(57)【要約】【課題】  鉄の品位低下を防止すると共に高亜鉛濃度のダストを回収可能とする。【解決手段】  炉２内に供給する亜鉛含有酸化鉄に対して、還元材として効果的であると共に還元に必要な熱量を発生する廃棄物であるＡＳＲ、家電シュレッダーダスト、廃プラスチック、廃棄物から得られるＲＤＦ、ＲＰＦのうちの少なくとも一つを炉２内に供給し、加熱処理することで亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を還元して分離すると共に酸化鉄を還元して金属鉄を得、この時、炉２の還元温度を８００〜１０８０°Ｃとすることで、融点が１０８３°Ｃの銅が溶融し鉄に付着するということを防止して鉄の品位低下を防止すると共に、亜鉛含有酸化鉄から分離した亜鉛を揮発させて微粒径のダストとして飛散させ、酸化亜鉛として亜鉛が濃縮した高亜鉛濃度のダストとして回収可能とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元炉で亜鉛含有酸化鉄及び還元材を加熱処理することで、前記亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離すると共に酸化鉄を還元し金属鉄を得る亜鉛含有酸化鉄の処理方法であって、
前記還元材として、ＡＳＲ、家電シュレッダーダスト、廃プラスチック、ＲＤＦ、ＲＰＦのうちの少なくとも一つを供給し、
前記還元炉の還元温度を８００〜１０８０°Ｃとしたことを特徴とする亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項２】
前記亜鉛含有酸化鉄を含む被処理物として、鉄を溶融する電炉で生じた電炉ダストを供給することを特徴とする請求項１記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項３】
前記還元材として、ＡＳＲを供給することを特徴とする請求項１又は２記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項４】
前記還元炉が、ロータリーキルンであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項５】
前記ロータリーキルンに、前記還元材を吹き込み供給することを特徴とする請求項４記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項６】
前記還元炉に、前記還元材を追加供給することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項７】
前記還元炉に、予めコークスを供給することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項８】
前記還元炉での前記亜鉛含有酸化鉄の滞留時間を、１〜３時間としたことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項９】
前記還元炉の還元雰囲気として、前記還元炉の出口の排ガス中Ｏ２濃度を５％−dry以下としたことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１０】
前記亜鉛含有酸化鉄と前記還元材の配合比を、１：１〜１：１０としたことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１１】
前記還元炉より排出された排出物から、磁選機で鉄を、銅選別機で銅を各々選別し、前記鉄を、鉄を溶融する電炉の原料として供し、前記銅を銅精錬所の原料として供することを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１２】
前記亜鉛含有酸化鉄を処理した前記還元炉を酸化溶融炉として用い、前記排出物から前記鉄及び前記銅を除去した残渣を溶融することを特徴とする請求項１１記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１３】
前記排出物から前記鉄及び前記銅を除去した残渣を、前記電炉に供給することを特徴とする請求項１１記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１４】
