(57)【要約】湿式集塵装置によって回収された転炉ダストから粗粒分を分離し、亜鉛含有率０．５〜１０質量％、鉄分含有率５０〜９０質量％の含亜鉛細粒ダストを得る第１工程と、これを水サイクロン（１５）により、平均粒径８μｍ以上２５μｍ以下で亜鉛含有率１質量％以下の低亜鉛質の中細粒ダストと、平均粒径１μｍ以上５μｍ以下で亜鉛含有率１質量％を超え、かつ中細粒ダストより多くの酸化鉄を含む高亜鉛質の微細粒ダストに分離する第２工程と、中細粒ダストは脱亜鉛処理をしないで、バインダーを加えてプレス処理によって、転炉原料もしくは電炉原料として使用される塊成物にする第３工程と、微細粒ダストは、乾燥後、脱亜鉛処理を行い、そのまま高炉原料とし、又は塊成物にして転炉原料とする第４工程とを有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式集塵装置によって回収された転炉ダストから粗粒分を分離し、亜鉛含有率が０．５質量％以上１０質量％以下、かつ鉄分含有率が５０質量％以上９０質量％以下の含亜鉛細粒ダストを得る第１工程と、
前記含亜鉛細粒ダストを水サイクロンにより、平均粒径が８μｍ以上２５μｍ以下の範囲にあって、亜鉛の含有率が１質量％以下の低亜鉛質の中細粒ダストと、平均粒径が１μｍ以上５μｍ以下の範囲にあって、亜鉛の含有率が１質量％を超え、かつ前記中細粒ダストより多くの酸化鉄を含む高亜鉛質の微細粒ダストに分離する第２工程と、
前記中細粒ダストは脱亜鉛処理をしないで、バインダーを加えてプレス処理によって、転炉原料もしくは電炉原料として使用される塊成物にする第３工程と、
前記微細粒ダストは、乾燥後、脱亜鉛処理を行い、そのまま高炉原料とし、又は塊成物にして転炉原料とする第４工程とを有することを特徴とする含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法。
【請求項２】
請求項１記載の含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法において、前記第２工程で分離された前記中細粒ダストの一部は、脱亜鉛処理をしないで、乾燥して高炉原料として使用されることを特徴とする含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法。
【請求項３】
請求項１記載の含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法において、前記第３工程におけるプレス処理は、前記水サイクロンにより分離された前記中細粒ダストの含水率を１０質量％以上１５質量％以下に調整すると共に、前記バインダーを加えて混練した後、押出し式プレス装置に入れて加圧押出しして前記塊成物を製造することを特徴とする含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法。
【請求項４】
請求項１記載の含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法において、前記第３工程におけるプレス処理は、前記水サイクロンにより分離された前記中細粒ダストの含水率を３０質量％以上６０質量％以下に調整すると共に、前記バインダーを加えて撹拌した後、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下の圧力で圧搾する高圧フィルタープレスで成形することにより板状の前記塊成物を製造することを特徴とする含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法。
【請求項５】
請求項１記載の含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法において、前記第２工程で分離された前記中細粒ダストの一部は、脱亜鉛処理をしないで、乾燥後そのまま転炉原料又は電炉原料とすることを特徴とする含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼の生産時に転炉工程で発生する含亜鉛の転炉ダストから亜鉛含有率の低いダスト分と高いダスト分に分けて、高炉又は転炉もしくは電炉へ効率良くリサイクルする含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用鋼板等に用いられている亜鉛メッキ鋼板の生産量は、ここ１０年急激に増加しており、それに伴い亜鉛メッキ鋼板スクラップを転炉に入れて溶解し、再使用する量も増加している。そのため、転炉から発生するダストに多くの亜鉛が含まれるようになった。
