(57)【要約】【課題】高温の鉄鋼スラグから金属鉄を高い回収率で分離回収するとともに、スラグの大量処理を可能とする。【解決手段】乾式冷却により温度調整したスラグを、平均粒径が１〜３０ｍｍで、最大粒径が５０ｍｍ以下となるように破砕した後、複数の粒度に分級し、この分級された各粒度のスラグを、それぞれ異なる密度分離方式の乾式密度分離装置により金属鉄濃度が高い高密度粒状物と金属鉄濃度が低い低密度粒状物に分離する。スラグの破砕粒径を適度な粗さに止め、そのスラグを複数の粒度に分級した上で、各粒度に適した乾式密度分離装置により金属鉄の分離を行うので、スラグから金属鉄を高い回収率で分離回収することができるとともに、スラグを細かい粒度まで粉砕しないため処理時間が短く、処理コストも低くできるため、スラグの大量処理が可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属鉄を含有する鉄鋼スラグから金属鉄を分離回収するための鉄鋼スラグの処理方法であって、
乾式冷却装置により高温の鉄鋼スラグを冷却して温度を低下させる温度調整工程（Ａ）と、
該温度調整工程（Ａ）を経た鉄鋼スラグを、破砕装置により平均粒径が１〜３０ｍｍで、最大粒径が５０ｍｍ以下となるように破砕する破砕工程（Ｂ）と、
該破砕工程（Ｂ）で破砕された鉄鋼スラグを複数の粒度に分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で分級された各粒度の鉄鋼スラグを、それぞれ異なる密度分離方式の乾式密度分離装置により金属鉄濃度が高い高密度粒状物と金属鉄濃度が低い低密度粒状物に分離する密度分離工程（Ｄ）を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理方法。
【請求項２】
分級工程（Ｃ）では、鉄鋼スラグを細粒スラグ、中粒スラグ及び粗粒スラグの３つの粒度に分級することを特徴とする請求項１に記載の鉄鋼スラグの処理方法。
【請求項３】
分級工程（Ｃ）では、目開きが１〜２ｍｍの篩の篩下を細粒スラグとし、目開きが７〜１０ｍｍの篩の篩上を粗粒スラグとし、これら細粒スラグ及び粗粒スラグ以外を中粒スラグとすることを特徴とする請求項２に記載の鉄鋼スラグの処理方法。
【請求項４】
密度分離工程（Ｄ）では、細粒スラグを気流式分離装置により高密度粒状物と低密度粒状物に分離し、中粒スラグをエアテーブル式分離装置により高密度粒状物と低密度粒状物に分離し、粗粒スラグを固気流動層式分離装置により高密度粒状物と低密度粒状物に分離することを特徴とする請求項２又は３に記載の鉄鋼スラグの処理方法。
【請求項５】
さらに、温度調整工程（Ａ）で温度を低下させる前の高温の鉄鋼スラグについて、大塊スラグを選別して破砕することでスラグの粒度を整える整粒工程（ａ）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鉄鋼スラグの処理方法。
【請求項６】
さらに、密度分離工程（Ｄ）で分離された低密度粒状物を還元加熱処理してスラグ成分と有価成分に分離する還元加熱処理工程（Ｅ）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の鉄鋼スラグの処理方法。
【請求項７】
密度分離工程（Ｄ）で各乾式密度分離装置により分離された粒度が異なる低密度粒状物を混合し、その混合物を還元加熱処理工程（Ｅ）で還元加熱処理することを特徴とする請求項６に記載の鉄鋼スラグの処理方法。
【請求項８】
金属鉄を含有する鉄鋼スラグから金属鉄を分離回収するための鉄鋼スラグの処理設備であって、
高温の鉄鋼スラグを冷却して温度調整を行う乾式冷却装置（１）と、
該乾式冷却装置（１）で温度調整された鉄鋼スラグを、平均粒径が１〜３０ｍｍで、最大粒径が５０ｍｍ以下となるように破砕する破砕装置（２）と、
該破砕装置（２）で破砕された鉄鋼スラグを複数の粒度に分級する篩装置（３）と、
該篩装置（３）で分級された各粒度の鉄鋼スラグを、それぞれ異なる密度分離方式で金属鉄濃度が高い高密度粒状物と金属鉄濃度が低い低密度粒状物に分離する複数の乾式密度分離装置（４）を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理設備。
【請求項９】
篩装置（３）は、鉄鋼スラグを細粒スラグ、中粒スラグ及び粗粒スラグの３つの粒度に分級するための篩を有することを特徴とする請求項８に記載の鉄鋼スラグの処理設備。
【請求項１０】
篩装置（３）は、目開きが１〜２ｍｍの篩と、目開きが７〜１０ｍｍの篩を有することを特徴とする請求項９に記載の鉄鋼スラグの処理設備。
【請求項１１】
乾式密度分離装置（４）は、細粒スラグを高密度粒状物と低密度粒状物に分離する気流式分離装置（４a）と、中粒スラグを高密度粒状物と低密度粒状物に分離するエアテーブル式分離装置（４b）と、粗粒スラグを高密度粒状物と低密度粒状物に分離する固気流動層式分離装置（４c）からなることを特徴とする請求項９又は１０に記載の鉄鋼スラグの処理設備。
【請求項１２】
さらに、乾式冷却装置（１）で温度調整する前の高温の鉄鋼スラグについて、大塊スラグを選別して破砕することでスラグの粒度を整えるための篩装置と破砕装置を有することを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の鉄鋼スラグの処理設備。
【請求項１３】
さらに、乾式密度分離装置（４）で分離された低密度粒状物を還元加熱処理してスラグ成分と有価成分に分離する還元加熱処理装置（５）を有することを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の鉄鋼スラグの処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼製造プロセスの製鋼工程などで発生した高温のスラグから金属鉄を分離回収するための鉄鋼スラグの処理方法及び設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶銑予備処理工程や転炉工程において、製鋼の副産物としてスラグが発生する。この製鋼スラグは、溶銑や溶鋼中の不純物や不要元素を除去するために加えられるカルシウム系添加剤がそれらと反応し、生成したものであり、各工程において１０００℃以上の高温状態で排出される。製鋼スラグには金属鉄が多く含まれており、この製鋼スラグ中の金属鉄は分離回収され、製鉄原料として再利用される。