前記還元炉より排出された排出物を篩選別し、篩上の排出物のみから、磁選機で鉄を、銅選別機で銅を各々選別し、前記鉄を、鉄を溶融する電炉の原料として供し、前記銅を銅精錬所の原料として供することを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１５】
前記亜鉛含有酸化鉄を処理した前記還元炉を酸化溶融炉として用い、前記排出物から前記鉄及び前記銅を除去した前記篩上の排出物を溶融することを特徴とする請求項１４記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１６】
前記排出物から前記鉄及び前記銅を除去した前記篩上の排出物を、前記電炉に供給することを特徴とする請求項１４記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１７】
前記還元炉の後段に熱回収装置を設置し、当該熱回収装置で前記還元炉からの排ガスの熱回収を行うことを特徴とする請求項１〜１６の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１８】
前記還元炉の後段にバグフィルタを二段設置し、これらのバグフィルタで排ガス中のダストを順次捕集することを特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項１９】
前記還元炉の後段にサイクロン及びバグフィルタを設置し、これらのサイクロン及びバグフィルタで排ガス中のダストを順次捕集することを特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項２０】
前記還元炉の後段にサイクロンを設置すると共にバグフィルタを二段設置し、これらのサイクロン及びバグフィルタで排ガス中のダストを順次捕集することを特徴とする請求項１〜１７の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項２１】
最下流のバグフィルタより上流で捕集したダストを亜鉛精錬所の原料として供することを特徴とする請求項１８〜２０の何れか一項に記載の亜鉛含有酸化鉄の処理方法。
【請求項２２】
ロータリーキルンで亜鉛含有酸化鉄及び還元材を加熱処理することで、前記亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離すると共に酸化鉄を還元し金属鉄を得る亜鉛含有酸化鉄の処理装置であって、
前記ロータリーキルンには、前記還元材として、ＡＳＲ、家電シュレッダーダスト、廃プラスチック、ＲＤＦ、ＲＰＦのうちの少なくとも一つが供給され、
前記ロータリーキルンの還元温度が８００〜１０８０°Ｃとされていることを特徴とする亜鉛含有酸化鉄の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛含有酸化鉄を処理する方法及び処理する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、亜鉛含有酸化鉄を含む例えば製鉄所発生ダストを被処理物とし、この被処理物と、亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物及び酸化鉄を還元する例えばコークス等の炭材（還元材）とを主体とする混合物原料を作製し、この混合物原料を炉内雰囲気温度が１１００°Ｃ以上のロータリーキルンの炉内に装入し、炭材により亜鉛含有酸化鉄中の亜鉛酸化物を還元しさらに蒸発させ、例えば高炉等の還元炉に装入可能な鉄含有物を得るロータリーキルンを用いた亜鉛含有酸化鉄の脱亜鉛方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２４１８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記方法で得られた鉄含有物は不純物の含有率が高く、例えば電炉プロセスにおける鉄の原料として使用する上で鉄の品位低下を防ぐことが望まれている。