合ダストを含む混合ダストスラリー、転炉ダストのみを含む転炉ダストスラリーをそれぞれ湿式サイクロンに流通して、亜鉛の多い細粒ダストを含む細粒ダストスラリーと、亜鉛の少ない粗粒ダストを含む細粒ダストスラリーとに分級し、その挙動を調査した。 The inventors conducted extensive research into a simple, low-cost method for separating zinc from steelmaking dust. Blast furnace dust and converter dust are typically recovered as slurries using scrubbers or similar devices. The inventors passed a blast furnace dust slurry containing only blast furnace dust, a mixed dust slurry containing a mixture of blast furnace dust and converter dust, and a converter dust slurry containing only converter dust through a hydrocyclone to separate the particles into a fine dust slurry containing zinc-rich fine dust and a fine dust slurry containing zinc-poor coarse dust, and investigated their behavior.

その結果、高炉ダストスラリーのみを流通した場合、および高炉ダストと転炉ダストとの混合ダストスラリーを流通した場合には、亜鉛が細粒ダストスラリー側に濃化したのに対し、転炉ダストスラリーのみを流通した場合には、亜鉛が細粒ダストスラリー側にほとんど濃化しなかった。これは、転炉ダストスラリーに含まれる鉄系粒子の粒径と亜鉛の粒径とが近いためと考えられた。また、粗粒ダストスラリー中の鉄の濃度は、高い順に転炉ダストスラリー、高炉ダストと転炉ダストとを含む混合ダストスラリー、高炉ダストスラリーであった。 The results showed that when only blast furnace dust slurry was circulated, and when a mixed dust slurry of blast furnace dust and converter dust was circulated, zinc concentrated in the fine dust slurry, whereas when only converter dust slurry was circulated, zinc hardly concentrated in the fine dust slurry. This is thought to be because the particle size of the iron-based particles contained in the converter dust slurry is similar to the particle size of zinc. Furthermore, the iron concentration in the coarse dust slurries was highest in the converter dust slurry, followed by the mixed dust slurry containing blast furnace dust and converter dust, and then the blast furnace dust slurry.

さらに、サイクロン分級前後の金属鉄(以下、「M.Fe」と記す。)濃度を分析したところ、表1に示すように、いずれの水準においてもサイクロン流通前に比べ、粗粒ダストスラリーのM.Fe濃度が上昇しており、特にM.Feが粗粒側に濃化していることが分かった。また、トータルFe(以下、「T.Fe」と記す。)に対するM.Feの割合を計算すると、粗粒ダストは、サイクロン流通前に比べてT.Feに対するM.Feの割合が上昇していることが明らかとなった。この事実は、鉄源として高炉に戻した際に還元剤比(コークスや補助燃料の使用量)の低減が見込め、鉄源としての価値が向上していることを示唆している。すなわち、亜鉛の分離と鉄源としてのリサイクルメリットとを両立するには、高炉ダストスラリーと転炉ダストスラリーとを混合して混合ダストスラリーとし、得られた混合ダストスラリーを湿式サイクロンに流通すればよいということが分かった。 Furthermore, analysis of metallic iron (hereinafter referred to as "M.Fe") concentrations before and after cyclone classification revealed that, as shown in Table 1, the M.Fe concentration in the coarse dust slurry increased at all levels compared to before passing through the cyclone, with M.Fe particularly concentrating in the coarse particles. Furthermore, calculation of the ratio of M.Fe to total Fe (hereinafter referred to as "T.Fe") revealed that the ratio of M.Fe to T.Fe in the coarse dust increased compared to before passing through the cyclone. This suggests that a reduction in the reducing agent ratio (the amount of coke and auxiliary fuel used) can be expected when the dust is returned to the blast furnace as an iron source, improving its value as an iron source. In other words, it was found that in order to achieve both zinc separation and the recycling benefits as an iron source, it is necessary to mix blast furnace dust slurry and converter dust slurry to prepare a mixed dust slurry and pass the resulting mixed dust slurry through a hydrocyclone.

ただし、高炉ダストスラリーおよび転炉ダストスラリーの濃度は操業状況によって変動することから、単純な流量制御等では一定の混合比に保つことは困難である。しかしながら、本発明者らの調査により、図2に示すように、混合ダストスラリーのT.Feの濃度と、転炉ダストに対する高炉ダストの質量比(高炉ダスト/転炉ダスト)には一定の相関があることが明らかとなった。この相関を参考に高炉ダストスラリーと転炉ダストスラリーとの混合比を調整して湿式サイクロンに導入したところ、得られる混合ダストスラリーのT.Fe濃度が25質量%以上60質量%以下、より好ましくは30質量%以上55質量%以下とすることによって、亜鉛を効率よく分離できることが明らかとなった。 However, because the concentrations of blast furnace dust slurry and converter dust slurry vary depending on operating conditions, it is difficult to maintain a constant mixing ratio through simple flow rate control, etc. However, research by the inventors has revealed that, as shown in Figure 2, there is a certain correlation between the T.Fe concentration of the mixed dust slurry and the mass ratio of blast furnace dust to converter dust (blast furnace dust/converter dust). Taking this correlation into consideration, the mixing ratio of the blast furnace dust slurry and the converter dust slurry was adjusted and introduced into a hydrocyclone. It was found that zinc can be efficiently separated by adjusting the T.Fe concentration of the resulting mixed dust slurry to be 25% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 55% by mass or less.

このように、本発明者らは、高炉ダストスラリーと転炉ダストスラリーとを混合して混合ダストスラリーとし、得られた混合ダストスラリーを湿式分級処理することにより、簡便かつ低コストに亜鉛を分離できることを見出し、本発明を完成させたのである。以下、各工程について説明する。 In this way, the inventors discovered that zinc can be separated easily and at low cost by mixing blast furnace dust slurry and converter dust slurry to form a mixed dust slurry and then wet classifying the resulting mixed dust slurry, thereby completing the present invention. Each step is described below.

