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JPS6154094B2 - - Google Patents
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JPS6154094B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6154094B2
JPS6154094B2 JP57021483A JP2148382A JPS6154094B2 JP S6154094 B2 JPS6154094 B2 JP S6154094B2 JP 57021483 A JP57021483 A JP 57021483A JP 2148382 A JP2148382 A JP 2148382A JP S6154094 B2 JPS6154094 B2 JP S6154094B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valuable metals
rotary kiln
amount
dust
atmosphere zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP57021483A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58141345A (en
Inventor
Takashi Watanabe
Yoshiro Suzawa
Kazuharu Yatsunami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Tohshin Seiko Co Ltd
Original Assignee
Tohshin Seiko Co Ltd
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohshin Seiko Co Ltd, Nippon Kokan Ltd filed Critical Tohshin Seiko Co Ltd
Priority to JP57021483A priority Critical patent/JPS58141345A/en
Publication of JPS58141345A publication Critical patent/JPS58141345A/en
Publication of JPS6154094B2 publication Critical patent/JPS6154094B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は、金属製錬炉からの排出ダスト、化
学的処理工程から発生する不溶解残渣、その他工
業廃棄物等から、亜鉛、鉛、カドミウム等の有価
金属を効率よく回収する有価金属の回収方法に関
するものである。 金属製錬炉からの排出ダスト、化学的処理工程
から発生する不溶解残渣、その他工業廃棄物等に
は、亜鉛、鉛、カドミウム等の有価金属を含有す
るものが多く、例えば製鋼用電気炉から発生する
ダストには、Znが約20%、Pbが約4%、Cdが約
0.1%含有され、また亜鉛溶解残渣には、Znが約
28%、Pbが約6%含有されている。 このようなダスト、残渣、工業廃棄物等をその
まま廃棄することは、資源の有効利用上極めて不
経済であり、またこれら有価金属は有害物質でも
あるため、公害上からも大きな問題とされてい
た。 そこで、従来から上記有価金属の回収方法が
種々研究されており、還元揮発回収法が比較的容
易な方法として実用化されている。 この方法は、ロータリキルンその他の還元炉中
に前記ダスト、残渣、工業廃棄物等の被処理物を
装入し、固体炭素質還元剤を使用して高温下にお
いて含有する有価金属を還元揮発せしめた上、こ
れを冷却し、還元された有価金属を金属の状態も
しくは炉内の雰囲気による再酸化の状態で回収す
るものである。 しかるに、上述した従来の方法は処理効率が低
いため、有価金属の回収効率を高めるためには、
大量の還元剤が必要となり、経済的ではない。 そこで本発明者等は、前記有価金属を効率よく
しかも経済的に回収する方法について鋭意研究を
重ねた結果、先にロータリーキルンの出口近傍に
おいて、半ば還元された鉄系金属を再酸化せし
め、この再酸化により発生した反応熱を有効に利
用して有価金属の還元反応を促進し、効率高く有
価金属を回収する方法(以下、基本発明方法とい
う)を開発し、特許出願(特願昭55−110348号
(特公昭57−44737号))を行なつた。 この方法によれば、有価金属の還元反応が活発
化する結果、従来より少量の固体炭素質還元剤に
より効率よく有価金属を回収することができる。
この発明は、上述した基本発明方法の改良に関す
るもので、有価金属の回収効率をより高め、固体
炭素質還元剤および燃料の使用量を一段と低減で
き、ロータリキルンの稼動率を向上することがで
きる有価金属の回収方法を提供するもので、 有価金属および鉄系金属を含有する被処理物
を、コークスと石炭とからなる固体炭素質還元剤
と共にロータリキルンに装入し、前記固体炭素質
還元剤によつて前記被処理物中に含有する前記有
価金属を還元し回収する有価金属の回収方法にお
いて、 前記固体炭素質還元剤の装入量を、被処理物中