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、亜鉛含有酸化鉄及び還元材を加熱処理することで亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離すると共に酸化鉄を還元し金属鉄を得る場合にあって鉄の品位低下が防止されると共に高亜鉛濃度のダストが回収可能とされる亜鉛含有酸化鉄の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここで、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、鉄の品位が低下するのは、被処理物に含まれている銅が溶融し鉄分に付着することが原因であることを見出した。
【０００６】
そこで、本発明による亜鉛含有酸化鉄の処理方法は、還元炉で亜鉛含有酸化鉄及び還元材を加熱処理することで、亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離すると共に酸化鉄を還元し金属鉄を得る亜鉛含有酸化鉄の処理方法であって、還元材として、ＡＳＲ、家電シュレッダーダスト、廃プラスチック、ＲＤＦ、ＲＰＦのうちの少なくとも一つを供給し、還元炉の還元温度を８００〜１０８０°Ｃとしたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明による亜鉛含有酸化鉄の処理装置は、ロータリーキルンで亜鉛含有酸化鉄及び還元材を加熱処理することで、亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を分離すると共に酸化鉄を還元し金属鉄を得る亜鉛含有酸化鉄の処理装置であって、ロータリーキルンには、還元材として、ＡＳＲ、家電シュレッダーダスト、廃プラスチック、ＲＤＦ、ＲＰＦのうちの少なくとも一つが供給され、ロータリーキルンの還元温度が８００〜１０８０°Ｃとされていることを特徴としている。
【０００８】
このような亜鉛含有酸化鉄の処理方法及び処理装置によれば、炉内に供給される亜鉛含有酸化鉄に対して、還元材として効果的であると共に還元に必要な熱量を発生する廃棄物であるＡＳＲ、家電シュレッダーダスト、廃プラスチック、廃棄物から得られるＲＤＦ、ＲＰＦのうちの少なくとも一つが炉内に供給され、加熱処理されることで亜鉛含有酸化鉄から亜鉛が還元されて分離すると共に酸化鉄が還元されて金属鉄が得られる。この時、炉の還元温度が８００〜１０８０°Ｃとされているため、融点が１０８３°Ｃの銅が溶融し鉄に付着するということが防止され、鉄の品位低下が防止され、また、亜鉛含有酸化鉄から分離した亜鉛は揮発し微粒径のダストとして飛散し、酸化亜鉛となって亜鉛が濃縮された高亜鉛濃度のダストとして回収可能とされる。
【０００９】
ここで、鉄を溶融する電炉で生じた電炉ダストには、亜鉛含有酸化鉄が多く含まれている。従って、当該電炉ダストを、亜鉛含有酸化鉄を含む被処理物として供給するようにすれば、鉄及び亜鉛の回収率が高められ、回収した鉄及び亜鉛の効率的な有効利用が図られるようになる。
【００１０】
また、還元材として、ＡＳＲ（自動車由来のシュレッダーダスト）を供給する場合には、当該ＡＳＲには銅が多く含まれているため、特に金属鉄に対する銅の溶融付着を防止する本発明の作用・効果が一層発揮される。また、自動車リサイクル法からＡＳＲの処理が義務づけられているが、これも満足するものと成る。
【００１１】
また、還元炉としては種々のものが採用されるが、炉内を好適な還元雰囲気とする炉としては、具体的には、ロータリーキルンが挙げられる。
【００１２】
また、還元炉をロータリーキルンとした場合には、当該ロータリーキルンでは被処理物が一方端の入口側から他方端の出口側へ移動していくことから、還元材を吹き込み供給する方法が好ましい。これによれば、ロータリーキルンの運転を停止すること無く還元材をロータリーキルン内の所望位置に供給することが可能となる。
【００１３】
また、上記還元材は、水素、炭化水素等の揮発分が多く、固定炭素の固まりであるコークスに比して、還元材としての短期の機能は高いが、機能が長く持続しないため、還元材としての機能を経時的に維持すべく、還元炉に還元材を追加供給することが好ましい。なお、上記還元材が、短期の還元能力に優れているのは、炭化水素、水素が直接鉄を還元するからである。
【００１４】