<ダスト混合工程>
まず、ステップS1にて、転炉ダストを含む転炉ダストスラリーと高炉ダストを含む高炉ダストスラリーとを混合して混合ダストスラリーとする(ダスト混合工程)。
<Dust mixing process>
First, in step S1, a converter dust slurry containing converter dust and a blast furnace dust slurry containing blast furnace dust are mixed to prepare a mixed dust slurry (dust mixing step).

高炉ダストスラリーと転炉ダストスラリーとの混合比は、これらのダストスラリーの質量比や体積比ではなく、混合ダストスラリーのT.Fe濃度で規定することが好ましい。これは、高炉ならびに転炉の操業状況によって、これらのダストのT.Fe濃度が変動するためである。本工程は、得られる混合ダストスラリーのT.Fe濃度が60質量%以下になるように行うことが好ましい。これは、混合ダストスラリーのT.Fe濃度が60質量%を超えると、転炉ダストの比率が高いことが想定されるため、亜鉛と鉄系粒子との粒度差が小さくなり、分級効率が低下するためである。分級効率の観点からは、本工程は、混合ダストスラリーのT.Fe濃度が55質量%以下になるように行うことがより好ましい。しかしながら、混合ダストスラリーのT.Fe濃度をあまり下げすぎると、亜鉛とそれ以外の元素との比重差が小さくなるため、後段の湿式サイクロンの分級効率が低下する。また、図3に示すように、混合ダストスラリーのT.Fe濃度を下げすぎると、得られる粗粒ダストスラリーのT.Fe濃度が低下し、鉄源としての価値が低下することも懸念される。よって、本工程は、混合ダストスラリーのT.Fe濃度が25質量%以上になるように行うことが好ましく、30質量%以上になるように行うことがより好ましい。 The mixing ratio of the blast furnace dust slurry and the converter dust slurry is preferably determined by the T.Fe concentration of the mixed dust slurry, rather than by the mass or volume ratio of these dust slurries. This is because the T.Fe concentrations of these dusts vary depending on the operating conditions of the blast furnace and converter. This process is preferably performed so that the T.Fe concentration of the resulting mixed dust slurry is 60% by mass or less. This is because if the T.Fe concentration of the mixed dust slurry exceeds 60% by mass, the proportion of converter dust is expected to be high, reducing the particle size difference between zinc and iron-based particles and decreasing the classification efficiency. From the perspective of classification efficiency, this process is more preferably performed so that the T.Fe concentration of the mixed dust slurry is 55% by mass or less. However, if the T.Fe concentration of the mixed dust slurry is reduced too much, the difference in specific gravity between zinc and other elements will decrease, resulting in a decrease in the classification efficiency of the subsequent hydrocyclone. Furthermore, as shown in Figure 3, if the T.Fe concentration of the mixed dust slurry is reduced too much, the T.Fe concentration of the resulting coarse dust slurry will also decrease, raising concerns about its value as an iron source. Therefore, this step is preferably carried out so that the T.Fe concentration of the mixed dust slurry is 25% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more.

また、本工程は、後段の湿式分級工程を考慮し、得られる混合ダストスラリーの濃度が5質量%以上40質量%以下になるように行うことが好ましい。また、本工程は、T.Fe濃度を60質量%以下にしつつ、混合ダストスラリーの濃度が5質量%以上40質量%以下になるように行うことがより好ましい。なお、本明細書において、「混合ダストスラリーの濃度」は、混合ダストスラリーの総質量に対する混合ダスト(固形分)の質量の割合を意味している。 In addition, taking into consideration the subsequent wet classification process, this process is preferably carried out so that the concentration of the resulting mixed dust slurry is 5% by mass or more and 40% by mass or less. It is more preferable to carry out this process so that the T.Fe concentration is 60% by mass or less and the concentration of the mixed dust slurry is 5% by mass or more and 40% by mass or less. In this specification, "concentration of the mixed dust slurry" refers to the ratio of the mass of the mixed dust (solid content) to the total mass of the mixed dust slurry.

転炉ダストスラリーと高炉ダストスラリーとを混合する方法は特に限定されないが、一般的な攪拌槽ならびに撹拌機を用いて、高炉ダストスラリーと転炉ダストスラリーとがなるべく均一に混合されるように混合することが好ましい。 The method for mixing the converter dust slurry and the blast furnace dust slurry is not particularly limited, but it is preferable to use a general mixing tank and mixer to mix the blast furnace dust slurry and the converter dust slurry as uniformly as possible.

<湿式分級工程>
次いで、ステップS2にて、混合ダストスラリーを亜鉛の少ない粗粒ダストを含む粗粒ダストスラリーと、亜鉛の多い細粒ダストを含む細粒ダストスラリーとに分離する(湿式分級工程)。
<Wet classification process>
Next, in step S2, the mixed dust slurry is separated into a coarse dust slurry containing coarse dust with a low zinc content and a fine dust slurry containing fine dust with a high zinc content (wet classification step).

本工程では、混合ダストスラリーを粗粒ダスト(低亜鉛ダスト)スラリーと細粒ダスト(高亜鉛ダスト)スラリーとに分別(粒度分級)する。なお、本発明において、「粗粒ダスト」は、粒径が20μm以上のダスト、「細粒ダスト」は、粒径が20μm未満のダストをそれぞれ意味している。 In this process, the mixed dust slurry is separated (by particle size classification) into a coarse dust (low-zinc dust) slurry and a fine dust (high-zinc dust) slurry. In this invention, "coarse dust" refers to dust with a particle size of 20 μm or more, and "fine dust" refers to dust with a particle size of less than 20 μm.