に含有される有価金属を還元するための必要量
と、被処理物中に含有される鉄系金属をほぼFeO
程度の酸化度まで還元するための必要量と、前記
両者の必要量の和と同量以下の量との合計量と
し、 ロータリキルンの排出側に設けられた高圧噴霧
バーナからロータリキルン内に燃料を100〜300Kg
G/cmの高圧で噴霧し、ロータリキルンの内圧を
正圧に維持しつつ、操業状態に応じて前記バーナ
の一次空気を酸素富化し、 ロータリキルン内を、その排出側近傍は酸化性
雰囲気帯に、他は還元性雰囲気帯にし、前記還元
性雰囲気帯において、ほぼFeO程度の酸化度まで
還元された鉄系金属を、前記酸化性雰囲気帯で再
酸化して高温の反応熱を発生せしめることによ
り、前記酸化性雰囲気帯に隣接する還元性雰囲気
帯域の温度を急上昇せしめ、かくして、この帯域
において被処理物中の有価金属の還元反応を促進
して、効率高く有価金属を回収することに特徴を
有するものである。 次に、この発明を図面とともに説明する。第1
図には、この発明方法に使用される設備の一例が
概略説明図により示されている。図面において、
1はロータリキルン、2はロータリキルン1にお
ける処理剤の装入口となる入口1a側に設けられ
た炉尻フツド、3はクリンカーの排出口となる出
口1b側に設けられた炉前フツド、4は炉尻フツ
ド2に設けられた装入用シユート、5は炉前フツ
ド3に設けられた高圧噴霧バーナで、バーナ5の
先端はロータリキルン1内に臨んでいる。6は炉
尻フツド2に接続されたダクト、7はチヤンバ、
8はサイクロン、9はバグフイルター式集塵機、
10はフアン、11は煙突、12は集塵されたダ
ストの搬送機構、13は炉前フツド3に設けられ
たシユート、14はロータリクーラである。 ロータリキルン1内の雰囲気は、出口1b側近
傍は酸化性雰囲気に、他は還元性雰囲気に保つ。
ダスト、残渣、工業廃棄物等の被処理物と共にロ
ータリキルン内に装入する固体炭素質還元剤は、
コークスと、揮発分の高い反応性の良好な石炭と
を共に使用する。この固体炭素質還元剤の装入量
は、被処理物中の有価金属を還元するための必要
量と、被処理物中の鉄系金属をほぼFeO程度の酸
化度まで還元するための必要量と、前記両者の必
要量の和と同量以下の量との合計量とするもの
で、これにより、被処理物中の鉄系金属は、金属
鉄まで還元されず、ロータリキルン内を後述する
効果的な温度プロフイルにすることができる。 有価金属を含有する被処理物と、石炭とコーク
スとからなる還元剤とは、炉尻フツド2に設けら
れたシユート4からロータリキルン1内に装入さ
れ、ロータリキルン1の回転によつて矢印15に
示す如く、逐次出口1bへと移動する。 出口1b側には高圧噴霧バーナ5が設けられ、
前記バーナ5から一次空気と共に100〜300KgG/
cm2の高圧で噴霧される例えば灯油の如き燃料の燃
焼によつて、ほぼFeO程度まで還元された被処理
物中の鉄分は再酸化され、そのときの発熱と固体
炭素質還元剤中の余剰分の燃焼熱とにより、出口
1b側近傍のロータリキルン内の温度を急上昇さ
せる。 この結果、被処理物中に含有される有価金属は
活発に還元揮発し、雰囲気中の酸素により酸化さ
れて微粉末となり、炉前フツド3から炉尻フツド
2に向つて矢印16のように流れる排ガスにより
運ばれ、炉尻フツド2から排出される。そして、
ダクト6、チヤンバ7を経てサイクロン8および
バグフイルター式集塵機9で捕集された上、ダス
ト搬送機構12により搬出回収される。一方再酸
化された鉄は、酸化鉄クリンカーとなつて炉前フ
ツド3のシユート13によりロータリキルン1か
ら搬出され、ロータリクーラ14により所定温度
に冷却された後、搬出される。 この発明においては、炉前フツド3にロータリ
キルン1内に向けて高圧噴霧バーナ5を設け、か
つロータリキルン1内の圧力を正圧に維持しつ
つ、操業状態に応じ前記高圧噴霧バーナ5の一次
空気を酸素富化して操業するものである。 即ち、高圧噴霧バーナ5は、100〜300KgG/cm2
の高圧で燃料を霧化するので、普通のバーナのよ
うに6〜7KgG/cm2の圧力で燃料を噴射する場合
に比べ油滴が極めて微粒子となるため、酸素との
接触面積が単位重量当り増大する結果、理論空気
量に近い空気量で完全燃焼する。従つてフレーム
の温度が、普通のバーナの場合の1300〜1400℃で
あるのに対し、高圧噴霧バーナの場合は1500〜
1600℃に達し、一次空気に酸素富化空気を使用す
れば、1600〜2000℃まで上昇させることができ
る。 この結果、ロータリキルン1の出口1b側近傍
の雰囲気温度は高められ還元反応が促進されると
共に、ロータリキルン1の内壁に壁付きの生成す
ることが防止される。 この高圧噴霧バーナ5は、その軸心をロータリ
キルン1の軸心に対し、上下左右に夫々約40度の
範囲でその角度を傾斜させることができ、またバ
ーナ本体の外側に、内面に旋回フインが設けられ
た外管を所定の間隔で補助的に取付けることがで
きるようになつている。従つて、前記旋回フイン
の長さ、取付け位置、旋回角度等の異なる種々の
外管を用意し、状態に応じてこれを外管に取付け
れば、フレームの長さを制御することができ、こ
のフレームの長さおよび温度の制御と、上述した
バーナ角度の制御とによつて、ロータリキルン1
の内壁に生成する壁付きは適確に抑制され、仮り
に若干の壁付きが生成されても、殆んど操業を中