従来、製鋼スラグから金属鉄を分離する方法としては、磁力選別による分離が一般的であり、ヤードに排滓された高温スラグに散水して冷却した後、篩（グリズリなど）による粒度調整、粉砕機（ハンマークラッシャー、ロッドミルなど）による粉砕処理、乾燥装置による乾燥処理の各工程を経て、磁力選別機による金属鉄の磁力選別が行われる。
【０００３】
しかし、このような従来の方法では、高温スラグに散水して冷却するため、磁力選別を行う前にスラグを乾燥処理する必要があり、その分処理コストが高くなる問題がある。また、乾燥処理には時間がかかるため、時間当たり数トン〜数十トンが生成される製鋼スラグを効率的に処理することは難しい。
このような問題に対して、特許文献１には、高温スラグから金属鉄を分離するための、以下のような方法が示されている。すなわち、生成した高温スラグを篩装置にかけて大塊スラグを選別し、これを破砕することでスラグの粒度を調整した後、ロータリークーラーなどの乾式冷却装置により、後工程の乾式密度分離において処理しやすい温度（１００℃〜３００℃程度）まで冷却する。次いで、スラグを振動篩にかけて所定の粒径を超えるものを選別し、これをハンマークラッシャやロッドミルなどのような粉砕装置で粉砕して単体分離を促進させ、その後、気流遠心分離装置などを用いた乾式密度分離によりスラグから金属鉄（金属鉄濃度が高い高密度粒状物）を分離する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−８７５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法により、高温スラグから金属鉄を高い回収率で分離回収するには、乾式冷却装置で冷却されたスラグについて篩分けと粉砕を繰り返し行い、すべてのスラグを粒径１ｍｍ以下まで粉砕する必要がある。しかし、すべてのスラグを粒径１ｍｍ以下まで破砕した後、金属鉄の分離を行うとなると、時間当たりの処理量には限度があるため、時間当たり数トン〜数十トンが生成される高温スラグを処理することは事実上難しくなる。
【０００６】
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、高温の鉄鋼スラグから金属鉄を高い回収率で分離回収することができるとともに、スラグの大量処理が可能な鉄鋼スラグの処理方法及び設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、高温の鉄鋼スラグを乾式冷却装置で冷却した後、乾式密度分離装置により金属鉄を分離する方法において、上記課題を解決するために検討を重ねた結果、特許文献１のようにスラグを細かい粒度まで粉砕しなくても、適度な粗さの粒度まで破砕したスラグを複数の粒度に分級した上で、各粒度に適した乾式密度分離装置により金属鉄を分離することにより、鉄鋼スラグから金属鉄を高い回収率で分離回収できることが判った。この方法によれば、特許文献１のようにスラグを細かい粒度まで粉砕しないためスラグの大量処理が可能であり、上記課題を解決することができる。
【０００８】
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［1］金属鉄を含有する鉄鋼スラグから金属鉄を分離回収するための鉄鋼スラグの処理方法であって、
乾式冷却装置により高温の鉄鋼スラグを冷却して温度を低下させる温度調整工程（Ａ）と、
該温度調整工程（Ａ）を経た鉄鋼スラグを、破砕装置により平均粒径が１〜３０ｍｍで、最大粒径が５０ｍｍ以下となるように破砕する破砕工程（Ｂ）と、
該破砕工程（Ｂ）で破砕された鉄鋼スラグを複数の粒度に分級する分級工程（Ｃ）と、
該分級工程（Ｃ）で分級された各粒度の鉄鋼スラグを、それぞれ異なる密度分離方式の乾式密度分離装置により金属鉄濃度が高い高密度粒状物と金属鉄濃度が低い低密度粒状物に分離する密度分離工程（Ｄ）を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理方法。
【０００９】
［2］上記［1］の処理方法において、分級工程（Ｃ）では、鉄鋼スラグを細粒スラグ、中粒スラグ及び粗粒スラグの３つの粒度に分級することを特徴とする鉄鋼スラグの処理方法。
［3］上記［2］の処理方法において、分級工程（Ｃ）では、目開きが１〜２ｍｍの篩の篩下を細粒スラグとし、目開きが７〜１０ｍｍの篩の篩上を粗粒スラグとし、これら細粒スラグ及び粗粒スラグ以外を中粒スラグとすることを特徴とする鉄鋼スラグの処理方法。
［4］上記［2］又は［3］の処理方法において、密度分離工程（Ｄ）では、細粒スラグを気流式分離装置により高密度粒状物と低密度粒状物に分離し、中粒スラグをエアテーブル式分離装置により高密度粒状物と低密度粒状物に分離し、粗粒スラグを固気流動層式分離装置により高密度粒状物と低密度粒状物に分離することを特徴とする鉄鋼スラグの処理方法。
【００１０】
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの処理方法において、さらに、温度調整工程（Ａ）で温度を低下させる前の高温の鉄鋼スラグについて、大塊スラグを選別して破砕することでスラグの粒度を整える整粒工程（ａ）を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理方法。
［6］上記［1］〜［5］のいずれかの処理方法において、さらに、密度分離工程（Ｄ）で分離された低密度粒状物を還元加熱処理してスラグ成分と有価成分に分離する還元加熱処理工程（Ｅ）を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理方法。
［7］上記［6］の処理方法において、密度分離工程（Ｄ）で各乾式密度分離装置により分離された粒度が異なる低密度粒状物を混合し、その混合物を還元加熱処理工程（Ｅ）で還元加熱処理することを特徴とする鉄鋼スラグの処理方法。
【００１１】
［8］金属鉄を含有する鉄鋼スラグから金属鉄を分離回収するための鉄鋼スラグの処理設備であって、
高温の鉄鋼スラグを冷却して温度調整を行う乾式冷却装置（１）と、
該乾式冷却装置（１）で温度調整された鉄鋼スラグを、平均粒径が１〜３０ｍｍで、最大粒径が５０ｍｍ以下となるように破砕する破砕装置（２）と、