従来、非燃焼式の転炉用の排ガス回収システム（ＯＧ回収システム）で回収された転炉ダストは、焼結工程を経て高炉原料としてリサイクルされてきた。このような転炉ダストの高炉リサイクルは、亜鉛の含有率が低い（１質量％以下）転炉ダストについては問題なく行うことが可能である。しかしながら、前述のように、亜鉛の含有率が高い転炉ダストを高炉原料として使用すると、棚掛等の操業トラブルの原因となるという問題がある。
また、含亜鉛転炉ダストの転炉へのリサイクルも一部行われているが、転炉から発生する転炉ダストの全量を転炉に投入すると、再度発生する転炉ダスト中への亜鉛分の濃縮が進み、最終的に溶鋼成分に影響を及ぼす限界濃度（８質量％程度と言われている）を超えると、転炉へのリサイクルも困難になるという問題があった。【０００３】
そのため、亜鉛を含有する細粒ダストは、鉄分の含有率が高い（７０質量％程度）にもかかわらず埋立処分されている。しかし、埋立地の枯渇や埋立処理費の高騰等のため、近い将来、埋立処理ができなくなると言われている。
このような事情から、転炉ダスト中の亜鉛を分離回収する脱亜鉛処理方法に関する提案がなされている。図４に従来の転炉ダストの脱亜鉛処理方法の一例を示す。転炉の上方に設けられた非燃焼式集塵装置４１で集塵水に捕集された含亜鉛転炉ダストは、粗粒分離機４２に搬送され、ここで粒径の大きな粗粒分（粗粒ダスト）が分離される。粗粒分離機４２を通過した含亜鉛細粒ダストは、シックナー４３で濃縮された後フィルタープレス４４で脱水される。こうして得られる含亜鉛細粒ダストについて、乾燥処理４５、成型４６、及び脱亜鉛処理４７を行う。脱亜鉛処理４７は、例えば、回転還元炉中１１００〜１３００℃でダスト中の酸化鉄を還元すると同時に含まれる亜鉛を還元し、気化した金属亜鉛を分離回収することにより行われる（例えば、日本国特開２００１−２９４９４２号公報参照）。なお、非燃焼式集塵装置４１から排出される転炉ガスは、ガスホールダーに蓄積される。【０００４】
上記した前記従来の転炉ダストの脱亜鉛処理方法は、脱亜鉛効率が高く転炉ダスト中の酸化鉄も同時に還元されるため、転炉ダストの高炉又は転炉でのリサイクルにも好都合である。
しかし、多大な設備建設費を要すると共に、処理コストも高いという問題を有している。
また、前記脱亜鉛処理の前段階において、脱亜鉛処理を行うことなく高炉又は転炉でリサイクル可能な亜鉛含有率の低いダストを、転炉ダストから安価かつ選択的に分離回収することが実現できれば、脱亜鉛処理の対象となる転炉ダストの量を減少させることができるため、脱亜鉛処理設備の小型化や処理コストの低減が可能になる。【０００５】
そこで、例えば、日本国特開２００４−１２２０２４号公報、及び日本国特開２００５−２１８４１号公報には、転炉ダストから亜鉛含有率の低いダストを分離する方法が提案されている。
この日本国特開２００４−１２２０２４号公報には、分級性能が異なる湿式サイクロンを直列に少なくとも２段備え、転炉ダストを含むスラリーを、前段の湿式サイクロンでオーバーフローとアンダーフローに分離した後、このアンダーフローを後段の湿式サイクロンで更に、オーバーフローとアンダーフローに分離する方法が開示されている。この前段の湿式サイクロンにより、スラリー中の粒子が大きなダストのみをアンダーフローで捕捉できるため、アンダーフローの固相率を高めることなく、配管の閉塞の危険を回避できる。また、分離されたアンダーフローを、後段の湿式サイクロンで処理することにより、亜鉛の半分以上はオーバーフロー側に回収され、一方、大部分の鉄はアンダーフローに捕集されるため、スラリー中の亜鉛と鉄を効率よく分離することができる。【０００６】
このとき、後段の湿式サイクロンで分離されたアンダーフロー中のダストは、焼結原料として再利用されている。しかし、他の原料、即ち転炉原料又は電炉原料として再利用することについての記載はなく、回収されたダストの使用用途を更に広げることができない。これは、回収したダストを、転炉原料又は電炉原料として再利用するには、更なる処理が必要となり、現時点ではその処理条件が整っていないためだと考えられる。
例えば、ダストを単に乾燥処理するだけでは、水分の除去に時間を要し、ダストの処理効率の低下を招く。なお、乾燥処理したとしても、その全量をそのまま転炉又は電炉へ装入する場合には、粉塵が飛散する量が多くなり、作業環境が悪化する問題がある。