断することなく除去することができる。 またロータリキルン1内の圧力を正圧に維持す
ることにより、空気の余剰率を低くなし、キルン
内の通過ガス量を少なくなしてキルン内を高温に
維持することができる。この場合、ロータリキル
ン1内が過正圧(1.5〜2.0mmH2O)になると高圧
噴霧バーナ5のフレームが吹き消えるおそれが生
ずるが、これは高圧噴霧ガスバーナ5の一次空気
を酸素富化することにより解決できる。このよう
な一次空気の酸素富化は、またロータリキルン1
内の壁付きの防止や除去のための急加熱およびロ
ータリキルン1の出口近傍を高温にする効果があ
る。上述した酸素富化は、一次空気中の酸素分を
3〜10%の範囲で増すのが適当である。 この発明方法の基本思想は、上述したように単
なる還元揮発法ではなく、半ば還元された残留金
属酸化物の再酸化に伴なう反応熱を有効に利用す
ることにあるので、残留物中に再酸化すべき金属
の存在が必要となるが、製錬炉のダスト、金属の
不溶解残渣および産業廃棄物等には、相当量の鉄
分が含まれているので、特に鉄源を追加しなくて
もよい。一般的には、被処理物中に約15%以上の
T、Feが含まれていれば十分である。 第2図には、ロータリーキルン1内の温度プロ
フイルの一例が比較例と共に示されている。図面
において、横軸はロータリーキルンの入口1aか
らの長さで、この例は、ロータリーキルンの全長
が24mの場合であり、また横軸に記したT1〜T5
は、ロータリーキルン内の測温位置である。そし
て縦軸はロータリーキルン内の温度である。 aはロータリーキルン内における還元性雰囲気
帯を、bは同じく酸化性雰囲気帯を示し、実線の
曲線はこの発明方法による温度分布を、1点鎖線
の曲線は前述した基本発明方法の温度分布を、そ
して、点線の曲線は従来の還元揮発回収法におけ
る温度分布を夫々示している。 この発明方法においては、ロータリーキルン内
の温度分布を、その入口からロータリーキルン全
長の約3分の1に当る測温位置T2の点Aまでは
約600℃以下となし、この間において、ダスト中
の酸化鉄は、固体炭素質還元剤中の石炭の揮発分
により、Fe2O3からFe3O4に還元される。前記A
点からロータリーキルン全長の約3分の2に当る
測温位置T4の点Bまでは、約600〜950℃の温度
となし、この間において、前記ダスト中のFe3O4
は、ほぼFeO程度の酸化度まで還元される。 次に、前記B点から酸化性雰囲気帯bの測温位
置T5の点Cに至る間では、ロータリーキルン内
の温度を、約950℃から1400℃以上へと急上昇さ
せる。このような温度の急上昇は、酸化性雰囲気
帯bにおいて生ずる、前記ほぼFeO程度の酸化度
まで還元されたダスト中の鉄分が再酸化し、
Fe3O4となるときの発熱と、固体炭素質還元剤中
の余剰分の燃焼熱とによつてもたらされる。 上記したB点からC点に至る高温区域間の還元
性雰囲気帯において、ダスト中に含有される亜
鉛、鉛、カドミウム等の有価金属は、活撥に還元
し揮発する。このようにして揮発した亜鉛、鉛、
カドミウム等の有価金属は、ロータリーキルン1
内において再酸化し、酸化亜鉛等の含有ダストと
なり、前述した如く炉前フツド3から炉尻フツド
2に向つて、矢印17のように流れる排ガスによ
つて運ばれ、炉尻フツド2から排出されて回収さ
れる。第2図からわかるように、本発明方法の温
度分布は、ロータリーキルン1の入口1aから約
3分の2までは低く維持し、出口1bに近い3分
の1で約1400℃に急上昇する温度プロフイルを形
成している。このような温度分布は、本発明方法
の大きな特徴であり、これによつて、被処理物中
の有価金属を、出口1bに近い3分の1の箇所で
極めて効率高く還元させ、回収することができ、
しかも還元剤の使用量は少なくて済み、ロータリ
ーキルン1の長さも短くてよく、従来方法は勿
論、先願発明と比べても一段と経済的な回収を行
なうことができる。 次に、この発明方法を実施例により説明する。 下記第1表に示す成分組成の製鋼用電気炉ダス
トを、造粒機で造粒して平均粒径12mmのペレツト
となした。
This invention is a method for efficiently recovering valuable metals such as zinc, lead, and cadmium from dust discharged from metal smelting furnaces, undissolved residues generated from chemical treatment processes, and other industrial waste. It is related to. Dust discharged from metal smelting furnaces, undissolved residues generated from chemical processing processes, and other industrial wastes often contain valuable metals such as zinc, lead, and cadmium. The generated dust contains approximately 20% Zn, approximately 4% Pb, and approximately 4% Cd.