粒度分級は、篩を用いたり流体中の粒子の沈降速度や移動速度の差を利用したりして(流体分級)行うことができる。流体分級は、重力を用いる方式と遠心力を用いる方式とに大別される。分級の手法は特に限定されないが、流体分級、中でも遠心力を利用する湿式サイクロンを用いることが好ましい。 Particle size classification can be performed using sieves or by taking advantage of differences in the settling or movement speed of particles in a fluid (fluid classification). Fluid classification can be broadly divided into methods that use gravity and methods that use centrifugal force. There are no particular restrictions on the classification method, but fluid classification, especially wet cyclones that use centrifugal force, is preferred.

後述の通り、亜鉛は数μm程度の微細粒子として存在する。篩を用いて分級する場合、篩目を数μmとすれば、亜鉛を選択的に回収できるが、篩目が非常に細かいため目詰まりを起こしやすく、安定的な処理が難しいことが課題である。 As will be explained later, zinc exists as fine particles of about a few microns in size. When classifying using a sieve, zinc can be selectively recovered if the sieve openings are a few microns in size. However, because the sieve openings are so fine, they tend to clog, making stable processing difficult.

また、重力を用いる方式は、沈降速度の差を利用して分級を行う。しかし、混合ダストの全量を重力沈降で分級しようとすると、巨大な沈降槽が必要となること、分級精度が不十分であることが課題である。 Gravity-based methods use differences in settling speed to separate the particles. However, if you try to separate the entire amount of mixed dust using gravity settling, you will need a huge settling tank, and the classification accuracy will be insufficient.

それに対し、湿式サイクロンは、小規模な設備で多量のスラリーを分級可能な点で優れている。また、例えばPlitt, L. R.: A mathematical model of the hydrocyclone classifier, CIM Bulletin (1976), pp.114-123.に記載された式を用いることにより、分級粒径を推算可能である。すなわち、上記文献に記載された式を参考に、サイクロンの下部出口径や入口流量、スラリー濃度等を適切に設定すれば、分級性能を容易に制御可能である利点をも有している。以上の理由から、本工程は、湿式サイクロンを用いて行うことが好ましい。 In contrast, hydrocyclones have the advantage of being able to classify large amounts of slurry using small-scale equipment. Furthermore, the particle size of the particles can be estimated using the equation described in, for example, Plitt, L. R.: A mathematical model of the hydrocyclone classifier, CIM Bulletin (1976), pp. 114-123. In other words, by appropriately setting the cyclone's lower outlet diameter, inlet flow rate, slurry concentration, etc., using the equation described in the above literature as a reference, hydrocyclones have the advantage of being able to easily control the classification performance. For these reasons, it is preferable to use a hydrocyclone for this process.

湿式サイクロンに供給する混合ダストスラリーの濃度は特に限定されないが、濃度が低すぎると、必要なサイクロンの台数が増加して設備効率が低下する。反対に、混合ダストスラリーの濃度が高すぎると閉塞等の設備トラブルの要因になる。そのため、上述のように、混合ダストスラリーの濃度を5質量%以上40質量%以下に調整してから湿式サイクロンに供給することが好ましい。混合ダストスラリーの濃度を5質量%以上40質量%以下の範囲におけるどの濃度に調整するかについては、非特許文献1の式等を参考に決定することが好ましい。 There are no particular restrictions on the concentration of the mixed dust slurry supplied to the wet cyclone, but if the concentration is too low, the number of cyclones required will increase, reducing equipment efficiency. Conversely, if the concentration of the mixed dust slurry is too high, it may lead to equipment problems such as blockages. Therefore, as mentioned above, it is preferable to adjust the concentration of the mixed dust slurry to between 5% and 40% by mass before supplying it to the wet cyclone. The concentration of the mixed dust slurry to be adjusted to within the range of between 5% and 40% by mass is preferably determined by referring to the formula in Non-Patent Document 1, etc.

混合ダストスラリーを湿式サイクロンに流通すると、比重および粒子径が大きいものほど湿式サイクロンの壁面側に、比重および粒子径の小さいものほど湿式サイクロンの中心部に存在する。そして、中心部に存在する微細で比重の小さな粒子は、湿式サイクロン内の上昇流に乗り、湿式サイクロン上部より細粒ダストを含む細粒ダストスラリーとして回収される。それに対して、湿式サイクロン壁面側に存在する粗大で比重の大きな粒子は、湿式サイクロン内の下降流に乗り、粗粒ダストを含む粗粒ダストスラリーとして回収される。 When the mixed dust slurry passes through a hydrocyclone, particles with a larger specific gravity and particle size are closer to the wall of the hydrocyclone, while particles with a smaller specific gravity and particle size are closer to the center. The fine particles with a small specific gravity present in the center ride the upward flow within the hydrocyclone and are recovered from the top of the hydrocyclone as a fine dust slurry containing fine dust. In contrast, the coarse particles with a large specific gravity present on the wall side of the hydrocyclone ride the downward flow within the hydrocyclone and are recovered as a coarse dust slurry containing coarse dust.

高炉ならびに転炉で揮発した亜鉛は、一般に数μm程度の微細粒子として存在し、かつ比重も鉄に比べ小さい傾向がある。そのため、粗粒ダストに比べ細粒ダストに亜鉛がより多く含まれることとなる。それに対して、鉄、特に金属鉄は亜鉛に比べ比重が大きいことから粗粒ダスト側に多く移行する傾向がある。すなわち、粗粒ダストは、湿式サイクロン流通前の高炉ダストに比べて亜鉛濃度が低減していることから、製鉄原料として再利用が可能となる。 Zinc volatilized in blast furnaces and converters generally exists as fine particles of a few microns in size, and its specific gravity tends to be lower than that of iron. As a result, fine dust contains more zinc than coarse dust. In contrast, iron, especially metallic iron, has a higher specific gravity than zinc, so it tends to migrate in greater amounts to the coarse dust side. In other words, coarse dust has a lower zinc concentration than blast furnace dust before passing through the hydrocyclone, making it possible to reuse it as a raw material for steelmaking.