また、還元炉に、予めコークスを供給するようにすると、上記還元材が経時的に機能しなくなった後にあっても、コークスが還元材として長期間機能することになる。
【００１５】
また、上記還元材は還元材として１〜３時間有効に機能するため、還元炉に還元材を追加供給しない場合、また、還元炉に予めコークスを供給しない場合にあっては、還元炉での亜鉛含有酸化鉄の滞留時間を、１〜３時間とするのが好ましい。
【００１６】
また、還元炉の還元雰囲気としては、還元炉の出口の排ガス中Ｏ２濃度を５％−dry以下とするのが好ましい。
【００１７】
また、亜鉛含有酸化鉄と還元材の配合比は、１：１〜１：１０とするのが好ましく、１：４とするのが特に好ましい。
【００１８】
また、還元炉より排出された排出物から、磁選機で鉄を、銅選別機で銅を各々選別し、鉄を、鉄を溶融する電炉の原料として供し、銅を銅精錬所の原料として供するようにすると、選別された鉄及び銅が各々有効利用される。
【００１９】
また、亜鉛含有酸化鉄を処理した還元炉を酸化溶融炉として用い、排出物から鉄及び銅を除去した残渣を溶融するようにすると、酸化溶融炉からのスラグが、例えば道路用路盤材やコンクリート用骨材として有効利用される。
【００２０】
ここで、排出物から鉄及び銅を除去した残渣には、カーボン、シリカ、アルミナ、カルシア等が多く含まれている。従って、排出物から鉄及び銅を除去した残渣を、電炉に供給するようにすると、カーボンがコークス代替品（加炭材）とされて機能すると共にシリカ、アルミナ、カルシア等は溶融され、電炉からのスラグは例えば道路用路盤材やコンクリート用骨材として有効利用される。
【００２１】
また、還元炉より排出された排出物を篩選別し、篩上の排出物のみから、磁選機で鉄を、銅選別機で銅を各々選別し、鉄を、鉄を溶融する電炉の原料として供し、銅を銅精錬所の原料として供するようにすると、選別された鉄及び銅が各々有効利用されると共に、鉄及び銅の取扱性（ハンドリング）が向上される。
【００２２】
また、亜鉛含有酸化鉄を処理した還元炉を酸化溶融炉として用い、排出物から鉄及び銅を除去した篩上の排出物を溶融するようにすると、酸化溶融炉からのスラグが、例えば道路用路盤材やコンクリート用骨材として有効利用されると共に、酸化溶融炉に供給する排出物の取扱性が向上される。
【００２３】
また、排出物から鉄及び銅を除去した篩上の排出物を、電炉に供給するようにすると、カーボンがコークス代替品（加炭材）とされて機能すると共にシリカ、アルミナ、カルシア等は溶融され、電炉からのスラグは例えば道路用路盤材やコンクリート用骨材として有効利用され、且つ、電炉に供給する排出物の取扱性が向上される。
【００２４】
また、還元炉の後段に熱回収装置を設置し、当該熱回収装置で還元炉からの排ガスの熱回収を行うようにすると、熱源として有効利用が図られるようになる。
【００２５】
ここで、還元材からの排ガスを大気に放出する場合には、最下流のダスト集塵装置であるバグフィルタの前で、脱塩、脱硫すべく例えば消石灰等の排ガス処理剤を供給し塩素分、硫黄分等と結合させてバグフィルタで捕集しこれを埋め立てする等の方法が一般的である。このため、還元炉の後段にバグフィルタを二段設置し、これらのバグフィルタで排ガス中のダストを順次捕集するのが好ましい。これによれば、前段のバグフィルタで、亜鉛が濃縮された高亜鉛濃度のダストであって塩素分、硫黄分、排ガス処理剤を含まないダストが捕集されて回収され、有効利用に供することが可能とされる。
【００２６】
また、還元炉の後段にサイクロン及びバグフィルタを設置し、これらのサイクロン及びバグフィルタで排ガス中のダストを順次捕集するようにしても良い。これによれば、サイクロンで、亜鉛が濃縮された高亜鉛濃度のダストであって塩素分、硫黄分、排ガス処理剤を含まないダストが捕集されて回収され、有効利用に供することが可能とされる。
【００２７】
また、還元炉の後段にサイクロンを設置すると共にバグフィルタを二段設置し、これらのサイクロン及びバグフィルタで排ガス中のダストを順次捕集するようにしても良い。これによれば、サイクロン及び前段のバグフィルタで、亜鉛が濃縮された高亜鉛濃度のダストであって塩素分、硫黄分、排ガス処理剤を含まないダストが捕集されて回収され、有効利用に供することが可能とされる。
【００２８】