0.1%, and the zinc dissolution residue contains about 0.1% Zn.
28%, Pb content is approximately 6%. Disposing of such dust, residue, industrial waste, etc. as is is extremely uneconomical in terms of effective use of resources, and since these valuable metals are also harmful substances, it has been considered a major problem from a pollution standpoint. . Therefore, various methods for recovering the above-mentioned valuable metals have been studied, and the reduction and volatilization recovery method has been put into practical use as a relatively easy method. In this method, the materials to be treated such as dust, residue, industrial waste, etc. are charged into a rotary kiln or other reduction furnace, and the valuable metals contained are reduced and volatilized at high temperatures using a solid carbonaceous reducing agent. This is then cooled and the reduced valuable metals are recovered in a metal state or in a reoxidized state by the atmosphere inside the furnace. However, the conventional methods described above have low processing efficiency, so in order to increase the recovery efficiency of valuable metals,
A large amount of reducing agent is required, which is not economical. Therefore, the inventors of the present invention have conducted intensive research on a method for efficiently and economically recovering the valuable metals, and as a result, they have first reoxidized the semi-reduced iron-based metal near the outlet of the rotary kiln. We developed a method for efficiently recovering valuable metals by effectively utilizing the reaction heat generated by oxidation to promote the reduction reaction of valuable metals (hereinafter referred to as the basic invention method), and filed a patent application (Japanese Patent Application No. 110348-1982). (Special Publication No. 57-44737)). According to this method, as a result of the activation of the reduction reaction of valuable metals, valuable metals can be efficiently recovered using a smaller amount of solid carbonaceous reducing agent than in the past.
This invention relates to an improvement of the basic invention method described above, and it is possible to further increase the recovery efficiency of valuable metals, further reduce the amount of solid carbonaceous reducing agent and fuel used, and improve the operating rate of the rotary kiln. This method provides a method for recovering valuable metals, in which a workpiece containing valuable metals and iron-based metals is charged into a rotary kiln together with a solid carbonaceous reducing agent consisting of coke and coal, and the solid carbonaceous reducing agent In the method for recovering valuable metals by reducing and recovering the valuable metals contained in the object to be treated, FeO
The amount of fuel is the sum of the amount required to reduce the oxidation level to the desired degree of oxidation and the amount equal to or less than the sum of the above two amounts. 100~300Kg
While maintaining the internal pressure of the rotary kiln at a positive pressure, the primary air of the burner is enriched with oxygen depending on the operating conditions, creating an oxidizing atmosphere inside the rotary kiln near its discharge side. The other part is in a reducing atmosphere zone, and the iron-based metal that has been reduced to an oxidation degree of about FeO in the reducing atmosphere zone is reoxidized in the oxidizing atmosphere zone to generate high-temperature reaction heat. The present invention is characterized in that the temperature of the reducing atmosphere zone adjacent to the oxidizing atmosphere zone is rapidly increased, thus promoting the reduction reaction of valuable metals in the object to be treated in this zone, and recovering valuable metals with high efficiency. It has the following. Next, this invention will be explained with reference to the drawings. 1st
In the figure, an example of equipment used in the method of the present invention is shown in a schematic explanatory diagram. In the drawing,
1 is a rotary kiln, 2 is a furnace bottom lid provided on the inlet 1a side that serves as a charging port for processing agents in the rotary kiln 1, 3 is a furnace front lid provided on the outlet 1b side that serves as a clinker discharge port, and 4 is a A charging chute 5 provided in the furnace bottom hood 2 is a high-pressure spray burner provided in the furnace front hood 3, and the tip of the burner 5 faces into the rotary kiln 1. 6 is a duct connected to the furnace bottom hood 2, 7 is a chamber,
8 is a cyclone, 9 is a bag filter type dust collector,
10 is a fan, 11 is a chimney, 12 is a conveyance mechanism for collected dust, 13 is a chute provided in the front hood 3, and 14 is a rotary cooler. The atmosphere inside the rotary kiln 1 is maintained at an oxidizing atmosphere near the outlet 1b and at a reducing atmosphere elsewhere.
The solid carbonaceous reducing agent is charged into the rotary kiln together with the materials to be treated such as dust, residue, and industrial waste.