ここで、ダストの処理効率を高めるため、乾燥処理に要する時間を短縮することも考えられるが、この場合、転炉又は電炉へ装入する際に水蒸気爆発が発生する恐れもある。
このため、今後回収されるダスト量が増大し、焼結原料として再利用できる量を超える場合は、前記したように、埋立処理をしなければならなくなる。【０００７】
また、日本国特開２００５−２１８４１号公報には、転炉ダストを含むスラリーを、湿式分離装置によって亜鉛含有率の高いダストを含むスラリーと、亜鉛含有率の低いダストを含むスラリーに分離する方法が開示されている。
しかし、この方法は、転炉ダストから、亜鉛製品原料や金属原料を得る方法であるため、転炉ダストを含むスラリーを湿式分離装置で分離する前に、スラリーのｐＨを調整し、亜鉛の収率を上げている。このように、スラリー中から亜鉛を積極的に除去しようとする方法ではないため、分離した亜鉛含有率の低いダスト中にも、多くの亜鉛が残存する恐れがある。
従って、分離した亜鉛含有率の低いダストに脱亜鉛処理を行うことなく、これを高炉、転炉、又は電炉の原料として使用することには問題がある。【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鉄鋼の生産時に転炉工程で発生する含亜鉛転炉ダストから、亜鉛含有率の低いダスト分と高いダスト分に分けて、高炉又は転炉もしくは電炉へ効率良くリサイクルすることにより、脱亜鉛処理に要するコストを低減させることが可能な含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【０００９】
前記目的に沿う本発明に係る含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法においては、湿式集塵装置によって回収された転炉ダストから粗粒分を分離し、亜鉛含有率が０．５質量％以上１０質量％以下、かつ鉄分含有率が５０質量％以上９０質量％以下の含亜鉛細粒ダストを得る第１工程と、
前記含亜鉛細粒ダストを水サイクロンにより、平均粒径が８μｍ以上２５μｍ以下の範囲にあって、亜鉛の含有率が１質量％以下の低亜鉛質の中細粒ダストと、平均粒径が１μｍ以上５μｍ以下の範囲にあって、亜鉛の含有率が１質量％を超え、かつ前記中細粒ダストより多くの酸化鉄を含む高亜鉛質の微細粒ダストに分離する第２工程と、
前記中細粒ダストは脱亜鉛処理をしないで、バインダーを加えてプレス処理によって、転炉原料もしくは電炉原料として使用される塊成物にする第３工程と、
前記微細粒ダストは、乾燥後、脱亜鉛処理を行い、そのまま高炉原料とし、又は塊成物にして転炉原料とする第４工程とを有する。
【００１０】
上記した含亜鉛細粒ダストは、細粒ダストの表面に、気体状態の金属亜鉛が捕捉され固化したものである。これは、金属亜鉛が低沸点であるため、転炉中では気体状態で存在していることによる。このため、含亜鉛細粒ダストは、細粒ダストの粒径が小さくなり、質量に対する表面積の割合が高くなるほど、亜鉛の含有率が高くなる。
なお、含亜鉛細粒ダストを水サイクロンにより分級することにより、平均粒径が大きな中細粒ダストと、平均粒径が小さな微細粒ダストとに分離することが可能になる。
このため、分離された中細粒ダストは、低亜鉛質（亜鉛の含有率が１質量％以下）のものとなり、脱亜鉛処理を行うことなくリサイクルに供することができる。
【００１１】
また、含亜鉛細粒ダストは、表面から酸素が浸透することにより、その表面に酸化被膜が形成される。なお、酸化被膜の厚さは、同一の条件下では粒径によらずほぼ一定となる。このため、含亜鉛細粒ダストは、細粒ダストの粒径が小さくなり、質量に対する表面積の割合が高くなるほど、酸化鉄の含有率が高くなる。従って、微細粒ダストは、中細粒ダストよりも酸化鉄を多く含む。
このように、中細粒ダストは、金属鉄の含有率が高く、しかも低亜鉛質であるため、塊成物とした後、転炉原料もしくは電炉原料としてリサイクルできるので、高炉でリサイクルするよりも、エネルギーコストを低減することが可能になる。
【００１２】
また、中細粒ダストから塊成物を製造するに際しては、中細粒ダストが高圧でプレス処理され、しかも中細粒ダストにバインダーが加えられるため、塊成した際の形状を維持できる。これにより、塊成物の搬送時の作業性が良好になると共に、転炉又は電炉へ装入する際の水蒸気爆発や粉塵の飛散等の危険を確実に防止することができる。