ここで、回収された高亜鉛濃度のダストは亜鉛濃度が５０％〜８０％であるから、粗亜鉛鉱の原料として極めて有効に利用することが可能である。また、最下流のバグフィルタで回収されたダストには、塩素分、硫黄分、排ガス処理剤が含まれている。従って、最下流のバグフィルタより上流で捕集したダストを亜鉛精錬所の原料として供するのが好ましく、亜鉛の有効利用が図られる。
【発明の効果】
【００２９】
このように本発明によれば、鉄の品位低下を防止することが可能になると共に高亜鉛濃度のダストを回収することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明による亜鉛含有酸化鉄の処理方法及び処理装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る亜鉛含有酸化鉄の処理装置を備えた設備を示す構成図である。
【００３１】
図１に示すように、設備１００は、電炉（電気炉）１と、この電炉１の電炉ダストと還元材を導入して加熱処理するロータリーキルン（還元炉）２と、このロータリーキルン２の出口２ｆに連絡されて燃焼を完結させる二次燃焼塔３と、この二次燃焼塔３からの排ガスを導入して熱交換を行うボイラ（熱回収装置）４と、このボイラ４からの排ガスを冷却するガス冷却塔５と、このガス冷却塔５からの排ガスを導入し固気分離するサイクロン６と、このサイクロン６からの排ガス中のダストを捕集する前段バグフィルタ７ａと、前段バグフィルタ７ａからの排ガスに排ガス処理剤としての消石灰、活性炭を供給する排ガス処理剤供給装置１０と、この排ガス処理剤の供給位置より下流に連絡されて前段バグフィルタ７ａからの排ガス中のダストを捕集する後段バグフィルタ７ｂとを備えている。
【００３２】
また、設備１００は、ロータリーキルン２の出口２ｆから排出される排出物から鉄を選別する磁選機８と、この磁選機８で鉄が除去された排出物から銅を選別する銅選別機９とを備えている。
【００３３】
電炉１は、例えば１３００〜１５００°Ｃの炉内温度で鉄スクラップを原料として溶融し鋼を製造するものであり、この電炉１からは飛灰として電炉ダストが発生する。この電炉ダストの代表的な性状を表１に示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１に示すように、電炉ダストは、鉄分全体（Ｔ−Ｆｅ）の含有率が２２％程度、金属鉄（Ｍ−Ｆｅ）の含有率が０．８％程度、酸化鉄の含有率が３０％程度、亜鉛の含有率が３０％程度であり、多くの亜鉛含有酸化鉄を含有している。従って、電炉ダストは、このままの性状では廃棄物扱いで非鉄精錬所に引き取られることになる。
【００３６】
ロータリーキルン２は、円筒形状の回転胴部２ａを有して横置きされ、入口側となる前部（図示左側）から出口側となる後部（図示右側）に向かって下方に所定に傾斜するようにして配設されている。なお、ロータリーキルン２としては、水平置きされるものもある。このロータリーキルン２は、その胴部２ａの前端部が固定部としての前支持部２ｂにより閉じられていると共に回転自在に支持され、その胴部２ａの後端部が固定部としての二次燃焼塔３に挿入されて回転自在に支持されている。
【００３７】
前支持部２ｂには、電炉１からの電炉ダストを炉内に導入する導入ダクト２ｃが貫設されると共に、例えば灯油等の燃料を、炉内に導入される燃焼用空気を用いて燃焼する燃料燃焼装置２ｄが貫設されている。また、導入ダクト２ｃには、還元材供給装置２ｅが設けられている。この還元材供給装置２ｅは、ロータリーキルン２の運転を停止すること無く炉内に還元材を吹き込み所定位置に供給するものである。
【００３８】
この還元材供給装置２ｅにより供給される還元材は、ここでは、ＡＳＲ（自動車由来のシュレッダーダスト）であり、自動車リサイクル法から処理が義務づけられているものである。このＡＳＲは、未選または選別されたＡＳＲであり、代表的な性状を表２に示す。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
表２に示すように、ＡＳＲは、水素、炭化水素等の揮発分の含有率が５０％程度と多く、固定炭素の含有率が４％程度と少ない。また、このＡＳＲには、比較的多くの銅が含まれている。
【００４１】
