JPS6154094B2 - - Google Patents
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- 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
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- Japan
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- valuable metals
- rotary kiln
- amount
- dust
- atmosphere zone
- Prior art date
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
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。
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。
【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。
状のコークスと石炭を使用した。
【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。
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。
【表】
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
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。
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。
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57021483A JPS58141345A (ja) | 1982-02-13 | 1982-02-13 | 有価金属の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57021483A JPS58141345A (ja) | 1982-02-13 | 1982-02-13 | 有価金属の回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58141345A JPS58141345A (ja) | 1983-08-22 |
| JPS6154094B2 true JPS6154094B2 (ja) | 1986-11-20 |
Family
ID=12056213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57021483A Granted JPS58141345A (ja) | 1982-02-13 | 1982-02-13 | 有価金属の回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58141345A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62127432A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-09 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 金属精錬用冶金炉から排出されたダストから有用金属を回収する方法 |
| US4780135A (en) * | 1987-06-25 | 1988-10-25 | The International Metals Reclamation Company, Inc. | Process for the detoxification of steel plant wastes |
| JP2543405Y2 (ja) * | 1992-02-06 | 1997-08-06 | トヨタ車体株式会社 | フューエルタンクのプロテクタ取付用樹脂ナット |
| DE4339591A1 (de) * | 1993-11-20 | 1995-05-24 | Metallgesellschaft Ag | Wälzverfahren zur Aufarbeitung von Zink, Blei und Eisenoxide enthaltenden Materialien |
| AT407531B (de) * | 1997-09-30 | 2001-04-25 | Voest Alpine Stahl Donawitz | Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von zink und/oder kadmium und blei |
| DE19946430A1 (de) * | 1999-09-28 | 2001-04-05 | Bus Zinkrecycling Freiberg | Verfahren zur Verwertung von Eisen, Zink und Blei enthaltenden Sekundärrohstoffen |
| JP5798793B2 (ja) * | 2011-05-16 | 2015-10-21 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 金属酸化物の還元処理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5735644A (en) * | 1980-08-13 | 1982-02-26 | Toshin Seikou Kk | Recovering method for valuable metal from dust from electric furnace for manufacturing steel |
| JPS6038537B2 (ja) * | 1980-08-29 | 1985-09-02 | いすゞ自動車株式会社 | エンジン用電源表示装置 |
-
1982
- 1982-02-13 JP JP57021483A patent/JPS58141345A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58141345A (ja) | 1983-08-22 |
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