このように、中細粒ダストは、脱亜鉛処理をしないで、バインダーを加えてプレス処理によって転炉原料もしくは電炉原料として使用される塊成物にできるため、脱亜鉛処理に要する多大な設備建設費及び処理コストを低減することが可能になる。
一方、微細粒ダストについては、脱亜鉛処理が行われるが、脱亜鉛処理が不要な中細粒ダストが予め分離されているので、処理量が低減され、脱亜鉛処理に要する処理コストの低減が図れる。
【００１３】
本発明に係る含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法において、前記第２工程で分離された前記中細粒ダストの一部は、脱亜鉛処理をしないで、乾燥して高炉原料として使用されることが好ましい。
このように、中細粒ダストを乾燥して高炉原料として使用することで、塊成物とする必要がなく、中細粒ダストの処理効率を向上できる。
【００１４】
本発明に係る含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法において、前記第３工程におけるプレス処理は、前記水サイクロンにより分離された前記中細粒ダストの含水率を１０質量％以上１５質量％以下に調整すると共に、前記バインダーを加えて混練した後、押出し式プレス装置に入れて加圧押出しして前記塊成物を製造することが好ましい。
このように、中細粒ダストの含水率を１０質量％以上１５質量％以下に調整するので、中細粒ダストの含水率が低減され、簡易な押出し式プレス装置を用いた塊成化が可能になる。
【００１５】
本発明に係る含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法において、前記第３工程におけるプレス処理は、前記水サイクロンにより分離された前記中細粒ダストの含水率を３０質量％以上６０質量％以下に調整すると共に、前記バインダーを加えて撹拌した後、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下の圧力で圧搾する高圧フィルタープレスで成形することにより板状の前記塊成物を製造することが好ましい。
このように、含水率が３０質量％以上６０質量％以下に調整された中細粒ダストを高圧フィルタープレスへ送るので、高圧フィルタープレスへの中細粒ダストの充填作業をスムーズに実施できる。
また、中細粒ダストは脱水効率がよいため、中細粒ダストを高圧フィルタープレスで圧搾処理する際、微細粒ダストが分離されていない細粒ダストを高圧フィルタープレスで処理するよりも、脱水ケーキの含水率を低くでき、塊成物の緻密化が図れ、粉化率を低減でき、リサイクル作業の能率を向上できる。更に、この中細粒ダストには、バインダーが添加されているので、塊成した際の形状を維持できる。
【００１６】
本発明に係る含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法において、前記第２工程で分離された前記中細粒ダストの一部は、脱亜鉛処理をしないで、乾燥後そのまま転炉原料又は電炉原料とすることが好ましい。
ここで、水サイクロンにより分離した中細粒ダストは、亜鉛含有率が低く、金属鉄の含有率が高い粗粒ダストに近い性状を有している。そのため、金属鉄を中細粒ダストよりも更に高い含有率で含んでおり、現在リサイクル等の用途において有効に利用されている粗粒ダストと同様に、中細粒ダストを処理することができる。
従って、従来の脱亜鉛処理を伴う高炉でのリサイクルよりも、処理コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例に係る含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法に使用される含亜鉛細粒ダスト分離装置の概略図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法の第３工程の概略工程図である。
【図３】変形例に係る第３工程及び第４工程の概略工程図である。