<細粒ダスト濃縮工程>
続いて、ステップS3にて、分離した細粒ダストスラリーを濃縮して濃縮細粒ダストスラリーとする(細粒ダスト濃縮工程)。
<Fine dust concentration process>
Subsequently, in step S3, the separated fine dust slurry is concentrated to form concentrated fine dust slurry (fine dust concentration step).

細粒ダストスラリーは、湿式分級前の混合ダストスラリーに比べ濃度が低く、濃縮を行わずに後段の細粒ダスト脱水工程において脱水機に移送すると、脱水効率が悪い。そこで、細粒ダスト脱水工程に搬送する前に、細粒ダストスラリーを濃縮して濃度を高める。本工程は、細粒ダストスラリー中の水を一定量排出することにより行う。 Fine dust slurry has a lower concentration than the mixed dust slurry before wet classification, and if it is transferred to a dehydrator in the subsequent fine dust dehydration process without being concentrated, the dehydration efficiency will be poor. Therefore, the fine dust slurry is concentrated to increase its concentration before being transported to the fine dust dehydration process. This process is carried out by discharging a certain amount of water from the fine dust slurry.

濃縮の方法については特に限定されないが、例えば沈降槽による濃縮が挙げられる。具体的には、細粒ダストスラリーを沈降槽に導入して細粒ダストを沈降させ、得られた上澄水をオーバーフローにより排出し、固形分である細粒ダストを槽の下側から引き抜くことにより、濃度を高めることができる。 There are no particular limitations on the concentration method, but one example is concentration using a settling tank. Specifically, the fine dust slurry is introduced into a settling tank to allow the fine dust to settle, the resulting supernatant water is discharged via overflow, and the solid fine dust is extracted from the bottom of the tank, thereby increasing the concentration.

濃縮後の細粒ダストスラリーである濃縮細粒ダストスラリーの濃度については、濃縮が高すぎる場合にはハンドリング性が悪化することから、本工程は、得られる濃縮細粒ダストスラリーの濃度が10質量%以上50質量%以下となるように行うことが好ましく、20質量%以上40質量%以下となるように行うことがより好ましい。なお、本明細書において、「濃縮細粒ダストスラリーの濃度」は、濃縮細粒ダストスラリーの総質量に対する細粒ダスト(固形分)の質量の割合を意味している。 Regarding the concentration of the concentrated fine dust slurry, which is the fine dust slurry after concentration, if the concentration is too high, handling becomes difficult. Therefore, this process is preferably carried out so that the concentration of the resulting concentrated fine dust slurry is 10% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less. In this specification, "concentration of concentrated fine dust slurry" refers to the ratio of the mass of fine dust (solids) to the total mass of the concentrated fine dust slurry.

<粗粒ダスト希釈工程>
ステップS3と並行して、ステップS4にて、分離した粗粒ダストスラリーに水を混合して希釈して希釈粗粒ダストスラリーとする(粗粒ダスト希釈工程)。
<Coarse dust dilution process>
In parallel with step S3, in step S4, the separated coarse-particle dust slurry is mixed with water to dilute it, thereby forming a diluted coarse-particle dust slurry (coarse-particle dust dilution step).

粗粒ダストスラリーは、細粒ダストスラリーとは対照的にスラリー濃度が非常に高く、搬送過程で設備閉塞等のトラブルを起こすおそれがある。そのため、本工程では、ハンドリングしやすい濃度まで粗粒ダストスラリーの希釈を行う。 In contrast to fine dust slurry, coarse dust slurry has a very high slurry concentration, which can cause problems such as equipment blockages during the transportation process. Therefore, in this process, the coarse dust slurry is diluted to a concentration that is easy to handle.

希釈後の粗粒ダストスラリーである希釈粗粒ダストスラリーの濃度については、濃度が低すぎても後段の脱水効率が悪い。そのため、本工程は、得られる希釈粗粒ダストスラリーの濃度が10質量%以上50質量%以下になるように行うことが好ましく、20%以上40%以下になるように行うことがより好ましい。なお、本明細書において、「希釈粗粒ダストスラリーの濃度」は、希釈粗粒ダストスラリーの総質量に対する粗粒ダスト(固形分)の質量の割合を意味している。 If the concentration of the diluted coarse dust slurry, which is the coarse dust slurry after dilution, is too low, the efficiency of subsequent dewatering will be poor. Therefore, this process is preferably carried out so that the concentration of the resulting diluted coarse dust slurry is 10% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 40% or less. In this specification, "concentration of diluted coarse dust slurry" refers to the ratio of the mass of coarse dust (solids) to the total mass of the diluted coarse dust slurry.

希釈に用いる水として、新たに工業用水等を用いてもよいが、水資源の節約の観点から、細粒ダストスラリーを濃縮した際に発生する水を活用することが好ましく、例えば図4に示すように、細粒ダストスラリーを沈降槽において濃縮した際に発生する上澄水を活用することがより好ましい。希釈する際には、粗粒ダストスラリーと水とを攪拌槽で均一になるまで攪拌することが好ましい。 The water used for dilution may be new industrial water, etc., but from the perspective of saving water resources, it is preferable to use the water generated when concentrating the fine dust slurry. For example, as shown in Figure 4, it is even more preferable to use the supernatant water generated when concentrating the fine dust slurry in a settling tank. When diluting, it is preferable to stir the coarse dust slurry and water in a stirring tank until they become homogeneous.