そして、電炉ダスト、ＡＳＲが供給されるロータリーキルン２は、炉内を還元雰囲気とすべく出口２ｆの排ガス中Ｏ２濃度が５％−dry以下となると共に、銅の溶融を防止すべく炉の還元温度が８００〜１０８０°Ｃとなるように運転が制御される。
【００４２】
このようなロータリーキルン２にあっては、胴部２ａが所定の速度で回転し、導入ダクト２ｃを介して炉内に供給された電炉ダストは入口側から出口２ｆへ搬送され、この際に、燃料燃焼装置２ｄで生じる高温の燃焼ガス及び火炎が、搬送される電炉ダストに接触し電炉ダストを加熱する。また、還元材供給装置２ｅを介して炉内に供給されたＡＳＲは加熱され還元に必要な熱量を発生し還元材として効果的に機能する。
【００４３】
このＡＳＲの還元作用により、電炉ダスト中の亜鉛含有酸化鉄から亜鉛が還元されて分離すると共に酸化鉄が還元されて金属鉄が得られる。この時、炉の還元温度が８００〜１０８０°Ｃとされているため、融点が１０８３°Ｃの銅が溶融し鉄に付着するということが防止される。そして、鉄、銅を含む排出物は、出口２ｆから流下して排出される。一方、亜鉛含有酸化鉄から分離した亜鉛は揮発し微粒径のダストとして飛散し排ガスに随伴されて二次燃焼塔３のキルン出口２より上方の二次燃焼室３ａに向かう。
【００４４】
ここで、電炉ダスト（亜鉛含有酸化鉄）とＡＳＲの配合比は、１：１〜１：１０とするのが好ましく、１：４とするのが特に好ましい。
【００４５】
キルン出口２ｆから排出された排出物は、磁選機８で鉄が選別され、当該鉄は、電炉１の原料として供される。この鉄は、前述したように、銅の溶融が無いため、品位低下が防止された原料として有効利用される。そして、この電炉ダスト１で生じる電炉ダストは、前述したように、ロータリーキルン２に供給され、これが繰り返される。
【００４６】
また、キルン出口２ｆから排出され磁選機８で鉄が除去された排出物は、銅選別機９で銅が選別され、当該銅は、銅精錬所の原料として供されて有効利用される。
【００４７】
一方、二次燃焼室３ａでは排ガス中の未燃分が完全燃焼し、揮発した亜鉛は酸化亜鉛等となって亜鉛が濃縮された高亜鉛濃度のダストとして後段に向かう。
【００４８】
このダストは排ガスと共にボイラ４を通り、この時、ボイラ４で熱回収が行われて熱源として有効利用が図られる。ボイラ４を通過した排ガスは、ガス冷却塔５で所定温度まで冷却されてからサイクロン６に至り、当該サイクロン６で固気分離が成されて所定の重さのダスト（固形物）が排ガスから分離されて捕集される。このサイクロン６で捕集されるダストは、高亜鉛濃度のダストである。
【００４９】
一方、サイクロン６を通過した排ガスは、前段バグフィルタ７ａを通り、この時、サイクロン６で捕集されなかったダストが前段バグフィルタ７ａで捕集される。この前段バグフィルタ７ａで捕集されるダストも、前述した高亜鉛濃度のダストである。
【００５０】
この前段バグフィルタ７ａを通過した排ガスに対しては、排ガス処理剤供給装置１０から消石灰、活性炭が供給され、排ガス中の塩素分、硫黄分等の有害物質が消石灰と結合すると共に、排ガス中のダイオキシン等の有害物質が活性炭に吸着され、この有害物質と結合した消石灰及びダイオキシン等の有害物質を吸着した活性炭を含む排ガスは、後段バグフィルタ７ｂを通り、この時、消石灰物及び活性炭を含むダストが後段バグフィルタ７ｂで捕集される。この後段バグフィルタ７ｂで捕集されたダストは、埋め立て処理等に供され、後段バグフィルタ７ｂを通過し、脱塩、脱硫、脱ダイオキシンが成され清浄化されたガスは、後段の煙突１１を介し大気に放出される。
【００５１】
一方、サイクロン６及び前段バグフィルタ７ａで捕集され回収された高亜鉛濃度のダストは、亜鉛濃度が５０〜８０％であるため、亜鉛精錬所の粗亜鉛鉱の原料として極めて有効に利用される。因みに、電炉１からの電炉ダストにあっては亜鉛濃度は３０％程度である。
【００５２】
このように、本実施形態にあっては、炉内に供給する亜鉛含有酸化鉄に対して、還元材として効果的であると共に還元に必要な熱量を発生する廃棄物であるＡＳＲを炉内に供給し、加熱処理することで亜鉛含有酸化鉄から亜鉛を還元して分離すると共に酸化鉄を還元して金属鉄を得るようにし、この時、炉の還元温度を８００〜１０８０°Ｃとすることで、融点が１０８３°Ｃの銅が溶融し鉄に付着するということを防止して鉄の品位低下を防止することが可能となっていると共に、亜鉛含有酸化鉄から分離した亜鉛を揮発させて微粒径のダストとして飛散させ、酸化亜鉛として亜鉛が濃縮した高亜鉛濃度のダストとして回収することが可能となっている。