Coke and highly reactive coal with high volatile content are used together. The amount of this solid carbonaceous reducing agent charged is the amount required to reduce the valuable metals in the object to be treated, and the amount required to reduce the iron-based metals in the object to be oxidized to approximately FeO level. The total amount is equal to or less than the sum of the above two required amounts, and as a result, the iron-based metal in the processed material is not reduced to metallic iron, and the inside of the rotary kiln will be described later. An effective temperature profile can be created. A workpiece containing valuable metals and a reducing agent consisting of coal and coke are charged into the rotary kiln 1 through a chute 4 provided in the bottom lid 2, and are moved in the direction of the arrow by the rotation of the rotary kiln 1. As shown in 15, it sequentially moves to the exit 1b. A high pressure spray burner 5 is provided on the outlet 1b side,
100~300KgG/ with primary air from the burner 5
By burning a fuel such as kerosene that is sprayed at a high pressure of cm2 , the iron content in the material to be treated, which has been reduced to almost FeO level, is reoxidized, resulting in heat generation and surplus in the solid carbonaceous reducing agent. This amount of combustion heat causes the temperature inside the rotary kiln near the outlet 1b to rise rapidly. As a result, the valuable metals contained in the material to be treated are actively reduced and volatilized, oxidized by oxygen in the atmosphere, turned into fine powder, and flow from the front hood 3 toward the bottom hood 2 in the direction of arrow 16. It is carried by the exhaust gas and discharged from the furnace bottom hood 2. and,
The dust passes through a duct 6 and a chamber 7 and is collected by a cyclone 8 and a bag filter type dust collector 9, and then transported and collected by a dust transport mechanism 12. On the other hand, the reoxidized iron becomes iron oxide clinker and is carried out from the rotary kiln 1 through the chute 13 of the furnace front hood 3, cooled to a predetermined temperature by the rotary cooler 14, and then carried out. In this invention, a high-pressure spray burner 5 is provided in the front hood 3 toward the inside of the rotary kiln 1, and while maintaining the pressure inside the rotary kiln 1 at a positive pressure, the primary It operates by enriching the air with oxygen. That is, the high pressure spray burner 5 is 100 to 300KgG/cm 2
Since the fuel is atomized at a high pressure of 6 to 7 KgG/cm 2 like a normal burner, the oil droplets become extremely fine particles, so the contact area with oxygen is reduced per unit weight. As a result, complete combustion occurs with an air amount close to the theoretical air amount. Therefore, while the temperature of the flame is 1300-1400℃ for ordinary burners, it is 1500-1500℃ for high-pressure spray burners.
It reaches 1600℃ and can be raised to 1600-2000℃ if oxygen-enriched air is used as the primary air. As a result, the ambient temperature near the outlet 1b of the rotary kiln 1 is increased, the reduction reaction is promoted, and the formation of a wall on the inner wall of the rotary kiln 1 is prevented. This high-pressure spray burner 5 can be tilted at an angle of about 40 degrees vertically and horizontally with respect to the axis of the rotary kiln 1, and has a rotating fin on the outside and inside of the burner body. It is possible to supplementally attach outer tubes provided with this at predetermined intervals. Therefore, by preparing various outer tubes with different lengths, mounting positions, rotation angles, etc. of the swivel fins and attaching them to the outer tube according to the situation, the length of the frame can be controlled. By controlling the length and temperature of this frame and controlling the burner angle described above, the rotary kiln 1
The formation of walls on the inner walls of the pipe is accurately suppressed, and even if some walls are formed, they can be removed with almost no interruption to operation. Furthermore, by maintaining the pressure inside the rotary kiln 1 at a positive pressure, the surplus air ratio can be kept low, the amount of gas passing through the kiln can be reduced, and the inside of the kiln can be maintained at a high temperature. In this case, if the inside of the rotary kiln 1 becomes excessively positive pressure (1.5 to 2.0 mmH 2 O), there is a risk that the flame of the high-pressure spray burner 5 will blow out, but this is because the primary air of the high-pressure spray gas burner 5 is enriched with oxygen. This can be solved by Such oxygen enrichment of the primary air is also achieved in rotary kiln 1.