該破砕装置（２）で破砕された鉄鋼スラグを複数の粒度に分級する篩装置（３）と、
該篩装置（３）で分級された各粒度の鉄鋼スラグを、それぞれ異なる密度分離方式で金属鉄濃度が高い高密度粒状物と金属鉄濃度が低い低密度粒状物に分離する複数の乾式密度分離装置（４）を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理設備。
【００１２】
［9］上記［8］の処理設備において、篩装置（３）は、鉄鋼スラグを細粒スラグ、中粒スラグ及び粗粒スラグの３つの粒度に分級するための篩を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理設備。
［10］上記［9］の処理設備において、篩装置（３）は、目開きが１〜２ｍｍの篩と、目開きが７〜１０ｍｍの篩を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理設備。
［11］上記［9］又は［10］の処理設備において、乾式密度分離装置（４）は、細粒スラグを高密度粒状物と低密度粒状物に分離する気流式分離装置（４a）と、中粒スラグを高密度粒状物と低密度粒状物に分離するエアテーブル式分離装置（４b）と、粗粒スラグを高密度粒状物と低密度粒状物に分離する固気流動層式分離装置（４c）からなることを特徴とする鉄鋼スラグの処理設備。
【００１３】
［12］上記［8］〜［11］のいずれかの処理設備において、さらに、乾式冷却装置（１）で温度調整する前の高温の鉄鋼スラグについて、大塊スラグを選別して破砕することでスラグの粒度を整えるための篩装置と破砕装置を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理設備。
［13］上記［8］〜［12］のいずれかの処理設備において、さらに、乾式密度分離装置（４）で分離された低密度粒状物を還元加熱処理してスラグ成分と有価成分に分離する還元加熱処理装置（５）を有することを特徴とする鉄鋼スラグの処理設備。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高温の鉄鋼スラグから金属鉄を高い回収率で分離回収することができるとともに、スラグを細かい粒度まで粉砕しないため処理時間が短く、処理コストも低くできるため、スラグの大量処理が可能である。このため、鉄鋼製造プロセスの製鋼工程などで大量に発生する鉄鋼スラグを効率的且つ低コストに処理しつつ、金属鉄を高い回収率で分離回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の処理フローを示す説明図
【図２】図１の実施形態の処理フローを、設備構成とともにより具体的に示す説明図
【図３】本発明の一実施形態において、破砕工程（Ｂ）で破砕された後のスラグの粒度分布の一例を示すグラフ
【図４】本発明の分級工程（Ｃ）において、鉄鋼スラグを細粒スラグ・中粒スラグ・粗粒スラグが異なる粒度を有する８種類の形態に分級した場合について、スラグ処理量と密度分離工程（Ｄ）における金属鉄回収率を調べた結果を示すグラフ
【図５】本発明において細粒スラグに対して使用する乾式密度分離装置である気流式分離装置の一実施形態を示す説明図
【図６】本発明において細粒スラグに対して使用する乾式密度分離装置である気流式分離装置の他の実施形態を示す説明図
【図７】本発明において中粒スラグに対して使用する乾式密度分離装置であるエアテーブル式分離装置の一実施形態を示す説明図
【図８】本発明において粗粒スラグに対して使用する乾式密度分離装置である固気流動層式分離装置の一実施形態を示す説明図
【図９】低密度粒状物の還元加熱処理において、処理装置に投入した低密度粒状物の平均粒径と処理装置からの排出歩留まりとの関係を示すグラフ
【図１０】本発明の実施例において、各粒度のスラグに適用した乾式密度分離装置による金属鉄回収率（密度分離前のスラグに含まれる金属鉄のうち高密度粒状物として分離回収された金属鉄の割合）を示すグラフ
【図１１】本発明の実施例において、各粒度のスラグに適用した乾式密度分離装置による金属鉄回収後の除鉄スラグの金属鉄残留率（低密度粒状物中の金属鉄含有率）を示すグラフ
【図１２】本発明の実施例において、各乾式密度分離装置による金属鉄回収前のスラグの温度と、金属鉄回収後の除鉄スラグ（低密度粒状物）の温度を比較して示すグラフ
【図１３】本発明法と図１４に示す従来法の処理コストを比較して示すグラフ
【図１４】従来法の処理フローの一例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、乾式で高温の鉄鋼スラグ（以下「スラグ」という）から金属鉄を分離回収するためのスラグの処理方法であり、従来法のように全てのスラグを細かく（例えば粒径１ｍｍ以下）粉砕した上で金属鉄の単体分離を行うのではなく、スラグの破砕粒径を適度な粗さ（平均粒径が１〜３０ｍｍで、最大粒径が５０ｍｍ以下の粒度）に止め、そのスラグを複数の粒度に分級した上で、各粒度に適した乾式密度分離装置により金属鉄の分離を行うものである。すなわち、本発明の処理方法は、乾式冷却装置により高温のスラグを冷却して温度を低下させる温度調整工程（Ａ）と、この温度調整工程（Ａ）を経たスラグを、破砕装置により平均粒径が１〜３０ｍｍで、最大粒径が５０ｍｍ以下となるように破砕する破砕工程（Ｂ）と、この破砕工程（Ｂ）で破砕されたスラグを複数の粒度に分級する分級工程（Ｃ）と、この分級工程（Ｃ）で分級された各粒度のスラグを、それぞれ異なる密度分離方式の乾式密度分離装置により金属鉄濃度が高い高密度粒状物と金属鉄濃度が低い低密度粒状物に分離する密度分離工程（Ｄ）を有する。また、通常、温度調整工程（Ａ）で温度を低下させる前の高温のスラグについて、大塊スラグを選別して破砕することでスラグの粒度を整える整粒工程（ａ）を有する。また、本発明の処理方法は、さらに、密度分離工程（Ｄ）で分離された低密度粒状物を還元加熱処理してスラグ成分と有価成分に分離する還元加熱処理工程（Ｅ）を有することができ、この場合、密度分離工程（Ｄ）で各乾式密度分離装置により分離された粒度が異なる低密度粒状物を混合し、その混合物を還元加熱処理工程（Ｅ）で還元加熱処理することが特に好ましい。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態の処理フローを示しており、図２は、図１の実施形態の処理フローを、設備構成とともにより具体的に示している。以下、この実施形態を例に本発明の詳細を説明する。