【００５３】
ここで、表１に示す性状の電炉ダスト、表２に示す性状のＡＳＲを用い、本発明者らが図１に示す設備で行った実験結果を表３に示す。表３は、ロータリーキルン２からの排出物の性状を示すものである。
【００５４】
【表３】
2006328451.tif 000005
【００５５】
表３に示すように、排出物は、鉄分全体（Ｔ−Ｆｅ）の含有率が６５％程度、金属鉄（Ｍ−Ｆｅ）の含有率が６０％程度、酸化鉄の含有率が７％程度、亜鉛の含有率が２％程度であり、金属鉄の含有率が大幅に高められていると共に、亜鉛の含有率が大幅に低減されていることが確認された。
【００５６】
なお、亜鉛含有酸化鉄を処理したロータリーキルン２を、例えば１２００〜１３００°Ｃ程度の酸化溶融炉として用い、排出物から鉄及び銅を除去した残渣を溶融するようにしても良く、このようにすると、酸化溶融炉であるロータリーキルン２からのスラグが、例えば道路用路盤材やコンクリート用骨材として有効利用される。
【００５７】
ここで、排出物から鉄及び銅を除去した残渣には、カーボン、シリカ、アルミナ、カルシア等が多く含まれている。従って、排出物から鉄及び銅を除去した残渣を、電炉１に供給するようにしても良く、このようにすると、カーボンがコークス代替品（加炭材）とされて機能すると共にシリカ、アルミナ、カルシア等は溶融され、電炉１からのスラグが例えば道路用路盤材やコンクリート用骨材として有効利用される。
【００５８】
また、ロータリーキルン２より排出された排出物を篩選別し、篩上の排出物のみから、磁選機８で鉄を、銅選別機９で銅を各々選別し、鉄を電炉１の原料として供し、銅を銅精錬所の原料として供するようにしても良く、このようにすると、選別された鉄及び銅が各々有効利用されると共に、鉄及び銅の取扱性（ハンドリング）が向上される。
【００５９】
また、亜鉛含有酸化鉄を処理したロータリーキルン２を、例えば１２００〜１３００°Ｃ程度の酸化溶融炉として用い、排出物から鉄及び銅を除去した篩上の排出物を溶融するようにしても良く、このようにすると、酸化溶融炉であるロータリーキルン２からのスラグが、例えば道路用路盤材やコンクリート用骨材として有効利用されると共に、酸化溶融炉であるロータリーキルン２に供給する排出物の取扱性が向上される。
【００６０】
さらにまた、排出物から鉄及び銅を除去した篩上の排出物を、電炉１に供給するようにしても良く、このようにすると、カーボンがコークス代替品（加炭材）とされて機能すると共にシリカ、アルミナ、カルシア等は溶融され、電炉１からのスラグが例えば道路用路盤材やコンクリート用骨材として有効利用され、且つ、電炉１に供給する排出物の取扱性が向上される。
【００６１】
ところで、ＡＳＲは前述したように固定炭素が少なく揮発分が多いことから、固定炭素の固まりであるコークスとは相違する還元材の特性を有している。図２は、還元材であるＡＳＲの還元機能の経時変化をＡＳＲを追加供給した場合と共に示し且つコークスと比較して示す線図である。
【００６２】
図２において、横軸は時間を表し、縦軸は金属化率（Ｍ−Ｆｅ／Ｔ−Ｆｅ）を表している。図中の実線は、９５０°Ｃの還元温度で電炉ダストとＡＳＲの配合比を１：４とした時の金属化率の経時変化を示し、図中の点線は、９５０°Ｃの還元温度で電炉ダストとＡＳＲの配合比を１：４とし、途中でＡＳＲを追加供給して電炉ダストとＡＳＲの配合比を１：１０とした時の金属化率の経時変化を示している。なお、図中の一点鎖線は、コークスによるものを示している。
【００６３】
図２に実線で示すように、ＡＳＲは、固定炭素が少なく揮発分が多いため、還元機能が働き始めるのは早いが、１〜３時間しか持続しないという特性がある。従って、ロータリーキルン２での亜鉛含有酸化鉄の滞留時間は、１〜３時間とするのが好ましい。
【００６４】
また、図３は、排出物の亜鉛除去率の経時変化を示す線図である。図３において、横軸は時間を表し、縦軸は排出物の亜鉛除去率を表している。図中の実線は、９５０°Ｃの還元温度で電炉ダストとＡＳＲの配合比を１：４とした時の排出物の亜鉛除去率の経時変化を示している。図３に示すように、亜鉛除去率からも、ロータリーキルン２での亜鉛含有酸化鉄の滞留時間は、１〜３時間とするのが好ましい。