なお、ステップS3の細粒ダスト濃縮工程と、ステップS4の粗粒ダスト希釈工程は、上述のように並行して同時に行ってもよいし、いずれか一方の工程を先に行い、他方の工程を後に行ってもよい。 The fine dust concentration process in step S3 and the coarse dust dilution process in step S4 may be carried out simultaneously in parallel as described above, or one of the processes may be carried out first and the other after.

<細粒ダスト脱水工程>
ステップS3の後、ステップS5にて、濃縮細粒ダストスラリーを脱水して、細粒ダスト脱水ケーキを得る(細粒ダスト脱水工程)。
<Fine dust dehydration process>
After step S3, in step S5, the concentrated fine dust slurry is dehydrated to obtain a dehydrated fine dust cake (fine dust dehydration step).

本工程では、濃縮細粒ダストスラリー中の水を機械的に取り除くことによりスラリーの含水率を低減し、残渣である細粒ダスト脱水ケーキを得る。濃縮細粒ダストスラリーの脱水の方法は特に限定されないが、圧搾によりスラリー中の水分を絞るフィルタプレス、遠心力により水と固形分とに分離して水を排出することにより脱水を行う遠心脱水等を用いることができる。 In this process, the water content of the concentrated fine dust slurry is reduced by mechanically removing the water from the slurry, yielding a residue of dehydrated fine dust cake. There are no particular restrictions on the method for dehydrating the concentrated fine dust slurry, but methods that can be used include a filter press, which squeezes out the water from the slurry by squeezing, and centrifugal dehydration, which separates the slurry into water and solids using centrifugal force and then drains the water to dehydrate it.

本工程において得られる細粒ダスト脱水ケーキの含水率が高いと、搬送用の車両のバケット等にダストが付着し歩留が悪化する。そのため、本工程は、細粒ダスト脱水ケーキの含水率が35質量%以下となるように行うことが好ましい。逆に、含水率を下げすぎると搬送中に微粉が舞うおそれがある。そのため、本工程は、細粒ダスト脱水ケーキの含水率が10質量%以上となるように行うことが好ましい。 If the moisture content of the dehydrated fine dust cake obtained in this process is high, the dust will adhere to the bucket of the transport vehicle, etc., resulting in a poor yield. Therefore, this process is preferably carried out so that the moisture content of the dehydrated fine dust cake is 35% by mass or less. Conversely, if the moisture content is lowered too much, fine powder may fly around during transport. Therefore, this process is preferably carried out so that the moisture content of the dehydrated fine dust cake is 10% by mass or more.

<粗粒ダスト脱水工程>
ステップS4の後、ステップS6にて、希釈粗粒ダストスラリーを脱水して、粗粒ダスト脱水ケーキを得る(粗粒ダスト脱水工程)。
<Coarse dust dehydration process>
After step S4, in step S6, the diluted coarse dust slurry is dewatered to obtain a dewatered coarse dust cake (coarse dust dewatering step).

本工程では、希釈粗粒ダストスラリー中の水を機械的に取り除くことによりスラリーの含水率を低減し、残渣である粗粒ダスト脱水ケーキを得る。希釈粗粒ダストスラリーの脱水の方法は、濃縮細粒ダストスラリーの場合と同様に限定されず、フィルタプレス、遠心脱水等を用いることができる。粗粒ダスト脱水ケーキの含水率についても、細粒ダスト脱水ケーキ同様である。そのため、本工程は、粗粒ダスト脱水ケーキの含水率が35質量%以下となるように行うことが好ましい。また、本工程は、粗粒ダスト脱水ケーキの含水率が10質量%以上となるように行うことが好ましい。 In this process, the water in the diluted coarse dust slurry is mechanically removed to reduce the moisture content of the slurry, yielding a residue, a dewatered coarse dust cake. As with the concentrated fine dust slurry, the dewatering method for the diluted coarse dust slurry is not limited, and methods such as filter press and centrifugal dewatering can be used. The moisture content of the dewatered coarse dust cake is the same as that of the dewatered fine dust cake. Therefore, this process is preferably carried out so that the moisture content of the dewatered coarse dust cake is 35% by mass or less. It is also preferable to carry out this process so that the moisture content of the dewatered coarse dust cake is 10% by mass or more.

なお、粗粒ダストについては、分級前に比べ亜鉛の濃度が低減している。そのため、粗粒ダスト脱水工程において得られた粗粒ダスト脱水ケーキを、ステップS7において、焼結機もしくは回転炉床炉もしくはロータリーキルンに投入し、鉄源として再利用することが可能である。 The zinc concentration in the coarse dust is reduced compared to before classification. Therefore, the coarse dust dewatered cake obtained in the coarse dust dewatering process can be fed into a sintering machine, rotary hearth furnace, or rotary kiln in step S7 and reused as an iron source.