製鋼工程などで精錬容器から排滓されたスラグはピットなどに排出され、凝固した高温のスラグＳとなる。ピットなどで凝固した高温のスラグＳには、大塊スラグが含まれており、一般に粒径２００ｍｍ程度以上のスラグは鉄分比率が９０mass％以上であるため、図示しないが、通常、温度調整工程（Ａ）で温度を低下させる前の高温のスラグを篩目２００ｍｍ程度の篩装置（グリズリなど）で選別し、篩上は鉄源として回収する。篩下は破砕装置で破砕することでスラグの粒度を整える整粒工程（ａ）が行われる。
【００１８】
温度調整工程（Ａ）では、高温のスラグＳを乾式冷却装置１で冷却して温度を低下させ、破砕装置に投入可能な温度であって、金属鉄の密度分離処理がしやすい温度に調整する。通常、温度調整前のスラグは１０００℃以上の温度を有するが、例えば、これを１００〜３００℃程度まで冷却する。乾式冷却装置１は、スラグに直に散水することなくスラグの冷却を行うものであり、この乾式冷却装置１の種類に特に制限はないが、例えば、冷却水を循環させてスラグを間接冷却するロータリークーラー、ファンによりスラグを強制的に冷却する風冷装置、空気の対流によりスラグを冷却する自冷式装置などを用いることができ、本実施形態の乾式冷却装置１もロータリークーラーで構成されている。このロータリークーラーは、内部に被冷却材であるスラグが装入される円筒状の本体１００と、この本体１００の外側に散水を行う散水機構１０１を備え、回転する本体１００に散水機構１０１から散水することにより、本体１００内でスラグＳを搬送しながら冷却するものである。
【００１９】
破砕工程（Ｂ）では、温度調整工程（Ａ）で温度調整されたスラグＳを破砕装置２により破砕するが、破砕装置２の目標破砕粒径（例えば、破砕機の出口隙間）の設定により、平均粒径が１〜３０ｍｍで、最大粒径が５０ｍｍ以下の粒度となるように、好ましくは平均粒径が５〜１０ｍｍで、最大粒径が３０ｍｍ以下の粒度となるように破砕する。この場合、目標破砕粒径を設定して、一度の破砕により上記粒度となるように破砕することが好ましい。
ここで、平均粒径とは、粒子直径の算術平均値であり、篩分け法によって粒度分布を求め、粒径毎の質量％より篩目開きで表したものである。また、以下の説明において記載されている「平均粒径」もすべて同様である。
【００２０】
従来法（特許文献１の方法）のように、スラグをすべて細かく（例えば粒径１ｍｍ以下）破砕することは処理速度の低下につながるため、本発明では粗めに設定された破砕粒径でスラグを破砕することで破砕処理速度を確保し、大量のスラグの処理を可能とする。通常、破砕装置２では、破砕したスラグを目標破砕粒径に応じた所定の篩目で篩分けし、篩上を再破砕することで、スラグを目標破砕粒径に破砕処理するようにしているが、本発明では目標破砕粒径を粗めに設定することで、再破砕するスラグ量が少なくなり或いは再破砕なしに１回の破砕を行うだけでよいため、破砕処理速度を高めることができる。
【００２１】
表１に、破砕装置（ジョークラッシャ）の目標破砕粒径（破砕機の出口隙間）を１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍにそれぞれ設定し、スラグを破砕した場合の処理量を示す。表１に示されるように、破砕粒径１ｍｍの場合の処理量が１ｔ／ｈであるのに対して、破砕粒径３０ｍｍでは３６ｔ／ｈであり、３０倍以上の処理量となる。
【表１】
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【００２２】
ここで、破砕工程（Ｂ）で破砕されたスラグの平均粒径が１ｍｍ未満では、高い破砕処理速度が得られず、スラグの大量処理ができない。一方、平均粒径が３０ｍｍを超えると、金属鉄の単体分離が不十分となり、金属鉄の回収率が低下する。また、最大粒径を５０ｍｍ以下としたのは、金属鉄を分離回収した後のスラグ（除鉄スラグ）は、その後に有価成分の回収を目的とした加熱処理（例えば、ロータリーキルンなどを用いた還元加熱処理）がなされる際の反応性の観点から、金属鉄濃度が３．５mass％以下であることが好ましいが、粒径が５０ｍｍ以下であれば、１つのスラグ粒子に含まれる金属鉄成分は概ね３．５mass％以下になるからである。また、以上の観点から、より好ましい破砕粒度は、平均粒径が５〜１０ｍｍで最大粒径が３０ｍｍ以下となるような粒度である。
図３に、本発明の破砕工程（Ｂ）において、例えば、平均粒径が８．３ｍｍで最大粒径が５０ｍｍ以下となるように破砕したスラグの粒度分布を示す。
使用する破砕装置２の種類に特に制限はないが、例えば、ジョークラッシャ、ハンマークラッシャ、ロッドミルなどを用いることができる。
【００２３】
分級工程（Ｃ）では、破砕工程（Ｂ）で破砕されたスラグを篩装置３により複数の粒度に分級するが、これは次工程の密度分離工程（Ｄ）においてスラグ粒度に応じた最適な乾式密度分離装置で金属鉄の密度分離（比重分離）を行うため、粒径をある程度一定に揃えたスラグとするためである。
スラグの粒径を一定以上に揃えることにより密度分離の精度が高まるため、この分級工程（Ｃ）では、細粒、中粒、粗粒の３つの粒度に分級することが好ましい。
【００２４】
また、この場合には、目開きが１〜２ｍｍの篩の篩下を細粒スラグとし、目開きが７〜１０ｍｍの篩の篩上を粗粒スラグとし、これら細粒スラグ及び粗粒スラグ以外を中粒スラグとすることが好ましく、これにより特に単体分離しやすい粒度のスラグを得ることができる。篩下を細粒スラグとするための篩の目開きが１ｍｍ未満では、中粒スラグの粒径が小さくなりすぎるため、中粒スラグの乾式密度分離装置が目詰まりを起こすなどの問題を生じるおそれがあり、一方、２ｍｍを超えると、細粒スラグの粒径が大きくなりすぎるため、細粒スラグの乾式密度分離装置における密度分離の精度が低下するおそれがある。また、篩上を粗粒スラグとするための篩の目開きが７ｍｍ未満では、粗粒スラグの乾式密度分離装置の密度分離の精度が低下するおそれがあり、一方、１０ｍｍを超えると中粒スラグの乾式密度分離装置の密度分離の精度が低下するおそれがある。
【００２５】