【図４】従来例に係る含亜鉛転炉細粒ダストの脱亜鉛処理方法を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施例に係る含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法は、湿式集塵装置によって回収された含亜鉛転炉ダスト（以下、単に転炉ダストともいう）から含亜鉛細粒ダストを得る第１工程と、この含亜鉛細粒ダストを低亜鉛質の中細粒ダストと高亜鉛質の微細粒ダストに分離する第２工程と、分離された中細粒ダストを脱亜鉛処理することなく塊成物にする第３工程と、分離された微細粒ダストを脱亜鉛処理する第４工程とを有している。以下、詳しく説明する。【００１９】
まず、第１工程について説明する。
含亜鉛スクラップを装入した転炉（図示しない）から排出される含亜鉛転炉ダストは、発生するＯＧガスと共に湿式集塵装置に捕集され、ここで気体分であるＯＧガスが分離される。この湿式集塵装置は、転炉上部に設置された非燃焼式のものであるが、これに限定されるものではない。
そして、湿式集塵装置に捕集された含亜鉛転炉ダストを含む集塵水は、樋を経由して粗粒分離機に搬送される。この粗粒分離機は、相対的に高比重で粒径の高い粒子（粗粒分）を回収するようになっており、これにより、転炉ダストから粒径の高い粗粒分（例えば、粒度分布：４０〜２００μｍ程度、平均粒径：１００μｍ程度）が分離される。【００２０】
粗粒分離機で粗粒分を分離して得られる含亜鉛細粒ダストは、亜鉛含有率が０．５質量％以上１０質量％以下で、かつ鉄分含有率が５０質量％以上９０質量％以下のものである。なお、亜鉛含有率が０．５質量％未満の含亜鉛細粒ダストは、脱亜鉛処理を行うことなく高炉でリサイクルを行うことが可能である。一方、含亜鉛細粒ダストの亜鉛含有率は１０質量％を超えることはない。
また、含亜鉛細粒ダストの粒度分布は、例えば０．１〜８０μｍ程度であり、粒径が１０μｍ以下のものが全質量の８０％を占めている。
このように、含亜鉛細粒ダストは、従来の転炉ダストよりも亜鉛含有率が高く、しかも高炉ダストよりも鉄分含有率が高い。
この含亜鉛細粒ダストを含む集塵水は、図１に示すように、更にシックナー１０へ供給されて濃縮され、スラリー状に処理された後、圧送ポンプ１１で第１のスラリー受入れタンク１２へ送られる。【００２１】
次に、第２工程について説明する。
第１のスラリー受入れタンク１２へ送られたスラリー中の含亜鉛細粒ダストは、第１のスラリー受入れタンク１２内に設けられ撹拌羽根及びそれを駆動するモータを有する第１の機械式撹拌機１３により撹拌され、第１のスラリー受入れタンク１２内で均一に分散される。
含亜鉛細粒ダストが分散された処理物は、第１のスラリーポンプ１４により、水サイクロン（液体サイクロンともいう）１５に搬送される。そして、処理物中の含亜鉛細粒ダストは、水サイクロン１５により、低亜鉛質の中細粒ダストと高亜鉛質の微細粒ダストに分離される。この水サイクロン１５とは、従来公知のものであり、遠心分離を利用して、含亜鉛細粒ダストを中細粒ダストと微細粒ダストに分離するものである。【００２２】
この分離された中細粒ダストは、平均粒径が８μｍ以上２５μｍ以下（例えば、粒度分布が５〜８０μｍ程度）の範囲にあって、亜鉛の含有率が１質量％（好ましくは、０．５質量％）以下のものである。
また、微細粒ダストは、平均粒径が１μｍ以上５μｍ以下（例えば、粒度分布が０．１〜２０μｍ程度）の範囲にあって、亜鉛の含有率が１質量％を超え（中細粒ダストの亜鉛の含有率が０．５質量％以下の場合は、０．５質量％を超え）、かつ中細粒ダストより多くの酸化鉄を含んでいる。【００２３】
水サイクロン１５により分離された微細粒ダストの大部分はオーバーフロー管１６から、中細粒ダストの大部分はアンダーフロー管１７から、それぞれ回収される。
ここで、オーバーフロー管１６から回収されたダストと、アンダーフロー管１７から回収されたダストの分析結果を、表１に示す。なお、この分析結果は、水サイクロンとしてＷＡＲＭＡＮ  ６Ｃ型液体サイクロン（スピゴット径３０ｍｍ）を使用し、ポンプ（第１のスラリーポンプ）流量を０．４ｍ３／分にして、分級試験（ｄ５０  ２０μｍ）を行って得た結果である。【００２４】
【表１】
2008032638.tif 000003
【００２５】
この表１中の「Ｍ−Ｆｅ」は金属鉄を、「Ｔ−Ｆｅ」は全鉄をそれぞれ表す。
表１から明らかなように、水サイクロン１５のアンダーフロー管１７からは、水サイクロン１５による分級により、粒径が２０μｍを超える粒子を７０質量％有し、亜鉛含有率が０．５質量％と低く、かつ金属鉄の含有率が７０質量％と高いダストが分離回収されている。
また、水サイクロン１５のオーバーフロー管１６からは、水サイクロン１５による分級により、粒径が２０μｍ以下の粒子を主体とし、亜鉛含有率が１質量％を超える高亜鉛質のダストが分離回収されている。【００２６】