あるいは、高炉の亜鉛装入上限に余力がある場合には、図5に示すように、亜鉛装入上限に達するまで、粗粒ダスト脱水工程において得られた粗粒ダスト脱水ケーキに、細粒ダスト脱水工程で得られた細粒ダスト脱水ケーキの少なくとも一部を混練して混合ダスト脱水ケーキとし、該混合ダスト脱水ケーキを、焼結機もしくは回転炉床炉もしくはロータリーキルンに投入し、鉄源として再利用することも可能である。このような操作を行うことにより、粗粒ダストのみを再利用する場合と比べ、ダストのリサイクル量を増加させることが可能である。 Alternatively, if there is a surplus in the blast furnace's zinc charging upper limit, as shown in Figure 5, the coarse dust dewatered cake obtained in the coarse dust dewatering process can be mixed with at least a portion of the fine dust dewatered cake obtained in the fine dust dewatering process until the zinc charging upper limit is reached to form a mixed dust dewatered cake, which can then be fed into a sinter machine, rotary hearth furnace, or rotary kiln and reused as an iron source. By performing this operation, it is possible to increase the amount of dust recycled compared to when only coarse dust is reused.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されない。 The following describes examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
図1に示したフローに従い、高炉ダストスラリーと転炉ダストスラリーとをT.Fe濃度が55質量%以下になるように混合した(ダスト混合工程)。次いで、得られた混合ダストスラリーを湿式サイクロンに流通し、細粒ダストスラリーと粗粒ダストスラリーとに分離した(湿式分級工程)。得られた細粒ダストスラリーは沈降槽を用いて濃縮を行った後(細粒ダスト濃縮工程)、フィルタプレスで脱水を行って細粒ダスト脱水ケーキを得た(細粒ダスト脱水工程)。一方、粗粒ダストについては、工業用水で希釈を行った後(粗粒ダスト希釈工程)、細粒ダストと同様にフィルタプレスで脱水を行って粗粒ダスト脱水ケーキを得た(粗粒ダスト脱水工程)。得られた細粒ダスト脱水ケーキおよび粗粒ダスト脱水ケーキの一部をサンプリングし、全Zn(T.Zn)およびT.Fe濃度の測定を行った。
Example 1
According to the flow chart shown in FIG. 1 , a blast furnace dust slurry and a converter dust slurry were mixed so that the total iron (T.Fe) concentration was 55% by mass or less (dust mixing step). The resulting mixed dust slurry was then passed through a wet cyclone and separated into a fine dust slurry and a coarse dust slurry (wet classification step). The resulting fine dust slurry was concentrated in a settling tank (fine dust concentration step) and then dehydrated using a filter press to obtain a fine dust dehydrated cake (fine dust dehydration step). Meanwhile, the coarse dust was diluted with industrial water (coarse dust dilution step) and then dehydrated using a filter press in the same manner as the fine dust to obtain a coarse dust dehydrated cake (coarse dust dehydration step). Portions of the resulting fine dust dehydrated cake and coarse dust dehydrated cake were sampled, and the total Zn (T.Zn) and T.Fe concentrations were measured.

表2に、混合ダストスラリーおよび湿式分級工程後に得られた粗粒ダストスラリーおよび細粒ダストスラリーのT.ZnおよびT.Fe濃度、M.Fe濃度、ならびにスラリー濃度、脱水ケーキの含水率を示す。また、表2に、T.Zn濃度より以下の式で計算をしたZn除去率も併記する。ここで定義する「Zn除去率」とは、混合ダストに含まれるZnを100とした時に細粒ダストスラリー側に移行するZnの割合を示したものである。
Table 2 shows the T.Zn and T.Fe concentrations, M.Fe concentration, slurry concentration, and moisture content of the dehydrated cake of the mixed dust slurry and the coarse dust slurry and fine dust slurry obtained after the wet classification process. Table 2 also shows the Zn removal rate calculated using the following formula from the T.Zn concentration. The "Zn removal rate" defined here refers to the proportion of Zn that migrates to the fine dust slurry when the Zn contained in the mixed dust is taken as 100.

表2に示す通り、混合ダストスラリーに含まれるZnの61.8%を除去することができた。 As shown in Table 2, 61.8% of the Zn contained in the mixed dust slurry was removed.

また、表2に、T.Fe濃度およびM.Fe濃度より以下の式で計算をしたT.Feに含まれるM.Feの割合も併記する。
Table 2 also shows the percentage of M.Fe contained in T.Fe calculated from the T.Fe concentration and M.Fe concentration using the following formula:

表2に示すとおり、粗粒ダストにおけるT.Feに占めるM.Feの割合は、サイクロン流通前(混合ダストスラリー)と比べて高い値を示すことが分かった。すなわち、鉄源として高炉に戻した際に還元剤比(コークスや補助燃料の使用量)の低減が見込めることが分かった。 As shown in Table 2, the ratio of M.Fe to T.Fe in the coarse dust was found to be higher than that before passing through the cyclone (mixed dust slurry). In other words, it was found that a reduction in the reducing agent ratio (amount of coke and auxiliary fuel used) can be expected when the coarse dust is returned to the blast furnace as an iron source.

(実施例2)
実施例1と同様に、製鉄ダストに対して処理を行った。ただし、図4に示すフローに従って行い、粗粒ダスト希釈工程において粗粒ダストスラリーの希釈に用いる水の一部として、細粒ダスト濃縮工程において発生した上澄水を用いた。その他の条件は、実施例1と全て同じである。
Example 2
The steelmaking dust was treated in the same manner as in Example 1. However, the treatment was carried out according to the flow shown in Figure 4, and the supernatant water generated in the fine dust concentration step was used as part of the water used to dilute the coarse dust slurry in the coarse dust dilution step. All other conditions were the same as in Example 1.

表3に、各スラリーの濃度、T.Zn濃度、T.Fe濃度、M.Fe濃度およびZn除去率、各脱水ケーキの含水率、T.Feに占めるM.Feの割合を示す。 Table 3 shows the concentration of each slurry, total zinc concentration, total iron concentration, mineral iron concentration, and zinc removal rate, as well as the moisture content of each dehydrated cake and the proportion of mineral iron in total iron.

また、表4に、粗粒ダスト希釈工程において用いた工業用水の量を、実施例1と実施例2とで比較した結果を示す。 Table 4 also shows the results of a comparison between the amount of industrial water used in the coarse dust dilution process in Example 1 and Example 2.