例えば、目開きが１ｍｍの篩の篩下を細粒スラグとし、目開きが１０ｍｍの篩の篩上（且つ目開きが３０ｍｍの篩の篩下）を粗粒スラグとし、これら細粒スラグ及び粗粒スラグ以外を中粒スラグとすることで、粒径１ｍｍ以下の細粒スラグ、粒径１ｍｍ超１０ｍｍ以下の中粒スラグ、粒径１０ｍｍ超３０ｍｍ以下の粗粒スラグという３つの粒度のスラグに分級することができる。
分級工程（Ｃ）で使用する篩装置３の種類に特に制限はないが、例えば、振動篩（振動スクリーン）などを用いることができる。この振動篩は、一定の網目径を持つスクリーンを振動させることで篩上と篩下に分離する篩装置である。
【００２６】
破砕工程（Ｂ）で破砕されたスラグを、上記のように目開きが異なる篩を用いて、細粒スラグ、中粒スラグ、粗粒スラグが下記のような粒度を有するように１０種類の形態に分級し、それぞれの場合の金属鉄回収率（密度分離前のスラグに含まれる金属鉄のうち高密度粒状物ｘとして分離回収された金属鉄の割合）とスラグ処理量を調べた。なお、下記（1）〜(10)のスラグ粒度のうち「以下」はその篩目の篩下、「超」はその篩目の篩上を意味し、（1）〜(10)の各場合において、左側から順に細粒スラグ、中粒スラグ、粗粒スラグの各粒度を示している。この試験では、細粒スラグについては図５に示す気流遠心分離装置を用いて、中粒スラグについては図７に示すエアテーブル式分離装置を用いて、粗粒スラグについては図８に示す固気流動層式分離装置を用いて、それぞれ高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙに密度分離し、高密度粒状物ｘを金属鉄として回収し、低密度粒状物ｙを除鉄スラグとした。
（1）０．５ｍｍ以下、０．５ｍｍ超２ｍｍ以下、２ｍｍ超３０ｍｍ以下
（2）１ｍｍ以下、１ｍｍ超２ｍｍ以下、２ｍｍ超３０ｍｍ以下
（3）１ｍｍ以下、１ｍｍ超４．５ｍｍ以下、４．５ｍｍ超３０ｍｍ以下
（4）１ｍｍ以下、１ｍｍ超７ｍｍ以下、７ｍｍ超３０ｍｍ以下
（5）１ｍｍ以下、１ｍｍ超１０ｍｍ以下、１０ｍｍ超３０ｍｍ以下
（6）１ｍｍ以下、１ｍｍ超１５ｍｍ以下、１５ｍｍ超３０ｍｍ以下
（7）２ｍｍ以下、２ｍｍ超４．５ｍｍ以下、４．５ｍｍ超３０ｍｍ以下
（8）２ｍｍ以下、２ｍｍ超７ｍｍ以下、７ｍｍ超３０ｍｍ以下
（9）２ｍｍ以下、２ｍｍ超１０ｍｍ以下、１０ｍｍ超３０ｍｍ以下
（10）２ｍｍ以下、２ｍｍ超１５ｍｍ以下、１５ｍｍ超３０ｍｍ以下
【００２７】
図４は、（1）〜（10）の各場合における金属鉄回収率とスラグ処理量を示したものであり、“×”プロットが金属鉄回収率を、棒グラフがスラグ処理量（分級工程までのスラグ処理量）をそれぞれ示している。
図４によれば、（4）、（5）の場合に金属鉄回収率が９０％以上で且つ高いスラグ処理量が得られており、特に好ましい分級形態であると言える。また、（8）、（9）の場合には、金属鉄回収率は９０％を若干下回るものの、比較的高い金属鉄回収率とスラグ処理量が得られている。なお、（1）〜（10）の形態によって、金属鉄回収率とスラグ処理量に大きな差が生じているが、金属鉄回収率については、それぞれの装置において高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙの密度分離に適した粒径があり、その粒径範囲を外れると分離精度が落ち、金属鉄回収率が低下してしまうためである。また、スラグ処理量については、破砕工程（Ｂ）での破砕粒径や分級工程（Ｃ）で分級する粒度によって、スラグ処理量に差が生じてしまうためである。
【００２８】
密度分離工程（Ｄ）では、分級工程（Ｃ）で分級された各粒度のスラグを、それぞれの粒度に適した異なる乾式密度分離装置４で金属鉄濃度が高い高密度粒状物ｘと金属鉄濃度が低い低密度粒状物ｙに分離する。
製鋼スラグを対象とする場合、大量のスラグを連続処理する必要があるため、従来ではドラム磁選機や吊り下げ磁選機などによる磁力選別が行われることが多いが、本発明では高温スラグを処理するため、スラグ温度が磁石のキューリー点温度（約３００℃）を超えると磁石の使用が困難となる。このため本発明では、金属鉄とスラグの密度差（比重差）に基づく乾式密度分離装置４で金属鉄の分離を行う。
【００２９】
乾式密度分離装置４としては、気流式分離装置、エアテーブル式分離装置、固気流動層式分離装置などが挙げられるが、本発明では、分級工程（Ｃ）で分級された各粒度のスラグについて、それぞれの粒度に適した乾式密度分離装置４を用いて金属鉄の分離を行う。
ここで、スラグを細粒（例えば粒径１ｍｍ以下）、中粒（例えば粒径１ｍｍ超１０ｍｍ以下）、粗粒（例えば粒径１０ｍｍ超３０ｍｍ以下）の３つの粒度に分級した場合において、各粒度のスラグを金属鉄濃度が高い高密度粒状物ｘと金属鉄濃度が低い低密度粒状物ｙに分離する場合、細粒スラグについては気流式分離装置を、中粒スラグについてはエアテーブル式分離装置を、粗粒スラグについては固気流動層式分離装置を、それぞれ用いるのが好ましいことが判った。
【００３０】
すなわち、気流式分離装置は、小粒径（粒径１ｍｍ以下が好ましい）の粒子を分離することが可能であるため、細粒スラグの処理に適しており、エアテーブル式分離装置は、エアによる影響を、分離に適した範囲で受けることができる粒子径が１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であるため、中粒スラグの処理に適しており、固気流動層式分離装置は、流動媒体と混合されない粒子の粒径が１０ｍｍ程度以上であるため、粗粒スラグの処理に適していることが判った。
このため本実施形態では、細粒スラグを高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙに分離する乾式密度分離装置４ａとしては気流式分離装置（気流遠心分離装置など）を、中粒スラグを高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙに分離する乾式密度分離装置４ｂとしてはエアテーブル式分離装置を、粗粒スラグを高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙに分離する乾式密度分離装置４ｃとしては固気流動層式分離装置を、それぞれ用いている。
【００３１】