This has the effect of rapid heating to prevent or remove internal walls and to raise the temperature near the outlet of the rotary kiln 1 to a high temperature. The oxygen enrichment mentioned above is suitably carried out by increasing the oxygen content in the primary air in the range of 3 to 10%. The basic idea of the method of this invention is not just a reductive volatilization method as mentioned above, but is to effectively utilize the reaction heat accompanying the reoxidation of the partially reduced residual metal oxide. Although the presence of metal to be reoxidized is required, since smelting furnace dust, undissolved metal residue, industrial waste, etc. contain a considerable amount of iron, no additional iron source is required. It's okay. Generally, it is sufficient that the material to be treated contains about 15% or more of T and Fe. FIG. 2 shows an example of the temperature profile within the rotary kiln 1 along with a comparative example. In the drawing, the horizontal axis is the length from the entrance 1a of the rotary kiln, and in this example, the total length of the rotary kiln is 24 m, and T 1 to T 5 written on the horizontal axis
is the temperature measurement position inside the rotary kiln. The vertical axis is the temperature inside the rotary kiln. a indicates the reducing atmosphere zone in the rotary kiln, b indicates the oxidizing atmosphere zone, the solid line curve represents the temperature distribution according to the method of this invention, the dashed-dotted curve represents the temperature distribution according to the basic invention method described above, and , dotted line curves respectively show the temperature distribution in the conventional reduction volatilization recovery method. In the method of this invention, the temperature distribution inside the rotary kiln is set at about 600°C or less from the inlet to point A at temperature measurement position T2 , which is about one-third of the total length of the rotary kiln. Iron is reduced from Fe 2 O 3 to Fe 3 O 4 by the coal volatiles in the solid carbonaceous reducing agent. Said A
The temperature is approximately 600 to 950°C from point B to temperature measurement position T4 , which is approximately two-thirds of the total length of the rotary kiln, and during this time, Fe 3 O 4 in the dust is
is reduced to an oxidation degree of approximately FeO. Next, from point B to point C at temperature measurement position T5 in oxidizing atmosphere zone b, the temperature inside the rotary kiln is rapidly increased from about 950°C to 1400°C or higher. Such a sudden rise in temperature is caused by the re-oxidation of the iron in the dust that has been reduced to an oxidation degree of about FeO, which occurs in the oxidizing atmosphere zone b.
This is caused by the heat generated when it becomes Fe 3 O 4 and the surplus combustion heat in the solid carbonaceous reducing agent. In the reducing atmosphere zone between the high-temperature zones from point B to point C, valuable metals such as zinc, lead, and cadmium contained in the dust are actively reduced and volatilized. Zinc and lead volatilized in this way,
Valuable metals such as cadmium are produced in rotary kiln 1.
The dust is re-oxidized in the furnace and becomes dust containing zinc oxide, etc., and as mentioned above, it is carried by the exhaust gas flowing from the front hood 3 toward the bottom hood 2 as shown by the arrow 17, and is discharged from the bottom hood 2. will be collected. As can be seen from FIG. 2, the temperature distribution in the method of the present invention is such that the temperature profile remains low up to about two-thirds from the inlet 1a of the rotary kiln 1, and rapidly rises to about 1400°C at the one-third close to the outlet 1b. is formed. Such a temperature distribution is a major feature of the method of the present invention, and thereby, valuable metals in the object to be treated can be reduced and recovered with extremely high efficiency at a one-third location near the outlet 1b. is possible,
Moreover, the amount of reducing agent used can be small, the length of the rotary kiln 1 can be shortened, and recovery can be performed more economically than the conventional method as well as the prior invention. Next, the method of this invention will be explained with reference to examples. Steelmaking electric furnace dust having the composition shown in Table 1 below was granulated using a granulator to form pellets with an average particle size of 12 mm.

【表】 固体炭素質還元剤として、下記第2表に示す性
状のコークスと石炭を使用した。
[Table] Coke and coal having properties shown in Table 2 below were used as solid carbonaceous reducing agents.