このように、粒径が大きなダストには、亜鉛の付着量が少なく、一方、粒径が小さなダストには、亜鉛の付着量が多くなっている。
ここで、粒径の大小と亜鉛の付着量との関係について調査した結果について説明する。なお、試験は、転炉から湿式集塵装置によって回収された後、粗粒分離機により粗粒分が分離された含亜鉛細粒ダスト（亜鉛含有率２．４６％）を乾燥処理して使用した。そして、この乾燥処理したものを、篩分級法により、粒径が２０μｍ以上のものと２０μｍ未満のものに分級し、その質量分配率と亜鉛含有率の分析を行った。
この分析結果を表２に示す。【００２７】
【表２】
2008032638.tif 000004
【００２８】
表２から明らかなように、粒径２０μｍ以上の含亜鉛細粒ダストの亜鉛含有率は０．４質量％であり、一方、粒径２０μｍ未満の含亜鉛細粒ダストの亜鉛含有率は２．８質量％であった。
この結果は、表１に示すオーバーフローとアンダーフローから得られる各ダストの亜鉛含有率と対応している。
即ち、粒径が大きなダストには、亜鉛の付着量が少なく、また、粒径が小さなダストには、亜鉛の付着量が多くなっていることを確認できた。【００２９】
以上のことから、中細粒ダストは、亜鉛含有率が１質量％以下であり、含有される亜鉛が転炉中の溶鋼成分に影響を及ぼすことはないため、脱亜鉛処理を行うことなく転炉リサイクル又は電炉リサイクルに供することができる。
しかし、中細粒ダストは含水率が高く（約３０質量％）、これを乾燥せずに転炉又は電炉へ装入すると、水蒸気爆発や異常燃焼等を引き起こす恐れがある。また、中細粒ダストは平均粒径が小さいため、乾燥したものを細粒状のままの状態で、転炉又は電炉に装入すると、粉化し飛散する恐れがある。このため、中細粒ダストにバインダーを加えてプレス処理によって塊成物とした後、転炉又は電炉へ装入する。
以下、中細粒ダストの塊成化処理を行う第３工程について、図２（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。【００３０】
水サイクロン１５のアンダーフロー管１７から回収されたスラリー状の中細粒ダストは、図２（Ａ）に示すように、撹拌型回転乾燥機に搬送され、バインダーを加えて混練される。また、中細粒ダストとバインダーの混練物は、含水率が１０質量％以上１５質量％以下程度になるまで乾燥された後、押出し式プレス装置に入れられる。そして、押出し式プレス装置により加圧押出しされ、必要に応じて更に乾燥処理され、塊成化される。なお、上記した中細粒ダストの含水率は、バインダーを加える前に調整してもよく、またバインダーを添加した後に調整してもよい。
こうして得られた塊成物（ダストケーキ）は、転炉原料として、例えばスクラップシュートを介して転炉中に装入される。また、電炉原料として、電炉中に装入される。【００３１】
ここで、塊成物の形状及び大きさ、バインダーの種類及び添加量、プレス圧等の塊成条件は、転炉又は電炉への装入時に粉化が抑制できれば、特に制限はない。
なお、バインダーとして、例えば、セメント、石灰、ベントナイト等を使用し、これを中細粒ダストの例えば５質量％程度添加し、プレス圧を５ＭＰａとすることで、粉化率を５質量％以下に抑制することができる。
また、転炉又は電炉への装入の際に水蒸気爆発や異常燃焼を防止するため、塊成物の水分含量を一定量以下にする必要がある。例えば、３００トン転炉中への塊成物の装入量が、１回あたり１トン以下である場合には、プレス後そのまま使用可能であるが、装入量が１回あたり１トンを超える場合には、更に乾燥が必要となる。
なお、前記した押出し式プレス装置とは、混練物を開口部から押し出す従来公知の装置であるが、これに限定されるものではない。【００３２】
また、水サイクロン１５のアンダーフロー管１７から回収されたスラリー状の中細粒ダストは、図２（Ｂ）に示すように、スラリー状のままスラリー槽（図示しない）へ搬送され、ここで含水率が３０質量％以上６０質量％以下（好ましくは、下限を４０質量％、更には４５質量％、上限を５５質量％）になるように加水される。このスラリー状の中細粒ダストには、更にバインダーが添加（例えば、５〜１５質量％程度）されて撹拌され、プレス圧５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下の圧力で圧搾する高圧フィルタープレスへ搬送され、脱水処理されて成形される。