表3に示す通り、図4に示したフローに従った方法においても、Zn除去率は71.0%と高いことが分かった。また、実施例1と同様に、粗粒ダストにおけるT.Feに占めるM.Feの割合は、サイクロン流通前(混合ダストスラリー)と比べて高い値を示していた。さらに表4に示すように、粗粒ダストの希釈に用いた工業用水の使用量が約30%減少しており、図4に示すフローに従ってダストを処理することにより、工業用水の使用量の削減も可能なことが分かった。 As shown in Table 3, the method following the flow shown in Figure 4 also achieved a high Zn removal rate of 71.0%. Furthermore, as in Example 1, the ratio of M.Fe to T.Fe in the coarse dust was higher than that before passing through the cyclone (mixed dust slurry). Furthermore, as shown in Table 4, the amount of industrial water used to dilute the coarse dust was reduced by approximately 30%, demonstrating that treating dust according to the flow shown in Figure 4 also makes it possible to reduce the amount of industrial water used.

(実施例3)
実施例1と同様に、製鉄ダストに対して処理を行った。ただし、図5に示すフローに従って行い、粗粒ダスト希釈工程において粗粒ダストスラリーの希釈に用いる水の一部として、細粒ダスト濃縮工程において発生した上澄水を用いた。また、得られた粗粒ダスト脱水ケーキは、全量焼結工程を経て高炉へ鉄源としてリサイクルを行った。一方、得られた細粒ダスト脱水ケーキは、高炉の亜鉛装入上限に達するまで粗粒ダストに混合して高炉へと装入を行った。その他の条件は、実施例1と全て同じである。
Example 3
The steelmaking dust was treated in the same manner as in Example 1. However, the process was carried out according to the flow shown in Figure 5, and the supernatant water generated in the fine dust concentration process was used as part of the water used to dilute the coarse dust slurry in the coarse dust dilution process. The obtained coarse dust dewatered cake was entirely sintered and recycled as an iron source to the blast furnace. Meanwhile, the obtained fine dust dewatered cake was mixed with coarse dust until the upper limit of zinc charging in the blast furnace was reached, and then charged into the blast furnace. All other conditions were the same as in Example 1.

表5にダストのリサイクル量の比較を示す。なお、ダストリサイクル量は実施例1および2を1とした時の相対値で示している。 Table 5 shows a comparison of the amount of dust recycled. Note that the amount of dust recycled is shown as a relative value, with Examples 1 and 2 set to 1.

表5に示すように、図5に示すフローに従うことにより、ダストリサイクル量を1.4倍に増加させることができる。 As shown in Table 5, by following the flow shown in Figure 5, the amount of dust recycled can be increased by 1.4 times.

(比較例)
実施例1と同様に、製鉄ダストに対して処理を行った。ただし、図6に示すフローに従って行い、ダスト混合工程は行わず、高炉ダストスラリーと転炉ダストスラリーとを別々に湿式分級工程に搬送して湿式サイクロンに流通した。その他の条件は、実施例1と全て同じである。
(Comparative Example)
The steelmaking dust was treated in the same manner as in Example 1. However, the treatment was carried out according to the flow shown in Figure 6, except that the dust mixing step was not carried out, and the blast furnace dust slurry and the converter dust slurry were separately transported to the wet classification step and passed through the wet cyclone. All other conditions were the same as in Example 1.

表6に、高炉ダストスラリーについて、各スラリーの濃度、T.Zn濃度、T.Fe濃度およびZn除去率、各脱水ケーキの含水率を示す。また、表7に、転炉ダストスラリーについて、各スラリーの濃度、T.Zn濃度、T.Fe濃度、M.Fe濃度およびZn除去率、各脱水ケーキの含水率、T.Feに占めるM.Feの割合を示す。 Table 6 shows the concentration, total zinc concentration, total iron concentration, zinc removal rate, and moisture content of each dehydrated cake for blast furnace dust slurries. Table 7 shows the concentration, total zinc concentration, total iron concentration, magnesium iron concentration, zinc removal rate, moisture content of each dehydrated cake for converter dust slurries, and the ratio of magnesium iron to total iron.

表6に示すように、高炉ダストスラリーのZn除去率は70.5%と高かった。一方、表7に示すように、転炉ダストスラリーのZn除去率は47.5%と低位であることが分かった。これは、転炉ダストスラリー中のZnとFeとで粒度差が小さいため、ZnとFeとが混在して分級されたためと推察した。 As shown in Table 6, the Zn removal rate for the blast furnace dust slurry was high at 70.5%. On the other hand, as shown in Table 7, the Zn removal rate for the converter dust slurry was found to be low at 47.5%. This is thought to be because the difference in particle size between Zn and Fe in the converter dust slurry is small, resulting in the Zn and Fe being mixed and classified.

一方、高炉ダストスラリーは、元のM.Fe濃度が低いため、粗粒ダストにおいてM.Feが多少濃縮するものの、その濃度は0.3%と低く、Fe源としての価値はサイクロン流通前に比べほとんど向上しないことが明らかとなった。 On the other hand, because the original M.Fe concentration of blast furnace dust slurry is low, although M.Fe is somewhat concentrated in the coarse dust, the concentration is low at 0.3%, and it has become clear that its value as an Fe source is hardly improved compared to before it was passed through the cyclone.

このように、本発明により、高炉ダストおよび転炉ダストから簡便かつ低コストで亜鉛を分離することが可能となった。 In this way, this invention makes it possible to separate zinc from blast furnace dust and converter dust simply and at low cost.

本発明によれば、簡便かつ低コストで製鉄ダストに含まれる亜鉛を分離することができるため、製鉄業において有用である。 This invention allows zinc contained in steelmaking dust to be separated easily and at low cost, making it useful in the steelmaking industry.