乾式密度分離装置４ａを構成する気流式分離装置は、スラグを気流搬送するなかで、密度が異なるスラグ粒子に対する気流の影響の違いを利用して、スラグを高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙに分離する装置であり、方式の違いにより、サイクロンなどの気流遠心分離装置、重力を利用する水平重力分離装置、粒状物の着地点差を利用する慣性差分離装置などがあるが、いずれを用いてもよい。
【００３２】
本実施形態の乾式密度分離装置４ａは、気流遠心分離装置で構成されており、図５はその一実施形態を示している。この気流遠心分離装置は、筒状のケーシング６が、外筒ケーシング７ａと、この外筒ケーシング７ａとの間に流路８が形成されるように、外筒ケーシング７ａ内に配置される内筒ケーシング７ｂとからなる。外筒ケーシング７ａの下端には分離された低密度粒状物ｙを排出する排出口７０ａが、内筒ケーシング７ｂの下端には分離された高密度粒状物ｘを排出する排出口７０ｂが、それぞれ設けられている。内筒ケーシング７ｂの上端には開口部７１が形成されるとともに、内筒ケーシング７ｂの上端側部には、内筒ケーシング７ｂの上部空間内にスラグを供給する供給管９が接続されている。ケーシング６内の上部位置（本実施形態では、外筒ケーシング７ａ内の上部位置と内筒ケーシング７ｂ内の上部位置）には、上昇旋回空気流を生じさせるための旋回翼１０（主翼１０ａ、補助翼１０ｂ）が配置され、この旋回翼１０は外筒ケーシング７ａ上に設置された駆動装置１１の回転軸１２に吊り下げ保持されている。
【００３３】
この気流遠心分離装置では、旋回翼１０を旋回させるとケーシング６内に空気の旋回上昇流が発生するので、供給管９から内筒ケーシング７ｂの上部空間内にスラグを投入すると、低密度粒状物ｙは旋回上昇流に乗って旋回しつつ上昇し、遠心力によって外筒ケーシング側に移行した後、流路８内を落下して排出口７０ａから排出される。一方、高密度粒状物ｘはそのまま内筒ケーシング７ｂ内を落下し、排出口７０ｂから排出される。以上により、高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙが分離される。
【００３４】
また、図６は、乾式密度分離装置４ａを構成することがきる水平重力分離装置の一実施形態を示しており、この水平重力分離装置は、ケーシング１３の一端側の上部にスラグの供給管１４が接続されるとともに、他端側の上部には排風機（図示せず）を備えた排気管１５が接続され、また、ケーシング１３の一端側の下端部に高密度粒状物ｘの排出口１３０が、他端側の下端部に低密度粒状物ｙの排出口１３１が、それぞれ設けられている。前記供給管１４の途中には空気の吹き込み部１４０が、その上流側にはスラグの供給部１４１が、それぞれ設けられている。
【００３５】
この水平重力分離装置では、供給部１４１から供給管１４内に供給されたスラグは、吹き込み部１４０から吹き込まれた空気に搬送されてケーシング１３内に入り、排風機による排気管１５からの排気に伴う空気流に乗って水平方向（排気部方向）に搬送される。この際、重力により最初に高密度粒状物ｘが落下して排出口１３０から排出され、次いで、低密度粒状物ｙが落下して排出口１３１から排出される。以上により、高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙが分離される。
【００３６】
図７は、乾式密度分離装置４ｂを構成するエアテーブル式分離装置の一実施形態を示している。このエアテーブル式分離装置のテーブル１６は、長手方向の一端側がスラグ供給部１６０、他端側のテーブル幅方向両端がスラグ排出部１６１ａ、１６１ｂであり、長手方向でスラグ排出側が低くなるような傾斜（高低差ｈ１の傾斜）を有するとともに、幅方向でも傾斜（高低差ｈ２の傾斜）を有する。テーブル１６の全体には微小な空気穴１６２が形成され、テーブル１６の下方から供給される空気が、この空気穴１６０を通じてテーブル面に吹き出すようになっている。また、テーブル１６は振動機構（図示せず）により幅方向で振動するように構成されている。
【００３７】
このエアテーブル式分離装置では、テーブル１６が幅方向に振動しつつ、空気穴１６２からテーブル面に空気が吹き出た状態で、スラグ供給部１６０からテーブル面上にスラグが供給される。供給されたスラグは、テーブル１６の長手方向での傾斜によりスラグ排出部１６１方向に移動するが、スラグ中の高密度粒状物ｘは、テーブル面による摩擦力の影響が大きいため、テーブルの振動による運搬力によって、幅方向で傾斜したテーブル面の高い側に集められ、スラグ排出部１６１ａから排出される。一方、スラグ中の低密度粒状物ｙは、テーブルの振動による運搬力よりも空気穴１６２から噴き出た空気流の影響を強く受けるために、幅方向で傾斜したテーブル面の低い側に滑落して集められ、スラグ排出部１６１ｂから排出される。以上により、高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙが分離される。
【００３８】
図８は、乾式密度分離装置４ｃを構成する固気流動層式分離装置の一実施形態を示している。この固気流動層式分離装置は、分離槽１７内に所定の層厚で粒状の流動媒体が入れられ、槽底部のガス吹込み部１８からガス（通常、空気）が吹き込まれることで流動媒体が流動化し、固気流動層１９が形成される。この装置は、流動媒体として、流動化した状態での見掛け密度がスラグの高密度粒状物ｘよりも低く、低密度粒状物ｙよりも高い粒状物を用い、スラグ中の高密度粒状物ｘを固気流動層１９の下部側に沈降させ、低密度粒状物ｙを固気流動層１９の上部側に浮上させることにより分離するものである。流動媒体としては、例えば、ジルコンサンド、鉄粉などを用いることができる。なお、流動媒体を構成する粒状物の粒径は特に制限はないが、一般には０．０８〜０．１２ｍｍ程度とすることが好ましい。
なお、固気流動層１９を構成する流動媒体の見掛け密度は、流動化ガスの流量を調整することでも、ある程度調整することができる。
【００３９】
分離槽１７は、槽内にスラグを供給（投入）するスラグ供給部２０と、固気流動層１９の下部側に沈降した高密度粒状物ｘを捕集して回収する沈降物回収機２１と、固気流動層１９の上部側に浮上した低密度粒状物ｙを捕集して回収する浮上物回収機２２と、沈降物回収機２１により回収された高密度粒状物ｘを槽外に排出する排出部２３と、浮上物回収機２２により回収された低密度粒状物ｙを槽外に排出する排出部２４を備えている。