【表】 上記したペレツト状のダストと、固体炭素質還
元剤とを、シエル内径3.2m、長さ24mのロータ
リーキルンに装入した。ダストの装入量は、6.5
T/Hであり、固体炭素質還元剤の装入量は、コ
ークスが410Kg/H(ダスト屯当り63.0Kg)、石炭
が273Kg/H(ダスト屯当り42.0Kg)である。 ロータリーキルンの出口側には、スライド自在
の高圧噴霧バーナを設け、このバーナからダスト
屯当り32Kgの灯油を一次空気と共に吹込んだ。吹
込みに当つては、一次空気中の酸素分を約4%増
す酸素富化操業を継続的に行ない、ロータリキル
ン内における壁付きの防止、除去、ロータリキル
ン出口側近傍の温度の高温化、バーナのフレーム
吹き消え防止等を図つた。 全操業時間を通じ、出口フード内における炉圧
を0.5〜2.0mmH2Oに維持した。また高圧噴霧バー
ナの燃料噴出圧力は100〜300KgG/cm2であつた。 ロータリーキルン内の温度は、T1〜T5の測温
位置において測温子により検知し、前記第2図に
示した温度プロフイルとなるように制御した。 その結果、ダスト中の酸化鉄は、ロータリーキ
ルンのほぼ3分の2に当る測温位置T4までの間
において、ほぼFeO程度の酸化度まで還元し、つ
づいてキルン内の雰囲気温度が急上昇する部分
で、亜鉛、鉛、カドミウム等の有価金属が還元
し、酸化亜鉛等の含有ダストとして回収された。
また、酸化性雰囲気帯において、ほぼFeO程度の
酸化度まで還元された酸化鉄の再酸化と、余剰還
元剤の燃焼が行なわれ、その高温熱によつて、前
記有価金属の還元反応が効率的に行なわれた。 第3表は回収された有価金属の酸化物を含むダ
ストの成分組成、また第4表はクリンカーの成分
組成である。
[Table] The above-mentioned pellet-like dust and solid carbonaceous reducing agent were charged into a rotary kiln with a shell inner diameter of 3.2 m and a length of 24 m. The amount of dust charged is 6.5
T/H, and the charging amount of solid carbonaceous reducing agent is 410Kg/H (63.0Kg per dust ton) for coke and 273Kg/H (42.0Kg per dust ton) for coal. A slidable high-pressure spray burner was installed on the outlet side of the rotary kiln, and 32 kg of kerosene per tonne of dust was blown into the burner along with primary air. During blowing, we continuously perform oxygen enrichment operation that increases the oxygen content in the primary air by approximately 4%, preventing and removing walls in the rotary kiln, increasing the temperature near the rotary kiln exit side, Efforts were made to prevent burner frames from blowing out. Furnace pressure in the outlet hood was maintained at 0.5-2.0 mm H2O throughout the entire run time. Further, the fuel injection pressure of the high-pressure spray burner was 100 to 300 KgG/cm 2 . The temperature inside the rotary kiln was detected by a thermometer at temperature measuring positions T 1 to T 5 and controlled to have the temperature profile shown in FIG. 2 above. As a result, the iron oxide in the dust is reduced to a degree of oxidation of approximately FeO up to the temperature measuring position T4 , which is approximately two-thirds of the rotary kiln, and then the iron oxide in the dust is reduced to a degree of oxidation of about FeO, and then the atmospheric temperature in the kiln rapidly increases. Valuable metals such as zinc, lead, and cadmium were reduced and recovered as dust containing zinc oxide.
In addition, in the oxidizing atmosphere zone, the iron oxide that has been reduced to an oxidation degree of about FeO is reoxidized and the excess reducing agent is burned, and the high temperature heat makes the reduction reaction of the valuable metals efficient. It was held in Table 3 shows the composition of the dust containing oxides of valuable metals recovered, and Table 4 shows the composition of the clinker.

【表】【table】

【表】 上記第3表および第4表からわかるように、ダ
スト中から亜鉛、鉛、カドミウム等の有価金属を
効率高く回収することができた。 第5表には、この発明方法と従来法とのダスト
屯当りの固体炭素質還元剤および灯油の使用量と
ダスト処理量とが示されている。
[Table] As can be seen from Tables 3 and 4 above, valuable metals such as zinc, lead, and cadmium could be recovered from the dust with high efficiency. Table 5 shows the amount of solid carbonaceous reducing agent and kerosene used per tonne of dust and the amount of dust treated for the method of this invention and the conventional method.

【表】 上記第5表において、ダスト処理量とは、ロー
タリキルン内容積1m3当りの1日のダスト処理量
である。 上記第5表から明らかなように、この発明方法
によれば、従来方法と比べては勿論、基本発明方
法と比べても固体炭素質還元剤および灯油の使用
量は少なく、特にダスト処理量は格段に向上し
た。 上述した実施例は、被処理物として製鋼用電気
炉ダスト中から有価金属を回収した例であるが、
これに限らず、例えば下記第6表に示すような成
分組成の亜鉛溶解時の不溶解残渣等を、単独もし
くは製鋼用電気炉ダストと混合してこの発明方法
により処理し、前記残渣中の有価金属を回収し得
ること勿論である。
[Table] In Table 5 above, the amount of dust processed is the amount of dust processed per day per 1 m 3 of internal volume of the rotary kiln. As is clear from Table 5 above, according to the method of this invention, the amount of solid carbonaceous reducing agent and kerosene used is small compared to the conventional method as well as compared to the basic method of the invention, and in particular, the amount of dust treated is It has improved significantly. The above-mentioned example is an example in which valuable metals were recovered from steelmaking electric furnace dust as the object to be treated.
Not limited to this, for example, undissolved residues from zinc dissolution having a composition as shown in Table 6 below may be treated by the method of the present invention alone or in combination with steelmaking electric furnace dust, and the valuables in the residue may be treated. Of course, the metal can be recovered.