Claims (10)

転炉ダストを含む転炉ダストスラリーと高炉ダストを含む高炉ダストスラリーとを混合して混合ダストスラリーとするダスト混合工程と、
前記混合ダストスラリーを亜鉛の少ない粗粒ダストを含む粗粒ダストスラリーと、亜鉛の多い細粒ダストを含む細粒ダストスラリーとに分離する湿式分級工程と、
分離した前記細粒ダストスラリーを濃縮して濃縮細粒ダストスラリーとする細粒ダスト濃縮工程と、
分離した前記粗粒ダストスラリーに水を混合して希釈して希釈粗粒ダストスラリーとする粗粒ダスト希釈工程と、
前記濃縮細粒ダストスラリーを脱水して細粒ダスト脱水ケーキを得る細粒ダスト脱水工程と、
前記希釈粗粒ダストスラリーを脱水して粗粒ダスト脱水ケーキを得る粗粒ダスト脱水工程と、
を含み、
前記ダスト混合工程は、得られる前記混合ダストスラリーのトータルFe(T.Fe)の濃度が25質量%以上60質量%以下になるように行うことを特徴とする製鉄ダストの処理方法。
a dust mixing step of mixing a converter dust slurry containing converter dust and a blast furnace dust slurry containing blast furnace dust to form a mixed dust slurry;
a wet classification step of separating the mixed dust slurry into a coarse dust slurry containing coarse dust with a low zinc content and a fine dust slurry containing fine dust with a high zinc content;
a fine dust concentrating step of concentrating the separated fine dust slurry to form a concentrated fine dust slurry;
a coarse dust dilution step of mixing the separated coarse dust slurry with water to dilute it to form a diluted coarse dust slurry;
a fine dust dehydration step of dehydrating the concentrated fine dust slurry to obtain a dehydrated fine dust cake;
a coarse dust dewatering step of dewatering the diluted coarse dust slurry to obtain a coarse dust dewatered cake;
Including,
A method for treating iron-making dust , characterized in that the dust mixing step is carried out so that the total Fe (T.Fe) concentration of the resulting mixed dust slurry is 25 mass % or more and 60 mass % or less .
前記ダスト混合工程は、得られる前記混合ダストスラリーの濃度が5質量%以上40質量%以下になるように行う、請求項に記載の製鉄ダストの処理方法。 2. The method for treating iron manufacturing dust according to claim 1 , wherein the dust mixing step is carried out so that the concentration of the resulting mixed dust slurry is 5% by mass or more and 40% by mass or less. 前記湿式分級工程は、湿式サイクロンを用いて行う、請求項1または2に記載の製鉄ダストの処理方法。 The method for treating ironmaking dust described in claim 1 or 2, wherein the wet classification process is carried out using a wet cyclone. 前記細粒ダスト濃縮工程は、得られる前記濃縮細粒ダストスラリーの濃度が10質量%以上50質量%以下になるように行う、請求項1または2に記載の製鉄ダストの処理方法。 The method for treating ironmaking dust described in claim 1 or 2, wherein the fine dust concentration process is carried out so that the concentration of the resulting concentrated fine dust slurry is 10% by mass or more and 50% by mass or less. 前記粗粒ダスト希釈工程は、得られる前記希釈粗粒ダストスラリーの濃度が10質量%以上50質量%以下になるように行う、請求項1または2に記載の製鉄ダストの処理方法。 The method for treating ironmaking dust described in claim 1 or 2, wherein the coarse dust dilution process is carried out so that the concentration of the resulting diluted coarse dust slurry is 10% by mass or more and 50% by mass or less. 前記粗粒ダスト希釈工程において用いる前記水は、前記細粒ダスト濃縮工程において生じた水である、請求項1または2に記載の製鉄ダストの処理方法。 The method for treating iron manufacturing dust described in claim 1 or 2, wherein the water used in the coarse dust dilution process is water produced in the fine dust concentration process. 前記細粒ダスト脱水工程は、得られる前記細粒ダスト脱水ケーキの含水率が35質量%以下となるように行う、請求項1または2に記載の製鉄ダストの処理方法。 The method for treating iron manufacturing dust described in claim 1 or 2, wherein the fine dust dewatering process is carried out so that the moisture content of the resulting fine dust dewatered cake is 35% by mass or less. 前記粗粒ダスト脱水工程は、得られる前記粗粒ダスト脱水ケーキの含水率が35質量%以下となるように行う、請求項1または2に記載の製鉄ダストの処理方法。 The method for treating iron manufacturing dust described in claim 1 or 2, wherein the coarse dust dewatering process is carried out so that the moisture content of the resulting coarse dust dewatered cake is 35% by mass or less. 前記粗粒ダスト脱水工程において得られた前記粗粒ダスト脱水ケーキを、焼結機もしくは回転炉床炉もしくはロータリーキルンに投入し、鉄源として再利用する、請求項1または2に記載の製鉄ダストの処理方法。 The method for treating ironmaking dust according to claim 1 or 2, wherein the coarse dust dewatered cake obtained in the coarse dust dewatering step is fed into a sintering machine, a rotary hearth furnace, or a rotary kiln and reused as an iron source. 前記粗粒ダスト脱水工程において得られた前記粗粒ダスト脱水ケーキに、前記細粒ダスト脱水工程において得られた前記細粒ダスト脱水ケーキの少なくとも一部を混練して混合脱水ケーキとし、該混合脱水ケーキを焼結機もしくは回転炉床炉もしくはロータリーキルンに投入して、鉄源として再利用する、請求項1または2に記載の製鉄ダストの処理方法。
3. The method for treating iron manufacturing dust according to claim 1, wherein the coarse dust dewatered cake obtained in the coarse dust dewatering step is mixed with at least a portion of the fine dust dewatered cake obtained in the fine dust dewatering step to form a mixed dewatered cake, and the mixed dewatered cake is fed into a sintering machine, a rotary hearth furnace, or a rotary kiln to be reused as an iron source.
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