沈降物回収機２１は、複数のプーリ２１０（少なくとも一部が駆動プーリ）に案内されて、槽底部を含む槽内壁に沿って移動する無端ベルト２１１と、この無端ベルト２１１の長手方向において適当な間隔で設けられる沈降物捕捉用の複数のスクレーパ２１２を備えている。
【００４０】
浮上物回収機２２は、水平コンベア式の装置であり、２つのプーリ２２０（少なくとも一方が駆動プーリ）に案内されて、水平方向で移動する無端ベルト２２１と、この無端ベルト２２１の長手方向において適当な間隔で設けられる浮上物捕捉用の複数のスクレーパ２２２を備えており、コンベア下面側を移動する無端ベルト部分のスクレーパ２２２が固気流動層１９の上部側に浮上した低密度粒状物ｙを引っ掛けて捕捉できるような高さ位置に配置されている。
高密度粒状物ｘの排出部２３は、沈降物回収機２１の無端ベルト２１１が槽底部を通過してスクレーパ２１２で高密度粒状物ｘを捕捉した後、槽側壁を経て槽天井壁に移行する際に、スクレーパ２１２から外れた高密度粒状物ｘが取り込まれるように設けられており、本実施形態ではプーリ２１０に組み込まれた構造となっている。
【００４１】
低密度粒状物ｙの排出部２４は、浮上物回収機２２の無端ベルト部分がコンベア下面側を移動してスクレーパ２２２が低密度粒状物ｙを捕捉した後、コンベア端部に達した際に、スクレーパ２２２から外れた低密度粒状物ｙが取り込まれるように設けられており、本実施形態では、スクレーパ２２２から外れた低密度粒状物ｙを捕捉するスクレーパ２４０と、このスクレーパ２４０で捕捉された低密度粒状物ｙが取り込まれる排出口２４１を備えた回転体で構成されている。
【００４２】
この固気流動層式分離装置では、固気流動層１９が形成された状態でスラグ供給部２０からスラグを分離槽１７内に供給すると、スラグ中の高密度粒状物ｘが固気流動層１９の下部側に沈降し、この高密度粒状物ｘは沈降物回収機２１により捕集・回収され、排出部２３から排出される。一方、低密度粒状物ｙは固気流動層１９の上部側に浮上し、この低密度粒状物ｙは浮上物回収機２２により捕集・回収され、排出部２４から排出される。以上により、高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙが分離される。
【００４３】
密度分離工程（Ｄ）で分離された高密度粒状物ｘは、金属鉄濃度が高い粒状物であり、そのまま或いは必要な加工や処理を施して製鉄原料などとして利用される。一方、密度分離工程（Ｄ）で分離された低密度粒状物ｙは金属鉄濃度が低い粒状物（除鉄スラグ）であり、この低密度粒状物ｙについては、還元加熱処理工程（Ｅ）で還元加熱処理してスラグ成分と有価成分に分離することにより、有価成分を回収するとともに、スラグ成分も利材化できるようにすることが好ましい。また、この場合、密度分離工程（Ｄ）で各乾式密度分離装置により分離された粒度が異なる低密度粒状物ｙを混合し、その混合物（低密度粒状物ｙ）を還元加熱処理工程（Ｅ）で還元加熱処理することが特に好ましい。
【００４４】
還元加熱処理工程（Ｅ）では、例えば、本実施形態のように、ロータリーキルン２５からなる還元加熱処理装置５が用いられ、この還元加熱処理装置５（ロータリーキルン２５）において１４００℃付近まで加熱する還元加熱処理を施して有価成分を回収する。この有価成分を回収では、例えば、スラグの還元加熱処理により、スラグ中のＰをガス化してスラグから分離し、冷却されてガス中で析出したＰ化合物をバグフィルターで捕集して回収し、また、酸化鉄を還元し、金属鉄として回収する。残部のスラグ成分は各種のリサイクル材（例えば、セメント原料、製鉄用のＣａＯ系添加剤など）として利用される。
【００４５】
還元加熱処理工程（Ｅ）では、低密度粒状物ｙの粒径によって高温還元反応性が違ってくる。従来法のようにすべてのスラグを粒径１ｍｍ以下まで破砕した場合には、低密度粒状物ｙの還元加熱処理では粒子単体の反応性は高くなるが、スラグの半溶融体が装置内部で均一に成長するため、ダムリングと呼ばれる装置内部付着現象が起こりやすく、ハンドリング性が悪くなることで歩留りが低下する。一方、低密度粒状物ｙの粒径が大きい場合には、粒子表面と粒子内部での温度差が発生するため、粒子表面のみ半溶融状態となり、装置内部への粒子の付着が起こりにくいため、ハンドリング性は向上する。ただし、低密度粒状物ｙの粒径が大きすぎると、粒子中心部の温度が上がりにくくなるため、反応性が低下する。
【００４６】
図９に、還元加熱処理装置５において低密度粒状物ｙを投入量２５ｔ／ｈで処理した場合における、低密度粒状物ｙの平均粒径と排出歩留り（ダムリングを生じないで装置外に排出された処理済み粒状物の割合）との関係を示す。これよれば、低密度粒状物ｙは平均粒径２０〜３０ｍｍ付近が、ダムリングを抑えて比較的高い排出歩留りを確保するのに最適な粒径であるといえる。ここで、本発明の処理方法において、密度分離工程（Ｄ）で各乾式密度分離装置により分離された低密度粒状物ｙ（例えば、細粒スラグ、中粒スラグ、粗粒スラグからそれぞれ分離された低密度粒状物ｙ）を混合し、その混合物を還元加熱処理する場合、その混合物は上記のような平均粒径（２０〜３０ｍｍ）になりやすいので、ダムリングが抑えられ、高い排出歩留まりが得られやすいという利点がある。
【００４７】
本発明の処理方法では、密度分離工程（Ｄ）を経ることにより、高品質の低密度粒状物ｙを高い回収率で得ることができるが、さらに、この低密度粒状物ｙを還元加熱処理工程（Ｅ）で還元加熱処理すること、特に、密度分離工程（Ｄ）で各乾式密度分離装置により分離された粒度が異なる低密度粒状物ｙを混合し、その混合物を還元加熱処理工程（Ｅ）で還元加熱処理することにより、有価物を高い還元率でスラグ成分から分離することが可能となる。
本発明で処理対象となる製鉄工程で発生する鉄鋼スグとしては、脱燐スラグ、脱硫スラグ、転炉脱炭スラグ、脱珪スラグ、電気炉スラグなどの製鋼スラグ以外に、溶融還元スラグ、高炉スラグ（高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ）などが挙げられ、これらの１種以上を処理対象とすることができる。
なお、還元加熱処理工程（Ｅ）で分離・回収される有価成分はＰが主体であり、このため、特に還元加熱処理工程（Ｅ）を有する処理方法の場合には、脱燐スラグを処理対象とすることが好ましい。