【００６５】
このようにＡＳＲは、還元材としての機能が短いため、還元材としての機能を経時的に維持するには、ロータリーキルン２にＡＳＲを追加供給するのが好ましい。このようにＡＳＲを追加供給すると、図２に点線で示すように、還元機能が大幅に延びることが確認されている。このようにＡＳＲを追加供給する場合にあっては、ロータリーキルン２内のＡＳＲの機能が無くなっている箇所に上記還元材供給装置２ｅを用いてＡＳＲを吹き込むのが好ましい。
【００６６】
また、ロータリーキルン２に、予めコークスを供給するようにしておくと、固定炭素の固まりであるコークスは、図２に示すようにＡＳＲと比較すると、還元機能が働き始めるのは遅いが長期間持続するという特性があるため、ＡＳＲが経時的に機能しなくなった後にあっても、コークスが還元材として長期間機能することになる。
【００６７】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、亜鉛含有酸化鉄が多く含まれる電炉ダストを被処理物とし、鉄及び亜鉛の回収率を高め回収した鉄及び亜鉛の効率的な有効利用を図るようにしているが、例えば、電炉付帯設備である廃水処理設備で発生するスラッジや、圧延設備で発生する圧延スケール等であっても良く、要は、亜鉛含有酸化鉄を含むものであれば良い。
【００６８】
また、上記実施形態においては、自動車リサイクル法から処理が義務づけられていると共に銅が多く含まれているＡＳＲを還元材とし、自動車リサイクル法を満足すると共に特に金属鉄に対する銅の溶融付着を防止する本発明の作用・効果を一層発揮させるようにしているが、還元材として効果的であると共に還元に必要な熱量を発生する廃棄物であるＡＳＲ、家電シュレッダーダスト、廃プラスチック、廃棄物から得られるＲＤＦ（Refuse Derived Fuel）、ＲＰＦ（Refuse Paper and Plastic Fuel）のうちの少なくとも一つを還元材としても良い。
【００６９】
また、上記実施形態においては、炉内に好適な還元雰囲気を形成する炉としてロータリーキルン２を用いているが、還元炉として機能する炉であれば、例えば、シャフト炉や、高温ガス化炉等であっても良い。
【００７０】
また、上記実施形態においては、還元炉（ロータリーキルン）２の後段にサイクロン６及び二段バグフィルタ７ａ，７ｂを設置し、サイクロン６及び前段バグフィルタ７ａで、塩素分、硫黄分、排ガス処理剤を含まない高亜鉛濃度のダストを捕集し回収して亜鉛精錬所に供するようにしているが、還元炉２の後段にサイクロン６及び一段バグフィルタ７ａを設置すると共に、サイクロン６とバグフィルタ７ａとの間の排ガスラインに排ガス処理剤を供給するようにし、サイクロン６のみで、塩素分、硫黄分、排ガス処理剤を含まない高亜鉛濃度のダストを捕集し回収して亜鉛精錬所に供するようにしても良く、また、還元炉２の後段に二段バグフィルタ７ａ，７ｂのみを設置すると共に、バグフィルタ７ａ，７ｂ間の排ガスラインに排ガス処理剤を供給するようにし、前段バグフィルタ７ａのみで、塩素分、硫黄分、排ガス処理剤を含まない高亜鉛濃度のダストを捕集し回収して亜鉛精錬所に供するようにしても良く、要は、最下流のバグフィルタより上流で捕集したダストを亜鉛精錬所の原料として供することができ、亜鉛の有効利用が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る亜鉛含有酸化鉄の処理装置を備えた設備を示す構成図である。
【図２】還元材であるＡＳＲの還元機能の経時変化をＡＳＲを追加供給した場合と共に示し且つコークスと比較して示す線図である。
【図３】排出物の亜鉛除去率の経時変化を示す線図である。
【符号の説明】
【００７２】
１…電炉、２…ロータリーキルン（還元炉；亜鉛含有酸化鉄の処理装置）、２ｅ…還元材供給装置、２ｆ…キルン出口、４…ボイラ（熱回収装置）、６…サイクロン、７ａ，７ｂ…バグフィルタ、８…磁選機、９…銅選別機、１００…設備。
【図１】
2006328451.tif 000006
【図２】
2006328451.tif 000007
【図３】
2006328451.tif 000008