これにより、含水率が１５質量％程度で、厚みが２０〜４０ｍｍ（本実施例では、３０ｍｍ程度）の板状の塊成物（ダストケーキ）が得られる。この塊成物は、緻密であり、粉化率を低減できるため、作業能率の向上が図れる。【００３３】
なお、この高圧フィルタープレスにおいて、中細粒ダストは、スラリー中に共存する水により大気から遮断されるため、中細粒ダスト中に含まれる金属鉄が酸化を受けることなく塊成される。その後、塊成物は、必要に応じて更に乾燥処理（含水率が、例えば、２〜５質量％程度）され、転炉又は電炉へ装入される。
この場合も、塊成物の形状及び大きさ、バインダーの種類及び添加量、プレス圧等の塊成条件は、転炉又は電炉への装入時に粉化が抑制できれば特に制限はない。
なお、前記した高圧フィルタープレスは、隣り合うフィルター間にスラリー状の中細粒ダストを充填しながら加圧する従来公知の装置であるが、前記したプレス圧を達成できれば、これに限定されるものではない。【００３４】
以上に示した実施例においては、中細粒ダストを塊成物にして、転炉原料又は電炉原料として使用した場合について説明した。しかし、亜鉛の含有率が１質量％以下の中細粒ダストは、含亜鉛細粒ダストの２０質量％に相当し、このダストの高炉原料に対する割合は数質量％と小さいため、脱亜鉛処理を行うことなく高炉へ装入しても、棚掛等の操業トラブルを引き起こすことがない。
従って、中細粒ダストの一部（水サイクロン１５により分離された全中細粒ダストの例えば、５〜９５質量％程度）を、図３に示すように、脱亜鉛処理を行うことなく、乾燥及び成型を行った後に、高炉原料として高炉に装入してもよい（高炉の焼結原料として使用してもよい）。【００３５】
続いて、第４工程について説明する。
前記した水サイクロン１５により分離された微細粒ダストは、図１、図３に示すように、第２のスラリー受入れタンク１８へ送られた後、第２のスラリー受入れタンク１８に設けた第２の機械式撹拌機１９により撹拌され、微細粒ダストの沈降が防止されながら、第２のスラリーポンプ２０によりフィルタープレス２１に搬送される。
この微細粒ダストは、図３に示すように、フィルタープレス２１により脱水処理され、水分含量（含水率）が１０質量％程度になるまで乾燥された後、成型及び脱亜鉛処理が行われる。この脱亜鉛処理により、亜鉛が気化されると共に、酸化鉄は還元されて金属鉄（Ｍ−Ｆｅ）となるため、そのまま高炉原料として、高炉リサイクルに供される。なお、成型及び脱亜鉛処理は、例えば、日本国特開平７−７０６６２号公報、又は日本国特開平８−２６００６６号公報等に開示された任意の方法により行うことができる。
また、微細粒ダストについても、前記した中細粒ダストの塊成化処理を使用して塊成物にし、転炉原料とすることもできる。【００３６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記した実施例や変形例の一部又は全部を組み合わせて、本発明の含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、前記実施例の含亜鉛転炉ダストのリサイクル方法において、中細粒ダストを、石灰粉、コークス、粉鉱石等と混合して焼結機に装入し、焼結鉱として高炉に装入してもよい。
また、中細粒ダストの一部（全中細粒ダストの例えば、５〜３０質量％程度）を、脱亜鉛処理することなく、含水率が例えば２〜５質量％になるまで乾燥した後、そのまま、粗粒ダストと同様に転炉原料又は電炉原料とすることもできる。
そして、第３工程と第４工程は、同時に並行して行ってもよく、またいずれを先に行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
鉄鋼の生産時に転炉工程で発生する含亜鉛の転炉ダストから亜鉛含有率の低いダスト分と高いダスト分に分けることにより、亜鉛含有率の低いダスト分については、処理費と設備費が高くなる脱亜鉛処理を行うことなく、高炉又は転炉もしくは電炉へ安価に効率良くリサイクルできる。また、亜鉛含有率の高いダスト分については、脱亜鉛処理が不要な亜鉛含有率の低いダスト分が予め分離されているので、処理量が低減され、脱亜鉛処理に要する処理コストの低減が図れる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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