【００４８】
以上述べた処理方法の実施に供される本発明の処理設備は、高温のスラグを冷却して温度調整を行う乾式冷却装置１と、この乾式冷却装置１で温度調整されたスラグを、平均粒径が１〜３０ｍｍで、最大粒径が５０ｍｍ以下（好ましくは平均粒径が５〜１０ｍｍで、最大粒径が３０ｍｍ以下）となるように破砕する破砕装置２と、この破砕装置２で破砕されたスラグを複数の粒度に分級する篩装置３と、この篩装置３で分級された各粒度のスラグを、それぞれ異なる密度分離方式で金属鉄濃度が高い高密度粒状物ｘと金属鉄濃度が低い低密度粒状物ｙに分離する複数の乾式密度分離装置４を有する。また、通常、乾式冷却装置１で温度調整する前の高温のスラグについて、大塊スラグを選別して破砕することでスラグの粒度を整えるための篩装置と破砕装置を有する。さらに、乾式密度分離装置４で分離された低密度粒状物ｙを還元加熱処理してスラグ成分と有価成分に分離する還元加熱処理装置５を有することができる。以上の処理設備を構成する各装置の好ましい条件などは、さきに述べた通りである。
【実施例】
【００４９】
図１及び図２に示す処理フローに従い製鋼スラグの処理を行った。
製鋼工程で精錬容器から排滓された後、ピットに排出されて凝固した高温のスラグを篩目２００ｍｍのグリズリにかけ、篩上は鉄源として回収し、篩下を破砕装置で破砕することでスラグの粒度を整えた後、乾式冷却装置（ロータリークーラー）で冷却して約３００℃まで温度を低下させ、次いで、ジョークラッシャの目標破砕粒径（破砕機の出口隙間）を３０ｍｍに設定してスラグを破砕した。この破砕後のスラグは、平均粒径が８．３ｍｍ、最大粒径が３０ｍｍであった。
【００５０】
破砕後のスラグを篩装置で篩分けして細粒、中粒、粗粒の３つの粒度に分級した。すなわち、破砕後のスラグを目開きが１ｍｍの篩にかけて、その篩下を細粒スラグ（粒径１ｍｍ以下）とし、篩上を目開きが１０ｍｍの篩にかけて、その篩下を中粒スラグ（粒径１ｍｍ超１０ｍｍ以下）とし、篩上を粗粒スラグ（粒径１０ｍｍ超３０ｍｍ以下）とした。
次いで、各粒度のスラグからの金属鉄の分離回収を、それぞれ異なる密度分離方式の乾式密度分離装置で行った。すなわち、細粒スラグについては図５に示す気流遠心分離装置を用いて、中粒スラグについては図７に示すエアテーブル式分離装置を用いて、粗粒スラグについては図８に示す固気流動層式分離装置を用いて、それぞれ高密度粒状物ｘと低密度粒状物ｙに密度分離し、高密度粒状物ｘを金属鉄として回収し、低密度粒状物ｙを除鉄スラグとした。
【００５１】
各乾式密度分離装置による金属鉄回収率（密度分離前のスラグに含まれる金属鉄のうち高密度粒状物ｘとして分離回収された金属鉄の割合）を図１０に、除鉄スラグの金属鉄残留率（低密度粒状物ｙ中の金属鉄含有率）を図１１に示す。
本実施例では、金属鉄回収率の目標値を９０mass％以上とし、除鉄スラグ（低密度粒状物ｙ）を還元加熱処理装置（ロータリーキルン）で加熱する際の反応性の観点から、除鉄スラグの金属鉄残留率の目標値を３．５mass％以下としたが、図１０及び図１１に示す通り、全ての粒度のスラグの乾式密度分離で目標値を達成することができた。
【００５２】
図１４に従来法（特許文献１の方法）による処理フローの一例を示すが、従来法では、金属鉄の単体分離を促進して金属鉄回収率を高めるために、スラグをすべて粒径１ｍｍ以下に破砕した上で乾式密度分離を行っているが、大量のスラグを処理するには極めて大規模な設備が必要となる。これに対して本発明法では、粗めに設定された破砕粒径でスラグを破砕するため、高い破砕処理速度が得られ、スラグの大量処理が可能となる。
本実施例における各乾式密度分離装置による金属鉄（高密度粒状物ｘ）回収前のスラグの温度と、金属鉄回収後の除鉄スラグ（低密度粒状物ｙ）の温度を測定した結果を図１２に示す。これによれば、粒径が大きいまま密度分離したほうが熱は保持されることが判る。
【００５３】
ここで、本発明法と従来法（図１４）でスラグ処理量２５ｔ／ｈ（１８万ｔ／年）のプラント設備を操業した場合のイニシャルコストとランニングコストを、破砕処理量、密度分離処理量、キルン再加熱エネルギーコスト（除鉄スラグから有価成分を回収するためにロータリーキルンを用いて行う熱処理のエネルギーコスト）から算定した。ランニングコストについては、本発明法では図１２に示すように除鉄スラグ温度を保持できるので、従来法よりもキルン再加熱エネルギーコストを低減でき、このためキルン再加熱エネルギーが従来法の７５％程度に抑えられる。また、イニシャルコストについては、処理量２５ｔ／ｈを実現しようとすると、従来法では大規模な設備が必要となり、多大なコスト増となる。それらの結果、図１３に示すように、本発明法では従来法に対して処理コストを９５％削減できると算出された。
【符号の説明】
【００５４】
１  乾式冷却装置
２  破砕装置
３  篩装置
４  乾式密度分離装置
４ａ  乾式密度分離装置（気流式分離装置）
４ｂ  乾式密度分離装置（エアテーブル式分離装置）
４ｃ  乾式密度分離装置（固気流動層式分離装置）
５  還元加熱処理装置
６  ケーシング
７ａ  外筒ケーシング
７ｂ  内筒ケーシング
８  流路
９  供給管
１０  旋回翼
１０ａ  主翼
１０ｂ  補助翼
１１  駆動装置
１２  回転軸
１３  ケーシング
１４  供給管
１５  排気管
１６  テーブル
１７  分離槽
１８  ガス吹込み部
１９  固気流動層
２０  スラグ供給部
２１  沈降物回収機
２２  浮上物回収機
２３，２４  排出部
２５  ロータリーキルン
７０ａ，７０ｂ  排出口
７１  開口部
１００  本体
１０１  散水機構
１３０，１３１  排出口
１４０  吹き込み部
１４１  供給部
１６０  スラグ供給部
１６１ａ，１６１ｂ  スラグ排出部
１６２  空気穴
２１０  プーリ
２１１  無端ベルト
２１２  スクレーパ
２２０  プーリ
２２１  無端ベルト
２２２  スクレーパ
２４０  スクレーパ
２４１  排出口
Ｓ  スラグ
ｘ  高密度粒状物
ｙ  低密度粒状物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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