【表】 以上詳述したように、この発明方法によれば、
従来方法と比較すれば勿論、本発明者等による基
本発明方法と比較しても、被処理物中から、亜
鉛、鉛、カドミウム等の有価金属を、少量の固体
炭素質還元剤および燃料によつて効率的に回収す
ることができ、ロータリキルン内に壁付きが生じ
成長することはないから、ロータリキルンの稼動
率および被処理物の処理効率を大幅に向上させる
ことができる等、工業上優れた効果がもたらされ
る。
[Table] As detailed above, according to the method of this invention,
When compared with the conventional method, and even when compared with the basic invention method by the present inventors, it is possible to remove valuable metals such as zinc, lead, and cadmium from the processed material using a small amount of solid carbonaceous reducing agent and fuel. It is industrially superior, as it can be collected efficiently and there is no wall formation or growth inside the rotary kiln, which greatly improves the operating rate of the rotary kiln and the processing efficiency of the processed materials. This will bring about a positive effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明方法に使用される設備の一例
を示す概略説明図、第2図はこの発明方法による
ロータリキルン内の温度プロフイルの一例を比較
例と共に示す図である。図面において、 1……ロータリーキルン、1a……入口、1b
……出口、2……炉尻フツド、3……炉前フツ
ド、4……ダスト装入シユート、5……バーナ
ー、6……ダクト、7……チヤンバ、8……サイ
クロン、9……バグフイルター式集塵機、10…
…フアン、11……煙突、12……ダスト搬送
路、13……シユート、14……ロータリークー
ラー、15,16……矢印。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an example of equipment used in the method of this invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of a temperature profile in a rotary kiln according to the method of this invention, together with a comparative example. In the drawings: 1... Rotary kiln, 1a... Inlet, 1b
...Exit, 2...Furnace butt hood, 3...Furnace front hood, 4...Dust charging chute, 5...Burner, 6...Duct, 7...Chamber, 8...Cyclone, 9...Bug Filter type dust collector, 10...
...Fan, 11...Chimney, 12...Dust conveyance path, 13...Chute, 14...Rotary cooler, 15, 16...Arrow.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 有価金属および鉄系金属を含有する被処理物
を、コークスと石炭とからなる固体炭素質還元剤
と共にロータリキルンに装入し、前記固体炭素質
還元剤によつて前記被処理物中に含有する前記有
価金属を還元し回収する有価金属の回収方法にお
いて、 前記固体炭素質還元剤の装入量を、被処理物中
に含有される有価金属を還元するための必要量
と、被処理物中に含有される鉄系金属をほぼFeO
程度の酸化度まで還元するための必要量と、前記
両者の必要量の和と同量以下の量との合計量と
し、 ロータリキルンの排出側に設けられた高圧噴霧
バーナからロータリキルン内に燃料を100〜300Kg
G/cm2の高圧で噴霧し、且つ、ロータリキルンの
内圧を正圧に維持しつつ、操業状態に応じて前記
高圧噴霧バーナの一次空気を酸素富化し、 ロータリキルン内を、その排出側近傍は酸化性
雰囲気帯に、他は還元性雰囲気帯にし、前記還元
性雰囲気帯において、ほぼFeO程度の酸化度まで
還元された鉄系金属を、前記酸化性雰囲気帯で再
酸化して高温の反応熱を発生せしめることによ
り、前記酸化性雰囲気帯に隣接する還元性雰囲気
帯域の温度を急上昇せしめ、かくして、この帯域
において被処理物中の有価金属の還元反応を促進
して、効率高く有価金属を回収することを特徴と
する有価金属の回収方法。
[Scope of Claims] 1. A workpiece containing valuable metals and iron-based metals is charged into a rotary kiln together with a solid carbonaceous reducing agent consisting of coke and coal, and the solid carbonaceous reducing agent In the method for recovering valuable metals by reducing and recovering the valuable metals contained in the material to be treated, the charging amount of the solid carbonaceous reducing agent is adjusted to the amount necessary for reducing the valuable metals contained in the material to be treated. FeO
The amount of fuel is the sum of the amount required to reduce the oxidation level to the desired degree of oxidation and the amount equal to or less than the sum of the above two amounts. 100~300Kg
While spraying at a high pressure of G/cm 2 and maintaining the internal pressure of the rotary kiln at a positive pressure, the primary air of the high-pressure spray burner is enriched with oxygen according to the operating conditions, and the inside of the rotary kiln is heated near its discharge side. are in an oxidizing atmosphere zone, and the others are in a reducing atmosphere zone, and the iron-based metal that has been reduced to an oxidation level of about FeO in the reducing atmosphere zone is reoxidized in the oxidizing atmosphere zone to perform a high-temperature reaction. By generating heat, the temperature of the reducing atmosphere zone adjacent to the oxidizing atmosphere zone is rapidly increased, thus promoting the reduction reaction of valuable metals in the object to be treated in this zone, and efficiently removing valuable metals. A method for recovering valuable metals.
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